DE1266033B - Einrichtung zur analogen Messung von Drehgeschwindigkeiten - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GOIp

Deutsche Kl.: 42 ο -13/10

Nummer: 1266 033

Aktenzeichen: S 81729 IX b/42 ο

Anmeldetag: 28. September 1962

Auslegetag: 11. April 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur analogen Messung von Drehgeschwindigkeiten, wobei ein magnetischer Kreis mit Hallsonde durch in einem aus unmagnetischem, elektrisch gut leitendem Material bestehenden Drehkörper induzierte Wirbelströme beeinflußt wird und die Hallspannung ein Maß für die Drehgeschwindigkeit darstellt.

Es ist bereits ein Drehgeschwindigkeitsmesser bekannt, bei dem in einem in Abhängigkeit von der zu messenden Drehgeschwindigkeit rotierenden Drehkörper Wirbelströme induziert werden und eine von diesen Strömen herrührende magnetische Feldstärke als Meßgröße herangezogen wird. Bei diesem bekannten Drehgeschwindigkeitsmesser erfolgt die Erregung mittels Wechselstrom, so daß der induzierte Magnet kein ruhendes Feld, sondern ein Wechselfeld erzeugt.

Weiterhin ist ein Drehbeschleunigungsmesser bekannt, bei dem ruhende Permanentmagnete in einem in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit rotierenden Drehkörper Wirbelströme induzieren und eine von diesen Strömen herrührende magnetische Feldstärke als Meßgröße herangezogen wird. Mit diesem Gerät lassen sich keine Drehgeschwindigkeits- und damit also keine Drehzahlmessungen durchführen, sondern nur Änderungen der Drehgeschwindigkeit.

Es ist außerdem eine Anordnung zur analogen Messung von Drehgeschwindigkeiten vorgeschlagen worden mit einem ein stationäres Magnetfeld erzeugenden Magnetsystem, das in einem mit der zu messenden Drehgeschwindigkeit rotierenden scheibenförmigen Körper Gleichströme induziert, und einer in Bezug auf das Magnetsystem ortsfesten Vorrichtung zum Messen der sekundären magnetischen Feldstärke, die von induzierten Strömen herrührt. Bei dieser älteren Anordnung dient als Meßvorrichtung für die sekundäre magnetische Feldstärke ein Hallgenerator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur analogen Messung von Drehgeschwindigkeiten zu schaffen, die einen besonders einfachen Aufbau und eine hohe Empfindlichkeit aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der magnetische Kreis zwei parallel angeordnete Permanentmagnete gleicher Magnetisierungsrichtung und eine in der Symmetrieebene des Feldes angeordnete Hallsonde enthält und daß der Drehkörper außerhalb des magnetischen Kreises liegt.

Die Achse des Drehkörpers kann in einer Symmetrieebene des magnetischen Kreises angeordnet Einrichtung zur analogen Messung von
Drehgeschwindigkeiten

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, 8520 Erlangen 2, Werner-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:

Stefan Gareis, 8500 Nürnberg;

Dr. rer. nat. Hans-Joachim Lippmann,

8501 Boxdorf;

Helmut Seiffert, 8500 Nürnberg

sein. Für den Drehkörper kann als unmagnetisches, elektrisch gut leitendes Material z. B. Kupfer oder Aluminium verwendet werden.

Die Erfindung ermöglicht es, den Meßwertgeber ohne Schwierigkeit an eine bereits vorhandene Scheibe oder Welle anzusetzen, ohne daß im mechanischen Aufbau der zu messenden Maschine oder Einrichtung etwas geändert zu werden braucht. Außerdem erzielt man auch eine höhere Empfindlichkeit, d. h. bei gleicher Drehzahl und gleichem Abstand zwischen Drehkörper und Hallsonde eine größere Hallspannung. Man kann den Abstand zwischen Drehkörper und Hallsonde einstellbar machen, um die höchste Ausgangsspannung, die durch den Einfluß der Sättigung bedingt ist, an die höchste betriebsmäßige Drehzahl des Drehkörpers anzupassen.

