DE102006041934B4 - Device for determining the position of an influencing element - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Auslösers/Beeinflussungselements mit einer Vielzahl von Empfangsspulenanordnungen (1), die bei Annäherung des Auslösers/Beeinflussungselements jeweils ein Empfangssignal erzeugen, wobei jede Empfangsspulenanordnung (1) eine zumindest erste (1') und eine dazu gegensinnig gepolte zweite (1'') Einzelspule aufweist, wobei die Empfangssignale mittels eines Umschalters (2) nacheinander einer Auswerteeinrichtung (3) zugeführt werden, und mit mindestens einer Sendespule (4) zur Erzeugung eines die Empfangssignale beeinflussenden Wechselfelds, die eine Sendespulenfläche aufweist, in welcher mehrere Empfangsspulenanordnungen (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die gegensinnig gepolten Einzelspulen (1', 1'') der Empfangsspulenanordnung (1) derart im Wesentlichen deckungsgleich zueinander und voneinander beabstandet in der Sendespulenfläche angeordnet sind, dass sie als Spulenpaar eine Differenzspannung liefern.Device for determining the position of a trigger / influencing element having a multiplicity of receiving coil arrangements (1) which generate a received signal as each trigger / influencing element approaches, each receiving coil arrangement (1) comprising a second (1 ') and a second polarity (2) 1 '') single coil, wherein the received signals by means of a changeover switch (2) successively an evaluation device (3) are supplied, and with at least one transmitting coil (4) for generating a receiving signals influencing alternating field having a Sendespulenfläche in which a plurality of receiving coil arrangements (1) are arranged, characterized in that the oppositely poled individual coils (1 ', 1' ') of the receiving coil assembly (1) are arranged substantially congruent to each other and spaced apart in the Sendespulenfläche that they deliver a differential voltage as a coil pair.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Beeinflussungselements mit einer Vielzahl von Empfangsspulenanordnungen, die jeweils ein Empfangssignal erzeugen, wobei die Empfangssignale mittels eines Umschalters nacheinander einer Auswerteeinrichtung zugeführt werden und mit mindestens einer Einrichtung zur Erzeugung eines die Empfangssignale beeinflussenden Wechselfelds.The invention relates to a device for determining the position of an influencing element with a plurality of receiving coil assemblies, each generating a received signal, wherein the received signals are supplied by means of a switch successively an evaluation and at least one device for generating an alternating field influencing the received signals.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung wird von der DE 103 52 351 B4 beschrieben. Die dort beschriebene Vorrichtung dient der Bestimmung der Position eines metallischen Beeinflussungselementes. Hierzu besitzt die Vorrichtung eine Vielzahl von in Reihe hintereinander angeordnete Sensorspulen. Die Erstreckungsrichtung dieser Reihe definiert einen Weg. Die Position des Beeinflussungselementes entlang dieses Weges kann bestimmt werden. Die einzelnen Spulen sind über einen Umschalter zeitlich nacheinander mit einer Auswerteeinrichtung verbindbar. Mit dieser Auswerteeinrichtung in Kombination mit dem Umschalter kann zeitlich hintereinander geprüft werden, welche der Spulen von dem metallischen oder magnetischen Beeinflussungselement bedämpft wird. Die Frequenzverschiebung bzw. die Amplitudenverschiebung wird dabei ausgewertet.A generic device is of the DE 103 52 351 B4 described. The device described therein serves to determine the position of a metallic influencing element. For this purpose, the device has a plurality of sensor coils arranged in series one behind the other. The extension direction of this series defines a path. The position of the influencing element along this path can be determined. The individual coils can be connected in succession to an evaluation device via a changeover switch. With this evaluation device in combination with the switch can be checked in chronological order, which of the coils is damped by the metallic or magnetic influencing element. The frequency shift or the amplitude shift is evaluated.

Aus der DE 102 05 445 A1 ist ein kapazitives Füllstandsmessgerät bekannt, bei dem ebenfalls eine Vielzahl von Sensorfeldern mittels eines Multiplexers zeitlich nacheinander mit einer Auswerteeinrichtung verbunden werden.From the DE 102 05 445 A1 a capacitive level gauge is known, in which also a plurality of sensor fields are connected in succession by means of a multiplexer with an evaluation device.

Die DE 43 11 973 A1 beschreibt eine Magneto-induktive Sensorzeile für eine magnetische Positions- und/oder Wegbestimmung. Das Beeinflussungselement ist hier ein Magnet. Die einzelnen Spulen werden über einen Multiplexer mit einer Auswerteeinrichtung zeitlich aufeinander folgend verbunden.The DE 43 11 973 A1 describes a magneto-inductive sensor line for a magnetic position and / or path determination. The influencing element is here a magnet. The individual coils are connected via a multiplexer with an evaluation device temporally successive.

Die DE 698 10 504 T2 offenbart einen Positionsgeber, wobei eine erste Leiterplatte mit einem Resonator mit einer zweiten Leiterplatte zusammenwirkt, die eine Anzahl von Sensorwicklungen und eine Erregerwicklung aufweist.The DE 698 10 504 T2 discloses a position sensor wherein a first circuit board having a resonator cooperates with a second circuit board having a number of sensor windings and a field winding.

Die US 4 697 144 A beschreibt einen Postionssensor mit einer Primärwicklung, die mit einer Vielzahl von Sekundärwicklungen zusammenwirkt.The US 4 697 144 A describes a position sensor having a primary winding which cooperates with a plurality of secondary windings.

Aus der US 4 810 966 A ist eine Sensoranordnung bekannt, um den Abstand eine nicht magnetischen oder ferromagnetischen Gegenstandes zu einem Sensorkopf zu ermitteln. Ein induktiver Sensor besitzt einen Oszillator.From the US 4,810,966 A a sensor arrangement is known to determine the distance of a non-magnetic or ferromagnetic object to a sensor head. An inductive sensor has an oscillator.

Die WO 2006/064236 A1 beschreibt einen Abstandssensor mit einer Mehrzahl von Antennenspulen.The WO 2006/064236 A1 describes a distance sensor with a plurality of antenna coils.

Die DE 101 25 278 A1 beschreibt eine induktive Positionsschaltvorrichtung. Mindestens eine Schalteinheit soll auf eine relative räumliche Verschiebung gegenüber einer Betätigungseinheit reagierenThe DE 101 25 278 A1 describes an inductive position switching device. At least one switching unit should react to a relative spatial displacement relative to an actuating unit

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden.The invention has for its object to further develop the aforementioned device nutzsvorteilhaft.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösung dar.The object is achieved by the invention specified in the claims. The dependent claims represent advantageous developments of the solution according to the invention.

