DE4011766C2 - Spannungsmeßfühler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spannungsmeßfühler, wie er im Oberbegriff des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 5 beschrieben ist.

Ein solcher Spannungsfühler ist aus der EP 0 067 974 B1 bekannt und dient dazu, die Spannung in einer angetriebenen Welle zu messen. Zu diesem Zweck ist an einem Abschnitt ihrer Außenoberfläche eine Magnetschicht aus weichmagnetischem Material mit hoher Permeabilität aufgebracht. Dieser Abschnitt ist an seiner Außenseite von einer Meßspulenanordnung umgeben, die nach einer Ausführungsform in Übereinstimmung mit dem Gegenstand des Oberbegriffs des Anspruchs 1 von einer einzigen, von elektrischem Strom durchflossenen Spule und nach einer anderen Ausführungsform in Übereinstimmung mit dem Gegenstand des Oberbegriffs des Anspruchs 5 aus einem Paar Spulenabschnitten gebildet ist, deren Mittelabschnitt von elektrischem Strom durchflossen ist.

Zwischen der Spulenanordnung und der Magnetschicht liegt ein Umfangs-Luftspalt; der von der Spulenanordnung induzierte Magnetfluß durchströmt nun nicht zur Gänze die Magnetschicht, wie das zur Messung zweckdienlich wäre, sondern teilweise auch den Luftspalt, was die Meßgenauigkeit ganz erheblich mindert.

Selbst wenn man diesen Luftspalt so eng wie möglich macht, wie dies bei einem dem Oberbegriff des Anspruchs 5 entsprechenden Spannungsmeßfühler vorgeschlagen ist, der in der DE 36 24 8946 A1 offenbart ist, fließt noch immer ein Magnetfluß durch den verengten Luftspalt und kann somit nicht zur Verbesserung der Meßgenauigkeit beitragen.

Ausgehend von dieser Problemlage liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Meßempfindlichkeit von bekannten Spannungsfühlern im allgemeinen und von den beiden, aus der eingangs genannten Druckschrift bekannten Spannungsmeßfühlern im besonderen dadurch zu verbessern, daß jene Verluste vermieden werden, die im Spalt zwischen Spule und Magnetschicht auftreten, und daß somit der Magnetfluß veranlaßt wird, möglichst vollständig durch die Magnetlage zu strömen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 5 gelöst.

Nach der Lösung gemäß Anspruch 1 ist im Spalt zwischen Spule und Magnetschicht eine Metallschicht aus nichtmagnetischem, elektrisch gut leitfähigem Metall angeordnet, deren Länge bevorzugt geringer ist als die axiale Länge der einzigen Meßspule.

Jener Anteil des magnetischen Flusses, der beim gattungsgemäßen Spannungsmeßfühler ungenutzt durch den Spalt fließt, wird beim erfindungsgemäßen Spannungsmeßfühler nach Anspruch 1 infolge des Skin-Effekts der Metallschicht daran gehindert, durch den Spalt zu fließen, und fließt demzufolge durch die Magnetlage. Dementsprechend ist die Meßempfindlichkeit des Spannungsmeßfühlers verbessert.

Dort, wo die erfindungsgemäße Metallschicht eine geringere axiale Länge als die Meßspule aufweist, werden auch jene Magnetflüsse, die danach trachten, in einem Kurzschluß durch den Spalt zu fließen, wirksam von der Metallschicht an einem solchen Kurzschluß gehindert und stattdessen veranlaßt, durch die Magnetlage zu fließen. Dementsprechend ist die Spannungsmeßempfindlichkeit des Spannungsmeßfühlers noch weiter verbessert.

Es ist zwar bereits aus der GB 1 369 404 bekannt, eine nichtmagnetische Schicht etwa aus Kupfer in einem Spannungsmeßfühler zu verwenden, der prinzipiell den gattungsgemäßen ähnelt, doch diese bekannte Schicht ist nicht im Spalt zwischen Magnetlage und Meßspule, sondern zwischen der Magnetlage und der Welle angeordnet und somit nicht geeignet, die Vorgänge im Spalt zu beeinflussen.

