Spulenanordnung für Oszillatoren In elektrischen Schaltkreisen mit
logischen Elementen werden als Eingangsglieder vielfach Osziffatoranordnungen verwendet,
welche dazu dienen, eine nichtelektrische Größe in eine elektrische Eingangsgröße
für die logische Schaltung umzuwandeln. Die Ausgangsgröße derartiger Oszillatoranordnungen
ist in bezug auf ihre Amplitude abhängig von der räumlichen Lage einer sich im Streufeld
zwischen einer Steuer- und einer Rückkopplungsspule bewegenden metallischen, insbesondere
ferromagnetischen Steuerfahne. Man benutzt derartige Oszillatorsysteme beispielsweise
dazu, die Stellung eines Geräteteiles auf einer Werkzeugbank od. dgl. abzutasten,
um durch den nachgeschalteten logischen Schaltkreis einen Schaltvorgang zu bewirken,
wenn das Geräteteil eine ganz bestimmte Lage eingenommen hat. Bei den bisher bekannten
Oszillatorsystemen dieser Art wird es als Nachteil empfunden, daß ihre Empfindlichkeit
derart gering ist, daß man eine besondere metallische Steuerfahne auf dem abzutastenden
Gegenstand anbringen muß, die bis in den Raum zwischen Steuer-und Rückkopplungsspule
hineinreichen muß.Coil arrangement for oscillators In electrical circuits with
logic elements are often used as input links oscillator arrangements,
which serve to convert a non-electrical variable into an electrical input variable
for the logic circuit to convert. The output of such oscillator arrangements
is with regard to its amplitude dependent on the spatial position of a stray field
between a control and a feedback coil moving metallic, in particular
ferromagnetic control flag. Such oscillator systems are used, for example
to scan the position of a device part on a tool bench or the like,
in order to effect a switching process through the downstream logic circuit,
when the device part has taken a very specific position. With the previously known
Oscillator systems of this type are felt to be a disadvantage that their sensitivity
is so small that you have a special metallic control flag on the to be scanned
Must attach object that extends into the space between the control and feedback coil
must reach in.
Gegenstand der Erfindung ist eine Spulenanordnung für Oszillatoren,
deren Ausgangsgröße in bezug auf ihre Amplitude in Abhängigkeit von der räumlichen
Lage eines sich im Streufeld zwischen einer Steuer- und einer Rückkopplungsspule
bewegenden metallischen, insbesondere ferromagnetischen Leiters gesteuert wird.
Erfindungsgemäß ist der Oszillatorspulenkern als U-förmiger Kein mit Polschuhen
ausgebildet, wobei die Polschuhe durch entsprechende Formgebung, beispielsweise
Abschrägung der Austrittsflächen der magnetischen Feldlinien, so gestaltet sind,
daß die magnetischen Feldlinien zwischen den beiden Polen zum überwiegenden Teil
möglichst weit in den Raum außerhalb der Kernanordnung hinaustreten und wobei die
Steuer- und Rückkopplungswicklung auf je einem der beiden Schenkel des U-förmigen
Magnetkerns und die Ausgangswicklung zwischen diesen beiden Wicklungen auf dem den
Polschuhen gegenüberliegenden und die Schenkel verbindenden Kernteil angeordnet
sind. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Kernanordnung besteht darin, daß
in vielen Fällen auf eine besondere Steuerfahne verzichtet werden kann und daß das
Oszillatorsystem mit großer Empfindlichkeit arbeitet.The invention relates to a coil arrangement for oscillators, the output variable of which is controlled in terms of its amplitude as a function of the spatial position of a metallic, in particular ferromagnetic, conductor moving in the stray field between a control and a feedback coil. According to the invention, the oscillator coil core is designed as a U-shaped None with pole pieces, the pole pieces being designed by appropriate shaping, for example beveling of the exit surfaces of the magnetic field lines, so that the magnetic field lines between the two poles for the most part as far as possible into the space outside the Step out core assembly and wherein the control and feedback winding are arranged on each of the two legs of the U-shaped magnetic core and the output winding between these two windings on the core part opposite the pole pieces and connecting the legs. The particular advantage of the core arrangement according to the invention is that in many cases a special control flag can be dispensed with and that the oscillator system operates with great sensitivity.