Zunächst und im Wesentlichen ist vorgesehen, dass die Einrichtung eine Sendespule umfasst, die eine Sendespulenfläche aufweist, in der mehreren Empfangsspulenanordnungen angeordnet sind. Die Empfangsspulenanordnungen bestehen aus zumindest zwei Spulen, wobei diese beiden Spulen gegensinnig gepolte Einzelspulen sind. Die beiden Spulen sind in Serie geschaltet, so dass ein Differenzsignal entsteht. Dieses Differenzsignal wird mittels eines Umschalters einer Auswerteeinrichtung zugeführt. Das Differenzsignal wird über den Umschalter darüber hinaus der Sendespule zugeleitet. Die Einzelspulen einer Empfangsspulenanordnung können im Wesentlichen deckungsgleich übereinander liegend angeordnet sein. Ferner ist eine Vielzahl von Sendespulen, die jeweils Sendespulenflächen aufweisen, vorgesehen. In den einzelnen Sendespulenflächen sind mehrere Empfangsspulenanordnungen angeordnet. Die jeweiligen Einzelspulen zumindest einer Empfangsspulenanordnung einer ersten Sendefläche sind mit den jeweiligen Einzelspulen einer Empfangsspulenanordnung einer zweiten Sendespulenfläche in Serie geschaltet. Hierdurch ergibt sich eine Reihenanordnung von Empfangsspulenanordnungen, die miteinander in Serie geschaltet sind. Es ist auch möglich, diese Reihe von Empfangsspulenanordnungen durch eine einzige längliche Empfangsspulenanordnung auszubilden, wobei auch hier bevorzugt die Einzelspulen übereinander liegen. Zur Abgabe eines digitalen Positionssignals ist es vorteilhaft, wenn die Einzelspulen der Empfangsspulenanordnungen übereinander liegen. Zur Erzeugung eines analogen Wegsignals ist es von Vorteil, wenn die Einzelspulen einer Empfangsspulenanordnung nebeneinander liegen oder sich bereichsweise überlappen. Die Vorrichtung kann ferner eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Umschalters aufweisen, die mit der Auswerteeinrichtung zur Auswertung des von den Sendespulen gesendeten Wechselfeldes zusammenwirkt. Die Sendespulen können zusammen mit einem Kondensator einen Schwingkreis mit einer festen Resonanzfrequenz ausbilden. Besitzt die Vorrichtung mehrere, insbesondere parallel zueinander angeordnete Sendespulenflächen, so weichen die Resonanzfrequenzen der einzelnen Sendespulen voneinander ab. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die einzelnen Sendespulen mit unterschiedlich großen Kapazitäten jeweils einen Sendespulenoszillator ausbilden. Von der Auswerteeinrichtung kann die Amplitude jedes Sendespulenoszillators ausgewertet werden. Demjenigen Sendespulenoszillator, dessen von der Auswerteeinrichtung ermittelte Signalamplitude einen Extremwert besitzt, ist das von einem Metallteil gebildete Beeinflussungselement zugeordnet. Hierzu sind mehrere längliche Sendespulen parallel zueinander angeordnet. Die Sendespulen definieren somit eine Sendespulenerstreckungsrichtung. Auf den Spulenflächen dieser Sendespulen sind jeweils eine Vielzahl von Empfangsspulenanordnungen angeordnet. Diese Empfangsspulenanordnungen sind in Reihe hintereinander liegend angeordnet. Zumindest eine Empfangsspulenanordnung einer ersten Sendespule ist mit einer zweiten Empfangsspulenanordnung einer zweite Sendespule in Serie geschaltet. Die zu einer Serie gehörenden Empfangsspulenanordnungen sind in Richtung quer zur Sendespulenerstreckungsrichtung angeordnet. Es ergibt sich somit eine Matrix von Empfangsspulenanordnungen, wobei beispielsweise die Empfangsspulenanordnungen in Vertikalrichtung miteinander verbunden sind. Die Sendespulenerstreckungsrichtung ist dann die Horizontalrichtung. Das von den in Serie geschalteten Empfangsspulenanordnungen empfangene Signal wird von einem Verstärker verstärkt. Es können mehrere Verstärker vorgesehen sein. Jeder Verstärker ist dann mit seinem Ausgang mit einem Sendespulenoszillator verbunden. Die Sendespulenoszillatoren können unterschiedliche Frequenzen besitzen. Diese Vielzahl von parallel zueinander liegenden Sendespulen werden dann mit dem Empfangssignal der jeweils ausgewählten in Serie geschalteten Empfangsspulenanordnungen beaufschlagt. Die Auswerteeinrichtung schaltet den Umschalter. Die ”Spalte” der Matrix ist somit bestimmt. Die ”Zeile” der Matrix wird über die Auswertung der Amplitudensignale der Sendespulenoszillatoren ermittelt. Die länglichen Sendespulen können auch parallel und versetzt zueinander angeordnet sein. Es ist dabei von Vorteil, wenn zumindest eine Empfangsspulenanordnung eine Empfangsspulenfläche besitzt, die mehrere Sendespulenflächen überlappt. Auch die Empfangsspulenflächen können länglich sein. Ihre Erstreckungsrichtung verläuft aber bevorzugt quer zur Erstreckungsrichtung der Sendespulenflächen, so dass auch hier eine Sensormatrix gegeben ist. Die Zeilen werden von den parallel zueinander angeordneten Sendespulenflächen gebildet. Die Spalten werden von den parallel zueinander angeordneten Empfangsspulenflächen gebildet. Eine Mehrzahl von Empfangsspulenanordnungen sind dabei bevorzugt in einer Reihe hintereinanderliegend angeordnet. Diese Reihe erstreckt sich in der Erstreckungsrichtung der Sendespulenflächen. Auch hier ist es von Vorteil, wenn die Sendespulen parallel und versetzt zueinander liegen. Dabei sind diejenigen Empfangsspulen miteinander verbunden, die in Bezug auf die einzelnen Sendespulen an gleicher Position liegen. Die an erster Position einer ersten Sendespule liegende Empfangsspulenanordnung ist beispielsweise mit der an erster Position einer zweiten Sendespule liegenden Empfangsspule verbunden und so weiter. Selbiges gilt für die an zweiter Position einer ersten Sendespule angeordnete Empfangsspulenanordnung. Sie ist mit der an zweiter Position einer zweiten Sendespule angeordneten Empfangsspulenanordnung verbunden. Diese Verbindung kann eine serielle Verbindung sein. Das Ausgangssignal ist nicht nur ein Digitalsignal. Die Schaltung kann auch so ausgebildet sein, dass als Ausgangssignal ein Analogsignal erzeugt wird. Hierzu kann es von Vorteil sein, wenn das von den beiden gegensinnig geschalteten Einzelspulen einer oder mehrerer miteinander verbundenen Empfangsspulenanordnungen empfangene Wechselspannungssignal mit der Frequenz eines mit einer festen Frequenz betriebenen Sendeoszillators gemischt wird. Die Einzelspulen dieser Empfangsspulenanordnung können dann nebeneinander oder zumindest bereichsweise nebeneinander angeordnet sein. Bei dieser Lösung kann in der Auswerteeinrichtung eine Mehrzahl von Analogsignalen zugeführt werden. Diese Analogsignale werden jeweils aus dem empfangenen Wechselspannungssignal einer oder mehrerer miteinander verbundenen Empfangsspulenanordnungen gewonnen. Um eine Abstandskompensation vorzunehmen, können jeweils paarweise miteinander verbundene Empfangsspulenanordnungen über den Umschalter mit der Auswerteeinrichtung verbunden werden. Bevorzugt ist dabei ein doppelter Umschalter vorgesehen. Die Einzelspulen der jeweiligen Empfangsspulenanordnung unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Geometrie derart, dass die wegabhängigen Signale des Beeinflussungselements stark voneinander verschieden sind. So kann das wegabhängige Signal einer ersten Empfangsspulenanordnung etwa cosinusförmig verlaufen und das wegabhängige Signal einer zweiten Empfangsspulenanordnung etwa sinusförmig verlaufen. Durch in Verhältnis setzen dieser beiden Signalverläufe kann der Einfluss des Abstandes zu den Empfangsspulenanordnungen kompensiert werden. Die Einzelspulen der Empfangsspulenanordnungen sind bevorzugt Planarspulen. Die einzelnen Planarspulen können in Form von Leiterbahnen auf einer Platine aufgedruckt sein. Die Empfangsspulenanordnung kann dabei auch mehr als zwei Einzelspulen aufweisen. Zumindest zwei dieser Einzelspulen sind aber gegensinnig gepolt.First and foremost, it is provided that the device comprises a transmitting coil, which has a transmitting coil surface in which a plurality of receiving coil arrangements are arranged. The receiver coil assemblies consist of at least two coils, these two coils are oppositely poled individual coils. The two coils are connected in series, resulting in a differential signal. This difference signal is supplied by means of a switch to an evaluation. The difference signal is also fed via the switch to the transmitting coil. The individual coils of a receiving coil arrangement can be arranged lying substantially congruently one above the other. Further, a plurality of transmitting coils each having transmitting coil surfaces are provided. In the individual transmitting coil surfaces a plurality of receiving coil arrays are arranged. The respective individual coils of at least one receiving coil arrangement of a first transmitting surface are connected in series with the respective individual coils of a receiving coil arrangement of a second transmitting coil surface. This results in a series arrangement of receiving coil arrangements, which are connected to each other in series. It is also possible to form this series of receiving coil arrangements by a single elongate receiving coil arrangement, wherein here too, preferably, the individual coils are superimposed. To deliver a digital position signal, it is advantageous if the individual coils of the receiving coil arrangements are superimposed. To generate an analog path signal, it is advantageous if the individual coils of a receiving coil arrangement are adjacent to each other or overlap in regions. The apparatus may further comprise a control device for controlling the changeover switch, which cooperates with the evaluation device for evaluating the alternating field sent by the transmission coils. The transmitter coils can work together with a capacitor Form resonant circuit with a fixed resonant frequency. If the device has a plurality of transmitting coil surfaces arranged in particular parallel to one another, the resonance frequencies of the individual transmitting coils deviate from one another. This can be achieved by the fact that the individual transmitting coils with different sized capacitances each form a transmitting coil oscillator. From the evaluation, the amplitude of each transmitting coil oscillator can be evaluated. The transmitter coil oscillator whose signal amplitude determined by the evaluation device has an extreme value is assigned the influencing element formed by a metal part. For this purpose, a plurality of elongated transmitting coils are arranged parallel to one another. The transmission coils thus define a transmission coil extension direction. In each case a multiplicity of receiving coil arrangements are arranged on the coil surfaces of these transmitting coils. These receiver coil assemblies are arranged in series one behind the other. At least one receiving coil arrangement of a first transmitting coil is connected in series with a second receiving coil arrangement of a second transmitting coil. The receiver coil assemblies belonging to a series are arranged in the direction transverse to the transmitter coil extension direction. This results in a matrix of receiving coil arrangements, wherein, for example, the receiving coil arrangements are connected to one another in the vertical direction. The transmission coil extension direction is then the horizontal direction. The signal received by the series receiving coil assemblies is amplified by an amplifier. Several amplifiers may be provided. Each amplifier is then connected at its output to a transmit coil oscillator. The transmitting coil oscillators may have different frequencies. These plurality of mutually parallel transmission coils are then applied to the received signal of each selected series-connected receiving coil assemblies. The evaluation device switches the switch. The "column" of the matrix is thus determined. The "line" of the matrix is determined by evaluating the amplitude signals of the transmitting coil oscillators. The elongate transmitting coils can also be arranged parallel and offset from each other. It is advantageous if at least one receiving coil arrangement has a receiving coil surface which overlaps a plurality of transmitting coil surfaces. The receiving coil surfaces can be elongated. However, their direction of extension preferably runs transversely to the direction of extension of the transmitting coil surfaces, so that here too a sensor matrix is provided. The lines are formed by the mutually parallel transmitting coil surfaces. The columns are formed by the mutually parallel receiving coil surfaces. A plurality of receiving coil arrangements are preferably arranged one behind the other in a row. This series extends in the direction of extension of the transmitting coil surfaces. Again, it is advantageous if the transmitting coils are parallel and offset from each other. In this case, those receiving coils are connected to each other, which are in the same position with respect to the individual transmitting coils. The receiving coil arrangement lying at the first position of a first transmitting coil is connected, for example, to the receiving coil located at the first position of a second transmitting coil and so on. The same applies to the receiving coil arrangement arranged at the second position of a first transmitting coil. It is connected to the receiving coil arrangement arranged at the second position of a second transmitting coil. This connection can be a serial connection. The output signal is not just a digital signal. The circuit can also be designed so that an analog signal is generated as an output signal. For this purpose, it may be advantageous if the alternating voltage signal received by the two oppositely connected individual coils of one or more mutually connected receiver coil arrangements is mixed with the frequency of a transmission oscillator operated at a fixed frequency. The individual coils of this receiver coil arrangement can then be arranged side by side or at least in regions next to each other. In this solution, a plurality of analog signals can be supplied in the evaluation device. These analog signals are each obtained from the received AC voltage signal of one or more mutually connected receiving coil arrangements. In order to carry out a distance compensation, mutually connected receiver coil arrangements can be connected to the evaluation device via the changeover switch. Preferably, a double switch is provided. The individual coils of the respective receiving coil arrangement differ in terms of their geometry such that the path-dependent signals of the influencing element are strongly different from each other. Thus, the path-dependent signal of a first receiving coil arrangement may be approximately cosinusoidal and the path-dependent signal of a second receiving coil arrangement may be approximately sinusoidal. By ratioing these two signal curves, the influence of the distance to the receiver coil arrangements can be compensated. The individual coils of the receiving coil arrangements are preferably planar coils. The individual planar coils can be printed in the form of printed conductors on a printed circuit board. The receiver coil arrangement can also have more than two individual coils. At least two of these individual coils are polarized in opposite directions.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Embodiments of the invention are explained below with reference to accompanying drawings. Show it:

1 schematisch den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels; 1 schematically the structure of a first embodiment;

2 detailreicher die Anordnung der Empfangsspulenanordnung beim Ausführungsbeispiel gemäß 1; 2 More detailed the arrangement of the receiving coil assembly in the embodiment according to 1 ;

3 einen Teil einer elektronischen Schaltung zum Ausführungsbeispiel gemäß 1; 3 a part of an electronic circuit according to the embodiment according to 1 ;

4 ein zweites Ausführungsbeispiel in einer Darstellung gemäß 1; 4 a second embodiment in a representation according to 1 ;

5 eine Zuordnungstabelle der miteinander in Bezug gesetzten Signale der Empfangsspulenanordnung bzw. der Sendespulen; 5 an association table of the signals of the receiving coil arrangement or of the transmitting coils which are related to one another;

6 ein Schaltungsbeispiel eines weiteren Ausführungsbeispiels; 6 a circuit example of another embodiment;

7 die geometrische Anordnung der Empfangsspulen bzw. Sendespulen eines Ausführungsbeispiels; 7 the geometric arrangement of the receiving coils or transmitting coils of an embodiment;

8 das Wegsignal einer Empfangsspulenanordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel 6 bzw. 7; 8th the path signal of a receiving coil assembly according to the embodiment 6 respectively. 7 ;

9a die Gestalt eines Paares von einander zugeordneten Empfangsspulenanordnungen eines weiteren Ausführungsbeispiels; 9a the shape of a pair of associated receiving coil assemblies of a further embodiment;

9b die Gestalt eines Paares von einander zugeordneten Empfangsspulenanordnungen eines weiteren Ausführungsbeispiels; 9b the shape of a pair of associated receiving coil assemblies of a further embodiment;

10 einen Teil einer Schaltung mit den Empfangsspulenanordnungen gemäß 9a, 9b und 10 a part of a circuit with the receiving coil assemblies according to 9a . 9b and

11 das Wegsignal zu den Empfangsspulenanordnungen gemäß 9a und 9b. 11 the path signal to the receiving coil assemblies according to 9a and 9b ,

Die 1 zeigt eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Beeinflussungselementes in der Ebene. Es sind insgesamt zwölf Stellen vorgesehen, die als Positionen eines Beeinflussungselementes erkannt werden können. Das Beeinflussungselement ist aus Metall. Die einzelnen Detektionsstellen bilden eine Matrix aus. Den Zeilen der Matrix sind längliche Sendespulen 4.1, 4.2, 4.3 zugeordnet. Die länglichen Sendespulen liegen parallel zueinander. Jeder Sendespule ist ein Kondensator zugeordnet, so dass die jeweilige Sendespule 4.1, 4.2, 4.3 mit dem ihm zugeordneten Kondensator einen Schwingkreis bildet. Diese so gebildeten Oszillatoren besitzen voneinander verschiedene Frequenzen.The 1 shows a device for determining the position of an influencing element in the plane. There are a total of twelve locations provided, which can be recognized as positions of an influencing element. The influencing element is made of metal. The individual detection sites form a matrix. The rows of the matrix are elongated transmit coils 4.1 . 4.2 . 4.3 assigned. The elongated transmitting coils are parallel to each other. Each transmit coil is associated with a capacitor so that the respective transmit coil 4.1 . 4.2 . 4.3 forms a resonant circuit with its associated capacitor. These oscillators thus formed have different frequencies from each other.

