DE4123131A1

DE4123131A1 - Verfahren und anordnung zur bereitstellung eines, von einem drehwinkel linear abhaengigen, elektrischen ausgangssignals

Info

Publication number: DE4123131A1
Application number: DE19914123131
Authority: DE
Inventors: Peter Schwebke; Horst Leonhardt; Karsten Fink
Original assignee: INST SCHIFFBAUTECHNIK und UMWE
Current assignee: INST SCHIFFBAUTECHNIK und UMWE
Priority date: 1991-07-12
Filing date: 1991-07-12
Publication date: 1993-01-14

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung eines, von einem Drehwinkel linear abhängigen, elektrischen Ausgangssignals, bei dem die Differenz des magnetischen Potentials zwischen jeweils zwei, einander geometrisch gegenüberliegenden Punkten in zwei Zweigen eines, von einem magnetischen Fluß gleichsinnig durchsetzten, rotations symmetrischen, geschlossenen magnetischen Systems in einem eingeschränkten Winkelmeßbereich als Maß für den Drehwinkel, den die, die beiden Punkte verbindende Diagonale mit einer vorgegebenen Bezugsdiagonale einschließt, die Differenzen der magnetischen Potentiale eines oder mehrerer (n) weiterer, in der gleichen Art gebildeten, um jeweils 180°/n gegeneinander in Richtung des Umfanges des rotationssymmetrischen, geschlossenen magnetischen Systems versetzten Punktepaare zur Erweiterung des Meßbereiches so wie zur Bestimmung des jeweiligen Quadranten des 360°- Winkelbereiches, die Vorzeichen der Änderung der Diffe renzen der magnetischen Potentiale der Drehrichtungs erkennung sowie die Unterschreitung des Winkels von 0° bzw. die Überschreitung des Winkels von 360° der vor- und zurück zählenden Drehzahlbestimmung dienen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Durchführung des Ver fahrens, wobei an einer, die Drehbewegung übertragenden Welle l mindestens ein zylindersymmetrischer, aus ferro magnetischem Material bestehender Rotor 2 mit jeweils zwei symmetrischen, geschlossenen magnetischen Kreisen sowie je weils mindestens einer Magnetfeldquelle 6, angeordnet ist, ein Stator, der ein oder mehrere Schenkelpaare 4 mit je einem Detektorelement 9 enthält, zylindersymmetrisch und mit einem Luftspalt 3 versehen am Rotor anliegt, sowie eine den Stator und Rotor 2 umschließende ferromagnetische Abschirmung 11 so angeordnet ist, daß Rotor 2 und Stator eine gemeinsame Symmetrieachse besitzen, wobei der Rotor 2 frei drehbar ist.

Ein bekanntes Verfahren zur Bereitstellung eines von einem Drehwinkel linear abhängigen, elektrischen Ausgangssignals wird durch die, auf dem Drehpotentiometerprinzip beruhenden Winkelgeber realisiert. Die Winkelmessung erfolgt berührend, d. h. das Wirkprinzip erfordert den mechanischen Kontakt von Rotor und Stator, so daß diese Winkelgeber trotz der Steigerung der Lebensdauer solcher Winkelgeber im Ergebnis der Entwicklung von Leitplastikpotentiometern (Elektronik 21/19. 10. 1984, S. 102-112) prinzipiell verschleißbehaftet sind. Darüber hinaus kann nur ein eingeschränkter Winkel meßbereich bis maximal etwa 350° genutzt werden. Weiterhin sind digitale Verfahren in Gestalt der hohe Präzision ge stattenden, jedoch kostenaufwendigen Winkelcodierern mit z. B. magnetischer Abtastung unter Verwendung magnetfeld abhängiger Widerstände (DE-OS 27 04 124) für spezielle Anwendungszwecke bekannt. Für die Drehwinkelmessung sind außerdem einfache und robuste Anordnungen bekannt, die magnetfeldabhängige Widerstände enthalten. Diese Anordnungen basieren auf der relativen Drehung einer Magnet feldquelle, vorwiegend ausgebildet als Permanentmagnete unterschiedlicher Geometrie und Magnetisierungsart, be zogen auf die, das Ausgangssignal liefernden, magnet feldabhängigen Widerstände, z. T. unter Verwendung von weichmagnetischen Materialien zur Formung und Ver stärkung des Magnetfeldes. Solche Anordnungen, wie sie in DE-PS 29 40 315 und DE PS 36 17 885 beschrieben werden, stellen kein lineares sondern ein sinusförmiges oder annähernd sinusförmiges Ausgangssignal bereit.

