DE555042C - Arrangement for inductive remote transmission of movement processes, in particular for remote display of the pointer position of measuring devices - Google Patents

Description

Anordnung zur induktiven Fernübertragung von Bewegungsvorgängen, insbesondere zur Fernanzeige der Zeigerstellung von Meßgeräten Es sind Verfahren zur Fernanzeige von Bewegungsvorgängen bekannt, bei denen die gegenseitige Lage von Teilen eines magnetischen Kraftlinienweges verändert wird und die auftretende Widerstandsänderung einer Drossel oder die Änderung der gegenseitigen Induktion zweierSpulen durchStrommessung, Spannungsmessung oder auch durch Frequenzmessung festgestellt wird. Diese Verfahren sind von der Spannung und Frequenz der zugeführten Wechselleistung sowie von dem Widerstande der Leitung abhängig.Arrangement for the inductive remote transmission of motion processes, in particular for remote display of the pointer position of measuring instruments There are methods for remote display of motion processes known in which the mutual position of parts of a magnetic line of force path is changed and the change in resistance that occurs a choke or the change in the mutual induction of two coils by current measurement, Voltage measurement or by frequency measurement is determined. These procedures depend on the voltage and frequency of the AC power supplied and on the Resistances of the line dependent.

Die Abhängigkeit von den Betriebsgrößen suchen weiterhin bekannte Anordnungen dadurch zu mindern, daß der magnetische Fluß zweier Magnete durch ein gemeinsames Schlußstück fließt, dessen relative Lage zu den Magneten mit dem Bewegungsvorgang verändert wird. Mit der Lagenänderung des Schlußstückeswerden die magnetischen.Widerstände der beiden magnetischen Kreise verändert, es wird der resultierende Fluß imSchlußstück von einem maximalen Werte zu Null und wieder zu einem entgegengesetzt gerichteten maximalen Werte verändert. Durch Änderung desmagnetischenFlussesimSchlußstück wird die Größe der magnetischenRichtkraft, die auf das Schlußstück wirkt, mit dem Bewegungsvorgang verändert. Das Meßverfahren wird somit zur Fernübertragung der Zeigerstellung von Meßinstrumenten, bei der nur sehr kleine Richtkräfte zur Verfügung stehen, unbrauchbar. Vorliegende neue Anordnung- zur induktiven Fernübertragung von Bewegungsvorgängen arbeitet gleichfalls in hinreichenden Grenzen unabhängig von den Betriebsgrößen. Sie bringt gegenüber den bekannten Anordnungen dadurch einenwesentlichenFortschritt, daß keine mit dem Bewegungsvorgange veränderliche magnetische Richtkraft auf das bewegte Schlußstück auftritt.The dependence on the company sizes are still looking for well-known To reduce arrangements by the fact that the magnetic flux of two magnets through one common tail flows, its relative position to the magnet with the movement process is changed. With the change in position of the end piece, the magnetic resistances increase of the two magnetic circuits changed, it becomes the resulting flux in the tailpiece from a maximum value to zero and again to an opposite one maximum values changed. By changing the magnetic flux in the end piece, the magnitude of the magnetic directional force acting on the tailpiece with the movement process changes. The measuring method is thus used for remote transmission of the pointer position of Measuring instruments with which only very small directional forces are available, unusable. The present new arrangement for the inductive remote transmission of motion processes also works within sufficient limits regardless of the size of the company. Compared to the known arrangements, it thereby brings a significant step forward, that no magnetic directional force that changes with the movement process acts on the moving final piece occurs.

