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f)ie Erfindung betrifft einen magnetischen Nleßumformer zur Umformung
mechanischer Verschiebungen in entsprechende elektrische Größen mit einem Mehrspaltmagnetkopf
zur Abtastung eines magnetischen Aufzeichnungstriigers, wobei dieser Methrspaltmagnetkopf
mehrere Magnetpole, mehrere Magnetspalte, die zwischen diesen Magnetpolen gebildet
sind, und mehrere Spulen besitzt, die jeweils auf diese Magnetpole gewickelt sind.
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Es ist bereits eine Einrichtung bekannt zum Messen von Lageänderungen
durch objektives Abzählen der Teilungsmarken einer gegenüber mehreren Ablesestellen
bewegten Teilung mit elektrisch, magnetisch oder optisch-elektrisch arbeitenden
Abtastvorrichtungen als Mittel zum Erzeugen von elektrischen einer Zählvorrichtung
zuzuführenden Impulsen, bei welcher die einzelnen Abtastvorrichtungen zur Unterteilung
der abzutastenden Teilung gegeneinander phasenverschoben angeordnet sind, insbesondere
zum Abzählen der Teilungsmarkierungen einer Kreisteilung mit vorzugsweise als magnetische
Marken ausgebildeten, durch magnetisch wirksame Mittel abtastbaren Teilungsmarkierungen,
wobei die Abtastvorrichtungen an dem Maßstab um mehr als eine volle Teilungsintervallbreite
gegeneinander versetzt angeordnet sind und wobei die Einzelelemente der durch die
Vorrichtungen erzeugten Impulsfolgen, in zeitlicher Folge geordnet, in einem dem
rationalen Bruchteil des kleinsten Teilungsintervalls entsprechenden Abstand aufeinander
folgen.
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Ebenso ist bereits eine Einrichtung zur ziffernmäßigen Anzeige der
Stellung oder Lage beweglicher Teile, insbesondere von elektrischen Rechen- oder
Buchungsmaschinen, bekannt, bei der ein mit einer Primärwicklung versehener Eisenkern
gegenüber einem feststehenden Eisenkern mit mehreren nebeneinanderliegenden Zähnen,
auf welche Sekundirwicklungen unterschiedlichen Wicklungssinnes aufgebracht sind,
verschoben werden kann.
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Es ist auch bereits eine Einrichtung zur Feststellung der Lage eines
bewegten Körpers relativ in bezug auf eine Maßstababteilung bekannt, bei der Zeichen
auf der Maßstababteilung durch die magnetischen Zustände von magnetisierbarem Material
gegeben sind und bei dem der Träger der Zeichen bzw. des magnetisierbaren Materials
relativ zu einem sie abtastenden elektromagnetischen Abnahmeorgan bewegbar ist.
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Es ist gleichfalls eine Einrichtung bekannt, bei der eine Reihe von
auf einem Kern angeordneten Zähnen, um die eine Spule gewickelt ist, Signale von
einer Skala abnimmt, während eine zweite Reihe von Zähnen, die auf demselben Kern
ausgebildet sind und um die eine zweite Spule gewickelt ist, diesen Maßstab phasenverschoben
gegenüber der ersten Reihe von Zähnen abtastet.
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Es ist bereits eine Einrichtung bekannt, bei der ein elektrischer
Meßkopf vor einer Schiene mit aus magnetisierbarem Material bestehenden Vorsprüngen
vorbeibewegt wird, um die relative Verschiebung des elektrischen Meßkopfes gegenüber
dieser Schiene zu messen.
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Ebenso ist bereits eine zum Einstellen vorbestimmter gegenseitiger
Lagen von zwei gegeneinander beweglichen Bauteilen einer Werkzeugmaschine oder dergleichen
dienende Vorrichtung bekannt, bei welcher unterschiedliche Widerstände in zwei magnetischen
Kreisen zwischen dem eine mit Wechselstrom gespeiste
Wicklung aufweisenden elektromagnetischen
.1 och eines an dem einen Bauteil vorgesehenen elektrischen Meßkopfes und einer
in dem anderen Biutcil vorgesehenen Meßstage aus magnetischem Werkstoff eine für
die Anziege der Abweichung und/oder Rückführng in die soll-Lage dienende Abweichung
des Gleichgewichtes voll /vCi Induktivitäten hervorrufen und bei der die bzw. jede
vorbestimte gegenseitige Lage der beiden bauteile durch ein eine Stelle hohen magnetischen
Widerstandes bildendes Loch, Aus spaning od. dgl. in der Stange aus magnetischem
Werkstoff gegeben ist.
