DE1292895B

DE1292895B - Einrichtung zur Abfuehlung eines Magnetfeldes und Verfahren zur Auswertung dieser Einrichtung

Info

Publication number: DE1292895B
Application number: DEI21106A
Authority: DE
Inventors: Dailey George Edward
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1960-12-30
Filing date: 1961-12-29
Publication date: 1969-04-17
Also published as: GB1000224A; US3197748A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ab- dieser Elemente sehr gering ist. Sie ermöglichen die

führung eines Magnetfeldes und ein Verfahren zur Abführung von Magnetfeldern an Stellen, die nur

Auswertung dieser Einrichtung. sehr schwer zugänglich sind.

Bekannte Einrichtungen zur Abfühlung von ma- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an

gnetischen Aufzeichnungen sind so ausgebildet, daß 5 Hand der Abbildungen näher erläutert,

die elektrische Abfühlspannung erzeugt wird nach Der in Fig. 1 dargestellte Magnetfelderzeuger 40

dem Prinzip der Magnetfeld-Induktion. erzeugt ein Magnetfeld 42. Dieses beeinflußt das Ab-

Diese Induktion kann erzeugt werden entweder fühlelement 44, wodurch an den Ausgangsklemmen durch die Bewegung des Aufzeichnungsträgers oder 46, 48 eine Spannung entsteht. Die Polarität dieser durch die Bewegung des abfühlenden Magnetkopfes. io Spannung ist unabhängig von der Richtung bzw. der Andere bekannte Einrichtungen ermöglichen die sta- Polarität des Magnetfeldes 42. Die Höhe der abgetische magnetische Abfühlung durch sogenannte fluß- fühlten Spannung wird festgestellt durch einen Spangesteuerte Magnetköpfe oder durch Hallspannungs- nungsanzeiger 50.

generatoren. Magnetköpfe dieser Art haben einen be- Diese Wirkung von Magnetfeldern auf Abfühlele-

stimmten Raumbedarf. Sie können daher nicht für 15 mente kann für verschiedene Zwecke ausgenützt wer-

die Abfühlung von Magnetfeldern benützt werden, den. Es besteht die Möglichkeit, Magnetfelder unter-

die z. B. an schwer zugängigen Stellen auftreten. Es schiedlicher Intensität bezüglich einer vorgegebenen

besteht ferner der Nachteil, daß für diese Art der Intensität auszuwerten.

magnetischen Abfühlung ein erheblicher Aufwand Ein Beispiel zur Auswertung der Magnetfelder ist

für die Herstellung erforderlich ist, wenn die Ma- 20 in Fig. 2 dargestellt. Der Aufzeichnungsträger60

gnetköpfe in großer Zahl benützt werden sollen. enthält nebeneinander angeordnete magnetische Auf-

Eine Einrichtung zur Abfühlung eines Magnetfeldes zeichnungen HZ bis Hn. Diese Aufzeichnungen entwird gemäß der Erfindung dadurch verbessert, daß halten die Darstellung von binären Informationen, die Verbindungsstelle von zwei Drähten, die aus ver- Der lange Strich 62 bedeutet die Aufzeichnung einer schiedenen elektrisch leitenden Materialien bestehen, 25 binären »1«. Diese Aufzeichnung erzeugt einMagnetim Bereich des abzufühlenden Magnetfeldes angeord- feld vorgegebener Größe. Durch den Strich 64 wird net ist, und daß die offenen Enden der beiden Drähte die Aufzeichnung einer binären »0« dargestellt. Die mit einer Spannungsanzeige verbunden sind. Intensität dieses Magnetfeldes ist nur halb so groß

Zur Spannungsanzeige werden verlustfreie Span- wie diejenige des Zeichens 62. Die Aufzeichnungen

nungsanzeiger, wie z. B. Röhrenvoltmeter verwendet, 30 können durch Abfühlelemente Tl bis Tn den Span-

bei denen die Spannungsmessung nicht auf eine Mes- nungsanzeigern 66 zugeführt werden. Nach diesem

sung der Stromstärke des aus dem Meßobjekt abge- "Verfahren können digitale Informationszeichen von

leiteten Stromes zurückgeführt wird. einem ruhenden Aufzeichnungsträger abgefühlt

Ein fortschrittliches Verfahren zur Auswertung der werden.

erwähnten Einrichtung zur Abfühlung eines Magnet- 35 Die Fig. 3 zeigt die dynamische Abfühlung eines

feldes ergibt sich ferner dadurch, daß ein Magnet- Aufzeichnungsträgers. Auf dem Magnetband 70 sind

feld an Stellen verschiedener magnetischer Feldstärke magnetische Aufzeichnungen markiert. Die in einer

abgefühlt wird, und daß eine Differenz der durch Reihe hintereinander abgeordneten Markierungen 71

die Abführungen erzeugten Spannungsanzeigen ge- werden durch das Abfühlelement 72 abgefühlt. Die

bildet wird. 40 Geschwindigkeit der Abfühlung kann beliebig hoch

Für Zwecke der Temperaturmessung durch Ther- sein. Sie darf jedoch einen bestimmten Grenzwert

moelemente war es zwar bereits bekannt (USA.-Pa- nicht überschreiten, da die Ausbildung von Wirbel-

tent 2 012 112), den schädlichen Einfluß eines Ma- strömen die Unterscheidung der Markierungen er-

gnetfeldes, das auf die Verbindungsstelle der beiden schwert.

