DE924315C

DE924315C - Direction indicator for constant magnetic fields with a transmitter and receiver system for remote position transmission

Info

Publication number: DE924315C
Application number: DEB3704D
Authority: DE
Original assignee: Bendix Aviation Corp
Current assignee: Bendix Aviation Corp
Priority date: 1941-05-21
Filing date: 1941-05-21
Publication date: 1955-03-07

Description

Richtungsanzeiger für magnetische Gleichfelder mit einem Geber- und Empfängersystem zur Stellungsfernübertragung Die Erfindung bezieht sich auf einen Richtungsanzeiger für magnetische Gleichfelder mit einem Geber- und Empfängersystem zur Stellungsfernübertragung nach Patent 750 572. Das Hauptpatent betrifft einen. magnetischen Kompaß mit Stellungsfernübertragung, beidem durch vorzugsweise periodische Änderung des erdmagnetischen Flusses elektromotorische Kräfte in Wechselstromerzeugern mit ruhenden Wicklungen induziert werden, wobei eine Mehrheit von Wechselstromerzeugern zu einem Mehrphasengebersystem vereinigt und mit einem gleichartigen Mehrphasenempfängersystem elektrisch derart verbunden sind, daß das resultierende Feld des Empfängersystems jeweils die Lage und Richtung,des das Gebersystem beeinflussenden Erdfeldes besitzt. Sofern es sich um einen Richtungsanzeiger für das erdmagnetische Feld handelt, betrifft clie Erfindung die Ausbildung eines Erdinduktorkompasses, .der insbesondere vorteilhafterweise in Luft- und Wasserfahrzeugen verwendbar ist. Bei den in der Navigation benutzten Kompassen. sind eine Reihe von Nachteilen zu überwinden, deren hauptsächlichster in der Unempfindlichkeit und unruhigen Anzeige bei Längs- und Querneigungen und bei den in der Regel vorhandenen Beschleunigungen, denen diese Fahrzeuge unterworfen sind, liegt.Direction indicator for magnetic constant fields with a transmitter and Receiver system for remote position transmission The invention relates to a Direction indicator for constant magnetic fields with a transmitter and receiver system for remote position transmission according to patent 750 572. The main patent relates to one. magnetic compass with remote position transmission, both by preferably periodic Change in geomagnetic flux electromotive forces in alternators be induced with stationary windings, with a majority of alternators combined into a multi-phase transmitter system and with a multi-phase receiver system of the same type are electrically connected in such a way that the resulting field of the receiving system each has the position and direction of the earth field influencing the encoder system. If it is a direction indicator for the earth's magnetic field, concerns The invention is the design of an earth inductor compass, which is particularly advantageous can be used in aircraft and watercraft. For those used in navigation Compasses. there are a number of disadvantages to be overcome, the main of which is in the insensitivity and unsteady display on longitudinal and transverse slopes and at the accelerations that these vehicles are subjected to, which are usually present are, lies.