Dementsprechend ist es notwendig, das Ausgangssignal durch die Elektronik nachzubilden, um die Spiegelung der Funktion

Meßsignal U=f (Winkel R)

in die Funktion

Winkel R=f^-1 (Meßsignal U)

durchführen zu können. Diese Nachbildung verlangt zusätz lichen Aufwand und ist Quelle zusätzlicher Fehler.

Bei einer Anordnung (Elektronik 23/14. 11. 1986, S. 129-136) unter Verwendung von zwei, um 90° gegeneinander gedrehten, magnetoresistiven Bauelementen, einem Vorspannmagneten sowie zwei, auf dem Umfang eines Kreises, einander gegenüberliegend positionierten Permanentmagneten erfordert die Ermittlung des jeweiligen Drehwinkels die Nutzung eines Mikrorechners, wobei an die Positioniergenauigkeit der einzelnen Elemente der Meßanordnung hohe Anforderungen gestellt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Bereitstellung eines, von einem Drehwinkel linear abhängigen, elektrischen Ausgangssignals zu schaffen, das die berührungslose Winkel messung in beliebigen Winkelbereichen gestattet, zudem einen robusten Aufbau besitzt und mit bekannten Fertigungsver fahren kostengünstig produzierbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Differenz des magnetischen Potentials zwischen jeweils zwei, einander geometrisch gegenüberliegenden Punkten in zwei Zweigen eines, von einem magnetischen Fluß gleichsinnig durchsetzten, rotationssymmetrischen, geschlossenen magnetischen Systems in einem eingeschränkten Winkelmeß bereich als Maß für den Drehwinkel, den die, die beiden Punkte verbindende Diagonale mit einer vorgegebenen Be zugsdiagonale einschließt, die Differenzen der magnetischen Potentiale eines oder mehrerer (n) weiterer, in der gleichen Art gebildeten, um jeweils 180°/n gegeneinander in Richtung des Umfanges des rotationssymmetrischen, geschlossenen magnetischen Systems versetzten Punktepaare zur Erweiterung des Meßbereiches sowie zur Bestimmung des jeweiligen Quadranten des 360°-Winkelbereiches, die Vorzeichen der Änderung der Differenzen der magnetischen Potentiale der Drehrichtungserkennung sowie die Unterschreitung des Winkels von 0° bzw. die Überschreitung des Winkels von 360° der vor und zurückzählenden Drehzahlbestimmung dienen.

Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Anordnung zur Durch führung des Verfahrens gelöst, bei der an einer die Dreh bewegung übertragenden Welle 1 mindestens ein zylinder symmetrischer, aus ferromagnetischem Material bestehender Rotor 2 mit jeweils zwei symmetrischen, geschlossenen magne tischen Kreisen sowie jeweils mindestens einer Magnetfeld quelle 6 angeordnet ist, ein Stator, der ein oder mehrere Schenkelpaare 4 mit je einem im Schenkelluftspalt 12 ange ordneten Detektorelement 9 enthält, zylindersymmetrisch und mit einem Luftspalt 3 versehen, am Rotor 2 anliegt, sowie eine den Stator und Rotor 2 umschließende ferromagnetische Abschirmung 11 so angeordnet ist, daß Rotor 2 und Stator eine gemeinsame Symmetrieachse besitzen, wobei der Rotor 2 frei drehbar ist.