Drähte des Thermoelementes einwirkt, zu verhin- 45 Das in F i g. 4 dargestellte Verfahren zeigt die Abdern. Dieses Ziel konnte in bekannter Weise durch fühlung eines Magnetkernes mit unsymmetrischer eine metallische Abschirmung des Thermoelementes Hystereseschleife. Ein solcher Magnetkern bietet die erreicht werden. Der Abschirmung lag die Erkennt- Möglichkeit, Magnetfelder unterschiedlicher Intensinis zugrunde, daß die Störung nicht durch statische, tat darzustellen. Im Luftspalt 82 des Magnetkernes sondern durch dynamische Magnetfelder, d. h. durch 5° 80 ist ein Abfühlelement 84 angeordnet. Dieses Abelektromagnetische Felder verursacht wurde, welche fühlelement erzeugt entsprechend den verschiedenen nicht primär durch die Wirkung des Magnetfeldes, Magnetisierungszuständen des Kernes 80 Ausgangssondern sekundär durch die Erzeugung von Wirbel- spannungen verschiedener Größe, die dem Spanströmen des Thermoelement thermisch beeinflussen. nungsanzeiger 86 zugeführt werden. Eine derartige Beeinflussung des Thermoelementes 55 Das in Fig. 5 dargestellte Verfahren zeigt eine durch ein dynamisches Magnetfeld ist nicht nur von Methode zur Messung kleiner Entfernungen. Es soll dessen Feldstärke, sondern auch von dessen Frequenz die Dicke einer Isolation 94 gemessen werden, die abhängig. Die aus verschiedenen elektrisch leitenden an einem stromführenden Leiter 90 angeordnet ist. Materialien bestehende Verbindung eines Thermoele- Die Intensität des Magnetfeldes wird in verschiedementes war daher auf Grund der bekannten Wirkung ^6o nen radialen Abständen des Abfühlelementes 92 vom für die Bestimmung einer magnetischen Feldstärke Leiter 90 gemessen. Die genauen Abstände dieser nicht geeignet, so daß diese Wirkung in bekannter Meßpunkte vom Leiter 90 werden als bekannt vor-Weise für Aufgaben der Meßtechnik nicht benutzt ausgesetzt. Durch Extra-Polation der erhaltenen werden konnte. Werte kann der genaue Abstand zwischen der Ober-Abfühlelemente der vorliegenden Einrichtung 65 fläche der Isolation 94 und der Oberfläche des Leihaben den Vorteil, daß sie bei geringstem Aufwand ters 90 festgestellt werden.

in großer Zahl hergestellt werden können. Außerdem Die F i g. 6 zeigt ein Verfahren zur Abfühlung von

besteht der Vorteil, daß die räumliche Ausdehnung Magnetfeldern durch Abfühlelemente, bei dem der

Einfluß von Temperaturschwankungen auf das Ergebnis der Abfühlung vermieden wird. Die beiden Abfühlelemente 38, 39 sind derart in Reihe geschaltet, daß die von ihnen erzeugten Thermospannungen mit entgegengesetzter Polarität an den Ausgangsleitern 32, 34 wirksam sind. Die durch die Einwirkung der Temperatur entstehende Thermospannung wird dadurch kompensiert. Das zu messende Magnetfeld 36 beeinflußt das Abfühlelement 39. Das Abfühlelement 38 ist gegen den Einfluß des Magnetfeldes 36 ι ο abgeschirmt. Das Magnetfeld 36 bewirkt an den Ausgangsleitern 32, 34 eine Spannung, die durch die Temperatur nicht beeinflußt wird.

Zur Herstellung der Abfühlelemente können verschiedene Materialien verwendet werden. Die besten Ergebnisse erhält man durch ein Eisen-Konstantan-Element. Dieses besteht aus einem Eisen- und einem Konstantan-Draht, deren Enden zusammengeschweißt sind. An einem solchen Element können durch den Einfluß der Mangetfelder von magnetisehen Aufzeichnungen Spannungsdifferenzen bis zu 160 Mikrovolt erzielt werden.

Diese Spannungen werden erzeugt durch magnetische Aufzeichnungen, deren remanente Magnetisierungen im Bereich zwischen 5000 und 12000 Gauß liegen. Die Erzeugung der Spannungen ergibt sich durch Abfühlelemente, die in einem Abstand von etwa 0,3 mm über den Aufzeichnungen angeordnet sind.

Ein Kupfer-Kontantan-Element ergibt eine maximale Spannungsdifferenz von 50 Mikrovolt. Kupfer-Nickel- und Eisen-Nickel-Elemente ergeben Spannungsdifferenzen von 20 Mikrovolt.

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Abfühlung eines Magnetfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstelle (44) von zwei Drähten (46, 48), die aus verschiedenen elektrisch leitenden Materialien bestehen, im Bereich des abzufühlenden Magnetfeldes angeordnet ist, und daß die offenen Enden der beiden Drähte mit einer Spannungsanzeige verbunden sind (Fig. 1).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Verbindungsstellen von Drähten, die gleiche Abfühlspannungen erzeugen, mit entgegengesetzter Polarität ihrer Abfühlspannungen in Reihe geschaltet und über die offenen Enden (32,34) mit einer Spannungsanzeige verbunden sind und daß eine der Verbindungsstellen (36, 39) im Bereich des abzufühlenden Magnetfeldes (36) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Draht aus Konstantan und der andere Draht aus Eisen besteht.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Draht aus Konstantan und der andere Draht aus Kupfer besteht.

5. Verfahren zur Auswertung der Einrichtung zur Abfühlung eines Magnetfeldes nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetfeld an Stellen verschiedener magnetischer Feldstärke abgefühlt wird und daß eine Differenz der durch die Abfühlungen erzeugten Spannungsanzeigen gebildet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen