DE3413523A1

DE3413523A1 - Messumformer vom passiven masse-feder-typ mit elektronischer daempfung

Info

Publication number: DE3413523A1
Application number: DE19843413523
Authority: DE
Inventors: Philip D. Pleasant Hill Calif. Flanner; Harold D. Orinda Calif. Morris; Gerald R. Concord Calif. Newell
Original assignee: Systron Donner Corp
Current assignee: Systron Donner Corp
Priority date: 1983-04-11
Filing date: 1984-04-10
Publication date: 1984-10-18
Also published as: US4538203A; GB2140654B; DE3413523C2; IT1175999B; IT8420471A0; GB2140654A

Description

MESSUMFORMER VOM PASSIVEN MASSE-FEDER-TYP MIT ELEKTRONISCHER DÄMPFUNG

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, beispielsweise eine Meßumformereinrichtung vom passiven Masse-Feder-Typ, die zum überwachen eines speziellen Parameters, wie z.B. einer mechanischen Schwingung, eine elektrisch leitende Spule aufweist, die derart in einem Magnetfeld angeordnet ist, daß zwischen Spule und Magnetfeld eine Bewegung, beispielsweise eine relative Schwingbewegung, auftritt. Die Erfindung betrifft insbesondere eine spezielle elektronische Technik, mit der sich eine Dämpfung der Bewegung in großem Ausmaß erzielen läßt, ohne dabei die Überwachungseigenschaften der Einrichtung selbst nachteilig zu beeinf lussen.

Wie vorstehend erläutert, bezieht sich die Erfindung auf spezielle elektronische Mittel zum -dämpfen einer Einrichtung des oben beschriebenen Typs. Ein spezielles Beispiel einer derartigen Einrichtung ist in der US-PS 3 633 053 beschrieben. Dieses Beispiel betrifft einen Schwingungswandler auf den nachfolgend Bezug genommen wird. Dieser Wandler weist ein äußeres Gehäuse auf, das Mittel zum Err zeugen eines Magnetfelds und eine elektrisch leitende Spule mit einer gegebenen Impedanz einschließt, wobei die Spule derart in dem Magnetfeld angeordnet ist, daß sich eine realtive Schwingbewegung zwischen der Spule und dem Magnetfeld ergibt, die hinsichtlich ihrer Größe (Amplitude) und Frequenz den bestimmten zu messenden Parameter, z.B. einer mechanischen Schwingung, entspricht. Auf diese Weise wird ein Spannungssignal (das überwachungssignal) erzeugt.

das ebenso hinsichtlich der Größe und Frequenz der zu überwachenden mechanischen Schwingung entspricht.

Damit eine Einrichtung des in der US-PS 3 633 053 beschriebenen Typs zuverlässig und genau funktioniert, muß die relative Schwingbewegung zwischen ihrer Spule und ihrem Magnetfeld in gesteuerter Weise undinausreichendem Maß gedämpft werden, ohne daß dabei ihr überwachungssignal unterdrückt oder effektiv beseitigt wird. Der Schwingungswandler gemäß US-PS 3 633 053 verwendet eine Gasdämpfung, die mittels sehr eng begrenzter, um einen sich bewegenden Magneten (der zur Erzeugung des erforderlichen Magnetfeldes dient) herumverlaufender Spalte erzielt wird, so daß der Fluß des Gases durch die Spalte Energie verbraucht und dadurch eine mechanische Dämpfung der sich bewegenden Masse bewirkt. Obwohl dieser Vorschlag tatsächlich eine Dämpfung in gesteuerter Weise ermöglicht, sieht er weder eine ausreichende Dämpfung noch eine Änderung des Dämfungswertes, falls die Anforderungen sich ändern, vor. Außerdem ist die Steuerung der Dämpfung im Hinblick auf die Temperatur nicht einfach durchzuführen.

Ein anderer Dämfungsvorschlag, und insbesondere ein Vorschlag, der eine Verstärkung der in der Einrichtung gemäß US-PS 3 633 053 vorgesehenen Gasdämpfung betrifft, ist in Fig. 1, die einen Teil der vorliegenden Beschreibung

bildet, verdeutlicht. Diese Fig. 1 zeigt 'schematisch die Einrichtung 10 in Verbindung mit einer elektronischen Dämpfungsschaltung 12, die als "kurzgeschlossene Windung" bezeichnet werden kann. Die Einrichtung 10 weist ein äußeres Gehäuse 14 mit einem Abstützsockel 16 auf, der an dem zu überwachenden, schwingenden Objekt 18 befestigt ist. In dem Gehäuse 14 ist ein Dauermagnet 20 mit Hilfe einer geeigneten Federeinrichtung (nicht dargestellt) zur Ausführung einer Schwingbewegung befestigt. Dieser Magnet

dient zur Erzeugung des vorstehend erwähnten Magnetfelds. Gleichzeitig ist eine elektrisch leitende Spule 22 in dem Gehäuse 14 innerhalb des Feldes des Dauermagneten angeordnet, deren gegenüberliegenden Enden aus dem Gehäuse 14 herausgeführt sind und Ausgangsklemmen T.. und T_? ausbilden. Wie dies ausführlich in der US-PS 3 633 053 beschrieben ist, ist die Spule 22, die eine bestimmte Impedanz aufweist, innerhalb des von dem Magneten 20 erzeugten Magnetfelds derart angeordnet, daß eine relative Schwingbewegung zwischen der Spule und dem Magnetfeld auftritt, die in bezug auf ihre Größe und Frequenz der zu überwachenden mechanischen Schwingung entspricht, wodurch ein Spannungssignal an den Klemmen T₁ und T_ erzeugt wird. Dieses Signal entspricht in bezug auf Größe und Frequenz der zu messenden mechanischen Schwingung und dient demzufolge als überwachungssignal. Hierzu sollte bemerkt werden, daß bei der Einrichtung 10 in bezug auf die relative Bewegung zwischen der Spule 22 und dem vom Magneten 20 erzeugten Magnetfeld eine Reziprozität gilt. Genauer gesagt ist es ohne Bedeutung, ob die Spule 22 stillsteht und der Magnet sich bewegt oder aber der Magnet stillsteht und die Spule 22 sich bewegt. In jedem Fall werden die Magnetflußlinien von der Spule durchsetzt, was ein Spannungssignal E an den Anschlußklemmen T₁. und T~ hervorruft. Zudem sollte bemerkt werden, daß die Spule 22 effektiv aus zwei gegensinnig gewickelten Abschnitten besteht, um mit der Flußrichtung derart übereinzustimmen, daß beim Schneiden der Flußlinien zwei additive Spannungen an der Spule erzeugt werden, die zu der Gesamt spannung E beitragen.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht die an den Stellen 24 und 28 geerdete Dämpfungsschaltung 12 aus einem Widerstand R_T, der parallel an die Klemmen T, und T_ angeschlossen ist. Auf diese Weise ergibt sich (über Erde)

