DE883658C

DE883658C - Anordnung zur Messung kleiner Drehwinkel

Info

Publication number: DE883658C
Application number: DEA6801D
Authority: DE
Inventors: Guenter Dr Haupt
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1943-03-06
Filing date: 1943-03-06
Publication date: 1953-07-20

Description

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft, Berlin-Grunewald Es ist eine elektrische Meßlehre bekannt, die zur Bestimmung der Diclie von Körpern geringer Abmessungen dient und dabei eine Wechselstrombrücke benutzt, von der zwei benachbarte Zweige durch einen auf dem zu messenden Gegenstand aufgesetzten Meßkopf gegensinning geändert werden.
Zwischen zwei übereinander angeordneten Meßspulen, deren jede einen Zweig einer Brückenschaltung bildet,kann sich ein einseitigeingespannter Anker bewegen, und zwar unter dem Einfluß eines Fühlers, der auf dem Prüfstück auf liegt. Die Dicke des Prüfstückes bestimmt somit die Lage des Ankers zwischen den Meß spulen und damit die Verstimmung der Brüdce. Hieraus ergibt sich, daß eine Feststellung von Dicken b2w. Längen möglich ist, wobei eine Verschiebung des Fühlers in vertikaler Richtung vorgenommen wird.
Diese Meßlehre kann in gewissem Umfang auch zur Winkelmessung benutzt werden. Bezeichnet beispielsweise in Fig. I P ein Prüfstück, das eine geringe Drehung um eine Achse A ausführen kann, und wird im Abstand I vom Drehpunkt der Füller F des Meßkopfes K aufgesetzt, so ist bei einem Ausschlagwinkel eine Verschiebung des Fühlers um den Weg s vorhanden, wobei für die Beziehung zwischen Verschiebung, Winkelausschlag und Abstand vom Drelu'nkt die folgenden Beziehungen gelten: s α α° s α° tg α = # α und = bzw. = , l 2# 360 2 #l 360 also 360 α° = s = f (s), 2#.l Zwischen dem durch den Fühler festgestellten Weg s und dem Winkel a besteht also eine direkte Proportionalität.
Eine Meßlehre dieser Art, die an sich auf Grund ihres Aufbaues mit außerordentlicher Genauigkeit arbeitet, wird häufig auch dann angewandt, wenn die Achse, deren Verdrehungswinkel zu prüfen ist, Drehwinkel zurücklegen kann, die volle 360° oder ein Mehrfaches davon betragen. Zum Beispiel wird in der Hochfrequenztechnik bei der Prüfung von Drehkondensatoren häufig folgende Forderung gestellt: Der Drehkondensator liegt im Schwingkreis eines Röhrengenerators und erzeugt eine bestimmte Frequenz. Bei der Prüfung wird der Drebkondensator um einen Betrag, der annähernd 3600 ansmacht, gedreht, und zwar so lange, bis er wieder dieselbe Frequenz erzeugt wie vorher. Dann ist durch eine WInkelmessung festzustellen, wie weit die hetzige Stellung des Drehkondensators von der vorher innegehabten Stellung abweicht. Es kann sich dabei naturgemäß nur um sehr kleine Winkel handeln.
Ganz ähnliche Forderungen liegen auch bei den sogenannten Rastenantrieben vor. Es handelt sich dabei um Antriebe, bei Idenen der frequenzbestimmende Teil, z. B. der Drehkondensator eines Sende-oder Empfangsgerätes, motorisch auf bestimmte, vorher festgelegte Winkel eingestellt werden soll.
Zu diesem Zweck ist ein solcher Rastenantrieb so ausgebildet, daß auf der Achse des Abstimmittels ebenso viele Klinkenscheiben angeordnet sind, wie Einstellungen gewünscht werden. Jede Klinkenscheibe arbeitet mit einer verstellbaren Klinke zu-, sammen, von denen im Fall einer beabsichtigten Neueinstellung die ausgewählte Klinke in eine solche Stellung gebracht wird, daß sie bei einem darauf veranlaßten Umlauf der Achse des Abstimmmittels in Eingriff mit einer Lücke der zugehörigen Klinkenscheibe kommen kann und dadurch den Antrieb in der gewünschten Winkel stellung stillsetzt. Auch bei Antrieben solcher Art ist es zum Zweck ihrer Prüfung notwendig, ein und denselben Einstellvorgang wiederholt hintereinander vorzunehmen und dabei jedesmal festzustellen, ob sich die Einstellung gegenüber der vorhergehenden geändert hat.
