DE69702077T2 - Induktiver Weggeber - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung hat einen induktiven Wegaufnehmer mit zwei Elementen zum Gegenstand, die relativ zueinander entlang eines Weges beweglich und mit Windungen versehen sind, die entlang dieses Weges angeordnet sind und deren Induktivitäten sich in Abhängigkeit von der gegenseitigen Verschiebung der beiden Elemente periodisch verändern, sowie mit elektronischen Mitteln, um durch Messung der Induktivitäten der Windungen die Länge der benannten Verschiebung zu bestimmen, wobei die Windungen auf einem ersten der beiden Elemente angeordnet sind, während das zweite Element räumlich-periodische elektromagnetische Merkmale der Raumperiode T entlang dieses Weges aufweist, die in der Lage sind, die Induktivitäten der Windungen abzuwandeln, und wobei die benannten elektronischen Mittel an die auf dem ersten Element angeordneten Windungen angeschlossen sind, um in zumindest einem Teil der benannten Windungen einen elektrischen Strom zu erzeugen und die durch die Lage der räumlich-periodischen elektromagnetischen Merkmale des zweiten Elements erzeugten Effekte zu messen.[0001]
• Der Koordinatenwandler (Resolver) und der Synchro sind bekannte Ausführungen derartiger Winkelaufnehmer. Sie umfassen ein Drehelement bzw. einen Rotor mit einer Primärwindung und ein feststehendes Element bzw. einen Stator mit zwei oder drei Sekundärwindungen, deren Kopplungen mit der Rotorwindung sich in Abhängigkeit von der Winkelverschiebung des Rotors sinusartig verändern. Elektronische Mittel, zum Beispiel ein synchroner Digitalwandler, bestimmen die Winkelverschiebung des Rotors aus der Amplitude und Phase der in den Statorwindungen durch ein periodisches Bezugssignal an der Primärwindung eingekoppelten Signale. Die Genauigkeit solcher Aufnehmer kann einige Bogenminuten erreichen.[0002]
• Eine andere, nach demselben Prinzip funktionierende Ausführung eines linearen Wegaufnehmers oder Winkelaufnehmers ist der Inductosyn der Farrand Controls Inc., Valhalla, New York, dessen 0,25 mm voneinander beabstandete, einander gegenüberstehende Flächen der beiden Elemente Windungen umfassen, die aus ebenen Leitern bestehen, die haarnadelartige Schleifen mit einem Windungsschritt von 2 mm bilden. Die hier erreichbare Genauigkeit liegt bei der linearen Version im Mikrometerbereich, bei den Drehversionen im Bogensekundenbereich.[0003]
• Diese Aufnehmer werden insbesondere in der Luftfahrtelektronik und bei Werkzeugmaschinen eingesetzt, und zwar wegen ihrer Robustheit und ihrer Unempfindlichkeit gegenüber Verunreinigungen wie Wasser und Öl. Um Verzerrungen zu begrenzen, sind aber die Frequenzen der Messsignale niedrig, nämlich 400 Hz bis 10 kHz. Der auf diese niedrigen Frequenzen und, insbesondere im Falle des Inductosyns, auf die schwachen Induktivitäten der Windungen zurückzuführende geringe Wirkungsgrad bedingt einen erhöhten Stromverbrauch; darüber hinaus machen die biegsamen elektrischen Zwischenverbindungen bzw. die Kollektoren, die zwischen den beiden gegeneinander beweglichen Elementen erforderlich sind, die Aufnehmer sperriger und teurer. Diese Nachteile begrenzen ihr Anwendungsgebiet. Zum Beispiel können sie nicht die kapazitiven Aufnehmer in Schublehren oder anderen kleinen Instrumenten ersetzen, die mit Batterien betrieben werden, um wasserunempfindlich zu sein.[0004]
• Aus dem Dokument US 4 417 208 ist ein Distanz- und Geschwindigkeits- Messgerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 bekannt. Dieses Gerät umfasst entweder eine einzige Windung oder eine Folge von sämtlich in Reihe geschalteten Windungen. Ein elektrischer Strom wird in dieser Windung oder Folge von Windungen erzeugt, und man misst die Wirkung, die durch nahebei angeordnete Zonen hervorgerufen wird, die auf dem zweiten Element vorgesehen sind, das eine gezahnte Struktur umfasst. In diesem bekannten Gerät dient somit ein und dieselbe Windung oder Reihe von Windungen gleichzeitig als induzierendes Element und als Messelement. Wenn sich eine nahebei angeordnete Zone einer Windung gegenüber befindet, verringert sich die Amplitude der elektrischen Schwingungen in der Windung oder Reihe von Windungen. In diesem bekannten Gerät misst man folglich Amplitudenveränderungen in ein und derselben Windung. Die Veränderungen der Induktivität, die für die Veränderungen des Abstands zwischen dem ersten und zweiten Element charakteristisch sind, spielen ebenfalls eine grosse Rolle und können die Messergebnisse beträchtlich verfälschen. Eine genaue Interpolation ist daher schwierig, wenn nicht sogar unmöglich. Schliesslich ist es auch unmöglich, eine Änderung der Bewegungsrichtung festzustellen, wenn die Amplitude des einzigen Signals einen Minimal- oder Maximalwert hat und folglich eine Falschmessung der Position erfolgt.[0005]
• Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diese Nachteile abzustellen, und ist deshalb dadurch gekennzeichnet, dass die benannten elektronischen Mittel so angeordnet sind, dass sie in einem ersten Teil der Windungen, die zumindest zeitweise induzierend sind, einen elektrischen Strom erzeugen und in einem zweiten Teil der Windungen, die zumindest zeitweise induziert sind, die induzierten Signale messen. [0007] Diese Merkmale gestatten es, ein nach einem anderen Messprinzip arbeitendes Gerät zu erhalten, das Distanzmessungen mit grosser Genauigkeit gestattet, die Möglichkeit einer zuverlässigen Interpolation sowie den Vorteil schafft, bei der Messung den Beitrag von Eigeninduktivitäten, die beträchtlich höher als die gegenseitigen Induktivitäten sind, zu vermindern oder sogar auszuschalten.[0006]
• [0008] Vorteilhafterweise weist das erste Element Windungen oder Windungsgruppen einer räumlich-periodischen Konfiguration mit der Raumperiode 2T entlang des Weges auf. Der Einfluss des zweiten Elements auf diese Windungen, der somit über eine Zone von mehreren Raumperioden T ausgeübt wird, wird also verstärkt, während Fehler, die auf lokale Änderungen dieses Einflusses zurückgehen, vermindert werden.
