DE2826608A1 - Speed and angle pick=up assembly - has two permanent magnets and wire placed near permeable element modulating for reversing magnetic flux - Google Patents

Abstract

The pickup delivers a pulse when two parts movable relative to each other pass it. It has a Wiegand wire which can be exposed to a magnetic field with alternating polarity. A pickup coil is allocated to the Wiegand wire. Two permanent magnets (12, 13) are allocated to the Wiegand wire (10). Permeable elements (15, 16) are moved past the Wiegand wire (10) and the permanent magnets (12, 13). They modulate flux density or reverse its direction.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Geber nach der Gattung des Hauptanspruches. Es sind schon derartige Geber, beispielsweise zur Ansteuerung von elektronischen Zündanlagen in raftfahrzeugen bekannt, bei denen eine sogenannte Doppelblende verwendet wird, mit deren Hilfe einmal ein erster Magnet und das andere Mal ein zweiter Magnet ausgeblendet wird, so daß der Wlegand-Draht, welcher den beiden Permanentmagneten zugeordnet ist, abwechselnd Hagnetfeldern unterschiedlicher magnetischer Polarität ausgesetzt ist.The invention is based on a donor according to the preamble of the main claim. There are already such transmitters, for example for controlling electronic Ignition systems known in raft vehicles in which a so-called double diaphragm is used with the help of which a first magnet and the other time a second magnet is hidden, so that the Wlegand wire, which the two permanent magnets is assigned, alternating magnetic fields of different magnetic polarity is exposed.

Der Aufbau einer derartigen Blende ist außerordentlich aufwendig, die einzelnen Blendensektoren müssen aufeinander abgestimmt werden und die Anordnung ist aufgrund der aufwendigen Blende relativ teuer in der Herstellung.The construction of such a diaphragm is extremely complex, the individual aperture sectors must be coordinated with one another and the arrangement is relatively expensive to manufacture due to the complex panel.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß sie besonders einfach und kostensparend in ihrem Aufbau ist und daß die zu kennzeichnenden Winkelsegmente bzw.Advantages of the invention The device according to the invention with the characterizing Features of the main claim has the advantage that it is particularly simple and cost-saving in its construction and that the angular segments to be marked respectively.

Wegstrecken durch Leitstücke einfach markiert werden können.Routes can be easily marked by guide pieces.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous Further training and improvements of the facility specified in the main claim possible.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. la und Ib eine Geberscheibe mit Leitstücken zur Magnetfeldkonzentration und Fig. 2 ein einfaches Blendenrad zur Magnetfeldkonzentration.Drawing An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. It shows Fig. la and Ib a transducer disk with guide pieces for magnetic field concentration and Fig. 2 a simple aperture wheel for magnetic field concentration.

Beschreibung der Erfindung Sogenannte Wiegand-Drähte sind an sich bekannt. Bei derartigen Drähten, wie sie beispielsweise in der Zeitschrift "Electronics" vom 10. Juli 1975, Seiten 100 bis 105 beschrieben werden, werden die Domänen eines polykristallinen Materials durch ein magnetisches Feld in eine Richtung polarisiert. Nach Entfernen des magnetischen Feldes verharren die Domänen in diesem polarisierten Zustand. Wird nun ein magnetisches Feld in umgekehrter Richtung an den Wiegand-Draht angelegt, so ändern die Domänen beim Übersteigen einer definierten magnetischen Feldstärke schlagartig ihre Polarisationsrichtung. Durch diese Richtungsumkehr wird in einer Aufnehmerspule ein spitzer Nadelimpuls erzeugt, dessen Höhe nur durch die Umkehrgeschwindigkeit in den Domänen des Wiegand-Drahtes bestimmt ist.Description of the Invention So-called Wiegand wires are per se known. With such wires, as they are, for example, in the magazine "Electronics" of July 10, 1975, pages 100 to 105 are described, the domains of a polycrystalline material polarized in one direction by a magnetic field. After removing the magnetic field, the domains remain in this polarized field State. Now a magnetic field is applied in the opposite direction to the Wiegand wire applied, the domains change when exceeding a defined magnetic Field strength suddenly changes its direction of polarization. This reversal of direction becomes A sharp needle pulse is generated in a pick-up coil, the height of which is only determined by the Reversal speed in the domains of the Wiegand wire is determined.

