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DE1623116C3 - - Google Patents

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Publication number
DE1623116C3
DE1623116C3 DE19511623116 DE1623116A DE1623116C3 DE 1623116 C3 DE1623116 C3 DE 1623116C3 DE 19511623116 DE19511623116 DE 19511623116 DE 1623116 A DE1623116 A DE 1623116A DE 1623116 C3 DE1623116 C3 DE 1623116C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
loop
inductance
circuit
phase
inductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19511623116
Other languages
German (de)
Other versions
DE1623116B2 (en
DE1623116A1 (en
Inventor
Peter Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Lingenfelser
Peer Dr.-Ing. 8021 Grosshesselohe Thilo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19511623116 priority Critical patent/DE1623116A1/en
Publication of DE1623116A1 publication Critical patent/DE1623116A1/en
Publication of DE1623116B2 publication Critical patent/DE1623116B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1623116C3 publication Critical patent/DE1623116C3/de
Granted legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/042—Detecting movement of traffic to be counted or controlled using inductive or magnetic detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2611—Measuring inductance

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Description

3 43 4

fächer Weise der Arbeitspunkt der nachfolgenden werden können, ohne daß die Meßbedingungen infan way the working point of the following can be without the measuring conditions in

Auswerteschaltung einstellen läßt. unzulässiger Weise von denen der Bereichsmitte ab-Can set the evaluation circuit. inadmissibly different from those in the center of the area.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand eines Aus- weichen. Obendrein können an der Sekundärseite desThe invention is now based on an evasion. On top of that, on the secondary side of the

führungsbeispiels erläutert. Es zeigt Übertragers 4 mehrere Anschlüsse vorgesehen sein,management example explained. It shows transformer 4 several connections are provided,

F i g. 1 eine Schaltungsanordnung gemäß der Er- 5 so daß dann derselbe Übertrager für verschiedeneF i g. 1 shows a circuit arrangement according to FIG. 5 so that the same transformer for different

findung, Schleifeninduktivitätsbereiche verwendbar ist.finding that loop inductance ranges can be used.

F i g. 2 ein Diagramm einer Phasendrehung an dem Die durch eine Verstimmung der Schleife hervorkomplexen Widerstand durch eine Schleifenverstim- gerufene Phasenverschiebung an dem Filter 7, 8, 9 mung, wird über einen Widerstand 11 der Basis eines Tran-F i g. 2 shows a diagram of a phase shift at which dies are complexed out by detuning the loop Resistance due to a phase shift called loop detuning at the filter 7, 8, 9 mung, is via a resistor 11 the base of a tran-

F i g. 3 ein Diagramm einer Einstellung einer Pha- io sistors 13 zugeleitet, der zusammen mit einem weite-F i g. 3 a diagram of a setting of a phasosistor 13 supplied, which together with a wide-

sendrehung durch eine Verstimmung des Filters. ren Transistor 12 die phasenmessende Gleichrichter-transmission rotation due to a detuning of the filter. ren transistor 12 the phase measuring rectifier

Über Klemmen 1 liegt an der Primärseite eines einrichtung bildet. Der Basis des Transistors 12 wirdAbout terminals 1 is on the primary side of a device forms. The base of transistor 12 becomes

Übertragers 2 Betriebsspannung. Die Sekundärseite über einen Widerstand 10 unmittelbar die Phase derTransformer 2 operating voltage. The secondary side via a resistor 10 directly the phase of

des Übertragers 2 und ein Kondensator 3 stellen die am Oszillator anliegenden Gesamtspannung zugeführt,of the transformer 2 and a capacitor 3 provide the total voltage applied to the oscillator,

frequenzbestimmenden Glieder eines Oszillators dar. 15 Die Ausgangsspannung des phasenmessenden Gleich-frequency-determining elements of an oscillator. 15 The output voltage of the phase-measuring DC

Über die Primärwicklung eines weiteren Übertra- richters ist dann abhängig von der Phasenverschie-The primary winding of another transformer then depends on the phase shift

gers 4 und einen Widerstand 6 liegt die Spannung bung zwischen der Gesamtspannung und der Teil-gers 4 and a resistor 6 is the voltage between the total voltage and the partial

des Oszillators an einem ebenfalls auf die Frequenz spannung am Filter. Die Meßstufe erhält ihre Be-of the oscillator at a voltage also on the frequency on the filter. The measuring stage receives its

des Oszillators abgestimmten Filterkreis, der aus der triebsspannung von einer Gleichspannungsquelle 16of the oscillator tuned filter circuit, which is made up of the drive voltage from a DC voltage source 16

Parallelschaltung einer Induktivität 7, eines Wider- 20 über einen Widerstand 14.Parallel connection of an inductance 7, a resistor 20 via a resistor 14.

