DE1163562B

DE1163562B - Electromagnetic transducer for measuring displacements.

Info

Publication number: DE1163562B
Application number: DE1956B0042794
Authority: DE
Inventors: Ancaster Ontario Frans Brouwer (Kanada)
Original assignee: Westinghouse Canada Inc; Canadian Westinghouse Co Ltd
Current assignee: Westinghouse Canada Inc
Priority date: 1955-12-15
Filing date: 1956-12-12
Publication date: 1964-02-20

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: G Ol dBoarding school Kl .: G Ol d

Deutsche KL: 42 d-1/12 German KL: 42 d- 1/12

Nummer: 1163 562Number: 1163 562

Aktenzeichen: B 42794IX b / 42 dFile number: B 42794IX b / 42 d

Anmeldetag: 12. Dezember 1956 Filing date: December 12, 1956

Auslegetag: 20. Februar 1964Opened on: February 20, 1964

Es sind zahlreiche Vorrichtungen zur elektrischen Messung mechanischer Verschiebungen bekannt. Diese arbeiten teils kapazitiv, teils induktiv.Numerous devices for the electrical measurement of mechanical displacements are known. These work partly capacitively, partly inductively.

Während die meisten bekannten Einrichtungen nur die Messung kleiner Verschiebungen erlauben, werden bei einer bekannten kapazitiven Meßvorrichtung die einander zugekehrten Flächen der Kondensatorelektrode von den Oberflächen zweier Schraubenwindungen gleicher Ganghöhe gebildet, von denen die eine als Schraube in der anderen als Mutter derart liegt, daß sie einander nicht berühren, und die eine gegenüber der anderen sowohl in axialer Richtung bewegt als auch gedreht werden kann. Bei einer axialen Verschiebung ergibt sich also eine periodische Schwankung der Kapazität, und Zwischenstellen lassen sich durch eine entsprechende Drehung bestimmen. While most known devices only allow small displacements to be measured in a known capacitive measuring device, the mutually facing surfaces of the capacitor electrode formed by the surfaces of two helical turns of the same pitch, of which the one as a screw in the other as a nut lies in such a way that they do not touch each other, and one can be moved and rotated relative to the other both in the axial direction. With an axial Shift results in a periodic fluctuation of the capacity, and leave intermediate points determine yourself by turning it accordingly.

Ein kapazitiver Wandler hat jedoch wesentliche Nachteile gegenüber den induktiven Wandlern. Insbesondere hat er eine sehr hohe Impedanz, wodurch der Störabstand beeinträchtigt und die Störanfälligkeit erhöht wird. Auch verläuft die periodische Kapazitätsänderung nicht sinusförmig, wodurch die Messung erschwert wird. Ferner ist die Herstellung mit der erforderlichen Präzision nicht einfach.However, a capacitive converter has significant disadvantages compared to inductive converters. In particular it has a very high impedance, which affects the signal-to-noise ratio and the susceptibility to interference is increased. The periodic change in capacitance is also not sinusoidal, which means that the Measurement becomes difficult. Furthermore, it is not easy to manufacture with the required precision.

Weiter ist ein elektromagnetischer Wandler zur Messung von Verschiebungen bekannt, der aus einer Reihe wechselstromführender Leiter und einer Reihe von Abnahmeleitern besteht. Diese sind jeweils in Serie geschaltet und derart gegeneinander verschiebbar, daß die in den Abnahmeleitern induzierte Stromstärke von deren Stellung hinsichtlich der stromführenden Leiter abhängt und ein Maximum erreicht, wenn die Abnahmeleiter den stromführenden Leitern unmittelbar gegenüberstehen. Die aktiven Teile der stromführenden Leiter und der Abnahmeleiter verlaufen aber bei dieser bekannten Anordnung senkrecht zur Verschiebungsrichtung, wodurch eine exakte Bestimmung der Zwischenstellungen erschwert wird.Furthermore, an electromagnetic transducer for measuring displacements is known, which consists of a Series of alternating current conductors and a number of tapping conductors. These are each in Connected in series and mutually displaceable in such a way that the current intensity induced in the tapping conductors depends on their position with regard to the current-carrying conductors and reaches a maximum, when the pick-up conductors are directly opposite the live conductors. The active parts of the However, the current-carrying conductor and the tapping conductor run vertically in this known arrangement to the direction of displacement, which makes an exact determination of the intermediate positions difficult.

