DE855373C - Induktiver Messwert-Geber - Google Patents

Induktiver Messwert-Geber

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Publication number
DE855373C
DE855373C DEP27631A DEP0027631A DE855373C DE 855373 C DE855373 C DE 855373C DE P27631 A DEP27631 A DE P27631A DE P0027631 A DEP0027631 A DE P0027631A DE 855373 C DE855373 C DE 855373C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
plunger
coils
air gaps
coil
winding
Prior art date
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Expired
Application number
DEP27631A
Other languages
English (en)
Inventor
Theodor Baechtold
Karl Wuhrmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Landis and Gyr AG
Original Assignee
Landis and Gyr AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Landis and Gyr AG filed Critical Landis and Gyr AG
Application granted granted Critical
Publication of DE855373C publication Critical patent/DE855373C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00Automatic controllers
    • G05B11/01Automatic controllers electric
    • G05B11/012Automatic controllers electric details of the transmission means
    • G05B11/016Automatic controllers electric details of the transmission means using inductance means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

  • Induktiver MeBwert-Geber Die Erfindung betrifft einen induktiven Meßwert-Geber, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß zwei elektrisch gegeneinander geschaltete Tauchspulen vorgesehen sind, die an einem gemeinsamen Waagebalken angeordnet gegenläufig in je zwei Luftspalte eintauchen, wobei die Wicklungsbreite der Tauchspulen größer als die Polbreite der Luftspalte und die Wicklungsfläche rechteckig ist, deren breite Seiten in die Luftspalte eintauchen, derart, claß ein möglichst großer Anteil der Wicklungslänge den Feldänderungen ausgesetzt ist.
  • In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes .dargestellt. Es zeigt Fig. i eine Ansicht, teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen Grundriß zur Fig. i, Fig.3 eine Seitenansicht, Fig.4 einen Grundriß eines in der Fig. i dargestellten Teiles und Fig; 5 ein Diagramm. In der Fig. i bedeutet i eine linke und 2 eine rechte Tauchspule, die je über einen isolierenden Träger 3 bzw. 4 an einem Waagebalken 5 befestigt sind, der um eine Achse 6 drehbar gelagert ist. Die Stromzuführung zu den beiden Tauchspulen findet über zwei Stromzuführungsfedern 7, 8 und die Drahtverbindungen 9, io und i i statt. Jede Tauchspule hat eine rechteckige Querschnittsform und taucht mit ihren längeren Wicklungsflächen in je einen Luftspalt ein. Diese Luftspalte werden durch zwei E-förmige Eisenkerne 12, 13 gebildet, die vermittels Schrauben 14 -durch zwei ,parallel liegende Distanzierungsplatten 15, 16 in der dargestellten gegenseitigen Lage gehalten werden. Die Eisenkerne 12, 13 werden durch je eine auf dem mittleren Eisenkern angeordneten Erregerspule 17 bzw. 18 erregt, die miteinander in Reihe liegend an ein weiter nicht dargestelltes Netz geschaltet sind. Die Achse 6 des Waagebalkens ist in einem besonderen Lagerstück i9, welches durch zwei Schrauben 2o mit den Distanzierungsplatten 15, 16 verbunden ist, gelagert. Am gleichen Lagerstück sind die beiden Stromzuführungsfedern 7, 8 unter Zwischenschaltung eines Isolierstückes 21 befestigt. In der Mitte der Achse 6 ist eine Rolle 22 fest angeordnet, um welche sich ein Metallbändchen 23, dessen oberes Ende an einer Abflachung der Rolle 22 mittels einer Schraube 24 befestigt i,st, auf- und abwickeln kann. Das untere Ende des Metallbändchens 23 ist mittels Plättchen 25 und Schrauben 26 an eine Federplatte 27 festgeklemmt, die vermittels Schrauben 28 unter Zwischenschaltung von Distanzierscheiben 29 zwi= schen einer Grundplatte 30 und den beiden Distanzierplatten 15, 16 befestigt ist. In der Fig.4 ist der Grundriß der Federplatte 27 dargestellt: Zum Schutz der empfindlichen Tauchspulen i und 2 ist an den Eisenkernen 12 und 13 je ein bügelförmiges Schutzblech 31, 32 vorgesehen. Ferner ist an jedem Eisenlkern ein vermittels einer der Schrauben 14 festklemmbares Streublech 33 bzw. 34 vorgesehen. Diese Streubleche dienen dem nachträglichen Abgleich von geringen Unregelmäßigkeiten in den Wicklungsdaten und Wicklungsformen der Tauchspulen und Unterschieden in den Dimensionen der Luftspalte. Zu beachten ist, daß die Luftspalte verhältnismäßig klein sind, was dadurch ermöglicht wurde, daß die Tauchspulen als freitragende Spulen, d. h. ohne irgendwelchen Spulenkörper, durch Verkittung der Windungen hergestellt sind.
  • In den Fig. 2 und 3, die einen Grundriß und eine Seitenansicht zur Fig. i darstellen, wurden die gleichen Bezugszeichen, wie in der Fig. i verwendet, so daß sich eine besondere Beschreibung dieser Figuren, in denen keine neuen Teile sichtbar werden, erübrigt.
  • Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist nun die folgende: Die Erregerspulen 17, 18 der beiden Eisenkörper 12, 13 liegen an der Netzspannung und erzeugen in den vier Luftspalten je ein magnetisches Feld. In diese Luftspalte tauchen die vier Längsseiten der Windungsflächen der Tauchspulen i und 2 ein, und zwar sind die Verhältnisse so gewählt, daß in der Ruhelage des Waagebalkens 5 die Tauchspule i stark in die Luftspalte eintaucht, während die Tauchspule 2 aus den entsprechenden Luftspalten stark hervorragt. Diese Stellung der Tauchspulen ist durch die einander entgegengesetzte Wirkung einerseits der Stromzuführungsfedern7, 8 und anderseits der Federplatte 27 bedingt und so gewählt, daß die Tauchspulen auch in den Endlagen nicht aus dem Bereich der Polbreiten herauskommen andernfalls die in den Spulen i und 2 induzierte Spannungen keinen linearen Zusammenhang mit der Verdrehung des Waagebalkens aufweisen würden. Im Diagramm der Fig. 5, die die in .deal Tauchspulen i und 2 induzierte Spannung U in Funktion des Verdrehungswinkels p des Waagebalkens 5 darstellt, sind die Verhältnisse näher erläutert. Nähert sich eine Tauchspule den entsprechenden Luftspalten, so steigt die induzierte Spannung U vorerst mehr als proportional an. Im Punkt A der Kurve hat diese Tauchspule dann etwa die in der Fig. i ,durch die Tauchspule 2 eingenommene Lage erreicht. Ein weiteres Eintauchen der Tauchspule läßt den Arbeitspunkt über C nach B wandern. Der BereidhA-B ist linear. Wird die Tauehspule weiterbewegt, so daß sie sich langsam aus den Luftspalten entfernt, so biegt die Kurve wieder stark ab. Falls die beiden Tauchspulen einander elektrisch entgegengeschaltet sind, so heben sich die induzierten Spannungen in denselben bei einer waagerechten Lage des Waagebalkens 5 gerade auf. Der Arbeitsruhepunkt liegt dann in C. Die beiden Tauchspulen können in Nullstromschaltung mit den beiden Stromspulen eines wattmetrischen Relais, beispielsweise nach der Ferraristype, verbunden sein. Bei waagerechtem Waagebalken fließt dann durch diese Stromspulen kein Strom, und die Ferrarisscheibe mit einem Mittelkontakt bleibt in einer Mittellage liegen. Verdreht sich der Waagebalken in der einen oder anderen Richtung, so fließt ein entsprechend gerichteter Strom durch die Stromspulen und verdreht die Ferrarisscheibe nach links oder rechts bis zum Anschlag des Mittelkontaktes mit entsprechenden Außenkontakten. Über diese Kontakte können dann in bekannter Weise Regeleinrichtungen usw. gesteuert werden.
  • Der beschriebene induktive Meßwert-Geber arbeitet natürlich mit einem Fühler zusammen. Letzterer kann grundsätzlich beliebiger Art sein. Die Übertragung der Fühlerbewegung auf die Tauchspulen erfolgt, bei translatorischer Bewegung des Fühlers, in Richtung des in der Fig. i angegebenen Pfeiles auf die Federplatte 27 oder, wenn der Fühler eine Drehbewegung ausführt, durch Kupplung mit der Drehachse 6. Da der Geber kein Eisen am beweglichen Teil aufweist, so bleiben außer allfälligen Reibungs- und Federkräften nur noch diejenigen Kräfte durch den Fühler zu überwinden, die das Erregerfeld auf die Tauchspulen ausübt. Da in den Tauchspulen mit äußerst kleinen induzierten Leistungen gearbeitet wird, so ist auch die nötige Verstellkraft für den Waagebalken entsprechend klein. Die besonders günstige Form der gewählten Anordnung geht aus der Überlegung hervor, daß die j Meßleistung einerseits von der in den Tauchspulen induzierten Spannung und anderseits von den Ohmschen Verlusten der Spulen abhängt. Bei gegebener maximaler Luftspaltinduktion.und gegebener Polfläche wird durch die gewählte rechteckige Spulenform, mit Wicklungsflächen die breiter als die Polbreite sind, erreicht, daß ein möglichst hoher Anteil der Wicklungslänge der Tauchspulen den Feldänderungen ausgesetzt wird.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Induktiver Meßwert-Geber, dadurch gekennzeichnet, daß zwei elektrisch gegeneinandergeschaltete Tauchspulen vorgesehen sind, die an einem gemeinsamen Waagebalken angeordnet gegenläufig in je zwei Luftspalte eintauchen, wobei die Wicklungsbreite der Tauchspulen größer als die Polbreite der Luftspalte und die Wicklungsfläche rechteckig ist, deren breite Seiten in die Luftspalte eintauchen, derart, daß ein möglichst großer Anteil der Wicklungslänge den Feldänderungen ausgesetzt ist.
  2. 2. Geber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Luftspalten liegenden Tauchspulenflächen die Polflächen in jeder Lage überragen, derart, daß nur ein linearer Teil der Geherkennlinie beim Arbeiten des Gebers beansprucht wird.
  3. 3. Geber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der breiteren zu den schmäleren Seiten der Wicklungsfläche größer als 1,5 ist.
  4. 4. Geber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchspulen halterungslos und die Windungen ihrer Drähte durch Verkittung unter sich, die Spulenform bildend, gehalten sind, so daß der wirksame Luftspalt durch keinerlei Spulenhalterungen beeinflußt wird.
  5. 5. Geber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abgleich dienende Streubleche zusammen mit Spulenschutzblechen einstellbar an den Eisenkörpern der magnetischen Kreise der Tauchspulen angeordnet sind.
  6. 6. Geber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Geber zusammenwirkender Fühler eine Drehbewegung ausführt, die auf die Drehachse des Waagebalkens übertragen wird.
DEP27631A 1947-10-15 1948-12-29 Induktiver Messwert-Geber Expired DE855373C (de)

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