DE2518054C2

DE2518054C2 - Anordnung zur Bestimmung des Drehsinns einer Drehbewegung

Info

Publication number: DE2518054C2
Application number: DE19752518054
Authority: DE
Inventors: Hans-Hellmuth Dr. 8400 Regensburg Cuno
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-04-23
Filing date: 1975-04-23
Publication date: 1984-08-02
Also published as: DE2518054A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Bestimmung des Drehsinns einer Drehbewegung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der US-PS 38 46 697 bekannt Bei dieser Schaltungsanordnung hat das Zahnrad ein Zahn-Lücken-Verhältnis mit einem Wert von etwa 1 :1, so daß auch zwei Feldplatten in den Wirkungsbereich eines Zahnes gelargen können. Damit ist es nicht möglich, genau definierte Ausgangssignale zu erhalten und die Schaltstufe beispielsweise in ihrem zuletzt eingenommenen Zustand verharren zu lassen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Schaltstufe in ihrem zuletzt eingenommenen Zustand verharren kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Anc-dnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert, wobei zur Vereinfachung der Darstellung zunächst eine Linearbewegung erläutert wird. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild einer Brückenschaltung eines an sich bekannten Differentialfühlers;

F i g. 2a ein Signaldiagramm der Ausgangsspannung der Brücke nach F i g. 1 als Funktion des Ortes eines über Feldplatten in der Brücke bewegten Eisenteils;

Fig.2b ein Signaldiagramm der Ausgangsspannung einer an den Nullzweig der Brücke nach Fig. 1 angekoppelten hysteresebehafteten Schaltstufc bei dem Verlauf der Spannung im Brücken-Nullzweig nach Fig. 2a;

F i g. 3a und 3b jeweils ein Signal-Zeit-Diagramm der Ausgangsspannung der Brücke nach Fig. 1;

Fi g. 4a und 4b jeweils ein Signaldiagramm der Ausgangsschaltspannung der hysteresebehafteten Schaltstufe für eine Linearbewegung;

F i g. 5a und 5b jeweils ein Signaldiagramm der Ausgangsschaltspannung der hysteresebehafteten Schaltstufe für eine Drehbewegung;

F i g. 6 eine Ausführungsform der Anordnung.

Gemäß F i g. 1 sind zwei Feldplatten FP, und FP₂ mit zwei Ohm'schen Widerständen R, und R₂zu einer Brükke zusammengeschaltet, welche mit einer Versorgungsspannung Ua im Brücken-Nullzweig abgenommen wird.

Die Feldplatten FP, und FP₂ sind konstruktiv Teil eines Differentialfühlers, wie er beispielsweise in der DE-

OS 22 38 525 beschrieben ist

Wird nun bei einer derartigen Anordnung ein (nicht eigens dargestelltes) Eisenteil über die Feldplatten bewegt, so ändert sich die Ausgangsspannung U_A in bezug auf eine Ruhespannung Ua o· Dieser Sachverhalt wird anhand der Diagramme nach F i g. 2a und 2b sowie 3a und 3b erläutert. Es sei angenommen, daß sich das Eisenteil in einer Richtung bewegt, in der es zunächst in den Bereich der Feldplatte FP_x und sodann in den Bereich der Feldplatte FPz gelangt

Dabei vergrößert sich zunächst der Widerstandswert der Feldplatte FPi, so daß die Ausgangsspannung Ua gemäß F i g. 2a über den Wert U_A ο ansteigt Gelangt das Eisenteil sodann in den Bereich der Feldplatte FP₂, so iälltdie Ausgangsspannung U_A unter den Wert U_Ao ab. Insbesondere hat also die Ausgangsspannung Ua als Funktion der angegebenen Bewegung des Eisenteiles sowohl in Abhängigkeit vom Ort (F i g. 2a) als auch vor der Zeit /(Fig.3a) einen periodischen Verlauf mit einem Maximum und einem Minimum.

Wird nun die Bewegungsrichtung des Eisenteiles umgekehrt, so daß es zunächst in den Bereich der Feldplatte FP₁ gelangt, so kehrt sich gemäß F i g. 3b auch die Reihenfolge des Maximums und des Minimums der Ausgangsspannung Ua um.