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Alle diese bekannten Einrichtungen sind jedoch nicht geeignet, auch
kleinste Verschiebungen des Meßkopfes gegenüber einem Maßstab genau und sicher anzuzeigen.
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I>er Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugruiide eine meßvorrichtung
für Messungen an einem mit Signalen konstanter Wellenlinge versehenen Nlignctmedium
Zu verbessern.
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Dies wird durch einen magnetischen meßumformer zur Umformung mechanischer
Verschiebungen iii entsprechende elektrische Größen mit einem islellr spaltmagnetkopf
zur Abtastung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers erreicht. wobei dieser Mehrspattmagnetkopf
mehrere N!agnetpole, mehrere Mignetspalte, die zwischen diesen Magnetpolen gebildet
sind, und mehrere Spulen besitzt, die jeweils auf diese Magnetpole gewickelt sind,
der sich gemäß der Erfindung durch die Vereinigung folgender Merkmale auszeichnet:
a) aus zwei gegenüberliegenden Kernteilen eines gemeinsamen Magnetkeres springt
eine ungerade Zahl von C-ft>rmig geschnittenen Magnetplatten in gleichförmigem
Abstand zueinander vor; b) die Enden der einen Gruppe von magnetplatten gehen vom
Kernteil 8a, die Enden der anderen Gruppe von Magnetplatten vom Kernteil 8h aus
und bilden in Schichtrichtung in einem Überlappungsbereich der Länge g magnetische
Pole; c) um die einen Magnetplatten sind Wicklungen und um die anderen Magnetplatten
sind Wicklungen mit entgegengesetzter Wicklungsrichtung gewickelt d) die Wicklungen
sind in Reihe geschaltet und an die Ausgänge gefiihrt.
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Ein solcher magnetischer Meßumformer hat den Vorteil, daß er einfach
und kompakt im Aufbau ist und sehr genau arbeitet, wenn er mit einem Magnetmaßstab
verwandt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Verhältnis von Signal
zu Rauschen bei der Abtastung eines Magnetmaßstabes durch den Magnetkopf stark verbessert
ist und daß sich gleichfalls eine verbesserte Empfindlichkeit bezüglich konstanter
Amplitude bei der Abtastung eines Magnetmaßstabes ergibt.
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Eine zweckmäßige Ausflihrungsforin zur Vcrwendung des erfindungsgemäßen
Meßumformers in der Digital meßtechnik zur Magnetbandabtastung ergibt sich dadurch,
daß an Stelle des Magnetkerns eine Wechselstrommagnetanordnung vorgesehen ist.
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Eine weitere zweckmäßige Ausführngsform zur Verwendung eines erfindungsgemäßen
Meßumformers in der Digitalmeßtechnik zur Magnetbandabtastung ergibt sich dadurch,
daß in den die Magnetpolschuhe
bildenden Teilen eine Öffnung zur
F2hrung cines Magnetmaßstabes vorgesehen ist. lm folgenden soll die Erfindung im
einzehlene i0:ilier an 1 lii0d von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen
erläutert wcrden. es zeigt A b h. 1 schematisch die Arbeitsweise des Mehrspaltmagnetkopfes,
A b. b. 2 Beispiele für Wellenformen, A b b. 3 die Arbeitsweise des Magnetkopfes
in einer anderen, schematiscehn Darstellung, A b h. 4 ein (irundschaltschen'a, durch
das eine ausführungsform des erfindungsgemäßen Mehrspal tmagnetkopfes erläutert
wird, A b h. 5 in einer Vorderanicht eine Ausführungsform eines gemäß der lärlindting
ausgebildeten Mehrspaltmagenctkopfes dir, A b b. 6 die Anordnung der F i g 5 im
Grundriß, A b b. 7 im Grundriß eine weitcreAusführungsform, A b b. X in einem schematischen
Diagramm die Empfindlichkeit eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Mehrspnltmagnetkopies.
