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Einrichtung zur Längenmessung auf elektromagnetischer Grundlage.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Längenmessung mittels einer elektrischen Induktions- messlehre mit eisengeschlossener, in eine Wechselstrombrücke geschalteter Induktionsspule, deren
Scheinwiderstand durch einen vom Tastorgan gesteuerten Anker beeinflusst wird.
Derartige Längenmesseinrichtungen werden vornehmlich unter Anwendung eines Vergleich- stückes benutzt. Die Einstellung erfolgte bisher in der Weise, dass man den durch das Tastorgan gesteuerten Anker durch mechanische Mittel, wie Drehkeile u. dgl., zusätzlich gegen den Kern der
Induktionsspule verschob. Derartige mechanische Einstellmittel sind jedoch mit der erforderlichen
Genauigkeit nur sehr schwierig und unter grossen Kosten herzustellen. Auch beeinflussen sie je nach dem Grad ihrer Präzision mehr oder weniger die Messgenauigkeit.
Aus diesem Grund hat man bereits eine Nullpunkteinstellung auf elektrischem Wege vor- geschlagen. Die Einstellung des Nullpunktes des Messinstrumentes wird mit Hilfe eines mit der
Induktionsspule der Messlehre in Reihe geschalteten Widerstandes, mit Hilfe einer besonderen Wicklung an der Induktionsspule der Messlehre, welche eine zusätzliche Spannung in die Brücke hineintransformiert, oder durch einen am Joch der Induktionsspule der Messlehre vorgesehenen magnetischen Nebenschluss vorgenommen. Mit der elektrischen Nullpunkteinstellung des im Diagonalzweig der Brücke liegenden Messinstrumentes ändert sich aber auch die Empfindlichkeit desselben, so dass es je nach dem gewünschten Längenmessbereich einer besonderen Empfindlichkeitseinstellung bedarf.
Die Einstellung der Emp- findlichkeit des Messinstrumentes wird daher in an sich bekannter Weise durch Parallelschalten eines veränderlichen Widerstandes zum Instrument oder durch Anordnung eines verstellbaren Widerstandes in Reihe mit der Stromzuführung zur Messbrücke vorgenommen.
Nach der Erfindung werden nun die beiden Einstellvorrichtungen miteinander derart gekuppelt, dass die Nullpunkteinstellung des Messinstrumentes bei gleichbleibender Empfindlichkeit desselben durch ein einziges Bedienungselement vorgenommen werden kann. Hiedurch ist man unabhängig von nur schwierig herzustellenden mechanischen Einstellvorrichtungen und erhält eine ausserordentlich genau arbeitende und bequem einzustellende Längenmesseinrichtung.
In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Längenmesseinriehtung nach der Erfindung in schematischer Darstellung wiedergegeben. Es zeigen Fig. 1 eine Längenmesseinrichtung in Brücken- schaltung mit einer Vorrichtung zur Nullpunkteinstellung mittels zusätzlicher Widertsandsänderung unabhängig von der Stellung des Messankers, Fig. 2 eine Teilansicht einer Längenmesseinriehtung, bei welcher die Nullpunkteinstellung mittels einer besonderen Wicklung an der Induktionsspule vorgenommen wird, und Fig. 3 die Teilansicht einer Einrichtung, bei welcher die Nullpunkteinstellung mittels eines am Joch der Induktionsspule vorgesehenen veränderlichen magnetischen Nebenschlusses vorgenommen wird.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Längenmesseinrichtung sind Drosselspulen a1, a2, a3, a (zu einer Messbrücke zusammengeschlossen, in deren eine Diagonale ein Messinstrument A eingeschaltet ist, während sich in der andern Diagonale die Zuleitung einer Wechselstromquelle befindet. Die Messdrossel a1 besitzt einen beweglichen Anker b, dessen Taststift an das zu messende Stück c angelegt wird.
Durch die beim Anlegen des Taststiftes gegen den Prüfling bewirkte Veränderung des Luftspaltes zwischen dem Anker b und dem Kern der Drossel a1 ändert sich der magnetische Widerstand des Kraft-
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linienweges und somit die Feldstärke und der Scheinwiderstand der Drossel, so dass das Messinstrument einen Ausschlag anzeigt.
