DE2044736A1 - Einrichtung zur Messung der Relativgeschwindigkeit zweier relativ zueinander bewegbarer Teile - Google Patents
Einrichtung zur Messung der Relativgeschwindigkeit zweier relativ zueinander bewegbarer TeileInfo
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Description
Einrichtung zur Messung der Relativgesehwindigkeit
zweier relativ zueinander bewegbarer Teile ■
Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden
Anmeldung in den Vereinigten Staaten, Serial Nr. 23,569 vom 30. März 197O beansprucht.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Messung der Relativgeschwindigkeit zweier relativ zueinander
bewegbarer Teile, insbesondere eine solche, bei der metallene Schablonen auf jeweils einer Unterlage aus Isoliermaterial
induktiv gekoppelt und zusammen mit den Teilen beweglich sind. -
(Jbertragungseinriehtungen dieser Art werden bereits
sowohl bei ruekführungslosen Steuer- bzw. Regeleinrichtungen
als auoh so Lehen mit geschlossenem Kreislauf angewendet, jedoch lediglich zum Zweck einer Stellungsanzeige'. Eine
b-iicarinto Hinrichtung dieser Art gelangt unter der
Bezeichnuri.·; " INDUCT03YN" irr den Verkehr (Hersteller:
109847/1041
BAD ORIGINAL
2 O A 4 7 3
Parrand Controls Inc.).
Wenn das zu regelnde System bei einer bedeutsamen
Geschwindigkeit arbeitete kann ein besonderer Tachometer
vorgesehen werden. Dies war bisher vor allem bei Systemen
mit geschlossenem Kreislauf erforderlich, bei denen eine Rückführung der Gesohwindigkei ts Information zur Gewährleistung
der Stabilität notwendig ist.
Ein Tachometer ist jedoch insofern nachteilig, als er einen zusätzlichen. Kostenaufwand für das System erfordert.
Er ist außerdem in mechanischer Hinsicht wegen der benötigten Lager, beweglichen Verbindungen und Bürsten
relativ unzuverlässig«,
Um diese Nachteile zu vermeiden, ist eine Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß wie folgt ausgebildet
ϊ Die beiden relativ zueinander beweglichen Teile
sind je mit einer Wicklung versehen, die mehrere, im
wesentlichen parallele Leiter aufweist, welche Jeweils in Reihe mit dem naciistbenachbarten Leiter geschaltet sind,
so daß benachbarte Leiter der Wicklung entgegengesetzt gerichtete Ströme führen. Die eine der beiden Wicklungen
dient zum Anlegen eines elektrischen Signals. Beide //icklungen
sind räumlich so zueinander angeordnet, daß bei einer Relativbewegung der beiden Teile ein elektrisches Stellungswechselsignal
aus der anderen Wicklung erzeugt wird. Das elektrische Signal aus äer einen Wicklung induziert las
Stellungssignal in der anderen Wicklung. Das Stellungssi gvial
hat Perioden, die urageketirt proportional zu der
109847/1C4;
21)44736
Relativgeschwindi-jkeit zwischen den beiden Teilen sind.
Die Amplitudenspitze des Stellungssi^riaIs ist im wesentlichen
konstant, wobei Änderungen der Geschwindigkeit und die Steilheit des Stellungssignals an seinem Nulldurchgang
proportional zum Augenblickswert der Relativgeschwindigkeit
sind. Ferner ist eine Einrichtung zur Bildung eines Geschwindigkeitssignals aus der Steilheitsinformation des Stellungssignals vorgesehen.
Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnungen
beispielsweise näher erläutert.
Pig. 1 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Plattenantriebssystems, bei dem die
Erfindung angewendet ist,
Fig. 2 ist ein Kurvenbild zur Veranschaulichung der
Arbeitsweise des Systems von Fig. 1,
Fig. 3 ist die Grundrißansicht einer Wicklung gemäß
der Erfindung,
Fig. 4 ist die Grundrißansicht einer anderen Wicklungsanordnung gemäß der Erfindung,
Fig. 5 zeigt ein Blockschema für das System gemäß
Fig. 1, und
Fig. ö a bis 6 1 sind zur Erläuterung des Schemas
nach Fig. 5 dienende Kurvenbilder.
