DE852155C

DE852155C - Induktiver Weg- und Dehnungsmesser

Info

Publication number: DE852155C
Application number: DEH5380A
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl-Ing Hottinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-09-19
Filing date: 1950-09-19
Publication date: 1953-03-12

Description

Induktiver Weg- und Dehnungsmesser Die Erfindung betrifft einen induktiven Weg-und Dehnungsmesser.
I)ie bisher bekannten induktiven Weg- und Debnungsmesser arbeiten auf folgenden Grundlagen: 1. Brückenschaltung In zwei benachbarte Zweige einer Wechselstrommeßbrücke werden axial hintereinander zwei Spulen gelegt dc zusammen von ferromagnetischem Material weitgehend umschlossen sind. Innerhalb dieser Spulen bewegt sich entweder ein Queranker (Membran, Scheilbe, Stift usw.) oder ein Tauchanker.
Die Weg- und Dehnungsmesser mit Queranker haben den Vorteil großer Empfindlichkeit und sind infolgedessen auch weitgchend verbreitet. Sie haben jedoch den Nachteil, daß ihre Eichkurve nicht linear, sondern hyperbolisch ist, daß der Queranker genau in der Mitte justiert sein muß und daß der Meßweg sehr begrenzt ist.
Die bisher üblichen Weg- und Dehnungsmesser mit Tauchanker haben dagegen den Vorteil eines großen Meßweges und einer linearen Eichkurve. Sie sind jedoch wegen ihrer geringen Empfindlichkeit den mit Queranker versehenen Weg- und Dehnungsmessern gegenüber für Meßzwecke weniger geeignet und infolgedessen auch kaum angewandt.
2. Transformatorschaltung Diese Katogerie der Weg- und Dehnungsmesser besteht aus einer Spulenanordnung, bei der eine Primärspule mit Wechselstrom gespeist und in zwei Sekundärspulen die induzierte Spannung gemessen wird. Die Messung erfolgt hierbei durch Änderung der Kopplung innerhalb der Spulenanordnung, und zwar durch Verschieben einer oder mehrerer Spulen oder durch Verschieben eines Tauchankers, vorzugsweise eines zylindrischen Kernes, aus magnetischem Material.
Durch Verschieben der Spule erreicht man große Änderung der Kopplung und damit der Empfindlichkeit, hat aber wie bei der mit Qüeranker ausgerösteten Vorrichtung nach dem Brückenprinzip den Nachteil einer nicht linearen Eichkurve und eines begrenzten Meßweges sowie die Schwierigkeit einer einwandfreien Justierung der Meßanordnung.
Desgleichen besteht auch bei Verschieben eines Tauchankers der Vorteil eines großen Meßweges und einer linearen Eichkurve, jedoch ergibt sich auch hier der Nachteil einer zu geringen Empfindlichkeit.
Diese Nachteile werden durch den Weg- und Dehnungsmesser nach der Erfindung dadurch beseitigt, daß in dem mit Tauchanker ausgerüsteten Gerät erfindungsgemäß ein ferromagnetischer Körper, vorzugsweise eine Lochscheibe, fest zwischen den Induktionsspulen der Meßvorrichtung angeordnet ist.
Bei den bisher üblichen Weg- und Dehnungsmessern mit Tauchanker geht der magnetische Fluß, abgesehen vom Streufluß, der dann gerade den Effekt der Messung, nämlich die Änderung der jeweiligen Induktivität, ausmacht, lediglich durch das gesamte Gehäuse, den Kern und längs der Achse durch die Luft zwischen Kernenden und Gehäusestirnwänden. Eine wesentliche Veränderung der Ver teilung von Luft- und Eisenwegen längs des magnetischen Flusses ergibt sich somit bei Wegänderungen des Tauchankers nicht.
Bei Verwendung eines ferromagnetischen Körpers nach der Erfindung wird der magnetische Fluß in zwei aufgeteilt, so daß jede Veränderung des Tauchankers sich gegenig auf die Induktivitäten der jeweils eingeschIosseren Spulen auswirkt. Durch den Einbau des ferromagnetischen Körpers ergibt sich eine über zehnfache Erhöhung der Empfindlichkeit und der Meßgenauigkeit.
