DE2815324A1 - Mechanisch-elektrischer wandler - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Geber nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind schon derartige Geber bekannt, bei denen beispielsweise in Abhängigkeit von der Auslenkung einer Membran eine Induktivität durch Verschieben eines Kernes verändert wird. Die Induktivitätsänderung kann mit bekannten elektrischen Schaltungen, beispielsweise mit Hilfe von Oszillatoren ausgewertet werden, so daß beispielsweise die Frequenz, mit welcher der Oszillator schwingt, ein Maß für den auf die" Membran ausgeübten Druck ist.

Derartige mechanische elektrische Wandler sind aufwendig in ihrem Aufbau und benötigen außerdem eine relativ aufwendige Auswerteschaltung. Außerdem ist zur Gewinnung eines "brauchbaren Signales eine relativ große Auslenkung der Membran erforderlich. Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Wandler mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß er relativ einfach und damit kostensparend in seinem Aufbau ist und daß die dem Wandler nachzuschaltende Schalteinrichtung, sofern überhaupt eine verwendet wird, außerordentlich einfach ist. Außerdem kann die Auslenkung der Keribran sehr klein sein und d. Geber ist klein herstellbar Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung des im Hauptanspruch angegebenen Wandlers möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Magnetisierungskurve, in der die magnetische

Induktion B über der magnetischen Feldstärke H aufgetragen ist und
Fig. 2 das Ausführungsbeispiel eines mechanisch-elektrischen Wandlers.

-3-

9C98A2/0266

Beschreibung der Erfindung ~ ° I O O Z H

In Figur 1 ist eine Magnetisierungskurve dargestellt. In dieser Magnetisierungskurve ist die magnetische Induktion eines geeigneten Stoffes unter Zug- und/oder Torsionsspannung über der wirksamen Feldstärke aufgetragen. Der Verlauf der Magnetisierungskurve beruht auf einer Vielzahl von magnetischen Elementarvorgängen. Im entmagnetisierten Zustand ist ein ferromagnetischer Kristall durch sogenannte Bloch-Vände in Weißsche Bezirke bzw. Domänen unterteilt, deren spontane Magnetisierung in verschiedenen Richtungen liegt, so daß die mittlere Magnetisierung des gesamten Kristalls gleich Null ist. Beim Anlegen eines äußeren magnetischen Feldes wird mit zunehmender Feldstärke eine Parallelstellung der spontanen Magnetisierung aller Weißschen Bezirke in Feldrichtung erzwungen. Dabei klappen im steilen Bereich der in Fig. 1 aufgetragenen Kurven ganze Volumenbereiche mit ihrer Magnetisierungsrichtung in günstigere Lagen. Dabei entstehen sogenannte Barkhausensprünge. Das sind unstetige Änderungen der magnetischen Induktion. Diese Barkhausensprünge können nahezu die doppelte Höhe der Sättigungsinduktion erreichen, wenn ein Draht entsprechend dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 einer Zugspannung ausgesetzt wird. Die Ummagnetisierung wird also beim Erreichen einer Schwelle der Feldstärke H eines ummagnetisierenden magnetischen Feldes ausgelöst. Die Ummagnetisierungsgeschwindigkeit hängt dabei nicht von der Geschwindigkeit der Feldstärkeänderung ab und ist damit frequenzunabhängig. Die Ummagnetisierung erzeugt in einer dem Draht zuge-

und Breite

ordneten Spule ein Spannungssignal, dessen Amplitude"» mit wachsender Zugspannung des Drahtes anwächst.

In Figur 2 ist ein Draht 10 dargestellt, der mit einer Membran verbunden ist. Diese Membran 11 ist Bestandteil einer Druckdose 12, die mit einem Zuführungsstutzen 13 versehen ist. Der Draht ist an seinem zweiten Ende fest eingespannt, dies kann beispielsweise mit Hilfe eines Gehäuses Ik erfolgen. Wird über dem Zuführungsstutzen 13 die Luft aus der Druckmeßdose 12 abgesaugt, entsteht also ein Unterdruck in dieser Druckmeßdose, so ändert sich die Zugspannung, welcher der Draht 10 ausgesetzt ist. Um

9C9842/0266 ~^k~

den Draht 10 ist eine Erregerwicklung 15 gewickelt, an die eine Wechselspannung angelegt ist. Außerdem ist um den Draht 10 eine Aufnehmerspule 16 gewickelt.

Bei Anlegen einer Wechselspannung ausreichender Größe an die Erregerspule 15 wird der Draht 10 ständig ummagnetisiert. Dabei entstehen, wie weiter oben schon beschrieben, in der Aufnehmer-

.und Breite

spule 16 jeweils kurze Nadelimpulse, deren Höhe von der Zugspannung abhängt, welcher der Draht 10 ausgesetzt ist. Wertet man beispielsweise die an der Aufnehmerspule l6 abnehmbare Signalfolge derart aus, daß man die Impulse beispielsweise gleichrichtet und mit Siebmitteln den Mittelwert bildet, so ist diese so gewonnene Gleichspannung in ihrer Höhe ein Maß für den Druck, der in der Druckmeßdose 12 herrscht.

Mit dieser Anordnung ist auf einfache Weise eine Druckmessung und eine Ausgabe eines elektrischen Signales, das dem Druck entspricht, möglich. Die der Aufnehmerspule l6 nachgeschaltete Auswerteschaltung ist im einfachsten Fall eine Diode und ein Glattungskondensator.

Die beschriebene Anordnung ist außerordentlich, einfach in ihrem Aufbau, sie kann auch außerordentlich klein gebaut werden, so daß der Wandler auch anstellen mit begrenztem Raumangebot eingebaut werden kann.

9098A2/0266

Claims (3)

Robert Bosch GmbH, Stuttgart Ansprüche

1.) Mechanisch-elektrischer Wandler zur Abgabe eines dem Druck auf eine Membran entsprechenden elektrischen Signales, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Membran (11) das ^rste Ende eines ferromagnetischen Drahtes (10) verbunden ist, dessen zweites Ende fest eingespannt ist, und daß dem ferromagnetischen Draht (10) eine Erregerspule (15) und eine Aufnehmerspule (16) zugeordnet ist.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Erregerspule (15) eine Viechseispannung angelegt ist.

3. Wandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmerspule (16) eine Gleichrichteranordnung und Glättungsmittel nachgeschaltet sind.

9C98A2/026i

ORIGINAL JNSRECIEO