• [0009] Günstig ist es, den zweiten Teil der Windungen um 90º phasenverschoben zum ersten Teil der Windungen anzuordnen, d. h. für eine Raumperiode 2T der Windungen um T/2 versetzt, wodurch die direkte gegenseitige Induktivität zugunsten der durch die Gegenwart des zweiten Elements hervorgerufenen Induktivität ausge wird.
• [0010] Eine sehr vorteilhafte Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element N Windungen aufweist, die auf ein und derselben Fläche ineinander verschlungen und gegeneinander entlang des benannten Weges um einen Abstand, der einer ganzen Zahl der Grössen T/N entspricht, versetzt sind. Man erhält somit ein sehr kleines erstes Element, eine optimale Kopplung und vor allem eine geringere Empfindlichkeit gegenüber geometrischen Unvollkommenheiten. Insbesondere bleiben die Schwankungen im Abstand zwischen den Flächen der beiden Elemente, die durch Fehlausrichtung, Führungs- und Gestaltsfehler hervorgerufen werden, über geringe Entfernungen geringfügig - und verursachen somit nur wenig Störung in einer Gesamtheit ineinander verschlungener Schleifen, umso mehr, als Lokaleffekte über die gesamte Ausdelmung der Schleifen gemittelt werden.
• (0011) In einer günstigen Abwandlung bestehen die Windungen aus je zwei teilweise überlagerten Hin- und Rückschleifen, deren Anschlüsse an die elektronischen Mittel auf ein und derselben Seite des ersten Elements angeordnet sind, wobei die beiden Schleifen miteinander auf der anderen Seite des ersten Elements verbunden sind. Dieser Aufbau gestattet sehr kurze elektrische Verbindungen, wodurch parasitische Induktivitäten und die Abstrahlung auf ein Minimum beschränkt, die Induktivitäten für eine gegebene Fläche hingegen vervierfacht werden.
• [0012] Vorteilhafterweise können die Windungen nach beiden Seiten des ersten Elements hin fortschreitend verkürzt sein. Dadurch lassen sich die gegenseitigen Induktivitäten abgleichen, während die Empfindlichkeit eines linearen Wegaufnehmers endlicher Länge gegenüber Fehlausrichtungen vermindert wird.
• [0013] Vorteilhafterweise kann die induktive Kopplung zwischen Windungen des ersten Elements vermittels induzierter Ströme oder durch Wirbelströme im zweiten Elemente hergestellt werden; dieses hat deshalb eine räumlich-periodische Leiterkonfiguration der Raumperiode T entlang dieser Achse. Mehrere Ausführungsformen sind möglich: zum Beispiel eine Reihe von geschlossenen Schleifen, leitfähige Bereiche auf einem isolierenden Substrat oder aber ein leitendes Teil in Gestalt einer Leiter oder eines Lochbandes oder mit einem periodischen Relief. Man erhält dadurch Skalen, die sich in einer grossen Auswahl von Materialien leicht fertigen lassen.
• [0014] Günstigerweise sind die benannten elektronischen Mittel so eingerichtet, dass sie die induktiven Kopplungen zwischen zumindest zwei Windungen oder Gruppen von Windungen des induktiven Widerstands L und des Widerstands R messen, wobei ein Spannungsimpuls von kürzerer Zeitdauer als die Zeitkonstante L/R an die Anschlüsse von zumindest einer der Windungen oder Windungsgruppen angelegt wird und der induzierte Spannungspuls an den Anschlüssen von zumindest einer anderen Windung oder Windungsgruppe gemessen wird. Dies gestattet den Einsatz sehr kurzer Messsignale, die weit auseinander liegen können, um einen schwachen mittleren Stromverbrauch zu erzielen. Ferner führen diese kurzen Pulse zu einem guten Wirkungsgrad des Aufnehmers, da die Widerstandsverluste gering bleiben.
• [0015] Eine bevorzugte Ausführungsform umfasst drei Windungen in Schleifenform, die sternförmig miteinander verbunden und entlang des benannten Weges voneinander um einen Abstand versetzt sind, der einem ganzen Vielfachen der Grösse T/3 entspricht, wobei die elektronischen Mittel so angeordnet sind, dass ein Spannungspuls an die Anschlüsse einer der Windungen angelegt wird und die in den anderen beiden Windungen induzierten Pulse so miteinander kombiniert werden, dass ein Abtastsignal erhalten wird, das dem einer fiktiven Zwischenwindung entspricht, die entsprechend einer um 90º phasenverschobenen Stellung um einen Abstand von T/2 gegen die induzierende Windung verschoben ist.
• [0016] Günstigerweise sind die elektronischen Mittel so eingerichtet, dass sie die induzierenden und induzierten Windungen zeitlich-periodisch gegeneinander versetzen, um pro Raumperiode T sechs Abtastsignale zu erhalten, die ein periodisches Signal bilden, dessen vermittels eines Filters erhaltene Grundkomponente eine Phase besitzt, die sich proportional zum Weg um eine volle Drehung pro Raumperiode T verändert.
• [0017] Somit genügen vier Verbindungen zwischen den Schleifen und den elektronischen Messmitteln. Die drei Schleifen ergeben, selbst wenn sie auf einer gedruckten Schaltung ausgeführt sind, eine Raumperiode T von weniger als einem Millimeter, was eine erhöhte Messgenauigkeit mit einfachen elektronischen Mitteln gestattet. Ein solcher Aufnehmer ist daher einfach, robust, genau und leicht miniaturisierbar. Sein schwacher Stromverbrauch gestattet seinen Einsatz in kleinen, batteriebetriebenen Geräten wie zum Beispiel Schublehren, die gegen Wasser und andere Verschmutzungen unempfindlich sein müssen.
• [0018] Weitere Vorteile gehen aus den in den Unteransprüchen ausgedrückten Merkmalen und aus der Beschreibung hervor, die nachstehend die Erfindung eingehender mit Hilfe von Zeichnungen vorstellt, die schematisch und beispielhaft eine Ausführungsform und Abwandlungen darstellen.