Nach der Lösung gemäß Anspruch 5 sind die bekannten beiden Spulenabschnitte nicht gegensinnig, wie im gattungsbildenden Stand der Technik, sondern gleichsinnig von elektrischem Strom durchflossen.

Bevorzugt sind die beiden Spulenabschnitte eng gewickelt und sind über einen schütter gewickelten Zwischenabschnitt verbunden, der den stromdurchflossenen Mittelabschnitt bildet.

Bei dieser Lösung bieten die magnetischen Flüsse, die durch die Meßspule erzeugt werden, eine im wesentlichen gleichförmige Verteilung über die Gesamtlänge der Meßspule und fließen nahezu zur Gänze durch die Magnetlage.

Dementsprechend ist der Magnetfluß längs des Spaltes mindestens weitgehend unterbunden und die Spannungsmeßempfindlichkeit des Spannungsmeßfühlers noch weiter verbessert.

In der Zeichnung ist

Abb. 1 die schematische Ansicht eines Schnitts durch einen Spannungs­ meßfühler und zeigt ein erstes bevorzugtes Ausführungs­ beispiel der vorliegenden Erfindung,

Abb. 2a und 2b jeweils ein Schaltbild einer magnetischen Schaltung und einer äquivalenten elektrischen Schaltung des in Abb. 1 gezeigten Spannungsmeßfühlers,

Abb. 3a und 3b jeweils ein Schaltbild einer magnetischen Schaltung und einer äquivalenten elektrischen Schaltung eines gegen­ über dem in Abb. 1 gezeigten modifizierten Spannungsmeß­ fühlers,

Abb. 4 eine schematische Ansicht eines Schnitts eines Spannungs­ meßfühlers und zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungs­ beispiel der vorliegenden Erfindung,

Abb. 5 eine schematische Darstellung, welche ein Magnetfeld wieder­ gibt, das von einer Meßspule des in Abb. 4 gezeigten Spannungsmeßfühlers erzeugt ist,

Abb. 6a und 6b jeweils eine schematische Perspektivansicht, die beispielhafte Ausführungsformen der Meßspule des in Abb. 4 gezeigten Meßfühlers zeigt,

Abb. 7 eine schematische Ansicht eines Schnitts, der einen herkömmlichen Spannungsmeßfühler zeigt,

Abb. 8a und 8b jeweils ein Schaltbild einer magnetischen Schaltung und einer äquivalenten elektrischen Schaltung des in Abb. 7 gezeigten Spannungsmeßfühlers, und

Abb. 9a und 9b jeweils ein Diagramm und eine schematische Ansicht, die eine magnetische Flußverteilung und die Ströme der magnetischen Flüsse der in Abb. 7 gezeigten Meßspule darstellen.

Ein Beispiel eines eingangs beschriebenen Spannungsmeßfühlers ist in Abb. 7 gezeigt. Es wird nun auf Abb. 7 Bezug genommen; eine angetriebene Welle 1 in Form einer rotierenden Welle, die das Objekt für die Spannungsmessung ist, ist zur Drehung rund um eine Mittelachse 2 mittels zweier Lager 3 und 4 gelagert. Eine erste und zweite längliche magnetische Lage 5 und 6 aus weichmagnetischem Material mit einer hohen Permeabilität und einer geeigneten Magnetostriktion sind fest am Außenumfang der angetriebenen Welle 1 in gegenseitigem Abstand in axialer Richtung der angetriebenen Welle 1 angebracht. Jeder der Magnetlagen 5 und 6 ist aus mehreren parallelen Lagestreifen zusammengesetzt, und die Streifen der ersten magnetischen Lage 5 erstrecken sich unter einem Winkel von +45° in bezug auf die Mittelachse 2, während sich die Streifen der zweiten magnetischen Lage 6 unter einem anderen Winkel von -45° in bezug auf die Mittelachse 2 erstrecken. Ein zylindrischer Spulenkörper 7 ist rund um die magnetischen Lagen 5 und 6 konzentrisch zur angetriebenen Welle 1 angeordnet. Eine erste und zweite Meßspule 8 und 9 in Form einer Elektromagnetspule sind um den Spulenkörper 7 entsprechend der Magnetschicht 5 bzw. 6 herumgewickelt. Die Meßspulen 8 und 9 sind mit einer Meßschaltung 14 verbunden. Zwei magnetische Bündelungslagen 10 und 11 aus weichmagnetischem Material mit hoher Permeabilität und geeigneter Magnetostriktion sind rund um die Meßspule 8 bzw. 9 angeordnet.

