DE4103603A1 - Positionssensor zum erfassen linearer oder rotatorischer bewegungen eines teils - Google Patents
Positionssensor zum erfassen linearer oder rotatorischer bewegungen eines teilsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Positionssensor zum
Erfassen linearer oder rotatorischer Bewegungen
eines Teils; mit einer langgestreckten Meßspulenan
ordnung, in der ein weichmagnetischer Kern in Längs
richtung stationär angeordnet ist und der einen zur
Längenausdehnung geringen Querschnitt aufweist; mit
einem von dem Teil bewegbaren Steuermagneten, insbe
sondere Permanentmagneten, der in Längsrichtung des
weichmagnetischen Kerns bewegbar ist, diesen positi
onsabhängig partiell magnetisch sättigt und damit
die elektrischen Werte der Meßspulenanordnung
steuert; und mit einer Auswerteeinrichtung zum Aus
werten der sich positionsabhängig ändernden elektri
schen Werte der Meßspulenanordnung.
Aus der EP-B 2 38 922 ist bereits ein magnetischer
Wegsensor zur Erfassung der Lage eines Meßobjektes
bekannt, der aus einem Differential-Transformator
mit einem feststehenden Kern aus weichmagnetischem
Material besteht. Entlang diesem Kern wird zusammen
mit dem Meßobjekt ein Dauermagnet bewegt, der den
weichmagnetischen Kern positionsabhängig partiell
magnetisch sättigt, so daß an dieser Stelle ein
virtueller Luftspalt in dem Kern bewirkt wird, der
entsprechenden Einfluß auf die Kopplung zwischen
den Wicklungen des Differential-Transformators hat.
Ein ähnlicher magnetischer Wegsensor ist auch aus
der DE-OS 39 14 787 bekannt.
Bei dem magnetischen Wegsensor nach der
EP-B-2 38 922 befindet sich zwar der weichmagneti
sche Kern innerhalb der Meßspulenanordnung mit
Primär- und Sekundärwicklungen, der Steuermagnet
ist jedoch außerhalb der gesamten Anordnung vorge
sehen, so daß magnetische Fremdfelder verhältnis
mäßig große Meßfehler verursachen können. Außerdem
ist ein solcher Positionssensor verhältnismäßig kom
pliziert aufgebaut und benötigt aufwendige Führungs
mittel zur genauen Führung des Steuermagneten gegen
über dem weichmagnetischen Kern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Ein
fluß von magnetischen Fremdfeldern zu minimieren
und dabei gleichzeitig zu niedrigen Herstellkosten
zu kommen.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfin
dung dadurch gelöst, daß der weichmagnetische Kern
im Querschnitt trogförmig, insbesondere V- oder
U-förmig, ausgebildet ist und daß der Steuermagnet
zwischen den Schenkeln des Kerns innerhalb der
Meßspulenanordnung angeordnet und durch das Teil
bewegbar ist. Diese Lösung hat den Vorteil, daß der
Luftspalt zwischen dem Steuermagneten und dem Kern
gering gehalten werden kann und stets die gleiche
Größe hat, um eine Messung mit großer Zuverlässig
keit zu ermöglichen. Die Unempfindlichkeit gegen
über Fremdfeldern ist erheblich gesteigert gegen
über dem Positionssensor nach dem besprochenen
Stand der Technik.
Die Meßspulenanordnung des erfindungsgemäßen Positi
onssensors ist vorzugsweise auf einen rohrförmigen
Trägerkörper gewickelt, und die Länge des Kerns ent
spricht etwa der Länge der Meßspulenanordnung und
des Bewegungsweges des Steuermagneten. Der Kern ist
vorzugsweise aus Dynamoblech hergestellt.
Eine andere Lösung der gestellten Aufgabe besteht
bei einem Positionssensor der eingangs genannten
Art darin, daß die Meßspulenanordnung als langge
streckte Flachspulenanordnung und der weichmagne
tische Kern als langgestreckte Folie ausgebildet
sind, die schichtweise übereinander liegen. Die Meß
spulenanordnung ist vorzugsweise als gedruckte
Schaltung ausgebildet, oder die Meßspulenanordnung
und der weichmagnetische Kern sind auf einem Iso
lierträger auflaminiert. Durch diese Konstruktions
weise ergibt sich ein besonders niedriger Herstell
aufwand, da solche Meßspulenanordnungen auf ein
fache Weise maschinell hergestellt werden können,
d. h., daß aufwendiges Wickeln von Spulen vermieden
wird. Da der Steuermagnet in sehr geringem Abstand
an dem weichmagnetischen Kern in Form einer Folie
entsprechend dem bewegten Teil vorbeigeführt wird,
ergibt sich eine hohe Empfindlichkeit des Positions
sensors, der gleichzeitig durch Fremdfelder kaum
beeinflußt wird.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform
ist der Steuermagnet mit dem Teil seitlich aus
weichend elastisch aufgehängt, wird von dem Kern
angezogen, berührt diesen und wird von diesem
gleichzeitig geführt. Hierdurch werden besondere
Führungsmittel eingespart. Der Steuermagnet und/
oder der Kern sind an den Berührungsflächen vorzugs
weise mit einer abriebfesten und reibungsmindern
den Schicht überzogen, so daß trotz dieser Be
rührung eine lange Lebensdauer und geringe Betäti
gungskräfte erzielt werden.
