DE1179591B - Magnetfeldabhaengige Anordnung zum Tasten eines Signalgebers unter Verwendung eines Transistoroszillators - Google Patents

Description

• Magnetfeldabhängige Anordnung zum Tasten eines Signalgebers unter Verwendung eines Transistoroszillators Zum Anregen von Schnellschaltern, z. B. zur präzisen schnellen und selbsttätigen Steuerung von Werkzeugmaschinen, Walzwerken usw., sind Schalthandlungen vorzunehmen, an die im Zuge der fortschreitenden Automation fortwährend gesteigerte Anforderungen gestellt werden. Diese Schalter müssen in überaus kurzer Zeit sicher auf kleinste Steuerleistungen reagieren und an die jeweils nachgeschaltete Regelungsanordnung ein Meldesignal liefern. Diese Anforderungen sind mit mechanischen Schaltelementen nur schwer zu erfüllen. Die Schaltzeiten dieser Elemente sind im allgemeinen so groß, daß z. B. die Regelgeschwindigkeit einer Halbleitersteuerung durch das Anregeglied zu sehr beeinträchtigt würde.
• Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetfeldabhängige Anordnung zum Tasten eines Signalgebers, wobei ein Transistoroszillator verwendet wird, mit dessen Laststromkreis ein die Signalspannung erregender Schwingkreis in Reihe liegt und dessen Steuerstromkreis an den Schwingkreis rückgekoppelt ist. Erfindungsgemäß liegt im Rückkopplungskreis ein magnetfeldabhängiger Widerstand, dessen Widerstandswert bei einer magnetischen Erregung die Anschwingbedingung erfüllt.
• Die Kombination eines magnetfeldabhängigen Widerstandes in Verbindung mit einem Oszillatorschwingkreis stellt einen Schalter dar, der - bedingt durch die Oszillatorfrequenz - sehr schnell ein- bzw. ausschaltet (., 10-4 Sekunden bei 30 kHz) und der kontaktlos durch einen Eisenkern, durch einen Magneten bzw. durch kleine Strom- oder Spannungsänderungen angeregt werden kann.
• Im folgenden wird das in der F i g. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
• An einer Gleichspannungsquelle liegt die Primärwicklung n1 eines Transformators TR in Reihe mit dem Laststromkreis (Kollektor-Emitter) eines Transistors T und mit dem Widerstand R4, dem der Kondensator C2 parallel geschaltet ist. Parallel zur Primärwicklung n, des Transformators TR liegt der Schwingkreiskondensator C3. Der Transformator TR besitzt außerdem zwei weitere Wicklungen, eine Rückkopplungswicklung n2 und eine Ausgangswicklung n3. Die Rückkopplungswicklung n2 hat eine Anzapfung, die mit dem Steueranschluß des Transistors T (Basis) unmittelbar verbunden ist. Ein Ende der Sekundärwicklung ist über den Widerstand R3, das andere über den magnetfeldabhängigen Widerstand RF mit einer Klemme A konstanten Potentials verbunden. Diese Klemme A ist an den Mittelabgriff zweier in Reihe geschalteter Widerstände R1 und R2 angeschlossen, die gleichfalls an der Gleichspannungsquelle liegen. Außerdem ist dem Widerstand R3, der an den gleichen Leiter herangeführt ist wie der Widerstand R4, ein Kondensator Cl als Wechselspannungskurzschlußglied parallel geschaltet. Die Ausgangswicklung n3 des Transformators TR ist über zwei Gleichrichter Dl und D, in Mittelpunktschaltung an die Ausgangsklemmen angeschlossen. Diese Klemmen sind zur Spannungsglättung über den Kondensator C4 verbunden.
• Die Primärwicklung n1 des Transformators TR stellt mit dem parallel geschalteten Schwingkreiskondensator C3 einen Oszillator-Schwingkreis dar, der eine genügend hohe Schwingfrequenz, z. B. 30 kHz, besitzen möge. Der Transistor T ist über den Abgriff der Rückkopplungswicklung n2 an den Oszillatorschwingkreis rückgekoppelt. Die Rückkopplungsspannung liegt zwischen der Klemme A konstanten Potentials und dem Abgriff der Rückkopplungswicklung n2, der mit dem Steueranschluß des Transistors T (Basis) verbunden ist. Das Potential der Klemme A wird durch entsprechende Wahl der Widerstände R1 und Ra so eingestellt, daß zwischen ihm und dem Steueranschluß des Transistors bei dem gewünschten Transistorstrom und dem dadurch gegebenen Spannungsabfall am Widerstand R4 keine Gleichspannung auftritt. Der Widerstand R3 ist so dimensioniert, daß die Rückkopplungsspannung ux bei dem Grundwiderstand des magnetfeldabhängigen Widerstandes RF Null ist oder eine solche Phasenlage hat, daß der Schwingkreis nicht erregt wird. Gelangt der Widerstand RF in ein Magnetfeld mit wachsender Induktion B, so vergrößert sich sein Widerstandswert. Die Rückkopplungsspannung wird zunächst Null und wächst bei weiterwachsendem Widerstand RF wieder an, hat aber ihre Phasenlage um 180° verändert, da die Ortskurve der Rückkopplungsspannung bei veränderlichem magnetfeldabhängigem Widerstand RF eine durch den Nullpunkt gehende Gerade darstellt. Die um 180° gedrehte Rückkopplungsspannung regt nun den Oszillator-Schwingkreis an. An der Ausgangswicklung n3 des Transformators TR entsteht eine Spannung; diese wird gleichgerichtet und kann als Ausgangssignal an den Ausgangsklemmen abgenommen werden. Als Beispiel für die Dimensionierung seien folgende Werte angegeben:

  RF . . . . . . . . Feldplatte mit einem Grundwider-

  stand von etwa 100 Ohm

  R1 = R2 .... 10 kOhm

  R3 ......... 100 Ohm

  R.. . . . . . . . . . 2,4 kOhm

  Cl ......... 50nF

  C2 ......... 5 #tF

  C3 ......... 0

  C. . . . . . . . . . 3,3 nF

  T . . . . . . . . . . Transistor TF 65/30

  Dl, DZ ..... Germaniumdioden RL 44

  TR . . . . . . . . Transformator mit Siferrit Schalen-

  kern 23' - 17 aus 1100 N 22

  AL . . . . . . . . . 400 nH/Wdg2

  n1 . . . . . . . . . 150 Windungen 0,2 mm CuL

  n2 . . . . . . . . . 2 - 12 Windungen 0,2 mm CuL

  n3 . . . . .. . . . 2 - 320 Windungen 0,1 mm CuL

  Bei dieser Bemessung erhält man für die Ausgangsspannung in Abhängigkeit vom Feldplattenwiderstand bei unterschiedlichen Speisespannungen den in F i g. 2 dargestellten Verlauf und für verschiedene Belastungswiderstände Rd an den Ausgangsklemmen ergeben sich die in F i g. 3 bezeichneten Kurven. Wie aus den F i g. 2 und 3 zu ersehen ist, hat diese Schaltungsanordnung die Eigenschaft, daß schon bei sehr kleiner Widerstandsänderung des magnetfeldabhängigen Widerstandes RF der Transistor T voll ausgesteuert wird, so daß - bedingt durch die hohe Schwingfrequenz - die Ausgangsspannung schon nach kürzester Zeit ansteht. Die Kondensatoren Cl und C2 wirken als Kurzschluß für die Wechselspannung.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Magnetfeldabhängige Anordnung zum Tasten eines Signalgebers unter Verwendung eines Transistoroszillators, mit dessen Laststromkreis ein die Signalspannung erregender Schwingkreis in Reihe liegt und dessen Steuerstromkreis an den Schwingkreis rückgekoppelt ist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß im Rückkopplungskreis ein magnetfeldabhängiger Widerstand liegt, dessen Widerstandswert bei einer magnetischen Erregung die Anschwingbedingung erfüllt.
2. 2. Magnetfeldabhängige Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Kern der Induktivität des Oszillatorschwingkreises (Primärwicklung n1) eine angezapfte Rückkopplungswicklung angeordnet ist, deren Anzapfung mit dem Steueranschluß des Transistors verbunden ist und deren Enden über Widerstände - von denen mindestens einer magnetfeldabhängig ist -an eine Klemme konstanten Potentials angeschlossen sind.
3. 3. Magnetfeldabhängige Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Kern der Induktivität eine Ausgangswicklung angeordnet ist, die über Gleichrichter mit den Ausgangsklemmen des Signalgebers verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 103 966, 1 117 l68.