DE2241072A1 - Magnetfeldabhaengige widerstandsanordnung - Google Patents
Magnetfeldabhaengige widerstandsanordnungInfo
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- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
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Description
Erlangen, 1 B. /$fc Wl
Berlin und München Vierner-von-Siemens-Straße
Unser zeichens
VPA 72/7557 Kin/Rd
Magnetfeldabhängige Widerstandsanordnung
Zusatz zum patent ..... (Anmeldung P 20 42 491·5-34?
YPA 70/7539).
Gegenstand des Hauptpatentes ,,,,,., (Patentanmeldung
P 20 42 491.3-34} ist eine magnetfeldabhängig© Widerstands»*
anordnung zur Erfassung der Größe und Richtung eines ausseren magnetischen Steuerfeldes, das von einem Steuerflußgeber
vorgegeben ist,, der relativ zur Widerstandsanordnung
beweglich ist. Die Ge samt anordnung ist mit zwei Widerstands,-anordnungen
versehen, die jeweils einen Magnetkreis mit ei"
nem Permanentmagneten sowie an dessen Polenden anliegende ferromagnetische Polplatten enthalten, die über einen gemeinsamen Rucks chlußk.örp er oder jeweils getrennte Rückschlußkorper
des Magnetkreises aus ferromagnetisehem Material sowie eine als magnetfeldabhängiger Widerstand dienende Feld«
platte miteinander verbunden sind. Jeweils eine Polplatte
der beiden V/iderstandsanordnungen und der gemeinsame oder die
beiden Ruckschlußkarper sind vom Steuerfluß durchsetzt. Die
Feldplatten arbeiten gegenläufig (Fig.18 der Hauptanmeldung),
Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß diese Widerstandsanordnung mit einer geringen Änderung des gteuerflußgebers
als Potentiometer ausgebildet werden kann,
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, die Widerstandsanordnung nach dem Hauptpatent zu verbessern. Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Steuerflußgeber
ein Dauermagnet vorgesehen ist, dessen lagnetisierungsrichtung senkrecht zur Magnetisierung der Permanentmagnete
der beiden. Widerstandsanordnungen gerichtet ist und der um die magnetische Symmetrieachse der beiden
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VPA 72/Γ55?
V/ider stands anordnungen drehbar ist. Die beiden Widerstandsanordnungen
können sowohl mit einem gemeinsamen RückschluB-körper
als auch jeweils mit einem getrennten Rückschlußkörper versehen sein. Die Mitte des gemeinsamen Rückschlußkörpers
bzw. die Mitte zwischen den beiden Ruckschlußkörpera bildet
dann die magnetische Symmetrieachse der beiden Widerstandsanordnungen. Wird der diametral magnetisierte Steuerflußgeber,
der sowohl ein Stabmagnet sein kann als auch als Scheibe oder als Ring gestaltet sein kann, um diese Symmetrieachse
gedreht, so ändert sich die Summe der Magnetflüsse in den beiden Feldplatten der Widerstandsanordnung nach Art.einer
Sinusschwingung. Mit dieser Anordnung erhält man somit ein Potentiometer mit einem einfachen Aufbau und ohne bewegliche
Kontakte. Sie kann ferner beispielsweise als elektronischer Positionsanzeiger verwendet werden.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in Pig.1 ist ein Ausführungsbeispiel einer
Widerstandsanordnung nach der Erfindung schematisch veranschaulicht. Pig.2 zeigt eine Anordnung der beiden Feldplatten
in einer Brückenschaltung. Xn Pig.3 ist die Wirkungsweise
der Anordnung nach Pig.1 in einem Diagramm veranschaulicht.