Die Vorteile eines derartigen Verfahrens und der Anordnung zur Durchführung des Verfahrens bestehen insbesondere in einem stark reduzierten Aufwand für die elektronische Aus wertung, d. h. in einer vereinfachten Justierbarkeit und Di gitalisierbarkeit, in der Vermeidung zusätzlicher Meßfehler quellen sowie in der Verfügbarkeit eines beliebigen Dreh winkelbereiches.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich bei Verwendung von mehr als einem (n) Schenkelpaar 4, wobei die Schenkelpaare 4 gegeneinander um jeweils 180°/n versetzt angeordnet werden. Damit kann eine Erweiterung des Einsatz gebietes des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die vor- und rückwärtszählende Drehzahlmessung unter Angabe von Dreh richtung und Drehphasenwinkel realisiert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand der dargestellten Ausführungsbeispiele von Anordnungen zur Durch führung des Verfahrens erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 und Fig. 2 Ausführungsbeispiele für den Rotor mit Permanentmagneten als Magnetfeldquelle des magnetischen Flusses;

Fig. 3 Schenkelpaar ohne magnetische Vorspannung der Schenkel;

Fig. 4 Schenkelpaar mit magnetischer Vorspannung der Schenkel mittels als Permanentmagnete ausgebildeter Vor spannmagnetfeldquellen;

Fig. 5 das Ausgangsspannungssignal als Funktion des Drehwinkels für einen Drehwinkelgeber entsprechend Fig. 4;

Fig. 6 Drehwinkelgeber für einen über 360° hinausgehenden Winkelmeßbereich;

Fig. 7 das Ausgangsspannungssignal für den in Fig. 6 dar gestellten Drehwinkelgeber;

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen Ausführungsbeispiele eines Rotors 2 unter Verwendung von Permanentmagneten als Magnetfeldquelle 6 eines magnetischen Flusses im ferromagnetischen Material des Rotors 2. Dabei können anstelle des bzw. der Permanentmagnete auch stromdurchflossene Spulen oder aufmagnetisierte hart magnetische Ferromagnetika zur Erzeugung des magnetischen Flusses im Material des Ringes verwendet werden. Allerdings werden mit Permanentmagneten aufgrund ihrer, auf die Volumen einheit bezogenen, außerordentlich großen magnetischen Ur spannung sowie ihres großen magnetischen Innenwiderstandes und der damit verbundenen Störunempfindlichkeit bei kleinsten Abmessungen die besten Resultate erzielt.

Das Verfahren soll anhand Fig. 1 erläutert werden. Dabei ist die Wirkungsweise des aus Innenring 5 und Außenring 10 be stehenden Doppelringes nach Fig. 2 analog, da der die Punkte A2 und B2 enthaltene Innenring 5 in einer anderen Ebene als der Außenring 10 liegen und/oder einen größeren mittleren Durchmesser als der Außenring 10 besitzen kann und damit auf den in Fig. 1 dargestellten Ring 7 mit Ringdiagonalen 8 über führbar ist. In Fig. 1 bildet der Ring 7 mit der Magnetfeld quelle 6, ausgebildet als ein Permanentmagnet in der Mitte der Ringdiagonalen 8, einen geschlossenen magnetischen Kreis mit zwei identischen, von einem magnetischen Fluß gleich sinnig durchflossen Zweigen. Die als Permanentmagnet aus gebildete Magnetfeldquelle 6 besitzt einen gegenüber dem magnetischen Widerstand (R_e) des Eisenkreises sehr großen magnetischen Innenwiderstand (R_i), so daß sie als Konstant stromquelle eines magnetischen Flusses Φ_i wirkt, der das Material der Ringdiagonalen 8 und des Ringes 7 durchsetzt und in dem Material einen stabilen und über die magnetischen und geometrischen Parameter der Magnetfeldquelle 6, des Ringes 7 und der Ringdiagonalen 8 einstellbaren magnetischen Zustand herstellt. Der Abfall der magnetischen Spannung über Ringdiagonale 8 und Ring 7 erfolgt dergestalt, daß die zwei einander gegenüberliegenden Punkte A1 und B1 des Ringes 7 auf entgegengesetzt gleichem magnetischen Potential

U^A1 = -U^B1

liegen.

Ist R der Winkel, den die Diagonale durch die Punkte A1 und B1 mit der als Bezugsdiagonale definierbaren Richtung der Ring diagonalen 8 als Symmetrieachse der Anordnung bildet und wird definiert:

R_R = R/180°

so ist die Potentialdifferenz:

U^A1-U^B1 = C · (1-2·R_R)

Der Proportionalitätsfaktor C ergibt sich aus:

C = B_r · Q · (R_i·R_f/R_g/2)

wobei folgende Bezeichnungen verwendet wurden:
B_r = Remanenzinduktion der als Permanentmagnet ausge bildeten Magnetfeldquelle 6,
Q = Permanentmagnetquerschnitt,
R_g = magnetischer Gesamtwiderstand = R_i+R_e,
R_e = magnetischer Widerstand des ferromagnetischen Materials = R_d+(F_f/2),
R_d = magnetischer Widerstand der Ringdiagonalen 8,
R_f = magnetischer Widerstand des Ringes 7 als Parallel schaltung zweier Halbringe.

