DE904950C - Elektrische Induktionsmesslehre - Google Patents

Elektrische Induktionsmesslehre

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DE904950C
DE904950C DEA5642D DEA0005642D DE904950C DE 904950 C DE904950 C DE 904950C DE A5642 D DEA5642 D DE A5642D DE A0005642 D DEA0005642 D DE A0005642D DE 904950 C DE904950 C DE 904950C
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DEA5642D
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Wolfgang Schmid
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AEG AG
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AEG AG
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

  • Elektrische Induktionsmeßlehre 'Die bekannten elektrischen Imduktionsmeßlehren haben einen nur sehr kleinen Meßbereich, der etwa VtDO mm kaum übersteigt. Es muß folglich bei der Prüfung von Werkstücken mit verschiedenen Durchmessern oder anderen abgesetzten Maßen die Meßlehre stets mit Hilfe eines Míusterwerkstückes bzw. eines Grenzmaßes eingestellt werden. Dieses Einstellen bei Werkstücken mit mehreren Absätzen, welche während der Bearbeitung z.B. auf einer Schleifmaschine gemessen werden sollen, bereitet Schwierigkeiten, da man unmöglich das Werkstück während des Arbeitsvorganges mehrere Male ausspannen kann. Dies wäre jedoch für die Einstellung der Meßlehre auf die verschiedenen Maße der Werkstücke erforderlich. Man hat sich bisher in der Weise geholfen, daß man besondere Schablonen oder Modelle vorgesehen hat, die durch einen zweiten Meßkopf abgetastet werden, um auf diese Weise einen elektrischen Ausgleich an der Meßspannung zu erhalten.
  • Es sind zwar bereits elektrische Meßlehren entwickelt worden, welche einen wesentlich größeren Meßweg zulassen. Für diese Meßlehren wird eine Spule verwendet, in welche ein Eisenkern eintaucht, so daß der mit ihm verbundene Taster einen Meßweg von mehreren Millimetern ausführen kann. Der Meßweg ist jedoch durch die Skalenlänge bzw. eine untere Grenze der Empfindlichkeit beschränkt. Um auf. dem Amperemeter, welches vom Meßstrom durchflossen wird, noch 1/1000 mm gut ablesen zu können, muß unbedingt eine große Skaleneinstellung gewählt werden, sodaß der gesamte Meßbereich höchstens 0, OI mm umfaßt.
  • Die Induktionsänderung einer Meßspule mit Tauchkern kann gemäß der Erfindung dadurch, ausgenutzt werden, daß die durch die Verstellung des Kernes- erzielte Meßspannung an der Spule über eine Verstärkeranordnung so verstärkt wird, daß sie mit dem größten Spannungsabfall an einer einstellbaren Vergleicbsspule verglichen werden kann, wobei die Veränderbarkeit der Vergleichs spule ein Vielfaches der Veränderbarkeit Ider Meßspule beträgt. Die Kompensation der Meßspannung gegenüber der Vergleichsspannung kann in entsprechender Weise auch in einer Brückenschaltung vorgenommen werden, wobei zur Erzielung eines ständigen Abgleichs der Brücke die Vergleichsinduktivitäten in gleichem Maße verstellt werden.
  • Es ist auf diese Weise möglich, die Meßlehre mittels der Vergleichs spule sehr genau auf den gewünschten Meßwert einzustellen. Wird z. B. die Meßeinrichtung durch ein Musterstück auf einen Durchmesser von 5 mm eingestellt, so lassen sich am Anzeigegerät Abweichungen von 5 mm bis 5,01 mm beobachten. Ist der Schleifvorgang bis zum Erreichen des Sollwertes in der üblichen Weise beendet und soll nun in entsprechender Weise über einen Absatz des Werkstückes hinweg etwa ein : Durchmesser von 6 mm abgeschliffen werden, so kann der Eisenkern der Vergleichsspule auf dieses Maß eingestellt werden, d. h. er wird beispielsweise um einen bestimmten Weg, der 20 cm betragen möge, verschoben. Dieser Weg an der Vergleichsspule entspricht dann einem Weg von I mm Eisenkernverschiebung an der Meßspule. Das Meßgerät zeigt jetzt wieder innerhalb seines Meßbereiches Sollwertabweichungen von 6 mm bis 6,oI mm an.
  • Dile Einstellung der Vergleichsinduktivität bzw.
  • Induktivitäten läßt sich auch in anderer Weise durch Anzapfung der Vergleichs spulen vornehmen.