Diese Nachteile eines Richtungsanzeigers für magnetische Gleichfelder mit einem Geber- und Empfängersystem zur Stellungsfernübertragung, bei dem als Gebersystem eine Mehrheit von in der Feldebene vorzugsweise symmetrisch angeordneten ruhenden Induktoren mit jeweils auf einem magnetisierbaren Kernaufgebrachter Wicklung vorgesehen ist, werden erfindungsgemäß dadurch behoben, @daß ,vechselnde, in den Wicklungen, denen die Leistung entnommen wird, induzierte elektromotorische Kräfte durch periodische Veränderung -der Sättigung eines stationären Mittelteiles des Generators erzeugt werden, um welchen die Induktorkerne angeordnet sind, die die Wicklungen, :denen die Leistungen entnommen werden, tragen, wobei -die Veränderung der Sättigung des Mittelteiles durch eine Erregerwicklung erreicht wird, die auf diesem Teil angebracht ist und mit sich periodisch änderndem Strom gespeist wird. Die ruhenden Induktoren bilden einen Abgriff für das magnetische Gleichfell und weisen einen Teil auf, der periodisch magnetisiert und entmagnetisiert wird, und einen anderen Teil mit Wicklungen, die mehrpolig verbunden sind und in denen Spannungen induziert werden, deren jeweiliger Wert vom Winkel zwischen. einer Symmetrieachse des Abgriffes und der Richtung des Feldes abhängt. Diese Spannungen werden einem Empfänger zugeführt, der als: selbstsynchronisierender Empfänger ausgebildet sein kann, in dessen Anker Spannungen induziert werden, ähnlich denjenigen, die in den Wicklungen des Abgriffes hervorgerufen werden. Ein mit dem Anker des an entfernter Stelle angeordnetenEmpfängers verbundenes Anzeigeglied zeigt die Richtung des Gleichfeltdes an, bei einem Erdinduktorkompaßdie relative Winkellage des Abgriffes zum erdmagnetischen Meridian. Das Drehmoment des Empfängerankers kann. mit Hilfe eines Drehmomentverstärkers auf einen beliebigen Wert gebracht werden.These disadvantages of a direction indicator for constant magnetic fields with a donor and Receiver system for remote position transmission, in which a majority of preferably symmetrical in the field level as the encoder system arranged stationary inductors, each with a magnetizable core applied Winding is provided, are eliminated according to the invention, @ that, alternating, electromotive induced in the windings from which the power is drawn Forces due to periodic change - the saturation of a stationary middle part of the generator, around which the inductor cores are arranged, the the windings: from which the services are taken, wear, with -the change the saturation of the middle part is achieved by an excitation winding, which is on this part is attached and fed with periodically changing current. The resting inductors form a tap for the magnetic uniform and have a portion that is periodically magnetized and demagnetized, and another part with windings that are multi-pole connected and in which voltages are induced, their respective value from the angle between. an axis of symmetry of the tap and the direction of the field. These tensions become one Receiver supplied, which can be designed as: self-synchronizing receiver can, in whose armature voltages are induced, similar to those in the Windings of the tap are caused. One with the anchor of the at distant Indicator connected to the placed receiver shows the direction of the field on, with an earth inductor compass the relative angular position of the tap to the earth's magnetic Meridian. The torque of the receiver armature can. with the help of a torque amplifier can be brought to any value.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in welchen Ausführungsbeispiele dargestellt sind, bei denen für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet sind. Es zeigt Abb. i eine teilweise schematische Darstellung eines Magnetkompasses gemäß der Erfindung, Abb. 2 eine Einzelheit der Erfindung, die beim Ausführungsbeispiel der Abb. i verwendbar ist, Abb.3 eine teilweise schematische Darstellung des mittels eines Kreisels in einer Horizontalebene stabilisierten Kompasses der Abb. i, Ab!b. 4 eine schematische Darstellung des Kompasses gemäß Abb. i ohne Drehmomentverstärker. Bei dem in Abb. i dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit 1o ein magnetischer Abgriff bezeichnet, der als Flußventil bezeichnet werden mag und aus hochpermeablem Stoff, z. B. einer Eisen-Nickel-Legierung, !bestehen kann. Dieser Abgriff besitzt drei Arme i i, 12, 13, die symmetrisch um 12o° gegeneinander versetzt sind und an einem Ringkern, dem feststehenden. Anker 14 aus demselben Stoff, angeordnet sind. Auf den Armen i i, 12, 13 sind Wicklungen 15, 16, 17 aufgebracht, während der Ringkern: 14 eine Erregerwicklung 18 besitzt, die, wie dargestellt, aus Symmetriegründen in drei gleiche Teile unterteilt sein kann. Die Wicklung i8 ist über Leitungen r9 und 2o mit einer Wechselstromquelle 21 verbunden. Die Wicklungen 15, 16, 17- sind mit ihren inneren Enden geerdet 'I während ihre äußeren Enden 22, 23, 24 mit Wicklungen 25, 26, 27 entsprechend verbunden sind, welch letztere auf den Polen eines Ständers 28 eines an sich bekannten selbstsynchronisierenden Motors 29 aufgebracht sind.. Der Anker 30 des Empfängers 29 trägt eine Wicklung 31, welche über Leitungen 32, 33 im Eingang eines Röhrenverstärkers 34 liegt. Der Ausgang des Verstärkers 34 ist über Leitungen 35 und 36 mit der einen Phase 37 eines zweiphasigen Induktionsmotors 38 verbunden. Die andere Phase 39 dieses Motors ist von der Stromquelle 2i über einen Frequenzverdoppler4o und überdie Leitungen 41 und .42 mittels an sich bekannter Kopplungsmittel, z. B. Kondensator 43 und Widerstand 44, gespeist.Further details emerge from the following description and the drawings, in which exemplary embodiments are shown in which the same reference numerals are used for the same parts. FIG. 1 shows a partially schematic representation of a magnetic compass according to the invention, FIG. 2 shows a detail of the invention which can be used in the exemplary embodiment in FIG Fig. I, Ab! B. 4 shows a schematic representation of the compass according to FIG. I without a torque amplifier. In the embodiment shown in Fig. I, 1o denotes a magnetic tap, which may be referred to as a flow valve and made of highly permeable material, e.g. B. an iron-nickel alloy,! May exist. This tap has three arms 11, 12, 13, which are symmetrically offset from one another by 12o ° and on a toroidal core, the stationary one. Anchors 14 made of the same material are arranged. On the arms ii, 12, 13 windings 15, 16, 17 are applied, while the toroidal core: 14 has an excitation winding 18 which, as shown, can be divided into three equal parts for reasons of symmetry. The winding i8 is connected to an alternating current source 21 via lines r9 and 2o. The windings 15, 16, 17- are grounded at their inner ends, while their outer ends 22, 23, 24 are connected to windings 25, 26, 27 correspondingly, the latter on the poles of a stator 28 of a self-synchronizing motor known per se 29 are applied. The armature 30 of the receiver 29 carries a winding 31 which is connected to the input of a tube amplifier 34 via lines 32, 33. The output of amplifier 34 is connected to one phase 37 of a two-phase induction motor 38 via lines 35 and 36. The other phase 39 of this motor is from the current source 2i via a frequency doubler4o and via the lines 41 and .42 by means of coupling means known per se, e.g. B. capacitor 43 and resistor 44 fed.

