DE1147787B

DE1147787B - Anordnung zur Geschwindigkeitsmessung mittels Wirbelstroemen

Info

Publication number: DE1147787B
Application number: DER28946A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Christof Rohrbach
Original assignee: Dr-Ing Christof Rohrbach
Current assignee: Dr-Ing Christof Rohrbach
Priority date: 1960-10-22
Filing date: 1960-10-22
Publication date: 1963-04-25

Description

Anordnung zur Geschwindigkeitsmessung mittels Wirbelströmen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Geschwindigkeitsmessung an linear bzw. drehend bewegten Körpern mittels Wirbelströmen.
Die Erzeugung und Messung von Wirbelströmen ist zum Zwecke der Geschwindigkeitsmessung schon bekannt. So werden z. B. bei bekannten Ausführungen Wirbelströme in bewegten, aus leitendem nichtmagnetischem Metall bestehenden Körpern mittels Wechselstrommagneten erzeugt und die entstehenden sekundären magnetischen Wechselfelder mittels Spulen aufgenommen. Diese Anordnungen bedingen das Vorhandensein einer Wechselstromquelle, außerdem ist die abgegebene Spannung eine Wechselspannung. was für viele Zwecke unerwünscht ist.
Es ist auch die Verwendung von Hallgeneratoren bei Geschwindigkeitsmessern bekannt. Abweichend vom Erfindungsgegenstand liegt der Hallgenerator bei den bekannten Ausführungen aber im Feld eines rotierenden Dauermagneten; die abgegebene Spannung ist ebenfalls eine Wechselspannung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. eine Anordnung zur Geschwindigkeitsmessung unter Anwendung des Wirbelstromprinzips zu schaffen, die in der Lage ist, direkt eine der Meßgröße proportionale Gleichspannung abzugeben. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß Hallgeneratoren relativ ortsfest zu Magneten so angeordnet sind, daß sie von dem durch die Wirbelströme entstandenen Feld durchsetzt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Zeichnungen beschrieben. In Bild 1 sind zwei Magneten 1 und 2 (Permanent- oder Elektromagneten) zu einer leitenden Scheibe 3 so angeordnet, daß die durch die Magneten 1 und 2 erzeugte Induktion 23 die Scheibe 3 senkrecht durchsetzt. Tritt nun eine Relativbewegung b zwischen Scheibe 3 und Magneten 1 und 2 in Richtung der Scheibenebene auf, wird bekanntlich in der Scheibe 3 eine elektrische Spannung(F hervorgerufen. Sie hat die Größe: Unter der Einwirkung von C treten nun - wie bereits bekannt - in der Scheibe 3 Wirbelströme Jj bzw. J auf. Der Einfachheit halber sei im folgenden nur der Wirbelstrom J betrachtet. Er ist - abgesehen von Phasenverschiebungen durch die induktive Komponente des Stromkreises von J1 - proportional und phasengleich zu (E j und ruft eine ihm proportionale Induktion t' hervor.
Eine Möglichkeit, die Induktion t;' zu messen, be steht darin, sie einen Hallgenerator 4 durchsetzen zu lassen, der keine Relativbewegung zu den Magne- ten 1, 2 aufweist. Bei konstantem Steuerstrom Jsf des Hallgenerators 4 ist die Hallspannung Un: Die Halispannung Un ist also der Geschwindigkeit U der Scheibe 3 in ihrer Ebene proportional; die Anordnung stellt also einen elektrischen Geschwindigkeitsmesser dar.
Einen elektrischen Wegniesser erhält man bekanntlich durch Integration der Geschwindigkeit über die Zeit, hier also von Un über die Zeit t. Der in Richtung von U zurückgelegte Weg s wird: Analog erhält man bekanntlich durch Differenzieren nach der Zeit die Beschleunigung.
Die beschriebene Anordnung ist nicht nur zur Messung von Lineargeschwindigkeiten, sondern auch zur Messung von Winkelgeschwindigkeiten bzw.
Drehzahlen geeignet.
In Bild 2 ist ein Drehzahlmeßgerät beispielhaft schematisch dargestellt. Eine Welle 5 ist in den beiden Lagerböcken 6 und 7 drehbar gelagert. Sie trägt an einem Ende eine Scheibe 8 aus leitendem Material, die sich bei einer Drehung der Welle 5 in dem Feld eines Magneten 9 bewegt. Der Hallgenerator 10 dient zur Messung der sich hierbei einstellenden Wirbelströme. Die Hallspannung Un ist der Drehzahl der Welle proportional. Vielfältige Kombinationen von Magneten und Hallgeneratoren sind möglich.
Das Drelzzahlmeßgerät entsprechend Bild 2 hat zwei besondere Vorteile: Es arbeitet berührungslos und deshalb, insbesondere im Vergleich mit Drehzahlmeßgeräten, die mit Schleifringen ausgerüstet sind, ohne Verschleiß und ohne Wartung; es liefert eine der Drehzahl proportionale, sich trägheitsarm einstellende Gleichspannung; es ist also auch zur Messung sich schnell verändernder Drehzahlen geeignet.

Claims

PATENTANSPRUCH: Anordnung zur Gesch'windigkeitsmessung an linear bzw. drehend bewegten Körpern, wobei Wirbelströme mittels feststehender Magneten in bewegten, aus leitendem nichtmagnetischem Metall bestehenden Bändern bzw. Scheiben erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß Hallgeneratoren (4 bzw. 10) relativ ortsfest zu Magneten (1, 2 bzw. 9) so angeordnet sind, daß sie von dem durch die Wirbelströme entstandenen Feld durchsetzt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 923 578, 926 885, 942 663, 870 919, 888 476; USA.-Patentschrift Nr. 2460115.