Die damit festgelegte magnetische Spannung zwischen den Punkten A1 und B1 kann als Quelle zur Erzeugung eines magnetischen Flusses in einem die Punkte A1 und B1, parallel zum Weg entlang des Umfanges des Ringes 7, verbindenden, magnetisch leitfähigen Material genutzt werden. Fig. 3 zeigt ein solches Schenkelpaar 4, bestehend aus zwei identischen Schenkeln, zwischen denen sich im Schenkelluftspalt 12 das Detektorelement 9 zur Messung des magnetischen Flusses be findet. In den Punkten A1 und B1 des Rotors 2 erfolgt in Ana logie zu elektrischen Stromkreisen eine Aufteilung des magne tischen Flusses entsprechend dem Verhältnis der magnetischen Widerstände (R_f) des Ringes 7 und des magnetischen Gesamt widerstandes (R₁) der die Punkte A1 und B1 parallel zum Um fang des Ringes 7 verbindenden Schenkelabschnitte sowie des Schenkelluftspaltes 12. Ist der so definierte magnetische Widerstand R₁ genügend groß gegenüber dem magnetischen Wider stand (R_f) des Ringes 7, und dies wird allein schon durch einen genügend großen Schenkelluftspalt 12 bewirkt, wird nur ein sehr geringer Teil des magnetischen Flusses des Ringes 7 entnommen. Der magnetische Gesamtwiderstand der Anordnung und damit der magnetische Zustand des Ringes 7 wird bei Drehungen des Rotors nicht wesentlich beeinflußt. Dennoch ist der das Detektorelement 9 durchsetzende Fluß Φ₁ bei entsprechender Gesamtanordnung genügend groß, um z. B. mit einem magnetore sistiven Bauelement, alternativ auch durch Halleffekt-Bau elemente, Feldplatten oder Magnetdioden, mit höherem Aufwand auch mit einer Spule als Detektorelement 9, ein gut auswert bares Meßsignal zu erzeugen. Dieses Meßsignal ist direkt der magnetischen Spannungsdifferenz

U = U^A1-U^B1

zwischen den Punkten A1 und B1 proportional und damit linear vom Drehwinkel R abhängig. Der Luftspalt 3 zwischen Rotor 2 und den Schenkeln des Schenkelpaares 4 dient der Vermeidung der Reibung zwischen den genannten Teilen, kann gleichzeitig zur Einstellung des Verhältnisses der magnetischen Flüsse Φ₁ und Φ₁ genutzt werden.

Die genaue Analyse der definierten Anordnung zeigt, daß das Meßsignal nichtlineare Komponenten enthält, die dann ver nachlässigt werden können, wenn für den magnetischen Wider stand des Ringes etwa gilt:

R_f < 0,05 · R₁

R_f « R_i

Da andererseits das Meßsignal proportional dem magnetischen Widerstand R_f des Ringes 7 ist, muß die Anordnung geeignet optimiert werden.