• [0019] Fig. 1 zeigt als Beispiel die beiden gegeneinander beweglichen Elemente eines erfindungsgemässen Aufnehmers, wobei das erste Element vier Windungen in Gestalt ebener Schleifen umfasst und das zweite Element ein Leiterband mit Fenstern ist.
• [0020] Fig. 2 veranschaulicht die in Abhängigkeit von der Verschiebung eines zweiten Elements oder einer Skala zwischen zwei Schleifen induzierten Signale.
• [0021] Fig. 3 zeigt ausschnittsweise die beiden Elemente eines erfindungsgemässen Aufnehmers, dessen erstes Element drei ineinander verschlungene Schleifen umfasst.
• [0022] Fig. 4 zeigt als eine Abwandlung eine andere mögliche Konfiguration von drei ineinander verschlungenen Windungen.
• [0023] Fig. 5A bis 5E veranschaulichen einige Beispiele und Abwandlungen von erfindungsgemässen zweiten Elementen.
• [0024] Fig. 6 stellt schematisch elektronische Mittel eines erfindungsgemässen Aufnehmers dar, die drei sternförmig miteinander verbundene Windungen umfassen.
• [0025] Fig. 7 zeigt eine Folge von sechs Kopplungssignalkonfigurationen an diesen drei Schleifen.
• [0026] Fig. 8 veranschaulicht die Wellenformen der Digital- und Analogsignale der in Fig. 6 gezeigten elektronischen Mittel.
• [0027] Die beiden relativ zueinander entlang eines Weges oder einer Achse X beweglichen Elemente eines erfindungsgemässen Aufnehmers sind in Fig. 1 dargestellt. Das erste Element 1, das zum Beispiel einen Cursor bildet, umfasst vier Leiterwindungen 1A bis 1D in Gestalt von Haarnadelschleifen auf der Fläche, die dem zweiten Element 2 gegenüberliegt, von dem nur der rechte Teil sichtbar ist, um das erste Element 1 nicht zu verdecken. Das zweite Element 2, das zum Beispiel ein Lineal oder eine Messskala bildet, ist ein entlang der X-Achse mit einer Reihe von Fenstern 21 versehenes Leiterband und bildet somit die Messskala. Die Raumperiode bzw. der Schritt dieser Fenster 21 ist als T definiert. Die Schleifen 1A bis 1D des Elements 1 haben einen Schritt 2T entlang der X-Achse und können daher elektromagnetische Felder derselben Raumperiode 2T induzieren oder nachweisen. Die Kopplung zwischen induzierenden und induzierten Schleifen wird durch die Messskala 2 räumlich-periodisch beeinflusst, wobei die Fenster 21 mit den benachbarten Leitern ebenso viele Schleifen bilden, die als Vermittler zwischen induzierenden und induzierten Windungen des ersten Elements 1 dienen. Der Drehsinn der durch die Schleifen induzierten Ströme wechselt von einem Fenster zum nächsten, so dass sich diese Ströme gegenseitig in den Stegen 22 zwischen den Fenstern 21 verstärken. Das elektromagnetische Feld bleibt daher auf die Nähe der Schleifen begrenzt, was erhöhte Messfrequenzen bei einer geringen Messverzögerung zulässt, wenn zum Beispiel der Aufnehmer Teil eines Regelkreises ist, oder sehr kurze Messpulse, die für einen geringen mittleren Stromverbrauch genügend weit beabstandet sind, wenn der Aufnehmer Teil eines batteriegespeisten Messgerätes ist.
• [0028] Die Kopplungen werden bevorzugt zwischen Schleifen gemessen, die gegenseitig um 90º phasenverschoben, d. h. um ein Viertel ihres Schrittes entlang X bzw. um T/2 versetzt sind, und zwar um ihre direkte Kopplung auf ein Minimum zu begrenzen. In Fig. 1 handelt es sich um die Schleifenpaare 1A, 1C und 1B, 1D, wobei wohlverstanden jedes Paar so angeordnet ist, dass es sich den gleichen Fenstern 21 der Skala 2 gegenüber befindet, um die Kopplung durch Vermittlung dieser Fenster zu gestatten.
• [0029] Die Kopplung von einer Schleife zur anderen ist für eine gedachte Verschiebung der Skala mit konstanter Geschwindigkeit sehr schematisch in Fig. 2 dargestellt, und zwar für vier aufeinanderfolgend um T/4 versetzte, momentane Stellungen und mit den Wellenformen der während dieser Bewegung induzierenden und induzierten Signale. Die Steuerspannung V1, die beispielsweise aus einer Reihe von Rechteckpulsen besteht, wird an die Anschlüsse der Schleife 1A angelegt und verursacht durch deren Induktivität eine Reihe von Strompulsen I1 in Rampenform in der Schleife 1A. Diese Pulse I1 induzieren Ströme 12 um die den Schleifen 1A, 1B gegenüberliegenden Fenster 21 der Skala 2 herum, und diese Ströme 12 ihrerseits induzieren Spannungspulse Vm an den Anschlüssen der Schleifen 1C, 1D. In der Anfangskonfiguration 0 (null) links in Fig. 2 haben die Ströme 12 in der Skala 2 die höchste Amplitude, wobei die Kopplung oder gegenseitige Induktion zwischen der Schleife 1A und der Skala maximal ist; die Spannung Vm an den Anschlüssen der Schleife 1C hingegen ist null, weil sich diese Schleife um 90º phasenverschoben gegen die Skala findet. Die um T/4 verschobene Skala schwächt die Kopplung zwischen de Schleife 1A und der Skala ab, aber verstärkt die Kopplung zwischen der Skala und der Schleife 1 C; das Produkt dieser Kopplungen hat hier ein Maximum, ebenso daher die Spannung Vm an den Anschlüssen von 1C. Bei einer Verschiebung um T/2 ist die Schleife 1A um 90º gegen die Skala phasenverschoben, was zu einer Spannung Vm von null führt. Für eine Verschiebung um 3T/4 schliesslich hat die Spannung Vm erneut einen Höchstwert, aber mit dem umgekehrten Vorzeichen der Spannung V1, da die relative Richtung der durch Vermittlung der Skala gekoppelten Windungen gewechselt hat. Zur Verdeutlichung sind die Zwischenpulse ebenfalls in Fig. 2 gezeigt. Es ist zu sehen, dass sich die Spannung Vm mit der Verschiebung periodisch ändert, wobei die Raumperiode T ist.
