DE1147787B - Arrangement for speed measurement by means of eddy currents - Google Patents

Description

Anordnung zur Geschwindigkeitsmessung mittels Wirbelströmen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Geschwindigkeitsmessung an linear bzw. drehend bewegten Körpern mittels Wirbelströmen.Arrangement for speed measurement by means of eddy currents The invention relates to an arrangement for measuring the speed of linear or rotating movements Bodies by means of eddy currents.

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. The generation and measurement of eddy currents is for the purpose of speed measurement already known. So z. B. in known designs eddy currents in moving, bodies made of conductive non-magnetic metal by means of alternating current magnets generated and the resulting secondary alternating magnetic fields by means of coils recorded. These arrangements require the presence of an alternating current source, in addition, the voltage output is an alternating voltage. what for many purposes is undesirable.

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. There is also the use of Hall generators in speedometers known. Deviating from the subject matter of the invention, the Hall generator is in the known ones But versions in the field of a rotating permanent magnet; the voltage output is also an alternating voltage.

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. The invention is based on the object. an arrangement for speed measurement using the eddy current principle to create that is able to directly to output a direct voltage proportional to the measured variable. This is according to the invention achieved by the fact that Hall generators are arranged in a relatively stationary manner with respect to magnets are that they are penetrated by the field created by the eddy currents.

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.The invention is described below with reference to drawings. In Figure 1, two magnets 1 and 2 (permanent or electromagnets) are arranged to form a conductive disk 3 in such a way that the induction 23 generated by the magnets 1 and 2 penetrates the disk 3 vertically. If a relative movement b now occurs between disk 3 and magnets 1 and 2 in the direction of the disk plane, it is known that an electrical voltage (F is produced in disk 3. It has the size: As is already known, eddy currents Jj and J occur in disk 3 under the action of C. For the sake of simplicity, only the eddy current J is considered in the following. Apart from phase shifts due to the inductive component of the circuit of J1, it is proportional and in phase with (E j and produces an induction t 'proportional to it.

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.One way to induce t; ' To measure, it consists in letting a Hall generator 4 pass through, which has no relative movement to the magnets 1, 2. With a constant control current Jsf of the Hall generator 4, the Hall voltage Un is: The Halis voltage Un is therefore proportional to the speed U of the disk 3 in its plane; the arrangement thus represents an electric speedometer.

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.As is well known, an electrical path indicator is obtained by integrating the speed over time, in this case Un over time t. The distance s covered in the direction of U becomes: As is well known, the acceleration is obtained analogously by differentiating according to time.

Die beschriebene Anordnung ist nicht nur zur Messung von Lineargeschwindigkeiten, sondern auch zur Messung von Winkelgeschwindigkeiten bzw. The arrangement described is not only for measuring linear velocities, but also for measuring angular velocities or

Drehzahlen geeignet.Speeds suitable.

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. A speed measuring device is shown schematically as an example in Figure 2. A shaft 5 is rotatably mounted in the two bearing blocks 6 and 7. She wears on one end is a disk 8 made of conductive material, which when the Shaft 5 moved in the field of a magnet 9. The Hall generator 10 is used for measurement the resulting eddy currents. The Hall voltage Un is the speed proportional to the wave. Various combinations of magnets and Hall generators are possible.

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. The Drelz number measuring device according to Figure 2 has two special advantages: It works without contact and therefore, especially in comparison with speed measuring devices, which are equipped with slip rings, without wear and without maintenance; it delivers a DC voltage proportional to the speed and with low inertia; it is therefore also suitable for measuring rapidly changing speeds.

Claims (1)

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. PATENT CLAIM: Arrangement for speed measurement on linear or rotating bodies, where Eddy currents by means of fixed magnets in moving bands or discs made of conductive, non-magnetic metal are generated, characterized in that Hall generators (4 or 10) relative Fixed to magnets (1, 2 or 9) are arranged so that they are from the by the Eddy currents generated field are penetrated. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 923 578, 926 885, 942 663, 870 919, 888 476; USA.-Patentschrift Nr. 2460115. Considered publications: German Patent Specifications No. 923 578, 926 885, 942 663, 870 919, 888 476; U.S. Patent No. 2460115.