Demgegenüber ist der erfindungsgemäße elektromagnetische Wandler der zuletzt angegebenen Art dadurch gekennzeichnet, daß die stromführenden Leiter und die Abnahmeleiter als schraubenförmige Primär- und Sekundärwicklungen gleicher Steigung ausgebildet sind, die auf zwei koaxial angeordneten zylindrischen Gliedern angeordnet sind.In contrast, the electromagnetic transducer according to the invention is of the type mentioned last characterized that the current-carrying conductors and the tapping conductors as helical primary and secondary windings of the same pitch are formed on two coaxially arranged cylindrical Limbs are arranged.

Diese Anordnung ist sehr robust, einfach herzustellen und besitzt eine niedrige Impedanz und einen hohen Störabstand. Die Ausgangsspannung bei einer gegenseitigen Verschiebung oder Drehung der beiden Wicklungen verläuft zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stellungen mit maximaler Kopplung streng sinus-This arrangement is very robust, easy to manufacture, and has a low impedance and a high signal-to-noise ratio. The output voltage when the two shift or rotate with each other Windings runs between two consecutive positions with maximum coupling strictly sinusoidal

Elektromagnetischer Wandler zur Messung
von VerschiebungenElectromagnetic transducer for measurement
of shifts

Anmelder:Applicant:

Canadian Westinghouse Company Limited,Canadian Westinghouse Company Limited,

Hamilton, Ontario (Kanada)Hamilton, Ontario (Canada)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt,Dipl.-Ing. G. Weinhausen, patent attorney,

München 22, Widenmayerstr. 46Munich 22, Widenmayerstr. 46

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Frans Brouwer, Ancaster, Ontario (Kanada)Frans Brouwer, Ancaster, Ontario (Canada)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Kanada vom 15. Dezember 1955 (Nr. 698 234)Canada of December 15, 1955 (No. 698 234)

förmig, so daß eine lineare Beziehung zwischen der Amplitude des Abnahmesignals und der gegenseitigen Längsverschiebung der beiden Wicklungen besteht, die z. B. zur automatischen Steuerung einer Werkzeugmaschine verwendet werden kann.shaped so that a linear relationship between the amplitude of the pickup signal and the mutual There is longitudinal displacement of the two windings, the z. B. for the automatic control of a machine tool can be used.

Vorzugsweise besteht mindestens eine der Wicklungen aus einer zweidrähtig als doppelgängige Schraube gewickelte Leiterschleife, so daß die Stromrichtung der Windungen längs der Achse abwechselt.Preferably, at least one of the windings consists of a two-wire as a double-thread Screw wound conductor loop so that the direction of current of the windings alternates along the axis.

Diese Anordnung hat den Vorteil, daß sie durch äußere Felder nicht beeinflußt wird. Der letztere Vorteil macht sich noch stärker bemerkbar, wenn die eine Leiterschleife bifilar gewickelt ist, d. h. aus einzelnen Windungen zweier eng benachbarter, gegensinnig vom Strom durchflossener Drähte besteht.This arrangement has the advantage that it by outside fields is not affected. The latter benefit is even more noticeable when the one Conductor loop is wound bifilar, d. H. from individual turns of two closely adjacent, opposite directions from Wires through which there is current.

Vorzugsweise übertrifft die Länge des einen zylindrischen Gliedes diejenige des anderen zylindrischen Gliedes um ein Mehrfaches. Die beiden zylindrischen Glieder können relativ zueinander um ihre Achse drehbar sein, so daß das Ausmaß der Rückdrehung bis zum Auftreten eines Extremwertes an der Abnahmewicklung als Maß für die entsprechende Längsverschiebung verwendbar ist. Bekanntlich ist eine solche Winkelverstellung wesentlich genauer meßbar als eine entsprechende Längsverschiebung.Preferably, the length of one cylindrical member exceeds that of the other cylindrical member Link by a multiple. The two cylindrical members can relative to each other about their axis be rotatable, so that the extent of the reverse rotation until an extreme value occurs on the take-off winding can be used as a measure for the corresponding longitudinal displacement. It is well known that one is such angular adjustment can be measured much more precisely than a corresponding longitudinal displacement.

Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Wandlers in einer elektromechani-When using the electromagnetic transducer according to the invention in an electromechanical

«9 509/195«9 509/195

sehen Stellvorrichtung kann so vorgegangen werden, daß die zylindrischen Glieder so lange gegeneinander verstellt werden, bis das von der Abnahmewicklung abgegebene Signal einen Extremwert erreicht hat. Zur Grobeinstellung kann die Anzahl der auftretenden Extremwerte während der Längsverschiebung von einem Bezugspunkt aus dienen. Wegen der erwähnten Linearität kann zur Feineinstellung die dann noch vorhandene Spannung an der Abnahmewicklung ohne weiteres herangezogen werden.see adjusting device can be done so that the cylindrical members so long against each other adjusted until the signal emitted by the take-off winding reaches an extreme value has reached. The number of extreme values occurring during serve for longitudinal displacement from a reference point. Because of the linearity mentioned, the Fine adjustment, the tension that is then still present on the take-off winding is used without further ado will.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Hierin sindSome exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing. Here in are

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines elektromagnetischen Wandlers zur Messung von Verschiebungen zur Erläuterung des Erfindungsprinzips,F i g. 1 is a schematic representation of an electromagnetic Converter for measuring displacements to explain the principle of the invention,

F i g. 2 die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Wandlers in seiner einfachsten Form, _ F i g. 3 das Blockschaltbild einer elektromechanischen Stellvorrichtung unter Verwendung des erfindungsgemäßen Wandlers,F i g. 2 the schematic representation of a transducer according to the invention in its simplest form, _ F i g. 3 shows the block diagram of an electromechanical actuating device using the one according to the invention Converter,

F i g. 4 das Schaltbild einer Einzelheit der Anordnung nach F i g. 3,F i g. 4 shows the circuit diagram of a detail of the arrangement according to FIG. 3,

F i g. 5 die schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung undF i g. 5 shows the schematic representation of another embodiment of the invention and

F i g. 6 die Prinzipdarstellung einer weiteren Ausführungsform, bei der die eine Leiterschleife bifilar gewickelt ist.F i g. 6 shows the basic diagram of a further embodiment in which one conductor loop is bifilar is wrapped.

Fig. 1 zeigt im Schnitt eine Reihe von Leitern, die auf einem isolierten Träger 2 angebracht sind. Durch die übliche Markierung ist angedeutet, daß es sich um stromführende Leiter mit abwechselnden Stromflußrichtungen handelt. Dem Träger 2 steht ein Träger 3 gegenüber, an dem eine weitere Reihe von Leitern 4 angebracht ist, die nachstehend als Abnahmeleiter bezeichnet werden. Bei der in F i g. 1 dargestellten Stellung der Abnahmeleiter 4 besteht keine gegenseitige Kopplung zwischen diesen und den stromführenden Leitern. Wenn jedoch die Reihe der Abnahmeleiter seitwärts bewegt wird, so tritt eine gegenseitige Kopplung zwischen ihnen und den stromführenden-Leitern auf. Bei Reihenschaltung der stromführenden Leiter und der Abnahmeleiter und bei Speisung der stromführenden Leiter mit Wechselstrom wird in den Abnahmeleitern 4 ein Strom induziert, dessen Stärke von der relativen Stellung der Abnahmeleiter zu den stromführenden Leitern abhängt. Der induzierte Strom erreicht sein Maximum, sobald die Abnahmeleiter den stromführenden Leitern gegenüberstehen. In der dargestellten Lage hat dagegen die induzierte Stromstärke ihr Minimum bzw. geht durch Null. Anschließend tritt dann ein zweites Maximum von entgegengesetzter Phase auf, wenn die Leiter sich wiederum gegenüberstehen. Bei einer Weiterbewegung des Trägers 3 ergibt sich eine Reihe von Null- und Maximalwerten, und die Grobstellung kann durch die Zahl der Maxima, welche der Abnahmestrom durchlaufen hat, bestimmt werden. Die Feinmessung kann mittels des Stromstärkeverlaufes in der Abnahmewicklung erfolgen.1 shows in section a row of conductors which are attached to an insulated carrier 2. By the usual markings indicate that they are current-carrying conductors with alternating directions of current flow acts. The carrier 2 is opposite a carrier 3 on which a further row of conductors 4, hereinafter referred to as the tapping ladder. In the case of the in FIG. 1 shown Position of the acceptance ladder 4, there is no mutual coupling between these and the current-carrying Ladders. However, if the row of pick-up ladder is moved sideways, a mutual occurs Coupling between them and the live conductors. With series connection of the live Conductor and the tapping conductor and when the current-carrying conductor is supplied with alternating current, the Pick-up conductors 4 induces a current, the strength of which depends on the relative position of the pick-up conductors to the depends on live conductors. The induced current reaches its maximum as soon as the tapping ladder face the live conductors. In the situation shown, however, has the induced Current strength its minimum or goes through zero. Then a second maximum of the opposite occurs Phase up when the ladder faces each other again. When moving on of the carrier 3 results in a series of zero and maximum values, and the coarse position can be determined by the Number of maxima which the acceptance current has passed through can be determined. The fine measurement can take place by means of the current intensity curve in the acceptance winding.