Mit der bis hierhin definierten Anordnung wird zwar garan tiert, daß der magnetische Zustand des Rotors 2, also des Ringes 7 und der Ringdiagonalen 8, mittels der Magnetfeld quelle 6 genügend unabhängig von der Drehwinkelstellung des Rotors 2 ist, jedoch werden die Schenkel des Schenkelpaares 4 bei Drehung des Rotors 2 über den Winkel R = 180° hinaus von einem Fluß wechselnden Vorzeichens durchflossen. Dadurch und unter einem eventuellen Einfluß äußerer Störmagnetfelder wird den Schenkeln des Schenkelpaares 5 eine magnetische Vor geschichte aufgeprägt, die bei weiteren Drehungen des Ro tors 2 in Form von Hystereseeffekten nachteilig in Erschei nung treten kann. Die Größe dieser Effekte ist von der Größe des in den Schenkeln des Schenkelpaares 4 auftretenden Fel des, der Geometrie und den Materialeigenschaften des Schen kelpaares 4 abhängig und kann die angestrebte Linearität we sentlich beeinflussen. Deshalb ist für Drehwinkelgeber, die höheren Anforderungen bezüglich der Genauigkeit genügen sollen, notwendig, den magnetischen Zustand des Materials des Schenkelpaares 4, d. h. dessen magnetischen Arbeitspunktbe reich, zu definieren. Dies wird durch die in Fig. 4 darge stellte magnetische Vorspannung des Schenkels des Schenkel paares 4 durch jeweils mindestens eine Vorspannmagnetfeld quelle 13, vorzugsweise durch Permanentmagnete, realisiert. Möglich ist ebenfalls die Nutzung stromdurchflossener Spulen bzw. die Verwendung aufmagnetisierter, hartmagnetischer Ferromagnetika. Dabei ist zu garantieren, daß die Vorspann magnetfeldquellen 13 einander sowohl im Schenkelluftspalt 12 als auch in der Umgebung des Luftspaltes 3 entgegenwirken und in ihren Eigenschaften im Rahmen der Exemplarstreuung iden tisch sind. Ziel der magnetischen Vorspannung ist die Er zeugung eines, gegenüber dem Nutzsignalfluß sehr großen Vor spannungsmagnetflusses und damit eine genügend große magne tische Sättigung des Materials des Schenkelpaares 4. Damit wird eine Verlagerung des Arbeitspunktes des Materials des Schenkelpaares 4 in einen Bereich des B-H-Diagramms mit wesentlich geringerer Hysterese erreicht. Gleichzeitig wird der magnetische Zustand des Materials des Schenkelpaares 4 gegenüber äußeren Störfeldern stabilisiert.

Zur Reduzierung des Einflusses äußerer Störmagnetfelder wird die gesamte Anordnung durch eine, vorzugsweise zylinder symmetrische, ferromagnetische Abschirmung 11 eingeschlossen, die von den übrigen ferromagnetischen Teilen magnetisch iso liert ist. Die ferromagnetische Abschirmung 11 dient gleich zeitig als Gehäuse.

Der Rotor 2 ist mit der die Drehbewegung übertragenden Welle 1 fest verbunden.

In Fig. 5 ist das, mit einer solchen Anordnung, unter Ver wendung eines magnetoresistiven Bauelementes als Detektor element 9, ermittelte Meßsignal dargestellt. Der Meßbereich ist begrenzt, zum einen durch die praktische Abweichung von der idealen Kurve, zum anderen sind die Meßsignale U (R) und U (360° - R) ohne zusätzliche Mittel nicht unterscheidbar. Ein solcher Drehwinkelgeber ist für Winkelmessungen im Winkelbereich R = 90°±60° oder R = 270°±60° bzw. bei zusätzlicher Verwendung einer Umschalteinrichtung beide Bereiche einschließend, geeignet.

Der Winkelmeßbereich kann auf unendliche Winkel unter Ein schluß einer Drehrichtungserkennung sowie einer kombinierten Drehzahl + Drehphase-Messung erweitert werden, wenn ent sprechend Fig. 6 je Rotor 2 zwei oder mehrere (n) identische Schenkelpaare 4, jedes der Schenkelpaare 4 z. B. in der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform, mit je einem Detektor element 9, verwendet werden, wobei diese um jeweils 180°/n gegeneinander verdreht angeordnet werden.

Im allgemeinen ist n = 2 ausreichend, für hochgenaue Messungen verbessern mehr als zwei solcher Schenkelpaare 4 mit je einem Detektorelement 9 das Linearitätsverhalten. Anstelle der zwei oder mehreren Schenkelpaare 4 mit je einem Detek torelement 9 unter Bezugnahme auf ein und denselben Rotor 2 können auch Varianten mit zwei oder mehreren Rotoren 2 identischer Ausführung mit je einer, in der jeweiligen Ebene des Rotors 2 bezüglich einer gemeinsamen Bezugsachse um jeweils 180°/n gegeneinander versetzten Schenkelpaare 4 mit je einem Detektorelement 9, z. B. der in Fig. 4 dargestellten Form, realisiert werden. Mittels bekannter, elektronischer Logikschaltungen können aus der Analyse der Meßsignalhöhe beider Detektorelemente 9 sowie durch einen Vorzeichenver gleich die Winkel entsprechend Fig. 7 eindeutig vermessen und zugeordnet werden. Gleichzeitig kann im Verlauf der Drehung die Drehrichtung erkannt sowie eine vor- und zurückzählende Drehzahlmessung unter Angabe der Phasenlage durchgeführt werden.

