DE2221095C2

DE2221095C2 - Schaltung zur Korrektur des Einflusses der Geschwindigkeit bei einem induktiven Stellungsgeber

Info

Publication number: DE2221095C2
Application number: DE2221095A
Authority: DE
Inventors: Albert 7500 Karlsruhe Maringer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-04-28
Filing date: 1972-04-28
Publication date: 1974-05-22
Also published as: US3816781A; FR2182205B1; JPS5535645B2; IT983972B; DE2221095A1; JPS4955353A; FR2182205A1; GB1380679A; DE2221095B1; SE393187B

Description

I terschiedlichen Geschwindigkeiten relativ beweg- keit vorhanden. Bei wachsender Geschwindigkeit des

I tan magnetischen Meßfühler mit einer Erreger- Ankers gegenüber dem Luftspalt tritt eine Verzöge-

I wicklung, dadurch gekennzeichnet, rung der Ausgangsspannung der Erregerwicklung ge-

I daß ein Triggertransistor (T 3) mit seiner Basis io genüber der Stellung des Ankers vor dem Luftspalt

I an die Erregerwicklung (S) des magnetischen infolge der Induktivität der gesamten Anordnung

I Meßfühlers und mit seiner Emitterelektrode an auf. Dies führt zu einer geschwindigkeilsabhängigen

I den Abgriff eines einen Kondensator (C3) enthal- Verfälschung der Anzeige der Stellung, die beispiels-

I tenden Spannungsteilers (R 1, R 2, R 3) ange- weise bei der Anwendung des Stellungsgebers als

I schlossen ist, der parallel zu einem Speicherkon- 15 Totpunktgeber bei Verbrennungskraftmaschinen

I densator (C 1) und der Erregerwicklung (S) liegt. nicht tragbar ist.

Ϊ 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch ge- Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die Ab-

ij kennzeichnet, daß der Triggertransistor (T 3) mit hängigkeit des der festzustellenden Lage des Ankers

i seinem Emitter über eine Parallelkombination gegenüber dem Magnetgestell entsprechenden Mo-

I einer Diode (D 3) und eines Kondensators (C 5) ao mentanwertes der Ausgangsspannung der Erreger-

I an den Abgriff des Teilers (R 1, jR 2) angeschlos- wicklung von der Geschwindigkeit, mit der sich der

I sen ist. Anker gegenüber der Erregerwicklung bewegt, auf-

|: 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch zuheben. Diese Aufgabe wird bei einem eingangs nä-

I gekennzeichnet, daß die dem Abgriff benachbar- her beschriebenen induktiven Stellungsgeber gemäß

I ten Widerstände (R 1, R 2) des Teilers mit ihren, 25 der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Triggertransi-

i dem Abgriff abgewandten Anschlüssen an den stör mit seiner Basis an die Erregerwicklung des ma-

I Emittern von zwei Transistoren (Tl, T2) Iicgen, gnetischen Meßfühlers und mit seiner Emitterelek-

1 deren Basiselektroden über Dioden (Dl, Dl) trode an den Abgriff eines einen Kondensator enthal-

1 von der Ausgangsspannung der Erregerwicklung tenden Spannungsteilers angeschlossen ist, der paral-

\ (S) angesteuert sind. 30 IeI zu einem Speicherkondensator und der Erreger-

I 4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch ge- wicklung liegt.

\ kennzeichnet, daß an der Basiselektrode des Der Triggertransistor ist mit seinem Emitter über

j einen Transistors (7"I) ein Belag des Speicher- eine Parallelkombination einer Diode und eines Kon-

j kondensator (Cl) liegt und die der Basiselek- densators an den Abgriff des Teilers angeschlossen.

j trode des anderen Transistors (Tl) vorgeschal- 35 .Die dem Abgriff benachbarten Widerstände des Tei-

j tete Diode (D 2) über einen Tiefpaß (R 4, C 2) an lers sind mit ihren, dem Abgn^ff abgewandten An-

j die Ausgangsspannung der Erregerwicklung (S) Schlüssen zweckmäßig an die Emitter von zwei Ti an-