In Fig. 1 sind die wesentlichen Teile eines Gesamtsystems
gezeigt, bei denen eine Einrichtung ;;emä3 <u-r Erfindung
angewendet J at. Diese ist hier in einer Ser-vovorriehtung
109847/" C4 ' .
BAD ORiGiNAL
mit geschlossenem Kreislauf zur Einstellung der Magnetköpfe 11 eines üblichen Computer-Plattenstapels 12 benutzt. Der
Plattenstapel 12 hat einen Aufbau üblicher Art, bestehend aus fünf Platten, auf denen eine binäre Information magnetisch
aufgezeichnet sein kann. Dazu gehört eine Bodenplatte
13 mit Sektorschlitzen und Indexschlitzen. Jede
Platte hat verschiedene Informationsspuren. Beim Aufzeichnen
oder Ablesen einer Spur muß der Kopf 11 über die betreffende Spur gebracht werden. Dies geschieht durch eine Kopfladevorrichtung
14, an der die Köpfe 11 angebracht sind und die mit Hilfe eines Servomotors l6 vor- und zurückbewegbar
ist, der eine mit einer strichpunktierten Linie 17 angedeutete
Welle antreibt. Mit der Welle sind zwei Ritzel 18 und 19 verbunden, die mit Zahnstangen 21 an der Kopfladevorrichtung
14 im Eingriff stehen (von denen nur eine gezeigt ist). Die Welle 17 ist drehbar in einem verschiebbaren
Trägergehäuse 22 angeordnet.
Somit ergibt die Drehung der Welle 17 eine Anzeige für die lineare Bewegung der Köpfe 11. Als Einrichtung zum
Abfühlen der Drehstellung der Welle 17 ist eine Übertrageroder Wandlereinheit 23 vorgesehen, die einen beweglichen
Teil 24, der mit drehbar auf der Welle 17 angeordnet ist, und einen festen Teil 25 aufweist, der an dem Trägergehäuse
22 befestigt ist.
Die Köpfe 11 sind in eine Stellung über einer bestimmten Spur des Plattenstapels 12 bewegbar, wie in Fig. 2 veranschaulicht.
Von einer Startstellung aus wird zunächst
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204473S
der Motor l6 auf eine maximale Geschwindigkeit vom Betrag
beschleunigt und darm auf Stufen 27 und 28 verzögert, bis die Köpfe sich in der Nähe der Spur befinden. An dieser
Stelle, die als Peineinste.llz.one (homing region) bezeichnet
werden kann, wird der Motor"l6 allmählich verzögert, bis er genau in der Stellung über der richtige^ Spur steht.
Die Mittel zur Beschleunigung und Verzögerung auf diese
Weise werden im folgenden beschrieben:
Der bewegliche und der feste Teil des Wandlers 23
sind in den Figuren 3 bzw. 4 dargestellt. Der bewegliche
Teil 24 weist eine Wicklung 31 auf, die aus mehreren,
im wesentlichen parallelen Leitern besteht, welche in Kreisform angeordnet und jeweils mit dem nächsten Leiter
in Reihe geschaltet sind, so daß benachbarte Leiter der Wicklung Ströme in entgegengesetzten Richtungen führen.
Die kreisförmige Anordnung liegt konzentrisch zur Drehachse. Durch einen Oszillator 32 wird ein mit hoher
Frequenz schwingendes Trägersignal an die Wicklung 31 gelegt. Der bewegliche Teil 24 besteht in der praxis vorteilhaft
aus einer isolierenden Platte, auf der die Wicklung 31 als metallene Schicht aufgedampft ist und die
auf der drehbaren Welle 17 befestigt wird.
Fig. 4 veranschaulicht den festen Teil 25 des Wandlers 23, der aus einer kreisförmig angeordneten Gruppe paralleler
Leiter besteht, die ähnlich wie diejenigen des beweglichen Teils 24 angeordnet sind. Jedoch enthält der Teil 25 zwei
Sätze von Wicklungssegmenten 29 und 30, welche kreuzförmig
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in Viertelkreisabstanden, d. h. mit einem räumlichen
Abstand von 90 °, angeordnet sind. Im Zusammenhang mit dieser Erfindung ist der Begriff räumlicher Schritte
definiert als der Abstand zwischen Leitern mit in der gleichen Richtung fließenden Strömen, wie bei 33 gezeigt.