Die Anwendung derartiger Wiegand-Drähte in Drehzahl- und/ oder Winkelgebern ist deshalb so besonders günstig, weil die in der Aufnehmerspule induzierten Nadelimpulse in ihrer Amplitude drehzahlunabhängig sind, d.h. die Drehzahlgeber beispielsweise auch bei sehr niedrigen Drehzahlen Signale mit ausreichender Amplitude abgeben.The use of such Wiegand wires in speed and / or angle encoders is particularly favorable because the needle pulses induced in the pick-up coil are speed-independent in their amplitude, i.e. the speed sensors, for example emit signals with sufficient amplitude even at very low speeds.

Der beschriebene Effekt wird bei einem in der Zeichnung dargestellten Geber ausgenützt. In Fig. la ist ein Wiegand-Draht lo dargestellt, der von einer Aufnehmerspule 11 umgeben ist. Etwa im gleichen Abstand von dem Wiegand-Draht sind zwei Permanentmagnete 12 und 13 unterschiedlicher Polarität angeordnet. Da der Wiegand-Draht 10 etwa in der Mitte zwischen diesen beiden Magneten 12 und 13 liegt, ist das resultierende Gesamtmagnetfeld, welchem der Wiegand-Draht 10 ausgesetzt ist, annähernd Null. Den Permanentmagneten 12, 13 und dem Wiegand-Draht 10 gegenüber ist eine Scheibe 14 mit Leitstücken 15, 16 angeordnet, wobei zwischen den Leitstücken 15 und 16 Lücken 17 angeordnet sind. Diese Leitstlcke werden - in der Abwicklung betrachtet - mäanderförmig an dem Wiegand-Draht 10 vorbeigeführt. Dabei wird in der in Fig. la dargestellten Stellung der Scheibe 14 das Magnetfeld des Permanentmgnets 12 durch das Leitstück 15 an den Wiegand-Draht 10 herangeführt, so daß dieser hauptsächlich dem Magnetfeld des Permanentmagnets 12 ausgesetzt ist und damit einem Magnetfeld der einen magnetischen Polarisation. In einer zweiten Leitstückstellung, die in Fig. 1b dargestellt ist, steht das Leitstück 16 den Permanentmagnet 13 gegen über, dadurch wird der Wiegand-Draht 10 einem Magnetfeld umgekehrter Polarisation ausgesetzt und dadurch wird ein bestimmtes Signal bzw. eine bestimmte Signalfolge in dem Wiegand-Draht 1O hervorgerufen. Je nach der Polarisation des Wiegand-Drahtes 10 erfolgt bei der Stellung nach Fig.The effect described is shown in the drawing Encoder exploited. In Fig. La a Wiegand wire lo is shown by a Pickup coil 11 is surrounded. Are about the same distance from the Wiegand wire two permanent magnets 12 and 13 of different polarity arranged. Because the Wiegand wire 10 is approximately in the middle between these two magnets 12 and 13, is the resulting Total magnetic field to which the Wiegand wire 10 is exposed, approximately zero. The A disk 14 is opposite the permanent magnets 12, 13 and the Wiegand wire 10 arranged with guide pieces 15, 16, with gaps between the guide pieces 15 and 16 17 are arranged. These Leitstlcke are - in the process considered - guided past the Wiegand wire 10 in a meandering shape. In the process shown in Fig. 1a position of the disk 14, the magnetic field of the permanent magnet 12 through the guide piece 15 brought up to the Wiegand wire 10, so that this mainly is exposed to the magnetic field of the permanent magnet 12 and thus a magnetic field the one magnetic polarization. In a second guide piece position, which is shown in Fig. 1b is shown, the guide piece 16 is the permanent magnet 13 opposite, as a result, the Wiegand wire 10 is exposed to a magnetic field of opposite polarization and thereby a certain signal or a certain signal sequence in the Wiegand wire 1O caused. Depending on the polarization of the Wiegand wire 10 takes place in the Position according to Fig.

la ein Setzen des Wiegand-Drahtes und bei der Stellung nach Fig. 1b ein Rücksetzen oder umgekehrt.la a setting of the Wiegand wire and in the position according to FIG. 1b a reset or vice versa.

