DE2449697B2

DE2449697B2 - Mechanisch-elektrischer Meßumformer

Info

Publication number: DE2449697B2
Application number: DE2449697A
Authority: DE
Inventors: Hideo Tachikawa Fujiwara; Yukio Ichinose; Kenji Kato
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1973-10-19
Filing date: 1974-10-18
Publication date: 1979-11-22
Also published as: DE2449697C3; GB1482705A; US4013911A; DE2449697A1

Description

Ein mechanisch-elektrischer Meßumformer der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung ist aus der deutschen Patentschrift Nr. 9 08 921 bekannt. Dort sind zwei Primärwicklungen vorgesehen, die jeweils einen Magnetfluß erzeugen. Jeder der beiden Magnetflüsse spaltet sich entsprechend der Konfiguration eines vierarmigen stationären Magnetkerns in mindestens zwei Teilflüsse auf, deren jeder einen eine Sekundärwicklung tragenden mittleren Magnetflußteil durchsetzt. Aus den somit insgesamt mindestens vier Teilmagnetflüssen und. den von jedem Teilmagne:tflrß jeweils durchsetzten beiden Luftspalten ergeben sich insgesamt mindestens acht Stellen, an denen ein Teilmagnetfluß einem Luftspalt überschreitet. Bei

Verstimmung der Primärwicklungen tritt ein weiterer TeilmagnetfluO hinzu, der die beiden äußeren Arme des Magnetkerns und den Rotor durchsetzt. Die große Anzahl an effektiven Luftspalten bedeutet, daß bereits geringe Abweichungen vom Idealbetrieb d. h. Abweichungen der Rotoraußenfläche von der exakten Zylinderform, Fehlzentrierungen des Rotors gegenüber dem stationären Magnetkern, Abweichungen der vier Polflächen des Magnetkerns von einer exakten Zylinderfläche, das Meßsignal erheblich verfälschen und wegen der gegenseitigen Abhängigkeit der verschiedenen Teilmagnetflüsse unlinear machen. Da ferner sämtliche vier Polflächen an den Enden der vier Arme des stationären Magnetkerns aus Fertigungsgründen in derselben Zylinderfläche liegen müssen, weisen sämtliche vier Luftspalte gleiche Abstände auf. Daher bewirken die beiden äußeren Luftspalte, obwohl sie nicht zur Messung beitragen, stets eine Schwächung des Magnetflusses, was bedeutet, daß für eine gegebene Empfindlichkeit mit einer entsprechend größeren Aussteuerung gearbeitet werden muß. Ein weiterer Nachteil des bekannten Meßumformers besteht darin, daß sich der Meßbereich auf denjenigen kleinen Winkel beschränkt, der der Abmessung der Pcifläche der inneren Arme des Magnetkerns in Drehrichtung des Rotors entspricht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mechanisch-elektrischen Meßumformer der eingangs erwähnten Gattung derart weiterzubilden, daß bei größerem Meßbereich höhere Empfindlichkeit und höhere Genauigkeit erzielt werden.

Nach der erfindungsgemäßen Lösung dieser Aufgabe gemäß dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 läßt sich ein Funktionsbereich von vollen J60° erzielen. Da der erfindungsgemäße Meßumformer grundsätzlich mit einer einzigen Primärwicklung und einer einzigen Sekundärwicklung auskommt kann mit einem Minimum von zwei Magnetflüssen gearbeitet werden, deren jeder zwei Magnetspalte durchsetzt. Daher wirken sich Fertigungstoleranzen auf die Meßgenauigkeit entsprechend weniger stark aus. Dies gilt insbesondere dann, wenn gemäß Patentanspruch 2 der mittlere, für die Messung unwichtige Luftspalt kleiner gemacht wird als die Meß-Luftspalte. Wegen der viel geringeren Anzal der effektiven Luftspalte kommt der erfindungigemäße Meßumformer zur Erzeugung gleicher Meßausschläge mit geringerer Erregung aus. Seine Empfindlichkeit ist also größer. Außerdem läßt sich der erfindungsgemäße Meßumformer wegen seines einfacheren konsiruktiven Konzeptes leichter herstellen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 bis 3 eine perspektivische Darstellung, eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Meßumformers;

Fig.4 und 5 Diagramme mit Kennlinien der Ausgangssignale an den seiden Sekundärspulen des Meßumformers nach Fig. I bis 3;

Fig,6 und 7 eine perspektivische Darstellung bzw, eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels;

Fig.8 und 9 Schnittdarstellungen zweier Varianten der in dem Meßumformer nach Fig. 6 und 7 verwendeten Magnetkerne;

Fig. 10 und 11 eine perspektivische Darstellung bzw. eine Draufsicht eines weieren Ausführungsbeispiels; Fig. 12 bis 14 eine perspektivische Darstellung, eine Draufsicht und eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels;

Fig. 15 und 16 eine Schnittdarstellung bzw. eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels;
Fi g. 17 bis 19 Diagramme mit Arbeitskennlinien des hier beschriebenen Meßumformers;

Fig.20 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels;

Fig.21 ein Diagramm mit Arbeitskennlinien des

ίο Meßumformers nach F i g. 20;

F i g. 22 ein Schaltbild einer Versorgungsschaltung für einen Meßumformer; und

F i g. 23 und 24 Diagramme mit Betriebskennlinien der Schaltung nach F i g. 22.

Bei der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform sind die zwei Magnetkreisen gemeinsamen Teile als kreiszylindrische Schafte 6a und 14a ausgebildet, so daß ein fester Magnetkern la und ein beweglicher Magnetkern 2a gebildet werden, die einander gegenüberliegen. Die Oberflächen 12a und 13a des festen Magnetkerns la, welche dem bev.;glichen Magnetkern 2a gegenüberliegen und die Spalte tür die Magnetkreise begrenzen haben die in F i g. 8 dargestellte Gestalt Sie werden somit von zwei konzentrischen Kreisbogen mit unterschiedlichen Radien begrenzt sowie von zwei Ger. den, welche durch den Mittelpunkt der Kreise hindurchgehen. Die Flächen sind bezüglich einer Drehung von 180° symmetrisch zu dem Mittelpunkt angeordnet. Andererseits ist die dem festen Magnetkern

jo la als Begrenzung für die Spaltber^-iche gegenüberliegende Fläche des beweglichen Magnetkerns 2a derart gestaltet, daß sie von zwei Halbkreisen begrenzt wird, die konzentrisch zu den Halbkreisen der Oberflächen 12 und 13a verlaufen. Der feste Magnetkern la und der

is bewegliche Magnetkern 2a können um den Mittelpunkt gegeneinander verdreht werden. In diesem Fall werden die Schäfte 6a und 14a, welche den gemeinsamen Magnetkreis festlegen so weit wie möglich einander angenähert und in Berührung gebracht. Die magnetisehen Reluktanzen der beiden Magnetkreise sind somit im wesentlichen von den im wesentlichen einander gegenüberliegenden Bereichen zwischen den Flächen 12a und 13a des festen Magnetkerns la und der gegenüberliegenden Fläche des beweglichen Magnet-