! angeschlossen ist. sistorcn angeschlossen, deren Basiselektroden über

\ 5. Schaltung nach Anspruch 1 oder einem der Dioden von der Ausgangsspannung der Erregerwick-

■ folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine 40 lung angesteuert sind.

j RC-Kombination (R 3, C 3) mit Hilfe eines wei- Die Erfindung wird an Hand zweier Figuren näher

I leren, vom gegebenenfalls verstärkten Ausgangs- erläutert,

signal des Triggertransistors (Γ 3) gesteuerten F i g. 1 stellt ein Ausführungsbeispie] der Schal-Transistors (T S) dem zweiten Widerstand (R 2) tung nach der Erfindung dar; in

j des Teilers parallel schaltbar ist. 45 F i g. 2 ist ein Diagramm gezeigt, mit dessen Hilfe

t: 6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch ge- die Wirkungsweise der Schaltung verdeutlicht wird.

J kennzeichnet, daß an Stelle der ÄC-Kombination In Fig. 1 ist die ErregerwicklungS eines nicht nä-

I (R 3, C 3) ein festes Niveauprogramm parallel her dargestellten Magnetgestells mit dem Ausgang

schaltbar ist. eines Generators G für einen konstanten Gleichstrom

50 verbunden. An den Enden der Wicklung wird eine

Spannung abgegriffen, die aus einem Gleichspannungsanteil und einem beim Vorbeibewegen eines

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Ankers am Luftspalt des Magnetgestells erzeugten Korrektur des Einflusses der Geschwindigkeit bei Wechselanteil besteht. Diese Spannung wird über einem induktiven Stellungsgeber mit einer stromge- 55 eine Leitung an eine Verzweigung gelegt, an der zuspeisten Erregerwicklung und einem mit unterschied- nächst eine Parallelkombination eines Kondensators liehen Geschwindigkeiten relativ dazu bewegten An- C 4 und eines Widerstandes R 6 angeschlossen ist. ker. Mit dieser Kombination wird die Zuleitung niederoh-Die Stellung eines beweglichen Maschinenteils ge- mig abgeschlossen. Der Kondensator C 4 siebt Störgenüber einem festen Teil kann, durch einen indukti- 60 impulse aus. Die an dem Verzweigungspunkt anlieven Stellungsgeber ermittelt werden, bei dem ein mit gende Spannung wird weiterhin über eine Diode D 1 einer Erregerwicklung versehenes Magnetgestell an einen Speicherkondensator Cl angelegt. Der einen Luftspalt aufweist, dem auf dem relativ zum Speicherkondensator ist mit der Basis eines Transi-Magnetgcstell bewegten ^-"^hinenteil ein Weichei- stors Ti verbunden, an dessen Emitter ein aus _/" senanker gegenübersteht. Bei einer symmetrischen 65 Widerständen Rl, R 2 und 7? 5 gebildeter Span-Ausgestaltung des Magnetgestells, beispielsweise als nungsteiler angeschlossen ist, der den Emitter mit Dreischenkelkern, wird bei einer Bewegung des An- Masse verbindet. Am Verzweigungspunkt liegt auch kers gegenüber dem Luftspalt an der Erregerwick- über einen Widerstand R 7 die Basiselektrode eines