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A b b. 9 eine Seitenansicht einer Ableseeinrichtung, bei der ein
Magnetkopf verwendet ist, und A b b. l() einen Schnitt längs der Linic í-, 1 der
A b b. 9.
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Bei der numerischen Konstrolle von Maschinenwerkzeugen ist die elektrische
Längenmessung von großer Bedeutung. Diese Bedeutung erstreckt sich jedoch nicht
nur auf die numerische Kontrolle von Maschinen werkzeugen, sondern auch auf andere
Fälle.
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Die Technik der magnetischen Aufzeichnung wurde bereits für elektrische
Längenmessungen angewendet.
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Dabei wird ein Bezugsmaßstab, ein sogenannter Magnetmaßstab, in der
Regel vermittels eines Magnetkopfes abgelesen, und die abgelesene Länge wird in
ein elektrisches Signal umgewandelt. Der Magnetmaßstab wird so hergestellt, daß
ein Magnetpulver auf eine Glasplatte oder ein nichtmagnetisches Metallband aufgebracht
wird, auf dem z B. Rechteckswellen-oder Sinuswellensignale bestimmter Wellenlänge
magnetisch aufgezeichnet werden, und dieses Band wird dann als Bezugsmaßstab verwendet.
Ein Beispiel ftir eine Längenmessung, bei der ein solcher Magnetmaßstab Verwendung
findet, wird im folgenden an Hand der A b b. 1 und 2 erläutert. Ein Magnetmaßstab
3, der bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist so ausgeführt, daß auf
einem Magnetmedium 1, dts aus einem langen, schmalen Glasstreifen besteht, der mit
einer Magnetlage überzogen ist, in zwei Spuren Impulsgruppen 2a und 2b in Längsrichtung
des Streifens in Abständen von beispielsweise 0,1 mm aufgetragen werden, wobei die
Impulse der beiden Gruppen an verschiedenen Stellen aufgezeichnet sind, und es werden
übliche Magnetköpfe 3a und 3h mit solchen in zwei Spuren angeordneten Impulsgruppen
2a bzw. 2b in Berührung gebracht.
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Wenn sich jetzt die Magnetköpfe 3a und 3b aus der in A b b. 1 gezeigten
Stellung bezüglich des Magnet maßstabes 3 nach rechts bewegen, dann wird ein Impuls
4a durch den magnetkopf 3a immer früher wiedergegeben als der Impulse durch den
Magnetkopf 3h, wenn man die Anordnung der A b b. 2a und 2b in Betracht zieht. Wenn
sich die Magnetköpfe 3a und 3b nach links bewegen, dann eilt der Impulse dem Impuls
4a vor. Die Richlung, in der der Magnetmaßstab bewegt wird, ist also unterschiedlich,
und die Anzahl der Impulse, nämlich die Anzahl der Gitter, wird durch eine um-
kchrbare
Zähleinrichtung gezählt, wodurch der Abstand der Relativbewegung zwischen den Magnetknöpfen
und dem Magnetmaßstab angezeigt wird. lies bedeutet, daß der Magnetmaßstab fest
ist und die Magnetköpfe in gerader Linie über die Länge des zu messenden Gegenstandes
geführt werden.
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Dic A b b. 3 zeigt ein anderes Auslül'rungsbeispiel für eine Messung
vermittels eines Magnetmaßstabes, wie im folgenden erläutert wird. Ein Signal 5
in Form einer Sinuswelle wird auf einem Magnetmedium I iufge'eichnet, wozu zwei
Magnetköpfe 3a und 3b mit diesem Medium in Bcriihrung gebracht werden oder in sehr
kleinem Abstand in Aulzeiehnungsrichtung gegenübergebracht werden. Der Abstand zwischen
den beiden Magnetköpfen wird zu (iz t 1/4)# gewählt, wobei Ä die Wellenlänge des
Sinuswellensignals 5 ist und wobei ti eine ganze Zahl ist. Wenn die beiden Magnet
köpfe mit hoher Geschwindigkeit längs des zu messenden Gegenstandes verschoben werden,
dann haben die beiden Sinuswellenausgänge eine Phasendifferenz von 90° gegeneinander,
so daß man einen rotierenden Vektor mit bestimmter Amplitude erhalten kann, wenn
man die beiden Ausgänge der Magnetköpfe 3a und 3b vektoriell zusammen setzt. Durch
Ablesung der Anzahl der Rotationen und durch Messung des Rotationswinkels kann die
Länge gemessen werden, wobei die Genauigkeit inncrhalb einer Markierung der Magnetskala
liegt.