Die Abmessungen der Leitstücke 15, 16 auf der Scheibe 14 entsprechen den gewünschten Winkelmarkierungen, wobei durch das abwechslungsweise Heranführen der Magnetfelder der Permanentmagnete 12 und 13 an den Wiegand-Draht 10 eine Flußdichtemodulation am Draht hervorrufen wird.The dimensions of the guide pieces 15, 16 on the disk 14 correspond the desired angle markings, whereby by alternately leading up the magnetic fields of the permanent magnets 12 and 13 on the Wiegand wire 10 a flux density modulation on the wire.

Jeweils bei Erreichen bestimmter Induktionswerte werden deshalb, wie schon oben angedeutet, drehzahlunabhängige Spannungsimpulse induziert, deren zeitlicher Abstand den geometrischen Winkelmarkierungen auf der Scheibe 14 entspricht.When certain induction values are reached, how already indicated above, speed-independent voltage pulses induced whose time Distance corresponds to the geometric angle markings on the disk 14.

Bin zweites Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2 dargestellt.A second exemplary embodiment is shown in FIG.

Durch unterschiedliche Abstände zweier Permanentmagnete 18 und 19 von dem Wiegand-Draht 10 und der zugeordneten Aufnehmerspule 11 wird -der Wiegand-Draht 10 einem Magnetfeld mit einer definierten magnetischen Feldstärke ausgesetzt. Diese magnetische Feldstärke wird bei Vorbeilaufen von Leitstücken 20 einer Scheibe 21 ungekehrt, indem die Feldlinien des entfernteren und entgegengesetzt polarisierten Magneten näher an den Wiegand-Draht 10 herangeführt werden.By different distances between two permanent magnets 18 and 19 of the Wiegand wire 10 and the associated pick-up coil 11 becomes the Wiegand wire 10 exposed to a magnetic field with a defined magnetic field strength. These Magnetic field strength becomes when conductive pieces 20 of a disk 21 pass by reversed by the Field lines of the more distant and opposite polarized magnets are brought closer to the Wiegand wire 10.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird das definierte Geamtfeld, dem der Wiegand-Draht 10 ausgesetzt ist, durch unterschiedlichen Abstand zweier etwa gleich starker Permanentmagnete 18 und 19 erzeugt. Es ist auch durchaus möglich, im gleichen Abstand vom T;Tiegand;Draht zwei Permanentmagneten unterschiedlicher Feldstärken anzuordnen.In the embodiment according to FIG. 2, the defined total field, to which the Wiegand wire 10 is exposed, due to a different distance between two approximately equally strong permanent magnets 18 and 19 generated. It is also quite possible at the same distance from the T; Tiegand; wire two permanent magnets of different Arrange field strengths.

Bei den beschriebenen Geberanordnungen nach Fig. la, 1b und Fig. 2 handelt es sich um Rotationssysteme. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, daß beschriebene Prinzip bei jeder Art von Positionserkennung von beweglichen Teilen also auch von linear aneinander vorbeibewegbaren Teilen anzuwenden.In the described encoder arrangements according to FIGS. 1 a, 1 b and 2 are rotation systems. However, it is easily possible that described Principle for any type of position detection of moving parts, including to apply parts that can move linearly past each other.

Die beschriebene Gebereinrichtung ist besonders kostengünstig in ihrem Aufbau, störunanfällig und hat einen niederohmigen Ausgang. Die Impulse werden drehzahlunabhängig erzeugt und der Geber arbeitet kontaktlos und daher verschleißfrei.The encoder device described is particularly inexpensive in its Structure, not susceptible to interference and has a low-resistance output. The impulses are speed-independent generated and the encoder works contactless and therefore wear-free.