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Tringertransistors 73, dessen Emitter über eine Punkt der Anstiegsflanke des Impulssignals, im abDiode D 3 an einen Abgriff zwischen den Widerstän- hängig davon, welchen Spitzenwert der impuls erden R 1 und R 2 des erwähnten Spannungsteilers an- reicht. , oeschlossen ist. Der Diode D 3 ist ein Kondensator Wird das den Triggenransistor 13 aussteuernue CS parallel geschaltet. Am Verbindungspunkt der 5 Signal größer als das eingestellte Ansprecnnlveao. Widerstände/? 2 und ÄS des Spannungsteilers liegt vermehrt um die Spannung an der Diode υ a,, bo der Emitter eines weiteren Transistors 72, dessen schaltet der Transistor 73 durch. Dabei verninoeri Basiselektrode über eine Diode D 2 und einen aus der Kondensator C S, der parallel zur Uiooe u j einem Widerstand R 4 und einem Kondensator Cl liegt, eine andernfalls durch die Diode hervorgerubestehenden Tiefpaß an den Verzweigungspunkt an- io fene Gegenkopplung. Das Auslosen des ^Ιτψ^^ητζη' ceschlossen ist. Der Kollektor des Triggertransistors sistors 73 schaltet über den Widerstand K » aucn 73 ist über einen WiderstandR 8 mit der Basis eines den Transistor 74 durch und gibt ein Ausgangssignal Verstärkertransistors 74 verbunden. Dieser Transi- über den Widerstandsteiler R12 und R13 ab. stör ist ein npn-Transistor, sein Emitter liegt an einer Für die Abbildung der exakt symmetrischen Lage positiven Spannung und sein Kollektor über zwei 15 des Ankers gegenüber dem Luftspalt des Magnetge-Widerstände R 10 und R 11 an Masse. Der Verbin- stells ist dieses Signal jedoch nicht geeignet, uatur duiiüspunkt der beiden Widerstände R 10 und R U wird vielmehr das Signal benutzt, das beirn KucKKipisi an die Basis eines Schalttransistors 7 5 ange- pen des Triggertransistors 73 entsteht Das kucksthlossen, mit dessen Hilfe parallel zum Widerstand kippniveau ist gleitend und wird durch ^araneiscndi R 1 des Spannungsteilers ein Widerstand R 3 ae- »° ten des Widerstandes R 3 zum Widerstand κ ζ erschaltet werden kann. Dem Widerstand R 2 liegt reicht, wobei zu berücksichtigen ist, daß dem wioeraulkrdem ein Kondensator C3 parallel. Am Kollek- stand R 2 der Kondensator Ca parallel negt, so oau tor des Transistors 74 liegt ein weiterer aus einem das neue Triggerniveau mit einer Zeitkonstanie, ait Widerstand R 12 und einem Widerstand R 13 beste- sich aus der Parallelkombination des Kondensators Ivnder Spannungsteiler. Am Abgriff zwischen den 35 C3 mit den Widerständen Rl, R 2 und KJergioi, beiden Widerständen kann die Ausgangsspannung einstellt. Bei Übereinstimmung des gleitenden der Schaltung abgenommen werden. Über den Triggerniveaus mit der Rückflanke des Signals kippt Widerstand R 8 und einen weiteren Widerstand R 9 der Triggertransistor 7 3 zurück Dieses /.uruckkipliegt der Kollektor des Triggertransistors 73 an einer pen markiert die symmetrische Stellung des /\n_Kers positiven Betriebsspannung. 30 vor dem Luftspalt des Magnetgestells.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Schal- Soll das Ausgangssignal des Stellungsgebers nur

tung betrachtet. Der aus dem Widerstand R 4 und bei bestimmten Geschwindigkeiten zwischen Anker dem Kondensator Cl bestehende Tiefpaß hat eine und Magnetgestell ausgewertet werden, so kann die Zeitkonstante, die groß ist gegenüber der Dauer der Triggerschwelle mit R 1 und R 2 fest vorgegeoen beim Passieren des Luftspaltes durch den Anker auf- 35 werden, es entfällt dann Kondensator L J. ionen tretenden sinusförmigen Impulse. Deshalb stellt sich noch weitere Geschwindigkeiten bzw. Drehzahlen eram Tiefpaß eine Spannung ein, die der Ausgangs- faßt werden, so kann mit dem Transistor l S, der spannung der Erregerwicklung während der impuls- dann von einer Logik angesteuert werden muß, und losen Zeit entsnricht. Die Diode D 2 und der Transi- einem entsprechend gewählten Widerstand Kä eine stör 7 2 entkoppeln den Kundensator Cl von den 40 der vorgegebenen Drehzahl angepaßte inggerihn sonst belastenden Widerständen RS, Kl und schwelle eingeschaltet werden.