Die Wicklung 29 besteht aus einem Satz von vier Segmenten 29a bis d und die Wicklung 30 aus Segmenten 30a bis d.
Die Richtung des Stromflusses in jeder Wicklung bei einem
»beliebigen Augenblick ist durch Pfeile in den strichpunktiert angedeuteten Wicklungsteilen angegeben. Somit
ist die Wicklung 29 gegenüber der Wicklung 30 um 90
räumliche Schritte verschoben.
Die Micklungen auf den- relativ zueinender beweglichen
Teilen 24 und 25 sind einander so gegenübergestellt, wie
es in Fig. 1 dargestellt ist. Die Wicklung 31 (Fig. 3)
erzeugt aufgrund des der Wicklung aufgedrückten hochfrequenten Signals eine Spannung in den beiden Wicklungen„von Fig. k9
d. h. in den Wicklungen 29 und 30. Insoweit wirken die beiden ™ Wicklungssätze wie ein Transformator. Eine Relativbewegung
der einen Wicklung gegenüber der andern erzeugt eine Änderung der Ausgangssignale A' und B1 an den Klemmen A und
B. Die Ausgangssignale A' und B1 haben die Form modulierter
Trägersignale, wobei die Trägerfrequenz das durch den
Oszillator 32 erzeugte Signal ist. Ihre Hüllkurven enthalten
eine Information sowohl über die räumlich verschobene Lage einer Wicklung gegenüber der andern, d. h. über die
Drehstellung der Welle 17, als auch über die Geschwindigkeit.
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Die Stellungssignale A und B von Fig. 6k und 6b, welches
zyklische oder alternierende elektrische Signale sind, sind tatsächlich die deraodulierten Hüllkurven der Signale
A' und B1 .
Die Erzeugung eines Stellungssignals auf diese Weise ist an sich bekannt. Grundsätzlich tastet das Stellungssignal die Drehung aufgrund der Tatsache ab, daß, wenn
ein Leiter einer Wicklung gleichen Abstand hat von den beiden Leitern der gegenüberliegenden Wicklung, ein
Signal vom Wert Null erzeugt wird. In ähnlicher Weise werden
während der Ausrichtung des einen Leiters einer Wicklung mit dem Leiter der gegenüberliegenden Wicklung maximale
positive und negative Spitzenwerte erzeugt. Auf diese Weise sind, wie in Fig. 6k und 6b erläutert, die Perioden
des Stellungssignals umgekehrt proportional zu der Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Wicklungen
oder der absoluten Geschwindigkeit der Welle. Mit andern
Worten: Eine raschere Drehung des einen Teils gegenüber dem andern hat eine größere Zahl von Wechseln während der
gleichen Zeitspanne zur Folge. Es ist außerdem zu erkennen, daß die gesamte Drehung der Welle durch Auszählen
der Anzahl von Wechseln bestimmbar ist. Daher sind die Steilheitswerte der Stellungssignale an ihren Nulldurchgängen
proportional den Augenblickswerten der Relativgeschwindigkeit.
Einem Vorschlag der Erfindung entsprechend, kann jede der Wicklungen 29 und 30 vier mit den Indexbezeichniiingen
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a bis d gekennzeichnete Segmente aufweisen, welche räumlich
zueinander in Gegenphase liegen, d. h. um l8o ° zueinander versetzt sind. Dies wird durch die an jedem Wicklungssegment angegebenen Pfeile verdeutlicht. Jedoch sind sie
elektrisch miteinander verbunden, so daß Hilfssignale
erzeugt werden. Alle Wicklungen befinden sich in einer gemeinsamen Ebene. Die Wicklung 29 ist elektrisch unabhängig
von der Wicklung 30, da beide getrennte Ausgangssignale an den Klemmen A und B abgeben.