In Pig.1 ist eine Gesamtanordnung mit 2 bezeichnet» die zwei
Widerstandsanordnungen enthält, in diesen Widerstandsanordnungen
sind die Permanentmagnete mit 4 und 6, vordere polplatten aus ferromagnetischem Material mit 8 und 10t hintere
Polplatten mit 12 und 14 und die Rückschlußkörper der magnetischen Vorspannungskreise mit 16 und 18 bezeichnet. Zwischen
den vorderen Polplatten 8 und 10 und den entsprechenden Rückschlußkörpern
16 und 18 befindet sich jeweils ein magnetfeldabhängiger Halbleiterwiderstand, eine sogenannte Feldplatte,
die mit 20 und 22 bezeichnet sind. Oberhalb der Widerstandsanordnung 2 ist ein Steuerflußgeber 24 angeordnet, dessen
Magnetisierungsrichtung, die durch einen Nordpol N und einen Südpol S angedeutet ist, senkrecht zur Magnetisierungsrichtung
der beiden Vorspannungsmagnete 4 und 6 verläuft. Der
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YPA 72/7557
Steuerflußgeber 24 ist mit einer nicirfc näher bezeichneten
Bohrung versehen "und somit als diametral magnetisierter Ringmagnet
gestaltet. In seiner Bohrung ist eine Drehachse 26 "befestigt, die mit einer in der Figur nicht dargestellten
Antriebsvorrichtung verbunden ist. Die Drehbewegung ist durch einen nicht näher bezeichneten Pfeil angedeutet. Die
in der Figur strichpunktiert dargestellte Drehachse 28 bildet
zugleich die "magnetische Symmetrieachse der Widerstandsanordnung
2.
Die Magnetisierung der beiden permanentmagne tischen Vorspannungsmagnet
eVist jeweils so'gerichtet, daß ihre magnetischen
Flüsse 32 bzw. 34 in den "beiden Feldplatten 20 und einander entgegengeriehtet sind. Der vom Steuerflußgeber 24
vorgegebene Magnetfluß 36 überlagert sich in den beiden1 Feldplatten
20 und 22 jeweils dem Vorspannungsfluß der.Magnete 4 und 6. Die Größe des Steuerflusses 36 und seine Richtung
ändern sich in den Feldplatten mit der Drehung des Steuerflußgebers 24. Der Magnetfluß 36 wird somit in Abhängigkeit
von der Lage des Steuerflußgebers 24 jeweils den magne- . tischen Gesamtfluß in der einen Feldplatte verstärken und
in der anderen schwächen. In der gestrichelten Stellung addiert sich der Steuerfluß 36 in der Feldplatte 20 zum magnetischen
Vorspannungsfluß des Magneten 4, und der G-esamtfluß
in dieser Feldplatte wird somit entsprechend erhöht. Demgegenüber wird der magnetische Vorspannungsfluß des Permanentmagneten
6 in der Feldplatte 22 durch den Steuerfluß 36 geschwächt
und deren Widerstand somit entsprechend vermindert.
Wird der Steuerflußgeber 24 in der Pfeilrichtung gedreht, so
wird die Flußerhöhung in der Feldplatte 20 mit der Stellung des Steuerflußgebers 24 abgeschwächt und in gleicher Weise
die Flußverminderung in der Feldplatte 22 aufgehoben. Sobald die magnetische Achse des Steuerflußgebers 24 senkrecht zur
Zeichenebene der Fig.1 steht, ist der vom Steuerflußgeber den Feldplatten 20 und 22 vorgegebene Magnetfluß praktisch
Hull,und er hat somit keinen Einfluß auf den Widerstand der Feldplatten. Wird der Steuerflußgeber 24 weiter gedreht, so
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ist der vom Steuerfluß-geber 24 der Feldplatte 22 vorgegebene
Steuerfluß mit dem Vorspannungsfluß des Permanentmagneten 6 gleichgerichtet und der Gesamtfluß in der Feldplatte 22
wird somit entsprechend erhöht, und in gleicher Weise wird der Gesamtfluß in der Feldplatte 20 vermindert. Ist der
Steuerflußgeber 24 soweit gedreht, daß der Nordpol N sich auf der linken und der Südpol S sich auf der rechten Seite
befindet, so erreicht der Fluß, in der Feldplatte 22 sein Maximum und dementsprechend hat der Gesamtfluß in der Feldplatte
20 sein Minimum.
