DE2134860A1

DE2134860A1 - Induktiver wegabgriff

Info

Publication number: DE2134860A1
Application number: DE19712134860
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr Ing Krause; Karl Otto Prof Dr Ing Lehmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-07-13
Filing date: 1971-07-13
Publication date: 1973-02-08
Also published as: DE2134860B2; DE2134860C3

Description

Induktiver Wegabgriff Die Erfindung betrifft einen induktiven Wegabgriff. Es sind induktive Wegabgriffe bekannt, bei denen durch Änderung der induktiven Kopplung oder des magnetischen Flusses in Abhangigkeit von einer mechanischen Größe, die als Weg darstellbar ist, ein elektrisches ausgangs signal erzeugt werden kann, das der Meßgröße proportionJl ist. Diese bekannten Wegabgriffe sind vornehmlich für die elektrische Darstellung kleiner oder sehr kleiner Wege ausgelegt.
Es besteht die Aufgabe, einen induktiven Wegabgriff zu schaffen, der insbesondere für größere Weglängen verwendbar ist, und mit dem auch eine nichtlineare Übertragungscharakteristik erzielt werden kann. Umwelteinflüsse, insbesondere magnetische Störfelder, sollen möglichst wenig Einfluß auf die Meßgenauigkeit des induktiven Wegabgriffs haben.
Als Lösung der Aufgabe wird ein induktiver Wegabgriff angegeben, der gekennzeichnet ist durch mindestens einen geschlossenen Rahmenkern von rechteckiger Form, eine auf diesem angeordnete wechselstromgeseiste Erregerwicklung, eine fest in der ähe der Erregarwicklung angeordnete erste Abgriffswicklung, eine auf einem längeren Schenkel des Rahmenkerns bewegbare zweite Abgriffswicklung, eine Rinriehtung zur Bildung der Differenz der in den beiden >!ibgriffssicklungen induzierten Spannungen.
Durch die Verwendung eines geschlossenen Rahmenkerns, (lessen Seitenlingen sich in einer bevorzugten Ausführungsform um etwa eine Größenordnung unterscheiden, und der damit erzielten Vermeidung eines Luftspalts ist der Eisenweg des induktiven Wegabgriffs wenig störanfällig.
Es ist möglich, Blechschnitte für den Eisenkern zu entwickeln, die den Aufbau in derartiger eise ermöglichen, daß die längeren Schenkel des Rahmenkerns mindestens auf einem Teil ihrer Lange einen stetig veränderten Querschnitt aufweisen. Damit kann die Überragunscharakteristik in weitem Bereich beeinflußt werden.
Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Figuren 1 bis 4 Ausfahrungsbeispiele dargestellt und im folgenden beschieben.
Figur 1 zeigt schematisch den prinzipiellen Aufbau eines induktiven Wegabgriffs gemäß der Erfindung. Auf einem der längeren Schenkel eines geschlossenen, aus Blechschnitten gaschichteten Rahmenkerns 1 von länglich rechteckiger Form und einem Seitenverhältnis von etwa 1': 5 bis 1 : 1O sind drei Wicklungen angeordnet, und zwar eine von einer Wechselstromquelle 2 gespeiste Erregerwicklung 3, eine in unmittelbarer Nähe derselben fest angeordnete erste Abgriffswicklung 4 und eine innerhalb der den Meßbereich B darstellenden Strecke verschiebbare zweite Abgriffswicklung 5. Die Erregerwicklung 3 und die erste Abgriffswicklung 4 befinden sich außerhalb des Meßbereichs B.
Von der Erregerwicklung 3 wird in dem Rahmenkern 1 ein magnetischer Wechselfluß erzeugt, der in der fest angeordneten ersten Abgriffswicklung 4 eine konstante Spannung erzeugt. In der bewegbaren zweiten Abgriffswicklung 5 wird ebenfalls eine Spannung induziert, die jedoch von der Entfernung der Wicklung 5 von der Erregerwicklung 3 aufgrund des magnetischen Spannungsabfalls im Rahmenkern 1 abhängig ist. Die Ausgänge der beiden Abgriffswicklungen 4 und 5 sind gegeneinander geschaltet, so daß als elektrischer Meßwert die Differenz spannung der Incluktionsspannungen in den Abgriffswioklungen zur Verfügung steht.
Diese der mechanischen Größe proportionale elektrische Größe kann, wie üblich, zu Meß- oder Regel zwecken weiterverarbeitet werden. Durch diese Meßmethode mit der Verwendung von zwei gleichartigen Abgriffswicklungen kann der Einfluß von Änderungen der Speisespannung vermindert oder ausgeschaltet werden.
Wie in Figur 2 schematisch dargestellt, kann die Ausführung nach Figur 1 dahingehend abgeändert werden, daß die drei Wicklungen nicht auf dem gleichen Schenkel des Rahmenkerns 1 angeordnet sind, sondern daß die ErregeraJicklung 3 und die erste Abgriffswicklung 4 auf dem einen Schenkel des Rahmenkerns 1 angeordnet ist, wobei erstere sich nahezu über dessen Zwänge erstreckt und daß die zweite Abgriffswicklung 5 auf dem anderen Schenkel des Rahmenkerns verschiebbar angebracht ist. Der Vorteil dieser Äusführungsform ist darin zu sehen, daß bei unverändertem Meßbereich B der Abgriff kürzer gebaut werden kann, bzw. bei gleicher Baulänge ein größerer Meßbereich zur Verfügung steht.
Um den konstruktiven Aufbau weiter zu symmetrieren und damit Störeinflußmöglichkeiten wie Störfelder auszuschalten, besteht, wie in Figur 3 dargestellt, derisenweg aus zwei gleichartigen Rahmenkernen 1 und lt, die in einer Ebene parallel zueinander angeordnet sind und deren benachbarte Schenkel als gemeinsamer Kern für die drei Wicklungen, die Erregerwicklung 3, die erste Abgriffswicklung 4 und die zweite Abgriffswicklung 5, dienen.
Es kann so eine gleichmaßigere Durchflutung erzielt werden. Die bewegbare zweite Abgriffswicklung 5 ist einmal, voll gezeichnet, in der rechten Endlage des MeSbereichte, zum anderen, gestrichelt gezeichnet, in der linken Endlage des Meßbereichs dargestellt. Die beiden Ausgangsleitungen 6 und 7 der beiden entgegengesetzt hintereinander geschalteten Abgriffswicklungen 4 und 5 liegen an einer Brückengleichrichterschaltung 8, an deren Eleßdiagonale ein Anzeigeinstrument 9 angeschlossen ist.
Um bei dem relativ großen Meßbereich B etwa auftretende Unlinearitäten der Ubertragungskennlinie auszugleichen bzw. eine gewünschte Unlinearität der Kennlinie zu erzielen, ist es möglich, die Rahmenkerne 1 bzw. 1' nicht wie in den bisherigen Ausführungsbeispielen mit gleichmäßigem Eisenquerschnitt, sondern mit stetig verändertem Querschnitt auszuführen. Dies geschieht durch entsprechende Formgebung der Blechschnitte, aus denen die Rahmenkerne aufgebaut sind.
Um beispielsweise den magnetischen Spannungsabfall im Eisenweg und damit den Meßeffekt zu vergrößern, weisen, wie in Figur 4 dargestellt, die Schenkel der beiden Rahmenkerne 11 und 11' innerhalb des Meßbereichs B in Richtung des von der Erregerwicklung ferneren Endes der Rahmenkerne einen stetig abnehmenden Querschnitt auf.
Um dies zu erreichen, sind die längeren Seiten der Blechschnitte, die zum Aufbau der Rahmenkerne 11 und 11' dienen, in dem angegebenen Bereich trapezförmig ausgebildet.
Die Erregerwicklung 3 und die erste Abgriffswicklung 4 sind als Doppelapule unmittelbar benachbart am rechten Ende des, wie in Figur 2, ausgebildeten Doppelrahmens 11, 11' angeordnet. Die zweite Abgriffswicklung 5 ist auf einen Spulenkörper 10 gewickelt, der auf einer Schubstange 12 befestigt ist. Mit Hilfe dieser Schubstange 12 wird die mechanische Größe in der Stellung der Abgriffswicklung 5 innerhalb des Neßbereiohs B abgebildet.
9 Patentansprüche 4 Figuren