Wenn bei dem Spannungsmeßfühler mit dem oben beschriebenen Aufbau eine äußere Kraft auf die angetriebene Welle 1 aufgebracht wird, dann wird eine Zugkraft an einer der beiden Magnetlagen 5 oder 6 erzeugt, während eine Druckkraft an der anderen der Magnetlagen 5 oder 6 erzeugt wird. Die Magnetostriktion der Magnetlagen 5 und 6 ermöglicht es, daß die Orientierung der Magnetisierung innerhalb jedes Gebietes durch die mechanische Spannung geändert wird, die dem aufgebrachten Drehmoment zugeordnet ist; dann wird die Permeabilität der Magnetlagen 5 und 6 verändert. In diesem Fall wird die Permeabilität in entgegengesetzter Richtung geändert, abhängig davon, ob die Spannung durch eine Zugkraft oder eine Druckkraft verursacht wird. Jede der Meßspulen 8 und 9 ermittelt eine Änderung in der Permeabilität als eine Änderung in der magnetischen Impedanz, und die Meßschaltung 14 ermittelt und verstärkt den Unterschied zwischen den Ausgängen der Meßspulen 8 und 9 und erzeugt eine Meßspannung V entsprechend dem Maß der mechanischen Spannung der angetriebenen Welle 1. Jeder der magnetischen Bürdelungslagen 10 und 11 faßt die Magnetflüsse an der Seite des Außenumfangs der Meßspule 8 oder 9 zusammen, um den magnetischen Widerstand des magnetischen Kreises zu verringern, um die Empfindlichkeit des Spannungsmeßfühlers zu verbessern.

Die Abb. 8a und 8b zeigen einen magnetischen Kreis und eine äquivalente elektrische Schaltung des oben beschriebenen, herkömmlichen Spannungsmeßfühlers. Es wird nun auf die Abb. 7, 8a und 8b Bezug genommen; die Magnetflüsse, die infolge der Erregung einer jeden der Meßspulen 8 und 9 erzeugt werden, umfassen Magnetflüsse Fg und F′g, die durch einen Spalt zwischen der Meßspule 8 oder 9 und der Magnetschicht 5 oder 6 hindurchlaufen, Magnetflüsse Feff, die durch die Magnetschicht 5 oder 6 hindurchlaufen, und Magnetflüsse Fs, die durch die angetriebene Welle 1 hindurchlaufen. Da die zusammenfassenden Magnetlagen 10 und 11 eine hohe Permeabilität aufweisen, laufen die Magnetflüsse Fg, Feff und Fs alle durch die magnetische Bündelungslage 10 oder 11 am Außenumfang der Meßspule 8 oder 9 hindurch. Inzwischen werden elektrische Ströme Ig, Ieff und Is durch Umwandlung der Magnetflüsse Fg und F′g, Feff bzw. Fs erhalten, während eine elektrische Spannung E der magnetomotorischen Kraft der Meßspule 8 oder 9 entspricht. Ferner entsprechen Widerstände Rg, Reff und Rs den magnetischen Widerständen des Spaltes, der Magnetschicht 5 oder 6 bzw. der angetriebenen Welle 1, während ein Widerstand Rex einem magnetischen Widerstand an der Außenumfangsseite der Meßspule 8 oder 9 entspricht. Zusätzlich wird ein Widerstand Ry der magnetischen Bündelungslage 10 oder 11 parallel zum Widerstand Rex eingesetzt. Da der magnetische Widerstand Ry einen verhältnismäßig niedrigen Wert aufweist, ist der elektrische Gesamtstrom I hoch und die magnetischen Flüsse Feff sind ebenfalls hoch, und demzufolge ist auch die Empfindlichkeit hoch.