Der Läufer 45 des Motors 38 steht in Antriebsverbindung mit dem Anker 30 über ein geeignetes Getriebe 46 mittels der Welle 47, auf der ein Zeiger 48 vorgesehen ist zur Anzeige der Richtung an der Kompaßrose oder dem Azimutskreis 49. Der Stromkreis mit dem Verstärker 34, dem Induktionsmotor 38, dem Getriebe 46 usw. wirkt im Sinne einer Verstärkung des in dem Anker 30 mit der Wicklung 31 erzielbaren Drehmomentes, wie an späterer Stelle beschrieben wird. Es sei angenommen, daß der Abgriff io im erdmagnetischen Feld in einer Horizontalebene sich befindet und der Arm i i, wie in Abb. 1 dargestellt, parallel zur Nordsüdrichtung liegt und daß kein Erregerstrom in der Wicklung 18 fließt. Das Erdfeld durchsetzt_in diesem Falle den Arm i i und gleichmäßig die Arme 12 und 13 sowie den Ringkern 14. Solange der Fluß in den Armen i i, 12, 13 konstant ist, wird in den Wicklungen 15, 16, 17 keine Spannung induziert. Wenn indes ein hinreichend großer Erregerstrom aus der Stromquelle 2i die Erregerwicklung 18 durchfließt, so daß der Ringkern 14 periodisch gesättigt wird, wird der erdmagnetische Fluß aus den Armen i i, 12, 13 verdrängt, und zwar entsprechend der Frequenz der Stromquelle 21, und es wird in jeder der Wicklungen 15, 16, 17 eine Spannung induziert, die in diesen .und in den Wicklungen 25, 26, 27 einen Wechselstrom hervorrufen. Die Wicklungen 15, 16, 17 sind in der Weise auf den Armen 11, 12, 13 angeordnet, d aß in ihnen keine Spannungen infolge der magnetischen Erregung des Ringkernes 14 induziert werden. Das magnetische Feld, das durch die Sättigung des Ringkernes 14 entsteht, durchsetzt lediglich den Ringkern 14, ohne daß-es in die Arme 11, 12, 13 eindringt. Durch die Sättigung des Ringkernes 14 wird der magnetische Widerstand des Weges, den Glas Erdfeld vor der Sättigung nimmt, außerordentlich hoch und zwingt das Erdfeld, aus den Armen 11,12,13 auszutreten: und sich auf einem Wege geringeren Widerstandes durch die Luft zu schließen.The rotor 45 of the motor 38 is drivingly connected to the armature 30 via a suitable gear 46 by means of the shaft 47 on which a pointer 48 is provided to indicate the direction on the compass rose or the azimuth circle 49. The circuit with the amplifier 34, the Induction motor 38, gearbox 46, etc. acts to increase the torque that can be achieved in armature 30 with winding 31, as will be described later. It is assumed that the tap io is located in the earth's magnetic field in a horizontal plane and the arm ii, as shown in Fig. 1, is parallel to the north-south direction and that no excitation current flows in the winding 18. In this case, the earth field penetrates arm ii and evenly arms 12 and 13 and toroidal core 14. As long as the flux in arms ii, 12, 13 is constant, no voltage is induced in windings 15, 16, 17. If, however, a sufficiently large excitation current from the current source 2i flows through the excitation winding 18 so that the toroidal core 14 is periodically saturated, the geomagnetic flux is displaced from the arms ii, 12, 13, according to the frequency of the current source 21, and it becomes induces a voltage in each of the windings 15, 16, 17, which induces an alternating current in these .and in the windings 25, 26, 27. The windings 15, 16, 17 are arranged on the arms 11, 12, 13 in such a way that no stresses are induced in them as a result of the magnetic excitation of the toroidal core 14. The magnetic field that is created by the saturation of the toroidal core 14 only penetrates the toroidal core 14 without penetrating into the arms 11, 12, 13. As a result of the saturation of the toroidal core 14, the magnetic resistance of the path taken by the glass earth field before saturation is extremely high and forces the earth field to exit arms 11,12,13: and to close in a path of less resistance through the air .