• [0030] Die von den beiden Paaren 1A, 1C und 1B, 1D von 90º phasenverschobenen, um 1,25 T gegeneinander versetzten Schleifen in Fig. 1 erhaltenen Spannungen Vm sind also periodische Funktionen mit einer Raumperiode T und um T/4 entlang der X- Achse versetzt, wodurch die Grösse und Richtung der Verschiebung entlang der X- Achse unzweideutig gemessen werden kann.
• [0031] Es sei hier bemerkt, dass man den Kopplungseffekt der Skala auch direkt in der induzierenden Schleife messen kann, da ja die Eigeninduktivität einer Windung auch durch die Nachbarschaft des zweiten Elements beeinflusst wird; für die in solchen Aufnehmern vorgesehenen Kopplungsgrade ist aber die durch die Skala verursachte relative Änderung der Eigeninduktivität gering, nämlich in der Grössenordnung von 10%, so dass geringe Änderungen dieser Induktivität, die zum Beispiel von geometrischen oder Verdrahtungsfehlern herrühren, die Messung stark beeinflussen können, da in diesem Falle diese Effekte nicht unterschieden werden können.
• [0032] Die Anordnung der Schleifen 1A bis 1D in Fig. 1 hat den Vorteil, dass sie mit einer einzigen Metallschicht ausgeführt werden kann. Hingegen ist sie nicht kompakt, und die Ausführungsvarianten des zweiten Elements bzw. der Skala 2 sind dadurch beschränkt, dass sie die lokale Kopplung zwischen zumindest zwei getrennten Schleifen gewährleisten müssen. Ferner ist der Kopplungsgrad vermindert, indem jede Schleife nur den halben Umriss eines Fensters abdeckt. Schliesslich ist zwischen entlang der X-Achse verteilten Schleifen, zum Beispiel 1A und 1B in Fig. 1, die Kopplung unmöglich.
• [0033] Es ist daher äusserst vorteilhaft, in einem erfindungsgemässen Aufnehmer Windungen in Gestalt von ineinander verschlungenen Schleifen zu haben, wie sie beispielhaft in Fig. 3 gezeigt sind. Man behebt somit alle vorgenannten Nachteile mit einer zusätzlichen Leitschicht, deren Kosten sogar durch eine Verringerung der Substratoberfläche kompensiert werden können. Mehrere Konfigurationen einer beliebigen Anzahl N von ineinander verschlungenen Schleifen sind somit möglich.
• [0034] In Fig. 3 befindet sich ein erstes Element oder ein Cursor 31 mit N 3 ineinander verschlungenen Schleifen 31A, 31B, 31C, die einen Schritt von 2T haben und aufeinanderfolgend um 2T/3 versetzt sind, einem zweiten Element oder einer Skala 32 gegenüber, hier einem Leiterband mit einer Reihe von Fenstern 321 und Stegen 322, die einen Schritt von T haben. Es ist ersichtlich, dass die Schleifen 31A, 31B, 31C auf dem ersten Element 31 in zwei Metallisierebenen ausgeführt sind, damit sie einander kreuzen können. Der Durchgang bzw. die leitende Verbindung von einer Ebene jeder Schleife zur anderen erfolgt über Kontakte 310. Anderswo sind die Leiter durch eine in Fig. 3 nicht sichtbare, dünne Schicht isoliert, zum Beispiel im Falle einer Dünnschichtausführung oder einer integrierten Schaltung, jedoch kann diese Schicht sehr wohl auch dicker sein, zum Beispiel eine isolierende Schicht einer mehrlagigen gedruckten Schaltung oder die gedruckte Schaltung selbst, wobei sich das Substrat des ersten Elements 31 in letzterem Falle zwischen den beiden Leitschichten befindet, im Gegensatz zu Fig. 3, wo diese sich auf derselben Seite des Substrats befinden.
• [0035] Da ihre Kontakte oder metallisierten Löcher 310 einen Schritt von 2T/3 aufweisen, können die Schleifen 31A, 31B, 31C der Fig. 3 leicht auf einer gedruckten Schaltung realisiert werden, wenn der Schritt T in der Grössenordnung von Millimetern liegt. Wenn aber der Schritt zwischen diesen Kontakten auf T/3 vermindert werden kann, wie in Fig. 4, dann können kompaktere Windungen realisiert werden. In Fig. 4 besteht jede der Windungen 41A, 41B, 41C des ersten Elements 41 aus zwei in Reihe geschalteten Hin- und Rückschleifen, deren geradlinige Abschnitte quer zu x einander überlagert sind, wodurch sich ihre Induktivität bei gegebener Fläche vervierfacht. Man kann tatsächlich sehen, dass die geradlinigen Abschnitte der Windung 41B, deren Hin- und Rückschleifen in Fig. 4 deutlich gemacht sind, von den induzierenden oder induzierten Strömen im gleichen Sinne durchflossen werden, wie durch Pfeile angezeigt. Auf Grund dieser hin- und rückläufigen Konfiguration der Windungen sind die Verbindungen auf ein und derselben Seite und können daher sehr kurz sein, wodurch die parasitären Induktivitäten und die Abstrahlung auf ein Minimum reduziert werden. Die Schleifen der Windungen der Fig. 4 verkürzen sich zu den Enden hin fortschreitend, um gegenseitige Induktivitäten auszugleichen und die Empfindlichkeit dieser Konfiguration endlicher Länge gegenüber Fehlausrichtungen eines solchen linearen Wegaufnehmers zu vermindern. In einer Drehversion genügt es, wenn beispielsweise die Windungen über den gesamten Umfang verteilt werden.