Standes 8 und eines Kondensators 9 besteht. An der In F i g. 2 ist die Wirkung eines Fahrzeuges auf Sekundärseite des Übertragers 4 ist eine unter Um- die Phase der Meßspannung dargestellt. In der Darständen aus mehreren Windungen bestehende und stellung ist der Imaginärteil der Induktivität der Pribeispielsweise in die Straßendecke der zu über- märseite des Übertragers 4 mit ω L0, der Realteil wachenden Fahrbahn eingelassene Schleife 5 ange- 25 dieser Induktivität mit RL und der Wert des Widerschlossen. Standes 6 mit R bezeichnet. Würde eine VerstimmungStand 8 and a capacitor 9 consists. At the In F i g. 2 is the effect of a vehicle on the secondary side of the transformer 4 is shown under the phase of the measurement voltage. In the representation consisting of several windings and position, the imaginary part of the inductance of the pri is, for example, in the road surface of the overlying side of the transformer 4 with ω L 0 , the real part of the guarding lane loop 5 is attached to this inductance with R L and the value of the closed. Stand 6 denoted by R. Would be an upset

Fährt nun ein Kraftfahrzeug über diese Schleife 5, durch ein Fahrzeug nur eine reine Induktivitätsver-If a motor vehicle now drives over this loop 5, a vehicle only has a pure inductivity

so ist die hierdurch hervorgerufene Verringerung der ringerung an der Schleife bedeuten, so würde diethe resultant reduction in the reduction in the loop would mean the

Schleifeninduktivität durch eine Phasenverschiebung Induktivität der Primärseite des Übertragers um denLoop inductance due to a phase shift of the inductance of the primary side of the transformer

an dem aus der Primärwicklung des Übertragers 4, 30 Wert Δ ω L0 verändert, was einer Winkeländerungat that from the primary winding of the transformer 4, 30 value Δ ω L 0 changed, which is an angle change

dem Widerstand 6 und dem Filter 7, 8, 9 bestehen- von Δ Cp01 entspricht. Da jedoch die Eisenteile desthe resistor 6 and the filter 7, 8, 9 consist of Δ Cp 01 corresponds. However, since the iron parts of the

den komplexen Widerstand feststellbar. Um bei Fahrzeugs auch den Verlustwiderstand der Schleifethe complex resistance can be determined. In the case of a vehicle, this also applies to the loss resistance of the loop

jeder Änderung der Schleifeninduktivität eine mög- erhöhen, erfolgt eine zusätzliche Änderung um denevery change in the loop inductance one possible, there is an additional change by the

liehst große Phasendrehung zu erhalten, ist der Wert ARL, was einer Winkeländerung von Δ φο.2 ent-It is possible to obtain a large phase shift, the value AR L , which is an angle change of Δ φ ο . 2

Blindwiderstand der Primärwicklung des Ubertra- 35 spricht. Die Gesamtänderung des Winkels φ0 wirdReactance of the primary winding of the transformer 35 speaks. The total change in the angle φ becomes 0

gers 4 etwa genau so groß wie der Realteil dieser also günstigerweise durch diesen Verlustwiderstandgers 4 is roughly the same size as the real part of this, therefore beneficially due to this loss resistance

Wicklung zusammen mit dem Wert des Widerstan- um den Winkel Δ φ02 vergrößert. Der PhasenwinkelWinding together with the value of the resistance increased by the angle Δ φ 02 . The phase angle

des 6. Durch eine geeignete Wahl des Übersetzungs- nach einer Verstimmung durch ein Fahrzeug beträgtof 6. By a suitable choice of the gear ratio after a detuning by a vehicle

Verhältnisses des Übertragers 4 läßt sich die Anglei- dann also φ 2.The ratio of the transformer 4 can then be equal to φ 2.

chung des Blindwiderstandes des Übertragers an den 40 In F i g. 3 ist eine Phasenverdrehung durch einethe reactance of the transformer on the 40 In F i g. 3 is a phase shift by a