  • Um wegen der zu erreichenden Genauigkeit mit einer möglichst geringen Zahl von Anzapfungen auszukommen, kann mit der Vergleichs spule eine weitere Spule in Reihe geschaltet sein, die ebenfalls eine bestimmte Zahl von Anzapfungen, vorzugsweise zehn, besitzt und deren gesamter Verstellbereich größenmäßig einer Teilinduktivität der Hauptspule entspricht. Auf diese Weise läßt sich einte-belieibi, Feinheit in der Unterteilung-er. reichen, so daß ohne weiteres Genauigkeiten von 1/1000 mm und darüber hinaus ablesbar sind.
  • Die mit der Meßlehre gemäß der Erfindung zu erreichenden Genauigkeiten in der Herstellung bestimmter-Maße lassen sie für-die -Verwendung bei Bohrlehren, Teilmaschinen u. dgl. geeignet erscheinen. Derartige -Maschinen sind jedoch nur bei einer bestimmten Temperatur, z B. 200 C, genau, da bei dieser Temperatur die Längenmaßstäbe, Gewindespindeln usw. hergestellt bzw. geeicht worden sind.
  • Da sich nun in Ider Praxis die vorgeschriebene Raumtemperatur nur-schwer einhalten läßt, kann mit der vorliegenden Meßeinrichtung eine Tempei-aturkompensation in der Weise vorgenommen werden, daß durch einen zusätzlichen, in Reihe mit der Vergleichsinduktivität liegenden Widerstand, der durch die bei abweichender Temperatur entstehen den Längenänderungen der Maßstäbe usw. eine entsprechende Berücksichtigung in der Meßanordnung bewirkt. Der zusätzliche Widerstand kann entweder selbst temperaturabhängig sein oder so einstellbar, daß einer bestimmten Einstellung eine bestimmte Raumtemperatur entspricht. Ein weiterer entsprechend ausgebildeter und parallel dazu liegender Widerstand. kann zur Einstellung von Gar, und maßen Idienen, die beispielsweise einer entsprechenden Voreinstellung des Tisches oder Ider Bohrspindel entsprechen.
  • Die Zeichnung veranschaulicht den Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel.
  • Fig. I zeigt die grundsätzliche Schaltanordnung für eine Wheatstonesche Brückenschaltung der Meßspulen.
  • Fig. 2 zeigt die gleiche Anordnung mit Darstellung der Ausbildung der Induktionsspulen.
  • Gemäß Fig. I sind in einer Brücke die beiden zur eingentlichen Meßlehre gehörenden Spulen I und 2 und die Vergleiehsspulen 3 und 4 zusammengeschaltet. Im Diagonalzweig der Brücke liegt ein Anzeigegerät 5, dem ein Gleichrichter oder eine entsprechende Gleichrichteranordnung 6 vorgeschaltet ist.
  • Das Anzeigegerät mag einen Ausschlag nach zwei Seiten zulassen, je nach Richtung der Verstimmung der Brücke, wobei sein Meßbereich nach jeder Richtung, wie aus Fig. 2 ersichtlich, 10 beträgt. Im Nebenschluß zum Meßgerät liegt ein einstellbarer Widerstand 7, Ider zur Einstellung der Empfindlichkeit dient. Ist nämlich das Anfangsmaß des zu prüfenden Werkstückes noch nicht genau bekannt, so kann bei allzu großer Abweichung und entsprechender Verstimmung der Brücke das Meßinstrument zu heftig ausschlagen und dadurch zerstört werden.
  • Es wird bei einer Messung zunächst die grobe Stufe eingestellt, das Werkstück so weit abgeschliffen, bis ein Ausschlag nicht mehr erfolgt bzw. nicht mehr ablesbar ist, dann die mittlere Stufe eingeschaltet und schließlich bei der Feineinstellung also bei der höchsten Empfindlichkeit die genaue Bearbeitung vorgenommen.
  • In Fig. 2 ist die Meßlehre in ihren wesentlichen Einzelheiten wiedergegeben. In die Ibeiden Meßspulen I und -2 tauchen Eisenkerne XI und. I2, die durch einen Taster I3 verstellt werden. Hierdurch wind in bekannter Weise die Selbstin-duk,tipn der Spulen verändert. Geht das Maß der Verstellung durch den Taster I3 über einen bestimmten Endwert- hinaus, so müssen Idie Vergleichsinduktivitäten 3 und 4 verändert werden. Dies sei beispielsweise der Fall,-wenn beim Übergang von einer Meßwertgröße (5 mm) auf eine andere Meßwertgröße (6 mm) umgeschaltet werden soll. Die entsprechende Verstellung der Induktivitäten 3 und 4 kann, wie in der Zeichnung dargestellt, mit Hilfe eines Schalters 14 erfolgen, der für jede Induktionsspule eine - Kontaktbank 14 bzw. 14'. -besitzt, über die gekuppelte Schaltarme I5-und 15' gleiten.
