JPH0327500A

JPH0327500A - 伝送装置

Info

Publication number: JPH0327500A
Application number: JP2064486A
Authority: JP
Inventors: Michael Scherz; ミヒヤエル・シエルツ; Wilhelm Jahn; ヴイルヘルム・テー・ヤーン; Werner Roeschlau; ヴエルナー・レシユラウ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-03-18
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1991-02-05
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: ES2048879T3; JP2798472B2; DE59003740D1; US5055775A; EP0388792B1; ATE98391T1; DK0388792T3; EP0388792A1; DE3908982A1; CA2012408A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、少なくとも１つの交流電圧成分に分解可能で
ある、信号を回転子および固定子間でリングコイルを用
いて送信ユニットから受信ユニットに伝送する装置であ
って、前記リングコイルのコイルの巻同体は前記送信な
いし受信ユニットの部分を形成し、かつ前記リングコイ
ルは前記回転子の回転軸線に対して同軸に誘導結合され
て配設されている形式のものに関する従来技術例えばドイツ連邦共和国特許第２９４３９４２号に示さ
れているウルトラ遠心分離機の場合の多くの技術的な課
題設定において、アナログまたはディジタル値として存
在している電気信号を、相応の中間増幅の後に回転子か
ら固定子へ伝送して、さらにここで表示するかまたは以
後の処理を行うことが必要とされる。反対方向へ、多く
の場合、制御一またはスイッチング命令を電気信号によ
り固定子から回転子へ伝送することが所望される。

スリップリング装置の使用が知られてはいるが、しかし
この使用は、伝送されるべき信号の電圧が著しく低い場
合および回転子の回転数が高い場合は、基本的な問題が
生ずる。従来技術としてさらに電気音響装置において知
られている種々の磁気式走査装置、静電気式走査装置お
よび光学式走査装置があり、これらにより、可動の担体
上に例えば画像ディスク上に記憶された信号が走査によ
り、位置固定の受信ユニットへ伝送される。

３信号伝送の際の著しい問題点は次の場合に生ずる。即ち
回転子と共に１つまたは複数個の測定装置が回転し、そ
れらの時間的に変化する測定値または出力値を、位置固
定の受信ユニットへ伝送すべき場合に、問題が生ずる。

ドイツ連邦共和国特許第２８４６５８３号に示されてい
る伝送装置においては、測定信号を同じ変威器を介して
回転子側から固定子側へ伝送し、かつ給電電圧をこの同
じ変成器を用いて固定子側から回転子側へ伝送するよう
に構成されている。このことは次のことにより行われる
。即ち固定子側に給電電圧を発生するために低インピー
ダンスの、かつ周波数変調された測定信号よりも著しく
高い周波数を有する電力発振器が設けられている。この
場合、この発振器はコンデンサを介して変戊器へ結合さ
れている。

さらにこの発振器の場合、このコンデンサと変或コイル
との間にわいて測定信号の取り出しは、伝送条件の下で
高オームの回路点において行われる。この場合、回転子
側に給電電圧用の整４流装置と測定信号用の信号発生器が設けられており、さ
らに測定信号がこの整流器と伝送コイルとの間の回路点
に入力される。この種の、リングコイルとして構成され
た変成器部分巻線の二重の利用が既に回路技術的な困難
性を生ぜさせる。

さらに従来の技術に属する回転軸の温度測定のための装
置が、西独特許第９５８６００号明細書から公知である
。ここではブリッジ回路と接続された２つの誘導性伝送
器が設けられており、ブリッジ回路の１つの分岐には抵
抗サーモメータが挿入接続されている。ブリッジは供給
電圧を、伝送器のリングコイル装置を介して受取る。一
方、別の伝送器の他方のリングコイル装置は測定値を指
示装置にさらに送出する。