Die gegenseitige Verschaltung im einzelnen zwischen den Wicklungssegmenten, beispielsweise den Segmenten 29a
und 29b, ergibt eine Lücke für das Wicklungssegment 30a,
das auf diese Weise mit den vorher genannten Wicklungssegmenten verschränkt werden kann. Bei der Verschaltung
der Wicklung 29 ergibt sich ein Einzelleiter 34a in der
Nachbarschaft des Segments 29a, der, wie gezeigt, in Gegenrichtung zu der Stromrichtung des Segments Strom
führt. Ein Einzelleiter 34b führt Strom in entgegengesetzter
Richtung zu dem benachbarten Wicklungssegment 29b und verläuft auf der entgegengesetzten Seite gegenüber derjenigen,
auf der bei dem Segment 29a der Leiter 34a verläuft.
Dadurch wird der sogenannte Einwindungseffekt eliminiert.
Außerdem befindet sich in der durch das Wicklungssegment 30a ausgefüllten Lücke der Verschaltung der Wicklungssegmente
29a und 29b ein Paar von Leitern 36 mit entgegengesetzten Stromrichtungen. Daher bewirken die die Wicklungssegmente
29a und 29b verbindenden Leiter keine Beeinflussung oder
Induzierung irgendwelcher Ströme in dem Wicklungssegment 30a,
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was Störungen und Fehler zur Folge haben könnte. Der Rest der Wicklungssegmente ist in gleicher Weise mit geringfügigen
Änderungen verschaltet, um den obengenannten Zwecken zu entsprechen.
Es seien nun die Figuren, 5 und 6 betrachtet. Der
Motor 1β und der Wandler 23 bilden einen Teil des Systems
einer Servoeinrichtung mit geschlossenem Kreislauf. Die Stellungssignale A und B an den Ausgangsklemmen des Wandlers
23 werden auf neuartige Weise verarbeitet, um ein Geschwindigkeitssignal auf einer Leitung 4l zu erzeugen, die
auch mit E bezeichnet ist. Dieses Signal wird einem Summiernetzwerk 42 zugeführt. Ein Bezugssignal wird ebenfalls
aus den Stellungssignalen A und B auf einer Leitung 4j5,
die auch mit F bezeichnet ist, gebildet und mit dem Summiernetzwerk
42 gekoppelt, um ein Fehlersignal auf der Leitung 44 zu bilden. Die Leitung 44 ist zu einer Motortreiberstufe
46 geführt, die den Betrieb des Motors l6 steuert.
Die Ausgangssignale A1 und B1 des Wandlers 23 sind
an die Demodulatoren 47 bzw. 48 geführt, die je ein demoduliertes Signal A und B, wie in den Figuren 6k und 6B gezeigt,
erzeugen. Diese sind um 90 ° zueinander phasenverschoben. Die Ausgangssignale der Demodulatoren 47 und 48 sind zu
Wechselrichtern 49 und 50 geführt, deren mit Ä~ und B bezeichneten Ausgangssignale umgerichtet sind, wie es am
besten aus den Figuren 6c und 6D zu ersehen ist. Alle vier Signale A, B, Ä" und B sind an ihre jeweiligen Differenziergeräte 52, 53, 54 und 55 angeschlossen. Die Ausgangssignale
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ίο
aus den Differenziergeräten 52 bis 55 sind jeweils in Fig. 6e bis 6h gezeigt. Die gestrichelten Wellenlinien
gelten für die umgekehrte Drehrichtung. In dem Idealfall, wo die Stellungssignale Sinuswellen sind, sind die
differentiierten Signale natürlich gleichfalls Sinuslinien,
jedoch um 90 ° verschoben. Jedoch wird die Differentiation in Übereinstimmung mit der Zeit ausgeführt
und daher sind die Amplitudenspitzen der differentiierten tk Signale gleich der Steilheit der Stellungssignale an ihrem
Nulldurchgang. Daher sind die Signale von Pig. βΕ bis OH
Geschwindigkeitssignale.
Ein die Geschwindigkeit charakterisierendes Gleichstrom-Rippensignal
E, wie in Fig. 6K gezeigt, das an der Leitung 4l auftritt, die mit dem Summiernetzwerk verbunden
ist, wird aus den getrennten Geschwindigkeitssignalen mit Hilfe eines Kommutators 57 gebildet. Der Kommutator 57 wird
durch einen Kommutiersignalgenerator 58 betrieben, der
mit den Ausgangsklemmen der Demodulatoren 47 und 48 verbunden ist. Der Kommutiersignalgenerator 58 erzeugt
kommutierende Logiksignale C und D, wie sie in den Figuren 6l und 6j dargestellt sind. Diese Signale werden, wie
angegeben, aus den . ifcellungssignalen A und B abgeleitet.