Eine besonders vorteilhafte weitere Ausgestaltung der Anordnung nach Fig.1 erhält man dadurch, daß die beiden Rückschlußkörper
16 und 18 in einem vorgegebenen Abstand voneinander angeordnet werden, so daß ein Spalt 38 entsteht, der
mit einem diamagnetischen Medium ge'füllt ist. Als Medium ist vorzugsweise Luft geeignet, es kann aber auch ein diamagnetisches
Metall, beispielsweise Messing oder Aluminium, verwendet werden. Diese Gestaltung hat den Vorteil, daß die
Empfindlichkeit der Anordnung in einem verhältnismäßig weiten Bereich nahezu unabhängig wird vom Abstand 6 des Steuerflußgebers
24 von der freien Oberfläche der ferromagnetiechen Polplatten 8 und 10 der beiden Magnetkreise. Eine genaue
Justierung des Steuerflußgebers 24 ist somit überflüssig.
Zur Vorgabe einer bestimmten Stellung des Steuerflußgebers 24 relativ zu den beiden Feldplatten 20 und 22 kann vorzugs-.weise
ein in der Figur nicht dargestelltes Planetengetriebe vorgesehen sein, das mit der Drehachse 26 in Antriebsverbindung
steht.
Diese Einstellung von Potentiometern mittels eines Planetengetriebes
ist an sich bekannt aus der US-Patentschrift 3411 366. In dieser bekannten Anordnung soll jedoch die Drehbewegung
der Antriebswelle durch das Getriebe begrenzt werden. In einem aus der deutschen Auslegeschrift 1957 895 bekannten
Stellgetriebe soll ebenfalls die"Überführung des mit
der Antriebswelle gekuppelten Betätigungsgliedes in eine
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■vorgewählte Stellung gesteuert werden, und zwar mit Hilfe
eines mechanischen Anschlages.
Demgegenüber erhält man mit einem Planetengetriebe als Antriebsvorrichtung
für die Drehachse 26 eine sehr genaue Einstellung des Steuerflußgebers.
In der Anordnung nach Pig.2 ist die Schaltung der beiden
Feldplatten 20 und 22 jeweils in einem Brückenzweig einer Brückenschaltung-dargestellt, die noch zwei weitere Widerstände
40 und 42 enthält. Mit der Eingangsspannung U der
Brückenschaltung, insbesondere einer konstanten Eingangsgleichspannung, und den beiden Feldplatten 20 und 22 als
veränderbare Widerstände in jeweils einem Brückenzweig erhält man am Ausgang der Brückenschaltung ein Ausgangssignal
TT , das sich mit der Bewegung des Steuerflußgebers 24 und
der entsprechenden Änderung des Widerstandsverhältnisses der
Feldplatten 20 und 22.i*i Form einer Sinusschwingung ändert.
Diese Änderung des Ausgangssignals TJ ist in Fig.3 in Abhängigkeit
vom Drehwinkel cC der Antriebswelle 26 und damit
von der Stellung des Flußgebers 24 relativ zu den Feldplatten 20 und 22 aufgetragen. In der UuIl-Stellung .des Steuerflußgebers
24j das ist die Lage der Magnetisierungsrichtung des Steuerflußgebers 24 senkrecht zur Zeichenebene, soll
auch das Ausgangssignal UuIl sein. Im Falle einer weiteren
Drehung erhöht sich das Ausgangssignal entsprechend der dargestellten
Kurve und erreicht in der Lage des Magnetflusses 36 parallel zu der Zeichenebene, wie es in Fig.1 dargestellt
ist, ein Maximum. Mit einer weiteren Viertelumdrehung der
Welle 26 ist das Ausgangssignal wiederum Null, wenn sich der Steuerfluß 36 in der Lage senkrecht zur Zeichenebene befindet,
Mit der folgenden halben Umdrehung des Steuerflußgebers 24 erhält man ein Ausgangssignal ü mit"entgegengesetzter Po-
Cl
larität, das nach einer Viertelumdrehung sein Maxima er- "
reicht und nach einer halben Umdrehung'wieder Null ist.
Ir;t die Antriebswelle Zb beispielsweise mit einem nicht ,
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BAD ORtGiNAU
TPA 72/7557
dargestellten Planetengetriebe verbunden» so erhält man je
nach der Untersetzung des Getriebes eine volle Sinusschwingung des Ausgangssignals der Brückenschaltung nach Pig.2,
beispielsweise nach 10 Umdrehungen. Dann ist das Untersetzungsverhältnis
1:10. Wird beispielsweise eine Untersetzung 1:6 gewählt, so erhält man bei einer Umdrehung der
Achse des Planetengetriebes einen Ausschnitt von 60° aus dem Sinus des Stellwinkels et» . Mit der Untersetzung des Planetengetriebes
kann dieser Ausschnitt nahezu beliebig gewählt werden. Pur ein Potentiometer wird man vorzugsweise den Ausschnitt
aus dem etwa geraden Teil der Sinusschwingung beiderseits
des Hull-Durchganges wählen.