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Dies bedeutet, daß die Längenmessung nach einem Interpolationsverfahren
durchgeführt werden kann.
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Bei den beiden oben beschriebenen Verfahren werden auf einen Magnetfluß
ansprechende Köpfe unter Berücksichtigung der unregelmäßigen Bahngeschwindigkeit
und des Abstandes der beiden Magnetköpfe 3a und 3b verwendet. Wenn die Länge nach
dem Interpolationsverfahren gemessen wird, dann muß der Magnet maßstab genau mit
einem Sinuswellensignal magnetisiert sein, und die Amplitude der Wiedergabespannung
muß konstant sein, und der Nullpunkt darf sich nicht verschieben. Verglichen mit
dem Fall, bei dem ein Rechteckwellensignal im Sättigungszustand auf ein Magnetmedium
aufgezeichnet wird, wird die Amplitude des Wiedergabesignals bei der Sinuswelle
kleiner als etwa die Hälfte beim Rechteckssignal, und damit wird die Genauigkeit
der Ablesung des magnetkopfes geringer.
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Weiterhin ist es schwierig, eine konstante Amplitude bei der Wiedergabe
aufrechtzuerhalten, da sich der Abstand zwischen dem Magnetmedium und dem Magnetkopf
ändert und da das Magnetmedium gleichförmig ist. Der Magnetfluß, der bei einem Magnet
maßstab verwendbar ist, liegt üblicherweise nur bei etwa 0,1 Maxwell, so daß es
ebenfalls schwierig ist, den Nullpunkt unter dem Einfluß des Erdmagnetismus und
der Magnetisierung von benachbarten Körpern stabil zu halten.
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Die Verwendung eines MagnetmaUstabes unterscheidet sich von der üblichen
Magnetablesung, und es ist daher notwendig, einen Magnetkopf zu verwenden, der nur
Signale konstanter Wellenlänge von diesem Magnet maßstab wiedergibt.
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In Anbetracht der obigen Ausführungen ist beabsichtigt, daß der erfindungsgemäße
Magnetkopf eine Mehrzahl von Spalten und eine stark verbesserte Empfindlichkeit
aufweist, wodurch bei der Wiedergabe ein Ausgang mit konstanter Amplitude erhalten
werden kann. Der erfindungsgemäße Magnet kopf kann Itir solche Magnet maßstäbe verwendet
werden.
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Gemäß der Erfindung weist der Magnetkopf 11 eine Methrazhl von Magnetpolen
P1,P2...Pn auf, die kammartig angeordnet sind, wie dies in Abb. 4 gezeigt ist. 6
ist ein gemeinsamer Magnetkern für diese Magnetpole. Der Abstand h zwischen tenachbarten
Magnetpolen ist im wesentlichen 2 gewählt, wenn die Wellenlänge, die auf dem Magnetmaßstab
aufgezeichnet ist, Ä beträgt. Wicklungen Cl, C2...Cn sind um diese Magnetpole entgegengesetzt
zueinander gewickelt, und sie sind in Reihe geschaltet, wobei die Enden 7a und 7h
llerausgeführt sind. Der so erhaltene Ausgang wird durch Addition des Ausgangs einer
jeden Wicklung erzielt und von den Klemmen 7ü und 71> abgenommen. Dies ergibt
sich aus einer Betractung der tatsache, daß der Magnetmaßstab ausdem sinuswellenförmien
Signal mit einer Wellenlänge A zusammengesetzt ist oder aus der Tatsache, daß die
Impulse ein Intervall von A aufweisen. Der spezielle, unter Bezugnahme auf A b b.