In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Keinanordnung in drei verschiedenen
Ansichten dargestellt (Fig. 1 bis 3). Aus Fig. 1 ist ersichtlich,
daß der Kein 1 U-förmig ausgebildet und mit Polschuhen 2 versehen ist. Der
Luftspalt zwischen den beiden Polschuhen ist relativ groß. Die Polschuhe sollen
mit den Schenkeln des U-förmigen Magnetkerns einen Winkel von etwa 135' oder
mehr bilden. Die Enden der Polschuhe sind so abgeschrägt, daß man zwei Austrittsflächen
Fi und F, für die magnetischen Feldlinien erhält. Hierbei werden die Verhältnisse
so gewählt, daß die Austrittsflächen Fi kleiner sind als die Austrittsflächen F
23 so daß der größere Teil der magnetischen Feldlinien aus den Polflächen
F, austritt. Durch diese spezielle Formgebung der Polschuhe wird bewirkt, daß das
Streufeld weit in den Raum außerhalb der Kemanordnung hinaustritt, wo es durch metallische
Leiter dann auch leicht beeinflußt werden kann, wenn diese sich in größerem Abstand
vom Kern befinden.In the drawing, the configuration according to the invention is shown in three different views (FIGS. 1 to 3). From Fig. 1 it can be seen that the No 1 is U-shaped and is provided with pole pieces 2. The air gap between the two pole pieces is relatively large. The pole shoes should form an angle of about 135 ' or more with the legs of the U-shaped magnetic core. The ends of the pole shoes are bevelled in such a way that two exit surfaces Fi and F are obtained for the magnetic field lines. Here, the ratios are chosen so that the exit areas Fi are smaller than the exit areas F 23 so that the greater part of the magnetic field lines emerges from the pole faces F i. This special shape of the pole pieces causes the stray field to penetrate far into the space outside the core arrangement, where it can then also be easily influenced by metallic conductors if these are located at a greater distance from the core.
Die Steuer- und Rückkopplungswicklungen 3
bzw. 4 werden auf
den beiden Schenkeln des U-förmigen Magnetkerns angebracht, während die Ausgangswicklung
5 auf dem den Polschuhen gegenüberliegenden und die Schenkel verbindenden
Kernteil angeordnet ist. Durch diese räumliche Anordnung der drei Wicklungen wird
bereits zwischen Steuer- und Rückkopplungswicklung eine gute Entkopplung erreicht,
die Voraussetzung für eine große Empfindlichkeit des Oszillatorsystems ist. Um eine
Restkopplung zwischen den beiden Wicklungen 3 und 4, welche über die Streufelder
dieser Wicklungen im Innenraum 6 des Kernsystems besteht, zu unterdrücken,
ist ein Abschirmblech 7 vorgesehen. Als besonders zweckmäßig hat sich hierbei
ein solches erwiesen, das, wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, U-förmig
gebogen ist. Durch diese und die obenerwähnten Entkopplungsmaßnahmen erreicht man,
daß eine Kopplung zwischen Steuer- und Rückkopplungswicklung im wesentlichen nur
noch über das Streufeld besteht, welches in den Raum außerhalb der Kernanordnung
hinaustritt
und dort durch Einbringung eines metallischen Leiters beeinflußt werden kann. Ein
Oszillator mit der erfindungsgemäßen Kernanordnung unterscheidet sich bezüglich
seiner Wirkungsweise gegenüber den bisher bekannten Systemen besonders in zwei Punkten:
1. Die Ausgangssignalspannung, welche ausreicht, um den nachgeschalteten
logischen Schaltkreis zu betätigen, wird schon bei relativ großem Abstand zwischen
Kernanordnung und dem metallischen Leiter, dessen Lag-- abzutasten ist, erreicht.