eine geschlossene Schaltung, die aus dem Widerstand R_ und der Spule 22 besteht. Als Ergebnis dessen fließt ein Strom in der Schaltung, wobei die Kraft, die von dem durch die Spule 22 fließenden Strom erzeugt wird, der Bewegung des Magneten 20 entgegenwirkt und das Äquivalent einer viskosen Dämpfung erzeugt. Um einen maximalen Dämpfungswert mit dieser Schaltung erzielen zu können, müßte die Größe dieses Stroms maximiert. bzw. der Gesamtwider stand der Schaltung minimiert werden. Leider belastet dies die Spule nach unten und macht das resultierende Signal E immer

kleiner, bis es nicht mehr meßbar ist. Somit gibt es für die mit dieser Schaltung erzielbare Dämpfung eine reelle und endliche Grenze. Selbst wenn es bei diesem Schaltungsvorschlag beispielsweise durch irgendeine Form der Ver- Stärkung möglich wäre, das Signal E aufrechtzuerhalten, so würde die maximale Größe des mit dieser Schaltung erzielbaren Dämpfungsstroms dennoch durch die Impedanz der Spule 22 asymptotisch begrenzt. Selbst wenn es im einzelnen möglich wäre, den Wert des Widerstands R_ dem Wert 0 anzunähern, ohne dabei das Spannungssignal E zu verlieren, so würde die gesamte Schaltung dennoch den von der Spule 22 herrührenden Widerstand aufweisen, der den in der Schaltung erzeugten Stromwert und somit die mit diesem vorgegebenen Schaltungsaufbau mögliche maximale Dämpfung begrenzt.

Ein weiterer Nachteil des in Fig. 1 verdeutlichten Dämpfungsvorschlags besteht in der grundlegenden Eigenschaft des Herstellungsmaterials der Spule 22. Dieses Material ist typischerweise aus einem reinen Metall, wie z.B. Kupfer, dessen Widerstand sich mit der Temperatur

um nominell 0,4% pro Grad Celsius ändert. Bei einem Temperaturbereich von 100 Grad Celsius kann sich somit der Widerstand der in der Schaltung 12 vorgesehenen Spule 22

um etwa 40% ändern, wodurch sich der erzielbare Dämpfungswert um einen proportionaLen Betrag ändert.

Die vorstehend beschriebenen Nachteile treffen auch dann für die Schaltung 12 zu, falls diese statt der Einrichtung 10 zusammen mit anderen Typen von Spule-Magnetfeld-Einrichtungen verwendet wird, die einer Dämpfung bedürfen. Beispielsweise kann die relative Bewegung zwischen der Spule und dem Magnetfeld eine Drehbewegung, eine trans latorisehe Bewegung oder lediglich ein Ausg leichsyorgang sein, solange diese Bewegung einen entsprechenden Strom hervorruft.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine elektronische Dämpfungseinrichtung für einen Meßumformer vom passiven Masse-Feder-Typ oder dergleichen vorzuschlagen, die im Vergleich zu einer Gasdämpfung allein eine weitaus größere Dämpfung auf unkomplizierte und außerdem zuverlässige Weise ermöglicht. Ferner soll der Strom nicht durch den Widerstand der vorgesehenen Spule begrenzt und das überwachungssignal nicht unterdrückt oder effektiv beseitigt werden. Ferner sollen die durch Temperaturänderungen hervorgerufenen Änderungen des Widerstands der Spule mit kurzgeschlossener Windung (d.h. der Überwachungsspule) kompensiert werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt anhand der in den Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale.

Wie aus nachfolgender Beschreibung ersichtlich, kann die Erfindung bei irgendeinem Masse-Feder-Meßumformer oder bei anderen derartigen Einrichtungen Anwendung finden, die Mittel zum Erzeugen eines Magnetfelds und eine elektrisch leitende Spule (mit einer gegebenen Impedanz) aufweisen, wobei die Spule derart in dem Magnetfeld angeordnet ist, daß sich eine relative Bewegung zwischen Spule und Magnet-

feld ergibt, die in irgendeiner Weise, z.B. hinsichtlich der Größe und Frequenz dem von der Einrichtung zu überwachenden speziellen Parameter, z.B. einer mechanischen Bewegung, entspricht. Auf diese Weise wird ein überwachungssignal erzeugt, das in gleicher Weise dem zu überwachenden Parameter entspricht. Gemäß der Erfindung wird eine Schaltungsanordnung zum Dämpfen der relativen Bewegung zwischen der Spule und dem die Spule umgebenden Magnetfeld derart vorgesehen, daß sich eine Lösung der vorstehenden Aufgabe erzielen läßt.

Wie nachfolgend beschrieben, weist die gerade erläuterte Schaltungsanordnung mit der Spule verbundene Einrichtungen auf, um einen geschlossenen elektrischen Schaltkreis (einschließlich der Spule) vorzusehen, der ähnlich der in Fig.1 gezeigten Schaltung ist, und auf diese Weise einen durch die Spule fließenden Dämpfungs- bzw. Bremsstrom hervorzurufen. Gemäß der Erfindung sieht die Schaltung auch eine Einrichtung zum Aufrechterhalten des Überwachungssignals auf einem meßbaren Wert vor, wobei gleichzeitig die ge samte effektive Impedanz der geschlossenen Schaltung unter den Wert der gegebenen Impedanz der Spule selbst reduziert wird. Auf diese Weise kann der Wert des Dämpfungs- bzw. Bremsstroms auf einen größeren Wert angehoben werden als dies lediglich durch Zusammenschließen der Enden der Spule möglich wäre (d.h. eine Begrenzung der Impedanz der Schaltung auf den Widerstand der Spule, wie in dem Fall, bei dem R=O ist). Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die einen Teil der Schaltung bildende Einrichtung zum Aufrechterhalten des überwachungs signals und zum Verringern der Impedanz der Schaltung eine spezielle Verstärkerschaltung mit positiver Rückkopplung auf, die nicht nur den Dämpfungsstrom durch Verringerung der gesamten effektiven Impedanz der geschlossenen Schaltung verstärkt, sondern auch das überwachungs-Spannungs-

signal verstärkt. Diese Schaltung kann ebenso eine Einrichtung zum Kompensieren einer Änderung des Spulenwiderstands infolge einer Änderung der Temperatur aufweisen, so daß die gesamte effektive Impedanz der Schaltung selbst bei Temperaturänderungen festliegt. Diese festliegende Impedanz verhindert dann wiederum, daß sich der Dämpfungsbzw. Bremsstrom in gleicher Weise mit der Temperatur ändert,

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des in der

US-PS 3 633 053 beschriebenen Meßumformers vom passiven Masse-Feder-Typ in Verbindung mit einer bekannten elektronischen Dämpfungsschaltung vom Typ der kurzgeschlossenen Wi ndung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Meßumformers der dem in Fig. 1 gezeigten Meßumformer ähnlich ist, in Verbindung mit einer erfindungsgemäßen elektronischen Dämpfungsschaltungsanordnung;

Fig. 3 eine andere schematische Darstellung der in Fig. 2 gezeigten Schaltungsanordnung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Temperaturkompensationsschaltung, die in die in den Fig. 2 und 3 gezeigte Dämpfungsscha I tungsan-

ordnung eingebaut werden kann und

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Funktionsweise der Schaltung gemäß Fig. 4.

In Anbetracht der Tatsache, daß die Einrichtung 10 und die Schaltungsanordnung 12, die in Fig. 1 verdeutlicht sind, bereits vorher beschrieben wurden, wird sofort auf Fig. 2 eingegangen, die den gleichen passiven Masse-Feder-Typ eines Meßumformers verdeutlicht, der in Fig. 1 dar gestellt ist. Jedoch ist in Fig. 2 der Meßumformer 10 in Verbindung mit einer Schaltungsanordnung zum elektronischen Dämpfen der relativen Bewegung zwischen der Spule 22 und dem von dem Magneten 20 erzeugten Magnetfeld dar gestellt, wobei diese Schaltungsanordnung allgemein mit dem Bezugszeichen 26 gekennzeichnet ist. Diese erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 26 steht an ihrem Eingang mit der Klemme T₁, die sich an einer Seite der Spule 22 befindet, in Verbindung und ist an der Stelle 28 geerdet, wohingegen die andere Seite der Spule 22 an der Stelle geerdet ist. Auf diese Weise wird eine geschlossene elektrische Schaltung vorgesehen, die die Spule 22 einschließt, wobei die vorerwähnte relative Bewegung einen sich in der Schaltung aufbauenden Dämpfungsstrom i hervorruft, der durch die Spule fließt und dadurch die vorstehend beschriebene Dämpfungskraft erzeugt. Andererseits weist die Schaltungsanordnung eine Ausgangsklemme T, auf, die ein Spannungssignal e (relativ zur Erde) anzeigt, das hinsichtlich der Größe und Frequenz der relativen Schwingung zwischen der Spule 22 und ihrem Magnetfeld entspricht, um somit als Einrichtung zum überwachen der Schwingung und demzufolge des von der gesamten Anordnung zu überwachenden speziellen Parameters zu dienen. Obwohl nicht dargestellt, ist es verständlich, daß die Schaltungsanordnung 26 in Verbindung mit den gezeigten Komponenten stehende geeignete Speiseeinrichtungen aufweist, um die gesamte Schaltungsanordnung mit Leistung zu versorgen.

WienachfoIgend gezeigt, weist die Schaltungsanordnung 26

eine Schaltung zum Verstärken des überwachungs-Spannungssignals auf, während gleichzeitig die gesamte effektive Impedanz der geschlossenen Schaltung einschließlich der Spule 22 unter die gegebene Impedanz der Spule reduziert wird. Dadurch steigt der Stromwert auf einen höheren Wert, als dies lediglich durch Kurzschließen der Klemme T₁ mit Erde (Tp) möglich wäre, was dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 für den Fall R_ = 0 entspricht. Dies wiederum vergrößert den Wert bzw. die Größe der Dämpfungskraft in der Spule 22 auf einen größeren Wert, als dies lediglich durch Kurzschließen der Enden der Spule 22 möglich wäre (beispielswei se über Erde).

Wie in Fig. 2 verdeutlicht, weist die Schaltungsanordnung 26 einen Operationsverstärker A₁, der mit einem positiven Eingang, einem negativen Eingang und mit einem einzigen Ausgang versehen ist, und Widerstände R., R_ und R- auf. Der negative Eingang des Operationsverstärkers A₁ steht mit der Klemme T₁ und sein Ausgang mit einer Klemme T, in Verbindung, wobei der Widerstand R₁ elektrisch zwischen die beiden Klemmen T₁ und T, geschaltet ist. Gleichzeitig sind die Widerstände R-, und R, zwischen die Klemme T, und die geerdete Stelle 28 geschalten, während die Verbindungsstelle der beiden Widerstände R_? und R, mit dem positiven Eingang des Operationsverstärkers A- in Verbindung steht, um ein Spannungsteiler- Netzwerk für eine positive Rückkopplung vorzusehen. Der Operationsverstärker A₁, ι

die drei Widerstände R₁, R_? und R, und die Spule 22 bilden zwischen den geerdeten Stellen 24 und 28 eine geschlossene elektrische Schaltung aus, so daß die relative Schwingbewegung zwischen der Spule 22 und ihrem Magnetfeld - wie vorstehend erwähnt - in der Erzeugung des Stromes i resultiert, der wiederum zwei Zwecken dient. Erstens dient er zum Erzeugen des Spannungssignals e

an der Klemme T,, das in Größe und Frequenz der Schwingung entspricht, und zweitens dient er zum Erzeugen der gewünschten,der Schwingungsbewegung der Spule entgegengerichteten Dämpfungskraft, wenn die Spule das Magnetfeld durchsetzt. Gleichzeitig und gemäß der Erfindung bilden der Operationsverstärker A- und das Spannungsteilernetzwerk R-, R, eine Verstärkungsschaltung mit positiver Rückkopplung, um aowohl den Dämpfungsstrom i als auch das Spannungssignal e über die Werte zu verstärken, die mit Hilfe der in Fig. 1 ge zeigten Schaltungsanordnung möglich wären, falls R_ den Wert Null hat oder sich dem Wert Null annähert. Außerdem können, wie nachfolgend gezeigt wird, die Komponenten, die diese Rückkopplungsverstärkerscha Itung bilden, so ausgewählt werden, daß eine Kompensation der Widerstandsänderungen der Spule 22 infolge von Temperaturänderungen möglich ist.