Die Kommutiervorrichtung kommutiert die einzelnen Geschwindigkeitssignale gemäß Fig. 6E bis 6H um deren
maximale Amplitude herum, um das in Fig. 6K gezeigte Rippensignal zu bilden. Der Kommutator 57 schaltet in dem am
meisten positiven Bereich der Amplitude der Signale von
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Fig. 6e bis βΗ entsprechend der Logikgleichung
E= ACD + BCD + icD + BCD (l)
Ferner wird ein Bezugssignal F, wie in Fig. 6L dargestellt,
durch Koppeln der Stellungssignale A, X, B und B
mit einem Kommutator 59 gebildet, was auf ähnliche Weise geschieht wie die Bildung des Geschwindigkeits-Rippensignals
E, und zwar gemäß der Gleichung
F = BCD + ACD + BCD" + ÄCD (2)
Dies kann beispielsweise durch ein einfaches OR-Tor
geschehen. Das Bezugs-Rippensignal· F wird mit einer Standregelvorrichtung
6l verbunden und von da dem Summiernetzwerk 42 auf der Leitung 43 zugeführt. Ein Vergleich der beiden
Signale E und F ergibt das Fehlersignal auf der Leitung
Da das Bezugs-Rippensignal F und das Geschwindigkeits-Rippensignal
E von dem gleichen periodischen Stellungssignal als Grundlage abgeleitet sind, haben naturgemäß beide die
gleiche Wellenform, da beider Perioden proportional den Periodendes Stellungssignals sind. Mit andern Worten: '
Sie haben grundsätzlich die gleiche Rippenfrequenz und
-phase. Daher kann durch die Verwendung der StandregeleinriGhtung 6l die Geschwindigkeit des Motors 16 auf jedem
gewünschten Stand gehalten werden. Außerdem werden Drifterscheinungen bei der in Fig. 5 gezeigten Schaltung im ,
wesentlichen ausgelöscht, da nur das Verhältnis zwischen dem Bezugs-Rippensignal und dem Geschwindigkeits-Rippensignal
konstant gehalten zu werden braucht.
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Die Standregeleinrichtung 6l ist praktisch vorzugsweise ein Widerstandsdämpfungsglied und enthält daher
im wesentlichen nur passive Komponenten. Da die Differenziergeräte 52 - 55 aus passiven RC-Schaltungen
bestehen, ist das vorstehend genannte Verhältnis äußerst stabil.
Eine Steuerungseinheit 52 spricht in Abhängigkeit von dem Stellungssignal A an, um die Standregeleinrichtung
φ 6l einzustellen. Während der Zeit, in der sich die
Geschwindigkeit des Motors 16 auf ihrem niedrigsten Stand befindet (28, Fig. 2), schließt die Steuerungseinheit
auch einen Peineinstellschalter 6j5, der das
Stellungssignal A an das Summiernetzwerk 42 anlegt. Durch das Schließen dieses Schalters wird die Feineinstellzone
(siehe Fig. 2) zur Wirkung gebracht, innerhalb deren der Motor völlig stillgesetzt werden soll. Die Steuerungseinheit 62 enthält eine Zählvorrichtung, um die absolute
Stellung der Motorwelle 17 festzustellen. Die Zähleinheit
™ wird auf die Zahl der Spuren von der gewünschten Stellung
auf der Platte voreingestellt. Um zunächst eine hohe Geschwindigkeit herbeizuführen, bildet die Standregeleinrichtung
31 ein Signal von maximaler Amplitude. Dieses wird allmählich verkleinert, bis bei zwei oder drei
Spuren vor der erwünschten Stellung der Geschwindigkeitsstand 28 erreicht ist. Danach findet die Feineinstellung
statt, sobald nur eine halbe Spur von der erwünschten Spur aus verbleibt. Wenngleich ein Wandler mit zwei
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Sekundärwicklungen als bevorzugte Ausführungsform besehrieben und dargestellt ist, können auch noch mehr
Wicklungen für dieselben oder andere Anwendungszwecke gewünschtenfalls benutzt werden. Andererseits kann der
Wandler in Fällen, in denen nur eine weniger genaue Steuerung erforderlich ist, auch so ausgebildet werden,
daß nur ein einzelnes Stellungssignal, zum Beispiel das Signal A, erzeugt wird. Dadurch würde natürlich der
Rippenfaktor bedeutend vergrößert. Im allgemeinen muß
für praktische kommerzielle Vorrichtungen der prozentuale Rippenfaktor bei etwa 30 % oder weniger gehalten werden.
