DE2012565C - Schaltungsanordnung für einen wechselstrom gespeisten induktiven Wegaufnehmer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung kabel und elektronische Meßbrücken. 2> dem dafür einen wechselstromgespeisten induktiven Wegauf- durch bedingten großen Aufwand kommt als weiterer nehmer mit einem unter dem Einfluß einer Wegände- Nachteil die TemperaturabhäcgigLeit der Kupferrung semen Widerstandswert ändernden elektrischen widerstände und der Eisenverluste hinzu. Mit steigen-Meßwiderstand und in dessen Speiseleitung einge- 5 der Temperatur erhöhen sich nämlich die reellen schalteten!, der Einstellung der Empfindlichkeit bzw. Kapfei-widerstände und gehen die in einer Ersatzder Linearisierung dienendem induktiven Trimm- schaltung als Parallelwiderstände auftretenden Eisenwiderstand. ' Verluste zurück.

Als Meßwiderstand wird bei bekannten Anordnun- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

gen vorwiegend ein Differeutialdrossel-System ver- ic Schaltungsanordnung zu schaffen, die unter weitwendet, bei welchem in zwei koaxial hintereinander gehender Vermeidung der aufgezeigten Nachteile die angeordneten Drosseln ein in seiner Null-Lage sym- Verwendung einheitlicher Trimmwiderstände, Kabel metrisch in beide Drosseln ragender ferromaguiti- und Meßbrücken ermöglicht scher Kern dem aufzunehmenden Weg entsprechend Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung

verschoben und dadurch die Induktivität der Drosseln 15 der eingangs erwähnten Gattung gemäß der Erfingegensinnig verändert wird. Die beiden Drosseln bil- dung dadurch gelöst, daß dem Meßwiderstand ein zu-. den elektrisch eine halbe Wheatstonesche Brücke, die sätzlicher induktiver Widerstand scicher Güte parim allgem -. aen in der nachgeschalteten elektronischen ailel geschaltet ist, daß die Güte der Parallelschaltung Meßbrücke zur vollen Brückenschaltung ergänzt annähernd der Güte des Trimmwiderstandes entwird. Da derartige Aufnehmer in der Praxis klein und so spricht

robust ausgeführt werden müssen, ist die Verwes- Die Güte und die Empfindlichkeit der Paralleldung veriustarmer Materialien, beispielsweise lamme- schaltung können damit so bemessen werden, da3 für lierter Bleche oder Sinterwerkstoffe, im allgemeinen unterschiedliche Meßwiderstände ein einheitlicher nicht möglich. Das Verschieben des Kernes bedingt Trimmwiderstand verwendet und eine optimale Andaher neben einer Veränderung der induktiven auch 35 passung an t enheitliche Kabel and Meßbrücken erfoleine Veränderung dei reellen Wecnselstromwider- gen kann. Der üblicherweise verlustarme zusätzliche stände der Drosseln, induktive Widerstand besitzt selbst einen vernach-

Es ist nun ohne Schwierigkeit möglich, induktive lässigbar kleinen reellen Widerstandsanteil, so daß Wegaufnehmer für kleine Wege durch vorgeschaltete sich seine Impedanz mit der Temperatur wenig induktive Trinunwi lerstäi Je — in der Praxis be- 30 ändert Bei steigendet Temperatur fließt daher ein stehend aus eiser pralle' gewickelten Doppeldrossel zunehmender Strom durch den dem Meßwiderstand mit verschiebbarem magnetischem Kern — in ihrer parallelgeschalteten zusätzlichen Widerstand, wäh-Empfindlichkeit abzugleichen. Bei induktiven Weg- rend sich der Strom durch den Meßwiderstand veraufnshmern für große Wege führt diese Maßnahme ringert Dadurch wird die sonst auftretende Empfmdjedoch zu einer Phasenverschiebung zwischen der 35 iiehkeitszunahme kompensiert Drräi geeignete BeSpeisespannung und der Ausgangsspaiinung des Auf- messung des zusätzlicher Widerstandes kann sowohl nehmers, die es insbesondere bei hohen Genauigkeits- ein positiver als auch ein negativer Temperaturfehler anforderungen erforderlich macht, in der elektroni- kompensiert werden, wodurch beispielsweise beim sehen Meßbrücke den phasenkritischen Gleichrichter Einbau solcher Wegaufnehmer in Kraftaufnehmer auf jeden induktiven Aufnehmertyp individuell abzu- 40 Temperatureinflüsse auf die Aufnshmennechanik bestimmen. TW·irgirhtjpt und damit dem gesamten Aufnehmer ein

Als Ursache hierfür wurde gefunden, daß — im günstiges Temperaturverhalten gegeben werden kann. Gegensatz zu Aufnehmern für kleine Wege, bei denen In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als

die elektrische Güte des Meßwiderstandes annähernd Meßwiderstand ein rein ohmscher Spannungsteiler den gleichen Wert wie die Güte des Trimmwiderstan- 45 vorgesehen, wobei der Aufnehmer zufolge dss zusätzdes besitzt — bsi Aufnehmern für große Wege die lichem, oem Meßwiderstand parallelgeschalteten Güte, d. h. das Verhältnis von induktivem zu reellen« induktives Widerstandes die für induktive Aufneh-WiderstandsameiL des Meßwiderstandes wesentlich mer typischen Ein- und Ausgangsimpedanzen besitzt geringer als die Güte des Trimmwiderstandes ist und Um hierbei die Ausgangsimpedanz so konstant wie dieser somit als Phasenschieber in der Speiseleitung 50 bei einer Differenualdrossel als Meßwiderstand zu ivirki. Mit zusebmmHer Raulängc des Meßwiderstan- halten, ist es zweckmäßig, definierte Abgriffe des des wird nämlich dessen Güte infolge größerer Luft- Spannungsicücis ώίί entsprechendes Asa^fanoen spalte, geringerer Ampere-Windungszahl pro Längen- des paraF 'oeschalteten induktiven Widerstandes zu einheit und steigender Eisenverluste immer kleiner; verbinden