  • Jedem einzelnen Kontakt, dessen Einstellung einer bestimmten Induktionsänderung entspricht, ist Idann ein bestimmter Meßwert in Millimetern zugeordnet.
  • Eine feinere Abstufung zwischen den einzelnen Teilinduktivitäten der Spulen 3 und 4 ist mit Hilfe der Spulen 33 und 34 möglich. Diese sind in gleicher Weise angezapft, und ein Abgleich an den entsprechenden Schaltern 44 und 44' mittels der Kontaktarme 45 und 45' von Kontaktstufe zu Kontaktstufe entspricht einer Verstellung des Tasters I3 um l/o mm. Dlie weitere Genauigkeit kann bereits am Meßgerät abgelesen werden, oder es ist eine weitere Nullabgleichung mit Hilfe weiterer vorgeschalteter Induktionsspulen möglich.
  • Da die elektrische Meßlehre zur Prüfung sehr genau zu bearbeitender Werkstücke und, wie in der Einleitung erwähnt, beispielsweise auch zur Herstellung von Bohrlehren, Maßstäben u. dgl. benutzt werden kann, so ist es erforderlich, daß Temperaturänderungen ausgeschlossen wenden. Würde nun ein unterUdem Taster I3 liegendes Werkstück oder die Spindel einer Lehrenboh1maschine durch eine Temperaturänderung beeinflußt werden, so würde am Meßgerät infolge der Längenänderung ein meßbarer Ausschlag entstehen. Um diesen Ausschlag zu kompensieren, sind in Reihe mit den Induktivitäten 3 und 4 Kompensationswiderstände 3I, 32, 35 und 36 bzw. 41, 42, 43 und 46 geschaltet. Die Widerstände bewirken eine Kompensation des von der Temperaturänderung herrührenden Ausschlages in der Meßbrücke. Die Widerstände sind beispielsweise von 2:2° geeicht und in ihrer Bemessung den verschiedenen zu bearbeitenden Materialien, beispielsweise Eisen, Aluminium, Messing und Elektron, angepaßt. iEs ist jeweils nur eine der Widerstandsgruppen 3I, 4I, 32, 42 Usw. eingeschaltet, je nach Verwendung des Werkstoffes.
  • Außerdem können parallel zu diesen WMerstandsgruppen und ebenfalls in Reihe mit den Vergleichsinduktivitäten 3 und 4 weitere Widerstände 51 und 6I angeordnet sein, deren Verstellung durch die zugehörigen Kontaktarme eine grobe Maßeinstellung in großem Maßstabe bedeutet. Bei Verwendung dieser Regelwiderstände ist es möglich, die Meßlehre mit ihren Induktivitäten I lund 2 an einer festen Stelle anzubringen und etwa mit Hilfe einer Übersetzung oder auch unmittelbar die Verstellung des Tasters I3 entsprechend der Tischverstellung zum Messen großer Längen vorzunehmen.
  • Die Einstellung dieser zusätzlichen Regeiwiderstände auch zum Einregeln der Raumtemperatur kann selbsttätig in Abhängigkeit von der Verstellung des tBohrtisches bzw. der Temperatur durch geeignete Regelorgane erfolgen. Will man die Meßanordnung, beispielsweise zur Herstellung von Kreisteilungen benutzen, so läßt sich die eigentliche Meßlehre in der Weise umgestalten, daß die Spulen I, 2 eine Kreiskrümmungg erhalten und die Spulenkerne sowie ender Taster um einen Drehpunkt schwenkbar gelagert sind. Die Teilung kann dann von einer Grundstellung ausgehend durch Schwenkung des Tasters vorgenommen werden, wobei je nach der Größe des Schwenksektors für den letzten Teilstrich immer wieder die Grundstellung herzustellen ist. Es läßt sich jedoch auch die Meßlehre in der üblichen dargestellten Form verwenden, wenn mit- Hilfe des Tasters eine drehbare Kurvenscheibe mit spiralförmiger Begrenzung abgetastet wird, wobei jedem Winkelmaß ihrer Verdrehung ein bestimmtes Radialmaß der Spirale entspricht.
  • Eine Temperaturkompensation in der hier angegebenen Weise, nämlich unter Berücksichtigung der Maßänderungen des zu prüfenden Gegenstandes, kann allgemein bei Meßeinrichtungen, die der Nachprüfung der Maße dienen, also beispielsweise auch bei optischen Meßgeräten, verwendet werden.
  • Wird z. B. ein mit der Verstellspindel parallel laufender Maßstab bei einer Lehren, bohrmaschine durch eine Vergrößerungseinrichtung, die als Meßmarke ein Fadenkreuz, ein Gitter od. dgl. enthält, betrachtet, so soll gemäß der durch Temperaturänderung bewirkten Maßänderung des Vergleichsmaßstabes auch eine entsprechenlde Verschiebung des Gitters im Objektiv stattfinlden. Zu diesem Zweck ist das (Gitter entsprechend einem Temperaturmaßstab verschiebbar angeordnet.

