DE4444409C1 - Einrichtung zur Messung der Induktivität einer Spule - Google Patents
Einrichtung zur Messung der Induktivität einer SpuleInfo
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- G01D5/2013—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils by a movable ferromagnetic element, e.g. a core
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- G01L9/10—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in inductance, i.e. electric circuits therefor
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung der
Induktivität einer Spule nach der Gattung der Ansprüche 1 bzw. 5.
Einrichtungen bzw. Schaltungsanordnungen, mit deren Hilfe
der Wert einer Induktivität bestimmt wird, sind aus dem
Stand der Technik insbesonders im Zusammenhang mit Weg- oder
Druckmessungen bekannt. Dabei werden solche Anordnungen
eingesetzt, bei denen sich die Induktivität durch
Verschiebung eines Spulenkernes weg- bzw. druckabhängig
ändert. Aus der Bestimmung der aktuellen Induktivität wird
dann der entsprechende Wert bzw. der entsprechende Druck
ermittelt.
Eine solche Einrichtung ist beispielsweise aus der DE 33
43 885 A1 bekannt. Bei dieser Einrichtung wird die Zeitdauer
zwischen dem Zeitpunkt des Anlegens einer Spannung an die
Wicklung der Induktivität und dem Anstieg des resultierenden
Stromes auf einen vorgegebenen Pegel gemessen. Die
Ansteuerung der Induktivität und die Auswertung, also die
Zeitmessung wird dabei von einem Mikrocomputer durchgeführt.
Die erfindungsgemäße Einrichtung
hat den Vorteil, daß eine einfache Schaltung
eine zuverlässige Auswertung ermöglicht. Besonders
vorteilhaft ist, daß diese Schaltung keine Stromquelle und
keine geregelte Spannungsquelle benötigt. Weiterhin ist
vorteilhaft, daß schnelle Messungen möglich sind.
Erzielt werden diese Vorteile mit Hilfe der in den Ansprüchen 1 und 5
beanspruchten Einrichtungen.
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in
der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Im einzelnen
zeigt
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel und
Fig. 3 einen
für das zweite Ausführungsbeispiel charakteristischen
Spannungsverlauf.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die
Spule, deren Induktivität L ausgewertet werden soll, mit S
bezeichnet. Der Widerstand der Spule S ist mit R bezeichnet.
Die Spule S wird über Anschlußpunkte P1, P2 mit der
Versorgungs- bzw. Auswerteschaltung in Verbindung gesetzt.
Die Auswerteschaltung umfaßt einen Transistor T, der die
Schaltvorgänge durchführt. Der Emitter des Transistors T ist
an die Batteriespannung UB angeschlossen, die Basis des
Transistors T wird über einen Widerstand R1 angesteuert,
wobei die Ansteuerimpulse über eine Klemme A zugeführt
werden, sie können beispielsweise von einem Mikroprozessor
geliefert werden.
Der Kollektor des Transistors T ist über eine
Serienschaltung einer Diode D1, eines Widerstandes R2 sowie
eines Widerstandes R3 auf Masse gelegt. Der Verbindungspunkt
des Spannungsteilers R2, R3 führt auf den
nichtinvertierenden Eingang eines Komparators K. Durch das
Widerstandsverhältnis der beiden Widerstände R2 und R3 läßt
sich demnach die am nichtinvertierenden Eingang des
Komparators anliegende Spannung einstellen.
Parallel zur Serienschaltung, die aus der Diode D1, dem
Widerstand R2 sowie dem Widerstand R3 besteht, liegt eine
Serienschaltung einer Diode D2 und einer Zenerdiode D3,
wobei die beiden Kathoden der Dioden D2, D3 miteinander
verbunden sind und die Verschaltung so ist, daß die
Zenerdiode D3 in Sperrichtung liegt.
Der Verbindungspunkt zwischen der Diode D2 und der
Zenerdiode D3 führt über den Anschlußpunkt P1 zur Spule S.
Der Anschlußpunkt P2 der Spule S führt auf den
invertierenden Eingang des Komparators K. Zwischen dem
invertierenden Eingang des Komparators K und Masse liegt ein
weiterer Widerstand R4, der der eigentliche Meßwiderstand
ist. Der Ausgang des Komparators K ist mit Sig bezeichnet.
An diesem Ausgang liegt ein Signal zur Auswertung
beispielsweise in dem Mikroprozessor an, der auch das
Ansteuersignal für die Basis des Transistors T liefert.
Zur Messung der Induktivität wird die Spannung UB nach
entsprechender Ansteuerung des Transistors T auf die
Induktivität L durchgeschaltet. Der Strom I, der durch die
Induktivität fließt steigt abhängig von der Größe der
Induktivität. Dieser Strom wird am Meßwiderstand R4 in eine
Spannung umgesetzt und gemessen. Erreicht die Spannung eine
vorgewählte Schwelle, die mit Hilfe der Widerstände R2 und
R3 eingestellt wird, schaltet der Komparator durch und gibt
ein Signal zur Auswertung, beispielsweise in einem
Mikroprozessor ab. Die Zeit vom Aufschalten der Spannung,
also vom Durchschalten des Transistors bis zum Erreichen der
Spannungsschwelle ist ein Maß für die Induktivität L der
Spule S. Die Höhe bzw. die Genauigkeit der geschalteten
Spannung ist dabei unerheblich.