Die Funktionsweise der Schaltungsanordnung 26 in Verbindung mit der Spule 22 wird am besten dadurch beschrieben, indem man zuerst die Situation betrachtet, bei der der Widerstand gleich Null ist. In diesem Fall wird das von dem Operations verstärker A1 abgetastete Signal von der Spule 22 abgeleitet und der positive Eingang des Operationsverstärkers A1 bleibt auf dem Spannungswert Null, und zwar ohne Rücksicht auf das Ausgangssignal e . Arbeitet der Operationsverstärker A₁ als klassischer Operationsverstärker mit einem nahezu unendlich großen Verstärkungsfaktor, so wird er auf das an seiner invertierenden Eingangsklemme (d.h. ab seinem negativen Eingang) liegende Eingangssignal als eine virtuelle Erde wirken, was einen maximalen Betrag des Stromes hervorruft, der in die Wandler- bzw. Umformer wicklung hineinfließt; d.h. es erscheint so, als ob die Wicklung kurzgeschlossen wäre. Dieser Vorgang für sich erzeugt dann das, was als maximal erreichbare Dämpfung erscheint, da dies das Äquivalent zu der in Fig. 1 gezeig-

ten Schaltung für Fall R_ = O ist. Andererseits schickt der Operationsverstärker A1 den Strom i durch den Rückkopplungswiderstand R₁, wodurch das Ausgangssignal e_Q erzeugt wird, das relativ zur Erde gleich -i R₁ ist.

Die Funktionsweise der Schaltungsanordnung 26 bei R, gleich Null wurde, wie oben beschrieben, als eine Lösung für eine verbesserte Dämpfung früher vorgeschlagen. Obwohl diese Lösung eine Verbesserung gegenüber der Anordnung in Fig.1 darstellt, da das Ausgangssignal e auf einem meßbaren Wert gehalten wird, wohingegen dies beim Signal E in Fig.1 infolge der Spulenbelastung nicht möglich ist, so ist doch die in der Schaltung gemäß Fig. 2 erreichbare maximale Dämpfung (falls R, gleich Null ist) durch den Innenwiderstand der Spule 22 in der gleichen Weise, wie bei der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung, begrenzt. Im einzelnen ist in beiden Fällen die gesamte Scha Itungsimpedanz nicht geringer als die Impedanz der Spule, und somit ist der Dämpfungsstrom durch diesen Faktor begrenzt, was wiederum bedeutet, daß die Spulendämpfung derart begrenzt ist.

Gemäß der Erfindung ist der Widerstand R, um einen positiven Wert größer als Null und die Kombination dieses Widerstandswerts mit dem vom Widerstand R_? herrührenden Wert ist derart, daß die beiden Widerstände einen Spannungs teiler mit positiver Rückkopplung für den Operationsver stärker A₁ ausbilden. Nähert man im einzelnen den Spannungsteilerwert dieses Teilers dem Verhältnis R /(R +R₁) an, wobei R die innere Impedanz der Spule 22 ist, so ist es möglich, das Signal e und den Strom i auf einen Pegel zu verstärken , der nicht durch die Impedanz R begrenzt ist. Mit anderen Worten, die gesamte Schaltung einschließlich der Spule 22 und der Schaltungsanordnung 26 kann durch geeignete Auswahl der Widerstände R-, und R_ so aus-

gelegt werden, daß man eine gesamte effektive Impedanz erhält, die geringer als die Impedanz R der Spule 22 ist. Wie nachfolgend gezeigt, kann außerdem dieser Schaltungsvorschlag zur Kompensation größerer Änderungen des Spulen-Widerstands infolge von Temperaturänderungen verwendet werden. Früher existierte keine derartige Einrichtung, bei der nicht ein wesentlicher Widerstandswert in Reihe zu der Wicklung hinzugefügt wurde, was jedoch den tatsächlichen Betrag der erzielten Dämpfung verringert. Obwohl es in der Vergangenheit möglich war, die durch eine Temperaturänderung hervorgerufene Spulenwiderstandsänderung allein unwirksam zu machen, so war es nicht möglich sowohl eine Steuerung der Dämpfung als auch gleichzeitig einen großen Dämpfungswert zu erzielen.

Unter spezieller Bezugnahme auf Fig. 2 wird die Arbeitsweise der dort verdeutlichten Schaltung beschrieben. Sobald eine positive EMK (elektromotorische Kraft bzw. Eingangsspannung) mit Hilfe der vorstehend beschriebenen relativen Schwingung zwischen der Spule 22 und dem vom

Magneten 20 erzeugten Magnetfeld erzeugt wird, fließt

ein Strom i zur Klemme T₁ des Operationsverstärkers A-, wodurch die Ausgangsgröße des Verstärkers einen negativen Wert erhält. Infolge des R_?/R,-Spannungstei lers wird der positive Eingang des Operationsverstärkers A.. ebenfalls negativ. Aufgrund dieser Wirkung ist der Ausgang des Verstärkers (Klemme T,) weiterhin auf negativem Potential, wodurch sich die Spannung der Klemme T₁ an die des positiven Eingangs des Operationsverstärkers anpaßt. Aufgrund dessen fließt ein erhöhter Strom durch die Spule 22, wo durch eine größere Dämpfungskraft erzeugt wird.