Die Meßgenauigkeit eines derartigen bekannten Wandlers hängt von der Genauigkeit der Anordnung der verschiedenen Leiter ab. Auch bei Anwendung der Technik der gedruckten Schaltungen ist eine hohe Genauigkeit erforderlich. Die Genauigkeit der Feineinstellung hängt ferner von der Linearität des Stromverlaufs in der Abnahmewicklung ab. Der Kurvenverlauf kann sich von Punkt zu Punkt auf dem Wandler ändern, wenn irgendwo ein Fehler in der Leiteranordnung vorhanden ist.The measuring accuracy of such a known transducer depends on the accuracy of the arrangement of the various heads. Even when using the technology of printed circuits is a high Accuracy required. The precision of the fine adjustment also depends on the linearity of the current curve in the acceptance process. The curve can vary from point to point on the Change transducers if there is a fault in the conductor arrangement anywhere.

Diesen Nachteilen hilft die erfindungsgemäße An-5 Ordnung nach F i g. 2 ab. Hier sind die stromführenden Leiter als schraubenförmige Primärwicklung ausgebildet, die auf einem zylindrischen Träger 15 angeordnet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Primärwicklung als doppelgängige Schraube auso gebildet, d. h., ausgehend vom Anschluß 16 läuft eine Schraubenwicklung vorwärts bis zum Ende des Trägers 15 am Punkt 17 und in einer zweiten Schraube mit gleicher Steigung wieder rückwärts bis zum Anschluß 18. Ein Schnitt der beiden Schraubenwicklungen parallel zur Achse würde also identisch mit dem Schnitt der stromführenden Leiter nach Fig. 1 sein. Die Stromrichtung der Windungen längs der Achse wechselt regelmäßig ab.The arrangement according to the invention according to FIG. 1 helps these disadvantages. 2 from. Here are the live ones Conductor designed as a helical primary winding, which is arranged on a cylindrical carrier 15 is. In the embodiment shown, the primary winding is designed as a double screw formed, d. that is, starting from terminal 16, a helical winding runs forward to the end of the beam 15 at point 17 and in a second screw with the same slope backwards to the connection 18. A section of the two helical windings parallel to the axis would therefore be identical to be the section of the current-carrying conductor according to FIG. The current direction of the windings along the Axis changes regularly.

Die Abnahmeleiter sind ebenfalls als doppelgängige Schraube ausgebildet, die als Primärwicklung auf einem rohrförmigen Träger 19 angebracht ist. Die eine Schraubenwicklung beginnt beim Anschluß 20 und endet beim Anschluß 21, während die andere Schraubenwicklung beim Anschluß 22 beginnt und bei 23 endet. Das Abnahmeglied 19 ist im Schnitt dargestellt. The pick-up conductors are also designed as double-threaded screws that act as the primary winding a tubular support 19 is attached. One helical winding begins at connection 20 and ends at terminal 21, while the other helical winding begins at terminal 22 and ends at 23. The removal member 19 is shown in section.