Bei der- neuen Anordnung wird der Kraft-Linienweg eines Wechselstrommagneten in zwei gleichwertige Zweige geteilt. Auf jedem Zweige ist eine Wicklung aufgebracht, in der der fernzuübertragende Strom induziert wird. Mit dem Bewegungsvorgang wird die Lage eines den beiden Zweigen des Wechselstromrnagneten gemeinsamen magnetischen Schlußstückes derart geändert, daß mit der Verringerung des magnetischen Widerstandes in einem magnetischen Stromzweige eineErhöhung des Widerstandes in dem anderen magnetischen Stromzweige verbunden ist. Die in beiden Wicklungen induzierten Spannungen werden sich mit der Größe der magnetischen Widerstände der Zweige verändern, ihre Größen zeigen, beispielsweise durch Messung des Quotienten, den fernanzuzeigendenBewegungsvorgang an.-In-der Abb..-z ist ein grundsätzliches Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens gezeigt. Ein Elektromagnet r, der durch die Spule 2 erregt wird, trägt auf -den magnetischen Zweigen 3, 4 die Induktionsspulen 5 und 6. Das Eisenschlußstück 7 wird mit dem zu übertragenden Bewegungsvorgang vom Zweig 3 zum Zweig 4 geschoben. Bei der eingezeichneten-Stellung- des Schlußstückes 7 ist der magnetische Widerstand des Zweiges-3 sehr klein und der Widerstand des Zweiges q. sehr groß. Wird das Schlußstück nach rechts geschoben, so wird der Widerstand des Zweiges 3 größer und der Widerstand des Zweiges 4 kleiner. Liegt das Schlußstück unter dem Schenkel 4, so erreicht der Widerstand des Zweiges 4 sein Minimum und der Widerstand des Zweiges 3 sein Maximum. Mit der Änderung des magnetischen Widerstandes werden die in den Spulen 5 und 6 induzierten Spannungen zwischen ihrem maximalen und minimalen Wert geändert. Speist man mit diesen Spannungen ein Quotienteninstrument 8, so wird dieAnzeige des Quotienteninstrumentes ein Maß für die jeweilige Stellung des Schlußstückes 7 und somit für die Stellung des zu übertragenden Meßinstrumentes geben.With the new arrangement, the force line path of an alternating current magnet divided into two equal branches. A winding is applied to each branch, in which the current to be remotely transmitted is induced. With the movement process becomes the position of a magnetic common to both branches of the alternating current magnet Tail piece changed so that with the decrease in magnetic resistance in one magnetic branch an increase in resistance in the other magnetic branch Branches connected. The voltages induced in both windings will be change with the size of the magnetic resistance of the branches, their sizes show, for example by measuring the quotient, the movement process to be remotely displayed an.-In-the Fig ..- z is a basic embodiment of the inventive concept shown. An electromagnet r, which is excited by the coil 2, carries on -den magnetic branches 3, 4 the induction coils 5 and 6. The iron tailpiece 7 is pushed from branch 3 to branch 4 with the movement process to be transmitted. In the position shown in the end piece 7, the magnetic resistance is of branch-3 is very small and the resistance of branch q. very large. Will be the final piece pushed to the right, the resistance of branch 3 increases and the resistance of branch 4 smaller. If the tail is under the leg 4, it reaches the Branch 4 resistance is its minimum and branch 3 resistance is its maximum. With the change in magnetic resistance, those in coils 5 and 6 induced voltages changed between their maximum and minimum value. Feeds If a quotient instrument 8 is used with these voltages, the display of the quotient instrument becomes a measure for the respective position of the tail piece 7 and thus for the position of the measuring instrument to be transmitted.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens, das sich als besonders günstig erwies und gewissermaßen die Kombination zweier Anordnungen in Art der Abb. i darstellt, zeigt die Abb.2. Ein kreisförmiges Eisenstück g trägt die beiden Erregerspulen io, die derart angeschlossen sind, daß die Polarität -der Pole i1 und 12. jeweils gleich und dabei entgegengesetzt der Polarität der Pole 13 und 14 ist. Alle Pole tragen Induktionsspulen. Die Induktionsspulen i i und 14 sowie die Spülen 12 und 13 sind hintereinandergesehaltet. Ein Eisenflügel 15 ist als magnetisches Schlußstück zwischen den Polen angeordnet und wird durch den zu übertragendenBewegungsvorgang von der eingezeichneten Lage um maximal go° im Uhrzeigersinn ' gedreht. - Mit der prehung des Eisenflügels 15 ändern sich die magnetischen Widerstünde der magnetischen Stromgweige 1z, 14, und i2, 13; es wird der größte Teil des Kraftlinienflusses entweder zwischen den Zweigen i i und 14 oder- zwischen den Zweigen 12 und 13 fließen. Damit werden die in den Spulen induzierten Spannungen, deren Quotient das Instrument i6 anzeigt, entsprechend verändert. -Bei zylindrischer Bohrung des Polschenkels würde. dasEisenschlußstückdurchmagnetische Richtkraft stets in-eine mittlereLagezwischen beidePolpaare gedreht werden, da hier größte` Kraftliniendichte auftritt. Es wäre, somit eine Steuerung des Flügels durch Meßinstrumente geringerer Kraft nicht möglich. , Erfindungsgemäß werden die Pole derart geformt, daß der gesamte Kraftlinienfluß . unabhängig von der Stellung des Schlußstückes bleibt, -so .daß mit einer Drehung - des-. Schlußstückes keine Kraftlinienänderung verbunden ist und somit keine magnetische Richtkraft .der Drehung entgegenwirkt. Dieses wird beispielsweise durch eine im wesentlichen elliptische Bohrung derPole erreicht, derenDimensionierung, von-der magnetischen Streuung, der Dimensionierung der Induktionsspulen und von anderem mehr abhängt.An exemplary embodiment of the concept of the invention, which has proven to be particularly favorable and to a certain extent represents the combination of two arrangements in the manner of Fig. I, is shown in Fig.2. A circular piece of iron g carries the two excitation coils io, which are connected in such a way that the polarity of poles i1 and 12 is the same and opposite to the polarity of poles 13 and 14. All poles carry induction coils. The induction coils ii and 14 and the sinks 12 and 13 are placed one behind the other. An iron wing 15 is arranged as a magnetic connector between the poles and is rotated by the movement process to be transmitted from the position shown by a maximum of go ° clockwise. - With the prehunging of the iron wing 15, the magnetic resistance of the magnetic current branches 1z, 14, and i2, 13 change; the major part of the force line flow will either flow between branches ii and 14 or between branches 12 and 13. The voltages induced in the coils, the quotient of which is displayed by the instrument i6, are thus changed accordingly. - With a cylindrical bore of the pole leg would. the iron tailpiece must always be rotated into a central position between the two pairs of poles by means of a magnetic straightening force, since this is where the greatest density of lines of force occurs. It would therefore not be possible to control the wing using measuring instruments with less force. According to the invention, the poles are shaped in such a way that the entire flux of lines of force. regardless of the position of the final piece remains -so .that with one turn - the-. The end piece is not connected to any change in the line of force and thus no magnetic directional force counteracts the rotation. This is achieved, for example, by an essentially elliptical bore in the poles, the dimensions of which depend on the magnetic scattering, the dimensions of the induction coils and more.