4") kerns 2a bestimmt, wobei der Einfluß der magnetischen Reluktanz an dem Berührungsbereich der Schäfte ausgeschieden ist. Es kann jedoch möglich sein, daß ein bertimmter Abstand zwischen den Schäften 6a und 14a vorgesehen werden muß, damit man Abrieb vermeidet Bei dieser Ausführungsform reichen die Betriebstemperaturen von -40° C bis +12O⁰C, so daß ein Ferrit dessen Curie-Temperatur bei 130°C oder darüber liegt als Material für der festen Magnetkern la und den be voglichen Magnetkern 2a verwendet wird. Es können

">■) selbstverständlich auch andere Materialien mit einer hohen Permeabilität, verwendet werden -vie nach dem Gebrauch der Vorrichtung.

Es sei angenommen, daß h und /> die effektiven Weglängen djr Magnetkreise 7 und 8 darstellen. Mit S]

bo und μ sind der mittlere Querschnittsbereich und die Permeabilität der Magnetkerne bezeichnet, μο und g bezeichnen die Permeabilität und die Breite der Spalte? und 10. 5^i und S_f2 bezeichnen die wesentlich gegenüberliegenden Bereiche zwischen dem bewegli-

b5 chen Magnetkern 2a und dem festen Magnetkern la mit den dazwischenliegenden Spalten 9 und 10. N bezeichnet die Anzahl der Wicklungen der Primärspule 3a. N\ und Λ/2 bezeichnen die Zahl der Wicklungen der

Sekundärspulen 4;) und 5;ί. Es sei angenommen, daß der bewegliche Magnetkern 2u in Richtung des Pfeils und eng haftend an den mittleren säulcnartigen Bereich 6;) des festen Magnetkerns la gedichtet wird. Als Werte Raι und Rr.i für die Reluktanz in den entsprechenden Magnetkreisen 7 und 8 erhält man folgende Beziehungen:

- f
J

« S,

"Il S₁₁I

.V,

Wenn man Magnetkerne mit einem Material von hoher Permeabilität verwendet, bei dem gilt:

.. S

Dies beileiilet:

Ί s,,

κ S

Man erhält sodium .ms den (ileichunuen (1 I und (2l

Des weiteren sind beide Magnet kerne so geformt. daß selb»; dann, wenn der bewegliche Magnetkern 2n relativ zu dem festen Magnetkern 1;; gedreht wird, die folgende Beziehung gilt:

Das heißt, das die .Summe au·. S,- und 5.-: jeweils konstant ist. Die magnetische Reluktanz Rc. für den mit der Primärspule 3·? verbundenen Magnetfluß w ird somit gleich einer Parallelschaltung aus den magnetischen Reluktanzen R,.· und R_{1 :}. so daß man folgende Beziehung erhält:

Die Induktanz /. der Primärspule 3a wird somit wie folgt konstant:

R„

NI

R,, I

Hierin bedeutet / einen Strom, der durch die Primärspule 3 fließt. £<, bedeutet die magnetomotori-

sehe Kraft der Prrmärspule. Dementsprechend wird dii Eingangsimpedanz in der Primärspulc 3a nicht von der Drehung des magnetischen Kerns 2a beeinflußt, so daC sie jeweils konstant ist. Man erkennt aus det vorstehenden Beschreibung, daß bei der crlindungsgcmäßen Vorrichtung die Stromquelle 11a nicht irgendwelche Fluktuationen durch die Drehung des beweglichen Magnetkerns 2a erleidet.

Die Magnetflüsse Φι und Φ}, welche durch dir entsprechenden Magnetkreisc 7 und 8 hindurchgel er ergeben sich somit durch folgende Beziehungen:

'Λ,

R.,-2

"Il

N I

Die Alisgangsspannungen Vi und V; der entsprechen ilen Sekundärspulen 4.7 und 5;) werden somit:

d'/'i

/ν, s.

d 'Λ,
df

.VS₀ '

η,, N d / .R <!'

NS₁₁

N-S,,,

Hierin bedeutet V die angelegte Spannung der Primärspulc. Man erkennt somit, daß die Ausgangsspanniingen V-Ί und Vi der Sekundärspulen 4a und 5a den entgegengesetzten Bereichen S^ und S^₂ proportional sind. Man erkennt ferner, daß im Falle von Λ/Ί = /V> die Reziehunggilt V'+ V₂= konstant.

Da die einander gegenüberliegenden Oberflächen des beweglichen Magnetkerns 2a und des festen Magnetkerns la. welche die Hauptteile zur Ermittlung der Verschiebung bilden, so angeordnet sind, daß die Spalte 9 und 10 zwischen ihnen gehalten werden, und daß sie sich nicht berühren, muß daher eine reibungsbedingte Abnutzung von den Teilen, welche die Drehung feststellen, nicht in Betracht gezogen werden. Wenn man annimmt, daß der bewegliche Magnetkern 2 mit seinem Teil 14a nahe haftend an dem ml .tieren säulenartigen Teil 6ades festen Magnetkerns lagleitet ist eine Abnutzung aufgrund dieses Gleitvorgang! unvermeidbar. Diese Abnutzung ist jedoch nur gering wenn man für die Magnetkerne Ferrite verwendet Selbst wenn eine derartige Abnutzung vorliegt beeinflußt diese, wenn sie gleichmäßig ist, die Ermittlungsempfindlichkeit in erster Näherung nicht, wie man aus den Beziehungen (10) und (11) ersieht.

Darüber hinaus läßt sich die Abnutzung der ir Berührung stehenden Bereiche vermindern, indem mar die Kontaktfläche so groß wie möglich macht. Mar erkennt aus dem Vorstehenden, daß die Spalte 9 und IC an den Teilen, welche die Drehung feststellen, in einet wesentlich konstanten Breite gehalten werden, so daC der vorstehend beschriebene mechano-eieklrische Meßumformer eine Struktur aufweist, die auch eir mehrere millionenfaches Hin- und Hergleiten aushält.