Wenn ein Wechselstrom an die Anschlüsse 18 und 16 angelegt wird, so wird eine entsprechende Spannung in der Wicklung 20, 21 in Abhängigkeit von der relativen Stellung der Abnahmespule und der stromführenden Leiter erzeugt, wie oben erläutert wurde. Eine ähnliche Spannung wird auch zwischen den Anschlüssen 22 und 23 auftreten. Durch Reihenschaltung der beiden Wicklungen oder auch durch Ver-Wendung jeder Wicklung unabhängig kann das auftretende Potential zur Bestimmung der Stellung des Abnahmeelementes in bezug zu den stromführenden Leitern verwendet werden. Wird z. B. das Abnahmeglied so weit verschoben, daß der Punkt A mit Punkt A' zur Deckung kommt, so ändert sich die induzierte Spannung in der Abnahmewicklung von einem Minimum über ein Maximum wieder zu einem Minimum.When an alternating current is applied to terminals 18 and 16, a corresponding voltage is generated in winding 20, 21 as a function of the relative position of the pick-up coil and the current-carrying conductors, as explained above. A similar voltage will also appear between terminals 22 and 23. By connecting the two windings in series or by using each winding independently, the potential that occurs can be used to determine the position of the pick-up element in relation to the current-carrying conductors. Is z. B. shifted the take-off member so far that point A with point A ' coincides, the induced voltage in the take-off winding changes from a minimum to a maximum back to a minimum.

Es sei nun angenommen, daß die Abnahmewicklung nicht verschoben wird, sondern um ihre Achse X-X gedreht wird. Die Wirkung einer solchen Drehung um 180° würde nun genau einer Verschiebung der Abnahmewicklung von A bis A' entsprechen. Wenn die Steigung der Wicklungen der stromführenden Leiterschleife bekannt ist, so kann die Welle, welche den Träger 15 bildet, in linearen Verschiebungen sowie in Graden geeicht werden, und A wird eine bestimmte lineare Stellung in bezug zur stromführenden Wicklung haben, wenn der Abnahmestrom gleich Null ist. Es besteht natürlich eine Mehrdeutigkeit infolge des periodischen Nulldurchgangs, aber diese kann mittels einer Grobmeßeinrichtung, welche die ungefähre Stellung der Abnahmewicklung angibt, ausgeschaltet werden.It is now assumed that the take-off winding is not shifted, but is rotated about its axis XX. The effect of such a rotation by 180 ° would now correspond exactly to a shift in the take-off winding from A to A ' . If the pitch of the windings of the current-carrying conductor loop is known, the shaft which forms the carrier 15 can be calibrated in linear displacements as well as in degrees, and A will have a certain linear position with respect to the current-carrying winding when the draw-off current is zero is. There is of course an ambiguity as a result of the periodic zero crossing, but this can be eliminated by means of a coarse measuring device which indicates the approximate position of the acceptance winding.

6c In F i g. 3 ist eine elektromechanische Stellvorrichtung unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Wandlers dargestellt. Die stromführenden Wicklungen des Wandlers und ihr Träger sind mit 30 bezeichnet. Der Teil 30 ist in Axialrichtung unverschieblich, aber frei um seine Achse drehbar. Zu diesem Zweck wird der Wechselstrom der Wicklung 30 über Schleifringe 31 von der Stromquelle 32 zugeführt. Eine am Träger 31 angebrachte Skala ist in Längeneinheiten6c in FIG. 3 is an electromechanical actuator using one according to the invention Converter shown. The current-carrying windings of the converter and their carrier are designated by 30. The part 30 is immovable in the axial direction, but freely rotatable about its axis. To this end the alternating current of the winding 30 is supplied from the power source 32 via slip rings 31. One am Support 31 attached scale is in units of length

