Ankers eines elektromagnetischen Aktors

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung zum Ermitteln einer Position eines Ankers eines elektromagnetischen Aktors, der mittels Ansteuerung einer Spule des elektromagnetischen Aktors bewegbar ist.

Stand der Technik

Elektromagnetische Aktoren mit Anker und Spule, bei denen der Anker bewegbar ist, indem die Spule bestromt wird, sind bekannt. Häufig finden solche elektromagnetischen Aktoren in Magnetventilen, bspw. für hydraulische Anwendungen, Verwendung. Dabei können solche Magnetventile als Proportionalventile verwendet werden, indem die Spule bspw.

pulsweitenmoduliert angesteuert wird. Dabei stellt sich aufgrund der Induktivität ein mittlerer Strom in der Spule ein. Als Gegenkraft zur Magnetkraft kann dabei eine Feder vorsehen sein, jedoch ist bspw. auch eine weitere Spule denkbar.

Die tatsächliche Position des Ankers und somit eines bspw. an den Anker angebundenen Steuerschiebers oder dergleichen stimmt dabei jedoch oftmals nicht mit der aufgrund der Ansteuerung theoretisch vorgegebenen Position überein. Grund hierfür können bspw. Verschmutzungen oder unterschiedliche Drücke in den Hydraulikleitungen, die auf den Anker zurück wirken, sein.

Zu Ermittlung der tatsächlichen Position des Ankers oder eines angebundenen Steuerschiebers sind Messvorrichtungen bzw. -verfahren bekannt, bei denen eine oder mehrere Messspulen vorgesehen sind, in denen ein mit dem Anker verbundener Kolben entsprechend der Position des Ankers hin- und her bewegt wird. Ein Signal der Messspulen hängt dabei von der Position des Kolbens relativ zu den Messspulen ab. Solche Messvorrichtungen bzw. - verfahren sind bspw. aus der DE 101 21 770 A1 , der DE 42 08 367 A1 oder der DE 197 24 076 A1 bekannt.

Aus der DE 197 36 773 A1 ist ein ähnliches Verfahren bekannt, bei dem jedoch ein Magnetfeldsensor zur Erfassung eines Magnetfelds der Spule verwendet wird. Das Verfahren beruht dabei auf der Tatsache, dass sich das durch die Spule erzeugte Magnetfeld abhängig von der Ankerposition ändert.

Weitere Verfahren zum Ermitteln einer Position eines beweglichen Ankers eines elektromagnetischen Aktors sind bspw. aus "Pawelczak, Dieter. 2005. Nutzung inhärenter Messeffekte von Aktoren und Methoden zur sensorlosen Positionsmessung im Betrieb. München, Univ. der Bundeswehr, Diss., 2005." bekannt.

Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß werden ein Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung zum Ermitteln einer Position eines beweglichen Ankers eines elektromagnetischen Aktors mit den Merkma- len der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.

Vorteile der Erfindung Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Ermitteln einer Position eines Ankers eines elektromagnetischen Aktors, der mittels Bestromung einer Spule des elektromagnetischen Aktors bewegbar ist. Dazu wird die Position des Ankers unter Berücksichtigung einer Frequenz eines schwingenden Signals in einem schwingfähigen elektrischen System ermittelt, wobei die Spule als ein frequenzbeeinflussendes Element des schwingfähigen elektrischen Systems verwendet wird. Insbesondere kann die Spule dabei als einziges frequenzbeeinflussendes Element verwendet werden.

Eine nur geringe Verschiebung der Position des Ankers im elektromagnetischen Aktor erzeugt eine auch nur geringe Änderung des Stroms bzw. dessen Verlaufs in der Spule. Eine solche geringe Änderung ist zwar theoretisch messbar, jedoch ist dies praktisch kaum durchzuführen, da eine Auflösung von geeigneten Abtastungsvorrichtungen in der Regel hierzu nicht ausreicht. Die Erfindung macht sich nun zunutze, dass sich eine solche geringe Änderung des Stroms jedoch in der Frequenz des Stromverlaufs und somit der Frequenz des schwingfähigen Systems bemerkbar macht, da sich die Änderungen jeder Periode aufaddieren und somit leichter messbar sind. Insbesondere kann auf diese Weise auch die Spule des Elektromagnetischen Aktors selbst zu Bestimmung der Position des Ankers verwendet werden und es ist keine zusätzliche Messvorrichtung nötig. Dadurch werden Kosten eingespart.