Für die Erfindung bestehen auch andere Anwendungsmöglichkeiten als auf dem Gebiet der Relativbewegung von
Magnetköpfen und Aufzeichnungsplatten. Solche anderen
Gebiete liegen beispielsweise in der Radartechnik, bei Werkzeugmaschinen sowie bei elektrischen Schreibmaschinen.
Außerdem ist die Erfindung, wenngleich sie hier nur in Verbindung mit einer Drehbewegung des Wandlers beschrieben
wurde, auch in Verbindung mit einer linearen Bewegung ausführbar.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die Erfindung ein Geschwindigkeitssignal zu schaffen geeignet
ist, das im wesentlichen, dem Anfangsstellungssignal gegenübergestellt,
kontinuierlich verläuft, einen zyklischen Vorgang darstellt und auch ein Bezugssignal bildet, das
neben dem Geschwindigkeitssignal jedwede Unlinearität des Stellungssignals widerspiegelt. Auf diese Weise läßt sich
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ein Servosystem mit geschlossenem Kreislauf schaffen, das in einer sanften, nicht sprunghaften Weise und ohne
Brummen oder Zittern und damit verbundene Heizgehäusche
sowie ohne Verschleiß arbeitet.
Das kontinuierliche Geschwindigkeitssignal, das vorstehend erörtert wurde, wird durch Differentiation
der Stellungssignale A und B sowie ihrer umgeformten Konfigurationen gebildet, um nach Kommutierung verschiedene
Wicklungssegmente zu speisen, die ein stückweise kontinuierliches Geschwindigkeitssignal von konstanter Polarität für
jede Geschwindigkeitsrichtung bilden.
Das endgültige Geschwindigkeitssignal weist also kuppenartige Spitzen auf, die sich auf die Abweichung von
der vollkommenen Linearität des zyklischen Stellungssignals beziehen. In ähnlicher Weise ist das Bezugssignal direkt
von der maximalen Amplitude der Stellungssignale abgeleitet, weswegen es ein proportional mit kuppenartigen Spitzen
versehenes, kontinuierliches Bezugssignal darstellt, das gleichfalls solche Unlinearitäten aufweist. Auf diese Weise
ergibt sich die sanfte, nicht sprunghafte Arbeitsweise einer Einrichtung gemäß der Erfindung.
Die neue Einrichtung gemäß der Erfindung ergibt eine Genauigkeit von mehr als +, 200 Mikrozoll bei der erläuterten
speziellen Ausführungsform. Die Erfindung ermöglicht auch
ein Servosystem mit geschlossenem Kreislauf, das mit einem besonders geringen Aufwand verbunden ist und eine hohe
Zuverlässigkeit gewährleistet, da ein Tachometer, das
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normalerweise sonst gebraucht wird, entfällt.
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Claims (12)
- i6 -Patentansprücheί IJ Einrichtung zur Messung der Relativgeschwindigkeit zweier relativ zueinander bewegbarer Teile, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile je mit einer Wicklung versehen sind, die mehrere, im wesentlichen parallele Leiter aufweist, welche jeweils in Reihe mit dem nächstbenachbarten Leiter geschaltet sind, so daß benachbarte Leiter der Wicklung entgegengesetzt gerichtete Ströme führen, daß eine dieser beiden Wicklungen zum Anlegen eines elektrischen Signals dient und beide Wicklungen räumlich so zueinander angeordnet sind, daß bei einer Relativbewegung der beiden Teile ein elektrisches Stellungswechselsignal aus der anderen Wicklung erzeugt wird und das erwähnte elektrische Signal der ersten Wicklung das Stellungssignal in der andern Wicklung induziert, dessen Perioden umgekehrt proportional zu der Relativgeschwindigkeit der beiden Teile sind, während die Amplitudenspitzen des Stellungssignals im wesentlichen konstant sind und Änderungen der Geschwindigkeit und die Steilheit des Stellungssignals an seinem Nulldurchgang den Augenblickswert der Relativgeschwindigkeit proportional sind, und daß eine Einrichtung zur Bildung eines Geschwindigkeitssignals aus der Steilheitsinformation des Stellungssignals vorgesehen ist.