Die Zeilen dieser Matrix werden von in Reihe hintereinander angeordneten Empfangsspulenanordnungen 1', 1'', 1''' ausgebildet. Es sind insgesamt vier derartig ausgebildete Reihen vorgesehen. Die 2 zeigt eine derartige Reihe. Es ist zu erkennen, dass die Reihe aus insgesamt sechs in Serie miteinander geschalteten Einzelspulen 1'.1, 1'.2, 1'.3 sowie 1''.1, 1''.2, 1''.3 besteht. Die Einzelspulen sind derart einander zugeordnet, dass jede Empfangsspulenanordnung 1.1, 1.2 und 1.3 sowohl eine erste Einzelspule als auch eine zweite Einzelspule besitzt. Beide Einzelspulen einer Empfangsspulenanordnung liegen deckungsgleich übereinander. Sie haben eine gleiche Windungsanordnung, jedoch einen gegensinnigen Windungssinn. Die in der 2 dargestellte Reihe mehrerer in Serie geschalteten Einzelspulen bilden insgesamt eine Differenzspulenanordnung. An dem Kontakt 2' eines Umschalters 2, den man auch als Multiplexer bezeichnen kann, liegt nur dann eine Wechselspannung an, wenn durch die einzelnen Einzelspulen verschiedene magnetische Wechselfelder gehen, so dass dort eine Differenzspannung induziert wird. Der grundsätzliche Aufbau einer derartigen Schaltung ist aus der DE 4031252 C1 bekannt. Das Empfangssignal der Empfangsspulenanordnung 1 wird über eine Empfangssignalleitung 6 mehreren parallel geschalteten Verstärkern 5.1, 5.2, 5.3 zugeleitet. Das verstärkte Signal wird einerseits über die Leitungen 7 einer Auswerteschaltung 3 zugeleitet und andererseits in die Sendeoszillatoren 4 zurückgeführt.The rows of this matrix are arranged in series receiving coil arrangements 1' . 1'' . 1''' educated. There are a total of four such trained rows provided. The 2 shows such a series. It can be seen that the series consists of a total of six individual coils connected in series 1'.1 . 1'.2 . 1'.3 such as 1 ''. 1 . 1 ''. 2 . 1 ''. 3 consists. The individual coils are associated with each other such that each receiving coil arrangement 1.1 . 1.2 and 1.3 has both a first single coil and a second single coil. Both individual coils of a receiving coil arrangement are congruent to each other. They have a same winding arrangement, but an opposite sense of winding. The in the 2 shown series of several series-connected individual coils form a total of a differential coil arrangement. At the contact 2 ' a switch 2 , which can also be referred to as a multiplexer, is only an AC voltage, if go through the individual individual coils different alternating magnetic fields, so that there is induced a differential voltage. The basic structure of such a circuit is known from DE 4031252 C1 known. The received signal of the receiving coil arrangement 1 is via a received signal line 6 several parallel amplifiers 5.1 . 5.2 . 5.3 fed. The amplified signal is on the one hand via the lines 7 an evaluation circuit 3 fed on the other hand in the transmission oscillators 4 recycled.

Die Auswerteeinrichtung 3 wirkt mit einer Steuereinrichtung 8 zusammen. Mit der Steuereinrichtung 8 wird der Multiplexer 2 betrieben. Zeitlich nacheinander wird mittels des Multiplexers 2 jeweils eine der vier Empfangsspulenanordnungen 1 mit den Eingängen der Verstärker 5.1, 5.2, 5.3 verbunden.The evaluation device 3 acts with a control device 8th together. With the control device 8th becomes the multiplexer 2 operated. Time sequentially by means of the multiplexer 2 each one of the four receiving coil arrangements 1 with the inputs of the amplifiers 5.1 . 5.2 . 5.3 connected.

Die 3 zeigt eine reduzierte Anordnung gemäß 1. Es sind dort zwei Sendespulen 4.1, 4.2 vorgesehen, die jeweils mit einem Kondensator einen Schwingkreis bilden. Die Resonanzfrequenz der beiden Schwingkreise ist voneinander verschieden. Es sind jeweils zwei Empfangsspulenanordnungen 1 vorgesehen, die über den Umschalter 2 an die Eingänge von Verstärkern 5.1 und 5.2 gelegt werden können. Die Ausgänge der Verstärker 5.1, 5.2 sind mit den Oszillatoren verbunden. Darüber hinaus sind die Ausgänge mit der Auswerteeinrichtung 3 verbunden. Der Multiplexer 2 wird von einer nicht dargestellten Steuereinrichtung 8 angesteuert. Es ist ersichtlich, dass die Einzelspulen 1'.1 und 1''.1 einer jeden Empfangsspulenanordnung einer ersten Sendespule 4.1 zugeordnet sind. Die zweiten Einzelspulen 1'.2 und 1''.2 sind der zweiten Sendespule 4.2 zugeordnet.The 3 shows a reduced arrangement according to 1 , There are two transmitting coils there 4.1 . 4.2 provided, each forming a resonant circuit with a capacitor. The resonant frequency of the two resonant circuits is different from each other. There are two receiving coil arrangements each 1 provided by the switch 2 to the inputs of amplifiers 5.1 and 5.2 can be placed. The outputs of the amplifiers 5.1 . 5.2 are connected to the oscillators. In addition, the outputs are connected to the evaluation device 3 connected. The multiplexer 2 is by a control device, not shown 8th driven. It can be seen that the single coils 1'.1 and 1 ''. 1 each receiving coil arrangement of a first transmitting coil 4.1 assigned. The second single coils 1'.2 and 1 ''. 2 are the second transmitter coil 4.2 assigned.

Die gegensinnig gepolten Einzelspulen liegen beim Ausführungsbeispiel deckungsgleich aber beabstandet übereinander. Sie können bspw. auf den beiden voneinander wegweisenden Breitseiten einer Platine angeordnet sein. Sie sind dann als gedruckte Schaltungen verwirklicht. Sie können aber auch von getrennten Platinen ausgebildet sein. The oppositely poled individual coils are in the embodiment congruent but spaced above the other. You can, for example, be arranged on the two facing away broad sides of a board. They are then realized as printed circuits. But they can also be formed by separate boards.