Zum Zwecke der Analyse wird ein Ersatzschaltbild der in Fig. 2 dargestellten Schaltung in Fig. 3 wiedergegeben,

wobei e. (22¹) die durch die relative Schwingbewegung zwi-

ⁱⁿ erzeugte

sehen der Spule 22 und ihrem Magnetfeld ERK darstellt und R₁, R sowie R_?, R, zwei unabhängige Spannungsteiler bilden. Zum Zwecke der Beschreibung werden folgende Koeffizienten verwendet:

k = ^w
^K1

^Rw ^{+ R}1

k 2

R₂

Eine Analyse der gesamten in Fig. 3 verdeutlichten Schaltung zeigt, daß der Signalausgang e auf seiner. Eingang e. durch folgende Gleichung bezogen werden kann:

ο = - (1 - ki) = V.G. (Spannugnsver-

e. k„ - k-, Stärkungsfaktor)

in ic

Gl.

Weiterhin kann die effektive Eingangsimpedanz Z. der gesamten Schaltung durch folgende Gleichung berechnet werden :

% ^{+ R}1
Z. = - — Gl.

ⁱⁿ 1 - V.G.

Anhand der beiden vorstehenden Gleichungen können die Wirkungen und die Zweckmäßigkeit der Erfindung genauer verstanden werden. Als erstes sollte bemerkt werden, daß die durch diesen Dämpfungstyp der "kurzgeschlossenen Windung" erzeugte Dämpfungskraft eine der Bewegung entgegengesetzte Kraft darstellt, deren Größe proportional der momentanen Geschwindigkeit ist und die den Wert Null an-

nimmt, faLLs die Geschwindigkeit den Wert Null aufweist. Diese Kraft wird infolge der Wechselwirkung des durch die Spule 22 fließenden Stroms mit einem vom Magneten 2o erzeugten Magnetfeld hervorgerufen. Da der fließende Strom durch die momentane EMK_x die durch die relative Schwingbewegung zwischen der Spule und ihrem zugeordneten Magnetfeld hervorgerufen wird, erzeugt wird, ist der Strom proportional der Geschwindigkeit dieser relativen Bewegung, wobei die durch diese Wechselwirkung hervorgerufene Kraft dieser Bewegung entgegengerichtet und der momentanen Geschwindigkeit direkt proportional ist. Im Falle der kurzgeschlossenen Windung ist der Strom direkt durch das Verhältnis der EMK zum Windungswiderstand bestimmt. Würde man diesen Widerstand verringern, so könnte der Strom erhöht werden, was zur Folge hätte, daß die Dämpfungskraft proportional zunehmen würde, wie dies vorstehend erläutert wurde.

Die Erfindung bewirkt direkt eine Erniedrigung des scheinbaren Widerstands (bzw. der Impedanz) der Spule durch Verwendung einer positiven Rückkopplung, die durch den R-/R,-Teiler dargestellt wird, der auf den positiven Eingang des Operationsverstärkers A1 rückkoppelt. Durch Überprüfung der obigen Gleichung 1.0 ist ersichtlich, daß bei Annäherung des im Nenner stehenden Wertes k~ an den Wert von k..

der Spannungsverstärkungsfaktor der Schaltung sich dem Wert Null annähern wird. Natürlich ist verständlich, daß

in einem praktischen Ausführungsbeispiel der Wert k- niegleich
mais wirklich dem Wert R₁ ist oder diesen Wert übersteigt.

überprüft man weiterhin die Gleichung 2.0, so erscheint der gleiche Ausdruck, d.h. der Spannungsverstärkungsfaktor, im Nenner, woraus abzuleiten ist, daß sich bei Zunahme des Wertes k_,,der sich dem Wert k.. annähert, die E i ngangs i mpedanz Z. dem Wert Null annähern wird. Der Strom , der in die Wicklung fließen wird, ist demzufolge:

3 413 52

EMK

i η

Da Z. sich dem Wert Null annähern kann, kann naheliegender ι η

Weise der Eingangsstrom in hohem Maße verstärkt werden, was eine gleiche Zunahme der Größe der erzeugten Dämpfungskraft hervorruft. Auf jeden Fall kann durch überlegte Wahl der Widerstände R₂ und R, (nachdem R.. ausgewählt und R bestimmt wurde) die Gesamtimpedanz Z. auf einen Wert gebracht werden, der geringer als der Widerstand R ist. Demzufolge kann der Strom i im Vergleich zur SchaItungsan-Ordnung gemäß Fig. 1 oder zur vorliegenden Schaltungsan ordnung, falls R, den Wert Null aufweisen würde, größer gemacht werden.

Als quantitatives Beispiel wird der folgende Aufbau eines Wandlers in Betracht gezogen, der durch einen sich bewegenden Magneten und eine festgelegte Wicklung gekennzeichnet ist, wobei die primäre Dämofung durch den infolge des Dämpfungsprinzips der "kurzgeschlossenen Windung" in die Wicklung fließenden Stroms erzeugt wird. Nachfolgend sind die Konstanten e^nes typischen Aufbaus dargestellt:

Magnetmasse: 1C g

Mechanische Federkonstante: ¹ N/cm

Wicklung: "¹OOO Windungen mit 3,14 cm Länge

oro Windung und einem Gesamtwiderstand von 100 0hm

Magnetfeld (magnetische Fl'j^cM chte) : 0,2 T (2000Gs)

Mit Hilfe dieser Konstant⁰" können die folgenden Kennwerte

berechnet were· en, und τ war unter Verwendung üblicher Gleichur j on, die ein Mass-Feder-System zweiter Ordnung beschrei ben:

Eigenfrequenz: 15, 9 Hz Dämpfungskonstante c für die kritische Dämpfung:

2 - 10"² Ns/cm

Die Wirkung der Dämpfung infolge der kurzgeschlossenen Windung kann dadurch berechnet werden, indem man die durch eine Geschwindigkeit von 1 cm/s erzeugte EMK berechnet, diesen durch den Windungswiderstand dividiert und an- i. schließend mit der Motor konstanten der Wicklung multipliziert.

EMK = B-I-N.10~⁸ = 2000-3,14-1000-10~⁸ = 0,0628 V -s/cm;

i = EMK/R = 0,0628/100 = 0,628-10~³ A w w

Dämpfungskonstante = i (B-l-N-10 ) 1 0 ~ N-s/cm

c = 394-10 N-s/cm (erzeugt von der kurzgeschlossenen

Wi cklung).

Aus diesem Wert wird das tatsächliche mit obigem Aufbau erzielbare Dämpfungsverhältnis berechnet, indem man die tatsächliche Dämpfungskonstante c durch die Dämpfungskonstante c für die kritische Dämpfung dividiert; d.h.