geeicht. Die Abnahmewicklung 33 befindet sich auf einem Support, beispielsweise einer Zahnstange 34, die vom Zahnrad 35 angetrieben wird. Das Zahnrad 35 sitzt auf der Welle eines Stellmotors 36. Mit dem Stellmotor 36 ist auch eine Meßvorrichtung 37 für die Grobverschiebung verbunden. Die Steuerspannung für den Stellmotor 36 wird von einem Verstärker 38 bezogen, dessen Eingangsspannung je nach der Stellung eines Schalters 40 von dem Abnahmeglied 33 oder einer Vergleichsvorrichtung 39 geliefert wird. Die Vergleichsvorrichtung 39 wird einerseits von der Grobmeßeinrichtung 37 und andererseits von einer Grobeinstellvorrichtung 41 gespeist.calibrated. The take-off winding 33 is located on a support, for example a rack 34, which is driven by gear 35. The gear 35 sits on the shaft of a servomotor 36. With the Servomotor 36 is also connected to a measuring device 37 for the coarse displacement. The control voltage for the servomotor 36 is obtained from an amplifier 38, the input voltage of which depends on the position a switch 40 is supplied from the take-off member 33 or a comparison device 39. The comparison device 39 is on the one hand by the coarse measuring device 37 and on the other hand by a Coarse adjustment device 41 fed.

Im Betrieb wird die Stellung des Abnahmegliedes durch die Betätigung der Grobstellvorrichtung 41 und der Feineinstellvorrichtung am Träger 30 bestimmt. Die am Grobsteller 41 eingestellte Spannung wird so lange über die Vergleichsvorrichtung 39, den Schalter 40 und den Verstärker 38 auf den Stellmotor 36 gegeben, bis die Meßvorrichtung 37 ein Signal liefert, das der Einstellung des Grobstellers entspricht. Wenn die Differenzspannung einen bestimmten Wert unterschreitet, so schaltet der Schalter 40 selbsttätig um, so daß das vom Abnahmeglied 33 herrührende Signal an Stelle des Signals aus dem Vergleicher 39 im Verstärker 38 zugeführt wird.In operation, the position of the removal member is through the actuation of the coarse adjusting device 41 and the fine adjustment device on the carrier 30 is determined. The voltage set on the coarse adjuster 41 becomes like this long given via the comparison device 39, the switch 40 and the amplifier 38 to the servomotor 36, until the measuring device 37 delivers a signal which corresponds to the setting of the coarse adjuster. if the differential voltage falls below a certain value, the switch 40 switches over automatically, so that the signal originating from the take-off element 33 takes the place of the signal from the comparator 39 in the amplifier 38 is fed.

In F i g. 4 ist beispielsweise eine Ausführungsform des Schalters 40 dargestellt. Die Ausgangsspannung des Vergleichers 39 liegt am Anschluß 50 und beeinflußt das Relais 51 über einen Gleichrichter 53. Der Arbeitskontakt 54 des Relais ist ebenfalls mit dem Anschluß 50 verbunden. Der Ruhekontakt 55 ist an den Anschluß 56 für das Abtastelement 33 angeschlossen. Der Kontaktarm des Relais ist mit dem Anschluß 57 verbunden, der zum Verstärker 38 führt. Sobald das Signal aus dem Vergleicher 39 einen bestimmten Wert überschreitet, zieht die Wicklung 51 des Relais 52 den Kontaktarm an und verbindet so den Verstärker 38 mit dem Anschluß 50. Sinkt dagegen die Spannung am Anschluß 50 unter einen bestimmten Wert, so fällt das Relais ab und verbindet den Anschuß 56 mit dem Anschluß 57.In Fig. 4, for example, an embodiment of the switch 40 is shown. The output voltage of the comparator 39 is connected to the terminal 50 and influences the relay 51 via a rectifier 53. The Normally open contact 54 of the relay is also connected to terminal 50. The normally closed contact 55 is on the connection 56 for the scanning element 33 is connected. The contact arm of the relay is with the Connection 57 connected, which leads to amplifier 38. As soon as the signal from the comparator 39 has a certain Exceeds the value, the winding 51 of the relay 52 attracts the contact arm and connects so the amplifier 38 to the terminal 50. If, on the other hand, the voltage at the terminal 50 falls below a certain value Value, the relay drops out and connects terminal 56 to terminal 57.