Die Funktionsweise ist die folgende:
Bei abwesendem Beeinflussungselement ist die Differenzspannung der Empfangsspulenanordnungen 1 Null. An den Verstärkern 5.1 und 5.2 liegen keine Eingangssignale an. Dies bedeutet, dass die von den Sendespulen 4.1 und 4.2 gebildeten Oszillatoren nicht schwingen. Wird ein Beeinflussungselement, also ein Metallauslöser, in den Bereich einer der vier Empfangsspulenanordnungen gebracht, so hat dies zur Folge, dass in den voneinander geringfügig beabstandeten Einzelspulen 1'.1, 1''.1 bzw. 1'.2, 1''.2 unterschiedliche Spannungen induziert werden können. Dies resultiert in einer Differenzspannung, die dann an den Eingängen der Verstärker 5.1, 5.2 anliegt. Den Oszillatoren wird dann die Frequenz aufgezwungen, die zu dem Oszillator 4.1, 4.2 gehört, dem die ausgelöste Empfangsspulenanordnung zugeordnet ist. Die Amplitude dieses Oszillators ist dann erheblich höher als die Amplitude des anderen bzw. der anderen Oszillatoren, die nicht mit Resonanzfrequenz angeregt werden. Indem nacheinander alle Empfangsspulenanordnungen über den Mutliplexer 2 mit allen Oszillatoren bzw. der Auswerteeinrichtung 3 verbunden werden, kann diejenige Zeile in der 1 ermittelt werden, die vom Beeinflussungselement beeinflusst wird.The operation is the following:
If the influencing element is absent, the differential voltage of the receiving coil arrangements is 1 Zero. At the amplifiers 5.1 and 5.2 there are no input signals. This means that of the transmitting coils 4.1 and 4.2 oscillators do not swing. If an influencing element, that is to say a metal trigger, is brought into the region of one of the four receiving coil arrangements, this has the consequence that in the individual coils which are slightly spaced apart from one another 1'.1 . 1 ''. 1 respectively. 1'.2 . 1 ''. 2 different voltages can be induced. This results in a differential voltage which is then applied to the inputs of the amplifiers 5.1 . 5.2 is applied. The oscillators are then forced to the frequency that goes to the oscillator 4.1 . 4.2 belongs, which is associated with the triggered receiving coil assembly. The amplitude of this oscillator is then significantly higher than the amplitude of the other or the other oscillators, which are not excited at resonance frequency. By successively all receiving coil arrangements via the mutliplexer 2 with all oscillators or the evaluation device 3 can be connected, that line in the 1 be determined, which is influenced by the influencing element.

Bei dem in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die Empfangsspulen 4.1, 4.2, 4.3 zusammen mit den Empfangsspulenanordnungen 1.1, 1.2, 1.3 und 1.4 ebenfalls eine Matrix. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Sendespulen 4.1, 4.2, 4.3 länglich ausgebildet und liegen parallel und versetzt zueinander. Auch die Empfangsspulenanordnungen sind länglich ausgebildet. Sie erstrecken sich aber quer zu den Sendespulen 4 und überlappen die Sendespulen 4. Die Empfangsspulenanordnungen 1 liegen nicht versetzt aber parallel zueinander. Jeweils vier Empfangsspulenanordnungen kreuzen eine Sendespule. Es gibt insgesamt zwei Gruppen von Empfangsspulenanordnungen, die mit I und II beschrieben sind. Die Empfangsspulenanordnungen I sind mit Verbindungsleitungen 10 miteinander verbunden und liegen jeweils an der ersten Position, bezogen auf die einzelnen Sendespulen 4.1, 4.2 und 4.3. Die mit II bezeichneten Empfangsspulenanordnungen sind mit einer Verbindungsleitung 11 miteinander verbunden und liegen jeweils an der zweiten Position, bezogen auf die Sendespulen 4.1, 4.2 und 4.3.In the in the 4 illustrated embodiment form the receiving coils 4.1 . 4.2 . 4.3 together with the receiving coil assemblies 1.1 . 1.2 . 1.3 and 1.4 also a matrix. In this embodiment, the transmitting coils 4.1 . 4.2 . 4.3 elongated and lie parallel and offset from each other. The receiver coil assemblies are elongated. But they extend transversely to the transmitting coil 4 and overlap the transmit coils 4 , The receiving coil arrangements 1 are not offset but parallel to each other. Four receiver coil assemblies each cross a transmit coil. There are a total of two sets of receive coil arrangements described with I and II. The receiver coil assemblies I are with connection lines 10 connected to each other and are each at the first position, based on the individual transmission coils 4.1 . 4.2 and 4.3 , The receiving coil arrangements denoted by II are connected to a connecting line 11 connected to each other and are each at the second position, based on the transmitting coils 4.1 . 4.2 and 4.3 ,

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel besteht jede Empfangsspulenanordnung 1.1, 1.2, 1.3 und 1.4 einer jeden Gruppe I, II aus zwei Einzelspulen. Diese beiden Einzelspulen sind von gleicher Gestalt, aber gegensinnig gepolt. Die Einzelspulen einer jeden Empfangsspulenanordnung liegen bei diesem Ausführungsbeispiel deckungsgleich übereinander. Zwischen den Ebenen der Einzelspulen einer jeden Empfangsspulenanordnung besteht jedoch ein Abstand. Dieser Axialabstand ist auch hier erforderlich, damit das Differenzspannungssignal von einem sich annähernden Auslöser/Beeinflussungselement variiert werden kann. Die einzelnen Empfangsspulenanordnungen 1 einer jeden Gruppe sind etwa wie in der 3 dargestellt in Serie geschaltet.Also in this embodiment, each receiving coil arrangement 1.1 . 1.2 . 1.3 and 1.4 of each group I, II of two single coils. These two individual coils are of the same shape but oppositely poled. The individual coils of each receiving coil arrangement are in this embodiment congruent one above the other. However, there is a gap between the planes of the individual coils of each receiving coil arrangement. This axial distance is also required here, so that the differential voltage signal can be varied by an approaching trigger / influencing element. The individual receiver coil arrangements 1 of each group are about like in the 3 shown connected in series.

Über den mit der Bezugsziffer 2 bezeichneten Multiplexer können die Anschlüsse 2' zeitlich nacheinander mit der Empfangssignalleitung 6 verbunden werden, die die Signale dann auf die Eingänge von Verstärkern 5.1, 5.2, 5.3 schaltet. Die Ausgänge der Verstärker sind mit der Auswerteeinrichtung 3 und mit den Sendespulen 4 verbunden. Die Sendespulen 4.1, 4.2, 4.3 bilden mit nicht dargestellten Kondensatoren Sendeoszillatoren aus. Wird die in der 4 dargestellte Einrichtung als Wegsensor benutzt, so ist es nicht erforderlich, dass die einzelnen Oszillatoren voneinander abweichende Frequenzen besitzen. Ein Beeinflussungselement aus Metall wird entlang der Strecke S über die einzelnen Empfangsspulenanordnungen 1 bzw. Sendespulen 4 gebracht. Die Position lässt sich gemäß der in 5 dargestellten Tabelle ermitteln. Schwingt der mit A bezeichnete Oszillator, wenn der Multiplexer die Gruppe I angesteuert hat, so befindet sich das Beeinflussungselement an der ersten Position. Schwingt dieser Oszillator aber bei einer Ansteuerung der Empfangsspulenanordnung der Gruppe II, so befindet sich der Auslöser an der zweiten Stelle und so weiter.About the with the reference number 2 designated multiplexer, the connections 2 ' in chronological succession with the received signal line 6 connect the signals to the inputs of amplifiers 5.1 . 5.2 . 5.3 on. The outputs of the amplifiers are connected to the evaluation device 3 and with the transmitter coils 4 connected. The transmitter coils 4.1 . 4.2 . 4.3 form transmitter oscillators with capacitors, not shown. Will the in the 4 used device shown as a displacement sensor, so it is not necessary that the individual oscillators have different frequencies. An influencing element of metal is along the distance S on the individual receiving coil assemblies 1 or transmitting coils 4 brought. The position can be determined according to the in 5 determine the table shown. If the oscillator labeled A oscillates when the multiplexer has triggered group I, the influencing element is at the first position. However, if this oscillator oscillates when the receiver coil arrangement of group II is activated, then the trigger is in the second position and so on.

Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele sind digitale Positionsbestimmungsvorrichtungen bzw. Wegerfassungsvorrichtungen. Mit der in 6 dargestellten Schaltung ist es möglich, den einzelnen Empfangsspulenanordnungen analoge Positionswerte zuzuordnen. Hierzu wird eine Sendespule 4 von einem Frequenzgenerator 12 mit einer festen Frequenz betrieben. Diese Frequenz wird in ein Rechtecksignal umgewandelt und einem Mischer 14 zugeordnet. Der Mischer kann eine XOR-Verknüpfung mit dem Ausgangssignal B eines Verstärkers 5 durchführen. Das Eingangssignal des Verstärkers 5 ist das Differenzsignal einer Empfangsspulenanordnung 1, die aus zwei gegensinnig gepolten Einzelspulen 1', 1'' besteht. Das gemischte Signal wird sodann noch einem Tiefpassfilter zugeleitet. Das Ausgangssignal B wird dann von einer Auswerteeinrichtung 3 weiter verarbeitet.The embodiments described above are digital position determining devices. With the in 6 It is possible to assign analogous position values to the individual receiving coil arrangements. For this purpose, a transmitting coil 4 from a frequency generator 12 operated at a fixed frequency. This frequency is converted into a square wave signal and a mixer 14 assigned. The mixer may be XORed with the output B of an amplifier 5 carry out. The input signal of the amplifier 5 is the difference signal of a receiving coil arrangement 1 , consisting of two oppositely poled individual coils 1' . 1'' consists. The mixed signal is then fed to a low-pass filter. The output signal B is then from an evaluation device 3 further processed.

Anders als bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen liegen hier die Einzelspulen 1', 1'' der Empfangsspulenanordnungen 1 nicht deckungsgleich übereinander, sondern nebeneinander. Auch hier kann es sich um Planarspulen handeln. Während bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen die Planarspulen auf den voneinander weg weisenden Seiten einer Platine angeordnet sein müssen, können die Planarspulen bei diesem Ausführungsbeispiel auf derselben Platinenseite aufgedruckt sein, da sie lateral nebeneinander liegen. Unlike the embodiments described above, the individual coils are here 1' . 1'' the receiving coil arrangements 1 not congruent one above the other, but side by side. Again, these may be planar coils. While in the embodiments described above, the planar coils must be arranged on the sides of a board facing away from each other, the planar coils in this embodiment can be printed on the same side of the board, since they lie laterally next to one another.

Bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind auf einer Platine, die auch die Sendespule 4 trägt, insgesamt zwei Empfangsspulenanordnungen 1 vorgesehen. Beide Empfangsspulenanordnungen besitzen hintereinander liegende Einzelspulen 1', 1'', so dass insgesamt vier Einzelspulen innerhalb der Spulenfläche der Sendespule 4 sitzen. Wie in der 6 dargestellt, sind die Pole der gegensinnig geschalteten Einzelspulen mit dem Eingang eines Verstärkers 5.1, 5.2 verbunden. Das Ausgangssignal wird – nachdem es mit der Festfrequenz gemischt worden ist oder vorher – dem Multiplexer 2 zugeleitet.At the in 7 illustrated embodiment are on a board, which is also the transmitting coil 4 carries a total of two receiving coil assemblies 1 intended. Both receiver coil arrangements have individual coils lying one behind the other 1' . 1'' , so that a total of four individual coils within the coil surface of the transmitting coil 4 to sit. Like in the 6 are shown, the poles of the oppositely connected individual coils with the input of an amplifier 5.1 . 5.2 connected. The output signal is - after it has been mixed with the fixed frequency or before - the multiplexer 2 fed.

Nacheinander werden dann die Signale mit einem Analog-Digitalwandler einer Auswerteeinrichtung 3 ausgewertet.One after the other then the signals with an analog-to-digital converter an evaluation 3 evaluated.

Das analoge Ausgangssignal B einer Schaltung gemäß 6 zeigt die 8. Wenn sich ein flächiger Auslöser entlang der Richtung S in 7 über die erste Einzelspule 1' verlagert, so steigt das im unbeeinflussten Zustand negative Signal im Zuge der Verlagerung des Auslösers an, bis es Null erreicht, wenn der Auslöser die Einzelspule 1' vollständig überdeckt hat. Das Signal wird dann weiter positiv, wenn der Auslöser sich über die Einzelspule 1'' verlagert. Dies erfolgt sowohl bei der ersten, in der 7 links dargestellten Empfangsspulenanordnung als auch bei der in der 7 rechts dargestellten zweiten Empfangsspulenanordnung. Über den Multiplexer 2 werden diese Empfangsspulenanordnungen nacheinander angewählt.The analog output signal B of a circuit according to 6 show the 8th , When a plane trigger along the direction S in 7 over the first single coil 1' shifted, the negative signal in the uninfluenced state increases in the course of the displacement of the trigger until it reaches zero, when the trigger the single coil 1' completely covered. The signal then continues to be positive when the shutter is over the single coil 1'' relocated. This occurs both at the first, in the 7 Reception coil arrangement shown on the left as well as in the in the 7 right illustrated second receiving coil assembly. About the multiplexer 2 These receive coil arrangements are selected one after the other.

Die 9a zeigt eine Leiterplatte 15, auf der links eine erste Einzelspule 1' dargestellt ist, die eine Dreiecksform besitzt. Eine im Wesentlichen symmetrisch dazu angeordnete Einzelspule 1''' ist rechts vorgesehen. Zwischen diesen beiden dreieckigen Einzelspulen 1', 1''', deren Spitzen aufeinander zu weisen, befindet sich eine mittlere, rautenförmige Einzelspule 1''. Diese ist gegensinnig zu den beiden außenliegenden dreieckigen Einzelspulen 1', 1''' gepolt. Die Spitzen der rautenförmigen Spule 1'' überlappen sich in Erstreckungsrichtung mit den jeweiligen Spitzen der dreieckigen Einzelspulen 1', 1'''.The 9a shows a circuit board 15 , on the left a first single coil 1' is shown, which has a triangular shape. A substantially symmetrically arranged single coil 1''' is provided on the right. Between these two triangular single coils 1' . 1''' , whose tips face each other, there is a middle, diamond-shaped single coil 1'' , This is opposite to the two external triangular single coils 1' . 1''' poled. The tips of the diamond-shaped coil 1'' overlap in the extension direction with the respective tips of the triangular single coils 1' . 1''' ,

Die 9b zeigt ebenfalls eine Platine 15 mit einer Spulenanordnung 16, die aus zwei Einzelspulen 16', 16'' besteht, die gegensinnig gepolt sind. Es kann sich hier um die Rückseite der in 9a dargestellten Platine handeln. Hier sind beide Einzelspulen 16', 16'' rautenförmig ausgebildet. In der Mitte überlappen sich beiden Spulen.The 9b also shows a circuit board 15 with a coil arrangement 16 consisting of two single coils 16 ' . 16 '' exists, which are poled in opposite directions. It may be around the back of the in 9a act represented board. Here are both single coils 16 ' . 16 '' diamond-shaped. In the middle, both coils overlap.

Die beiden in der 9a bzw. 9b dargestellten Einzelspulenanordnungen 1, 16 werden paarweise verwendet, um den Einfluss, den der Abstand des Beeinflussungselements von der Oberfläche der Empfangsspulenanordnung bewirkt, zu kompensieren. Eine Schaltung ist in der 10 dargestellt. Dort sind jeweils zwei synchron betriebene Umschalter 2, 17 dargestellt, die jeweils das aus einer Empfangsspulenanordnung 1 und einer Empfangsspulenanordnung 16 bestehende Paar mit einer Auslöseeinrichtung 3 verbindet.The two in the 9a respectively. 9b individual coil arrangements shown 1 . 16 are used in pairs to compensate for the influence that the distance of the influencing element from the surface of the receiving coil arrangement causes. A circuit is in the 10 shown. There are two synchronously operated switches 2 . 17 in each case that from a receiving coil arrangement 1 and a receiving coil assembly 16 existing pair with a triggering device 3 combines.

Die Differenzspannungssignale der in 9a und 9b dargestellten Empfangsspulenanordnungen 1, 16 sind in der 11 dargestellt und mit B1 und B16 bezeichnet. Das wegabhängige Differenzsignal der in 9a dargestellten Empfangsspulenanordnung entspricht etwa der (negativen) Cosinusfunktion. Das Differenzspannungssignal der in 9b dargestellten Empfangsspulenanordnung 16 entspricht etwa dem Verlauf einer Sinusfunktion. Die Auswerteeinrichtung 3 kann durch Quotientbildung dieser beiden Signale B1 und B16 den Einfluss, den der Abstand des Beeinflussungselementes zur Sensorfläche bewirkt, kompensieren.The differential voltage signals of in 9a and 9b Reception coil arrangements shown 1 . 16 are in the 11 represented and labeled B1 and B16. The path-dependent difference signal of in 9a Reception coil arrangement shown approximately corresponds to the (negative) cosine function. The differential voltage signal of in 9b Reception coil arrangement shown 16 corresponds approximately to the course of a sine function. The evaluation device 3 can compensate by quotient of these two signals B1 and B16 the influence that causes the distance of the influencing element to the sensor surface.

