DE1286549B - Schaltungsanordnung zur ortsgetreuen Impulsgabe bei elektrischen Impulsgebern auf magnetisch-induktiver Grundlage - Google Patents

Description

• Es ist bekannt, auf magnetisch-induktivem Wege Impulse zu erzeugen und die Impulsgabe von der Relativbewegung zweier aneinander vorbeibewegter Teile abhängig zu machen (deutsche Auslegeschrift 1037 584). Ein Teil ist dabei üblich ortsfest angeordnet, als Dauermagnet ausgebildet und besitzt eine Abnahmewicklung für die Impulse, während das andere Teil (Joch) daran vorbeigeführt wird und den magnetischen Kreis mehr oder weniger schließt. Abhängig von der Flußänderung entsteht in der Wicklung eine Impulsspannung, wobei zwei Impulse entgegengesetzter Polarität aufeinanderfolgen. Form und Amplitude der induzierten Impulsspannung hängen dabei von den geometrischen Abmessungen, dem Abstand des vorbeibewegten Joches sowie von dessen Geschwindigkeit ab, d. h., eine bestimmte Höhe der Impulsspannung besitzt keine eindeutige Zuordnung zu der geometrischen Lage des Joches.
• In den meisten Anwendungsfällen wird jedoch gefordert, daß zu den Zeitpunkten, in denen jeweils das Joch eine bestimmte Stellung zu dem feststehenden Teil des Impulsgebers hat, ein Impuls erzeugt wird, unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der das Joch vorbeibewegt wird. Wie sieh dabei aus einfachen Uberlegungen sofort ergibt, besitzt nur der Nulldurchgang der Impulsspannung eine eindeutige Zuordnung zu der geometrischen Lage des bewegten Joches (Dauermagnet und Joch stehen sich gegenüber, geometrischer Nullpunkt).
• Es ist bekannt, aufbauend auf dem vorstehenden Prinzip einen Impuls im Nulldurchgang der induzierten Impulsspannung zu erzeugen (deutsche Auslegeschrift 1218 501). Bei der bekannten Schaltung ist eine aus einem Widerstand und einer Zenerdiode gebildete Begrenzungsschaltung vorgesehen, die den- einen Impuls auf einen durch die Zenerspannung gegebenen Wert begrenzt und den anderen Impuls bis auf die Schleusenspannung der Zenerdiode unterdrückt. Die begrenzte Spannung wird einem Schmitt-Trigger zugeführt, bei dem die abfallende Schwelle in das Schaltungs-Nullniveau gelegt ist. Aus der Rückflanke des Ausgangsimpulses des Schmitt-Triggers läßt sich damit der gewünschte Impuls ableiten.
• Die bekannte Schaltung hat den Nachteil, daß durch die Begrenzung mittels der Zenerdiode ein relativ großer Strom vor dem Nulldurchgang fließt, der auch die Abnahmewicklung durchsetzt und dacilhrch ein zusätzliches Magnetfeld aufbaut, das den Spannungsnullpunkt gegenüber dem geometrischen Nullpunkt verschiebt. Diese Verschiebung ist außerdem geschwindigkeitsabhängig; bei großen Geschwindigkeiten ist der Fehler relativ groß.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Auswertung so durchzuführen, daß ein störendes zusätzliches Magnetfeld vermieden wird, d. h. eine hohe Reproduzierbarkeit bei verschiedenen Geschwindigkeiten erreicht wird, wie es z. B. für die Impulsgebung bei Registerreglern erforderlich ist. Dies gelingt gemäß der Erfindung für eine Anordnung zur ortsgetreuen Impulsgabe bei elektrischen Impulsgebern auf magnetisch-induktiver Grundlage dadurch, daß eine elektronische Unterholungsweiche vorgesehen ist, von der ein Eingang mit der Abnahmewicklung des Impulsgebers verbunden ist und der andere, Eingang mit einer konstanten Spannung beaufschlagt wird, die so bemessen ist, daß sie kleiner als die kleinste im praktischen Betrieb auftretende Geberimpulsamplitude ist und daß an die Unterholungsweiche eine Auswerteschaltung angeschlossen ist, die jeweils dann den ortsgetreuen Impuls abgibt, wenn die Ausgangsspannung der Unterholungsweiche nach dem Auftreten des ersten Geberimpulses um den Wert der Bezugsspannung zurückgegangen ist.
• An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Auf einem U-förmigen Dauermagnet 1, an dem ein Joch 2 vorbeibewegt wird, ist eine Wicklung zur Abnahme der Geberimpulse aufgebracht. Die in der Abnahmewicklung auftretende Spannung U" für zwei verschiedene Geschwindigkeiten des Joches ist in F i g: 2 dargestellt, wobei n2 > n, ist. An die Ausgangsklemmen a, h der Wicklung ist einmal eine Diode Dl, die zur Begrenzung des negativen Impulses dient (F i g. 3), zum anderen eine elektronische Weichenschaltung 4 angeschlossen, die aus den Dioden D2, D3 und dem Widerstand R, besteht, wobei die Diode D3 auf dem Potential + U, liegt, das das Umschaltkriterium für die Weiche darstellt. Der Widerstand R,, der an den positiven Pol einer Spannungsquelle angeschlossen ist, ist dabei relativ hochohmig, so daß im Fall U", gleich 0 nur ein sehr kleiner Strom durch R, und D2 über die Wicklung 3 nach 0 fließt. Der Punkt c unterscheidet sich dadurch um UD2 vom Punkt a.
• Solange UR < Uo ist, folgt die Spannung an c der Spannung UR + UD2 (UD2 = konst.) (F i g. 3). Ist die Spannung U, gleich bzw. größer als Uo plus der Schleusenspannung UD3 der Diode D3, wobei UD3 möglichst gleich UD2 sein soll, dann übernimmt die Diode D3 den Strom, und die Diode D2 sperrt; der Punkte kann somit nicht positiver werden als Uo + UD3. Sinkt UQ + UD2 wieder unter den Wert U, +UD3, dann übernimmt wieder die Diode D2 den Strom, so daß der Punkt c wiederum U" + UD2 folgt, bis im negativen Bereich eine Begrenzung durch die Diode D, eintritt, wobei D, prinzipiell nicht notwendig ist, sondern lediglich die Aufgabe hat, den Aussteuerbereich zu verringern.
• Die Dioden D3, D2 wirken somit als eine Weichenschaltung, bei der am Ausgang immer der kleinere Ausgangswert erscheint. Eine solche Schaltung wird als Unterholungsweiche bezeichnet.
• Die Spannung U, wird nun in der Weise ausgewertet, daß dann ein Impuls erzeugt wird, wenn nach dem 2. Umschalten der Weiche die Spannung U, um UO zurückgegangen ist, d. h. wenn sie wieder den Wert UD2 hat (Punkt x). Dieser Zeitpunkt entspricht dann dem Nulldurchgang der Impulsspannung gemäß F i g. I. Diese Auswertung kann z. B. -durch einen Schmitt-Trigger erfolgen, dessen eine Schwellgrenze durch Uo und dessen andere (abfallende) Schwellgrenze durch U1)2 gegeben ist. Es kann jedoch mit Vorteil auch eine Klemmschaltung 5 verwendet werden (F i g. 1), die den Vorteil höherer Störempfindlichkeit hat. Diese Klemmschaltung 5 besteht aus der Diode D4, die mit dem einen Anschluß an dem positiven Potential U,, mit dem anderen Anschluß einmal über einen Kondensator K an die Klemme c, zum anderen über einen relativ hochohmigen Widerstand R2 an ein positives Potential angeschlossen ist. Uber R2 wird ein Vorstrom durch D4 gezogen, so daß der Punkt d zunächst auf dem Potential U, +U"4 liegt (F i g. 4). Das Potential an d kann dabei nie positiver werden, nur negativer. Solange also U,. im Bereich UD2 bzw. U" ist, bleibt das Potential an d praktisch konstant, da die Diode D4 leitet und K umgeladen wird. Wird jedoch dann U,. kleiner als Uo, d. h. negativer als vorher, so folgt Punkt d der Spannung U, (F i g. 4), da D4 sperrt. Ist Ud um Up gesunken, so muß der gewünschte Impuls ausgelöst werden, weil dann der Spannungsnulldurchgang ist. Dies erfolgt mit Hilfe eines Schwellwertgliedes 6, z. B. eines Schmitt-Triggers, bei dem die Hysterese <_ U., ist. Die Spannung U,, wird durch U1 auf einen Wert eingestellt, daB U, + UD4 - Uo gleich der Abfallschwelle ist.
• Zweckmäßig schaltet man vor den Kondensator K einen Impedanzwandler, um den Kondensator genügend schnell aufzuladen.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1- Anordnung zur ortsgetreuen Impulsgabe bei elektrischen Impulsgebern auf magnetischinduktiver Grundlage, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß eine an sich bekannte elektronische Unterholungsweiche (4) vorgesehen ist, von der ein Eingang mit der Abnahmewicklung (3) des Impulsgebers verbunden ist und der andere Eingang mit einer konstanten Spannung (Bezugs-Spannung + Uo) beaufschlagt wird, die so bemessen ist, daß sie kleiner als die kleinste im praktischen Betrieb auftretende Geberimpulsamplitude ist und daB an die Unterholungsweiche eine Auswerteschaltung (5, 6) angeschlossen ist, die jeweils dann den ortsgetreuen Impuls abgibt, wenn die Ausgangsspannung der Unterholungsweiche nach dem Auftreten des ersten Geberimpulses um den Wert der Bezugsspannung zurückgegangen ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Auswerteschaltung ein Schmitt-Trigger vorgesehen ist, dessen anziehende Schwelle dem Wert der Bezugsspannung und dessen abfallende Schwelle der im Ruhezustand am Ausgang der Unterholungsweiche anstehenden Spannung entspricht.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Auswerteschaltung zunächst eine aus einem Kondensator (K) und einer Diode (D4) gebildete Klemmschaltung (5) vorgesehen ist, bei der der Kondensator an den Ausgang der Unterholungsweiche und die Diode, die über einen Widerstand (R2) einen Vorstrom erhält, an ein konstantes Potential angeschlossen ist und daß der Klemmschaltung ein Schwellwertglied (6) nachgeschaltet ist, dessen anziehende Schwelle der im Ruhezustand am Ausgang der Klemmschaltung anstehenden Spannung und dessen abfallende Schwelle um den Wert der Bezugsspannung (Up) niedriger liegt.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang der Unterholungsweiche und dem Kondensator der Klemmschaltung ein Impedanzwandler, z. B. ein Emitterfolger, vorgesehen ist.