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Einrichtung zur Längenmessung mit einer elektrischen Induktionsmeßlehre
Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Längenmessung mittels einer elektrischen
Induktionsmeßlehre mit eisengeschlossener, in eine Wechselstrombrücke geschalteter
Induktionsspule, deren Scheinwiderstand durch einen vom Tastorgan gesteuerten Anker
beeinflußt wird. Derartige Längenmeßeinrichtungen werden vornehmlich unter Anwendung
eines Vergleichsstückes benutzt. Die Einstellung erfolgte' in der Weise, daß man
den durch das Tastorgan gesteuerten Anker durch mechanische Mittel, wie Drehkeile
u. dgl., zusätzlich gegen den Kern der Induktionsspule verschob. Derartige mechanische
Einstellinittel sind jedoch mit der erforderlichten Genauigkeit nur sehr schwierig
und unter großen Kosten herzustellen. Auch beeinflussen sie je nach dem Grad ihrer
Präzision mehr oder weniger die Meßgenauigkeit.
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Aus diesem Grunde hat man bereits eine Nullpunkteinstellung auf elektrischem
Wege vorgeschlagen. Mit der Nullpunkteinstellung des im Diagonalzweig der Brücke
liegenden Meßinstrumentes ändert sich aber auch die Empfindlichkeit desselben, so
daß es je nach dem gewünschten Meßbereich einer - besonderen Empfindlichkeitseinstellung
belauf. Die Einstellung der Empflndilchkeit des Meßinstrumentes kann in an sich
bekannter Weise durch Parallelschalten eines veränderlichen Widerstandes zum Instrument
oder durch Anordnung eines verstellbaren Widerstandes in Reihe mit der Stromzuführung
zur Meßbrücke vorgenommen werden.
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Die Einstellung des Nullpunktes des Meß instrumentes kann mit Hilfe
eines in Reihe mit der Induktionsspule der Meßlehre geschalteten Widerstandes, mit
Hilfe einer besonderen Wicklung an der Induktionsspule der Meßlehre, welche eine
zusätzliche Spannung in die Brücke hineintransformiert, oder durch einen am Joch
der Induktionsspule
der Meßlehre vorgesehenen magnetischen Nebensckluß
vorgenommen werden.
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Gemäß der Erfindung sind die Mittel Nullpunkteinstellung des im Diagonalzweit
der Brücke liegenden Meßinstrumentes mit den Mitteln zur Empfindlichkeitse@nstellung
desselben derart gekuppelt, daß bW einer Veränderung seiner Nullpunkteinstellung
seine Empfindlichkeft unverändert bleibt. Es sind also die beiden Einstellvorrichtungen
so mi einandSer gekuppelt, daß die Nullpunkteinstellung des Meßinstrumentes bei
gleichbleibender Empfindlichkeit desselben durch ein einziges Bedienungselement
vorgenommen werden kann. Hierdurch ist man unabhängig von nur schwierig herzustellenden
mechanischen Einstellvorrichtungen und erhält eine außerordentlich genau arbeitende
und bequem einzustellende Längenmeßeinrichtung.
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In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Längenmeßeinrichtung
nach der Erwindung in schematischer Darstellung wie der gegeben. Es zeigen Abb.
I eine Längenmeßeinrichtung in Brückenschaltung mit einer Vorrichtung zur Nullpunkteinstellung
mittels zusätzlicher Widerstands änderung unabhängig von der Stellung des Meßanders.
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Abb. 2 eine Teilansicht einer Längenmeßeinrichtung, bei weicher die
Nul lpunkteinstellung mittels einer besonderen Wicklung an der Induktionsspule vorgenommen
wird. und Abb. 3 die Teilansicht einer Einrichtung, bei welcher die Nullöunkteinstellung
mittels eines am Joch der Induktionsspule vorgesehnen veränderlichen magnetischen
Nebenschlosses vorgenommen wird.
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Bei der in Abb. I dargestellten Längenmeßeinrichtung sind Drosselspulen
a1 /Z2, a a.1 zu einer Meßbrücke zusammengeschlossen, in deren einer Diagonale ein
Meßinstrument A eingeschaltet ist, während in der anderen Diagonale die Zuleitung
eines Wechselstromnetzes sich befindet. Die Meßdrossel a1 besitzt einen beweglichen
Anker b, dessen Taste stift gegen einen Prüfling c zur Anlage gelangt. Durch die
heim Anlegen des Taste stiftes gegen den Prüfling bewirkte Verändlerung des Luftspaltes
zwischen dem Anker b und dem Kern der Drossel a1 ändert sich der magnetische Widerstand
des Kraftlinienweges und somit die Feldstärke und der Scheinwiderstand der Drossel,
so daß das- Meßinstrument einen Ausschlag anzeigt.