Vorstehend war auf die Abnutzung eingegangen worden, die dann auftritt, wenn der bewegliche Magnetkern 2a eng haftend an dem mittleren säulenartigen T>il 6a des festen Magnetkerns la gleitet. Es ist jedoch nicht immer notwendig, beide Magnetker- > ne bei der gegenseitigen Verschiebung eng aneinander haftend zu halten. In einigen Fällen ist es möglich, beide Magnetkerne la und 2a von außen so zu hallen, daß ein geringer Abstand zwischen dem mittleren säulenartigen Teil 6a und dem beweglichen Magnetkern 2a entsteht, to so daß jeglicher Abrieb zwischen den beiden Magnetkernen vollständig verhindert wird. In diesem lalle wird die Induktanz der Primärspule 3a konstiinlgchaltcn. Die Ausgangsspanniingcn der .Sekundärspulen 4a und 5a sind entsprechend den entgegengesetzten Bereichen η S₁- ■ und .S₁.: proportional.

In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform war die Verwendung von zwei .Sekundärspulen beschrieben worden. Es genügt jedoch auch, lediglich eine Sckundärspiilc vorzusehen und zu verwenden. .'"

Die Cig. 4 und 5 zeigen in Diagrammen die Abhängigkeit der Ausgangsspannungen Vi. V₂ der Sekiitidärspulen 4a bzw. 5;) von der Drehung des beweglichen Magnetkerns 2a. wenn in der Ausführungsform von l·' i g. I bis 3 für die Wicklungszahlen in den r< .Sekundärspulen die Beziehungen

/V, > /V; bzw. /V; = N₂

gellen. Man erkennt ,ms diesen Diagrammen, daß die Ausgangsspannungen sich linear mit der Bcschiebung i" des beweglichen Magnetkerns 2a ändern.

Indem man den den beweglichen Magnetkern 2a von F" i g. 1 durch eine ebene Scktorenplatte 26 nach F i g. b und 7 ersetzt, erhält man die gleichen Charakteristiken wie sie in den F i g. 4 und 5 dargestellt sind. Man erkennt r> aus F-i g. 6. daß der mittlere Bereich der ebenen Sektorenplatte 2b in einer Gestalt hergestellt ist. so daß der kreisförmige zylindrische Bereich 66 an dem mittleren Bereich des festen Magnetkerns Xb vollständig bedeckt ist. Die obere Fläche des kreisförmigen J" zylindrischen Bereichs Gu ersirecki sich über die Oberflächen 126 und 136 bis zu dem beweglichen Magnetkern 26. Wenn der bewegliche Magnetkern 26 eng haftend an den kreisförmigen zylindrischen Bereich 66 herangebracht wird entstehen gleichmäßige Spalte ->-, oder Abstände 96und 106.

Die in Fig. 8 dargestellten Magnetkerne sind derart ausgebildet, daß die einander gegenüberstehenden Oberflächen zwischen dem mittleren kreisförmigen zylindrischen Teil 14cdes beweglichen Magnetkerns 2c ">" und dem kreisförmigen zylindrischen Teil 6c des festen Magnetkerns Ic weit sind. Die Magnetkernkonstruktion weist dementsprechend den Vorteil auf, daß die magnetische Reluktanz des Bereiches der einander gegenüberstehenden Flächen gering ist. Ein Abstands- halter 20c, der aus einem Material wie Teflon besteht ist in einen Zwischenraum eingebracht. Der Zwischenraum wird zwischen einer Halterung 21c, die an den festen Magnetkern Ic befestigt ist, dem festen Magnetkern Ic selbst, und dem mittleren kreisförmigen zylindrischen w) Teil 14c des beweglichen Magnetkerns 2c festgelegt. Es können somit beide Magnetkerne relativ zueinander bewegt werden.

Die in Fig.9 dargestellte Magnetkernkonstruktion besteht andererseits aus einem beweglichen Magnetkern 2c/und einem festen Magnetkern lii die wie eine Handtrommel geformt sind sowie einem Abstandshalter 20d, der aus Polytetrafluorethylen (PTFE) oder einem ähnlichen Material besteht und zwischen die beiden Magnetkerne eingebracht ist. Die einander gegenüberliegenden Oberflächen des beweglichen Magnetkerns 2Jund des festen Magnetkerns Ic/sind an dem für das Einsitzen des Abstandshalters vorgesehenen Bereich weit gemacht. Demgemäß weist diese Konstruktion in entsprechender Weise wie die in Fig.8 dargestellte Magnetkernkonstruktion den Vorteil auf, daß die magnetische Reluktanz des Bereiches der gegenüber'iegenden Flächen gering ist.

Gemäß den Fig. 10 und Il sind die einander gegenüberliegenden Oberflächen eines festen Magnetkerns Ic und eines beweglichen Magnetkerns 2e auf konzentrischen Zylindern mit unterschiedlichen Radien angebracht. Man erhält hiermit die in den F i g. 4 und 5 dargestellten Charakteristiken.

Die Fig. 12 bis 14 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Die Spannungsquelle ist in F i g. 13 weggelassen. In Fig. 14 sind die Spannungsquelle und die Spulen weggelassen. Bei dem mechano-elektrischcn Meßumformer gemäß dieser Ausführungsform weisen beide Magnetkerne eine derartige Struktur auf. daß selbst dann, wenn der Meßumformer wiederholt starken Vibrationen unterworfen ist, wie dies beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug der Fall sein kann, und wenn dementsprechend eine relative Neigung zwischen dem beweglichen Magnetkern und dem festen Magnetkern auftritt, die Impedanz zwischen den Anschlüssen der Primärspulc konstant gehalten wird und daß daneben die Ausgangsklemmspannung der Sekundärspule nicht fluktuiert. Bei dieser Ausführungsform sind mit lAund 2f der feste Magnetkern und der beweglichen Magnetkern bezeichnet, die ebenfalls aus einem Material mit hoher Permeabilität besteh n. Von den beiden Magnetkernen werden vier magnetische Kreise mit Spalten einer bestimmten Breite gebildet. Teile der vier magnetischen Kreise werden gemeinsam an einem kreiszylindrischen Teil 6f des festen Magnetkerns Xf gebildet. Der bewegliche Magnetkern 2/dreht sich in enger Anlage an dem mittleren kreiszylindrischen Teil 6/des festen Magnetkerns if. da er höher ausgebildet ist ais die über den Umfang verlaufenden säulenartigen Bereiche 15/i 15/"'sowie XSfund 16/des festen Magnetkerns if. Dabei werden die Spalte 9/und 10/zwischen dem beweglichen Magnetkern 2f und den über den Umfang verteilten säulenartigen Bereichen 15/und 16/sowie die Spalte Vf und 10'/zwischen dem Magnetkern 2/und den über den Umfang verteilten säulenartigen Bereichen 15'Aind 16'/ konstant gehalten. Eine Primärspule 3f ist um den mittleren kreiszylindrischen Teil 6/" herumgewickelt. Sekundärspulen 4/und 4'/sind um die über den Umfang verteilten säulenartigen Bereiche 15/und 15'/herumgewickelt. In einigen Fällen sind die Sekundärspulen auch um die über den Umfang verteilten säulenartigen Bereiche 16/und le'/herumgewickelt, so daß man zwei Ausgangsspannungen erhält Die über den Umfang verteilten säulenartigen Bereiche 15£ 15'/und 16£ 16'/ sind in Kongruenz ausgebildet, wobei sie so angeordnet sind wie dies in F i g. 13 dargestellt ist