Bei der Prüfung von Antordnungen dieser Art kann die bekannte Meßlehre in der oben geschilderten Form nicht verwendet ween. Da nämlich in den angegebenen Fällen Idie Acihse, deren Winkelstellung zu kontrollieren ist, eine volle Umdrehung oder ein Mehrfaches einer vollen Umdrehung ausführen kann, müßte bei einer Anordnung gemäß Fig. I der Meßkopf nach jeder Messung aus dem Bereich des Prüfstückes P geschwenkt und nach einer vollen Umdrehung des Prüfstückes wieder aufgesetzt werden. Dies bedeutet einen ziemlichen Arbeitsaufwand. Hinzu kommt ferner, daß solche Arbeiten außerdem dann nicht vorgenommen werden können, wenn das Prüstück sich beispielsweise im Temperäturschrank, im Kühlschrank oder in einer Explosionkammer befindet. Zu berücksichtigen ist nämlich, daß Geräte, wie z. B. Rastenantriebe der vorbeschribenen Art, häufig in Kühlschränken geprüft werden, weil sie im praktischen Betrieb gegebenenfalls bei sehr niedrigen Temperaturen zu arbeiten haben.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Messung kleiner Drehwinkel, insbesondere zur Feststellung der Winkelabweichung bei Geräten, die nach Zurücklegung einer oder mehrerer voller Umdrehnungen die ursprüngliche Winkellage wieder einnehmen sollen, mittels einer Wechselstrombrücke. Die Anordnung wird erfindungsgemäß so ausgebildet, daß der Meßkopf aus zwei symmetrisch zu einer Drehachse angeordneten Polschuben besteht, deren jeder sich im Ruhezustand vor einer der bei'den in benachbarten Zweigen der Wechselstrombrücke liegenden Spulen befindet.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Die zu prüfende Achse A ist mit einem Meßhebel H gekuppelt, der an seinen beiden Enden die durch Schraffierung hervorgehobenen Polschuhe I und 2 trägt. Sie befinden sich gegenüber den beiden Spulen S1 und S2, die in benachbarten Zweigen einer Wechselstrombrücke liegen. Die Brückenschaltung selbst ist bekannt und daher nicht dargstellt. In der betraohteten Stellung ist die Überdeckung der Polschube bzw. der zugehörigen Spulen rechts und links der Achse A vollkommen gleich.
Daher ist die Brücke abgeglichen. Bei einer Drehung des Hebels H in der Pfeilrichtung wird die Überdeckung der Spule S3 durch Iden Pol schuh 1 geringer, dagegen die Überdeckung der Spule S2 durch den Polschuh 2 größer. Damit werden die Selbstinduktionskoeffizienten der Spulen, und S2 gegensinning beeinflußt, die Meßbrücke mithin verstimmt und ein entsprechender Ausschlag des Anzeiigeinstrumentes bewirkt.
Es gelingt auf diese Weise, wie Versuche gezeigt haben, eine Drehung der Achse um O,OI° mit zehn Skalenteilen lauf demselben Instrument anzuzeigen, wie es bei Iderselben Meßlehre zur Messung linearer Verschiebungen verwendet wird. Bei diesem Instrument bedeuten bekanntlich zehn Skalenteile den Betrag von 10 µ. Erwähnenswert ist an dieser Anordnung der Vorteil der unbeschränkten Beweglichkeit der zu untersuchenden Achse. Ferner ist hervorzuheben, Idaß praktisch keine Rückstellkräfte auf das Prüfstüch ausgeübt werden. Zur Vornahme von Reihenuntersuchungen von Geräten der angegebenen Art ist die beschriebene Anordnung besonders deshalb geeignet, weil eine nur kurze Rüstzeit benötigt wird. Außerdem ergibt sich eine erhebliche Raumersparnis, so daß bei Prüfungen im Temperaturschrank dieser erheblich besser ausgenutzt werden kann und somit die Prüfungszeit für eine Reiihe von Geräten der angegebenen Art erheblich herabgesetzt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zur Messung kleiner Drehwinkel, insbesondere zur Feststellung der Winkel abweichung bei Geräten, die nach Zurüciklegung einer oder mehrerer voller Umdrehungen die ursprüngliche Winkellage wieder einnehmen sollen, mittels einer Wechsel strombrücke, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf ans zwei symmetrisch zu einer Drehachse angeordneten Polschuhen besteht, deren jeder sich im Ruhestand vor einer der beiden, in benachbarten Zweigen der Wechselstrombrücke liegenden Spulen befindet.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Meß'kopfes mit der auf ihre Winkeleinstellung zu prüfenden Achse gekuppelt wird.