DE10219678C1 - Induktiver Wegmessaufnehmer mit einen passiven Resonanzkreis aufweisendem Messkopf - Google Patents
Induktiver Wegmessaufnehmer mit einen passiven Resonanzkreis aufweisendem MesskopfInfo
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Abstract
Der offenbarte induktive Wegmessaufnehmer mit einem verschieblichen oder drehbaren, magnetisch permeablen Messkopf (110), mit wenigstens einer Messschleife (100, 102), deren geometrische Gestalt sich in Abhängigkeit vom Verschiebungs-Drehweg des Messkopfes (110) ändert, mit wenigstens einer Erregerschleife (106), mittels der in dem Messkopf (110) ein magnetischer Fluss erzeugbar ist, der die Messschleife (100, 102) an jedem Punkt des Verschiebungs-/Drehweges, im Wesentlichen im Bereich des Messkopfes (110), durchsetzt und ein elektrisches Messsignal (i2) induziert, sieht insbesondere vor, dass an dem Messkopf (110) ein nach außen elektrisch entkoppelter Schwingkreis (112) angeordnet ist, der durch einen kurzen Spannungsimpuls nach einer Anzahl von bevorzugt 10-20 freier Schwingungen phasenrichtig angeregt wird.
Description
Die Erfindung betrifft einen induktiven
Wegmessaufnehmer gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen
Anspruchs 1.
Ein induktiver Wegmessaufnehmer der genannten Art geht
bspw. aus der DE 100 16 540 C1 und der FR 2 682 760 A1
hervor. Bei diesem Wegmessaufnehmer ist an einem
elektrisch isolierenden rechteckförmigen Träger ein
entlang des Trägers verschiebbarer Läufer angeordnet,
der den Träger U-förmig umschließt und als Messkopf zur
Wegmessung dient.
Der Messkopf besteht aus einem ferromagnetischen
Werkstoff. Auf dem Träger sind eine rechteckförmig
ausgebildete Erregerschleife und eine V-förmig
ausgebildete Messschleife aufgebracht. Eine an die
Erregerschleife angelegte Wechselspannung induziert
nach dem Induktionsgesetz über den im Messkopf sich
ausbildenden magnetischen Kreis sowie über Luft eine
Wechselspannung in der Messschleife. Aufgrund der sich
stetig ändernden geometrischen Gestalt der Messschleife
entlang des Verschiebungsweges des Messkopfes sowie der
über den Verschiebungsweg sich nicht ändernden Gestalt
der Erregerschleife ändert sich das Ausgangssignal der
Messschleife ebenfalls stetig mit einer Verschiebung
des Messkopfes entlang des Trägers.
In der DE 39 13 861 A1 ist ein ähnlicher
Wegmessaufnehmer beschrieben, bei dem der Messkopf
allerdings ein elektrisch aktives (induktives) Element
aufweist, das Bestandteil eines extern anregbaren
Schwingkreises ist. Das induktive Element ist
vorzugsweise durch eine Kernspule mit magnetisch
weichem Kern von im Wesentlichen E-förmiger Gestalt
gebildet. Der Mittelschenkel dieser Kernspule ist über
der Mess- und Referenzschleife liegend angeordnet.
Zusätzlich zur Messschleife weist der in der DE 39 13 861 A1
beschriebene Wegmessaufnehmer eine bevorzugt
rechteckförmig ausgebildete Referenzschleife auf, die
zur Beobachtung einer Steuerspannung des Schwingkreises
dient und mittels der Änderungen in der Flussdichte,
bspw. aufgrund einer Spannungsänderung der
Wechselspannungsquelle oder Änderungen der
Umgebungstemperatur, erfasst werden können. Hierdurch
kann die Flussdichte des durch das induktive Element
erzeugten magnetischen Feldes konstant gehalten werden.