4 oben beschriebene Magnetkopf stellt eine grundsätzliche Ausführungsform dar. Wenn
jedoch die Steigung bzw, Teilung des Magnetmaßstabes nur 0,1 mm beträgt, dann ist
es in der Praxis schwierig, eine Mehrzahl von Magnetpolen anzuordnen. In diesem
Fall sind auch Magnetköpfe brauchbar, wie sie in den A b b. 5 bis 7 dargestellt
sind. Dies bedeutet, daß es sich bei den Magnetköpfen der A b b. 5 und 6 um spezielle
Magnetköpfe mit ringförmigen Mehrfachspalten handelt. Aus zwei gegenüberliegenden
Kernteilen 8a und 8h eines gemeinsamen Magnetkerns 8 (entsprechend dem magnetkern
6 dr A b b. 4) springen Magnetplatten S1, S2 ...S2n+1 vor, zwischen denen gleichförmige
Abstände vorhanden sind. Die Enden der Magnetplatten S1, S3, S5...S2=n+1, die von
dem entsprechenden Kernteil 8a vorragen, und die der Magnetplatten S2, S4; S6...S2n,
die vom anderen Kernteil 8b vorragen, überlappen sich zum Teil in der Schichtungsrichtung
dieser Magnetplatten und bilden Magnetpole Pl, P2, P3... P2,+1 an den Übrlppungsstellen.
Um die entsprechenden Magnetplatten S1, S2, S3...S2+1 sind Wicklungen C1, C2, C2...C2n+1
in entgegengesetztem sinne zueinander herumgewickelt, wie dies oben bei der Erläuterung
der A b b. 4 beschrieben wurde, und sie sind in Reihe geschaltet, und die Klemmen
7n und 7h sind herausgeführt. Wenn die Wicklungen im gleichen Sinne gewickelt sind,
dann wird der Anschluß der Wicklungen zueinander umgekehrt, so daß man das gleiche
Ergebnis wie bei dem obigen Beispiel erhält.
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In diesen Fällen wird der Abstand zwischen den benachbarten Magnetpolen
P1, P2...P2n+1 cbenfalls zu praktisch 2i gewählt. Dieser Magnetkopf ist 2 genau
der gleiche, wie er grundsätzlich bei A b b. 4 beschrieben wurde.
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A b b. 7 zeigt einen Magnetkopf mit Magnetmodulation, bei dem der
Mittelteil des Magnetkerns 8 des ringförmigen Mehrspaltmagnetkopfes, wie er bei
den A b b. 5 und 6 beschrieben wurde, entfernt ist, während Wicklungen 9 um die
verbleibenden Teile gewickelt sind, die an eine Wechselstromquelle 10 angeschlossen
sind.
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Die Merkmale der Magnetköpfe mit mehreren Spalten werden im folgenden
erläutert.
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Wenn der Abstand zwischen benachbarten Spalten h ist und die Wellenlänge
des Magnetmaßstabes
i! = Zb ist, dann hat der Magnetkopf, der mit mehreri@ Spalten
ausger2ste ist, dine hohe, selektive @nplindlichkeit, und diese Empfindlichkeit
wird bei anderen Wellelängen sehr gering. Dic Empfindlichkeitssteigerungist sehr
vorteilhaft wergen der Stabilität des Nullpunktes und auch aus anderen Gründen,
jedocll hat die Selektivität der Wellenlänge den Vorteil, daß selbst dann, wenn
der Magnetmaßstab nicht in Sinuswellenform aufgezeichnet ist, der Ausgang vom Magnetkopf
als Sinuswelle wiedergegeben wird und eine Messung nadi dem lnterpolationsverfahren
genau durchgeführt wrden kann.