Das am Ausgang des Abnahmegliedes 33 auftretende Signal hängt von der Stellung dieses Gliedes in Beziehung zur Primärwicklung 30 ab. Wie erwähnt, hängen die axialen Stellungen, in welchen die Spannung Null auftritt, vom Drehwinkel der Primärwicklung 30 ab. Die Feineinstellung kann somit durch Einstellung des Feinstellers erreicht werden. Die Stellvorrichtung sucht die Abnahmespule auf eine Nullage zu zentrieren. Die Genauigkeit der Ausrichtung auf die Nullage hängt natürlich von der Präzision der Konstruktion ab. Wenn jedoch das Abnahmeglied mehr als eine vollständige Windung überdeckt, werden sich Abweichungen in den einzelnen spannungführenden Windungen bzw. Abnahmewindungen im Durchschnitt ausgleichen. Da die Einrichtung auf Nullstellung arbeitet, wird die Genauigkeit durch Frequenzoder Phasenänderungen im Speisestrom nicht beeinträchtigt. Es wurde gefunden, daß die gebräuchliche Wickeltechnik unter Verwendung von normalen Drahtstärken eine außerordentliche Genauigkeit ergibt. Beispielsweise ergibt eine Abnahmewicklung von 50 mm axialer Länge, gewickelt mit Draht vom Durchmesser 0,3 mm, zusammen mit einer Primärwicklung, die als doppelgängige Schraube aus Draht von 0,3 mm Durchmesser auf einem Zylinder von 25 mm Durchmesser gewickelt ist, bereits brauchbahre Fehlerspannungen für Längenänderungen von 0,00025 mm.The signal appearing at the output of the removal member 33 depends on the position of this member in Relationship to the primary winding 30. As mentioned, the axial positions in which the tension Zero occurs from the angle of rotation of the primary winding 30. Fine tuning can thus be done by setting of the fine adjuster can be achieved. The adjusting device seeks the take-off reel towards a zero position center. The accuracy of the alignment to the zero position naturally depends on the precision of the construction away. However, if the removal member covers more than one complete turn, will Deviations in the individual live turns or take-off turns on average balance. Since the device operates in the zero position, the accuracy is determined by frequency or Phase changes in the supply current not affected. It has been found that the common Winding technology using normal wire sizes results in an extraordinary accuracy. For example, a decrease winding of 50 mm axial length, wound with wire from the Diameter 0.3 mm, together with a primary winding, which acts as a double screw made of wire of 0.3 mm diameter is wound on a cylinder of 25 mm diameter, already usable stretcher Error stresses for length changes of 0.00025 mm.

Eine größere Genauigkeit der Wicklung kann man noch erhalten, wenn Rillen in den Körper 15 eingeschnitten werden und der Draht in diese Rillen gewickelt wird.A greater accuracy of the winding can still be obtained if grooves are cut in the body 15 and the wire is wound in these grooves.

Die Sekundärwicklung und die Primärwicklung brauchen nicht unbedingt als doppelgängige Schraube ausgeführt zu sein. Beispielsweise ist in F i g. 5 ein elektromechanischer Wandler dargestellt, bei dem nur die Primärwicklung 61 als doppelgängige Schraube ausgebildet ist. An die Primärseite des vorgeschalteten Transformators 60 wird ein Wechselstrom angelegt. Die Sekundärseite dieses Transformators ist über einer Mittelanzapfung mit Masse verbunden und speist die Primärwicklung 61, die, wie gesagt, eine doppelgängige Schraube darstellt. Eine einfache Sekundärwicklung 62 umgibt die Wicklung 61 und ist an einem Ende mit Masse verbunden. Am anderen Ende der Wicklung 62 ergibt sich am Anschluß 63 eine induzierte Spannung, die ein Maß für die Verschiebung der Wicklung 62 darstellt. Die Arbeitsweise dieser Einrichtung ist die gleiche wie oben beschrieben. Im allgemeinen ist jedoch die Ausführung mit zwei doppelgängigen Schrauben vorzuziehen, da bei dieser Wicklungsart keine Beeinflussung durch äußere Felder auftritt.The secondary winding and the primary winding do not necessarily need a double screw to be executed. For example, in FIG. 5 shows an electromechanical converter in which only the primary winding 61 is designed as a double screw. To the primary side of the upstream Transformer 60 is applied with an alternating current. The secondary of this transformer is over a center tap connected to ground and feeds the primary winding 61, which, as said, a double-thread Represents screw. A simple secondary winding 62 surrounds winding 61 and is on one End connected to ground. At the other end of the winding 62 there is an induced signal at the connection 63 Voltage, which represents a measure of the displacement of the winding 62. How this works Setup is the same as described above. In general, however, the design is double-threaded Screws are preferable, as this type of winding is not influenced by external fields occurs.