bei großen Baulangen ist schließlich die wegbedingte 55 Die Abbildungen zeigen in schematischer Darstel-Änderung des reellen Anteils des Widerstandswertes lung unter Weglassung aller nicht zum Verständnis größer als die des induktiven Anteils. Gleichzeitig der Erfindung erforderlichen Einzelheiten zwei Auserhöht sich der Meßeffekt, da man bei großen Wegen führungsbeispiele der Erfindungbestrebt sein muß, die Spulen nur wenig länger als Beim Acsführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist als den maximalen Meß weg zu machen, was im Vergleich 60 Meßwiderstand ein Differenöaldrossel-System, bezu den Aufnehmern für kleinere Wege eine vielfache stehend aus zwei koaxial hinteremasderiiegenden Erhöhung der relativen Luftspaltänderung bedeutet Drosseln I, 2 mit dem za siässenden Weg entspre-

Die Aufnehmer für große Wege besitzen daher chend verstellbarem gemeinsamem Kern 3, vorgeunterschiedliche Güte und «fordern zur Vermeidung sehen. Die Drosseln t, 2 werden über Leitungen 4, 5 derPhasenverschiebungiadrviduellbeniessensTrimni- 65 von einer Wechselspannungsquelle f/_Sp gespeist In widerstände. Weiterhin besitzen sie sehr unterschied- die Leitungen 4,5 ist je eine Wicklung einer parallelliche Ein- und Ausgan^mpsdanzen und erlauben gewickelten Doppeldrossel 6 mit verschiebbarem somit keine einheitHcbs Anpassung an Anschluß- magnetischem Kern 7 eingefügt Die Drossel 6 mit

2

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zur

5 fi ^f ^ - mdiiktrver Trimmwiderstand zur Empfirufiichiceits- bzw. linearilätseinstellnng. Üblicherweise besitzt die Triramdrossel einen groBen induktiven and einen kleinen reellen Widerstandsanteil d. h. babe Gate. Den Drosseln L 2 ist ein zasarztahermauttrver Widerstands parallel geschaltet, welcher eine solche Gate besitzt, daß die Güte der Parallelschaltung der Elemente 1,2 and 8 etwa gleich der Gute der Trimmdrossel 6 ist. Damit wird eine Phasenvertdueirang zwischen der Emgangsspanmmg U_Sp und der Ausgangsspannuag U_A vermieden.

Beim Ausröhrungsbeispiel gereäß Fig. 2 ist als Meßwiderstand ein ohaischer Sp-jn«ip<pteaer9 mit mehreren definierten, dem zu BK-sesdi·. ä-'-o entsprechend angeschalteten Sthaltpi^kf^-, ' c~"d, e vorgesehen. Zufolge des paraHekes* h?± _tn induktiven WiderstandesSbesitzt auch dies- . ^ju,_tührung in bezug aof die Ein- und Ausgangsmu. ^anz die Eigenschaften eines induktiven Aufne? -isrs. Der Widerstand» besitzt eme solche Güte, dsj. Je Güte der Parallelschal- ao tang der Elemente »„ 9 der Güte der Trimnuirossel 6 entspricht und somit ebenfalls eine Phasenverschiebung zwischen der Eingangsspannung l/_Sp und der Ansgangsspammng U_A vermieden wird. ITm die Ausgangsimpedanz so konstant wie bei der Ausführungs- *s form gemäß Fi^l zu halten, sind die Schaltpunkte α bis e mit in entsprechendem Verhatnis am Widerstand vorgesehenen Anzapfungen verbunden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. SrhaJtnngsannrrfaiing für einen wechsel· stromgespeisten induktiven Wegaufnenmer mit einem untei dem Einfluß einer Wegändenmg seinen Widerstandsweit ändernden elektrischen Meßwiderstand und in dessen Speiseleitung eingeschaltetem, der Einsteüöiig der EispSnälic!i»UL bzw. der Linearisierung dienendem induktiven Trimmwiderstand,dadurch gekennzeichnet, dzß dem Meßwiderstand (1, 2; 9} ein zusätzlicher induktiver Widerstand (8) solcher Güte parallel geschaltet ist, daß die Güte der Parallelschaltung (X, 2, 8; 9, S) annähernd der Güte des Trimmwiderstandes (6) entspricht.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßwiderstand in helnter Welse zwei Drosseln (L 2) in Differen-

Wels z
tialschaltung vorgesehen sind.

3. SchalnmgsanordniTjg nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daS ~'ii Meßwiderstand ein ohmscher Spanaungstefler (SJrrorgesenen ist

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß definierte Abgriffspuakte((^ b, c, d, e) des Spannungsteilers (5») nut entsprechenden Anzapfungen des parallelgeschalteten induktiven Widerstandes (8) verbunden sind.

HierZQ 1 Blatt Zeichnungen