Die Spalte 9f, 9'f und 1Oi 10'/ werden auf dem bestimmten Wert go bei Fehlen einer äußeren auf eine Schwingung zurückzuführenden Kraft gehalten, während sie bei Vorhandensein einer Schwingung bzw. Vibration allgemein fluktuieren. Es sei angenommen, daß g\, g\, g₂ und g'2 die Breiten oder Abstände der entsprechenden Spalte 9f, 9'f, !O/und 10'/wiedergeben. S^₁ bezeichnet jeden der wesentlich einander gegenüberliegenden Bereiche zwischen den über den Umfang

verteilten säulenartigen Teilen I5f und 15Y und dem beweglichen Magnetkern 2f. S_g2 bezeichnet die wesentlieh einander gegenüberliegenden Bereich zwischen den über den Umfang verteilten säulenartigen Teilen 16/" und 16' f und dem beweglichen Magnetkern. N bezeichnet die Anzahl der Wicklungen der Primärupule 3f. Nn bezeichnet die Anzahl der Wicklungen in den Sekundärsp-.!en 4/" und 4'f. μο bezeichnet die magnetische Permeabilität in den Spalten.

Die Werte R_n ι, R'aι, Rai und R'_c,i für die Reluktanz der Magnetkreise, welche die Spalte 9/! 9' f. 10/"und 10V einschließen, ergeben sich somit entsprechend den Gleichungen (4) und (5).

K2

(12-21

(12-31

„ S

/ I e \

il + J

(15-2)

g„

R'in

Beide Magnetkerne sind derart ausgebildet, daß selbst dann, wenn der bewegliche Magnetkern 2! bezüglich der festen Magnetkerns I/'verschoben wird

+ S₁₁₁ -- S₁,

(16)

immer konstant bleibt.

Die magetischc Reluktanz Rc. für den mit der :n Primärspule 3f verbundenen Magnetfluß wird somit durch folgende Beziehung wiedergegeben:

ROi -

R>

Es sei angenommen, daß ein Zuwachs a_f ι in der Spaltenbreite eintritt, die auf eine Neigung zurückzuführen ist, welche von einer Schwingung herrührt, so erhält man

Si	= gl> +	!S₁	(13-1)
Si	= Sn -		(13-2)
S2	= So		(13-3)
S2	= Sn	(13-4)

Für die magnetischen Reluktanzen ergeben sich soi

So
R,;\ — — c^

Sn

ί I + ■ „""')
c^

/ I Si λ

⁹¹

°² ~

Rhi -

go

S_gl

(14-Il

(14-2)

(14-3)

(14-4)

"e

go

(ι V

?J i

go

- i

(15-1)

Setzt man die Gleichungen (15-1), (15-2), (15-3) und (15-4) in die Gleichung (17) ein, so erhält man die in folgende Beziehung:

(IS)

Dementsprechend wird ähnlich wie Gleichung (7) die Induktanz Lder PrimärspuleZf:

Es sei angenommen, daß der Zuwachs Ago und der Zuwachs Ag\ in der Spaltenbreite im Vergleich zu der Spaltenbreite go ausreichend klein sind, wenn keine äußere Kraft ausgeübt wird Dann erhält man in erster Näherung

L=

Es ist somit ersichtlich, daß auch dann, wenn zwischen dem beweglichen Magnetkern 2/ und dem festen Magnetkern if aufgrund von einer Schwingung oder Vibration eine relative Neigung erzeugt wird, die Eingangsimpedanz der Primärspule 3/durch das Glied erster Ordnung von dem auf die Neigung zurückzuführenden Zuwachs Ag] nicht beeinflußt wird.

Es sei angenommen, daß / einen Strom bezeichnet, der durch die Primärspule 3/ hindurchfließe. So erhäit ^man fä^f ^'^β Magnetflüsse Φ und Φ', welche durch die entsprechenden Spalte 9f und 9'/ hindurchtreten, aus den Gleichungen (15-1) und (15-2) die folgenden Beziehungen:

Φ' ~

= Nl

= N I ■

go

(1 + —^-) (21)
V. go J

Hierin bedeutet Ec eine magnetomotorische Kraft, die von dem Strom/induziert wird. Die AuseanessDan-

Il

nur/gen V\ und Vi der Sekundärspulen 4/und4'i welche eine Anzahl /Vo-Wicklungen aufweisen, werden somit:

d/

d<

V₁ . N, 7' . Κ,,Λί ""^S" (I₊ '")
df Sn V «o /

(22)

d/
dt

(23)

Ein Leitungsdraht I7f ist derart angeschlossen, daß die Spannungen Vi und Vi in Reihe addiert werden π können. Man erhält somit an einer Ausgangsklemme IS/' eine Spannung Vcntsprechcnd folgender Beziehung:

r ι — ^- ι

Kit

el/
d/

Es versteht sich somit, daß selbst dann, wenn eine relative Neigung zwischen dem beweglichen Magnetkern 2/"und dem festen Magnetkern lAentsteht, die auf die Vibration zurückzuführen ist, daß die Ausgangsspannung V an dem Ausgangsanschluß 18/"durch das Glied erster Ordnung des Zuwachses Ag\, das auf die Neigung zurückzuführen ist nicht beeinflußt wird.