-5 ^c -2

394-10 /2-10 = 0,197. Dies zeigt, daß der oben beschriebene Wandler wesentlich unterdämpft wäre, falls man die gesamte Dämfungskraft verwenden würde, die durch die Verwendung der Dämpfung der kurzgeschlossenen Wicklung verfügbar wäre. Dieser Aufbau kann mit Hilfe der Erfindung

deutlich verbessert werden.

Zur weiteren Erläuterung nimmt man im einzelnen für die in Fig. 3 gezeigte Schaltung hinsichtlich der Dimensionierung folgende Werte für die Konstanten an:

R = 100 Ohm
w

R₁ = 1000 Ohm

R-, R, werden so gewählt, daß spezielle Werte von k_ bestimmt werden.

Aus den Gleichungen 1.0 und 2.0 können für verschiedene Werte von k_?, ausgedrückt durch k,., die folgenden Beziehungen bestimmt werden, die in nachstehender Tabelle I dargestellt sind.

TABELLE I

	2	Spannungsverstäi	00	- Effekt.	erzielte	Dämpfung
k	0Ok₁	<ungsfaktor v/v	00	Z. in	relativ
o,	5Ok₁	10,	00	100 Ω	1,000
o,	667^	20,	00	52,38	1,909
o,	80Ok₁	30,	00	35,48	2,818
o,	90Ok₁	50,	00	21,57	4,636
o,	95Ok₁	100,	00	10,89	9,182
o.	98Ok₁	200,	00	5,47	18,272
0,	99Ok₁	500,	2_f 20	45,537
o,	1000,	1,10	90,992
	effektiv
0,197
0,376
0,555
0,913
1,811
3,605
8,963
17,927

Die obige Tabelle I zeigt deutlich.die starke Vergrößerung des Spannungsverstärkungsfaktors und der mit HiLfe der Erfindung möglichen Dämpfung. Wählt man als praktisches Beispiel k-, = 0,667 k*, so würde sich ein tatsächliches Dämpfungsverhältnis von 0,555 ergeben, was für den beschriebenen Wandler eine äußerst akzeptable Dämpfung darstellt. Weiterhin ist es für den Fachmann verständlich, daß man den Kennwert für den Spannungsverstärkungsfaktor als auch für die Dämpfung einfach dadurch modifizieren kann, daß man entweder R_ oder R, ändert.

Da, wie oben beschrieben, der Widerstand R der Wicklung der Spule von der Temperatur abhängig ist und somit ohne Anwendung der Erfindung eine Änderung sowohl des Spannungsverstärkungsfaktors als auch der Dämpfung bis zu 40% oder mehr hervorruft, ist es weiterhin verständlich, daß man beispielsweise entweder R-, oder R, als eine Funktion der Temperatur ausbildet, wodurch die Wirkungen des sich ändernden Werts von R mit Hilfe der Erfindung im wesentlichen beseitigt werden können. Mit anderen Worten, die gesamte Schaltung einschließlich des Widerstands R kann so ausgestaltet werden, daß sie eine effektive Impedanz aufweist, die sich mit der Temperatur nicht ändert.

Obwohl eine Temperaturkompensation durch geeignete Auswahl von R- und/oder R, erzielt werden kann, ist eine Temperatur kompensation ebenso durch die allgemein in Fig. 4 darge stellte Schaltung möglich. Diese Schaltung TC, die aus einer Kombination von Widerständen R,, R- und R, und negative Temperaturkoeffiζient en aufweisende Thermistoren TH1 und TH2 aufgebaut ist, ist in Reihe mit dem Widerstand R_ oder der Klemme T₁ geschaltet, wie dies in Fig. 3 anhand der gestrichelten Linien dargestellt ist. Die beiden Thermistoren TH1 und TH2 ändern mit der Temperatur sehr schnell ihren Widerstand, wobei der Widerstandswert bei

zunehmender Temperatur fällt. Gleichzeitig sind die Widerstände R,, R, und R, derart ausgewählt, daß die gesamte effektive Impedanz der gesamten Schaltung einschließlich der Schaltung TC, der Spule 22 und der Schaltungsanordnung 26 ungeachtet der Änderungen des Spulenwiderstands mit der Temperatur ein fester Wert ist. Dies ist am besten in Fig.5 verdeutlicht, die zeigt, daß die Änderung der Impedanz der Gesamt scha Itung (d.h. ΛΖ. ) geringer als ein halbes Prozent über einen Temperaturbereich von -60 C bis +60 C ist. Dies steht im Gegensatz zu den Änderungen des Spulenwiderstands (R ), die etwa 50% betragen können. In diesem speziellen Beispiel ist folgende Dimensionierung vorgesehen: R = 950Ω, R= 800«, R₅= 7kß, R₆= 1,2kß, TH1 = 100Ω und TH2= 1kß. Der Gesamtwider stand der Schaltung TC beträgt 331,10 (R ) und der zusammengesetzte Widerstand aus R und R _r beträgt bei 25 C 1281,1Ω. Die Schaltungsanordnung 26 erniedrigt die effektive Impedanz der gesamten Schaltung

(d.h. Z. ) von 1281,1 Ω auf einen Wert unter 950Ω (R ) und in w

dieser Wert wird mit Hilfe der Schaltung TC im wesentlichen konstant gehalten.

Wie oben erläutert, kann die Schaltung TC in Reihe mit dem Widerstand R, oder in Reihe mit der Klemme T₁ in die Schaltungsanordnung 26 eingebaut werden. Wird die Schaltung TC an der erstgenannten Stelle eingesetzt, wird die Schaltung TC den Wert Z. konstant halten oder sie kann verwendet

τ η

werden, um den Spannungsverstärkungsfaktor (V.G.) der Schaltungsanordnung 26 im Hinblick auf die Temperatur zu stabilisieren, jedoch nicht für weitere Zwecke. Wird andererseits die Schaltung TC in Reihe mit der Klemme T₁ angeordnet, so steht sie mit der Spule 22 in Verbindung, um einen konstanten Widerstand (ungeachtet der Temperaturänderungen) am Eingang der Schaltungsanordnung 26 zu erzeugen. Mit anderen Worten, die letztgenannte Anordnung sieht an ihrem

Eingang einen konstanten Widerstand ohne Rücksicht auf Änderungen des Widerstands R vor. Als Ergebnis dessen bleiben sowohl Z. und V.6. (Spannungsverstärkung) bei Änderungen des Widerstands R konstant. Dies setzt natürlieh voraus, daß alle Komponenten der Schaltungsanordnung 26 stabil sind und ihren Widerstand (oder allgemein ihre Impedanz) nicht mit der Temperatur ändern.