• [0036] Je nach der Anwendung wird man eine dieser Lösungen oder noch eine andere Konfiguration bevorzugen. Diese ineinander verschlungenen Windungen bean spruchen weniger Platz, sind gegenüber Gestaltsabweichungen weniger empfindlich und funktionieren mit einer grossen Vielfalt von Skalen, die leitend wie in den obigen Beispielen oder magnetisch durchlässig sein können, wobei die Modulation der Kopplungsfelder dann durch die Nachbarschaft der Stege 322 der Skala 32 erfolgt. [0037] Die Skala kann homogen sein, wie in Fig. 1, oder sie kann auf einem Substrat abgeschieden sein. An Stelle von geometrischen Eigenschaften wie der Fenster der Fig. 1 kann sich ihr Einfluss auf die elektromagnetischen Felder aus lokalen Änderungen der Leitfähigkeit wie zum Beispiel durch Dotierung eines Halbleiters oder der Durchlässigkeit wie zum Beispiel durch ein Magnetband ergeben. Jedoch sind Metallleiterskalen wegen ihrer Eigenschaften, nämlich Abriebwiderstand, Beständigkeit gegenüber Verschmutzung und Wärme, geringer Wärmeausdehnung, Stabilität und Steifigkeit, besonders vorteilhaft. Skalen mit Leitern auf isolierenden Substraten sind gleichfalls interessant, da sie aus einer preisgünstigen gedruckten Schaltung oder aus einer Schaltung bestehen können, die aus einer dünnen Leitschicht auf einem keramischen Substrat besteht, das leicht, aber sehr genau und sehr stabil ist und einen geringen Ausdehnungskoeffizienten hat.
• [0038] Einige Beispiele von erfindungsgemässen zweiten Elementen oder Skalen werden in Fig. 5A bis 5E gezeigt. Die Skala 5A für einen Winkelaufnehmer hat die Gestalt einer leitenden Scheibe, die mit radialen Fenstern versehen ist. Skala 5B hat Leiterschleifen auf einem isolierenden Substrat. Diese beiden Skalen können von Windungen gelesen werden, die ineinander verschlungen sind oder die es nicht sind. Die Skala 5C umfasst leitende Inseln, in denen Wirbelströme induziert werden. Die Skala 5D ist ein Relief, das durch die Wirbelströme unter der zunächst befindlichen Oberfläche des ersten Elements wirkt. Um wirksam zu sein, genügt eine Reliefhöhe von 0,2 T. Die leitende oder magnetisch durchlässige Skala 5E hat ein Relief in zwei Dimensionen, was die Ablesung beider Koordinaten durch zwei entlang zweier orthogonaler Achsen angeordnete erste Elemente gestattet. Diese Skalen 5C bis 5E müssen von ineinander verschlungenen Schleifen abgelesen werden. Weitere erfindungsgemässe Skalen sind möglich, wobei die Wahl der optimalen Skala von der Anwendung abhängt.
• [0039] Elektronische Mittel für erfindungsgemässe Aufnehmer werden hierunter beispielhaft für einen Aufnehmer beschrieben, der drei Windungen auf dem ersten Element umfasst, wie sie in Fig. 3 und 4 veranschaulicht sind. Fig. 6 zeigt schematisch diese elektronischen Mittel bzw. diesen Schaltkreis mit den drei Schleifen A, B, C, die ineinander verschlungen, aber der Deutlichkeit halber getrennt dargestellt sind. Sie sind sternförmig zusammengeschaltet, wobei hier ihre gemeinsamen Anschlüsse an eine positive Spannung V+ gelegt sind, die die Speisespannung des Kreises sein kann. Die anderen Anschlüsse, die mit LA, LB, LC bezeichnet sind, sind an die entsprechenden Steuertransistoren TA, TB, TC, an überspannungsbegrenzende Dioden DA, DB, DC sowie an die gleichnamigen Anschlüsse LA, LB, LC der Weitergabegatter oder Schalttransistoren TG angeschlossen. Die Steuertransistoren sind Feldeffekttransistoren vom NMOS-Typ.
• [0040] Das Messprinzip ist wie folgt. Man misst die Kopplung über die Skala, indem man einen Spannungspuls in der Schleife A erzeugt und gleichzeitig die Differenz der in den beiden anderen Schleifen B und C induzierten Spannungen abtastet, wobei die induzierenden und induzierten Schleifen somit um 90º phasenverschoben sind, wie weiter unten zu sehen sein wird.
• [0041] Diese Kopplung ändert sich räumlich-periodisch mit einer Raumperiode T, wie es unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert worden ist, und man kann daher eine periodische Folge von Abtastspannungen einfach dadurch gewinnen, dass man den nächsten Puls in der folgenden Schleife B induziert und die Spannungsdifferenz der folgenden Schleifen C, A abtastet, usw. Diese Folge liefert drei Abtastsignale pro Periode, was genügt, um die Phase des abgetasteten Signals zu bestimmen.
• [0042] Diese ändert sich linear mit der Verschiebung, sofern die räumlichen Harmonischen der Kopplungskennlinie in Abhängigkeit von der Verschiebung vernachlässigt werden können. Das ist normalerweise der Fall, da die geraden räumlichen Harmonischen schwach sind, die dritte räumliche Harmonische nicht abgetastet wird und die Harmonischen von fünfter und höherer Ordnung bei genügendem Abstand zwischen der die Schleifen tragenden Oberfläche und der Skalenoberfläche, d. h. einem Abstand von der Grössenordnung 0,2 T, stark gedämpft sind. Die räumlichen Harmonischen des Feldes einer Schleife verringern sich nämlich exponentiell mit dem Abstand, wobei sich eine Harmonische der Ordnung m über einen Abstand von 0,22 T/m um die Hälfte verringert. Die Phase des Signals kann dann in Abhängigkeit von den Zahlenwerten der Amplitude und von der Polarität der drei abgetasteten Span nungen berechnet werden. Das Verfahren ist schnell, verlangt aber einen Analog- Digital-Wandler und ein Rechenwerk.
• [0043] Die hier beispielhaft beschriebenen und in Fig. 6 veranschaulichten elektronischen Mittel bestimmen die Phase direkt durch Filtern eines sechsmal pro Periode abgetasteten Signals, wobei das Tiefpassfiltern bei höherer Anzahl von abgetasteten Signalen pro Periode einfacher ist. Die dritte räumliche Harmonische wird in diesem Falle abgetastet, kann aber ausgefiltert werden. Hingegen wird die fünfte räumliche Harmonische durch die Abtastung auf die Grundschwingung transponiert und muss daher vorher schon genügend gedämpft sein, zum Beispiel durch die Gestalt der Schleifen und der Skala oder einfach durch einen genügenden Abstand, wie weiter oben angedeutet.