In den Fig. 15 und 16 ist die Spannungsquelle für die Anlegung einer Wechselspannung an die Anschlüsse einer Primärspule 3g weggelassen. Ein beweglicher Magnetkern 2g sowie feste Magnetkerne Xg und Yg sind aus einem Material mit hoher Permeabilität hergestellt. Die Magnetkerne bilden zwei Magnetkreise, die zwei entsprechende Spalte 9^und 9'gsowie lOg'und Wgaufweisen, in die PTFE eingesetzt ist. Mit I9#ist ein Teil aus einem nichtmagnetischen Material bezeichnet, welches die festen Magnetkerne l^und l'^f miteinander koppelt und befestigt. Der handtrommelartig geformte bewegliche Magnetkern 2g, bei dem beide Seiten von seinem zylindrischen Teil halbkreisförmig geformt sind, dreht sich relativ zu dem festen Magnetkern \g und Vg. während die Spaltbreiten der Spalte 9g. 9'g und 10^, XO'g konstantgehalten werden. Die Primärspu'e 3g ist um den zylindrischen Bereich des handtrorrimelartig gestalteten beweglichen Magnetkerns 2g herumgewikkelt. Eine Sekundärspule 4g ist um den festen Magnetkern l^rherumgewickelt.

Diese Ausführungsform weist, wie die in Fig. 12 dargestellte Ausführungsform, den Vorteil auf, daß selbst dann, wenn eine Neigung zwischen dem beweglichen Magnetkern 2g und dem festen Magnetkern Xg und Vg aufgrund einer Schwingung bzw. Vibration entsteht, die Impedanz zwischen den Anschlüssen der Primärspule 3g konstantgehalten wird, und daß die Ausgangsklemmspannung der Sekundärwicklung 4|rebenifalls knstantgehalten wird. Selbst dann, wenn eine Verschiebung in vertikaler Richtung zwischen beiden Magnetlernen entsteht, wurden die Impedanz und die Ausgangsklemmspannung konstantgehalten.

Wenn eine äußere Kraft, die auf eine Schwingung bzw. eine Vibration zurückzuführen ist nicht ausgeübt wird, weisen die Spalte 9g und \Qg eine vorbestimmte Breite go\ auf, während die Spalte 9'g und Wg eine vorbestimmte Breite goi aufweisen, im allgemeinen ändert sich jedoch die Spaltbreite durch das Vorhandensein der Schwingung.

Es sei angenommen, daß g\, g'i, gi und gΊ die Breiten der entsprechenden Spalte 9g, 9'g, XQg und XO'g bezeichnen. S_g\ bezeichnet jedes der wesentlich gegenüberliegenden Bereiche der Spalte 9g und 9'g, die vor· dem festen Magnetkern \g und dem beweglichen Magnetkern 2g gebildet sind. 5_#j bezeichnet jeden der wesentlich gegenüberliegenden Bereiche der Spaite XOg und Wg, die von dem festen Magnetkern I'g-und dem beweglichen Magnetkern 2g-gebildet sind. N bezeich nt die Anzahl der Windungen der Primärspule 3g. No bezeichnet die Anzahl der Windungen der Sekundärspule 4g. μ» bezeichnet die magnetische Permeabilität der Spalte.

Man erhält somit entsprechet! der Ableitung von den Gleichungen (4) und (5) die magnetische Reluktanz Rc ι des die Spalie 9^- und 9'g enthaltenden magnetischen Kreises durch folgende Beziehung:

Ri

Ki

Ki + Ki

Die magnetische Reluktanz R,_:> des die Spalte XOg und 10'^'enthaltenden Magnetkreises ergibt sich somit gemäß folgender Beziehung:

R,_i2

K:

(24-2)

Es sei angenommen, daß eine Zunahme Ag» in der Spaltbreite in vertikaler Richtung stattfinde, die auf eine Schwingung bzw. Vibration zurückzuführen ist, und daß desweiteren eine Zunahme Ag] in der Spaltbrei'e stattfinde, die auf eine Neigung zurückzuführen ist. Wenn man gm+goi = go setzt, so erhält man die folgenden Beziehungen:

Ki = Km + I Ki. + I Κ, (25-ΙΙ

Ki - Ko: - I Km - I Ki (25-21

K2 = Km + I K" + I Pi (25-31

K: = K<)2 - I Ko + Ig, (25-4)

Man erhäit somit al^r entsprechende Werte für die Reluktanz:

K"

"O S„I

Κ« ι

"0 S₀;

(26-1)

(26-2)

Die Magnetkerne sind so ausgebildet, daß selbst dann, wenn der bewegliche Magnetkern 2g relativ zu den festen Magnetkernen l^und l'^verschoben wird.

Sg,

+ Sgi —

immer konstant ist. Als Folge hiervon erhält man eine magnetische Reluktanz Ag, der ein mit der Primärspule 3g verbundener Magnetfluß unterworfen wird entsprechend der folgenden Beziehung die überhaupt nicht von Ago und Ag\ beeinflußt wird.

⁶⁵ Re -

go

S₀, -Γ Sg₂ )

"Il S

(27)

Es ist somit ersichtlich, daß die Induktanz der Primärspule 3g von der Schwingung insgesamt nicht beeinflußt wird. Es sei angenommen, daß /einen Strom bezeichne, der durch die Primärspule 3g fließt. Man erhält somit als Ausgangsklemmspannung V der Sekundärspule 4^:

V = N₀-

!'ο ·
go

«- N/¹

df

."O

NN₀

AL

df

128)

Es versteht sich somit, daß die Ausgangsklemmspannung V völlig unabhängig von dem Einfluß der Schwingung ist.

In die Spalte 9g,9'g, !O^und 10'^wird Teflon oder ein ähnliches Material mit geringer Permeabilität eingesetzt. Demgemäß berühren die Magnetkerne lg-und Vg tiryri sift- M^Tnotl^arn "5<τ (iinin/lgr ΓΪ ICfIt AnCJSrUn⁰Sn !n den Magnetkreisen, insbesondere Änderungen in der Induktanz der Primärspule und in der Ausgai.gsspar.-nung der Sekundärspule, die auf eine Abschabung der Magnetkerne zurückzuführen sind, lassen sich somit vollständig vermeiden. Selbst wenn das PTFE oder das ähnliche Material sich abnutzt, werden die Induktanz der Primärspule und die Ausgangsspannung der jekundärspule konstantgehalten, wie dies aus der vorstehenden Darlegung hervorgeht. Aus Gleichung (28) kann man ferner ersehen, daß die Ausgangsspannung dem gegenüberliegenden Bereich S_f\ proportional ist.