Claims

Patentansprüche 1. Induktiver Wegabgriff, gekennzeichnet durch mindestens einen geschlossenen Rahmenkern (1) von rechteckiger Form, eine auf diesem angeordnete, wechselstromgespeis-te Erregerwioklung (3), eine fest in der Nähe der Erregerwicklung (3) angeordnete erste Abgriffswicklung (4), eine auf einem längeren Schenkel des Rhmenkerns (1) bewegbare zweite Abgriffswicklung (5), eine Einrichtung zur Bildung der Differenz der in den beiden Abgriffswicklungen (4, 5) induzierten Spannungen.
2. Induktiver Wegabgriff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die drei Wicklungen (3, 4, 5) auf einem Schenkel des Rahmenkerns (1) befinden.
3. Induktiver Wegabgriff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 ich Erregerwicklung (3) und erste Abgriffswicklung (4) auf dem einen, die zweite Abgriffswicklung (5) auf dem anderen Schenkel des Rahmenkerns (1) befinden.
4. Induktiver Wegabgriff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei in einer Ebene parallel zueinander angeordnete, gleichartige Rahmenkerne (1, 1'; 11, 11'), deren benachbarte Schenkel als gemeinsamer Kern für die drei Wicklungen (3, 4, 5) dienen.
5. Induktiver Wegabgriff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die längeren Schenkel der Rahuienkerne (1, 1') einen gleichmäßigen Querschnitt aufweisen.
6. Induktiver Wegabgriff nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die längeren Schenkel der Rahmenkerne (11, 11') mindestens auf einem Teil ihrer Länge einen stetig veränderten Querschnitt aufweisen.
7. Induktiver Wegabgriff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt im Meßbereich (B) in Richtung des von der Erregerwicklung (3) ferneren Endes des Rahmenkerns (11, ii') stetig abnimmt.
8. Induktiver Wegabgriff nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Igeren Seiten der Blechschnitte zum Aufbau der Rahmenkerne (11, 11') in der Länge des vorgesehenen Meßbereichs (B) trapezförmig ausgebildet sind.
9. Induktiver Wegabgriif nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Seitenverhältnis der Ruhmenkerne (1, 1'; 11, 11') 1 : 5 bis 1 : 10 beträgt.

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