Claims (13)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Elektri.sche Induktionsmeßlehre mit einer durch einen Taster veränderbaren Meßinduktivität und einer Vergleichs induktivität, dadurch gekennzeichnet, daß Idie Vergleichsinduktivität so bemessen ist, daß Idas Maß der Induktionsänderung an derVergleichsspule ein Vielfaches der durch die Verstellung des Tasters bewirkten Induktionsänderung an der Meßspule ist.
  2. 2. Meßlehre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsinduktivität zur Kompensation der über eine Verstärlranordnung zugeführten Meßspannung dient.
  3. 3. Meßlehre nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Brücken anordnung liegenden Induktivitäten so abgeglichen sind, daß das Maß ihrer Änderung in einem festen Verhältnis (1:10) zueinander steht, so daß einer kleinen Änderung an Ider Meßspule eine große Änderung an der Vergleiehsspule entspricht.
  4. 4. Meßlehre nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränlderung der Vergleich.sinduktivität durch kontinuierliche Verschiebung eines Eisenkerns erfolgt, dessen Verstellweg im Maßstab der zu messenden Größen geeicht ist.
  5. 5. Meßlehre nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsinduktivitäten mit Anzapfungen versehen sind, die mit einem Dlrehschalter in Verbindung stehen.
  6. 6. Meßlehre nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Vergleichsinduktivitäten mit einer zweiten Induktionsspule in Reihe geschaltet ist, deren Gesamtbereich einem Teilbereich der ersten Induktionsspule entspricht.
  7. 7. Meßlehre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Induktionsspule als elektrischer Nonius zur ersten Spule ausgebildet ist.
  8. 8. Meßlehre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter zur Änderung der Induktivitäten, Idie in gegenüberliegenden Brückeuzweigen angeordnet sind, miteinander gekuppelt sind.
  9. 9. Einrichtung an einer Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Kompensationseinrichtung, insbesondere zur Beseitigung des Temperaturfehlers, die entsprechend der durch die Temepraturänderung bewirkten Maß änderung bei dem zu prüfenden Werkstück bzw. dessen Einspann- oder Einstellvorrichtung eine Rückführung der Ableseeinrichtung bewirkt.
  10. 10. Einrichtung zur Temperaturkompensation an einer meßlehre nach einem der Ansprüche 1 his 6, dadurch gekennzeichnet, idaß in Dusammenschaltung mit den Vergleichsinduktivitäten, insbesondere in Reihe mit diesen, Widerstände angeondnet sind, deren Zu- oder Abschaltung um ein bestimmtes Maß einer Temperaturänderung entspricht.
  11. II. Meßlehre nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit den Vergleichsinduktivitäten ein Regelwiderstand angeordnet ist, der zur Voreinstellung der Meßbrücke auf eine bestimmte Länge des Werkstückes dient.
  12. 12. Meßlehre nach einem der Ansprüche 1 bis II, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abgleich der Meßbrücke für die Grob einstellung parallel zu dem empfindlichen Anzeigegerät ein im mehreren Stufen umschaltbarer Widerstand angeordnet ist.
  13. 13. Meßlehre nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dab die Meßlehre mit ihren Meßspulen und Induktionskernen teilkreisförmig gebogen ist, so daß der um einen festen Punkt verschwenkbare Taster zur Messung von Kreisteilungen benutzbar ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1015614B (de) * 1956-05-24 1957-09-12 Johannes Perthen Dr Ing Elektrische Laengenmesseinrichtung
DE1248315B (de) * 1958-06-13 1967-08-24 Cincinnati Milling Machine Co Geraet zum Vergleichen einer Messgroesse, beispielsweise der Laenge eines Werkstueckes, mit einer Mehrzahl von Standardwerten
DE1277562B (de) * 1959-09-10 1968-09-12 Johannes Perthen Dr Ing Pruefeinrichtung fuer die Laufrille von Kugellagern

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1015614B (de) * 1956-05-24 1957-09-12 Johannes Perthen Dr Ing Elektrische Laengenmesseinrichtung
DE1248315B (de) * 1958-06-13 1967-08-24 Cincinnati Milling Machine Co Geraet zum Vergleichen einer Messgroesse, beispielsweise der Laenge eines Werkstueckes, mit einer Mehrzahl von Standardwerten
DE1277562B (de) * 1959-09-10 1968-09-12 Johannes Perthen Dr Ing Pruefeinrichtung fuer die Laufrille von Kugellagern

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