Obwohl der vorbeschriebene Drehmomentverstärker für gewisse Anwendungsmöglichkeiten des neuen Kompasses von entscheidendem Vorteil ist, ist in Abb. .4 noch eine Schaltung beschrieben, die keinen Drehmomentverstärker benutzt, im übrigen aber mit der Anordnung gemäß Abb. i übereinstimmt. Die Wicklung 31 ist über die Leitungen 32 und 33 unmittelbar mit: dem Ausgang,des Frequenzverdopplers .4o verbunden. Die Ströme in den Wicklungen 25, 26, 27 induzieren in dem Luftspalt zum Läufer 3o der selbstsynchronisierenden Vorrichtung 29 ein resultierendes Magnetfeld, und der vom Frequenzverdoppler 40 gelieferte Strom in: der Spule 31 erzeugt ebenfalls ein Feld, so daß .der Läufer 3o sich so lange dreht, bis das Feld der Spule 31 mit dem resultierenden Feld der Spulen 25, 26, 27 übereinstimmt. Dieser Zustand ist eindeutig und tritt lediglich bei einer einzigen Stellung der Wicklung 31 für eine bestimmte Lage des Abgriffes io auf, und zwar infolge der Phasenbeziehung zwischen der Spannung des Frequenzverdopplers und der mittels der Stromquelle 21 in den Wicklungen 15, 16, 17 induzierten Spannung. Der von !dem Anker 3o betätigte Zeiger 48 auf der Welle 47 zeigt dann die wahre Winkellage des Abgriffes io gegenüber .dem erdmagnetischen Meridian an.Although the torque booster described above for certain possible applications the decisive advantage of the new compass is in Fig. .4 also described a circuit that does not use a torque amplifier, in but otherwise corresponds to the arrangement according to Fig. i. The winding 31 is over the lines 32 and 33 directly to: the output of the frequency doubler .4o tied together. The currents in the windings 25, 26, 27 induce in the air gap to the Runner 3o of the self-synchronizing device 29 a resulting magnetic field, and the current supplied by the frequency doubler 40 in: the coil 31 also generates a field, so that .the rotor 3o rotates until the field of the coil 31 with the resulting field of the coils 25, 26, 27 coincides. This state is clearly and occurs only in a single position of the winding 31 for a certain position of the tap on io, due to the phase relationship between the voltage of the frequency doubler and that by means of the current source 21 in the windings 15, 16, 17 induced voltage. The pointer 48 actuated by the armature 3o on the Shaft 47 then shows the true angular position of the tap opposite .dem geomagnetic Meridian on.

Wenn der neue Kompaß dazu benutzt wird, außerordentlich schwache Felder, z. B. das erdmagnetische Feld, anzuzeigen, ist :die Verwendung des im vorstehenden beschriebenen Drehmomentverstärkers erwünscht, da so außerordentlich kleine Drehmomente, die vom Strom der Wicklung 31 herrühren und zusammen mit dem von den Strömen der Wicklungen 25, 26, 27 bewirkten magnetischen Feld wirken, für die Leberwindung der Reibung in den Lagern und der an dem Anker 30 vorzusehenden Schleifringe ungenügend ist. Der Strom der Wicklung 31 wird indem Röhrenverstärker 34 verstärkt, dessen Ausgangsleistung beliebig groß sein kann, ohne daß eine schädliche Rückwirkung auf die Wicklung 31 verursacht wird. Es ist eine wohlbekannte Eigenschaft von Verstärkerröhren, daß der Ausgang keine wesentliche Rückwirkung auf den Eingang besitzt. Wenn deshalb die Wicklung 31 sich nicht in ihrer Nullage befindet, wird die Phase 37 erregt, so daß der Läufer 45 das Getriebe 46, die Welle 47 und über diese den Anker 3o antreibt, bis letzterer wieder seine Nullstellung erreicht. In diesem Augenblick ist die Phase 37 nicht mehr erregt und die Drehung des Läufers 45 beendet.When the new compass is used to detect extremely weak fields, e.g. B. the terrestrial magnetic field, is: the use of the torque amplifier described above is desirable, since so extremely small torques that result from the current of the winding 31 and act together with the magnetic field caused by the currents of the windings 25, 26, 27 , for the liver winding of the friction in the bearings and the slip rings to be provided on the armature 30 is insufficient. The current of the winding 31 is amplified by the tube amplifier 34, the output power of which can be as large as desired without causing a harmful effect on the winding 31. It is a well-known property of amplifier tubes that the output has no significant effect on the input. Therefore, if the winding 31 is not in its zero position, the phase 37 is excited so that the rotor 45 drives the gear 46, the shaft 47 and, via this, the armature 3o until the latter again reaches its zero position. At this moment the phase 37 is no longer excited and the rotation of the rotor 45 is ended.

Die eine Phase 39 des Motors 38 ist dauernd von der Stromquelle 2i über den Frequenzverdoppler 40 erregt. Eine eigenmächtige Drehung des Läufers 45 ist nicht möglich, solange nur die eine Phase erregt ist. Infolgedessen wird der Zeiger 48 stillstehen, bis in der Wicklung 31 ein Strom fließt, der über den Verstärker 34 zur Speisung der Phase 39 dient. Letzteres tritt aber nun ein, wenn (der Abgriff io im erdmagnetischen Feld gedreht wird. Der Strom in der Wicklung 31 und in der Phase 37 ist stets in richtiger Phasenlage zu dem in der Phase 39, so d.aß die Drehung im richtigen Sinne erfolgt. Auf diese Weise ist die Doppeldeutigkeit in der i8o°-Süellung vermieden. Die Vorrichtung stellt einen Drehmomentverstärker dar, der nach dem Prinzip eines Zweiphasenmotors arbeitet, dessen eine Phase der örtlichen Stromquelle entnommen ist und dessen andere Phase von dem Übertragungssystem geliefert wird.The one phase 39 of the motor 38 is continuously from the current source 2i excited via the frequency doubler 40. An unauthorized rotation of the rotor 45 is not possible as long as only one phase is excited. As a result, the Pointer 48 stand still until a current flows in winding 31, which current flows through the amplifier 34 is used to feed phase 39. The latter now occurs when (the tap io is rotated in the earth's magnetic field. The current in winding 31 and in the Phase 37 is always in the correct phase position to that in phase 39, i.e. the rotation done in the right sense. This is how the ambiguity is in the 180 ° position avoided. The device represents a torque amplifier that works on the principle of a two-phase motor works, one phase of which is taken from the local power source and the other phase of which is supplied by the transmission system.

Es ist ersichtlich, daß bei einer Drehung des Abgriffes bzw. des Flußventils io im Uhrzeigersinn um einen Winkel 0 die in jedem der Induktoren i i, 12, 13 induzierten Spannungen den Wert N cos 0 besitzen, wobei Ar den Wert der induzierten Spannung darstellt, wenn der Abgriff io die in Abb. i gezeigte Lage einnimmt und den Winkel bezeichnet, um den der Abgriff verdreht wurde. Gleicherweise wird sich für den Fall, daß der Abgriff io im Uhrzeigersinn um den Winkel 0 gedreht wird, auch der Anker 30 um denselben Winkel 0 drehen, und der Zeiger 48 zeigt den Winkel 0 an. Es wird also jeder Drehungswinkel des Abgriffes io im erdmagnetischen Feld von dem Zeiger 48 angezeigt werden, und zwar genau abhängig davon, um welchen Betrag und in welchem Sinne .der Abgriff io gedreht wird.It can be seen that when the tap or the flow valve io is rotated clockwise through an angle 0, the voltages induced in each of the inductors ii, 12, 13 have the value N cos 0, where Ar represents the value of the induced voltage if the tap io assumes the position shown in Fig. i and denotes the angle by which the tap was rotated. Likewise, if tap io is rotated clockwise through angle 0, armature 30 will also rotate through the same angle 0, and pointer 48 indicates angle 0. So every angle of rotation of the tap io in the earth's magnetic field will be indicated by the pointer 48, precisely depending on the amount by which and in what sense the tap io is rotated.

In der Schaltung gemäß Abb. i kann der Abgriff . io durch den davon etwas verschiedenen Abgriff 5o gemäß Abb.2 ersetzt werden, derart, daß die gestrichelt angegebenen Linien A' und B' mit den Linien A und B zusammenfallen. Die Enden 22, 23, 24 der Wicklungen 15, 16, 17 sind dann. durch die Enden 22', 23', 24' der Wicklungen 15', 16', 17' zu ersetzen, ebenso sind die Zuleitungen i g' und 2o' für -die Erregerwicklung i8' zu ersetzen.In the circuit according to Fig. I, the tap. io Fig.2 are replaced by the tap of which have slightly different according to 5o, such that the dashed lines indicated A 'and B' coincide with the A and B lines. The ends 22, 23, 24 of the windings 15, 16, 17 are then. to be replaced by the ends 22 ', 23', 24 'of the windings 15', 16 ', 17', as well as the leads ig 'and 2o' for the field winding i8 'to be replaced.

In der so geänderten Form stimmt die Wirkungsweise der gesamten Schaltung mit jener überein, die für die Einrichtung gemäß Abb. i dargelegt wurde. Die Arme 11', 12', 13' sind indes ohne Zuhilfenahme eines Ringes, wie des Kernes 14 in Abb. i, unmittelbar miteinander verbunden. Ein von der Stromquelle 21 durch die Wicklung i8' fließender Strom wird jeden der Arme 11', 12, , 13' in dem innenliegenden Teil innerhalb des mit 14' bezeichneten Kreises sättigen, während die die Wicklungen 15', 16', 17' tragenden. Teile der Arme nicht gesättigt werden. Der in A.bb. 2 dargestellte Abgriff 5o ist in der Herstellung einfacher als jener gemäß Abb. i, hinsichtlich ihrer Wirkungsweise sind jedoch beide Abgriffe im wesentlichen gleich.In this modified form, the entire circuit works correctly corresponds to that which has been set out for the device according to Fig. i. The poor 11 ', 12', 13 'are, however, without the aid of a ring, such as the core 14 in Fig. i, directly connected to each other. One from power source 21 through the winding i8 'flowing current becomes each of the arms 11', 12, 13 'in the inner part saturate within the circle denoted by 14 ', while the windings 15 ', 16', 17 'bearing. Parts of the arms do not become saturated. The in A.bb. 2 shown Tap 5o is easier to manufacture than that according to Fig. I, in terms of however, their mode of operation is essentially the same for both taps.

Die Schaltung gemäß Abb. i kann auch für andere Zwecke als für Erdinduktorkompasse verwendet werden. Wenn die Einrichtung gemäß der Erfindung jedoch als Erdinduktorkompaß verwendet wird, ist es für ihre einwandfreie Wirkungsweise wichtig, daß der Abgriff io (bzw. der Abgriff 5o, wenn diese Ausführungsform bevorzugt wird) genau waagerecht gehalten wird. Zu diesem Zweck kann der Abgriff io in aus Abb. 3 ersichtlicher Weise erfindungsgemäß von einem Kreisel 51 getragen werden, der hinsichtlich seiner Lotlage in an sich bekannter Weise überwacht sein kann, was an dieser Stelle nicht weiter beschrieben werden soll, da derartige Einrichtungen an sich bekannt sind. Auf dem Kreiselgehäuse 52 sind Stützen 53 befestigt, auf welchen eine waagerechte Plattform 54 angeordnet ist, die aus Isolierstoff besteht und den Abgriff io trägt. Die Enden der Wicklungen 22, 23, 24 sind mit den Polen des Ständers 28 in der aus Abb. i ersichtlichen Weise verbunden. Ferner sind die Leitungen i9 und 2o zu der Wechselstromquelle 21 in der ebenfalls aus Abb. i ersichtlichen Weise geführt. Da die Schaltung gemäß Abb. 3 mit jener gemäß Abb. i übereinstimmt, erübrigt sich deren nähere Erläuterung. Durch die von dem Kreisel 51 gewährleistete genaue waagerechte Haltung des Abgriffes io sind Fehlanzeigen infolge von Schwankungen und Beschleunigungen des Fahrzeuges ausgeschlossen.The circuit according to Fig. I can also be used for purposes other than earth inductor compasses be used. If the device according to the invention, however, as an earth inductor compass is used, it is important for their proper functioning that the tap io (or the tap 5o, if this embodiment is preferred) exactly horizontally is held. For this purpose, the tap io can be seen in Fig. 3 be carried according to the invention by a gyroscope 51, which with regard to its perpendicular position can be monitored in a manner known per se, which is not continued at this point is to be described, since such devices are known per se. On the Gyro housing 52 are attached to supports 53 on which a horizontal platform 54 is arranged, which consists of insulating material and carries the tap io. The ends of the windings 22, 23, 24 are shown with the poles of the stator 28 in Fig. i Way connected. Furthermore, the Lines i9 and 2o to the AC power source 21 in the manner also shown in Fig. I. Since the circuit according to Fig. 3 corresponds to that according to Fig. I, there is no need to explain it in more detail. Due to the exact horizontal position of the tap ensured by the gyro 51 io are false displays due to fluctuations and acceleration of the vehicle locked out.

Es wurde oben erwähnt, daß bei Sättigung des Ringkernes 14 der magnetische Fluß, der sonst die Arme 11, 12, 13 durchsetzt, aus diesen verdrängt wird infolge des starken Anwachsens -der Reluktanz, die sich bei Sättigung des Ringkernes ergibt. Es ist ersichtlich, d:aß bei der Verdrängung des Flusses aus einem permeablen Körper, beispielsweise den Armen i i, 12, 13, ein Wechselstrom in Wicklungen, z. B. 15, 16, 17, die mit ihm induktiv gekoppelt sind, induziert wird. Wenn der Strom der Stromquelle 21 unter seinen Sättigungswert absinkt, was zweimal während jeder Sättigungsperiode eintritt, so wird das erdmagnetische Feld erneut die Arme 11, 12, 13 durchsetzen und eine andere Halbwelle des Wechselstromes jedesmal in den Wicklungen 15, 16, 17 induzieren. Es ist ersichtlich, daß bei einem gegebenen Wert des erdmagnetischen Feldes die in: den Wicklungen iS, 16, 17 induzierte Spannung mit, der Frequenz der Wechsel der Stromquelle 21 sich ändert.It was mentioned above that when the toroidal core 14 is saturated, the magnetic Flow, which otherwise passes through the arms 11, 12, 13, is displaced from these as a result the strong increase in the reluctance that results when the toroidal core is saturated. It can be seen that d: ate in the displacement of the flow from a permeable body, for example the arms i i, 12, 13, an alternating current in windings, e.g. B. 15, 16, 17, which are inductively coupled to it, is induced. When the stream of Current source 21 drops below its saturation value, which occurs twice during each saturation period occurs, the earth's magnetic field will again penetrate the arms 11, 12, 13 and a different half-wave of the alternating current each time in the windings 15, 16, Induce 17. It can be seen that for a given value of the terrestrial magnetic Field the voltage induced in: the windings iS, 16, 17 with, the frequency of the Change of the power source 21 changes.

Die in diesen Wicklungen induzierte Spannung hängt außerdem von der Magnetisierungskennlinie des für den Ringkern verwendeten Materials ab. Um die Erläuterung der Erfindung zu vereinfachen, wurde oben angenommen, daß der Abgriff io aus hochpermeablem Stoff, z. B. einer Eisen-Nickel-Legierung, besteht. Eine hohe Perineabilität ist indes fürdieerfolgreiche Anwendung gdererfindunigsgemäßen Schaltung nicht erforderlich; es können auch andere magnetische Stoffe, z. B. Siliziumstahl öder Weicheisen, verwendet werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Knie in der Sättigungskurve für eine Eisen-Nickel-Legierung viel stärker ausgeprägt ist als bei den verhältnismäßig flachen Sättigungskurven anderer magnetischer Stoffe: Bei Verwendung von Metall, welches in seiner Magnetisierungskurve einen scharf ausgeprägten Knick hat, kann mit viel höheren Spannungen gearbeitet werden, da die Sättigung bei gleichbleibender Erregerspannung in viel kürzerer Zeit eintritt. Nachdem die in den Wicklungen 15, 16, 17 induzierte Spannung wesentlich davon abhängt, wie sehr der erdmagnetische Fluß aus den Armen 11, 12, 13 verdrängt wurde, wird offensichtlich ein großer Vorteil durch die Verwendung von Metallen erzielt, deren Sättigungskurve einen scharfen Knick aufweist.The voltage induced in these windings also depends on the Magnetization characteristic of the material used for the toroidal core. To the explanation To simplify the invention, it was assumed above that the tap io from highly permeable Fabric, e.g. B. an iron-nickel alloy. A high perineability is however, the circuit according to the invention is not required for successful use; other magnetic substances, e.g. B. silicon steel or soft iron is used will. However, it has been shown that the knee in the saturation curve for a Iron-nickel alloy is much more pronounced than with the relatively flat Saturation curves of other magnetic substances: When using metal, which has a sharp kink in its magnetization curve, it can handle a lot higher voltages can be worked because the saturation with constant excitation voltage occurs in much less time. After the induced in the windings 15, 16, 17 Voltage depends largely on how much the earth's magnetic flux from the arms 11, 12, 13, obviously becomes a great benefit from using it achieved by metals whose saturation curve shows a sharp kink.