Das induktive Element induziert dabei in der
Messschleife eine Messspannung und in der
Referenzschleife eine Referenzspannung. Zur
Konstanthaltung der Referenzspannung kann die den
Schwingkreis anregende Wechselspannung, in Abhängigkeit
von der Referenzspannung, mittels eines P- oder PI-
Reglers auf eine vorgebbare Schwellenspannung geregelt
werden.
Ein eine vorgenannte Referenzschleife aufweisender
Wegmessaufnehmer ist auch in der DE 101 20 822 A1 und
DE 100 16 540 C1 offenbart. Sowohl die Messschleife als
auch die Referenzschleife werden dort als
Auswerteschleifen verwendet, wobei das Messsignal aus
dem Quotienten aus Messspannung und Referenzspannung
gebildet wird. Durch die Quotientenbildung lassen sich
insbesondere Temperaturdrifts und Lageänderungen des
Messkopfes rechnerisch eliminieren.
Der vorgenannte Messkopf ist meist mit einer externen
Auswerteschaltung über eine leitergebundene oder
leiterlose, z. B. optische oder mittels einer
Funkverbindung realisierte Zuführung verbunden. Diese
Auswerteschaltung dient zur Berechnung des jeweiligen
Verschiebeweges des Läufers auf dem Träger in
Abhängigkeit von der ermittelten Messspannung und ggf.
zusätzlich zur vorbeschriebenen Korrektur mittels der
Referenzschleife.
Hierbei ist anzumerken, dass die Referenz- und die
Messschleife auf beliebig ausgeformten Trägern oder
sogar freitragend angeordnet werden können, solange
eine berührungslose Abtastung durch den Messkopf
möglich ist. Als Trägerplatte kommt bevorzugt eine
gedruckte Leiterplatte zum Einsatz.
Der Nachteil des in der DE 39 13 861 A1 und der DE 100 16 540 C1
beschriebenen Wegmessaufnehmers liegt nun
darin, dass der Messkopf aktiv ausgelegt ist und daher
eine ständige Energiezufuhr benötigt, die nur durch
bewegte, mitgeführte Leitungen realisierbar ist.
An der in der FR 2 682 760 A1 beschriebenen
Messanordnung ist nachteilig, dass Temperatureinflüsse
und Lageänderungen des Messkopfes zu unstabilen
Messwerten führen. Zudem erfordert die kontinuierliche
Anregung für verwertbare Signale eine relativ hohe
elektrische Betriebsleistung.
Darüber hinaus tritt bei den im Stand der Technik
bekannten Wegmessaufnehmern prinzipiell das Problem der
sogenannten "Luftkopplung" in Erscheinung. Diese
Luftkopplung beruht auf einer elektrischen Kopplung
nach dem Induktionsgesetz zwischen der Erregerschleife
und der (den) Messschleife(n) außerhalb des
Wirkungsbereichs des magnetisierbaren Kerns des
Messkopfes.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe
zugrunde, einen Wegmessaufnehmer der genannten Art
dahingehend weiterzubilden, dass die genannten
Nachteile, insbesondere die vorgenannten
Luftkopplungseffekte, möglichst wirksam und mit
möglichst gutem Kosten-Nutzen-Verhältnis vermieden
werden.
Diese Aufgabe wird bei einem induktiven
Wegmessaufnehmer der eingangs genannten Art gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße Wegmessaufnehmer zeichnet sich
dadurch aus, dass am Messkopf ein passiver Schwingkreis
(Resonanzkreis) angeordnet ist, der keine elektrische
Leitungsverbindung nach außen besitzt und daher nur von
außen, d. h. vorliegend ursächlich durch induktive
Einkopplung im Bereich des Messkopfes, zu elektrischen
Schwingungen angeregt wird. Dieser Schwingkreis wird
erfindungsgemäß durch einen kurzen Spannungsimpuls nach
einer Anzahl freier Schwingungen phasenrichtig
angeregt. Die Anzahl der freien Schwingungen beträgt
bevorzugt 10-20.