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die letztgenannte Einrichtung Mittel zum Differentiieren des Stellungssignals nach der Zeit enthält '., so daß die■ ■ 109847/1041•Maximalwerte der Augenblicksgroßen des durch diese gebildeten Gesohwindigkeitssignals proportional dem Augenblickswert der Geschwindigkeit sind.
- 3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnetdurch eine Einrichtung zur Bildung eines aus dem Stellungssignal abgeleiteten Bezugssignals, dessen Periodenproportional den Perioden des Stellungssignals sind und dessen Amplitude proportional derjenigen des Stellungssignals ist, und durch eine Einrichtung zum Vergleichen des Bezugssignals mit dem Geschwindigkeitssignal, welche zur Bildung eines Fehlersignals dient.
- 4. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen auf das Fehlersignal· ansprechenden Servomotor, der mit einer Last gekoppelt ist, mit welcher das eine der relativ zueinander beweglichen Teile mechanisch verbunden ist.
- 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die relativ zueinander beweglichen Teile drehbeweglich und die Wicklungen als zur Drehachse der Teile konzentrische, kreisförmige Gruppen im wesentlichen paralleler Leiter angeordnet sind.
- 6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem zweiten der beiden Teile mindestens noch eine zusätzliche Wicklung in einem vorbestimmten räumlichen Phasenabstand angeordnet ist, die zur Erzeugung eines zusätzlichen Stellungssignals dient.
- 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,109847/104 1daß die Wicklungen auf dem zweiten der beiden Teile in einer gemeinsamen Ebene verschachtelt und elektrisch unabhängig voneinander sind.
- 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede dieser Wicklungen vier Segmente in räumlicher Gegenphase aufweist, aber mit elektrischen Verbindungen versehen ist, um Hilfssignale zu erzeugen, und daß zwischen diesen Segmenten segmentförmige Lücken vorgesehen sind, die zur Aufnahme und Verschränkung mit Segmenten der anderen Wicklungen dienen, wobei ein einzelner Leiter jeweils in der Nachbarschaft der Segmente verläuft, welcher Strom in Gegenrichtung zur Stromrichtung der Wicklungssegmente führt, und daß dieser einzelne Leiter auf wechselnden Seiten aufeinanderfolgender Segmente jeweils einer Wicklung verläuft und die Verschaltung auch die Lücken durch zwei Leiter mit entgegengesetzten Stromrichtungen überbrückt.109847/1041
- 9. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der ' folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem zweiten der beiden relativ zueinander beweglichen Teile mehrere Wicklungen statt nur einer verbunden sind, die einen vorbestimmten Phasenabstand zueinander aufweisen, so daß bei einer Relativbewegung das elektrische Signal · der mit dem ersten der beiden Teile verbundenen Wicklung je ein Stellungssignal in den übrigen Wicklungen induziert, und daß die Perioden dieser Stellungssignale umgekehrt proportional der Relativgeschwindigkeit zwischen den relativ zueinander beweglichen Teilen ist, während die Amplitudenspitzenwerte der Stellungssignale bei Änderungen der Geschwindigkeit im wesentlichen konstant sind und die Steilheit der Stellungssignale an ihren Nulldurchgängen proportional dem Augenblickswert der Relativgeschwindigkeit ist; daß ferner eine Einrichtung zur Bildung eines Geschwindigkeitssignals aus der Steilheitsinformation der Stellungssignale mit Mitteln zum Different!ieren der Stellungssignale nach der Zeit vorgesehen ist, die zur Bildung mehrerer Geschwindigkeitssignale in dem erwähnten vorbestimmten Phasenabstand dienen, deren maximale Augenblickswerte proportional dem Augenblickswert der Geschwindigkeit sind; daß weiterhin eine Vorrichtung zum Kommutieren der Geschwindigkeitssignale in der Umgebung von deren maximalen Amplitudenwerten vorgesehen sind, die zur Bildung eines gewellten Gleichstrom-Geschwindigkeitssignals dienen; daß ferner eine Einrichtung zur Bildung eines109847/1041ORIGINAL JHSPECTED 4^;t- ' 20Bezugssignals aus den Stellungssignalen mit Mitteln zur Stichprobenentnahme der Amplitudenspitzenwerte des Stellungssignals., die dazu dient, ein gewelltes Gleichstrom-Bezugssignal ähnlich dem gewellten Geschwindigkeitssignal zu bilden, und eine Einrichtung zur Bildung eines Fehlersignals durch Vergleich des gewellten Geschwindigkeitssignals mit dem Bezugssignal vorgesehen sind.