Derartige Winkelgeber können, als Bestandteil eines Automa tisierungssystems, die Drehwinkelstellung von Teilen, Ma schinen, Aggregaten oder z. B. die Ruderstellung an Schiffen berührungslos erfassen und in ein weiterverarbeitbares, lineares, analoges oder digitales, elektrisches Signal zur Kontrolle des Zustandes bzw. zur Steuerung des betreffenden Teiles umwandeln.

Claims

1. Verfahren zur Bereitstellung eines, von einem Drehwinkel linear abhängigen, elektrischen Ausgangssignals, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz des magnetischen Potentials zwischen jeweils zwei, einander geometrisch gegenüberliegenden Punkten in zwei Zweigen eines, von einem magnetischen Fluß gleichsinnig durchsetzten, rotationssymmetrischen, geschlossenen magnetischen Systems in einem eingeschränkten Winkelbereich als Maß für den Drehwinkel, den die, die beiden Punkte verbindende Dia gonale mit einer vorgegebenen Bezugsdiagonale einschließt, die Differenzen der magnetischen Potentiale eines oder mehrerer (n) weiterer, in der gleichen Art gebildeten, um jeweils 180°/n gegeneinander in Richtung des Um fanges des rotationssymmetrischen, geschlossenen magneti schen Systems versetzten Punktepaare zur Erweiterung des Meßbereiches sowie zur Bestimmung des jeweiligen Quadranten des 360°-Winkelbereiches, die Vorzeichen der Änderung der Differenzen der magnetischen Potentiale der Drehrichtungserkennung sowie die Unterschreitung des Winkels von 0° bzw. die Überschreitung des Winkels von 360° der vor- und zurückzählenden Drehzahlbestimmung dienen.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach vorher gehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß an einer, die Drehbewegung übertragenden Welle (1) mindestens ein zylindersymmetrischer, aus ferromagnetischem Material bestehender Rotor (2) mit jeweils zwei symmetrischen, geschlossenen magnetischen Kreisen sowie jeweils min destens einer Magnetfeldquelle (6), angeordnet ist, ein Stator, der ein oder mehrere Schenkelpaare (4) mit je einem, im Schenkelluftspalt (12) angeordneten Detektor element (9) enthält, zylindersymmetrisch und mit einem Luftspalt (3) versehen am Rotor (2) anliegt, sowie eine, den Stator und Rotor (2) umschließende ferromagnetische Abschirmung (11) so angeordnet ist, daß Rotor (2) und Stator eine gemeinsame Symmetrieachse besitzen.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Magnetfeldquelle (6) eines homogenen magnetischen Flusses im Ring (7) des Rotors (2) jeweils ein oder mehrere Permanentmagnete oder gleichstromdurchflossene Spulen eingebracht oder vormagnetisierte, hartmagnetische Ferromagnetika, die selbst Teil der magnetischen Kreise sind, in der Ringdiagonale (8) angeordnet werden.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Detektorelemente (9) magnetfeldabhängige Bauelemente oder Induktionsspulen dienen, wobei die Detektorelemente (9) im Schenkelluftspalt (12) zwischen den Schenkel paaren (4) beziehungsweise auf den Schenkelpaaren (4) angeordnet werden.

5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schenkel eines jeden Schenkelpaares (4) für sich als geschlossener oder nahezu geschlossener magnetischer Kreis aus ferromagnetischen Material ausgebildet ist und ein oder mehrere Vorspannmagnetfeldquellen (13), ausgebildet als jeweils ein oder mehrere Permanentmagnete oder gleichstromdurchflossene Spulen oder vormagneti sierte, hartmagnetische Ferromagnetika, die selbst Teil der magnetischen Kreise sind, enthält.