Der Vorteil liegt darin, dass der Wegmessaufnehmer
energiesparsam betrieben werden kann. Zudem wird eine
sofortige Auswertung des Messsignals nach der ersten
Halbwelle ermöglicht.
Des Weiteren kann die Schwingungsfrequenz gegenüber den
im Stand der Technik üblichen 5-10 MHz um etwa zwei
Zehnerpotenzen niedriger sein, d. h. beträgt etwa 100 kHz.
Hierdurch wird die Auswertung bzw. Verarbeitung
des Messsignals erheblich erleichtert.
Die Anregung des Schwingkreises erfolgt bevorzugt
mittels einer rechteckförmigen Erregerschleife, und
zwar wie bereits erwähnt, durch einen Spannungsimpuls,
der kürzer als eine Halbwelle der jeweiligen
Resonanzfrequenz des Schwingkreises ist. Dieser
Spannungsimpuls regt über den bevorzugt U-förmig
ausgebildeten Ferrit den Schwingkreis des Messkopfes
zum Schwingen an. Gleichzeitig induziert er in den
Messschleifen aufgrund der Luftkopplung eine
positionsunabhängige Spannung. Um den Einfluss dieser
Luftkopplung zu vermeiden, wird während des
Anregeimpulses kein Messsignal ausgewertet, so dass
sichergestellt ist, dass die parasitären Effekte
aufgrund der luftgekoppelten Induktion abgeklungen
sind. Erst nach Abklingen des Anregeimpulses wird die
in den Messschleifen induzierte Spannung ausgewertet.
Diese induzierte Spannung basiert demnach auf der vom
Schwingkreis erzeugten, luftkopplungsfreien Induktion.
Die Auswertung des Messsignals erfolgt durch
phasenrichtige Gleichrichtung der ersten
Schwingungsamplituden, bevorzugt der zweiten bis achten
Schwingungsamplitude. Die Schwingungsamplituden werden
dabei aufintegriert und in einer Sample & Hold-Schaltung
zwischengespeichert. Danach ist ein Messzyklus
abgeschlossen und der Schwingkreis wird erneut z. B.
beim 10-ten Impuls phasenrichtig angestoßen. Die
Aktualisierung des Messwertes erfolgt auf diese Weise
mit einer Frequenz von 5 bis 10 kHz.
Bei Vorliegen eines den Träger U-förmig umschließenden
Messkopfes ist der passive Schwingkreis bevorzugt
durch auf beiden Seiten des Trägers jeweils wenigstens
eine Leiterschleife gebildet, wodurch gewährleistet
ist, dass bei auf beiden Seiten des Trägers
angeordneten Schleifen die Einkopplung zwischen dem
Schwingkreis und diesen Schleifen in ihrer Wirkung
maximiert wird. In einer Ausführungsform weist der
Schwingkreis auf jeder Seite des Trägers wenigstens
zwei Leiterschleifen auf.
Die vorgeschlagene Messanordnung besitzt die weiteren
Vorteile, dass die Anordnung einer Referenzschleife auf
dem Träger zu dem eingangs beschriebenen Zweck nicht
mehr erforderlich ist. Es kann eine niedrigere
Schwingungsfrequenz für die Erregerspannung gewählt
werden, bspw. 100 kHz im Gegensatz zu den im Stand der
Technik üblichen 5-10 MHz. Dadurch wird die Auswertung
des Messsignals technisch erheblich vereinfacht.
Es ist hervorzuheben, dass der erfindungsgemäße
Wegmessaufnehmer mit den genannten Vorteilen rein
prinzipiell bei Messanordnungen mit oder ohne
Referenzschleife sowie bei Messanordnungen, bei denen
nicht induktiv, sondern kapazitiv eingekoppelt wird,
einsetzbar ist.
