DE2252867C2

DE2252867C2 - Meßgerät zur Messung der Bewegung eines Körpers und/oder mit der Bewegung zusammenhängender Größen

Info

Publication number: DE2252867C2
Application number: DE19722252867
Authority: DE
Inventors: Hans 7988 Wangen Fröhlich; Albert 7972 Neutrauchburg Steinmeier; Hans 7988 Deuchelried Zoller
Original assignee: ALBERT STEINMEIER KG 7972 NEUTRAUCHBURG DE
Current assignee: ALBERT STEINMEIER KG 7972 NEUTRAUCHBURG DE
Priority date: 1972-10-27
Filing date: 1972-10-27
Publication date: 1982-06-09
Also published as: DE2252867A1

Description

4o

Die Erfindung betrifft ein Meßgerät zur Messung der Bewegung eines Körpers und/oder mit der Bewegung zusammenhängender Größen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein derartiges Meßgerät so auszubilden, daß es möglichst wenig den Meßvorgang beeinflußt und sich dementsprechend nur unmerklich abnutzt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Lehre nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1.

Indem das erfindungsgemäße Meßgerät ein einfaches magnetisches Stahlband verwendet, zeichnet eS sich zudem durch besondere Einfachheit aus. *

Dazu tragen auch die für sich seit längerer Zeit bekannten Reed-Schalter bei:

Diese besitzen insbesondere zwei Nickel-Eisen-Zungen, die in ein Glasröhrchen so eingeschmolzen sind, daß an ihren Enden ein Luftspalt sich ausbildet. Unter der Einwirkung eines Magnetfelds ziehen sich die Zungen ein. Infolge von Schutzgasfüllung und Kontaktvergoldung sind die Reed-Schalter unempfindlich gegen äußere Einflüsse wie Feuchtigkeit und korrodierende Gase. Der einfache Aufbau ermöglicht eine automatisehe Fertigung und damit eine gleichbleibende optimale Justierung und schließlich auch einen niedrigen Preis. Die Schaltzeiten betragen größenordnungsmäßig 1 ms.

Zweckmäßigerweise ist der Magnet ein Dauermagnet.

In diesem Zusammenhang ist noch folgender Stand der Technik bekanntgeworden:

1. (vgl. DE-AS 12 88 195) eine Einrichtung zum Speichern einer Anzeige oder einer Information mittels eines mit einem senkrecht zur Drehachse austretenden magnetischen Felds versehenen drehbaren Elementes und einer magnetischen Energiequelle, die zum Drehen des Elementes dient, wobei die Stellung des drehbaren Elementes dem Inhalt der Anzeige bzw. der Information entspricht, und wobei ein zweites, dem ersten ähnliches, drehbares und mit einem magnetischen Feld versehenes Element vorgesehen ist; es geht dort also nicht um die Messung einer Bewegung oder einer damit zusammenhängenden Größe, sondern um die Erfassung einer Stellung bzw. Lage;

2. (vgl. DE-OS 17 73 876) ein Anzeige- und Meßgerät für magnetische und mechanische Größen, die jedoch stationäre Größen sind, nämlich z. B. die Stärke von Dauermagneten oder Dicke von nicht magnetischen Schichten auf Eisen oder die bloße Ai.zeige von Doppelblättern oder von Fehlblättern in Druck- und Papiermaschinen; dabei wird die zu messende Größe mittels eines mit einer elektrischen Wicklung gesteuerten Reed-Kontaktes angezeigt oder gemessen, der in einem von der zu messenden Größe beeinflußten Feld eines Magnetsystems angeordnet ist; und

3. (vgl. DE-AS 12 51542) eine relativ aufwendige Vorrichtung zur Umformung mechanischer Verschiebungen in eine analoge elektrische Größe

— mit einer Schiene aus magnetischem Material, auf der in gleichmäßigem Teilungsschrilt in Längsrichtung magnetische Unstetigkeiten angebracht sind, und