_R2 Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise

Der Spitzenwert des sinusförmigen Impulses wird dient das Diagramm der F i g. 2, in dem jeweils der am Spitzenwertspeicher, der aus der Diode D 1 und erste Teil eines Ausgangssignals der Schaltung ms dem Kondensator C 1 besteht, festgehalten. Der 45 zum Nulldurchgang in normierten Amplitudenwerten Kondensator Cl wird dabei bis zur Amplituden- für zwei verschiedene Drehzahlen ubereinandergespilze aufgeladen. Die Diode D 1 verzögert dann eine zeichnet sind. Die flacher verlaufende bignalkurve Entladung des Kondensators C1, weil sie in Sperr- S1 entspricht einer niederen Drehzahl und die steiler richtung gepolt ist, wenn sich die Ausgangsspannung verlaufende Kurve Sl einer höheren Drehzahl, uie der Erregerwicklung nach ihrem Höchstwert wieder 50 Kurven sind so ubereinandergezeich.net, dali sicn die verkleinert. An Stelle der Diode D I könnte auch ein Anstiegsflanken in einem Punkt P schneiden, eier als Emitterfolger geschalteter Transistor verwendet dem Ansprechniveau des Triggertransistors J!J> eniwerden spricht. Von diesem Punkt geht eine exponentiell ab-

Das 'Ansprechniveau des Triggertransistors 73 fallende Kurve K aus, die der Spannung entspricht, wird durch das Potential am Abgriff des Spannungs- 55 die am Abgriff des Spannungsteilers zwischen den teilers zwischen den Widerständen Rl und Rl fest- Widersländen Rl und Rl entsteht, wenn beim Angelegt. Zwischen den Emittern der Transistoren 71 sprechen des Triggers dem Widerstand K Z der und 7 2 steht eine dem Amplitudenwert eines vor- Widerstand Λ 3 parallel geschaltet wird und sich daausgegangenen sinusförmigen Impulssignals entspre- bei der Kondensator C 3 umlädt Diese exponentiell chende Spannung. Mit der Wahl der Widerstände 60 Kurve K schneidet die Rückflanken der Signalkurven R 1 und R 2 läßt sich derjenige Punkt auf der An- Sl, S 2, wobei naturgemäß die Rückflanke der steilestiegsflanke des Impulssignals bestimmen, an dem ren Kurve in einem höheren Wert geschnitten wird der Inggertransistor Γ3 auslösen soll. Diese Span- als die Rückflanke der flacheren Kurve. Die vernune entspricht dem Spitzenwert des Signals multi- Schiebung des Triggerniveaus fur das Ruckkippen plaziert mit dem Verhältnis des Wertes des Wider- 65 auf den Rückflanken der Kurven entspricht der tür Standes K 2 zu der Summe der Widerstandswerte der das exakte Anzeigen der Stellung des Ankers gegen-Widerstände R 1 und /( 2. Das Ansprechniveau des über dem Magnetgestell erforderlichen Korrektur. Triggeriransislor·. 73 liegt damit immer am gleichen Ein großer Vorteil der Schaltung gegenüber einem

Festwerttrigger besteht in der relativen Empfindlichkeit und relativen Störsignalunterdrückung. Ein empfindlicherer Stellungsgeber liefert ein höheres Nutzsignal, jedoch auch ein höheres Störsignal, das beispielsweise durch mechanische Unebenheiten der Schwungscheibenoberfläche bestehen kann> wenn die Schaltung bei einem Totpunktgeber eines Verbrennungsmotors verwendet wird. Das Nutz- und das Störsignal stehen zueinander in festen Verhältnissen. Durch Einstellen der Triggerschwelle kann erreicht werden, daß auf jeden Fall nur ein Nutzsignal den Trigger auslöst.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

I lung eine sinusförmige Spannungsänderung anfallen,

I Patentansprüche: wobei der Nulldurchgang dieser Spannung einer sym-

I metrischen Stellung des Ankers vor dem Luftspalt

I * 1. Schaltung zur Korrektur des Einflusses der entspricht. Diese Übereinstimmung zwischen NuIl-

I Geschwindigkeit bei einem induktiven Stellungs- 5 durchgang und Stellung des Ankers ist allerdings nur

I geber mit einem gegenüber einem Anker mit un- bei verhältnismäßig geringer Bewegungsgeschwindig-