Der erfindungsgemäße Wegmessaufnehmer wird mittels
einer externen Steuer- und Auswerteschaltung betrieben,
welche Schaltelemente aufweist, mittels derer bevorzugt
die ersten 5 bis 10 Halbwellen gleicher Polarität über
einen phasengesteuerten Schalter einem Integrator
zugeführt und die so integrierten Signale durch eine
Sample gespeichert werden. Der Vorteil
dieser Schaltungsanordnung liegt darin, dass die
Gleichrichtung einen geringen oder sogar fehlenden
Temperaturgang bewirkt sowie am Ausgang des Integrators
relativ große Signalamplituden vorliegen. Ferner
beträgt die Aktualisierungsfrequenz des Ausgangswertes
der gesamten Schaltungsanordnung etwa 5 kHz.
In einer weiteren Ausführungsform des Wegmessaufnehmers
sind zwei spiegelbildlich (symmetrisch) angeordnete V-
förmige Messschleifen bevorzugt zu beiden Seiten des
Trägers angeordnet. Hierdurch wird ermöglicht, dass die
Summenspannung der beiden antiparallel auf beiden
Seiten des Trägers angeordneten V-förmigen
Messschleifen als Referenz verwendet und über eine
Regelschaltung ständig konstant gehalten werden kann.
Die Differenzspannung stellt dann den
positionsabhängigen Messwert dar.
Aufgrund dieser Maßnahme wird eine nahezu vollständige
Kompensation des Temperaturganges der
Auswerteelektronik, insbesondere der Gleichrichter und
des Integrators, erzielt. Zusätzlich werden etwa
auftretende mechanische Veränderungen der
Messwertgeber, bspw. der gedruckten Schaltung und/oder
des Ferrits, wirksam kompensiert.
Weiterhin verringert sich der Einfluss einer
Abstandsänderung des Messkopfes senkrecht und
waagerecht zur gedruckten Schaltung erheblich. Auch die
Linearität insbesondere an den Endpunkten des Trägers
wird aufgrund der genannten Ausregelung der Randeffekte
entscheidend verbessert.
Die Erfindung wird nachfolgend, unter Bezugnahme auf
die Zeichnung, anhand von Ausführungsbeispielen
eingehender erläutert, aus denen sich weitere Merkmale
und Vorteile der Erfindung ergeben.
Im Einzelnen zeigen
Fig. 1 in schematischer Darstellung, einen
induktiven Wegmessaufnehmer gemäß dem Stand
der Technik;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels des
erfindungsgemäßen Wegmessaufnehmers;
Fig. 3 ein Blockdiagramm eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels einer
Schaltungsanordnung zum Betrieb des in der
Fig. 2 gezeigten Wegmessaufnehmers; und
Fig. 4 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispieles
des in der Fig. 3 gezeigten
Synchrongleichrichters.
Der in der Fig. 1 gezeigte Wegmessaufnehmer weist einen
Messkopf 10 (Positionsgeber) auf, der in der gezeigten
x-Richtung entlang einer Anordnung von Leiterschleifen,
und zwar einer Erregerschleife 20, einer Messschleife
30 sowie einer Referenzschleife 40, verschieblich
ausgebildet ist. Es ist hierbei anzumerken, dass der
linear verschiebliche Messkopf 10 nur ein
Ausführungsbeispiel darstellt und prinzipiell jede
beliebige Verschiebungskurve, beispielsweise eine
kreisförmige oder elliptische Verschiebungskurve,
beschreiben kann.