Die in beigefügten Figuren und in der vorangegangenen Beschreibung erwähnten Spulengeometrien sind nur Beispiele. Die Erfindung ist auch mit Spulenformen realisierbar, die eine anders gestaltete Rechteckform besitzen, also bei denen das Seitenverhältnis größer oder kleiner ist. Die Spulen können darüber hinaus auch die Form von Parallelogrammen, Dreiecken, Fünfecken, Sechsecken etc. und Spiralformen aufweisen.The coil geometries mentioned in the attached figures and in the preceding description are only examples. The invention can also be realized with coil forms which have a differently shaped rectangular shape, that is to say in which the aspect ratio is greater or smaller. The coils may also have the shape of parallelograms, triangles, pentagons, hexagons, etc. and spiral shapes.

Bei den in den 1 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen kreuzen sich zwei Sensorspulenanordnungen rechtwinklig. In nicht dargestellten Ausführungsbeispielen können sich diese Spulenanordnungen aber auch in spitzen oder stumpfen Winkeln kreuzen. Es ist auch nicht erforderlich, dass die Spulenanordnungen in den Ausführungsbeispielen, wie sie die 1 oder beispielsweise 4 zeigen, parallel zueinander angeordnet sind. Die Spulenanordnungen 1 können auch spitzwinklig zueinander verlaufen. Dasselbe gilt für die Spulenanordnungen 4.In the in the 1 and 4 illustrated embodiments, two sensor coil arrangements intersect at right angles. In embodiments not shown, however, these coil arrangements can also intersect at acute or obtuse angles. It is also not necessary that the coil arrangements in the embodiments as they 1 or for example 4 show, are arranged parallel to each other. The coil arrangements 1 can also run at an acute angle to each other. The same applies to the coil arrangements 4 ,

Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen mehrere Sendespulen 4, denen jeweils ein einzelner Sender zugeordnet ist. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann lediglich ein Sender vorgesehen sein, der getaktet umgeschaltet wird. Jede der Vielzahl von Sendespulen wird dann nacheinander als Sender benutzt. Dieses erfolgt synchronisiert mit dem Umschalten der Empfangsspulenanordnungen. Diese Variante hat gegenüber den zuvor beschriebenen Varianten den Vorteil, dass sich die Schwingkreise nie gegenseitig beeinflussen.The embodiments described above show several transmitting coils 4 , each of which is assigned a single transmitter. In one embodiment, not shown, only one transmitter may be provided, which is switched clocked. Each of the plurality of transmission coils is then used sequentially as a transmitter. This is synchronized with the switching of the receiving coil arrangements. This variant has the advantage over the variants described above that the oscillating circuits never influence each other.

Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel könnte bspw. der Umschalter 2 mit einem weiteren Umschalter gekoppelt sein, der jeweils nur einen Verstärker getaktet mit jeweils einer der insgesamt drei dort dargestellten Sendespulen 4.1, 4.2 oder 4.3 koppelt. Dort werden dann schrittweise nacheinander alle der insgesamt dort zwölf möglichen Tastpositionen abgefragt, inwieweit sich dort ein, das Schwingungsverhalten der Spulenanordnung beeinflussender Auslöser befindet.In the in the 1 illustrated embodiment could, for example. The switch 2 be coupled with another switch, each clocked only one amplifier with each one of the three transmit coils shown there 4.1 . 4.2 or 4.3 coupled. There are then successively queried successively all of the twelve possible probing positions there, to what extent there is a, the vibration behavior of the coil assembly influencing trigger.

Claims (14)

Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Auslösers/Beeinflussungselements mit einer Vielzahl von Empfangsspulenanordnungen (1), die bei Annäherung des Auslösers/Beeinflussungselements jeweils ein Empfangssignal erzeugen, wobei jede Empfangsspulenanordnung (1) eine zumindest erste (1') und eine dazu gegensinnig gepolte zweite (1'') Einzelspule aufweist, wobei die Empfangssignale mittels eines Umschalters (2) nacheinander einer Auswerteeinrichtung (3) zugeführt werden, und mit mindestens einer Sendespule (4) zur Erzeugung eines die Empfangssignale beeinflussenden Wechselfelds, die eine Sendespulenfläche aufweist, in welcher mehrere Empfangsspulenanordnungen (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die gegensinnig gepolten Einzelspulen (1', 1'') der Empfangsspulenanordnung (1) derart im Wesentlichen deckungsgleich zueinander und voneinander beabstandet in der Sendespulenfläche angeordnet sind, dass sie als Spulenpaar eine Differenzspannung liefern.Device for determining the position of a trigger / influencing element with a multiplicity of receiving coil arrangements ( 1 ), which in each case generate a received signal as the trigger / influencing element approaches, each receiving coil arrangement ( 1 ) an at least first ( 1' ) and an oppositely poled second ( 1'' ) Single coil, wherein the received signals by means of a switch ( 2 ) successively an evaluation device ( 3 ), and with at least one transmitting coil ( 4 ) for generating an alternating field which influences the received signals and which has a transmitting coil surface in which a plurality of receiving coil arrangements ( 1 ) are arranged, characterized in that the oppositely poled individual coils ( 1' . 1'' ) of the receiving coil arrangement ( 1 ) are arranged so substantially congruent to one another and spaced apart in the transmitting coil surface that they deliver a differential voltage as a coil pair. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Sendespulen (4.1, 4.2, 4.3), die jeweils Sendespulenflächen aufweisen, in denen Spulenpaare mehrerer Empfangsspulenanordnungen (1.1, 1.2, 1.3) angeordnet sind, wobei ein Spulenpaar (1'.1, 1''.1) zumindest einer Empfangsspulenanordnung einer ersten Sendespulenfläche (4.1) mit einem weiteren Spulenpaar (1'.2, 1''.2) einer zweiten Sendespulenfläche (4.2) in Serie geschaltet ist.Apparatus according to claim 1, characterized by a plurality of transmitting coils ( 4.1 . 4.2 . 4.3 ) each having transmitting coil surfaces in which coil pairs of a plurality of receiving coil arrangements ( 1.1 . 1.2 . 1.3 ) are arranged, wherein a coil pair ( 1'.1 . 1 ''. 1 ) at least one receiving coil arrangement of a first transmitting coil surface ( 4.1 ) with a further coil pair ( 1'.2 . 1 ''. 2 ) a second transmitting coil surface ( 4.2 ) is connected in series. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (8) zur Steuerung des Umschalters (2), die mit der Auswerteeinrichtung (3) zur Auswertung des von den Sendespulen (4) gesendeten Wechselfeldes zusammenwirkt.Device according to claim 2, characterized by a control device ( 8th ) for controlling the switch ( 2 ) connected to the evaluation device ( 3 ) for the evaluation of the transmission coils ( 4 ) interacts alternating field. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendespulen (4) zusammen mit einem Kondensator (9) einen Schwingkreis mit einer festen Resonanzfrequenz ausbilden.Device according to one of claims 2 or 3, characterized in that the transmitting coils ( 4 ) together with a capacitor ( 9 ) form a resonant circuit with a fixed resonant frequency. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonanzfrequenzen der einzelnen Schwingkreise (4, 9) voneinander verschieden sind.Device according to claim 4, characterized in that the resonance frequencies of the individual oscillating circuits ( 4 . 9 ) are different from each other. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch Auswerten der Amplitude jedes Schwingkreises (4, 9) die Empfangsspulenanordnung (1) einer in Serie geschalteten Vielzahl von Empfangsspulenanordnungen (1) ermittelbar ist, an welcher das Beeinflussungselement positioniert ist.Device according to one of claims 4 or 5, characterized in that by evaluating the amplitude of each resonant circuit ( 4 . 9 ) the receiving coil arrangement ( 1 ) of a series-connected plurality of receiving coil arrangements ( 1 ) can be determined, on which the influencing element is positioned. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere in einer Sendespulenerstreckungsrichtung parallel zueinander angeordnete längliche Sendespulen (4), auf deren Spulenflächen jeweils eine Vielzahl von Empfangsspulenanordnungen (1) als Reihe hintereinander angeordnet sind und zumindest eine erste Empfangsspulenanordnung (1.1) einer ersten Sendespule (4.1) mit einer zweiten Empfangsspulenanordnung (1.2) einer zweiten Sendespule (4.2) in Serie geschaltet ist, wobei die zur Serie gehörenden Empfangsspulenanordnungen (1) in einer Richtung quer zur Sendespulenerstreckungsrichtung angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized by a plurality of elongated transmitting coils (12) arranged parallel to one another in a transmitting coil extension direction ( 4 ), on whose coil surfaces in each case a multiplicity of receiving coil arrangements ( 1 ) are arranged as a row one behind the other and at least one first receiving coil arrangement ( 1.1 ) of a first transmitting coil ( 4.1 ) with a second receiving coil arrangement ( 1.2 ) a second transmitting coil ( 4.2 ) is connected in series, wherein the receiver coil arrangements belonging to the series ( 1 ) are arranged in a direction transverse to the transmitting coil extension direction. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das von den in Serie geschalteten Empfangsspulenanordnungen (1) empfangene Signal von einem Verstärker (5.1, 5.2, 5.3) verstärkt wird und mehrere Schwingkreise (4, 9) mit dem verstärkten Signal getrieben werden.Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the of the series-connected receiving coil assemblies ( 1 ) received signal from an amplifier ( 5.1 . 5.2 . 5.3 ) is amplified and several resonant circuits ( 4 . 9 ) are driven with the amplified signal. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Empfangsspulenanordnung (1) eine Empfangsspulenfläche besitzt, die die Sendespulenflächen von zumindest zwei Sendespulen (4) überlappt.Device according to one of claims 2 to 8, characterized in that at least one receiving coil arrangement ( 1 ) has a receiving coil surface which covers the transmitting coil surfaces of at least two transmitting coils ( 4 ) overlaps. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Empfangsspulenanordnungen (1) in einer Reihe hintereinander angeordnet sind, die länglichen Sendespulen (4) in Bezug auf die Reihenrichtung parallel und versetzt zueinander liegen und zumindest einige jeweils die in Bezug auf die einzelnen Sendespulen (4) an gleicher Position liegenden Empfangsspulenanordnungen (1) miteinander verbunden sind, insbesondere seriell miteinander verbunden sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of receiving coil arrangements ( 1 ) are arranged in a row one behind the other, the elongated transmitting coils ( 4 ) are parallel and staggered with respect to the row direction and at least some of which are in relation to the individual transmit coils ( 4 ) located at the same position receiving coil assemblies ( 1 ) are connected to each other, in particular connected in series. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangssignal (A) der Auswerteeinrichtung (3) ein Analogsignal ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a Output signal (A) of the evaluation device ( 3 ) is an analog signal. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das von den beiden gegensinnig geschalteten Einzelspulen (1', 1'') einer oder mehrerer miteinander verbundenen Empfangsspulenanordnungen (1) empfangene Wechselspannungssignal mit der Frequenz eines mit einer festen Frequenz betriebenen Sendeoszillators (12) gemischt wird.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the of the two oppositely connected individual coils ( 1' . 1'' ) one or more interconnected receiving coil arrangements ( 1 ) received at the frequency of a fixed frequency operated transmitter oscillator ( 12 ) is mixed. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerteeinrichtung (3) eine Mehrzahl von Analogsignalen zugeführt wird, die jeweils aus dem empfangenen Wechselspannungssignal einer oder mehrerer miteinander verbundenen Empfangsspulenanordnungen (1) gewonnen werden.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device ( 3 ) is supplied to a plurality of analog signals, each from the received AC signal of one or more interconnected receiving coil assemblies ( 1 ) be won. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelspulen (1', 1'', 1''', 16', 16'') zumindest bereichsweise hintereinander liegen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the individual coils ( 1' . 1'' . 1''' . 16 ' . 16 '' ) lie at least in areas one behind the other.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2947425B1 (en) * 2014-05-07 2017-07-26 Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG Inductive displacement sensor and piston-cylinder assembly
DE102020119985A1 (en) 2020-07-29 2022-02-03 Samson Aktiengesellschaft Position sensor for determining the position of a valve stem of a control valve
CN114061428B (en) * 2020-08-05 2023-11-07 神华神东煤炭集团有限责任公司 Rock stratum displacement monitoring device and method for three-dimensional similarity simulation experiment

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4697144A (en) * 1984-04-19 1987-09-29 Verify Electronics Limited Position sensing apparatus
US4810966A (en) * 1983-07-05 1989-03-07 Schmall Karl Heinz Inductive sensor arrangement and measuring arrangement for use thereof
DE4311973A1 (en) * 1993-04-14 1997-02-13 Pepperl & Fuchs Magneto-inductive sensor array for determining position and/or travel - has magnets which move over and saturate magnetic panel, provided with pairs of coils forming transmitter/receiver systems, voltages induced in coils being measured
DE10125278A1 (en) * 2001-05-23 2002-12-12 Cherry Gmbh Inductive position switching device
DE10205445A1 (en) * 2002-02-08 2003-08-28 Ifm Electronic Gmbh Capacitive filling level measurement instrument has a level sensor with a multipolar switched connection to a number of sensor fields, with circuits configured so that a measurement value is obtained with no sensor field connected
DE69810504T2 (en) * 1997-10-15 2003-11-20 Synaptics Uk Ltd LOCATOR
DE10352351B4 (en) * 2003-05-07 2006-03-09 Ifm Electronic Gmbh Influencing unit e.g. piston, positioning determining process for measuring linear motion of influencing unit, involves measuring impedance of coil/tuned circuit with which position of influencing unit can be determined
WO2006064236A1 (en) * 2004-12-14 2006-06-22 Darran Kreit Inductive position sensor

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4810966A (en) * 1983-07-05 1989-03-07 Schmall Karl Heinz Inductive sensor arrangement and measuring arrangement for use thereof
US4697144A (en) * 1984-04-19 1987-09-29 Verify Electronics Limited Position sensing apparatus
DE4311973A1 (en) * 1993-04-14 1997-02-13 Pepperl & Fuchs Magneto-inductive sensor array for determining position and/or travel - has magnets which move over and saturate magnetic panel, provided with pairs of coils forming transmitter/receiver systems, voltages induced in coils being measured
DE69810504T2 (en) * 1997-10-15 2003-11-20 Synaptics Uk Ltd LOCATOR
DE10125278A1 (en) * 2001-05-23 2002-12-12 Cherry Gmbh Inductive position switching device
DE10205445A1 (en) * 2002-02-08 2003-08-28 Ifm Electronic Gmbh Capacitive filling level measurement instrument has a level sensor with a multipolar switched connection to a number of sensor fields, with circuits configured so that a measurement value is obtained with no sensor field connected
DE10352351B4 (en) * 2003-05-07 2006-03-09 Ifm Electronic Gmbh Influencing unit e.g. piston, positioning determining process for measuring linear motion of influencing unit, involves measuring impedance of coil/tuned circuit with which position of influencing unit can be determined
WO2006064236A1 (en) * 2004-12-14 2006-06-22 Darran Kreit Inductive position sensor

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