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Widerstand d in Reihe mit der Drossel a1 geschaltet. Durch Verstellung dieses Widerstandes lässt sich jeder Widerstand im Kreis der Messdrossel herstellen, so dass man es in der Hand hat, den Ausschlag des Messinstrumentes i auf jeden gewünschten Wert und damit auch auf den Nullpunkt zu bringen.
Gleiche Verschiebungen des Messankers bei verschiedenen Abständen desselben von dem Kern der Induktionsspule ergeben aber verschieden grosse induktive Widerstandsänderungen und damit verschieden grosse Ausschläge des Messinstrumentes A. Infolge des Streufeldes nimmt nämlich der Einfluss des Ankers auf die Messspule mit zunehmendem Abstand stärker als linear ab. Es würden daher nach erfolgter Nullpunkteinstellung durch Verstellen des Widerstandes d die vom Messinstrument A angezeigten Längenmesswerte nicht mehr mit den Eichwerten übereinstimmen.
Für einen engbegrenzten Verstellbereich, wie er für Feinmessungen häufig ausreicht, würde die Empfindlichkeitsveränderung praktisch bedeutungslos sein, wenn der Ohmsche Widerstand der Messdrossel klein ist im Verhältnis zu ihrem induktiven Widerstand. Um jedoch auch bei grösseren Verstellbereichen diese Empfindlichkeitsänderung auszugleichen, wird die Spannung des Stromes im Anzeigekreis zusätzlich geändert. Für eine solche Änderung bestehen verschiedene Möglichkeiten. Es kann zu diesem Zwecke das Mess- instrument A. mit einem verstellbaren Nebensehlusswiderstand e versehen sein, oder es kann ein verstellbarer Widerstand t in Reihe mit der Stromzuleitung zu der Messbrücke geschaltet sein.
Es ist ohne weiteres einzusehen, dass durch einen dieser Widerständee oder/dieEmpfindlichkeit des Messinstrumentes geändert werden kann, so dass man die Möglichkeit hat, für einen grösseren Verstellbereich praktisch immer wieder auf die gleiche Empfindlichkeitskurve zu kommen. Der veränderliche Widerstand d und der Widerstand e bzw. t sind miteinander derart gekuppelt, dass die Nullpunkteinstellung des Messinstrumentes bei gleichbleibender Empfindlichkeit desselben mit einem einzigen Bedienungselement vorgenommen werden kann.
Ersetzt man den veränderlichen Widerstand d bei der Einrichtung nach Fig. 1 durch eine
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gleich ist, eine zusätzliche Spannung in die Brücke hinein und verursacht damit eine Nullpunktverschiebung des Messinstrumentes. Die Phasengleichheit der die Spulen 01 und g durchfliessenden Ströme ist gegeben, wenn nur die Speisespannungen gleich und die Vorwiderstände h vor der Brücke gross gegenüber den induktiven Widerständen sind.
Der veränderliche Widerstand h nach Fig. 2 und der Widerstand e nach Fig. 1 sind miteinander derart gekuppelt, dass die Nullpunkteinstellung des Messinstrumentes bei gleichbleibender Empfind- lichkeit desselben ebenfalls mit einem einzigen Bedienungselement vorgenommen werden kann.
Nach der Ausführung gemäss Fig. 3 wird der induktive Widerstand der Induktionsspule l1t durch Veränderung eines magnetischen Nebenschlusses m verändert und damit der Ausschlag des Messinstrumentes beeinflusst. Der magnetische Nebenschluss ist auch hier mit dem Widerstand d nach Fig. 1 so gekuppelt, dass die Nullpunkteinstellung des Messinstrumentes bei gleichbleibender Empfindlichkeit desselben durch ein einziges Bedienungselement vorgenommen werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung für Längenmessungen mit einer elektrischen Induktionsmesslehre mit eisengeschlossenen, in eine Wechselstrombrücke geschalteten Induktionsspulen, deren Seheinwiderstand durch einen vom Tastorgan gesteuerten Anker beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Nullpunkteinstellung des im Diagonalzweig der Brücke liegenden Messinstrumentes mit Mitteln zur Empfindlichkeitseinstellung desselben gekuppelt sind.