- 10. Einrichtung nach Anspruch 9> dadurch gekenn- W zeichnet, daß die Mehrheit der Wicklungen, die mit dem zweiten der beiden relativ zueinander beweglichen Teile verbunden sind, aus zweiten und dritten Wicklungen, die Viertelkreisabständen angeordnet sind, besteht.
- 11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Umkehrung mindestens eines Teils des Geschwindigkeitssignals und dessen Kommutierung mit dem nicht umgekehrten Teil des Geschwindigkeitssignals vorgesehen ist.
- 12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Übertragervorrichtung mit den relativ zueinander beweglichen Teilen verbunden ist, die zur Bildung eines elektrischen Stellungswechselsignals in Abhängigkeit von der Relativbewegung dient, dessen Perioden umgekehrt proportional zu der Relativgeschwindigkeit sind, wobei der Amplitudenspitzenwert des Stellungssignals bei Geschwindigkeitsänderungen im wesentlichen konstant ist und die Steilheit des Stellungssignals an seinem Nulldurchgang10 9 847/1041dem Augenblickswert der Relativgeschwindigkeit proportional ist, wobei aus der Steilheitsinformation ein Geschwindigkeitssignal abgeleitet und durch Differentiation des Stellungssignals nach der Zeit das Geschwindigkeitssignal gebildet wird, dessen maximale Augenblickswerte proportional dem Augenblickswert der Geschwindigkeit sind, wobei ferner ein Bezugssignal aus dem Stellungssignal abgeleitet wird, dessen Perioden proportional denen des Stellungssignals und dessen Amplituden proportional denen des Ste1lungs- "signals ist, ferner durch Vergleich des Bezugssignals mit dem Stellungssignal ein Fehlersignal gebildet wird und ein Antriebsmotor zur Herstellung der Relativgeschwindigkeit durch das Fehlersignal so gesteuert wird, daß das Fehlersignal möglichst klein gehalten wird.15· Einrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Mittel zur Einstellung des Bezugssignals zwecks Steuerung der Relativgeschwindigkeit und eine zur Feineinstellung dienende Schaltvorrichtung zum Anlegen des Λ Stellungssignals an die Vergleichervorrichtung, um die Relativgeschwindigkeit bis auf Null zu verkleinern.l4. Einrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Kommutiervorrichtung, die dazu dient, die Amplitudenspitzenwerte des Stellungssignals zu kommutieren, um das Bezugssignal zu bilden, und die Araplitudenspitzenwerterdesdifferehtiierten Stellungssignals zu kommutieren, um das Geschwindigkeitssignal zu bilden.109847/104115· Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellungssignale die Form modulierter Trägersignale haben und daß eine Einrichtung zum Demodulieren der Signale vorgesehen ist.l6. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Bildung des Geschwindigkeitssignals eine Kommutiervorrichtung enthält, die von dem Stellungssignal angetrieben wird, um die Abschnitte des different!ierten Ste1lungsSignaIs in der Nähe der Maximalwerte der Amplituden der differentiierten Signale zu wählen und diese Abschnitte in ein stückweise zusammengesetztes, kontinuierliches Geschwindigkeitssignal von konstanter Polarität für jede Geschwindigkeitsrichtung zu kombinieren, und daß in Verbindung damit eine Kommutiervorrichtung vorgesehen ist, die dazu dient, das Bezugssignal zu bilden, um die Abschnitte in der Umgebung des Maximalwerts der Amplitude des Stellungssignals auszuwählen und ein stückweise kontinuierliches Bezugssignal zu bilden. -■109847/1041
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