• [0044] Fig. 7a bis 7f zeigen eine Möglichkeit, mit drei sternförmig geschalteten Schleifen, wie sie in Fig. 3 gezeigt werden, sechs Konfigurationen pro Periode T zu erzeugen, dabei aber die Phasenverschiebung von 90º zwischen induzierenden und induzierten Schleifen zu wahren. Die sternförmig zusammengeschalteten, ineinander verschlungenen Schleifen A, B, C sind dort mit ihrem gemeinsamen Anschluss auf der rechten Seite dargestellt; bei Windungen wie in Fig. 4 gezeigt, die aus je zwei übereinandergelegten Hin- und Rückschleifen bestehen, deren Ströme die gleiche Richtung haben, wären natürlich alle Anschlüsse auf derselben Seite. Volle Pfeile bezeichnen die induzierende Schleife und die Richtung des induzierenden Stromes, während hohle Pfeile induzierte Schleifen und die Polarität des Messsignals bezeichnen. In Fig. 7a ist die Schleife A induzierend, während Schleifen B und C induziert sind. Da ihre benachbarten Abschnitte die gleiche Polarität des Messsignals besitzen, entsprechen sie also einer gegen die induzierende Schleife um 90º phasenverschobenen fiktiven Zwischenschleife, so dass ihre gegenseitige Kopplung in Abwesenheit der Skala null ist. Hier sind die Schleifen so konfiguriert, dass die Polaritäten des Messsignals an den Anschlüssen immer umgekehrt sind: In Fig. 7a weist der hohle Pfeil, der die Polarität der Schleife B anzeigt, vom Anschluss LB weg, während der Pfeil der Schleife C auf den Anschluss LC weist; man misst also die Spannungsdifferenz. Bei Versetzung der Konfiguration der Fig. 7a um T/6 bemerkt man, dass nunmehr die induzierende Schleife sich zwischen zwei Schleifen befände, die also induzierend würden, was den Stromverbrauch und die Komplexität des Schaltkreises erhöhen würde; hingegen fiele die fiktive induzierte Schleife auf eine wirkliche Schleife. Da man aber eine Kopplung misst, kann man ohne weiteres induzierende und induzierte Schleifen vertauschen und so die Konfiguration der Fig. 7b erhalten, in der Schleifen A, B induziert und Schleife C induzierend sind. Bei jeder Versetzung um T/6 werden so die induzierenden und induzierten Schleifen vertauscht, um so die verbleibenden Konfigurationen zu erhalten, immer mit einer induzierenden Schleife und zwei induzierten Schleifen. In Fig. 7c und 7d schliesslich sind die Pfeilrichtungen umgekehrt, damit man nur eine einzige Richtung des induzierenden Stromes in den Windungen hat und so die Steuerkreise vereinfacht werden. Indem man gleichzeitig die Polaritäten der Messsignale umkehrt, ist die Polarität des Kopplungssignals weiterhin richtig.
• [0045] Diese sechs Konfigurationen werden durch den Schaltkreis 10 der Fig. 6 erzeugt. Dazu erzeugt ein Generator 50 an seinem Ausgang CP eine Pulskette, die einem dreistufigen Schieberegister 51 als Taktgeber dient und die Logikgatter 6A bis 6C und 7a bis 7f vom UND-Typ steuert. Der Eingang D des Schieberegisters 51 wird von einem Logikgatter 52 vom Typ des invertierten ODER gesteuert, das an die ersten beiden Ausgänge Q1, Q2 des Registers angeschlossen ist, was einen Dreifachzähler ergibt, wobei sich jeder seiner Ausgänge Q1, Q2, Q3 nacheinander im Logikzustand 1 befindet, während sich die anderen beiden Ausgänge im Logigzustand 0 befinden. Der Wechsel von einem Zustand zum anderen erfolgt auf der Rückflanke des an CP liegenden Signals. Die Rückflanke des am Ausgang Q3 liegenden Signals kippt einen Teiler 53, dessen Ausgang RP zwischen den Logikzuständen 0 und 1 abwechselt. Zur Verdeutlichung sind die Wellenformen der Signale an CP, Q1, Q2, Q3 und RP in Fig. 8 dargestellt. Der Ausgang Q1 ist zu Anfang im Logikzustand 1 gezeigt, die Ausgänge RP und CP im Logikzustand 0.
• [0046] Wenn CP in den Logikzustand 1 gelangt, d. h. wenn ein Puls beginnt, wird das Gatter 6A der Fig. 6 aktiviert und schaltet den Transistor TA ein, der den Anschluss LA der Schleife A an Masse legt (null Volt). Schleife A wird daher induzierend. Gleichzeitig hat das Gatter 7a, dessen einer Eingang über den Inverter 54 das Komplement des an RP liegenden Signals empfängt, seine drei Eingänge im Logikzustand 1 und schaltet zwei Gatter oder Schalttransistoren TG ein, wovon einer den Anschluss LC der Schleife C mit dem Kondensator C1 und dem "+"-Eingang des Differen tialeingangsverstärkers 80 verbindet, während der andere den Anschluss LB der Schleife B mit dem Kondensator C2 und dem "-"-Eingang des Verstärkers 80 verbindet. Man erhält somit die Konfiguration der Fig. 7a und kann leicht überprüfen, dass die Konfigurationen der Fig. 7b bis 7f wirklich durch den Kreis der Fig. 6 erzeugt werden.