Der Messkopf 10 besteht aus einem magnetisch permeablen
Werkstoff, im vorliegenden Beispiel aus Ferrit
(Ferritkern), kann jedoch auch aus ferro- oder
ferrimagnetischem Material gebildet sein. Beim Anlegen
einer elektrischen Wechselspannung 50 an der
Erregerschleife 20, bildet sich ein durch
Magnetfeldlinien 60 angedeutetes Magnetfeld aus, dessen
Flusslinien den Innenbereich der Erregerschleife 20
sowie die Innenbereiche der Messschleife 30 und der
Referenzschleife 40 durchstoßen und im Bereich des
Ferritkerns 10 aufgrund der Magnetisierbarkeit des
Ferritmaterials in bekannter Weise gebündelt bzw.
konzentriert werden. Die im Bereich des Ferritkerns 10
sich ausbildenden magnetischen Kreise durchstoßen daher
die Messschleife 30 und die Referenzschleife 40 in
diesem Bereich verstärkt. Da der Messkopf 10 lediglich
passiv in Erscheinung tritt, handelt es sich hier somit
um einen sogenannten "passiven Messkopf".
Die Messschleife 30 weist entlang der Wegmessstrecke x,
im Gegensatz zur Referenzschleife 40, einen
dreieckförmigen Verlauf auf. Daher variiert der Anteil
der die Messschleife 30 in Höhe des Ferritkerns 10
durchstoßenden Magnetfeldlinien etwa linear mit der
Wegstrecke x, wohingegen der Anteil im Falle der
Referenzschleife 40 über die Wegstrecke x etwa konstant
ist.
Aus der linearen Abweichung des in der Messschleife 30
induzierten Messstroms läßt sich nach vorheriger
Kalibrierung somit die Position x berechnen. Durch
Quotientenbildung des ermittelten Messstroms 12 in der
Messschleife und des ermittelten Referenzstroms 13 in
der Referenzschleife lassen sich in aus dem eingangs
zitierten Stand der Technik bekannter Weise
gleichzeitig in der Messschleife und der
Referenzschleife auftretende Störeinflüsse weitgehend
eliminieren.
Die Fig. 2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Wegmessaufnehmers. Der
Wegmessaufnehmer weist ein Trägersubstrat 104 auf, auf
dem zwei in entgegengesetzter Richtung angeordnete V-
förmige Messschleifen 100, 102 sowie eine
rechteckförmige Erregerschleife 106 aufgebracht sind.
Die Leiterschleifen 100, 102 und 106 werden mittels
einer in einem Gehäuse 108 befindlichen elektronischen
Schaltung betrieben, welche anhand der Fig. 3
nachfolgend noch eingehend beschrieben wird. Ein
entlang des Trägersubstrats 104 verschieblich
angeordneter Messkopf 110 weist erfindungsgemäß eine zu
einem Schwingkreis 112 zusammengeschaltete Anordnung
aus Spule und Kondensator auf.
Es ist hervorzuheben, dass die gezeigte einseitige
Anordnung der rechteckförmigen Erregerschleife 106 und
der zwei gegeneinander gerichteten, V-förmigen
Messschleifen 100, 102 nur eine von möglichen
Ausführungsformen ist und die bevorzugte
Ausführungsform eine doppelseitige rechteckförmige
Erregerschleife 106 und doppelseitig, antiparallel
angeordnete V-förmige Messschleifen 100, 102 aufweist.
Diese Anordnung ergibt die vierfache Ausgangsspannung
(doppelte Erregerspannung plus doppelte Messspannung)
und verringert bereits dadurch erheblich die parasitäre
Positionsabhängigkeit des verschiebbaren Messkopfes
110.
Die Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer
Schaltungsanordnung zum Betrieb des in Fig. 2 gezeigten
Wegmessaufnehmers sowie zur Auswertung des Messsignals.
Ein Logikbaustein 201 steuert über eine Steuerleitung
203 einerseits einen zur Erzeugung eines
Erregerimpulses dienenden Erregergenerator 200 sowie
andererseits über Steuerleitungen 205, 207 einen
Synchrongleichrichter 206, 208. Mit dem Ausgang des
Erregergenerators 200 ist die in der Fig. 2 gezeigte
rechteckförmige Erregerschleife 106 verbunden. An den
Eingängen der beiden identisch ausgebildeten
Synchrongleichrichter 206, 208 sind die in der Fig. 2
gezeigten V-förmigen Messschleifen 100 und 102
angeschlossen.