Vorteilhafterweise wird zur Bestimmung der Frequenz des schwingenden Signals in dem schwingfähigen elektrischen System eine Spannung an der Spule abwechselnd zwischen zwei Werten hin und her bzw. umgeschaltet, wenn ein sich daraus ergebender Spulenstrom jeweils einen oberen bzw. unteren Schwellwert erreicht, und als Frequenz des schwingenden Signals die Schaltfrequenz verwendet. Als die beiden Werte können dabei im einfachsten Fall eine Versorgungsspannung oder ein Anteil der Versorgungsspannung und Null bzw. eine getrennte Spannungsversorgung verwendet werden. Dies stellt eine besonders einfache Möglichkeit dar, ein solches schwingfähiges System zu realisieren. Es ist von Vorteil, wenn eine dem Spulenstrom entsprechende Messspannung und eine Referenzspannung einem Komparator zugeführt werden, und wobei der Komparator zum Umschalten der Spannung an der Spule verwendet wird. Dies ist eine einfache Möglichkeit, die alternierende Spannung zu erzeugen. Die Messspannung kann beispielsweise durch einen Shuntwiderstand oder einen Transimpedanzverstärker erzeugt werden.

Alternativ zum Komparator erfolgt das Umschalten der Spannung an der Spule mittels einer durch den Spulenstrom gesteuerten Kippschaltung. Hierzu können Schalter wie bspw. Transistoren verwendet werden, mit denen durch Kondensatoren, die durch den ansteigenden und abfallenden Spulenstrom abwechselnd geladen und entladen werden, die alternierende Spannung erzeugt wird. Auch hiermit können auf einfache Weise eine alternierende Spannung erzeugt und die Frequenz des Spulenstroms abgegriffen werden.

Vorzugsweise wird aus der Frequenz die Position des Ankers ermittelt, indem aus der Frequenz unter Berücksichtigung eines ohmschen Widerstands der Spule eine Induktivität der Spule und aus dieser die Position ermittelt wird. Dies ist insbesondere möglich, wenn die Spule als einziges frequenzbeeinflussendes Bauteil verwendet wird. Der Anstieg des Stroms in der Spule bei anliegender Spannung und der Abfall des Stroms bei Spannung Null bzw. getrennter Spannungsversorgung sind dabei nur vom ohmschen Widerstand und der Induk- tivität der Spule abhängig. Insbesondere ist das Verfahren somit auch unabhängig von

Schwankungen in der Versorgungsspannung. Je höher die Induktivität ist, desto langsamer ist bspw. der Anstieg. Über die Frequenz kann somit, bei bekanntem ohmschen Widerstand, auf die Induktivität der Spule geschlossen werden. Die Induktivität wiederum ist abhängig von der Position des Ankers relativ zur Spule. Der Zusammenhang zwischen Induktivität und Position des Ankers kann dabei bspw. in einer entsprechenden Tabelle hinterlegt sein. Dies stellt somit eine einfache Möglichkeit zur Ermittlung der Position des Ankers dar. Für eine detaillierte Erläuterung sei an dieser Stelle auf die Figurenbeschreibung verwiesen.