• [0047] Am Ende des Pulses am Ausgang CP werden die Schalttransistoren TG ausgeschaltet, während die Kondensatoren C 1 und C2 die in den Schleifen C und B induzierten Spannungen gespeichert haben; der Steuertransistor TA ist ausgeschaltet. Fig. 8 zeigt auch die Wellenformen an den Anschlüssen LA, LB, LC sowie das abgetastete und verstärkte differentielle Signal AS am Ausgang des Verstärkers 80 und das gefilterte Signal AF am Ausgang des Filters 90. Indem man die Phasenverschiebung zwischen dem Signal AF und der Bezugsphase RP misst, erhält man eine der Verschiebung proportionale Grösse, wobei eine Umdrehung von 360º Phasenverschiebung einer Raumperiode T der Skala entspricht. Die Messung einer Phasenverschiebung über eine beliebige Anzahl von Perioden hinweg ist wohlbekannt. Zum Beispiel kann sie auf einen Zeitunterschied zwischen gleichpoligen Übergängen des Signals AF und der Phase RP zurückgeführt werden. Da sie aber eine Ambiguität in Gestalt einer ganzen Zahl von Schritten T enthält, indem eine einer ganzen Zahl von Perioden entsprechende Phasenverschiebung einen Zeitunterschied null zwischen diesen Übergängen liefert, muss man auch die Anzahl der Perioden während der zu messenden Verschiebung verbuchen, um Messabweichungen um eine ganze Zahl von Schritten T zu vermeiden. Die Verschiebung über mehrere Raumperioden T entspricht also einer Phasenverschiebung über die gleiche Anzahl von Umdrehungen oder Perioden. Wie weiter oben könnte man ohne das Filter 90 auskommen und die Verschiebung aus den abgetasteten Spannungen des Signals AS berechnen. Dazu muss die Abtastrate im Verhältnis zur höchsten Verschiebungsgeschwindigkeit genügend hoch sein, um der Verschiebung folgen zu können, ohne eine ganze Zahl von Schritten T zu verpassen.
• [0048] Bei der Realisierung eines solchen Aufnehmers muss darauf geachtet werden, dass die Eigeninduktivitäten der Schleifen gleich und ihre direkten gegenseitigen Induktivitäten auf ein Minimum reduziert oder ausgeglichen sind. Insbesondere müssen die Verbindungsleitungen zu den Anschlüssen der Schleifen kurz gehalten werden oder so gestaltet sein, dass sie so wenig wie möglich zu diesen Induktivitäten beitragen. Eine gute Lösung besteht zum Beispiel darin, das Ganze auf einem halbleitenden Substrat zu integrieren, und zwar in unmittelbarer Nähe zu den Schleifen, oder diese sogar auf dem Substrat einzubeziehen. Die verbleibende Nichtlinearität kann, wenn erforderlich, elektronisch oder dadurch kompensiert werden, dass die Eigeninduktivitäten und die gegenseitigen Induktivitäten entweder durch die Gestalt der Schleifen wie im Beispiel der Fig. 4 oder durch den Einfluss von leitenden durchlässigen Abschirmungen in der Nähe der Schleifen abgeglichen werden.
• [0049] Die schwache Eigeninduktivität solcher Schleifen, die typischerweise ein Mikrohenry oder weniger beträgt, hat sehr schnelle Stromzunahmen von einigen Ampere pro Mikrosekunde zur Folge. Die Pulslänge muss unterhalb von 100 ns liegen, damit der Stromverbrauch genügend niedrig bleibt. Eine Obergrenze der Pulsdauer ist auch durch die Zeitkonstante L/R gegeben, wobei L der induktive Eigenwiderstand der Schleife und R die Summe seines ohmschen Widerstands und desjenigen des Steuertransistors ist. Sie schwankt zwischen einigen ns (Schleife auf integriertem Schaltkreis) und einigen 100 ns (gedruckte Schaltung). Die Schaltparameter von modernen CMOS-Transistoren sind mit solchen Pulslängen verträglich. Darüber hinaus ändern sich diese Parameter genügend langsam, um eine genügende Einheitlichkeit zwischen nahe aufeinanderfolgenden Pulsen und somit eine gute Messgenauigkeit zu gewährleisten. Da die Stromänderungen während dieser Pulse gross sind, ist das Signal/Rausch-Verhältnis hoch und die Messung wenig empfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen, umsomehr, als der Pegel der induzierten Spannungen bei einer Speisespannung von 3 V in der Grössenordnung von 100 mV liegt. Um den mittleren Stromverbrauch gering zu halten, muss ein genügender Zeitabstand zwischen den Pulsen vorhanden sein. Ein Abstand von 50 Mikrosekunden, der bei einem Schritt T der Skala von 0,75 mm einer räumlichen Versetzung von 0,125 mm (T/6) entspricht, würde es gestatten, Verschiebungen mit Geschwindigkeiten von weniger als 2,5 Metern pro Sekunde zu verfolgen. Mit einer Pulsdauer von 50 ns, einer Spannung von 3 V und einer Eigeninduktivität von 1 Mikrohenry erhält man einen mittleren Stromverbrauch von etwa 75 Mikroampere, was für ein Messgerät wie eine Schublehre geeignet ist. Der kleine Skalenschritt gestattet in Verbindung mit der leichten Interpolation eine Messgenauigkeit in der Grössenordnung von Mikrometern.
• [0050] Es versteht sich, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen keinen eingrenzenden Charakter haben und in dem durch Anspruch 1 definierten Rahmen alle wünschenswerten Abwandlungen erfahren können.
• [0051] Es kann eine beliebige Anzahl von Windungen, ineinander verschlungen oder nicht, vorliegen, wobei diese Anzahl sehr hoch werden kann. Die Gestalt der Windungen kann sehr unterschiedlich sein, zum Beispiel kann jede aus einer oder mehreren Spiralen auf einer oder mehreren leitenden Schichten bestehen. Magnetisch durchlässige Elemente können eingesetzt werden, um die Leistung dieser Windungen zu verbessern.
• [0052] Das zweite Element bzw. die Skala kann unterschiedlich sein. Zum Beispiel kann für kurze Skalen eine geschlossene Schleife, also eine Schleife mit kurzgeschlossenen Enden, vorteilhaft sein, da sie den Einsatz von getrennten, also ineinander verschlungenen Windungen auf dem ersten Element oder Cursor gestattet, weil sie alle mit dieser geschlossenen Schleife gekoppelt sind. Eine solche Anordnung wäre in einem kleinen Winkelaufnehmer mit einer geschlossenen Schleife auf dem gesamten Umfang besonders nützlich.
• [0053] Der Aufnehmer kann linear, gekrümmt oder schraubenförmig sein oder jedweden anderen Weg X aufweisen, entlang dessen die beiden Elemente gegeneinander verschoben werden.
• [0054] Der elektronische Kreis 10 könnte ganz anders aufgebaut sein, indem die Unterteilung der induzierenden und induzierten Schleifen sowie die Auswertung des induzierten Signals im Verhältnis zur Verschiebung durch andere elektronische Bauteile erfolgt.