Widerstand 6 leicht realisieren. Verstimmung des Filters 7, 8, 9 dargestellt. DurchEasily realize resistor 6. Detuning of the filter 7, 8, 9 is shown. Through

In der geometrischen Darstellung der F i g. 2 liegt diese Verstimmung ist die Teilspannung am FilterIn the geometric representation of FIG. 2 if this detuning is the partial voltage on the filter

dann der aus dem erwähnten Imaginär- und Realteil mit einer Grundphasendrehung Δ φ0 versehen und amthen the one from the aforementioned imaginary and real part is provided with a basic phase rotation Δ φ 0 and am

der Spule sowie dem Widerstand 6 zusammengesetzte Filter liegt zusätzlich die Spannung U an. Durch The voltage U is also applied to the coil and the filter composed of the resistor 6. Through

komplexe Widerstand ziemlich genau in der Mitte 45 diese Verstimmung läßt sich die Ausgangsspannungcomplex resistance pretty much exactly in the middle 45 this detuning can be the output voltage

eines Bereiches, in dem Schleifeninduktivitäten in des phasenmessenden Gleichrichters und damit deran area in which loop inductances in the phase measuring rectifier and thus the

dem Größenverhältnis von etwa 1:3 angeschlossen Arbeitspunkt der Gleichrichteranordnung einstellen.set the operating point of the rectifier arrangement connected to the size ratio of about 1: 3.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