Vorteilhafterweise wird der ohmsche Widerstand der Spule durch Anlegen einer vorbestimm- ten, konstanten Spannung an die Spule und Ermittlung des Spulenstroms ermittelt. Wenn der ohmsche Widerstand der Spule nicht bekannt ist, so kann er auf einfache Weise bestimmt werden, indem eine vorbestimmte, konstante Spannung an die Spule angelegt und der Spulenstrom gemessen wird. Dabei ist zu beachten, dass die Ansteuerung der Spule mit der alternierenden Spannung unterbrochen werden muss, während der ohmsche Widerstand gemessen wird. Auf diese Weise kann auch eine Temperatur der Spule, die sich auf den ohmschen Widerstand der Spule auswirkt, bei der Ermittlung der Position des Ankers berücksichtigt werden. Bevorzugt kann dabei auch die Umschaltung zwischen alternierender und konstanter Spannung so aufeinander abgestimmt werden, dass unmittelbar vor Anlegen der konstanten Spannung ein Spulenstrom vorliegt, der einem Strom entspricht, der bei et- was geringerer als der vorbestimmten, konstanten Spannung erreicht würde. Damit wird eine möglichst kurze Messdauer für den Widerstand erreicht, da sich der Strom nicht lange einschwingen muss. Bspw. kann bei einer vorbestimmten Spannung von 130 mV ein Strom in der Spule abgewartet werden, der in etwa 100 mV konstanter Spannung entspräche. Vorteilhafterweise umfasst die Position des Ankers eine Position, die einer Endstellung des Ankers ohne eine den Anker bewegende Bestromung der Spule entspricht. Ohne eine solche, den Anker bewegende Bestromung, wird die Spannung, deren Frequenz ermittelt wird, nicht beeinflusst, wodurch eine genauere Messung möglich ist. Auf diese Weise kann sehr einfach eine Endstellung des Ankers überprüft werden. Zudem kann hier aus der Frequenz die Position des Ankers sehr einfach dadurch ermittelt werden, dass eine gemessene Frequenz mit einer Frequenz, die einer Endstellung des Ankers im unbestromten Zustand entspricht, verglichen wird. Die dieser Endstellung des Ankers entsprechende Frequenz kann dabei bspw. für ein Magnetventil einmalig ermittelt und hinterlegt werden. Weiterhin kann auch eine Frequenz einer Endstellung bei bestromtem Zustand herangezogen werden. Dabei sei angemerkt, dass hierfür keine Magnetventile in Frage kommen, deren sicherer Zustand (bspw. geschlossen) bei voll bestromter Spule vorliegt. Dies ist jedoch für die allermeisten Anwendungsfälle nicht der Fall, da der sichere Zustand in der Regel der

unbestromte Zustand ist.

Vorzugsweise wird aus der Position des Ankers eine Position einer mit dem Anker verbundenen Komponente ermittelt. Insbesondere wird der elektromagnetische Aktor zum Steuern eines Magnetventils, insbesondere eines Proportional-Magnetventils, weiter insbesondere für hydraulische Anwendungen, wobei der Anker mit einem Steuerschieber verbunden ist, ver- wendet, und dabei aus der Position des Ankers eine Position des Steuerschiebers ermittelt. Wie bereits eingangs erwähnt, ist bei solchen Magnetventilen oftmals die genaue Position des Steuerschiebers von Interesse. Aus der Position des Ankers kann sehr einfach auf die Position der Komponente oder des Steuerschiebers geschlossen werden, indem die geometrischen Abmessungen berücksichtigt werden.

Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dient zum Ermitteln einer Position eines Ankers eines elektromagnetischen Aktors, der mittels Bestromung einer Spule des elektromagnetischen Aktors bewegbar ist. Die Schaltungsanordnung weist dabei Ansteuermittel, die dazu eingerichtet sind, ein die Spule als ein frequenzbeeinflussendes Element aufweisendes schwingfähiges System anzusteuern, Frequenzerfassungsmittel, die dazu eingerichtet sind, eine Frequenz, mit der ein Signal in dem schwingfähigen System schwingt, zu ermitteln, und Auswertemittel, die dazu eingerichtet sind, aus der Frequenz eine Position des Ankers zu ermitteln, auf. Insbesondere kann die Schaltungsanordnung derart aufgebaut sein, dass die Spule das einzige frequenzbeeinflussende Element des schwingfähigen elektrischen Sys- tems ist.

Es ist von Vorteil, wenn die Ansteuermittel weiterhin dazu eingerichtet sind, unter Berücksichtigung eines Spulenstroms eine Spannung an der Spule abwechselnd zwischen zwei Werten hin und her bzw. umzuschalten. Bei einer solchen Schaltungsanordnung handelt es sich somit um eine Art Oszillatorbeschaltung, bei der die Spule als zeitbestimmendes Element dient.

Vorzugsweise weist die Schaltungsanordnung auch Mittel auf, um ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.

Bzgl. der Vorteile einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und deren erfindungsgemäßer Verwendung sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.

Figurenbeschreibung

Figur 1 zeigt schematisch ein Magnetventil, bei dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist.

Figur 2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in einer bevorzugten Ausführungsform.

Figur 3 zeigt anhand von Spannungsverläufen die Erzeugung einer Spannung an einer Spule nach einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform.

Figur 4 zeigt die Schaltungsanordnung aus Figur 2 in einer detaillierteren Darstellung. Figuren 5a und 5b zeigen Stromverläufe in einer Spule eines elektromagnetischen Aktors für verschiedene Ankerpositionen bei einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform.