• [0055] Schliesslich gestattet die Kombination von zwei oder mehr erfindungsgemässen Aufnehmern, die mit verschiedenen Skalenschritten entlang des gleichen Weges ausgerichtet sind, die eindeutige Bestimmung der Position über eine viel grössere Strecke als ein Skalenschritt, also eine absolute Ablesung der Position auf der benannten Strecke.

Claims (13)

1. Induktiver Weggeber mit zwei Elementen (1, 2; 31; 32), die relativ zueinander entlang eines Weges (x) beweglich und mit Windungen (1A bis 1D; 31A bis 31C) versehen sind, die entlang dieses Weges angeordnet sind und deren induktive Widerstände sich in Abhängigkeit von der gegenseitigen Verschiebung der beiden Elemente periodisch verändern, sowie mit elektronischen Mitteln (10), um durch Messung der induktiven Widerstände der Windungen die Länge der benannten Verschiebung zu bestimmen, wobei die Windungen (1A bis 1D; 31A bis 31C) auf einem ersten (1; 31) der beiden Elemente angeordnet sind, während das zweite Element (2; 32) räumlichperiodische elektromagnetische Merkmale (21, 22; 321, 322) der Raumperiode T entlang dieses Weges aufweist, die in der Lage sind, die induktiven Widerstände der Windungen abzuwandeln, und wobei die benannten elektronischen Mittel (10) an die auf dem ersten Element angeordneten Windungen angeschlossen sind, um in zumindest einem Teil der benannten Windungen einen elektrischen Strom zu erzeugen und die durch die Lage der räumlich-periodischen elektromagnetischen Merkmale des zweiten Elements erzeugten Effekte zu messen, dadurch gekennzeichnet, dass die benannten elektronischen Mittel (10) so angeordnet sind, dass sie in einem ersten Teil der Windungen, die zumindest zeitweise induzierend sind, einen elektrischen Strom erzeugen und in einem zweiten Teil der Windungen, die zumindest zeitweise induziert sind, die induzierten Signale messen.

2. Weggeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (1; 31) Windungen oder Windungsgruppen einer räumlich-periodischen Konfiguration mit der Raumperiode 2T entlang des Weges (x) umfasst.

3. Weggeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil der Windungen um 90º phasenverschoben zum ersten Teil der Windungen angeordnet ist.

4. Weggeber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (31; 41) N Windungen (31A bis 31C; 41A bis 41E) umfasst, die ineinander verschlungen auf der gleichen Fläche und gegeneinander entlang des benannten Weges (x) um einen Abstand versetzt sind, der einer ganzen Anzahl der Grösse T/N entspricht.

5. Weggeber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen (41A, 41B, 41C) aus je zwei teilweise überlagerten Hin- und Rückschleifen bestehen, deren Anschlüsse an die elektronischen Mittel (10) auf ein und derselben Seite des ersten Elements angeordnet sind, wobei die beiden Teilschleifen miteinander auf der anderen Seite des ersten Elements verbunden sind.

6. Weggeber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Windung oder Windungen (41A, 41B, 41C) von den beiden Seiten des ersten Elements fortschreitend zurückversetzt sind.

7. Weggeber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Element (2; 32) eine zumindest teilweise leitende, räumlichperiodische Konfiguration der Raumperiode T entlang des benannten Weges (x) umfasst.

8. Weggeber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die induktive Kopplung zwischen Windungen des ersten Elements vermittels induzierter Ströme oder durch Wirbelströme im zweiten Element zustande kommt.

9. Weggeber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Element eine Reihe von geschlossenen Windungen (5B) oder leitfähigen Bereichen (5C) auf einem isolierenden Substrat oder aber ein leitendes Teil in Gestalt einer Leiter (2; 32) oder eines Lochbandes oder ein periodisches Relief (5D, 5E) umfasst.

10. Weggeber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die benannten elektronischen Mittel (10) so eingerichtet sind, dass sie die induktiven Kopplungen zwischen zumindest zwei Windungen (A, B, C) oder Gruppen von Windungen des induktiven Widerstandes L und des Widerstandes R durch An legen eines Spannungspulses von kürzerer Zeitdauer als die Zeitkonstante L/R an die Anschlüsse von zumindest einer der Windungen oder Windungsgruppen und Messung des induzierten Spannungspulses an den Anschlüssen von zumindest einer anderen Windung oder Windungsgruppe misst.

11. Weggeber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (31) drei Windungen (31A bis 31C) in Schleifenform umfasst, die sternförmig miteinander verbunden und entlang des Weges (x) voneinander um einen Abstand versetzt sind, der einem ganzen Vielfachen der Grösse T/3 entspricht, wobei die elektronischen Mittel (10) so angeordnet sind, dass ein Spannungspuls an die Anschlüsse einer der Windungen angelegt wird und die in den anderen beiden Windungen induzierten Pulse so miteinander kombiniert werden, dass ein Abtastsignal erhalten wird, das dem einer fiktiven Zwischenwindung entspricht, die entsprechend einer um 90º phasenverschobenen Stellung um einen Abstand von T/2 gegen die induzierende Windung verschoben ist.

12. Weggeber nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Mittel (10) so eingerichtet sind, dass sie die induzierenden und induzierten Windungen zeitlich-periodisch gegeneinander versetzen, um pro Raumperiode T sechs Abtastsignale zu erhalten, die ein periodisches Signal bilden, dessen vermittels eines Filters (90) erhaltene Grundkomponente eine Phase besitzt, die sich proportional zum Weg um eine volle Drehung pro Raumperiode T verändert.

13. Weggeber nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Mittel (10) einen Pulsgenerator (50) umfassen, der an ein Schieberegister (Sl) angeschlossen ist, dessen Ausgänge in der Lage sind, einerseits die Steuerorgane (TA, TB, TC) so zu steuern, dass aufeinanderfolgend jeweils eine der Windungen induzierend gemacht wird, und andererseits die Schalter (TG) so zu steuern, dass aufeinanderfolgend die anderen beiden Windungen an Messorgane (C1, C2, 80, 90) angeschlossen werden, die dazu bestimmt sind, die in diesen anderen beiden Windungen induzierten Spannungspulse zu messen.