1 2 Schwingkreis festgestellt, in den die Induktivität der Patentansprüche: ausgelegten Schleife einbezogen ist. Jeder Schwing kreis muß also jeweils entsprechend der Größe der1 2 resonant circuit found, in which the inductance of the claims: designed loop is included. Each oscillating circle must therefore each correspond to the size of the 1. Schaltungsanordnung zur Messung der In- ausgelegten Schleife abgestimmt werden. Hierzu sind duktivitätsänderungen an Schleifendetektoren, 5 aber nicht nur Abgleichelemente und eine Meßeininsbesondere durch Kraftfahrzeuge, dadurch richtung erforderlich, sondern die Bedienungsgekennzeichnet, daß die Änderung der elemente müssen auch leicht zugänglich an der Induktivität an einer nicht abgestimmten Schleife Frontplatte der Meßeinrichtung angebracht sein. Der1. Circuitry for measuring the in-laid loop to be tuned. These are changes in the ductility of loop detectors, 5 but not only adjustment elements and a measurement in particular by motor vehicles, which means that the direction is required, but is indicated by the operator, that changing the elements must also be easily accessible at the Inductance may be attached to a mismatched loop front panel of the measuring device. the (5) durch einen Phasenvergleich einer an einem Aufwand für den Abgleich der Schleifen ist aber erkomplexen Widerstand, der aus der Serienschal- io heblich und obendrein kann die Einstellung durch tung der Induktivschleife (5), eines Widerstandes Fehler des Bedienungspersonals fehlerhaft vorge-(5) However, a phase comparison of an effort for the adjustment of the loops is more complex Resistance, which comes from the series circuit, and on top of that, the setting can go through processing of the inductive loop (5), a resistance error of the operating personnel incorrectly (6) und eines Filters (7, 8, 9) besteht, abnehm- nommen werden.(6) and a filter (7, 8, 9) can be removed. baren Spannung und einer nur an dem Filter Um die Messung der Induktivitätsänderung an abnehmbaren Teilspannung mittels einer phasen- Schleifendetektoren ohne einen solchen, mit erhebmessenden Gleichrichteranordnung (12, 13) meß- 15 Iichem Aufwand an Geräten und Zeit verbundenen bar ist. Schleifenabgleich vornehmen zu können, ist erfin-available voltage and one only on the filter To measure the change in inductance detachable partial voltage by means of a phase loop detector without one with elevation measuring Rectifier arrangement (12, 13) measured 15 Iichem expenditure on equipment and time associated is cash. To be able to carry out loop adjustment is inventive 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- dungsgemäß vorgesehen, daß die Änderung der Indurch gekennzeichnet, daß der Vergleichswider- duktivität an einer nicht abgestimmten Schleife durch stand (6) etwa genauso groß ist wie der Blind- einen Phasenvergleich einer an einem komplexen widerstand der Induktivschleife (5). 20 Widerstand, der aus der Serienschaltung der Induk-2. Circuit arrangement according to claim 1, accordingly provided that the change in the Indurch characterized in that the comparison impedance is carried out on an unmatched loop stand (6) is about the same size as the blind phase comparison of a complex one resistance of the inductive loop (5). 20 Resistance resulting from the series connection of the induction 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- tivschleife eines Widerstandes und eines Filters bedurch gekennzeichnet, daß der Induktivschleife steht, abnehmbaren Spannung und einer nur an dem (5) zur Impedanzwandlung ein Übertrager (4) Filter abnehmbaren Teilspannung mittels einer phavorgeschaltet ist. senmessenden Gleichrichteranordnung meßbar ist.3. Circuit arrangement according to claim 1, bedurch dative loop of a resistor and a filter characterized in that the inductive loop is available, removable voltage and one only on the (5) for impedance conversion a transformer (4) filter detachable partial voltage by means of a phase-connected is. senmessenden rectifier arrangement is measurable. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- 35 Die Änderungen der Induktivität einer nicht abgedurch gekennzeichnet, daß durch eine Verstim- stimmten Schleife werden also durch einen Phasenmung des Filters (7, 8, 9) der Teilspannung an . vergleich zweier Spannungen gemessen, die an einem diesem Filter eine Phasendrehung (A ψ0) einpräg- Vierpol abgenommen werden.4. Circuit arrangement according to claim 1, that 35 the changes in the inductance of a not characterized by a detuned loop are thus by a phasing of the filter (7, 8, 9) of the partial voltage. comparison of two voltages measured, which are taken from one of these filters with a phase shift (A ψ 0 ) impressed quadrupole. Dar ist. Der der Induktivschleife nachgeschaltete Wider- Dar is. T he d he inductive loop downstream resistance 5. Schaltungsanordnung nach einem der vor- 30 stand ist vorteilhaft so dimensioniert, daß er genau hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, so groß ist wie der Blindwiderstand der Induktivdaß die phasenvergleichende Gleichrichteranord- schleife, so daß Strom und Spannung dieser Seriennung aus zwei Transistoren (12,13) besteht, deren schaltung zueinander einen Winkel von 45° bilden. Kollektoren und Emitter verbunden sind und an Bei einer solchen Auslegung des Blindwiderstandes deren Basen die zu vergleichenden Spannungen 35 der Induktivschleife sowie des Vergleichswiderstananhegen. ,jes ergibt eine Induktivitätsänderung um einen be-5. The circuit arrangement according to one of the board members is advantageously dimensioned so that it is precisely the following claims, characterized in that it is as large as the reactance of the inductive circuit that the phase-comparing rectifier arrangement loop, so that the current and voltage of this series of two transistors (12 , 13), the circuit of which forms an angle of 45 ° to one another. Collectors and emitters are connected and with such a design of the reactance the bases of