発明が解決しようとする課題本発明の課題は、冒頭に述べた形式の装置を次のように
構或することである。すなわち、ロー夕とステータとの
間で、測定値およびエネルギーの無接触伝送を、回転数
に依存する評価ま５６たは後続処理に関連して行うことのできるように構成す
ることである。その際例えば信号伝送は、例えば５００
０回転／分以上の速度で回転するロー夕においても可能
とするものである。

課題を解決するための手段この課題は次のようにして解決される。すなわち、構成
部材からロー夕へ電圧供給するために少なくとも１つの
リングコイル対が設けられており、少なくとも１つの別
のリングコイル対が、ロー夕にて測定装置により測定す
べき量をロータからステータへ伝送するために設けられ
ており、ロータ回転数を走査するためにセンサ素子が設
けられており、切換ユニットが設けられており、該切換
ユニットによって、ロータ回転数に結合した測定値が後
続処理ないし指示されるように構成して解決される。

ロー夕ないしステータに配置された送信ないし受信ユニ
ットはその際種々に構成することができる。一般的には
電子構成部材と共に実装されたロータ合板ないしステー
タ台板を用いる。

ロータにまず僅かな電圧ないし僅かなエネルギーの比較
的に弱い電気信号のみが形成されるのであれば、前置増
幅器をロータ台板上の信号発生個所に直接、例えば測定
装置の直接近傍に配属し、既に増幅した信号を、送信ユ
ニットを介して固定配置された受信ユニットへ伝送する
ことができる。

詳細においては送信および受信ユニットに対して種々の
構成および回路手段が、存在する問題に応じて可能であ
る。重要なことはいずれの場合でも、コイル対を鎖交す
る、回転数に依存しない磁束を形成することである。

その際信号の伝送は、ロータからステータへも、またそ
の反対にも行うことができる。さらに少なくとも１つの
リングコイル対を介して信号を、回転方向で相対的に相
対して存在する部材間で伝送することができる。伝送は
両方向で断続的にも行うこともできる。

本発明の別の実施例では、切換ないし制御信号を伝送す
るために少なくとも１つの別のリン一７グフィル対を設けると有利である。この切換ないし制御
信号が、ロータに構成部材が配属されている場合に切換
過程をトリガする。

前記の基本的な装置の有利な実施例は、次のように構成
することができる。すなわち、リングコイルが１つの部
分コアの間隙に存在し、２つの部分コアの間隔が空隙を
形成するように構成することができる。このような構成
は、ヨーロッパ特許第０１３３８０２号明細書（ＥＰＰ
ＳＯ１３３８０２）に記載の磁気記憶装置により公知で
ある。部分コアは、有利には間隙に対する側が開いた円
板状のコアとして構成することができる。部分コアの材
料としては、伝送技術に公知の種々異なるコイルコア材
料、例えばフェアライトが用いられる。この場合、材料
は実質的に、伝送される周波数領域に従って選択される
。

記載した基本原理によれば、電気信号、例えば回転子で
取り出される測定量は、４μＶからは相応して前置増幅
すれば、申し分なく伝送す＝８ることができる。

一般に、信号伝送は、３　０　ｋ　Ｈ　ｚを越える高周
波領域において行われると有利である。この場合、伝送
されるべき電気信号を、有利には、搬送周波数の符号化
ないし変調として伝送することができる。この場合、例
えば測定値を、約２００ｋＨｚの搬送周波数に直列的に
デジタル信号として符号化し、スタートビットおよびス
トップビットを有する８ビットのデータコードとパリテ
ィビットとによって、回転子台から固定子台へ、接続さ
れたリングコイルを介して誘導的に伝送することができ
る。固定子合板では、周波数識別が行われ、場合によっ
ては信号を、標準化されたコンピュータにより読取り可
能なインターフェース符号へ変換を行うと有利である。

付加的な改善を、以下のようにして実現することもでき
る。すなわち、回転子ないし固定子に隣接する２つのリ
ングコイルの間に、導電材料、有利には導電性の高い金
属材料、例えば銅またはアルミニウムから成る遮蔽板を
設けることにより実現できる。これ｛；よって、個々の
伝送路間の不所望な信号伝送が回避される。平衡ポテン
ショメー夕等を中間接続することによって、有利には、
このような遮蔽板を、減衰が変化する間に、送信ユニッ
トないし受信ユニットの周波数を同調させるために用い
ることができる（搬送波の中心周波数）。