Das oben verdeutlichte Ausführungsbeispiel dient lediglich als Beispiel, so daß ohne weiteres die Werte von k,. und k_ im Hinblick auf spezielle Meßumformer bzw. Wandler variieren können. Außerdem sind andere Schaltungsanordnungen möglich, die ebenso von dem gesamten Sensor abhängig sind, um die gesamte effektive Scha Itungsimpedanz unter die Impedanz der Meßspule zu erniedrigen. In dieser Hinsicht ist es verständlich, daß die in der Schaltungsanordnung 26 verkörperte Erfindung nicht auf die Verwendung mit der Einrichtung 10 beschränkt ist. Die Schaltungsanordnung 26 kann in der oben beschriebenen Weise mit anderen Spule-Magnetfeld-Einrichtungen solange verwendet werden, als die letztgenannte Einrichtung die erforderliche relative Bewegung ermöglicht, um einen Strom zu erzeugen, der in irgendeiner Weise der Bewegung entspricht und der auch zum Dämpfen der Bewegung dient. Diese Bewegung kann in Form einer Schwingung, einer Drehbewegung, einer trans latorischen Bewegung oder einer ähnlichen Bewegung vor liegen, die z.B. die oben erläuterten Einschwingvorgänge umfaßt.

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Claims

ν. FUN ER EBBINGHAUS FINCK

PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

MARIAHILFPLATZ 2 4 3, MÖNCHEN ΘΟ POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MÜNCHEN 95

Systron-Donner Corp. 10. April 1984

DEAB-31739.5

MESSUMFORMER VOM PASSIVEN MASSE-FEDER-TYP MIT ELEKTRONISCHER DÄMPFUNG

Patentansprüche :

Schaltungsanordnung zum Dämpfen der in einem f?ßumformer zwischen einem von einem Magneten erzeugten Magnetfeld und einer in diesem Magnetfeld angeordneten elektrisch leitenden Spule mit vorgegebener Impedanz vorgesehenen relativen Bewegung, die einem zu überwachenden Parameter entspricht und ein Spannungssignal erzeugt, das ebenso diesem Parameter entspricht,

mit einer mit der Spule verbundenen Einrichtung, um eine geschlossene elektrische Schaltung derart vorzusehen, daß die relative Geschwindigkeit zwischen Spule und Magnetfeld als Ergebnis der Bewegung einen Strom in der Schaltung hervorruft, der durch die Spule fließt und eine dem Strom proportionale Kraft erzeugt, die der Bewegung entgegengesetzt ist und diese Bewegung dämpft, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (A.. ,R,.-R,) vorgesehen ist, die das Spannungssignal (βη) auf einem meßbaren Wert hält und gleichzeitig die gesamte effektive Impedanz (Z. ) der geschlossenen Schaltung unter die vorgegebene Impedanz ^R ) der Spule (22) reduziert, wodurch der Strom (i )

und demzufolge seine entsprechende Dämpufngskraft auf einen größeren Wert ansteigt, als dies lediglich durch Kurzschließen der Enden der Spule (22) möglich wäre.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß eine Einrichtung (TC; R,-R,, TH1 und TH2) vorgesehen ist, die eine durch Temperaturänderung hervorgerufene Impedanzänderung der elektrisch leitenden Spule (22) kompensiert, wodurch der Dämpfungsstrom (i ) sich durch Änderungen der Spulenimpedanz infolge von Temperaturänderungen nicht wesentlich ändert.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturkompensationseinrichtung eine Schaltung (TC) aufweist, die in der geschlossenen Schaltung mit der Spule (22) elektrisch derart verbunden ist, daß die gesamte effektive Impedanz (Z. ) der geschlossenen Schaltung ungeachtet der Änderungen des Spulenwiderstands (R ) infolge von Temperaturänderungen im wesentlichen konstant bleibt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch g e kennzei chnet, daß die Einrichtung zum Aufrechterhalten des Spannungssignals ^e_n) und zum Reduzieren der Impedanz eine Signalverstärkungseinrichtung (A_-.) mit einer Spannungs ver stä r kung darstellt und daß die Schaltung (TC) derart mit der geschlossenen Schaltung verbunden ist, daß die Spannungsverstärkung der Signalverstärkungseinrichtung (A₁) ungeachtet der Änderungen des Widerstands (R ) der Spule (22) infolge von Temperaturänderungen im wesentlichen konstant bleibt.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge-

kennzei c h η e t , daß die Einrichtung zum Aufrechterhalten des Spannungssignals (e ) und zum Reduzieren der Impedanz einen einen Teil der geschlossenen Schaltung bildenden Schaltkreis zum Verstärken des Spannungssignals (e ) und des Dämpfungsstroms (i ) aufweist.

O W
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch g e kennzei chnet, daß der Verstärkungsschaltkreis einen Verstärker mit positiver Rückkopplung aufweist.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß der Verstärker (A₁) mit positiver Rückkopplung eine erste Widerstandseinrichtung (R₁) aufweist, durch die der Dämpfungsstrom zum Erzeugen des SpannugnssignaIs (e ) fließt.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (A₁) eine zweite Widerstandseinrichtung (R_?, R-,) aufweist, die beim Verstärker (A₁) eine positive Rückkopplung bewirkt, wobei die erste und zweite Widerstandseinrichtung derart ausgewählt sind, daß die gesamte effektive Impedanz (Z. ) der geschlossenen Schaltung unter dem Wert der gegebenen Impedanz (R ) der Spule (22) liegt.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker mit positiver Rückkopplung als Operationsverstärker (A₁) mit einem positiven und einem negativen Eingang sowie mit einem Ausgang ausgebildet ist, wobei die Spule (22) mit der Schaltung derart verbunden ist, daß ihre vorgegebene Impedanz zwischen Erde und dem negativen Eingang des Operationsverstärkers liegt und wobei die erste Widerstandseinrichtung einen Widerstand (R₁)

aufweist, der zwischen dem negativen Eingang und dem Ausgang des Operationsverstärkers geschaltet ist, und die zweite Widerstandseinrichtung einen zweiten Widerstand CRp), der zwischen dem positiven Eingang und dem Ausgang des Operationsverstärkers geschaltet ist und einen zwischen dem positiven Eingang und Erde geschalteten dritten Widerstand (R,) aufweist, so daß gilt:

Ί R + R1 w

R3

R2 + R3 °. ⁼ "⁽¹ " ^k1⁾ = VG

in k„ - k_

',„■

1 - VG

mit R : vorgegebene Impedanz der Spule;

,., R- und R,: erster, zweiter und dritter Widerstand;

e. : Eingangsspannung der Schaltung;

ι η

e : Ausgangsspannung der Schaltung ; VG: Spannungsverstärkungsfaktor der Schaltung und Z. : effektive Eingangsimpedanz.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände R₁, R-, und R, so ausgewählt sind, daß k_ einen positiven Wert annimmt, der kleiner als k.., jedoch ausreichend größer

ist, um Z. kleiner als R zu machen. in w
11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, wobei die vorgegebene Impedanz der elektrisch leitenden Spule sich mit der Temperatur ändert, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (TC; R. - R,; TH1 und TH2) vorgesehen ist, die diese durch die Temperatur hervorgerufenen Änderung kompensiert, so daß der Dämpfungs-

von

strom sich durch Änderungen R , die von Temperaturänderungen hervorgerufen werden, nicht wesentlich 0 ändert.
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch g ekennzei chnet, daß der Widerstandswert des zweiten Widerstands (Rp) und/oder des dritten Widerstands (R,) sich bei Temperaturänderung derart ändert, daß diese als Kompensationseinrichtung dienen .
13. Schaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationseinrichtung ein Thermistornetzwerk (TH1, TH2, R, - R,) darstellt, das zwischen die Verstärkerschaltung (A₁) und die Spule (22) geschaltet ist, um Z. ungeachtet der durch Temperaturänderungen hervorgerufenen Änderungen von R konstant zu hatten.
14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerschaltung (A₁) eine Spannungsverstärkung aufweist und daß das Thermistornetzwerk (TH1, TH2, R. - R.)

H O derart in die geschlossene Schaltung eingesetzt ist, daß die Spannungsverstärkung ungeachtet der durch Temperaturänderungen hervorgerufenen Änderungen von R konstant bleibt.
15. Einrichtung zum überwachen eines speziellen Parameters, wie z.B. einer mechanischen Schwingung, gekennzeichnet durch

- eine Einrichtung (20) zum Erzeugen eines Magnetfelds, - eine elektrisch leitende Spule (22) mit einer vorgegebenen Impedanz (R ), die innerhalb des Magnetfelds derart angeordnet ist, daß zwischen Spule (22) und Magnetfeld eine relative Bewegung resultiert, die dem speziellen zu überwachenden Parameter entspricht, - eine Einrichtung (26), die mit der Spule (22) zusammenarbeitet und auf die relative Bewegung zum Erzeugen eines dem Parameter entsprechenden Spannungssignals (e ) anspricht, und

- eine Einrichtung (10, 26),die die Spule (22) und die Spannungssignalerzeugungseinrichtung umfaßt und eine geschlossene elektrische Schaltung bildet, die eine gesamte effektive Impedanz (Z. ) aufweist, die unterhalb der vorgegebenen Impedanz (R ) der Spule (22) liegt und wobei diese Schaltung derart ausgebildet ist, daß die zwischen der Spule und dem Magnetfeld hervorgerufene relative Bewegung einen Strom in der Schaltung hervorruft, der durch die Spule fließt und eine der Größe des Stroms proportionale Kraft erzeugt, die der Bewegung entgegengesetzt ist und die Bewegung dämpft.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, wobei die vorgegebene Impedanz der elektrisch leitenden Spule sich mit der Temperatur ändert,

dadurch gekennzeichnet, daßdie geschlossene elektrische Schaltung eine Einrichtung (TC; R, - R₆; TH1 und TH2) aufweist, die die durch die Temperatur hervorgerufene Änderung kompensiert, so daß die gesamte effektive Impedanz der gesamten Schaltung sich bei Änderungen der Spulenimpedanz infolge der Temperatur nicht wesentlich ändert.

— ν —
17. Verfahren zum Dämpfen der in einem Meßumformer zwischen einem von einem Magneten erzeugten Magnetfeld und einer in diesem Magnetfeld angeordneten elektrisch leitenden Spule vorgesehenen relativen Bewegung, die einem zu überwacKenden Parameter entspricht und ein Spannungssignal erzeugt, das ebenso diesem Parameter entspricht, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) man sieht eine mit der Spule verbundene, geschlossene elektrische Schaltung derart vor, daß die relative Bewegung einen Strom in der Schaltung erzeugt, der durch die Schaltung fließt und eine der Größe des Stroms proportionale Kraft erzeugt, die der Bewegung entgegengerichtet ist und diese Bewegung dämpft, und

b) man hält das Spannungssignal auf einem meßbaren Pegel,

c) während man gleichzeitig die gesamte effektive Impedanz der geschlossenen Schaltung unter die gegebene Impedanz der Spule verrringert, wodurch der Strom und demzufolge seine Dämpfungskraft auf einen größeren Wert ansteigt, als dies lediglich durch Kurzschließen der Enden der Spule möglich wäre.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die gegebene Impedanz der elektrisch leitenden Spule sich mit der Temperatur ändert, dadurch gekennzei chnet, daß man die aufgrund der Temperaturänderung hervorgerufene Impedanz derart kompensiert, daß die gesamte effektive Impedanz der geschlossenen Schaltung ungeachtet der Änderungen der Spulenimpedanz infolge der Temperatur konstant bleibt.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzei chnet, daß man den Dämpfungsstrom

und das SpannungssignaL durch eine Verstärkungseinrichtung mit Verstärkungsfaktor verstärkt und daß man durch den Temperaturkompensationsschritt den Spannungsverstärkungsfaktor ungeachtet der temperatur induzierten Änderungen der SpuLenimpedanz konstant hält.