Bei dem herkömmlichen Spannungsmeßfühler, der oben beschrieben ist, sind die magnetischen Flüsse Fg, F′g und Fs, die nicht durch die Magnetschicht 5 oder 6 hindurchlaufen und dementsprechend auch nicht zur Spannungsmessung beitragen, mit einem verhältnismäßig hohen Anteil beteiligt. Demzufolge liegt bei dem herkömmlichen Spannungsmeßfühler das Problem vor, daß keine hinlänglich hohe Spannungsmeßempfindlichkeit erreicht werden kann.

Außerdem ist beim herkömmlichen Spannungsmeßfühler, der oben beschrieben ist, deshalb, weil die von jeder der Meßspulen 8 und 9 erzeugten Meßflüsse durch die Bündelungslage 10 oder 11 und dann durch die magnetische Lage 5 oder 6 hindurchlaufen, um Schleifen zu bilden, die Verteilung der magnetischen Flüsse so ungleichmäßig, daß die Intensität des Magnetfeldes an einem Endabschnitt der Meßspule 8 oder 9 etwa die Hälfte der Intensität des Magnetfeldes an einem mittleren Abschnitt der Meßspule 8 oder 9 beträgt, wie in Abb. 9a und 9b ersichtlich, d. h., He ÷ (1/2) Ho, wobei Ho die Intensität des Magnetfeldes am mittleren Abschnitt der Länge l der Meßspule 8 oder 9 und He die Intensität des Magnetfelder an einem Endabschnitt der Spule 8 oder 9 ist. Während die magnetische Flußdichte der magnetischen Lage 5 oder 6 an einem mittleren Abschnitt der Meßspule 8 oder 9 in Längsrichtung verhältnismäßig hoch ist, tritt deshalb ein Teil des Magnetflusses durch einen Zwischenraum zwischen der Meßspule 8 oder 9 und der Magnetschicht 5 oder 6 hindurch, wie in Abb. 9 gezeigt. Demzufolge ist die Erregungswirkung der Magnetspulen 8 oder 9 verschlechtert und die Empfindlichkeit des Spannungsmeßfühlers ist ebenfalls verschlechetert.