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Wenn ein Magnetmedium magnetisiert und eine Sinuswelle in Längsrichtung
des Mediums aufgezeichnet wird, wobei diese Richtung als X-Achse bezeichnet ist,
und wenn die Wellenlänge beträgt, dann ist der maglleliscllc Restfluß sehr durch
folgende Formel gegeben: (/r = k, 1 sin I sin wobei k11 eine Proportionalitätskonstante
ist. Ein Ausgang, der durch einen iiblichen, ringförmigen Magnetkopf aufgezeichnet
wird, wird durch die folgende Formel wiedergegeben, wobei die Relativgeschwindigkeit
zwischen dem Magnetmedium und dem magnetkopf v beträgt: e2 = k2Iv2α/# cos
2α#x/#, (2) webei k2I eine Prprtionalitätskonstane ist. Substitutert max x
= vt und f = v/#, dan erhält man ef = k2I22#f cos 2#ft. (3) Bei einem auf den Magnetfluß
ansprechenden Kopf, z. B. einem Kopf mit variabler Reluktanz, ist die Ausgangsspaniiung,
unabhängig von der Relativgeschwindigkeit r, durch die folgende Formel gegeben.
e3 = k3I sin 2#x/#, (4) wobei k3I eine Proportionalitätskonstante dartellt.
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Wenn die Spaitlänge g nicht vernachlässigbar gegenüber der Wellenlänge
# ist, dann mußdie im folgenden angegebene Spaltverlust berücksichtigt werden: sin
(#g/#) spaliverlust =(2) #g/# Wenn das Magnetmedium und die Oberfläche des Magnetkopfes
voneinander den Abstand d. haben, dann muß die folgende Formel addiert werden: Abstandsverlust
= 55 d/#. db. (6) Die Formel (6) erhält man aus Abstandsverlust = 20 log10 2#d/#.
(7) Bei dem Magnetkopf, der für einen Magnetmaßstab verwende wird, wie er in den
A b b. 5 und 6 dargestellt ist, beträgt g =#/4, und der Abstand d zwischen dem magnetmaßstab
und dem Spalt kann nicht vernachlässigt werden, so daß man einen Ausgang
von
jedem Spalt erhält, der durch die folgende Formel gegeben ist: sin (#g/#) 2#d 2#x
k# 20 log10 sin (8) #g/# # # Spaltverlust Abstandsverlust Ausdruck, der sich in
Form einer Sinuswelle verändert.
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Bei dieser Formel wird der auf den Magnetfluß ansprechende Magnetkopf
berücksichtigt.
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Ein resultierender Ausgang von einem Magnetkopf, bei dem eine Mehrzahl
von Kopfgliedern in Abständen b angeordnet und aufeinanderfolgende Wicklungen in
entgegengesetztem Sinn zueinander herumgewickelt sind, wie dies in F i g. 4 gezeigt
ist, erhält man durch
Im folgenden werden die Ausdrücke in der Klammer [] in Gleichung (9) näher erläutert.
Aus der grundlegenden Formel sin (A i B) = sin A cos B # cos A sin B erhält man
folgendes:
und der zweite Ausdruck der Formel (10) wird eliminiert, und man erhält dann die
folgende Formel:
wobei A X die Empfindlichkeit bedeutet, wenn ein Spalt verwendet wird und die Klammerausdrücke
dann x anzuwenden sind, wenn mehrere Spalten vorhanden sind. Wenn die Ausdrücke
in der Klammer allgemein mit A bezeichnet werden und der Abstand zwischen den Spalten
b = 3/2 beträgt, dann gilt:
und der Ausgang wird proportional zur Anzahl der Spalten erhöht.
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Der Magnetmaßstab wird in Sinuswellenform mit der Wellenlänge aufgezeichnet,
jedoch müssen auch die höheren Harmonischen berücksichtigt werden. Diese stellen
jedoch nicht eine Funktion der Zeit t dar, sondern eine Ortsfunktion von x.
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Die zweite Harmonische ist 2 und die dritte Harmonische 2 Wenn b
= @/2 und #2=@/2, dann gilt
wobei n = 1 bei einer geraden Zahl und - 1 bei einer ungeraden Zahl ist.