Den inneren Schaltungsaufbau der hier gezeigten
Synchrongleichrichter-Einheit 206, 208 zeigt die Fig.
4. Die Einheit 206, 208 besteht aus einem Vorverstärker
300 und elektronischen Schaltern 301, 302 und 303.
Weiterhin weist die Einheit 206, 208 einen Integrator
304 und eine Sample 305 auf.
Zu Beginn eines Messzyklus' gibt der Erregergenerator
200 einen kurzen Impuls an die Erregerschleife 106 ab
und regt damit den Schwingkreis 112 (Fig. 2) zum
Schwingen an. Während des Anliegens des Erregerimpulses
sind die in der Fig. 4 gezeigten Schalter 301 und 303
geöffnet und der Schalter 302 geschlossen. Das während
dieser Zeit in den Messschleifen 100, 102 induzierte
Spannungssignal wird von dem Vorverstärker 300 nicht
weitergegeben. Nach Abklingen des Erregerimpulses
werden über den Schwingkreis 112 sinusförmige
Spannungen in den Messschleifen 100 und 102 induziert.
Der Schalter 301 wird nun phasenrichtig, für jeweils
eine Halbwelle der ersten ca. 8 Sinusschwingungen
geöffnet und das am Ausgang des Vorverstärkers 300
anliegende Signal mittels des Integrators 304
aufintegriert.
Nach Ablauf des Messzyklus' wird der Schalter 303 kurz
geschlossen und der genannte aufintegrierte Signalwert
an die Sample 305 übertragen. Danach
wird über den Schalter 302 der Integrationskondensator
des Integrators 304 entladen und dadurch die Schaltung
für den nächsten Messzyklus initiiert. Daraufhin wird
der Schwingkreis 112 phasenrichtig durch einen kurzen
Erregerimpuls erneut angestoßen und der Messzyklus
beginnt von neuem.
Die Ausgangssignale der beiden Synchrongleichrichter-
Einheiten 206, 208 werden mittels eines
Operationsverstärkers 210 addiert bzw. aufsummiert und
mittels eines Operationsverstärkers 212 voneinander
subtrahiert. Da die arithmetische Summe der in den
beiden gegenläufigen V-förmigen Messschleifen 100, 102
induzierten Spannung unabhängig von der Position des
Messkopfes 110 entlang des Trägersubstrats 104 konstant
bleibt - denn die geometrische Summe der Innenflächen
der Messschleifen ist wegen der Gegenläufigkeit der
Messschleifen 100, 102 an jedem Punkt des
Verschiebeweges des Messkopfes 110 gleich - kann die
arithmetische Summe als Referenz-Ausgang
(Referenzspannung) verwendet werden.
Über einen PI-Regler, beispielsweise einen Verstärker
216, wird die Referenzspannung mit einer stabilen
Spannungsquelle 214 verglichen. Anhand der
Differenzspannung regelt der Erregergenerator 200 die
genannte arithmetische Summe auf konstante Amplitude.
Unabhängig von der Temperatur des Wegmessaufnehmers
sowie der genannten elektronischen Komponenten und
unabhängig von mechanischen Einflüssen und
Spannungsschwankungen bleibt somit die Größe des
Messsignals gleich und damit auch mittels Subtraktion
gewonnene wegabhängige Ausgangsspannung 218 des
Ausgangsverstärkers 212.