Es erfolgt nun die Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, wobei zunächst auf Abb. 1 Bezug genommen wird; hier ist ein Spannungs­ meßfühler gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der gezeigte Spannungsmeßfühler ist vorgesehen, um die mechanische Spannung einer angetriebenen Welle 1 in Form einer rotierenden Welle zu ermitteln, die zur Drehung um eine Mittelachse 2 mittels eines Paars Lagerungen 3 und 4 gelagert ist. Der Spannungsmeßfühler umfaßt eine erste und zweite längliche Magnetlage 5 und 6, die aus weichmagnetischem Material hergestellt ist, das eine hohe Permeabilität und eine geeignete Magnetostriktion aufweist und fest an dem Außenumfang der angetriebenen Welle 1 in gegenseitigem Abstand in axialer Richtung der ange­ triebenen Welle 1 angebracht ist. Jede der magnetischen Lagen 5 und 6 ist aus mehreren parallelen Lagestreifen zusammengesetzt, und die Streifen der ersten Magnetlage 5 erstrecken sich unter einem Winkel von +45° bezüglich der Mittelachse 2, während sich die Streifen der zweiten Magnetlage 6 unter einem anderen Winkel von -45° bezüglich der Mittelachse 2 erstrecken. Ein zylindrischer Spulenkörper 7 ist rund um die Magnetlagen 5 und 6 konzentrisch rund um die angetrie­ bene Welle 1 angeordnet. Eine erste und zweite Meßspule 8 und 9 in Form zylindrischer Elektromagnetspulen sind rund um den Spulenkörper 7 entsprechend der Magnetlage 5 bzw. 6 gewickelt. Die Meßspulen 8 und 9 sind mit einer Meßschaltung 14 verbunden. Ein Paar magneti­ scher, bündelnder Lagen 10 und 11 aus weichmagnetischem Material mit einer hohen Permeabilität sind rund um die Meßspule 8 bzw. 9 angeordnet. Eine erste und zweite zylindrische Metallschicht 12 und 13, die aus nichtmagnetischem Material mit hoher elektrischer Leit­ fähigkeit, wie etwa Kupfer oder Aluminium, hergestellt sind, sind den Magnetlagen 5 und 6 gegenüberliegend am Innenumfang der Meßspule 8 bzw. 9 am Spulenkörper 7 vorgesehen. Die zylindrischen Metall­ schichten 12 und 13 weisen eine axiale Länge auf, die kleiner ist als die axiale Länge der zylindrischen Meßspulen 8 und 9, und sind an einer axial mittigen Position hinsichtlich der Meßspule 8 bzw. 9 angeordnet, wie in Abb. 1 gezeigt.

Es wird nun auf die Abb. 2a und 2b Bezug genommen; dort sind eine magnetische Schaltung und eine äquivalente elektrische Schaltung des in Abb. 1 gezeigten Spannungsmeßfühlers gezeigt. Da die Metall­ schichten 12 und 13 aus einem nichtmagnetischen Material mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit hergestellt sind, ist die Ein­ dringtiefe alternierender magnetischer Flüsse infolge des Skin-Effekts hiervon sehr gering. Dementsprechend treten von jenen magnetischen Flüssen, die von den Meßspulen 8 oder 9 erzeugt werden, die magnetischen Flüsse Fg und F′g, die im Fall des herkömmlichen Spannungs­ meßfühlers, wie er in Abb. 7 gezeigt ist, durch den Spalt zwischen der Meßspule 8 oder 9 und der Magnetlage 5 oder 6 hindurch­ treten, wie in Abb. 8a gezeigt, hier als magnetische Flüsse F′eff durch die Magnetlage 5 oder 6 infolge der Anwesenheit der Magnetlage 12 oder 13 hindurch. Demzufolge ist die Empfindlichkeit der Meß­ spulen 8 und 9 und somit auch des gesamten Spannungsmeßfühlers ver­ bessert. Insbesondere deshalb, weil die Metallschichten 12 und 13 eine geringere axiale Länge als die Meßspulen 8 und 9 haben, ist jede von ihnen für die magnetischen Flüsse F′g wirksam, die sonst in kleinen geschlossenen Schleifen fließen, daß sie in so großen geschlossenen Schleifen fließen, daß sie durch die magnetischen Flüsse F′eff durch die Magnetschicht 5 oder 6 hindurchlaufen.

Abb. 3a ist eine der Abb. 2a ähnliche Ansicht, zeigt aber erläu­ ternd eine Abänderung des in Abb. 1 gezeigten Meßfühlers, und Abb. 3b zeigt eine äquivalente elektrische Schaltung des abgewandelten Spannungsmeßfühlers. Es wird nun auf die Abb. 3a und 3b Bezug ge­ nommen; der abgeänderte Spannungsmeßfühler unterscheidet sich von dem in Abb. 1 gezeigten Spannungsmeßfühler lediglich dadurch, daß die Metallschichten 12 und 13 am Außenumfang der Magnetlage 5 bzw. 6 angeordnet sind. Auch bei dem abgeänderten Spannungsmeßfühler laufen solche magnetischen Flüsse Fg und F′g, wie sie oben be­ schrieben sind, als magnetische Flüsse F′eff infolge eines Skin-Effekts der Metallschicht 12 oder 13 durch die Magnetlage 5 oder 6 hindurch. Demzufolge hat der abgeänderte Spannungsmeßfühler eine hohe Empfindlichkeit.