Der ferromagnetische Körper läßt sich dabei sowohl bei den in der bekannten Brückenschaltung arbeitenden Vorrichtungen anbringen als auch bei solchen, die nach dem Transformatorprinzip aufgebaut sind. Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.
Nachstehend sind an Hand der Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
Abb. 1 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Weg-und Dehnungsmessers für Brückenschaltung dar, Abb. 2 das Schema einer Brückenschaltung; Abb. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Weg-und Dehnungsmessers für Transformatorschaltung, Abb. 4 das Schema einer Transformatorschaltung.
In dem Ausführungsbeispiel eines Weg- und Dlehnungsmessers für Brückenschaltung (Abb. I) und dem zugehörigen Schema (Abb. 2) sind die Induktionsspulen mit t2 bezeichnet. Erfindungsgemäß liegt zwischen ihnen ein ferromagnetischer Körper II, vorzugsweise eine Lochscheibe. In der Achsrichtung der Spulen und der Lochscheibe wird der Tauchanker 15 bewegt, geführt durch nichtmaguetisches Material 16. Diese Anordnung wird umschlossen durch ein Gehäuse aus ferromagnetischem Material 1 7.
Das zweite Ausführungsbeispiel zeigt einen Weg-und Dehnungsmesser für Transforrnatorschaltung (Abb. 3) und das dazugehörige Schaltschema (Abb. 4). Dte Primärwicklung 13 ist durch den ferromagnetischen Körperll in zwei Teile aufgeteilt. In Achsrichtung hierzu liegen die bezüglich ihres Wicklungssinnes gegeneinandergeschalteten Sekundärspulen 14. Mit 15, 16 und 17 sind wiederum der Tauchanker, das zu seiner Führung dienende nichtmagnetische Material und das Gehäuse aus ferromagnetischem Material bezeichnet.
Es wird ausdrücklich darauf hingeweisen, daß die hier geschilderten Ausführungsbeispiele nur zwei besondere Anwendungsformen des den magnetischen Fluß beeinflussenden und damit den Wirkungsgrad der Anordnung erhöhenden ferromagnetischen Körpers darstellen und daß selbstverständlich weitere Anwendungsformen möglich sind.
Beispielsweise ist es denkbar und entsprechend der meßtechnischen Aufgaben eventuell zweck mäßig, die Meßanordnung in der Mitte des ferromagnetischen Körpers 1 1 aufzuteilen und räumlich zu trennen. Die Erfindung läßt sich natürlich auch zur besonders einfachen Formgebung von Schwingungsmessern, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsmessern und von Torsions-, Drehmoment- und Kraftmessern verwenden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Induktiver Weg- und Dehnungsmesser mit Tauchanker, dadurch gekennzeichnet, daß ein ferromagnetischer Körper, vorzugsweise eine Lochscheibe (11), zwischen den koaxial liegenden Induktionispulen (t 2) der Meßvorrichtung fest angeordnet ist.
2. Weg- und Dehnungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu einer durch den ferromagnetischen Körper (11) aufgeteilten Primärspule (13) symmetrisch axial zwei Sekundärspulen (14) liegen.
3. Weg- und Dehnungsmesser nach Anaspruch 1 lund 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sekundärspulen (14) bezüglich ihres Wicklungssinnes gegeneinandergeschaltet sind.
4. Weg- und Dehnungsmesser nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenanordnung in ein Gehäuse (17) aus ferromagnetischem Material eingebaut ist.

Angezogene Druckschriften: AEG-Mitteilungen 1937; deutsche Patentschriften Nr. 718 097, 746936.