Bei dieser Ausführungsform sind die Magnetkerne derart ausgebildet, daß der bewegliche Magnetkern Ig von dem PTFE getragen wird, das auf die entsprechenden beiden Polflächen auf den festen Magnetkernen \g und !'^aufgebracht bzw. aufgeklebt ist. Die Magnetkerne können jedoch auch eine derartige Struktur aufweisen, daß das PTFE auf die Polflächen entweder auf die obere oder auf die untere Seile aufgeklebt wird, während Luftspalte auf der anderen Seite gebildet werden, und daß eine äußere Kraft so ausgeübt wird. daß sie das PTFE zwischen dem beweglichen Magnetkern 2g und dem festen Magnetkern I^ und Vg hält. Es ist auch eine derarige Struktur verwendbar, bei der die Spalte vollständig von Luft gebildet werden und bei der die Magnetkerne extern gehalter· sind.

Die Spalte in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformcn können Luftspalic sein oder derartige Spalte, die aus irgendeinem nichtmagnetischen Material bestehen, sofern ihre magnetische Permeabilität kleiner ist als diejenige der Magnetkerne. Es können demgemäß Abstandshalter aus PTFE oder ähnlichem Material in die Spalte eingebracht werden, damit die Halterung des beweglichen Magnetkerns von dem festen Magnetkern vereinfacht wird. In einigen Fällen wird eine sehr dünne Schicht aus PTFF. oder einem ähnlichen Material in den Kontaklbereich zwischen dem beweglichen Magnetkern und dem festen Magnetkern eingebracht, um den Reibungskoeffizienten bei der Verschiebung des beweglichen Magnetkerns relativ zu dem festen Magnetkern niedrig zu halten.

Im folgenden soll eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden, welche derart gestaltet ist, daß der Winkel Φ_η des Ausganges O (Null) in der Kennlinie, bei der die Ausgangsspanniing gegenüber

dem Drehwinkel aufgetragen ist, frei gewählt werder kann.

Damit man mit der in F i g. 6 dargestellten Vorrich tung eine Ausgangscharakteristik erhält, bei der — wie

τ dies von den fest ausgezogenen Linien in F i g. 1 ϊ wiedergegeben ist — die Ausgangsspannung innerhalb eines Winkelbereichs von Ο—Φ,= V₁ ist und sich diese geradlinig von Vi - V₂ in einem Winkelbereich von Φ(—Φ₂ ändert d. h. daß man eine Ausgangschara cteri-

i<> stik erhält, die durch folgende Beziehung wiedergf geben wird:

Φ, — Φ₂

0, — Φ,

muß ein Winkelbereich Θ, bei dem die Ausgangscha rakteristiken der entsprechenden Sekundärspulen vor der Vorrichtung geradlinig sind, folgendermaßen gewählt sein:

H >

₍₀₂__0l)

θ muß daher konform mit den erwünschten Festlegungen von V₁, V_:, Φ, und Φ₂geändert werden. Da θ üblicherweise auf Werte begrenzt ist, die kleiner sind als I8O°C. läßt sich {Φ₂—Φ\) gleich oder größer als 90^c nicht verwirklichen.

Die Besonderheit dieser Ausführungsform besteh darin,daß man durch eine freie Wahl des Wicklungsver hältnisses zwischen den beiden Sekundärspulen 4b und 56 der Vorrichtung von Fig. 6 die Lage der Ausgangsspannung 0 frei in den Bereich der geradlini gen Charakteristik wählen kann.

Im folgenden sei angenommen, daß ρ das Windungsverhältnis zwischen den Spulen 4b und 5b bei der in Fig.6 dargestellten Vorrichtung wiedergebe. Dann ändern sich die Ausgangsspannungen parallel zu den Anschlüssen der entsprechenden Sekundärspulen 44 und 5b entsprechend Fig. 18 mit dem Drehwinkel des Rotors 2b. Man erhält einen Winkelbereich ξ in dem der Unterschied zwischen den Ausgangsspannungen der beiden Sekundärwicklungen geradlinig abzunehmen beginnt und schließlich 0 wird, durch folgende Beziehung:

r η +

ι)

Hierin bedeutet λ eine Konstante, die von den geometrischen Gestaltungen und den Größen des Rotors und des festen Magnetkerns sowie von den magnetischen Eigenschaften des Materials selbs abhängt. Man erkennt aus der Beziehung (29). daß ξ fre zwischen 0 und θ durch eine geeignete Auswahl von f. gewählt werden kann.

Es sei nun angenommen, daß der erwünschte geradlinige Änderungsbereich der Charakteristik der Ausgangsspannung von Φ1-Φ2 reiche, wie dies in Fig. 19 dargestellt ist, und daß die erwünschten Ausgangsspannungen bei Φ\ und bei Φι V₁ und V; seien Man erhält dann einen Punkt Φη, bei dem die Verlängerung des geradlinigen Teils die Abszissenachse schneidet, der durch die folgende Beziehung wiederge geben wird:

I, <l>₂ -V₁ Φ,

V,

V-

Demgemäß gelingt es, durch ein geeignete Auswahl des Windungsverhältnisses £ zwischen der Spule 46 und der Spule 56 die Erfüllung der folgenden Beziehung zu ermöglichen:

t = Ip₀ - φ,

Es ist ersichtlich, daß die Ausgangsspannungen V₁' und Vi bei den entsprechenden Winkeln Φι und Φι im Falle einer derartigen Wahl des Windungsverhältnisses die folgende Beziehung zwischen denselben erfüllt:

V,

Wenn daher die Eingangsspannung der Primärspule 3b gewählt ist, kann man die erwünschte Ausgangscharakteristik erhalten, indem man das Windungsverhältnis zwischen der Primärspule und der Sekundärspule geeignet wählt. Wenn daher (Φ2-Φ1) kleiner ist als f, läßt sich die erwünschte geradlinige Ausgangscharakteristik erhalten, indem man das Wicklungsverhältnis zwischen den beiden Sekundärspulen, und die Wicklungsverhältnisse zwischen den Sekundärspulen und der Primärspule auswählt ohne daß man hierbei insbesondere die Konfiguration des Rotors, des festen Magnetkerns etc. ändern muß.