F i g. 6 zeigt eine weitere Abänderung für den Fall, daß eine schärfere Nullanzeige gewünscht wird. Auf dem Träger 65 sind wie in F i g. 1 bzw. 2 zwei stromführende Wicklungen mit entgegengesetzter Stromrichtung angebracht. Der Träger 66 weist dagegen eine bifilar gewickelte Abnahmewicklung auf. Es sind also je zwei Drähte eng nebeneinander angeordnet, wobei die Schraubensteigung erheblich größer als der Drahtabstand ist. Werden die zwei benachbarten Drähte über einen stromführenden Draht hinweg verschoben, so ergibt sich ein rasches Ansteigen der induzierten Spannung, eine rasche Phasenumkehr und ein rascher Abfall. Die Nullage ist infolgedessen sehr gut definiert. Diese Form, bei der keine sinusförmige Ausgangsspannung auftritt, ist nicht so brauchbar, wenn zwischen den Nullpunkten interpoliert werden soll. Sie ist jedoch vorteilhaft bei Verwendung in einer Schaltung nach F i g. 3, bei der nur die Maximal- bzw. Nulldurchgänge ausgewertet werden.F i g. 6 shows a further modification for the case that a sharper zero display is desired. on the carrier 65 are as in FIG. 1 or 2 two current-carrying windings with opposite current direction appropriate. The carrier 66, on the other hand, has a bifilar wound take-off winding. There are so each two wires arranged close to each other, the screw pitch considerably greater than that Wire spacing is. If the two adjacent wires are moved across a live wire, this results in a rapid increase in the induced voltage, a rapid phase reversal and a rapid fall. As a result, the zero position is very well defined. This shape in which there is no sinusoidal Output voltage is not so useful if interpolation is carried out between the zero points target. However, it is advantageous when used in a circuit according to FIG. 3, in which only the maximum resp. Zero crossings are evaluated.

Claims

Patent claims:

1. Electromagnetic transducer for measuring displacements, consisting of a series AC-carrying conductor and a number of tapping conductors, each connected in series and are mutually displaceable in such a way that the current intensity induced in the tapping conductors depends on their position with regard to the current-carrying conductors and a maximum achieved when the pick-up conductors are directly opposite the current-carrying conductors, thereby characterized in that the current-carrying conductor (2) and the tapping conductor (4) as helical primary and secondary windings the same pitch are formed on two coaxially arranged cylindrical members (15,19) are arranged.

2. Electromagnetic transducer according to claim 1, characterized in that at least one of the windings from a two-wire conductor loop wound as a double screw

(ζ. B. on member 15 or winding 61), so that the current direction of the turns along the Axis alternates.

3. Electromagnetic transducer according to claim 2, characterized in that the one Conductor loop (link 66) is wound bifilar.

4. Electromagnetic transducer according to one of the preceding claims, characterized in that that the length of one cylindrical member (30) that of the other cylindrical Member (33) exceeds by a multiple.

5. Electromagnetic transducer according to claim 4, characterized in that the two cylindrical members are rotatable relative to each other about their axis, so that the extent of the Reverse rotation until an extreme value occurs on the acceptance winding as a measure of the corresponding longitudinal displacement can be used.

6. Electromagnetic transducer according to one of the preceding claims for use in an electromechanical adjusting device, characterized in that the cylindrical Links are adjusted against each other until the one released by the acceptance winding Signal has reached an extreme value.

7. Electromagnetic transducer according to claim 5 and 6, characterized in that for Coarse setting the number of extreme values occurring during the longitudinal shift of a reference point and for fine adjustment the tension still present on the take-off winding is used.

Considered publications:
German Patent No. 872643;
U.S. Patent No. 2,650,352.

1 sheet of drawings