— mit einem relativ zu der Schiene verschiebbaren Meßkopf einschließlich einem Magnetkreis mit zwei Schenkeln, der Wechselstromwicklungen trägt, wobei die von den Wechselstromwicklungen abgenommenen Meßgrößen einer Anzeigevorrichtung so zugeführt werden, daß diese daraus einen Anzeigewert für die gegenseitige Verschiebung zwischen Meßkopf und Schiene ableitet,

— wobei jeder Schenkel des Meßkopfes zwei Zahnreihen mit mehreren Zähnen aufweist, deren Zahnteilung gleich dem Teilungsschritt der magnetischen Unstetigkeiten der Schiene ist,

— wobei die beiden Zahnreihen des gleichen Schenkels in bezug auf die damit zusammenwirkenden magnetischen Unstetigkeiten der Schiene um einen Bruchteil des Teilungsschrittes relativ zueinander versetzt sind,

— wobei die beiden Zahnreihen des einen Schenkels außerdem relativ zu den beiden Zahnreihen des anderen Schenkels in bezug auf die damit zusammenwirkenden magnetischen Unstetigkeiten der Schiene um einen Bruchteil des Teilungsschrittes versetzt sind,

— wobei jede der vier Zahnreihen von einer eigenen Abnahmewicklung umschlungen ist und

— wobei die beiden die Zahnreihen des Schenkels umschließenden Abnahmewicklungen jeweils gegensinnig in Serie geschaltet sind;

der dort vorgesehene, zudem verschiebbar ausgebildete Meßkopf ist also ersichtlich sehr kompliziert, während die vorliegende Erfindung mit einer äußerst einfachen Erfassung-Anordnung auskommt, die nämlich nur aus einen. Reed-Schalter und einem zugeordneten Magnet, der im übrigen ein Dauermagnet sein kann, besteht;
außerdem wird dort eine analoge elektrische Größe erzeugt, während bei der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise vom Meßgerät Impulse abgegeben werden, die leicht durch das angeschlossene Impulszählwerk verarbeitbar und anzeigbar sind.

Die Erfindung wird vorteilhaft ausgestaltet durch die Lehre nach den Unteransprüchen.

Dabei ist besonders zweckmäßig die Lehre nach dem Anspruch 3, da dadurch die Anzah! der pro Zeiteinheit an das Impulszählwerk abgegebenen Impulse und damit die Meßgenauigkeit erhöht werden.

Die Lehre nach dem Anspruch 4 ist besonders zweckmäßig, wenn der Drehkörper sich in einer Rohrleitung für strömende Masse und/oder Energie befindet, da er dann von der Masse und/oder Energie angetrieben wird und so eine Messung der Massen- und/oder Energie-Stroms ermöglicht.

Im letzteren Fall kann das erfindungsgemäße Meßgerät insbesondere als Hauswasserzähler, Großwasserzähler, Wärmezähler, Druchflußmeßgerät wie Abwassermeßgerät Verwendung finden. Im Hinblick auf die bisher bekannten derartigen Meßgeräte ist der mit dieser Ausgestaltung der Erfindung erzielte Fortschritt besonders groß.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des Meßgeräts (stark schematisch);

F i g. 2 eine Vorderansicht des Ausführungsbeispiels von F i g. 1; und

F i g. 3 eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel des Meßgeräts, wobei die obere Hälfte der Einrichtung mit den magnetischen Unstetigkeitsstellen im Schnitt gezeigt ist.

Ein mit einem sich bewegenden (nicht dargestellten) Körper versehenes Band 1 aus Stahlblech hat gleichmäßig über seine Länge verteilt identische Fenster 2. Auf der einen Seite des Bands 1 befindet sich ein an sich bekannter Reed-Schalter 3, der an ein (nicht dargestelltes) Impulszählwerk angeschlossen ist. Gegenüber dem Reed-Schalter 3 liegt auf der anderen Seite des Bands 1 ein Dauermagnet 4. Der Dauermagnet 4 und der Reed-Schalter 3 bilden gewissermaßen eine magnetische Schranke.