Claims (4)

Anspruche Einrichtung zur Abgabe von Impulsen bei der Vorbeibewegung von zwei relativ zueinandr bewegbaren Teilen, insbesondere Drehzahl- und/oder Winkelgeber, mit einem Wiegand-Draht, der einem iXlagnetSeld mit wechselnder magnetischer Polarität aussetzbar ist, und mit einer dem Wiegand-Draht zugeordneten Aufnehmerspule, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wiegand-Draht (10) zwei Permanentmagnete (12, 12 bzw. 18, 19) zugeordnet sind und daß Leitstücke (15, 16 bzw. 20) an dem Wiegand-Draht (10) und den Permanentmagneten (12, 13 bzw. 18, 19) vorbeibewegbar sind, die eine magnetische Flußdichtemodulation bzw. Flußrichtungsumkehr am Wiegand-Draht (10) hervorrufen. Claims device for the delivery of impulses when moving past of two parts that can move relative to one another, in particular speed and / or angle sensors, with a Wiegand wire connected to an iXlagnetSeld with alternating magnetic polarity can be exposed, and with a pick-up coil assigned to the Wiegand wire, thereby characterized in that the Wiegand wire (10) has two permanent magnets (12, 12 or 18, 19) are assigned and that guide pieces (15, 16 or 20) on the Wiegand wire (10) and the permanent magnets (12, 13 or 18, 19) can be moved past, the one magnetic Induce flux density modulation or reversal of the direction of flow on the Wiegand wire (10). 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstücke (15, 16 bzw. 20) abwechselnd an den Permanentmagneten (12, 13 bzw. 18, 19) unterschiedlicher Polarität vorbeifürbar sind und abwechselnd das magnetische Feld wenigstens eines der Permanentmagneten (12, 13 bzw. 18, 19) an den Wiegand-Draht (lo) heranführen. 2. Device according to claim 1, characterized in that the guide pieces (15, 16 or 20) alternately on the permanent magnets (12, 13 or 18, 19) of different Polarity can be passed by and alternating the magnetic field at least one of the permanent magnets (12, 13 or 18, 19) on the Wiegand wire (lo) bring them up. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Permanentmagnete (12, 13) wenigstens annähernd gleicher j4agnetfeldstärke jedoch unterschiedlicher Polarität in wenigstens annähernd gleichem Abstand zu dem Wiegand-Draht (10) angeordnet sind und daß mit den bestimmte Winkelbereiche überdeckenden Leitstücken (15, 16) abwechselnd der Fluß der beiden Permanentmagnete (12, 13) an den Wiegand-Draht (10) herangeführt wird. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that however, two permanent magnets (12, 13) have at least approximately the same magnetic field strength different polarity at least approximately the same distance from the Wiegand wire (10) are arranged and that with the guide pieces covering certain angular ranges (15, 16) alternately the flux of the two permanent magnets (12, 13) to the Wiegand wire (10) is introduced. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Permanentmagnete (18, 19) mit unterschiedlicher Magnetfeldstärke auf den Wiegand-Draht (10) einwirken, so daß bei einer ersten Leitstückstellung der Wiegand-Draht (10) einem resultierenden Gesamtmagnetfeld der einen Polarisation ausgesetzt ist und daß bei einer zweiten Leitstückstellung das Magnetfeld des schwächeren Magneten durch das Gleitstück (20) derart an den Wiegand-Draht (10) herangeführt ist, daß eine Polaritätsumkehr des resultierenden Gesamtmagnetfeldes erfolgt.4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that two permanent magnets (18, 19) with different magnetic field strengths on the Wiegand wire (10) act so that in a first position of the guide piece the Wiegand wire (10) a resulting total magnetic field which is exposed to one polarization and that with a second guide piece position the magnetic field of the weaker magnet is brought up to the Wiegand wire (10) by the slider (20) in such a way that the polarity of the resulting overall magnetic field is reversed.