Claims (12)
1. Induktiver Wegmessaufnehmer mit einem
verschieblichen oder drehbaren, magnetisch
permeablen Messkopf (10, 110), mit wenigstens
einer Messschleife (30, 100, 102), deren
geometrische Gestalt sich in Abhängigkeit vom
Verschiebungs-/Drehweg des Messkopfes (10, 110)
ändert, mit wenigstens einer Erregerschleife (20,
106), mittels der in dem Messkopf (10, 110) ein
magnetischer Fluß (60) erzeugbar ist, der die
wenigstens eine Messschleife (30, 100, 102) an
jedem Punkt des Verschiebungs-/Drehweges, im
Wesentlichen im Bereich des Messkopfes (10, 110),
durchsetzt und ein elektrisches Messsignal (12)
induziert, dadurch gekennzeichnet, dass an dem
Messkopf (10, 110) ein nach außen elektrisch
entkoppelter Schwingkreis (112) angeordnet ist,
der durch einen kurzen Spannungsimpuls nach einer
Anzahl freier Schwingungen phasenrichtig angeregt
wird.
2. Wegmessaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Auswertung des
Messsignals (12) zur Vermeidung luftgekoppelter,
das Messsignal (12) beeinflussender Induktionen
frühestens dann erfolgt, wenn der Spannungsimpuls
abgeklungen ist.
3. Wegmessaufnehmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anzahl der freien
Schwingungen 10-20 beträgt.
4. Wegmessaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingkreis
(112) auf beiden Seiten der wenigstens einen
Messschleife (30, 100, 102) und der wenigstens
eine Erregerschleife (20, 106) jeweils wenigstens
eine Leiterschleife aufweist.
5. Wegmessaufnehmer nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass der Schwingkreis (112) auf
den beiden Seiten der wenigstens einen
Messschleife (30, 100, 102) und der wenigstens
einen Erregerschleife (20, 106) jeweils zwei
Leiterschleifen aufweist.
6. Wegmessaufnehmer nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der
Schwingkreis (112) sowie die wenigstens eine
Messschleife (30, 100, 102) und die wenigstens
eine Erregerschleife (20, 106) mit einer externen
Steuer- und Auswerteschaltung verbunden sind, die
einen phasengesteuerten Schalter (206, 208)
aufweist, mittels dessen die ersten Halbwellen,
bevorzugt die ersten 5 bis 10 Halbwellen gleicher
Polarität eines von dem Schwingkreis (112) in die
wenigstens eine Messschleife (30, 100, 102)
eingekoppelten Signals einem Integrator (210, 212)
zugeführt werden.
7. Wegmessaufnehmer nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die durch den Integrator
(210, 212) integrierten Signale mittels einer
Sample & Hold-Schaltung zwischengespeichert werden.
8. Wegmessaufnehmer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Auswertung des
Messsignals durch phasenrichtige Gleichrichtung
der ersten Schwingungsamplituden, bevorzugt der 2-
ten bis 8-ten Schwingungsamplitude, erfolgt.
9. Wegmessaufnehmer nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die
Aktualisierungsfrequenz des Ausgangswertes der
Steuer- und Auswerteschaltung (Fig. 3) im Bereich
von 1-10 kHz, bevorzugt 5 kHz, liegt.
10. Wegmessaufnehmer nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei in Richtung
des Verschiebungsweges des Messkopfes (10, 110)
gegenläufig angeordnete, ortsabhängig sich
ändernde, insbesondere V-förmige Messschleifen
(30, 100, 102).
11. Wegmessaufnehmer nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die externe Steuer- und
Auswerteschaltung (Fig. 3) ein logisches
Addierglied (210), mittels dessen die Summe der
Ausgangsspannungen aus den beiden Messschleifen
(30, 100, 102) als Referenzwert bereitgestellt
wird sowie ein logisches Subtrahierglied (212),
mittels dessen ein Ausgangssignal bereitgestellt
wird, aufweist.
12. Wegmessaufnehmer nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal des
Addierglieds (210) mit einem von einer
Spannungsquelle (214) ausgegebenen Referenzwert
verglichen wird und den Spannungsimpuls mittels
eines PI-Reglers (216) konstant hält.
Priority Applications (2)
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