Wird nun an den Brücken-Nullzweig nach F i g. 1 eine hysteresebehaftete Schaltstufe angeschaltet, so kann die Reihenfolge des Maximums und des Minimums zur Erfassung der Bewegungsrichtung und der Lage des Eisenteils ausgewertet werden.

Diese Schaltstufe verharrt in dem Schaltzustand, der beim Durchlaufen des letzten Extremwertes angenommen wurde. Die Schaltschwellwerte der Schaltstufe sind in den F i g. 3a und 3b in Form von gestrichelten Linien eingezeichnet und mit Ua ι bzw. Ua 2 bezeichnet. Bei diesen Schaltschwellwerten ergibt sich eine mit H bezeichnete Hysterese. F i g. 2b zeigt den Verlauf der Spannung Us als Funktion des Ortes des Eisenteils.
Es sei nun angenommen, daß die mit Us bezeichnete Schaltspannung der Schaltstufe vor dun Maximum der Spannung Ua gemäß F i g. 4a den Wert Null besitzt. Erreicht die Ausgangsspannung Ua in einem Zeitpunkt f| den Schaltschwellwert Ua 1, so springt die Schaltspannung US auf den Wert i/51, den sie bis zu einem Zeitpunkt h beibehält, indem die Spannung Ua gleich dem zweiten Schaltschwellwert Ua 2 annimmt

Für eine Bewegung in Gegenrichtung (Fig.3b) kehren sich die Verhältnisse um, d. h., die Schaltspannung Us springt im Zeitpunkt t, vom Wert Us \ auf den Wert Null und im Zeitpunkt t₂ wieder auf den Wert Us\ (F ig. 4b).

Damit ist also die Bewegungsrichtung des Eisenteiles in bezug auf die Feldplatten FP, und FP2 eindeutig erfaßt, und der Ausgang der Schaltstufe zeigt an, auf weleher Seite des Differentialfühlers sich das Eisenteil befindet.

In entsprechender Weise kann erfindungsgemäß der Drehsinn einer Drehbewegung durch ein an den Feldplatten vorbeilaufendes Zahnrad erfaßt werden, wobei das Verhältnis zwischen Zähnen und Zahnlücken ungleich 1 :1 und beispielsweise gleich 1 ; 3 ist. Durch ein derartiges Verhältnis von Zähnen zu Zahnlücken ist gewährleistet, daß sich immer nur eine Feldplatte FPi bzw. FP₂ im Wirkungsbereich eines Zahnes des Zahnrades befindet und daß die Schaltstufe in der Lücke im zuletzt eingenommenen Zustand verharren kann.

Entsprechend den anhand der F i g. 3a bis 4b erläuterten Verhältnissen ergeben sich die in den F i g. 5a und 5b

dargestellten Verläufe der Ausgangsschaltspannung Us der hysteresebehafteten Schaltstufe. Wird dabei jeweils ein Mittelwert M₁ (Fig.5a) bzw. M₂ (Fig.5b) erfaßt, so ist damit eine eindeutige Bestimmung des Drehsinns möglich.

F i g. 6, in der gleiche Elemente wie in F i g. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, zeigt eine an den Brücken-Nullzweig angeschaltete hysteresebehaftete Schaltstufe. Diese Schaltstufe wird durch einen Operationsverstärker ÜP gebildet, der einen Rückkopplungswiderstand R3 zwischen seinem Ausgang und seinem nichtinveitierenden Eingang (+) besitzt

Hierzu 2 BIaU Zeichnungen

15

20

25

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35

40

45

50

55

60

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Bestimmung des Drehsinns einer Drehbewegung mit einer einzigen, einer hysteresebehafteten Schaltstufe vorgeschalteten Differentialstufe unter Verwendung von Feldplatten, deren Widerstandswert durch Vorbeibewegung eines die Form eines Zahnrades aufweisenden Eisenteils veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad mit einem Zahn-Lücken-Verhältnis ungleich 1 :1 ausgestattet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahn-Lücken-Verhältnis des Zahnrades gleich 1 :3 ist.