Es wird nun auf Abb. 4 Bezug genommen; dort ist ein Spannungsmeß­ fühler gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung gezeigt. Der Spannungsmeßfühler hat einen jenem des in Abb. 1 gezeigten Spannungsmeßfühlers ähnlichen Aufbau, unterscheidet sich jedoch dahingehend, daß er keine solchen Metallschichten wie die Metallschichten 12 und 13 umfaßt, sondern ein Paar Meßspulen 18 und 19 in abgeändertem Aufbau umfaßt. Insbesondere wird auf Abb. 6a Bezug genommen; jede der Meßspulen 18 und 19, die auf den Spulen­ körper 7 den geteilten Magnetlagen 5 und 6 entsprechend jeweils aufgewickelt sind, umfaßt ein Paar Spulenabschnitte 18a und 18b oder 19a und 19b, die miteinander über einen Draht oder eine Lei­ tung der Spule 18 oder 19 verbunden sind und konzentrisch rund um die Mittelachse 2 der angetriebenen Welle 1 angeordnet sind. Die Spulenabschnitte 18a, 18b und 19a, 19b der Spulen 18 und 19 sind mit elektrischen Strömen gespeist, die in derselben Richtung strömen.

Es wird nun auf Abb. 5 Bezug genommen, wo der Radius der Spulenab­ schnitte 18a, 18b und 19a, 19b der Meßspulen 18 und 19 des Spannungs­ meßfühlers mit dem oben beschriebenen Aufbau durch a darge­ stellt ist, der Abstand zwischen den Spulenabschnitten 18a und 18b und zwischen den Spulenabschnitten 19a und 19b ist durch 2b darge­ stellt, der Mittelpunkt zwischen den Spulenabschnitten 18a und 18b oder 19a und 19b ist durch 0 dargestellt, und der Spulenstrom ist durch I dargestellt, und wo a ÷ 2b gilt, ist die Intensität H des Magnetfelds am Punkt P, der gegenüber dem Punkt 0 auf der Mittelachse 2 einen Abstand x aufweist, gegeben durch den folgenden Ausdruck:

Dementsprechend ist die Intensität Ho des Magnetfelds am Mittel­ punkt 0 durch den folgenden Ausdruck gegeben, wobei man x=0 in die obige Gleichung einsetzt:

Gleichzeitig ist die Intensität He des Magnetfelds an der Lage eines jeden der Spulenabschnitte 18a, 18b, 19a und 19b durch den folgenden Ausdruck gegeben, indem man x=b einsetzt:

Da hier a ÷ 2b gilt, wird der folgende Ausdruck erhalten:

He/Ho = 0,95

Dementsprechend zeigt die Intensität des Magnetfelds am Mittelab­ schnitt und an einem Endabschnitt einer jeden der Meßspulen 18 und 19 nur eine geringe Änderung und sorgt somit für eine gleichförmige Magnetflußverteilung. Demzufolge tritt nur ein sehr kleines Ausmaß der Magnetflüsse durch den Zwischenraum zwischen jeder der Meßspulen 18 und 19 und der Magnetlage 5 oder 6 am Mittelabschnitt der Meßspule 18 oder 19 hindurch, während nahezu die gesamten Flüsse durch die Magnetlage 5 oder 6 hindurchlaufen. Dementsprechend ist die Wirkung bzw. der Wirkungsgrad und somit auch die Empfindlichkeit der Meßspulen 18 und 19 und damit auch des Spannungsmeßfühlers verbessert. Es muß vermerkt werden, daß ähnliche Wirkungen selbst dann erhalten werden können, wenn der Bedingung a ÷ 2b nicht not­ wendigerweise genügt wird.