the voltages to be compared 35 of the inductive loop and the comparison resistance are attached. , j it results in a change in inductance by a certain 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, da- stimmten Prozentsatz die größtmögliche Änderung durch gekennzeichnet, daß den Basen der beiden der Phasenlage. Bei dieser Wahl der Bauelemente Transistoren (12, 13) Widerstände (10, 11) vor- können Induktivitäten im Größenverhältnis von geschaltet sind. 40 etwa 1; 3 mit einer ausreichenden gleichmäßigen6. Circuit arrangement according to claim 4, the greatest possible change there percentage, characterized in that the bases of the two of the phase position. With this choice of components, transistors (12, 13), resistors (10, 11), inductances can be connected in the size ratio of. 40 e t wa 1; 3 with a sufficient uniform Empfindlichkeit gemessen werden. Die phasenmessende Gleichrichterschaltung benötigt nur zweiSensitivity can be measured. The phase measuring rectifier circuit only needs two Transistoren, deren Emitter und Kollektoren mit-Transistors whose emitters and collectors einander verbunden sind, während ihren Basen die 45 beiden in ihren Phasen zu vergleichenden Spannun-are connected to one another, while their bases contain the two voltages to be compared in their phases. Zur Kraftfahrzeugzählung und -erfassung werden gen zugeführt sind. Auch muß der Filterkreis nur in den letzten Jahren in großem Umfang Induktiv- einmal auf die vorgesehene Betriebsfrequenz abge-Schleifendetektoren eingesetzt. Diese Detektoren bie- stimmt werden, wodurch dann gleichzeitig alle äußerten entscheidende Vorteile gegenüber anderen Meß- halb der Betriebsfrequenz liegenden Störspannungen einrichtungen, da die eigentliche Meßsonde aus einem 50 kurzgeschlossen sind. Es ist also trotz der Verweneinfachcn isolierten Draht besteht, der nur in die dung einer nicht abgestimmten Schleife und dem Fahrbahndecke eingelassen zu werden braucht. Da- hierdurch erreichten geringen Aufwand eine große durch sind diese Meßsonden, beispielsweise im Störsicherheit gegenüber Fremdfrequenzen erreicht. Gegensatz zu Kontaktschwellen, keiner mechanischen Da die Induktivschleifen für eine direkte Ankoppoder witterungsbedingten Beeinflussung ausgesetzt, 55 lung an einen Oszillator auf Grund ihrer geringen da sie in die Straßenoberfläche eingelassen und voll- Güte sowie ihrer geringen Induktivität schlecht gekommen abgeschlossen sind. Der Erfassungsbereich eignet sind, ist es vorteilhaft, zur Ankopplung dieser der einzelnen Schleifen stimmt recht gut mit ihrer Schleifen zwischen den Oszillator und die Schleife geometrischen Abmessung überein, so daß hierdurch einen Übertrager zu schalten. Durch die Einführung eine gute Selektivität der Messung gewährleistet ist. 60 eines solchen Übertragers ist es auch möglich, die Da die von den Induktivschleifen begrenzten Flächen Schleifeninduktivität in einen Bereich zu transformie- und die Grundflächen der Kraftfahrzeuge in der- ren, in dem die Meßschaltung besonders günstig arbeiselben Größenordnung liegen, messen diese Induktiv- tet. Durch die Zwischenschaltung des Übertragers ist Schleifendetcktoren keine Fahrzeugdetails, wie es bei- die nachfolgende Auswertcschaltung damit weitgehend spielsweise bei Magnet-Detektoren möglich ist. 65 unabhängig von der Induktivität der Schleife. Weiter-For vehicle counting and recording, genes are supplied. Also the filter circuit only has to In the last few years inductive loop detectors once at the intended operating frequency have been on a large scale used. These detectors are determined, which then all expressed at the same time decisive advantages over other measuring voltages lying half of the operating frequency facilities, since the actual probe from a 50 are short-circuited. So it is simple in spite of the use insulated wire, which is only in the dung of a mismatched loop and the Road surface needs to be embedded. As a result, a small effort resulted in a large one through these measuring probes, for example, in immunity to interference from external frequencies. In contrast to contact thresholds, not a mechanical one. Because the inductive loops are exposed to direct coupling or weather-related influences, they are connected to an oscillator due to their low level because they are embedded in the road surface and come full-quality as well as their low inductance bad Are completed. If the detection area is suitable, it is advantageous to couple it the individual loops agree pretty well with their loops between the oscillator and the loop geometrical dimensions match, so that thereby to switch a transformer. Through the introduction a good selectivity of the measurement is guaranteed. 60 of such a transformer it is also possible to use the Since the areas bounded by the inductive loops have to be transformed into a loop inductance and the base area of the motor vehicle in which the measuring circuit works particularly favorably Are of the order of magnitude, measure these inductive tet. The interconnection of the transformer is Loop detectors do not have any vehicle details, as is largely the case with the following evaluation circuit is possible for example with magnetic detectors. 65 regardless of the inductance of the loop. Continue- Die Änderung des Induktivitätswertes durch ein hin kann der Spannung an dem Filter durch eine die Schleife überfahrendes Kraftfahrzeug wird bisher Verstimmung des Filters eine Phasendrehung in der vorwiegend durch eine Phasenmessung an einem Weise aufgeprägt werden, daß sich hierdurch in ein-The change in the inductance value by a can reduce the voltage across the filter by a The motor vehicle driving over the loop has so far detuned the filter by a phase shift in the are mainly impressed by a phase measurement in a way that this results in a
DE19511623116 1951-01-28 1951-01-28 Circuit arrangement for measuring the change in inductivity on loop detectors Granted DE1623116A1 (en)

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