Um eine möglichst winkelgetreue hbertragung zwischen Geber und Empfänger zu erzielen, wird gemäß eines weiteren Erfindungsgedankens als Empfangsvorrichtung ein Instrument verwendet, dessen Aufbau dem Geber analog ist. Die den Induktionsspulen (i i bis 14) der Gebervorrichtung entsprechenden Spulen sind dabei von der Gebervorrichtung gespeist, und ein Schlußstück 15 ist frei beweglich angeordnet. Da die Stromstärke in den Spülen proportional der in dein entsprechenden Geberspulen induzierten Spannung ist, wird sich das S.chlußstück im Empfänger entsprechend der Stellung des Schlußstückes im Geber einstellen.To ensure that the transmission between the transmitter and receiver is as accurate as possible to achieve, is according to a further inventive concept as a receiving device an instrument is used, the structure of which is analogous to the encoder. The induction coils (i i to 14) coils corresponding to the transmitter device are from the transmitter device fed, and a tail piece 15 is freely movable. As the amperage in the sinks proportional to the voltage induced in the corresponding transducer coils the final piece in the receiver will be in accordance with the position of the final piece set in the encoder.

Die Abb. 3 bringt ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Empfangsinstrument, das der in Abb. 2 dargestellten Gebervorrichtung entspricht. Der Eisenring 17 enthält diePole 18, ig, 2o, 2z, die von derGebervorrichtung gespeiste Wicklungen tragen. Zwischen den Polen ist der Eisenflügel 22, der einen Zeiger zur Anzeige des Bewegungsvorganges trägt, drehbar gelagert. ' Um zur Nullpunktkorrektur die Größe des Ausschlages des Empfangsinstrumentes verändern zu können, wird gemäß eines weiteren Erfindungsgedankens eine- galvanische oder induktive Kopplung .der Leitungen vom Geber zum Empfänger eingefügt. Bei Vergrößerung der gegenseitigen Kopplung wird -der Ausschlag des Empfangsinstrumentes kleiner, und bei Verminderung der- Kopplung oder bei Gegenkopplung wird der Ausschlag größer.Fig. 3 shows an embodiment of an inventive Receiving instrument that corresponds to the transmitter device shown in Fig. 2. The iron ring 17 contains the poles 18, ig, 2o, 2z, which are fed by the encoder device Wear windings. Between the poles is the iron wing 22, which has a pointer to the Display of the movement process carries, rotatably mounted. 'To go to zero point correction to be able to change the size of the deflection of the receiving instrument is according to Another inventive idea a galvanic or inductive coupling .der Lines inserted from the encoder to the receiver. When enlarging the mutual Coupling - the deflection of the receiving instrument is smaller, and when it decreases the coupling or in the case of negative coupling, the deflection is greater.