Die Einwirkung des vom Dauermagneten 4 erzeugten Magnetfelds auf den Reed-Schalter 3 ändert sich im Takt der Vorbeibewegung des Bands 1, d. h., wenn eines der Fenster 2 sich zwischen dem Dauermagnet 4 und dem Reed-Schalter 3 befindet, ziehen sich Zungen 3a und 3b des Reed-Schalters aneinander an, wie in F ι g. 2 dargestellt ist, so daß von einer (nicht gezeigten) Stromquelle ein Stromimpuls an des Impulszählwerk über den Reed-Schalter 3 gegeben wird.

Wenn dagegen das Vollmaterial des Bands 1 zwischen dem Reed-Schalter 3 und dem Dauermagneten 4 liegt, ist der Reed-Schalter 3 gegen das Magnetfeld vom Dauermagneten 4 abgeschirmt, so daß die Kontakte 3a und 3b offen sind.

Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Band 1 zu einem Ring 1 geschlossen worden und ferner ein weiteres Paar eines Reed-Schalters 3 und eines Dauermagneten 4 vorhanden ist.

Der Ring 1 ist mit einem nicht gezeigten Drehkörper wie einem Flügelrad verbunden, der sich seinerseits in einer Rohrleitung für Materie und/oder Energie befindet, z. B. für Wasser, Wärme, Dampf, Abwasser od. dgl. Auf diese Weise kann das als Hauswasserzäbler, Großwasserzähler, Wärmezähler, Durchflußmeßgerät wie Abwassermeßgerät, insbesondere als Fühler in einem Regelkreis Verwendung finden.

Jedes Paar von einem Reed-Schalter 3 bzw. 3' und einem Dauermagneten 4 bzw. 4 bildet — wie bereits erwähnt — eine magnetische Schranke. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 3 sind die magnetischen Schranken gegeneinander phasenverschoben angeordnet, d. h. die Reed-Schalter geben nicht gleichzeitig einen Impuls an den Impulszähler ab. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß beim Ausführungsbeispiel von F i g. 3 doppelt so viele Impulse wie beim Ausführungsbeispiel von F i g. 1 und 2 erzeugt werden.

Durch entsprechend phasenverschobene Anordnung von η Magnetschranken wird die Impulszahl pro Zeiteinheit entsprechend auf das /j-fache erhöht. Eine andere Möglichkeit zur Impulserhöhung besteht darin, möglichst viele Fenster vorzusehen, so daß möglichst viele magnetische Unstetigkeitsstellen erreicht werden.

Ganz allgemein kann gesagt werden, daß die Anzahl der Fenster, multipliziert mit der Anzahl der Magnetschranken, sofern diese sämtlich gegeneinander phasenverschoben angeordnet sind, die Anzahl der Impulse pro Umdrehung ergibt. Je größer die Anzahl der Impulse pro Umdrehung ist, umso genauer können auch Bruchteile einer Umdrehung festgestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Meßgerät zur Messung der Bewegung eines Körpers und/oder mit der Bewegung zusammenhän- ο gender Größen,

— indem der Körper mit einer magnetische Unstetigkeitsstellen aufweisenden Einrichtung verbunden ist, die

— auf mindestens einen Reed-Schalter mit zugeordnetem Magnet einwirkt,

— der an ein Impulszählwerk angeschlossen ist,
gekennzeichnet durch

— die Kombination folgender Merkmale:

a) als Einrichtung wird ein magnetisches Stahlband (1) mit in Bewegungsrichtung gleichmäßig verteilten magnetischen Unstetigkeitsstellen verwendet;

b) das Stahlband ist zwischen dem Magnet (4) und dem Reed-Schalter (3) angeordnet

2. Meßgerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet

— daß die magnetischen Unstetigkeitsstellen durch gleichmäßig über die Längsausdehnung des Stahlbands (1) verteilte, gleichgroße Fenster (2) gebildet sind.

3. Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

— daß phasenverschoben zu einem ersten Paar von Magnet (4) und Reed-Schalter (3) und jo untereinander weitere Paare von Magnet (4') und Reed-Schalter (3') in bezug auf das Stahlband (1) angeordnet sind.

4. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

— daß das Stahlband zu einem Ring (2') geschlossen und mit einem Drehkörper verbunden ist.