Abb. 6a zeigt einen anderen Aufbau der Meßspulen 18 und 19. Die anders ausgebildete Meßspule 28 (oder 29) weist ein Paar dick bzw. eng gewickelter Spulenabschnitte 28a und 28b (29a und 29b) an ihren entgegengesetzten Enden und einen dünn bzw. weit gewickelten Spulen­ abschnitt 28c (29c) an dem Zwischenabschnitt zwischen den eng gewickelten Spulenabschnitten 28a und 28b (29a und 29b) auf. Bei der Meßspule 28 (29) wird ebenfalls ein gleichförmiges Magnetfeld erhalten, und den oben beschriebenen Wirkungen ähnliche Wirkungen können erhalten werden.

Nach der nunmehr erfolgten vollen Beschreibung der Erfindung wird es dem Fachmann ersichtlich, daß viele Änderungen und Abwandlungen hieran vorgenommen werden können, ohne daß man den Grundgedanken und Umfang der Erfindung verläßt, wie sie hier beschrieben wurde.

Claims (7)

1. Spannungsmeßfühler zum Messen der Spannung einer angetriebenen Welle, auf welche eine äußere Kraft aufgebracht wird, mit

• - einer Magnetschicht, die aus weichmagnetischem Material mit hoher Permeabilität und geeigneter Magnetostriktion hergestellt ist und fest am Außenumfang der angetriebenen Welle angebracht ist, und
• - einer Meßspule, die rund um die Magnetschicht mit einem hierzwischen belassenen Spalt angeordnet ist, um eine Änderung der Per­ meabilität zu messen, die sich aus der mechanischen Spannung der Magnetschicht ergibt, die durch eine auf die angetriebene Welle äußere Kraft verursacht ist,
  gekennzeichnet durch
• - eine Metallschicht (12, 13), die aus einem nichtmagnetischen Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit hergestellt ist und im Spalt zwischen der Magnetschicht (5, 6) und der Meßspule (8, 9) angeordnet ist.

2. Spannungsmeßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (12, 13) eine axiale Länge aufweist, die kleiner ist als die axiale Länge der Meßspule (8, 9).

3. Spannungsmeßfühler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (12, 13) am Innenumfang der Meßspule (8, 9) angeordnet ist.

4. Spannungsmeßfühler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (12, 13) am Außenumfang der Magnetschicht (5, 6) angeordnet ist.

5. Spannungsmeßfühler zum Messen der Spannung einer angetriebenen Welle, auf die eine äußere Kraft aufgebracht wird, mit den folgenden Merkmalen:

• - eine Magnetschicht, die aus weichmagnetischem Material mit hoher Permeabilität hergestellt ist und fest am Außenumfang der ange­ triebenen Welle angebracht ist,
• - eine Meßspule, die rund um die Magnetschicht angeordnet ist, um eine Änderung der Permeabilität zu messen, die sich aus einer mechanischen Spannung der Magnetschicht ergibt, die durch eine äußere Kraft verursacht wird, die auf die angetriebene Welle aufgebracht wird, und
• - die Meßspule weist ein Paar Spulenabschnitte auf, die miteinander über einen Mittelabschnitt verbunden sind, durch den ein elektrischer Strom fließt,

dadurch gekennnzeichnet, daß die Spulenabschnitte (18a, 18b, 19a, 19b; 28a, 28b, 29a, 29b) von dem elektrischen Strom in derselben Richtung durchflossen sind.

6. Spannungsmeßfühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenabschnitte (28a, 28b, 29a, 29b) der Meßspule (28, 29) dick bzw. eng gewickelt sind, während der Zwischenabschnitt (28c, 29c), der die Spulenabschnitte verbindet, dünn bzw. weit gewickelt ist.