Die Spannungsschwelle, die im Komparator K gebildet wird,
wird möglichst so gewählt, daß keine Sättigungsprobleme des
Stromes I durch die Induktivität L auftreten.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt,
bei dem die Spannung UB an die Spule S gelegt wird. Die
Spule S ist wiederum eine Serienschaltung einer Induktivität
und eines Widerstandes R. Der Ausgang der Spule S, also der
Widerstand R ist über einen Schalter Sch auf Masse
schaltbar. Parallel zum Schalter Sch liegt eine Zenerdiode
D4, wobei die Anode der Zenerdiode D4 auf Masse liegt.
Der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R der Spule S
und der Zenerdiode D4 sowie dem Schalter Sch weist eine
Spannung U1 auf, deren zeitlicher Verlauf in Fig. 3
dargestellt ist, wobei zum Zeitpunkt t1 eine Öffnung des
Schalters Sch erfolgt.
Solange der Schalter Sch geschlossen ist, liegt der Punkt P3
auf Masse und die Spannung U1 ist gleich Null. Die
Induktivität der Spule wird dabei aufgeladen. Beim
Abschalten der Spannung zum Zeitpunkt t1 wird die
Induktivität über die Zenerdiode D4 gelöscht. Die Energie,
die ein Maß für die Induktivität ist, geht in die Zenerdiode
über. Durch die Messung der Spannung U1 und die Messung der
Zeitdauer der Löschung Δt erhält man ein Maß für die
Induktivität. Der Spannungsverlauf am Punkt P3 entspricht
einer e-Funktion und ist abhängig von der Temperatur der
Zenerdiode. Dieser Verlauf kann vernachlässigt werden bzw.
mittels eines Mikroprozessors kompensiert werden. Die
eigentliche auszuwertende Zeitdauer Δt ist die Zeit, die
zwischen dem Öffnen des Schalters Sch und dem
Spannungssprung auf UB abläuft.
Die aufgezeigte Schaltung kann beispielsweise eine
massegeschaltete Endstufe sein, es ist dann möglich, die
Last der Endstufe zu erkennen.
Claims (6)
1. Einrichtung zur Messung der Induktivität einer Spule,
deren Wert veränderbar ist, mit Schaltmitteln, über die die
Spule zu vorgebbaren Zeiten an eine feste Spannung gelegt
wird, wobei in der Spule ein von der Induktivität abhängiger
Strom erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom in
einem Meßwiderstand (R4) in eine Spannung gewandelt wird und daß
die Zeitdauer (Δt) gemessen wird, bis die Spannung eine
vorgebbare Schwelle erreicht und daß aus dieser Zeitdauer die
Größe der Induktivität ermittelt wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schaltmittel einen Transistor (T) umfassen, dessen Basis über
einen Widerstand (R1) so angesteuert wird, daß zu wählbaren
Zeiten die am Emitter des Transistors (T) anliegende
Spannung (US) der Induktivität (L) zugeführt wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spannung (US) über eine Diode (D2) der Induktivität (L)
zugeführt wird, daß die andere Seite der Induktivität mit
einem Komparator (K) in Verbindung steht, dessen anderen
Eingang eine Schwellenspannung zugeführt wird, die mit Hilfe
eines Spannungsteilers (R2, R3) aus der Spannung (US)
gebildet wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem Anschluß der Diode (D2) an die Induktivität (L)
und Masse eine Zenerdiode (D3) liegt.
5. Einrichtung zur Messung der Induktivität einer Spule,
deren Wert veränderbar ist, mit Schaltmitteln, über die die
Spule zu vorgebbaren Zeiten zwischen eine feste Spannung und
Masse geschaltet wird, wobei in der Spule ein von der
Induktivität abhängiger Strom erzeugt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spannung am Verbindungspunkt
zwischen der Spule und den Schaltmitteln während
der Löschung gemessen wird und daß nach Öffnen der Schaltmittel die
Zeitdauer gemessen wird, bis die Spannung eine vorgebbare
Schwelle erreicht und aus dieser Zeitdauer die Induktivität
ermittelt wird.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
parallel zu den Schaltmitteln (Sch) eine in Sperrichtung
gepolte Zenerdiode (D4) zwischen der Spule (S) und Masse
liegt, die die Energie, die vor Öffnen des Schalters (Sch)
in der Induktivität (L) gespeichert war, übernimmt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19944444409 DE4444409C1 (de) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | Einrichtung zur Messung der Induktivität einer Spule |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19944444409 DE4444409C1 (de) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | Einrichtung zur Messung der Induktivität einer Spule |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4444409C1 true DE4444409C1 (de) | 1996-04-18 |
Family
ID=6535720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19944444409 Revoked DE4444409C1 (de) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | Einrichtung zur Messung der Induktivität einer Spule |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4444409C1 (de) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2002079729A1 (de) * | 2001-03-30 | 2002-10-10 | Heinz Ploechinger | Sensor und verfahren zur erfassung von messgrössen und physikalischen parametern |
| DE102006047827A1 (de) * | 2006-10-10 | 2008-04-17 | Wabco Gmbh | Verfahren und Schaltung zur Auswertung eines induktiven Wegsensors |
| DE102011014330A1 (de) | 2011-03-18 | 2012-09-20 | Paragon Ag | Auswerteschaltung und Auswerteverfahren zur Ermittlung einer Induktivität oder einer Kapazität eines elektrischen Bauteils |
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| DE3807015A1 (de) * | 1987-04-29 | 1988-11-10 | Wabco Westinghouse Fahrzeug | Verfahren und schaltung zur messung einer induktivitaet |
-
1994
- 1994-12-14 DE DE19944444409 patent/DE4444409C1/de not_active Revoked
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| 8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
| D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8331 | Complete revocation |