Fig. 20 zeigt eine konkrete Verwirklichung dieser Ausführungsform. Die Oberseite 146 des mittleren vorstehenden Teils 6b sowie die Oberseiten i2b und 136 der äußeren, an dem Rand vorstehenden Teile des festen Magnetkerns 16 sind so ausgebildet, daß sie miteinander fluchten. Der Rotor 26 könnte sich somit eng haftend an den Oberflächen 146. 126 und 136 drehen. Der Winkel Θ, um den sich jedes der äußeren IaTi^s des Umfangs verlaufenden vorstehenden Teile des festen Magnetkerns 16 von der Mitte aus gesehen erstreckt, betrug 90°. Der Winkelbereich, bei dem der Koeffizient der gegenseitigen Induktion der um die äußeren, sich über den Umfang erstreckenden vorstehenden Teile gewickelten Spulen und der rund um den mittleren vorstehenden Teil 66 gewickelten Spule 36 sich geradlinig entsprechend dem Drehwinkel des Rotors ändert, betrug 90°. Die Windungszahl Λ/ι der Primärspule 36 betrug 8 (acht). Die Windungszahl N₂ von einer der Sekiindärspulen 46 betrug 12 (zwölf). Die Windungszahl N2' der anderen Sekundärspule 56 wurde variiert und erhielt Werte von 12 (zwölf), 10 (zehn), 8 (acht). 6 (sechs). 4 (vier), 2 (zwei) und 0 (null). Desweiteren wurde die Wechselspannungsquelle 116 an die Spule 36 angekoppelt. Die Spulen 46 und 56 wurden entsprechend der Darstellung der Figur miteinander verbunden, so daß sie differentiell arbeiten. Eine parallel an beiden Anschlüssen der Sekundärwicklungen auftretende Spannung wurde nach außen abgegeben, nachdem sie von einer Diode 20 gleichgerichtet und von einem Kondensator 21 geglättet war.

Die beobachteten Ausgangscharakteristiken der Vorrichtung sind in Fig. 21 wiedergegeben. Man erkennt aus Fig. 21, daß der Winkel Φ», bei dem die Ausgangsspannting 0 (Null) wird, wesentlich frei in einem Bereich /wischen 45" und 90° gewählt werden kann, indem man das Windungsverhältnis zwischen den beiden Sekundärspulen unterschiedlich auswählt. Es ist ersichtlich, daß zur Einstellung des Winkels Φα in einem Bereich zwischen 0° und 45° die Verhältnisse zwischen den Windungszahlen /V, und /V/ so ausgewählt werden können, daß sie umgekehrt zu dem vorliegenden Fall sind, l-s versteht sich somit, dal.t der Winkel Φ_ο der

JO

J5 Ausgangsspannung 0 frei in dem Bereich von 0° —90° durch die Auswahl des Windungsverhältnisses gewählt werden kann. Es ist, wie vorstehend erwähnt wurde, ersichtlich, daß dann, wenn der Winkel Φ_ο der Ausgangsspannung 0 auf den erwünschten Wert in dieser Weise eingestellt ist und wenn der Ausgang auf 0° an dem erwünschten Wert durch eine geeignete Auswahl des Windungsverhältnisses zwischen der Primärspule und der Sekundärspule bezüglich der Zuführungsspannung gewählt ist, daß dann die erwünschte Ausgangscharakteristik erhalten wird, die sich geradlinig zwischen 0° und Φο ändert

In entsprechender Weise kann in den Ausführungsformen der Fig. 1 und 10 der Winkel Φο, bei dem die Ausgangsspannung 0 wird, frei gewählt werden, indem man das Windungsverhältnis zwischen den Primär- und Sekundärspulen entsprechend wählt

Im folgenden soll die Stromversorgungsschaltung für den vorstehend beschriebenen Verschiebungsdetektor erläutert werden. Im allgemeinen besteht ein Oszillator, der eine Stromversorgungsschaltung bildet, aus aktiven Elementen (Transistor, IG-FET komplementärer Bauart etc.) und passiven Elementen (Diode, Kondensator, Widerstand). Wenn daher der Oszillator an einer Stelle verwendet wird, bei der sich die Temperatur innerhalb weiter Bereiche ändert, wird üblicherweise irgendeine Temperaturkompensation vorgenommen.

Bei den herkömmlichen Oszillatoren ist es bekannt, daß dann, wenn der Verstärkungsgrad mit der Temperatur ansteigt, die Ausgangsspannung allgemein abnimmt. Zwecks Stabilisierung des Schwingungsausganges gegenüber einer Temperaturänderung kann daher der Oszillator in einer Richtung betrieben werden, bei der das Rückkopplungsverhältnis mit dem Temperaturanstieg abfällt. Ein transistorisierter »Colpitts«-Oszillator ist eine Oszillatorschaltung, die bereits ais solche bekannt ist. Zur Herstellung eines Betriebs, der gegenüber ei .in weiten Bereich von Temperaturänderungen stabil ist, wurde ein Rückkopplungswiderstand festgestellt, der das Rückkopplungsverhältnis bei einem Temperaturanstieg leicht verändern kann. Bei der in der Ausführungsform dargestellten Stromversorgungsschaltung wird die Schwingungsamplitude unter Verwendung eines Widerstandselements mit negativem Temperaturkoeffizienten stabilisiert, dessen Widerstandswert mit dem Temperaturanstieg abnimmt. Darüber hinaus wird eine Dispersion der Koeffizienten von den Elementen mit negativem Temperaturkoeffizienten dadurch kompensiert, daß man Hilfswiderstände kombiniert.

Fig. 22 zeigt ein konkretes Beispiel von einer Schaltung. Hierin bedeuten TR einen Transistor, R₁ und /?2 ßasisvorspannungswiderstände, Rf; einen Emitterwiderstand, R/ einen Rückkopplungswiderstand, Q einen Gleichstrom-Ausschaltungskondensator und C einen Resonanzkondensator.

Die Oszillatorschaltung bildet einen Oszillatorschwingkreis aus dem Kondensator C und der Primärspule 3 eines Meßumformers 32, wobei sie mit einer Frequenz schwingt, die durch folgende Beziehung wiedergegeben wird:

2.1

\2_ ]'LC

worin Ldie Induktanz der Spule3 bedeutet.

In dieser Schaltung sind die festen Widerstände Ra und Rß, und ein temperaturabhängige Widerstände, beispielsweise Thermistor Rt für den Rückkooolunes-

widerstand R_F verwendet, so daß sich das Rüekkopplungsverhältnis entsprechend Änderungen der Uimgebungstemperatur ändert

Die Aiisgangsspannung des Oszillators 31 ändert sich gemäß Kurve a von F i g. 23 mit der Temperatur, wenn eine Temperaturkompensation fehlt Wenn dagegen eine Temperaturkompensation wie in der Schaltung von F i g. 22 vorgesehen ist kann man die Temperaturkoeffizienten umkehren, wie dies von der Kurve b in F i g. 23 wiedergegeben ist

Desweiteren läßt sich durch eine Kombination der

Hilfswiderstände ein Rückkopplungswiderstand rasch bzw, leicht auswählen, der einen optimalen Temperaturkoeffizienten hat Eine Verbesserung von einer oder von mehreren Größenordnungen über das vorstehend beschriebene Beispiel ist sehr leicht durchzuführen.