Figuren 6a und 6b zeigen Spannungsverläufe bei konstanter Spannung an der Spule bei einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform.

Figur 7 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Schaltanordnung in einer weiteren be- vorzugten Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

In Figur 1 ist schematisch ein Magnetventil 101 gezeigt, bei dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist. Das Magnetventil 101 , das vorliegend als Proportionalventil ausgebildet ist, weist einen elektromagnetischen Aktor 101 auf, welcher wiederum eine Spule 102 und einen darin beweglichen Anker 103 aufweist.

Mit dem Anker 103 ist ein Steuerschieber 104 verbunden, der in einem Ventilgehäuse 106 hin und her bewegt werden kann. Der Steuerschieber 104 ist mittels einer Feder 105 gegen ein Ende des Ventilgehäuses 106 abgestützt. Durch Ansteuerung des elektromagnetischen Aktors 101 wird der Anker 103 bewegt und somit der Ventilschieber 104 gegen die Feder

105 gedrückt. Auf diese Weise lässt sich die Position x des Ankers 103 bzw. des Ventilschiebers 104 verändern. Dazu kann die Ansteuerung der Spule 102 bspw. (über hier nicht gezeigte Anschlüsse) pulsweitenmoduliert erfolgen.

Durch die Bewegung des Ventilschiebers 104 wird ein Durchfluss durch das Ventilgehäuse

106 von einem Anschluss A zu einem Anschluss B eingestellt. Es versteht sich, dass die Anschlüsse eines solchen Ventils auch anders ausgestaltet sein können. Ebenso können mehr Anschlüsse, die von einem Ventilschieber gesteuert werden, vorhanden sein.

In Figur 2 ist schematisch und vereinfacht eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 200 in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Für die Spule 102 ist vorliegend nur deren Induktivität L dargestellt. An die Spule 102 wird über einen Widerstand R35 eine Spannung V2 angelegt, die zwischen zwei Werten hin und her wechseln bzw. umgeschaltet werden kann.

Die Spannung V2 wird vorliegend durch Ansteuermittel 210 aus- und eingeschaltet. Die An- steuermittel 210 weisen dazu einen Komparator oder Vergleicher K2 auf, der über eine Versorgungsspannung V+ versorgt wird und an dessen nicht invertierendem Eingang eine Referenzspannung UR anliegt, die über einen Spannungsteiler mit den Widerständen R2 und R3 von einer Versorgungsspannung V+ erzeugt wird und über einen Widerstand R1 mit seiner eigenen Ausgangsspannung rückgekoppelt ist.

Am invertierenden Eingang des Komparators K2 liegt über einen Widerstand R37 eine Messspannung Ui an, die einem Strom, der in der Spule 102 fließt entspricht. Auf diese Weise erzeugen die Ansteuermittel 210 in Art eines Schmitt-Triggers ein Rechtecksignal, mit die Spannung V2 ein- und ausgeschaltet wird.

In Figur 3 ist die Erzeugung der Spannung V2 anhand von Spannungsverläufen dargestellt. Dabei sind in zwei Diagrammen jeweils eine Spannung U gegenüber einer Zeit t aufgetragen. Die Messspannung Ui, die dem Spulenstrom in der Spule 102 entspricht, wird dabei über Stromerfassungsmittel 220, die vorliegend einen Operationsverstärker K3 als

Transimpedanzverstärker aufweisen, ermittelt.

Wenn nun bspw. initial zu einem Zeitpunkt t ₀ eine Spannung U an die Spule 102 angelegt wird, so steigt der Spulenstrom I gemäß der Formel über der Zeit t an. R _L bezeichnet dabei den ohmschen Widerstand der Spule 102. Erreicht der Spulenstrom I bzw. die diesem entsprechende Messspannung Ui nun bspw. zu einem Zeitpunkt t-ι einen oberen Schwellwert U _R,2 und übersteigt somit die Messspannung Ui die Referenzspannung U _R , wie im oberen Diagramm der Figur 3 gezeigt, so wird die Spannung an der Spule durch den Komparator K2 bspw. auf Null bzw. Masse geschaltet und der Spulenstrom I fällt ab gemäß der Formel U Γ t - R _L ^~