5 Patentansprüche
3 Piguren
3 Piguren
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Claims (5)
- VPA 72/557Patentansprüche7 Magnetfeidabhängige Widerstandsanordnung zur Erfassung der Größe und Richtung eines äußeren magnetischen Steuerfeldes mit einem Magnetkreis, der einen Permanentmagneten mit kleiner Permeabilität, d.h. einen hohen magnetischen Widerstand, sowie an dessen Polenden anliegende ferromagnetische Polplatten enthält, die über einen Rückschlußkörper des Magnetkreises aus ferromagnetischem Material sowie eine als magnetfeldabhängiger Widerstand dienende Feldplatte, miteinander verbunden sind, bei der zwei Widerstandsanordnungen mit gegenläufig, arbeitenden Feldplatten vorgesehen sind, deren jeweils eine Polplatte und deren magnetischer Rückschlußkörper vom gemeinsamen Steuerfluß durchsetzt sind, der von einen äußeren Steuerflußgeber vorgegeben ist, der relativ zu den Yiiderstandsanordnungen beweglich ist, nach Patent (Patentanmeldung P 20 42 491,3-3^, Anspruch 15; VPA 70/7??3), dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerflußgeber (24) ..".r·. Dauermagnet vorgesehen ist, dessen Magnetisierungsrir./:.· tung senkrecht zur Magnetisierung der Permanentmagnete (^,6) der beiden Wiclerstandsanordnungen gerichtet ist und der um die magnetische Symmetrieachse (28) der beiden Widerstar.dsancrdnungen drehbar is"-4-
- 2. Widerstandsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als SteuerfluSgober (24) ein diametral magnetisierter scheibenförmiger Dauermagnet (24) vorgesehen ist. . -
- 3. Widerstandsanordnung nach Ansprach ", dadurch gekennzeichnet, da£ ale iteuerflußgeber (24) ein diametral magnetisierter ringscibeibenförmiger Dauermagnet vorgesehen ist.409811/0583BAD ORIGINAL; .:-....- 8 - VPA 72/7557
- 4. Widerstandsanordnung nach, einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (28) des Steuerflußgebers (24) mit einem planetengetriebe in Antriebsverbindung steht.
- 5. Widerstandsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ■ dadurch gekennzeichnet, daß die beiden magnetischen RUckschlußkörper (16,18) der Wideretandeanordnußgen (2) durch einen Spalt (38) getrennt sind, der mit einem diil·- magnetlachen Medium gefüllt ist.40981 1/0583
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722241072 DE2241072C3 (de) | 1972-08-21 | Magnetfeldabhängige Widerstandsanordnung zur Erfassung der Größe und Richtung eines äußeren magnetischen Steuerfeldes | |
IT2786973A IT1046832B (it) | 1972-08-21 | 1973-08-14 | Disposizione di resistenza dipendente dal campo magnetico |
FR7330216A FR2197214A2 (de) | 1972-08-21 | 1973-08-20 | |
GB3966873A GB1416925A (en) | 1972-08-21 | 1973-08-21 | Magnetic-field-sensing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722241072 DE2241072C3 (de) | 1972-08-21 | Magnetfeldabhängige Widerstandsanordnung zur Erfassung der Größe und Richtung eines äußeren magnetischen Steuerfeldes |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2241072A1 true DE2241072A1 (de) | 1974-03-14 |
DE2241072B2 DE2241072B2 (de) | 1975-08-21 |
DE2241072C3 DE2241072C3 (de) | 1976-04-01 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT1046832B (it) | 1980-07-31 |
GB1416925A (en) | 1975-12-10 |
FR2197214A2 (de) | 1974-03-22 |
DE2241072B2 (de) | 1975-08-21 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8340 | Patent of addition ceased/non-payment of fee of main patent |