Im folgenden sei die Erfindung an Hand der schematischen Zeichnung näher beschrieben, in der Ausführungsbeispiele dargestellt sind.

F i g. 1 zeigt eine Möglichkeit für den Aufbau des magnetischen Kreises. Er besteht aus einer Eisenplatte 1 mit zwei darauf angeordneten Permanentmagneten 3, 4 gleicher Magnetisierungsrichtung. Auf den Permanentmagneten sind Weicheisenpolschuhe 5, 6 vorgesehen, zwischen denen eine Hallsonde 7 bekannter Ausführung angeordnet ist. Der gesamte magnetische Kreis kann in Vergußmasse eingebettet sein, um einen mechanisch stabilen Aufbau zu erhalten. Gegebenenfalls kann man auch zusätzliche Abgleichmittel vorsehen.

Fig. 2 zeigt, wie der als Block 8 dargestellte magnetische Kreis mit eingebautem Hallgenerator an eine rotierende Welle 9 angesetzt werden kann. Zwischen Welle und Signalgeber wird vorteilhaft ein Ab-

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stand D von etwa 5 mm eingehalten. Doch lassen sich selbstverständlich auch bei anderen Abständen Messungen durchführen.

Eine andere Möglichkeit der Ausbildung des Erfindungsgegenstandes ist in F ig. 3 dargestellt, wobei gleichartige Bezugszeichen aus Fig. 1 bzw. Fig. 2 übernommen worden sind. Der Drehkörper 10 kann eine Welle oder auch eine Scheibe sein. Seine Drehachse liegt, wie aus F i g. 3 ersichtlich, in der Symmetrieebene des Streufeldes der Permanentmagnete bzw. in der Ebene des Hallgenerators. In Fi g. 3 sind auch die Steuerstrom- und Hallanschlüsse des Blokkes 8 angedeutet.

Eine weitere Möglichkeit zeigt Fig. 4. Der Drehkörper ist hier als Scheibe 11 ausgebildet, deren Rotationsachse zwar in der Symmetrieebene des Streufeldes, jedoch gegen dessen Mitte versetzt angeordnet ist.

Die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes beruht darauf, daß durch das ausstreuende Magnetfeld der beiden Permanentmagnete im Drehkörper Wirbelströme erzeugt werden, deren Magnetfeld die Symmetrie des Flußverlaufes stört. Die Ausgangsspannung der Hallsonde ist der Umfangsgeschwindigkeit des Drehkörpers proportional. Wie bereits erwähnt, kann der Drehkörper vorteilhaft aus unmagnetischem, elektrisch gut leitendem Material, wie Kupfer, Aluminium und Messing bestehen.

Fig.5 zeigt ein Diagramm der mit dem Erfindungsgegenstand erhaltenen Hallspannung U₁₁ in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit η des Drehkörpers. Man erkennt, daß der Zusammenhang zwischen Hallspannung und Drehzahl bis zum Erreichen der Sättigung völlig linear ist. Die Sättigungsgrenze wird durch Einstellen des Abstandes D aus dem gewünschten Meßbereich herausgelegt.

Der Erfindungsgegenstand ist insbesondere zum Anbau an bereits vorhandene Maschinen geeignet, etwa als Tachometer bei Kraftfahrzeugen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur analogen Messung von Drehgeschwindigkeiten, wobei ein magnetischer Kreis mit Hallsonde durch in einem aus unmagnetischem, elektrisch gut leitendem Material bestehenden Drehkörper induzierte Wirbelströme beeinflußt wird und die Hallspannung ein Maß für die Drehgeschwindigkeit darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Kreis zwei parallel angeordnete Permanentmagneten (3, 4) gleicher Magnetisierungsrichtung und eine in der Symmetrieebene des Feldes angeordnete Hallsonde (7) enthält und daß der Drehkörper (9, 10, 11) außerhalb des magnetischen Kreises liegt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Drehkörpers in einer Symmetrieebene des magnetischen Kreises angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Meßbereichänderung der Abstand zwischen Drehkörper und Hallsonde einstellbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 870 919;
USA.-Patentschrift Nr. 2460115.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1147 787.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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