In Fig.24 ist die Ausgangsspannung über dem Rückkopplungswiderstand aufgetragen. Man erkennt aus dieser Figur, daß sich der Gleichstrom-Ausgangspegel leicht durch eine Änderung des Schaltungsteils verändern läßt ohne daß man hierzu den Mebumformer 32 zu justieren braucht

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mechanisch-elektrischer Meßumformer mit zwei relativ zueinander drehbaren Magnetkernen, die miteinander zwei Magnetkreise bilden, deren jeder jeweils einen zwischen den beiden Magnetkernen bestehenden Luftspalt und einen gemeinsamen Magnetflußteil enthält, mit einer auf dem gemeinsamen Magnetflußteil angeordneten Spule und mindestens einer auf einem von dem gemeinsamen Magnetflußteil verschiedenen Abschnitt eines der beiden Magnetkreise angeordneten Spule, wobei eine der Spulen eine mit Wechselspannung versorgte Primärspule und die andere eine Sekundärspule bildet und wobei bei Relativdrehung der beiden Magnetkerne die in den beiden Magnetkreisen jeweils enthaltenen Luftspalte in ihren Abständen konstant bleiben, sich aber in ihren Querschnittsflächen derart ändern, daß die Reluktanz des einen Magnetkrfiises zunimmt und die des anderen Magnetkreises abnimmt, g eke η η ze ich ne t durch die Vereinigung folgender Merkmale:

(a) der eine Magnetkern (la,· Xb; lc-, Xd; le; I/· Xg, Xg') umfaßt eine Platte, ein zentrisch an der Platte ansetzendes und senkrecht zu ihr verlaufendes, den gemeinsamen Magnetflußte»¹ bildendes Element (6a; 6b; 6c; 6f), das die Primärspule (3a,- 3b; Ze; 3i^r; Zg) trägt, sowie mindestens ein Paar zu einer Durchmesserlinie symmetrisch angeordnet und ebenfalls senkrecht zur Platte verlaufende jeweils Teile der beiden Ma^.ietkreise bildende Elemente, von denen mindestens eines eine SekuHärspule (4a, 5a; Ab, 5b; Ae, 5e;4f, Af; Ag) trägt;

(b) der andere Magnetkern 'la; 2b; 2c; 2d; te-„ 2f; 2g) ist um die Achse des zentrisch ansetzenden Elements (6a; 6b; 6c; 6t) drehbar angeordnet und bildet mit den symmetrisch angeordneten Elementen die Luftspalte (9,10).

2. Meßumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den beiden Magnetkernen (la, 2a; \b, 2b; Ic, 2c; Ii/, 2d; Ie, 2e; Ii 2(; \g, Xg', 2g) in dem gemeinsamen Magnetflußteil (6a; 6b; 6c; 6f) kleiner ist, als die Abstände in den Luftspalten (9,10).

3. Meßumformer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetkerns (la, 2a; Xb, 2b;. Xe, 2e; Xf, 2() in dem gemeinsamen Magnetflußteil (6a;6/>;6/])einander berühren.

4. Meßumformer nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Magnetkern (26^aIs halbkreisförmige ebene Platte ausgebildet ist.

5. Meßumformer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Luftspalte bildenden Oberflächen der Magnetkerne von parallelen Ebenen abweichende Formen haben.

6. Meßumformer nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Magnetkern (lc, Xd) als kreisförmige Platte mit einer zentrischen öffnung und zwei diametral einander gegenüber liegenden und senkrecht zur Platte verlaufenden, jeweils Teile der beiden Magnetkreise bildenden Elementen, von denen mindestens eines die Sekundärspule trägt, ausgebildet ist, und dal) der andere Magnetkern (2c, 2d) als halbkreisförmige ebene Platte mit einer in der öffnung drehbar gelagerten und den gemeinsamen Magnetflußteil

bildenden Welle ausgebildet ist

7, Meßumwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Magnetkern (Xe)zwei symmetrisch zueinander angeordnete ί und jeweils Teile der beiden Magnetkreise bildende Hohlzylindersegmente (12e, XZe) umfaßt, die über ein Element mit einer zentrischen Öffnung gekoppelt sind, und daß der andere Magnetkern (2e) eine zu den Hohlzylindersegmenten (12e, XZe) koaxiale

in und diese in einem die Luftspalte bildenden Abstand überlappende Hohlzylinderhälfte mit einer zentrischen, in der Öffnung drehbar gelagerten und den gemeinsamen Magnetflußteil bildenden Welle umfaßt

;5

8. Meßumformer nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetkerne (Xf, 2f) miteinander vier Luftspalte mit konstanten Abständen und zwei Paare von Magnetkreisen bilden, deren jeder einen der Luttspalte und den gemeinsamen Manetflußteil (6f)enthält, und daß die beiden Magnetkerne (Xf, 2f) derart relativ zueinander bewegbar sind, daß die Querschnillsflächen der Luftspalte in jeweils einem Paar von Magnetkreisen zunehmen und in dem betreffenden anderen Paar von Magnetkreisen abnehmen.

9. Meßumformer nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Magnetkern zwei über ein nichtmagnetisches Bauteil (X¹Sg) miteinander verbundene, jeweils Teile der beiden

jo Magnetkreise bildenden Hohlzylindersegmente (Xg, Xg') umfaßt, und daß der andere Magnetkern (2g) zwei halbkreisförmige Platten umfaßt, die durch ein in dem nichtmagnetischen Bauteil (X¹Sg) drehbar gelagertes und den gemeinsamen Magnetflußteil

J5 bildendes Element miteinander verbunden sind und gegenüber den Stirnflächen der beiden Hohlzylindersegmente (Ig; Xg')a\e Luftspalte bilden.

10. Meßumformer nach einem der Ansprüche 1 bis

9, wobei an beiden Magnetkreisen in jeweils einem von dem gemeinsamen Mague:flußteil verschiedenen Abschnitt je eine Sekundärspule angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sekundärspulen (Ab, 5b) unterschiedliche Windungszahlen haben.

11. Meßumformer nach einem der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Wechselspannung ein Oszillator (31) dient, der in einer Rückkopplungsschleife ein Widerstandselement (Rt) mit negativem Temperaturkoeffizient

ίο aufweist.