本発明の構成要件により、回転子に所定の、回転子の回
転数と関連する測定値の表示ないし評価を、回転数が高
く信号の変化が速い場合でも可能にする、電気信号ない
し電圧の伝送装置が実現される。

本発明の実施例が図面に概略的に示されており、この実
施例により本発明の詳しい特徴が明らかにされている。

実施例の説明第１図ならびに第２図には、電気信号をロータからステ
ータへおよびその逆方向へ伝送する伝送装置が示されて
いる。ロー夕は、回転軸受け２が設けられている円板上
のコア１を有し、その駆動は図示されていない駆動素子
を介して行われる。回転可能な円板状の部分コア１に対
して同軸に、固定保持された別の円板状の部分コア３が
配置されている。両方の部分コア１および３はフエライ
トから成る。

部分コア１および３の間には約１ｍｍの中空のエア・ス
リット４（これは真空スリットないし液体スリットでも
よい）が設けられている。両方の部分コア１．３には、
リング状の切り欠き５，７，９．１１ならびに６，８，
１０．１２が設けられており、その中に誘導結合された
同軸のリングコイル１３，１５，１７．１９ならびに１
４，１６，１８．２０が配置されているロー夕のリング
コイル１３，１５．１７および１９は、概略的に示され
ているように電子スイッチング素子ないし測定素子を有
するロータ台板２１と接続されている。

ステータのリングコイル１４，１６．１８お１１よび２０は、信号を表示するためないし信号を処理する
ために相応の固定された構成素子２２２３，２４．２５
と接続されている。これらの素子には、ディジタル信号
あるいはアナログ信号を処理しかつ表示するための任意
の装置を用いることができ、その際該装置は、必要であ
れば少なくとも部分的にステータ合板内にまとめられる
。

ロータのリングコイル１３，１５．１７．１９とステー
タのリングコイル１４，１６．１８２０との間には、部
分コア１．３の部材内に埋め込まれた遮蔽リング２６．
２７．２８および２９，３０．３１がそれぞれはめ込ま
れており、これらの遮蔽リングは短絡リングとして用い
られ、個々の系間の好ましくないクロストークを回避し
ている。

第３図には、測定装置の機能スキーマが示されている。

その際、最も内側のリングコイル対１３．１４はステー
タの交流電圧源３２からロー夕の整流器ユニット３３へ
の電圧送給のため１２に使われ、ロー夕の整流器ユニット３３は作動電圧をロ
ータ台板２１に給電する。

別のリングコイル対１５．１６は交流電圧源３４から整
流器ユニット３５への補助電圧の送給のために設けられ
ている。この補助電圧はスイッチ３６を用いてスイッチ
オンすることができる。

測定装置内のロータでの測定すべき量の伝送のために、
リングコイル対１７．１８が使われる。任意の測定装置
から生じた測定電圧ＵＭは、ロータ台板２１において増
幅器回路によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器３７でデジタ
ル化される。場合によっては、搬送波周波数に重畳変調
されたデジタル信号は、リングコイル対１７１８を介し
て受信機台板３８に伝送される。

ロータ台板２１で相応の切換過程を開始しつるために（
例えば、測定増幅器の増幅度の切換は種々の測定領域へ
の適合のために適切でありうる）、付加的なリングコイ
ル対１９．２０が切換命令の伝送のために設けられてい
る。プッ１３シュキー３９は、パルス装置４０を介して切換パルスを
ロータ側の切換装置４１に送出し、この切換装置４１は
例えばロータ台板２１での測定増幅器の増幅度を段階的
に変える。

