DE823795C

DE823795C - Device for measuring by means of a core moving in a coil

Info

Publication number: DE823795C
Application number: DED227A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Steinbrenner
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1949-11-01
Filing date: 1949-11-01
Publication date: 1951-12-06

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen mittels eines in einer Spule sich bewegenden Kernes. Es soll diese Vorrichtung insbesondere als Geber für einen Trägerfrequenzmodulator zum Messen mechanischer Schwingungen und Wege benutzt werden, z. B. der Schwingungen eines elastisch gelagerten Motors, relativ zum Rahmen eines Kraftfahrzeuges. Ändert sich bei diesen Meßvorrichtungen die Eintauchtiefe des Kernes, so ändert sich auch die Induktivität der Spule. Bei der Anwendung der Trägerfrequenzmodulation, bei welcher ein nichtmagnetischer Eisenkern in die Spule eintaucht, ist die Induktivitätsänderung ein Maß für dieGröße desSchwingungsausschlages, und dieses kann durch ein Instrument angezeigt oder durch einen Oszillographen aufgezeichnet werden. The invention relates to a device for measuring by means of a core moving in a coil. It is this device in particular as a transmitter for a carrier frequency modulator for measuring mechanical vibrations and paths are used, e.g. B. the vibrations of an elastically mounted motor, relative to the frame of a motor vehicle. Changes with these gauges the immersion depth of the core, the inductance of the coil also changes. at the application of carrier frequency modulation, in which a non-magnetic iron core immersed in the coil, the change in inductance is a measure of the magnitude of the oscillation amplitude. and this can be displayed by an instrument or recorded by an oscilloscope will.

Um bei beliebig, also in drei Komponenten, sich bewegenden Teilen eine Messung durchführen zu können, muß bei geführten Kernen zwischen dem Kern und seiner Befestigungsstelle ein elastisches Mittel vorgesehen werden, damit bei seinen Bewegungen senkrecht zur Meßrichtung der Kern nicht in der Spule abgeschert wird. Hierdurch tritt eine Fälschung des Meßergebnisses ein, da bei Bewegungen senkrecht zur Meßrichtung ein Austauchen des Kernes bewirkt wird. In the case of any moving parts, i.e. in three components To be able to carry out a measurement, in the case of guided cores between the core and its attachment point an elastic means are provided so that at his Movements perpendicular to the direction of measurement the core is not sheared off in the coil. This results in a falsification of the measurement result, since movements are vertical to the direction of measurement, an emergence of the core is effected.

Die vorliegende Erfindung beseitigt diesenNachteil dadurch, daß auf eine Führung des Kernes in der Spule verzichtet wird. Nach der Erfindung sind Kern und Spule derart ausgebildet und angeordnet, und zwischen beiden ist ein solches Querspiel vorgesehen, daß sich der Kern unter dem Einfluß der quer zur Spulenachse gerichteten Bewegungskomponenten der zu messenden Schwingungen nur im Bereich eines konstanten Magnetfeldes bewegt, so daß der Einfluß dieser Querbewegung ausgeschaltet ist. The present invention overcomes this disadvantage by providing a guidance of the core in the coil is dispensed with. According to the invention are core and coil formed and arranged in such a way, and there is one between the two Transverse play provided that the core is under the influence of the transverse to the coil axis directed movement components of the vibrations to be measured only in the area of one constant magnetic field moves, so that the influence of this transverse movement is switched off is.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungs- und Anwendungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt diese eine Spule im Längsschnitt mit den in die Spule eingezeichneten Magnetfeldern in Längs- und Querrichtung. In the drawing, the invention is in an exemplary embodiment and application shown, namely this shows a coil in longitudinal section with the in the coil Magnetic fields drawn in longitudinal and transverse directions.

Die Erfindung geht von folgender Uberlegung aus: Im Inneren einer unendlich langen Spule herrscht über deren Gesamtquerschnitt ein homogenes magnetisches Feld. Bewegt man im Inneren einer solchen Spule einen Eisenkern bei konstanter Eintauchtiefe entlang einer waagerechten Ebene so so ändert sich die Induktivität der Spule nicht, ganz gleich, an welcher Stelle des Querschnittes sich der Kern befindet. Hat die Spule jedoch, wie die Abbildung zeigt, eine endliche Länge, so tritt die durch die schraffierten Flächen angedeutete Feldverteilung ein. Im Längsschnitt gesehen, nimmt die Feldstärke gegen die Spulenenden vonF nach F' und E nach E' ab, und in der Querrichtung nimmt die Feldstärke gegen die Spulenwicklung von C nach C' und D nach D' zu. Im Bereich CD und EF ist das Feld jedoch koistant. Soll also eine seitliche Komponente z. B. in Richtung der Zeichnungsebene oder senkrecht dazu bei der Messung ausgeschaltet werden, so ist bei der Konstruktion von Spule, Anker und z. B. des diesen tragenden Meßarmes jeweils dafür zu sorgen, daß der Kern bei seiner Querbewegung immer im Bereich des Felddurchmessers CD bleibt. Aufgezeichnet wird dann nur die wechselnde Eintauchtiefe in Richtung EF, und zwar besteht eine lineare Abhängigkeit des Ausschlages von der aufgezeichneten Amplitude. Selbstverständlich muß die durch das Eintauchen des Eisenkernes entstehende Feldverzerrung berücksichtigt werden. Neue Gesichtspunkte ergeben sich jedoch dadurch nicht. Ähnliche Überlegungen lassen sich auch für eine kapazitive Abnahme anstellen. The invention is based on the following consideration: Inside a An infinitely long coil has a homogeneous magnetic effect over its overall cross-section Field. If you move an iron core inside such a coil at a constant immersion depth along a horizontal plane so the inductance of the coil does not change, no matter at which point of the cross-section the core is located. Has the However, as the figure shows, the coil has a finite length, so it passes through the The field distribution indicated by hatched areas. Seen in longitudinal section, takes the field strength against the coil ends from F to F 'and E to E', and in the transverse direction the field strength against the coil winding increases from C to C 'and D to D'. in the However, in the CD and EF area, the field is coistant. So should a side component z. B. turned off in the direction of the plane of the drawing or perpendicular to it during the measurement be, so is in the construction of the coil, armature and z. B. of this supporting Measuring arm each to ensure that the core is always in its transverse movement Area of the field diameter CD remains. Only the changing one is then recorded Immersion depth in the direction of EF, there is a linear dependence of the deflection on the recorded amplitude. Of course, it has to go through immersion the field distortion arising from the iron core must be taken into account. New points of view however, do not result from this. Similar considerations can be made for a turn on capacitive pick-up.

Claims

PATENT CLAIM: I. Device for measuring mechanical oscillation deflections by means of a core moving in a coil, in particular as a transmitter for a carrier frequency modulator, and e.g. B. to measure the vibrations of an elastic mounted engine relative to the frame of a motor vehicle, characterized by such an arrangement and design of the core and coil with the arrangement of a transverse play between the two, that the core is under the influence of the transverse to the coil Movement complete only moves in the area of a constant normal field, so that the influence of these transverse components is eliminated.

2. Device, in particular according to Claim 1 I, characterized in that that the arrangement is made such that the immersed core portion to achieve a linearly dependent display is always immersed in the constant magnetic field.