!(!) =— e p ^■

^K L L ^L J

Nachdem der Spulenstrom I bzw. die diesem entsprechende Messspannung Ui nun bspw. zu einem Zeitpunkt t ₂ einen unteren Schwellwert U _{R 1} erreicht hat und somit die Messspannung Ui die nun niedrigere Referenzspannung U _R (die Referenzspannung hängt von der Ausgangsspannung des Komparators ab) unterschreitet, so wird die Spannung V2 an der Spule durch den Komparator K3 wieder auf die vorher anliegende Spannung geschaltet. Zur Figur 3 sei angemerkt, dass die Referenzspannung U _R mit den beiden Grenzwerten U _{R 1} und U _{R 2} hier um die halbe Versorgungsspannung V+ pendelt, wenn die beiden Widerstände R2 und R3 gleich groß gewählt werden. Die Größe der Hysterese des Schmitt-Triggers wird durch R1 definiert.

Die Frequenz, mit der der Spulenstrom I bzw. mit der die an der Spule anliegende Spannung V2 hin und her geschaltet wird, kann bspw. mit Frequenzerfassungsmitteln 260 am Ausgang der Ansteuermittel 210 bzw. des Komparators K2 abgegriffen und Auswertemitteln 270 zugeführt werden. In den Auswertemitteln kann nun aus der Frequenz mittelbar (z.B. über die Induktivität L der Spule 102) oder unmittelbar (z.B. durch Vergleich mit Referenzwerten) die Position x des Ankers 103 ermittelt werden.

Die Frequenz oder eine Größenordnung der Frequenz kann dabei durch geeignete Wahl der Größen der an der Schaltungsanordnung beteiligten Bauteile in etwa auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Der letztlich gemessene, genaue Wert der Frequenz hängt dabei natürlich von der Induktivität der Spule bzw. der Ankerposition ab.

In Figur 4 ist die Schaltungsanordnung 200 aus Figur 2 detaillierter dargestellt. Die von den Ansteuermitteln 210 bereitgestellte Spannung wird hier bspw. über eine Schaltung 230 an die Spule 102 geführt. Die Schaltung 230 wirkt dabei Spannungsstabilisierend, insbesondere auch über der Temperatur, und weist einen Operationsverstärker K5 auf. Über einen Schalter (z.B. MOSFET) M1 kann dabei die von den Ansteuermitteln 210 bereitgestellte Spannung an die Spule 102 angelegt werden. Die Diode D4 dient dabei als Begrenzung der negativen Spannung und die Diode D3 als Verhinderung einer Rückspeisung in die Versorgungsspannung bei Bestromung der Spule.

Der Operationsverstärker K3 der Stromerfassungsmittel 220 weist hier neben einem An- schluss an die Spule 102 noch einen Anschluss an die Spannungsversorgung V+ über einen Spannungsteiler mit den Widerständen R9 und R10 auf. Damit wird eine positive Offsetspannung zur Verfügung gestellt, damit der Operationsverstärker K3 mit einer sog. "Single supply"-Spannungsversorgung (über die Spule) arbeiten kann. Weiterhin weisen die Stromerfassungsmittel 220 einen weiteren Operationsverstärker K1 auf.

Weiterhin sind weitere Ansteuermittel 240 vorgesehen, die ein einfaches Endstufenmodell darstellen und womit eine konstante Spannung, bspw. 120 mV, an die Spule 102 angelegt werden kann. Weiterhin ist ein MOSFET M2 vorgesehen, der bei negativer Spannung an der Spule leitend wird und damit den MOSFET M1 vor zu hoher Spannung schützt. Weiterhin ist eine Reihe von Freilaufdioden 260 gezeigt.

Ein MOSFET M3 ist, wenn er nicht bestromt wird, hochohmig. Der Spulenstrom wird dann vom Verstärker K3 geliefert. Wenn die Spule positiv bestromt wird, kann der Spulenstrom über die Drain-Source Diode getrieben werden. Wenn die Spule negativ bestromt wird, wird M3 leitend. Er kann dann den Spulenstrom aufnehmen und schützt den Operationsverstärker K3 vor der negativen Eingangsspannung.