ステータ台板３８によって、ロータ台板２１から伝送さ
れた信号が直接的なコンピュータ処理のためにコンピュ
ータ４２に伝送される。

ロータの回転数の監視のために、例えばロータ側の永久
磁石によって作動されるセンサ素子４３が設けられてお
り、このセンサ素子４３は回転数に相応する信号を指示
ユニット４４に送出する。指示ユニット４４はステータ
台板３８と接続されており、かつ接続されているプロッ
タ４５を介してロータ回転数に依存する測定電圧ＵＭの
経過をグラフで表示することができる上述の実施例の装
置は、例えば特にドイツ連邦共和国特許第２９４３９４
２号明細書の分析方法の実施のために構成されている。

発明の効果本発明による信号伝送装置により、測定値およびエネル
ギーの無接触伝送を、回転数に依存する評価または後続
処理に関連して行うことができ、その際、例えば信号伝
送は、例えば５０００回転／分以上の速度においても可
能となる

【図面の簡単な説明】

第１図は伝送装置の縦断面図、第２図は片側の開放され
た円板コアとして形成された第１図のステータの平面図
、第３図は第１図に示された伝送装置を用いた場合の伝
送装置の動作概略図を示す。１．３・・・部分コア、２・・・回転軸受け、４・・・
エア・スリット、５，６，７，８，９，１０，１１，１
２・・・切り欠き、　　１３，１４，１５，１６．１７
，１８，１９．２０・・・リングコイル、２１・・・ロ
ータ合板、２２，２３．２４．２５・・・構成素子、２
６，２７，２８，２９，３．０．３１・・・遮蔽リング
、３２・・・交流電圧源、３３，３４，３５・・・整流
器ユニット、３７・・・Ａ／Ｄ変換１５器、３８・・・受信器台板、４０・・・パルス装置、４
１・・・切換スイッチ、４２・・・コンピュータ、４３
・・・センサ素子、４４・・・指示ユニット、４５・・
・プロッタ１６１７手続（方式）平威２年７月７１

Claims

【特許請求の範囲】１、少なくとも１つの交流電圧成分に分解可能である、
信号を回転子および固定子間でリングコイルを用いて送
信ユニットから受信ユニットに伝送する装置であって、
前記リングコイルのコイルの巻回体は前記送信ないし受
信ユニットの部分を形成し、かつ前記リングコイルは前
記回転子の回転軸線に対して同軸に誘導結合されて配設
されている形式のものにおいて、前記回転子の構成部材に電圧供給するために少なくとも
１つのリングコイル対（１３、１４；１５、１６）が設
けられており、かつ前記回転子において測定装置によって測定すべき量を該
回転子から前記固定子に伝送するために少なくとも１つ
の別のリングコイル対（１７、１８）が設けられており
、かつ回転子回転数を検出するためにセンサエレメント（４３
）が設けられており、かつ前記回転子回転数に関連した測定値を引続き処理ないし
指示する回路ユニット（４４）が設けられていることを
特徴とする信号の伝送装置。２、切換ないし制御信号の伝送のための少なくとも１つ
の別のリングコイル対（１９、２０）が設けられており
、前記切換ないし制御信号によっては回転子に配設され
た構成部材（２１）において切換過程がトリガされる請
求項１記載の信号の伝送装置。３、リングコイルは部分コア（１、３）の凹所（５−１
２）内に存在し、その際前記２つの部分コアの間隔がギ
ャップ（４）を形成する請求項１記載の信号の伝送装置
。４、部分コア（１、３）はギャップ（４）に向かって片
側が開いている円板コアとして形成されている請求項３
記載の信号の伝送装置。５、伝送すべき電気測定信号はデジタル化されている請
求項１記載の信号の伝送装置。６、伝送すべき電気測定信号はコード化信号ないし搬送
周波数の変調信号として存在する請求項１記載の信号の
伝送装置。７、２つの隣接するリングコイル（例えば１３、１５）
の間に、導電材料から成る遮蔽リング（２６）が配設さ
れている請求項１記載の信号の伝送装置。