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Die Beziehung ist die gleiche bei höheren Harmonischen mit gerader
Zahl z4 = ... #2/m = #/2m Bei ungeraden höheren Harmonischen, wie #3 = #5 = #,...,
gilt a = 1 + 2n. (13) Bei Berücksichtigung des verringerten Spaltverlustes und der
niedrigeren Abstandsverluste, wie dies aus Formel (8) ersichtlich ist, wird die
Emplindlichkeit der höheren Harmonischen vermindert, und die Verzerrung der Wellenform
bei der Wiedergabe wird ebenfalls kleiner. Wenn y 4, b = #/2 und der Abstand zwischen
Köpfen und Medium cl = 0,1 Ä ist, dann sind die Ausgänge für die höheren Harmonischen
in der folgenden Tabelle wiedergegeben.
| Grund- Höhere Harmonische |
| welle |
| # #/2 #/3 #/4 #/5 |
| Abstands- |
| verlust... 0, 53 0,282 0,15 0,0795 0,042 |
| Spaltverlust 0,902 0, 56 0,286 0 0,17 |
| Insgesamt.. 0,48 0, 158 0, 043 0 0,0071 |
Wenn die Anzahl der Spalte 1 +2n = 11, dann sind unter Berücksichtigung der Eigenschaften
des Mehrspaltmagnetkopfs seine Besonderheiten in der folgenden Tabelle dargestellt,
wenn die Grundwelle = list.
| Grund-Höhere Harmonische |
| welle A , | , | , |
| A 2 3 4 5 |
| Abstandsverlust |
| und Spalt- |
| veilust ...................... 0,48 0,158 0,043 0 0,0071 |
| Zahl des Mehr- |
| spaltmagnet- |
| kopfes .................... 11 1 11 1 11 |
| Gesamtcharak- |
| teristik 5,3 0, 158 0,47 0 0,078 |
| Höhere Harmo- |
| nische Grund- |
| welle .................. 1 0,03 0,089 0 0,0148 |
Aus dieser Tabelle ergibt sich, daß selbst dann, wenn der Magnetmaßstab eine verzerrte
Wellenform aufweist, der mehrspaltmagnetkopf eine Sinuswelle ohne merkliche Verzerrung
wiedergeben kann.
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Aus der Formel (12) ergibt sich, daß die Charakteristik A des Kopfes
erhalten werden kann, wenn der Abstand der Spalte konstant ist und # geändert wird.
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Wenn 2b = A ist, A = 2#0, 3#0 ...10#0, dann wird der Wert von A =
1. Wenn sich Ä von Ao nach oben und unten verändert, dann wird die Wellenform im
wesentlichen
so, wie dies in F i g. 8 gezeigt ist. An der Stellevon # = #0, # =#0/3, #=#0/5...
wird die Breite einer scharfen Resonanzwellenform umgekehrt proportional der Anzahl
der Spalte N, und die Halbwertsbreite nähert sich 2 und die Empfindlichkeit nimmt
mit der Spaltnummer N zu. Die Empfindlichkeit des Mehrspaltmagnetkopfes gemäß der
Erfindung ist daher gut und as Verhätnis von Signal zu Rauschen merklich verbessert.
Eine Ableseeinrichtung, bei der ein gemäß der Erfindung ausgebildeter Magnetkopf
verwendet wird, ist in den Abb. 9 und 10 dargestellt. Zwischen festen Seitenwänden
11 a und 11 b eines Trägers ist ein langgestreckter Magnetmaßstab3 angebracht, der
beispielsweise aus einer Glasplatte besteht, auf die Magnetpulver aufgebracht ist.
12 ist eine Regulierschraube. Der Magnektopf 8, der gemäß der Erfindung ausgebildet
ist, wird in einer Führungsnut 14 gebildet, die im Grundgestell des Trägers 13 ausgebildet
ist. Wenn der MagnetmaS stab verwendet wird, dann kann ein Fehler dadurch stark
vermindert werden, daß der Maßstab ausreichend gestreckt wird, so daß er eine gerade
Linie bildet. In diesem Fall kann ein Temperatureinfluß auf den Maßstab vermieden
werden, da der Maßstab als ein Teil mit dem Träger 13 ausgebildet ist. Im Manetpolteil
des erfindungsgemäßen Magnetkopfes ist eine Bohrung oder Führung 15 vorgesehen,
durch die der Magnetmaßstab geführt ist. Der Spaltteil und der Maßstabteil können
immer voneinander in konstantem Abstand gehalten werden.