Die Abb. 4. zeigt als Ausführungsbeispiel das grundsätzliche Schema einer induktiven Nullpunktkorrektur. Das Geberinstrument ist schematisch durch den Kreis 23 und das Empfangsinstrument durch den Kreis- 24 dargestellt. In den beiden Doppelleitungen 25, 26 sind zwei Spulen 27,:28 eingefügt. Durch die Drehung der Spulen 27 kann die gegenseitige Kopplung der. Spulen und damit dieGröße des maximalen Ausschlages des Empfangsinstrumentes verändert werden.Fig. 4. shows the basic scheme as an exemplary embodiment an inductive zero point correction. The donor instrument is shown schematically by the Circle 23 and the receiving instrument represented by circle 24. In both Double lines 25, 26, two coils 27,: 28 are inserted. By rotating the Coils 27 can be the mutual coupling of the. Coils and thus the size of the maximum Deflection of the receiving instrument can be changed.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: i: Anordnung zur induktiven Fernübertragung von Bewegungsvorgängen, insbesondere zur Fernanzeige der Zeigerstellung von Meßgeräten, dadurch gekennzeichnet, daß der- Kraftlinienweg eines Wechselstrommagneten in zwei Zweige geteilt wird, auf die je eine Wicklung, in der der fernzuübertragende Strom durch Induktionswirkung hervorgerufen wird, aufgebracht ist, und daß mit dem Bewegungsvorgang die Lage eines den beiden Zweigen des Wechselstrommagneten gemeinsamen magnetischen Schlußstückes derart geändert wird, daß mit der Verringerung des magnetischen Widerstandes in dem einen magnetischen Stromzweige eine Erhöhung des Widerstandes in dem anderen magnetischen Stromzweige des Wechselstrommagneten verbunden ist. PATENT CLAIMS: i: Arrangement for inductive remote transmission of motion processes, in particular for the remote display of the pointer position of measuring devices, characterized in that, that the path of the line of force of an alternating current magnet in two branches divided is, on each one winding, in which the remotely transmitted current by induction effect is caused, is applied, and that with the movement process the position of a the two branches of the alternating current magnet common magnetic tail piece is changed so that with the decrease in magnetic resistance in in one magnetic branch an increase in resistance in the other magnetic branches of the alternating current magnet is connected. 2. Gebervorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schenkel eines Elektromagneten zwei Pole oder zwei Polpaare angebracht sind, zwischen denen mit dem Bewegungsvorgange ein Schlußstück gedreht wird, wobei die Polschuhe und das Schlußstück derart ausgebildet sind, daß der gesamte Kraftlinienfluß im Schlußstück unabhängig von der Stellung des Schlußstückes bleibt, so daß keine magnetische Richtkraft auf das Schlußstück ausgeübt wird. 2. Transmitter device according to claim i, characterized in that on the leg of an electromagnet two poles or two pole pairs are attached, between which with the motion process a tail piece is rotated, the pole pieces and the tail piece being formed in this way are that the entire flux of lines of force in the tailpiece regardless of the position of the tail piece remains, so that no magnetic directing force on the tail piece is exercised. 3. Empfangsvorrichtung zu einer Fernübertragungsanordnung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß in der Empfangsvorrichtung ein der Gebervorrichtung analoger Kraftlinienverlauf hergestellt wird und das frei bewegliche magnetische Schlußstück als Anzeigeorgan dient. .3. Receiving device for a remote transmission arrangement according to claim r, characterized in that one of the transmitter devices in the receiving device analog lines of force are produced and the freely movable magnetic The final piece serves as a display organ. . 4. FernübertragungsanordnungnachAnspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur des Nullpunktes eine variable galvanische, induktive oder auch kapazitive Kopplung zwischen den Leitungen vom Geber zum Empfänger eingefügt ist.4. Remote transmission arrangement according to claim i, characterized in that a variable galvanic, inductive or capacitive coupling between the lines from the transmitter to the receiver is inserted.