Eine besondere, auf dem abzutastenden Gegenstand sonst zu befestigende Steuerfahne
Wird in vielen Fällen überflüssig.The control and feedback windings 3 and 4 are attached to the two legs of the U-shaped magnetic core, while the output winding 5 is arranged on the core part opposite the pole pieces and connecting the legs. Due to this spatial arrangement of the three windings, a good decoupling is already achieved between the control and feedback windings, which is a prerequisite for a high sensitivity of the oscillator system. In order to suppress residual coupling between the two windings 3 and 4, which exists via the stray fields of these windings in the interior 6 of the core system, a shielding plate 7 is provided. One that has proven to be particularly expedient is one which, as can be seen in particular from FIG. 3, is bent in a U-shape. This and the above-mentioned decoupling measures ensure that a coupling between the control and feedback winding essentially only exists via the stray field which emerges into the space outside the core arrangement and can be influenced there by introducing a metallic conductor. An oscillator with the core arrangement according to the invention differs with regard to its mode of operation compared to the previously known systems in two points: 1. The output signal voltage, which is sufficient to operate the downstream logic circuit, is already set at a relatively large distance between the core arrangement and the metallic conductor, whose lag is to be scanned is reached. A special control flag that is otherwise to be attached to the object to be scanned becomes superfluous in many cases.
2. Die Abhängigkeit der Ausgangsgröße des Oszillatorsystems vom Abstand
zwischen dem abzutastenden Gegenstand und der Kernanordnung ist derart# daß die
Ausgangsgröße nahezu sprunghaft ihren Endwert erreicht, sobald ein ganz bestimmter
Abstand überschritten wird.2. The dependence of the output variable of the oscillator system on the distance
between the object to be scanned and the core assembly is such that the
The output variable almost by leaps and bounds reaches its final value as soon as a very specific one
Distance is exceeded.
Das bei der erfindtingsgemäßen Kernanordnung verwendete U-förmige
Abschirmblech 7 hat weiterhin noch einen ganz besonderen Vorteil, der darin
besteht, daß es mit seiner Hilfe möglich ist, eine Justierung durchzuführen. In
der Regel ist die erfindungsgemäße Kernanordnung für den Oszillator mit einem oder
mehreren Transistoren zu einer Baueinheit zusammengefaßt. Hierbei ist die Steuerwicklung
in den Emitter-Basiskreis und die Rückkopplungswicklung zusammen mit einem Parallelkondensator
in den Kollektorkreis des Transistors eingeschaltet. Wegen der unterschiedlichen
Kennlinien der Transistoren und des Kernsystems können bezüglich der Kenndaten des
Oszillatorsysterns sehr unterschiedliche Werte auftreten. Es kann hierbei beispielsweise
passieren, daß ein Oszillator gerade anschwingt, während ein anderer Oszillator
bereits derart stark schwingt, daß die Empfindlichkeit bis auf etwa 20 % des optimalen
Wertes zurückgeht. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung besteht die Möglichkeit,
verschiedene Oszillatorsysteme in einfachster Weise auf einen bestimmten Wert, beispielsweise
das Optimum, abzugleichen, indem man die räumliche Lage der Abschirmbleche
7
verändert oder diese Abschirmbleche verformt. Bei einem U-förmigen Abschirmblech
gemäß Fig. 3 ergibt sich eine besonders einfache Justierung, indem man die
Schenkelenden 7 a des Abschirmblechs mehr oder weniger, beispielsweise in
die gestrichelt gezeichnete Lage, umbiegt.The erfindtingsgemäßen in the core assembly used U-shaped shielding plate 7 further has still a very special advantage is that it is possible with its aid to perform an adjustment. As a rule, the core arrangement according to the invention for the oscillator is combined with one or more transistors to form a structural unit. The control winding is connected to the emitter base circuit and the feedback winding together with a parallel capacitor is connected to the collector circuit of the transistor. Because of the different characteristics of the transistors and the core system, very different values can occur with regard to the characteristics of the oscillator system. It can happen, for example, that one oscillator is just starting to oscillate while another oscillator is already oscillating so strongly that the sensitivity drops to about 20% of the optimal value. With the arrangement according to the invention there is the possibility of adjusting different oscillator systems in the simplest possible way to a certain value, for example the optimum, by changing the spatial position of the shielding plates 7 or by deforming these shielding plates. In the case of a U-shaped shielding plate according to FIG. 3 , a particularly simple adjustment results in that the leg ends 7 a of the shielding plate are bent over more or less, for example into the position shown in dashed lines.