An Stelle einer Wechselstromquelle als Erregerstromkreis kann statt der Stromquelle 2 i eine Stromquelle mit intermittierendem Gleichstrom verwendet werden. In diesem Falle wird einFrequenzverdoppler überflüssig, da die Frequenz im Ausgang der Wicklungen 15, 16, 17 übereinstimmt mit der Frequenz der Unterbrechung der Gleichstromquelle, die statt der Wechselstromquelle 21 verwendet wird. Es hat sich ergeben, daß ein Frequenzverdoppler auch dann entbehrt werden kann, wenn eine Wechselstromquelle, z. B. 21, verwendet wird in Verbindung mit einem Gleichstrom solcher Spannung, daß mit dieser Spannung allein der Ringkern 14 gesättigt wird. In diesem Falle `viril bei jeder Halbperiode des Wechselstromes von der Stromquelle 21 die Spannung durch den Wechselstrom überschritten, und die Frequenz im Ausgang der Wicklungen iS, 16, 17 ist die gleiche wie die Frequenz der Stromquelle ai. Diese letztere Anordnung hat sich dort als vorteilhaft erwiesen, wo mit außerordentlich hohen Frequenzen der Wechsel gearbeitet werden muß, da die Hysteresisverluste herabgemindertwerden unddemzufolge von den Wicklungen 15, 16, 17 des Abgriffes io ein größerer Ausgangsstrom erhalten werden kann.Instead of an alternating current source as an excitation circuit, instead of the power source 2 i uses an intermittent direct current power source will. In this case a frequency doubler becomes superfluous because the frequency in the output of the windings 15, 16, 17 corresponds to the frequency of the interruption the DC power source used in place of the AC power source 21. It has show that a frequency doubler can be dispensed with even if one AC power source, e.g. B. 21, is used in conjunction with a direct current such a voltage that only the toroidal core 14 is saturated with this voltage. In this case 'virile at every half cycle of the alternating current from the power source 21 the voltage exceeded by the alternating current, and the frequency in the output of the windings iS, 16, 17 is the same as the frequency of the current source ai. These The latter arrangement has proven to be advantageous where it is extraordinary high frequencies of the change must be worked, since the hysteresis losses are reduced and consequently a larger output current from the windings 15, 16, 17 of the tap io can be obtained.

Die Abgriffe io und So können anstatt mit drei Armen auch mit einer. beliebigen Anzahl von Armen, z. B. mit zwei oder vier Armen, versehen sein. Wenn ein zweiarmiger Abgriff verwendet wird, können diese um i8o° versetzt sein, wenn vier Arme verwendet werden, kann die Versetzung der einzelnen Arme gegeneinander 9o° betragen, wobei die Arme sämtlich oder auch jeweils zwei und zwei aus dem gleichen Stück bestehen können.The taps io and So can also have one instead of three arms. any number of arms, e.g. B. be provided with two or four arms. if If a two-armed tap is used, these can be offset by 180 ° if Four arms can be used to offset the individual arms against each other 90 °, with the arms all or two and two of the same Piece can exist.

Obwohl nur zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung in, der Zeichnung dargestellt werden, so können doch selbstverständlich im Rahmen der Erfindung eine Reihe von Änderungen vorgenommen werden, wobei die Erfindung keineswegs auf die geschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt sein soll.Although only two embodiments of the invention in, the drawing are shown, so can of course within the scope of the invention A number of changes are made, the invention by no means on the written embodiments should be limited.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Direction indicator for direct magnetic fields with a transmitter and receiver system for remote position transmission according to patent 750 572, in which electromotive forces are induced in alternators with stationary windings by preferably periodic changes in the geomagnetic flux, with a majority of alternators being combined into a multiphase transmitter system and with a multiphase receiver system of the same type are electrically connected in such a way that the resulting field of the receiver system has the position and direction of the earth field influencing the transmitter system, characterized in that alternating electromotive forces induced in the windings from which the power is drawn by periodic change in the saturation of a stationary central part (T4. Or 1q. ') Of the generator (iooder5o) generated iverden., Around which the inductor cores are arranged (11, 12, 13 or 11', 12 ', 13'), the windings from which the power is drawn ommen: are carried, whereby the change in saturation of the middle part is achieved by an excitation winding which is attached to this part and which is fed with a periodically changing current.

2. Compass according to claim i, characterized in that the inductor cores, of which preferably three are arranged offset from one another by i2o °, as pole parts of one common toroidal core (14, Fig. i) of a generator are formed.

3. Compass according to claim i, characterized in that the inductor cores, of which preferably three are arranged offset from one another by i2o °, with their inner ends are brought together to form the central part (1q. ', Fig. 2) of the generator. q ..

Compass according to claim 2 or 3, characterized in that the excitation windings of the encoder and one winding (39) of a two-phase motor wound Motor (38) that drives the armature (30) of the receiver from a common AC source are fed, the winding (39) of the motor (38) via a frequency doubler is connected, and that furthermore the second winding of the motor is preferably via an amplifier from that induced in the armature winding of the motor-type receiver Voltage is fed.

5. Compass according to claim 2 or 3, characterized in that that the armature winding (31) of the receiver via a frequency doubler to a AC power source (21) is connected to the excitation windings of the encoder feeds.

6. Compass according to one of the preceding claims, characterized in that that a display compass is connected to the receiving system, the display compass is driven by a torque-boosting two-phase motor driven by the output voltage of the receiver is controlled.

7. Compass according to one of the preceding Claims, characterized in that the fixed inductors (i i, 12, 13) stabilized by a vertical gyro device in a horizontal plane and are mounted on the housing of the rotating part of the same. Referred publications: German patent specifications No. 702 595, 718 591.