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Um nun eine Von der jeweiligen Stellung des den Luftspalt der Drossel
bestimmenden Meßankers unabhängige Verschiebung des Widerstandes der Drossel zu
erzielen, ist ein verstellbarer Ohmscher Widerstand 1 in Reihe mit der Drossel a1
geschaltet. Durch Verstellung dieses Widerstandes läßt sich jeder Widerstand im
Kreis der Meßdrossel herstellen, so daß man es in der Hand hat, den Ausschlag des
Meßinstrumentes A auf jeden gewünschten Wert und damit auch auf den Nullpunkt zu
bringen. Gleiche Verschiebungen des Meßankers bei verschiedenen Abständen desselben
von dem Kern der Induktionsspule ergeben verschieden große induktive Widerstandsänderungen
und damit verschieden große Ausschläge des Meßinstrumentes A. Es würden daber nach
erfolgtet Nullpunkteinstellung durch Verstellen des Widerstandes -1 die vom Meßinstrument
A angezeigten Längenmeßwerte nicht rnehr mit den Eichwerten übereinstimmen. Für
einen engbegrenzten Verstellbereich, mie er für Feinmessungen häufig ausreicht,
würde die Empfindlichkeitsveränderung praktisch bedeutungslos sein, wenn der Ohmsche
Widerstand der Meßdrossel klein ist im Verhältnis zu ihrem induktiven Widerstand.
Um jedoch auch bei größeren Verstellbereichen diese Empfindlichkeitsänderung auszugleichen,
wird die Spannung des Stromes sm Anze:gekreis zusätzlich geändert. Für eine solche
Änderung bestehen verschiedene Möglichkeiten. Es kann zu diesem Zweck das Meßinstrument
A mit einem verstellbaren Nebenschlußwiderstand e verselben sein, oder es kann ein
verstellbarer Widerstand / in Reihe mit der Stromzuleitung zu der Meßbrücke geschaltet
sein. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß durch einen dieser Widerstände e oder
f die Empfindlichkeit des Meßinstrumentes geändert werden kann, so daß man die Möglichkeit
hat, für einen größeren Verstellbereich praktisch immer wieder auf die gleiche Empfindlichkeitskurve
zu kommen. Der veränderliche Widerstand d und der Widerstand e bzw. f sind miteinander
derart gekuppelt, daß mit einem einzigen Bedienungselement die Nullpunkteinstellung
des Meßinstrumentes bei gleichbleibender Empfindlichkeit desselben vorgenommen werden
kann.
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Ersetzt man den veränderlichen Widerstand d bei der Einrichtung nach
Abb. X durch eine zusätzliche Wicklung g auf dem Eisenkern k der Induktionsspule
a, gemäß Abb. 2 und ordnet diesem einen veränderlichen Widerstand h zu, so transformiert
die von einem in Phase und Frequenz dem die Induktionsspule a1 durchfließ,enden
gleichen Wechselstrom durchflossene Spule g eine zusätzliche Spannung in die Brücke
hinein und verursacht damit eine Nullpunktsverschiebung des Meßinstmlmentes.
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Der veränderliche Widerstand lt nach Abb. 2 und der Widerstand e
nach Abb. I sind miteinander derart gekuppelt, daß mit einem einzigen Bedienungselement
die Nullpunkteinstellung
des Meßinstrumentes bei gleichbkibender
Empfindlichkeit desselben vorgenommen werden kann.
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Nach der Ausführung gemäß Abb. 3 wird der induktive Widerstand der
Induktionsspule a1 durch Veränderung eines magnetischen Nebenschlusses m verändert
und damit der Ausschlag des Meßinstrumentes beeinflußt.
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Der magnetische Nebenschluß ist mit dem Widerstand d nach Abb. I derart
gekuppelt, daß durch ein einziges Bedienungselement die Nullpunkteinstellung des
Meßinstrumentes bei gleichbleibender Empfindlichkeit desselben vorgenommen werden
kann.