Die übrigen in der Figur 4 gezeigten und noch nicht erwähnten Widerstände und Kondensatoren, die nicht mit einem Bezugszeichen versehen sind, können dabei geeignet gewählt werden. Dabei ist insbesondere hervorzuheben, dass die in der Schaltungsanordnung 200 gezeigten Kondensatoren lediglich einer Begrenzung der Bandbreite der Operationsverstärker oder Komparatoren dienen und nicht die Frequenz des oszillierenden Spulenstromes beeinflussen. In Figur 5a sind Stromverläufe in einer Spule eines elektromagnetischen Aktors für verschiedene Ankerpositionen bei einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Dabei ist ein Spulenstrom I über einer Zeit t aufgetragen. Die Stromverläufe \- _\ und l ₂ entsprechen dabei Spulenströmen für geringfügig unterschiedliche Ankerpositionen, hier beispielhaft mit einem Unterschied von ca. 0,2mm. Die Werte der Stromverläufe oszillieren dabei bspw. zwischen ca. 600 mA und ca. 400 mA. Die Periodendauer liegt bspw. bei etwa 1 ,7 ms.

Hierbei ist zu sehen, dass die Verläufe zwar unterschiedlich sind, jedoch mit einer Abtastung nur schwierig zu unterscheiden sind.

In Figur 5b sind nun die gleichen Stromverläufe wieder gezeigt, jedoch über einen längeren Zeitraum, bspw. in etwa 100 ms. Dabei ist deutlich zu sehen, dass die beiden Stromverläufe l-i und l ₂ mit der Zeit auseinanderlaufen, was an deren unterschiedlichen Frequenzen liegt. Dies zeigt, dass aus der Frequenz auch eine geringe Verschiebung der Ankerposition ermittelt werden kann. In Figur 6a sind zwei Spannungsverläufe bei konstanter Spannung an der Spule bei einem erfindungsgemäßen Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt. Dabei ist eine Spannung U gegenüber einer Zeit t aufgetragen.

Die beiden Verläufe U ₃ und U ₄ entsprechen dabei Spannungen, wie sie an den Stromerfas- sungsmitteln der Schaltungsanordnung anliegen, wenn eine konstante Spannung von bspw. 120 mV angelegt wird. Die beiden Verläufe U ₃ und U ₄ entsprechen somit verschiedenen Spulenströmen und zwar für unterschiedliche ohmsche Widerstände der Spule.

Im hier gezeigten Fall ist zu sehen, dass die konstante Spannung zu einem ungünstigen Zeitpunkt in Bezug auf die aktuelle Schwingung des Spulenstroms angelegt wird, so dass sich der Strom erst einschwingen muss. Dies nimmt eine gewisse Zeit in Anspruch.

In Figur 6b sind nun die Stromverläufe U' ₃ und U' ₄ gezeigt, die denselben Widerständen wie bei Figur 6a entsprechen, jedoch ist der Zeitpunkt des Anlegens der konstanten Spannung von 120 mV auf die Schwingung des Stroms abgestimmt. Dies zeigt, dass dadurch keine lange Einschwingzeit nötig ist und die Widerstandsmessung daher schneller erfolgen kann. Eine solche Widerstandsmessung dauert bspw. zwischen 20 ms und 30 ms. Bevorzugt kann der letzte Messwert auch durch eine S&H-Schaltung (Sample & Hold) gespeichert werden und dem Komparator, weicher den Messzeitpunkt synchronisiert, als Referenzwert zugeführt werden. Dies ist möglich, da eine Temperaturänderung der Spule nur eine sehr geringe Dynamik aufweist.

In Figur 7 ist schematisch eine erfindungsgemäße Schaltanordnung 300 in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Die Spule 102 ist hierbei mit ihrer Induktivität L, ihrem ohmschen, seriellen Widerstand R _L , ihrem ohmschen, parallelen Widerstand R' _L sowie ihrer Kapazität C _L gezeigt.

Die Spannungsversorgung der Spule 102 erfolgt hier über eine Spannungsquelle V1 , die über Ansteuermittel 310, die hier eine Kippschaltung aufweisen, zwischen zwei Werten hin und her geschaltet wird. Die Kippschaltung weist hierzu zwei Transistoren Q12 und Q1 1 auf, die über Kondensatoren C1 1 bzw. C12 gesteuert werden. Je nach aktuellem Spulenstrom I werden die Kondensatoren geladen und entladen, so dass die zugehörigen Transistoren schalten. Diese Schaltung entspricht vom Prinzip her einem astabilen Multivibrator.

Die übrigen Bestandteile wie Frequenzerfassungsmittel und Auswertemittel sind hier nicht gezeigt, können jedoch, wie auch in Figur 2 gezeigt, einfach an geeigneter Stelle eingebun- den werden.