Der Positionssensor kann sowohl für lineare, rotato
rische oder andere Bewegungen eines Teils ausgebil
det sein. In einem solchen Fall sind die Meßspulen
anordnung und der Kern dem Bewegungsweg des Teils
und des Steuermagneten angepaßt und entweder linear
oder bogenförmig ausgebildet.
Die Wicklungen der Meßspulenanordnung können nicht
nur spiralförmig, sondern auch mäanderförmig ausge
bildet sein. Auf diese Weise läßt sich eine
besonders feine Auflösung des Positionssensors er
reichen.
Vorzugsweise ist die Meßspulenanordnung als Trans
formator mit mehreren Wicklungen ausgebildet, insbe
sondere in der Form eines Differential-Transforma
tors. Im Falle von mäanderförmigen Wicklungen
können diese auch mäanderförmig ineinandergeschach
telt angeordnet sein.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines
Positionssensors für rotatorische Bewegungen ist
dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator
mehrere sektorförmig angeordnete flache Spulen und
einen weichmagnetischen Kern in Form einer Folie
mit kreisförmiger Fläche enthält, die auf einer
Trägerplatte übereinander angeordnet sind, und daß
der Steuermagnet radial magnetisiert ist und zum Er
fassen einer Drehbewegung des Teils mit seiner
Stirnfläche den weichmagnetischen Kern steuert.
Als Auswerteeinrichtungen können verschiedene
Formen vorgesehen sein. In einer vorteilhaften Aus
führungsform ist die Auswerteeinrichtung zur
Messung induktivitätsabhängiger Bestromungsverläufe
der Meßspulenanordnung ausgebildet. Der Meßspulenan
ordnung werden dabei vorzugsweise impulsförmige
Ströme zugeführt. Eine andere Ausführungsform ist
dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung
die Übertragung von Wechselstrom- oder Impulssigna
len von der Primärwicklung auf die Sekundärwicklung
der Meßspulenanordnung abhängig von der Position
des Steuermagneten auswertet.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbei
spielen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste
Ausführungsform eines Positionssensors
entlang der Linie I-I von Fig. 2;
Fig. 2 einen Schnitt durch den Positionssensor
nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung
entlang der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 ein elektrisches Schaltbild zur Verdeut
lichung der Polaritäten der Meßspulenan
ordnung des Positionssensors nach den
Fig. 1 und 2;
Fig. 4 ein Schaltbild einer Auswerteeinrichtung;
Fig. 5 ein Spannungs-Zeit-Diagramm zur Auswerte
einrichtung nach Fig. 4;
Fig. 6 einen Längsschnitt einer zweiten Aus
führungsform eines Positionssensors ent
sprechend der Linie VI-VI der Fig. 7;
Fig. 7 eine Draufsicht auf den Positionssensor
nach Fig. 6;
Fig. 8 eine dritte Ausführungsform eines Positi
onssensors in Draufsicht;
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung einer
vierten Ausführungsform eines Positions
sensors;
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer
fünften Ausführungsform eines Positions
sensors;
Fig. 11 eine schematische Darstellung eines Posi
tionssensors mit einer mäanderförmigen
Meßspulenanordnung; und
Fig. 12 die Anordnung von mehreren mäanderförmi
gen Wicklungen in einer Meßspulenanord
nung.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Positions
sensor enthält einen rohrförmigen Trägerkörper 2,
auf den über den wesentlichen Teil seiner Länge
eine Sekundärspule 3 gewickelt ist. An den axialen
Endbereichen des Trägerkörpers 2 sind zwei Teil-
Spulen 4 und 5 angeordnet, die durch einen Verbin
dungsdraht 10 miteinander verbunden sind und die
Primärspule bilden. Die entsprechenden Spulen 3, 4
und 5 sind mit Anschlüssen 9 versehen.
Innerhalb der aus den Spulen 3, 4 und 5 bestehenden
Meßspulenanordnung, also im vorliegenden Beispiel
innerhalb des Trägerkörpers 2, sind ein trogförmi
ger Kern 6 sowie der an einem bewegten Teil 1 ange
ordnete Steuermagnet 8 angeordnet, wobei der Steuer
magnet 8 im vorliegenden Beispiel einen kreisförmi
gen Querschnitt hat und mit seiner Umfangsfläche an
den Innenflächen der Schenkel 7 des trogförmigen
Kerns 6 anliegt. Im vorliegenden Beispiel ist der
trogförmige Kern 6 V-förmig ausgebildet. Je nach
den räumlichen Verhältnissen und der Form des
Steuermagneten 8 sind auch andere Formen, wie z. B.
U-Form möglich.
Das bewegliche Teil 1 kann in Richtung des Doppel
pfeils 16 in Richtung der Längsachse der Meßspulen
anordnung bewegt werden, und zwar derart, daß der
Steuermagnet 8 im wesentlichen die gesamte Länge
des Kerns 6 bestreicht. Der Kern besteht vorzugs
weise aus Dynamoblech, und wird an der Stelle magne
tisch gesättigt, an der sich der Steuermagnet 8
gerade befindet. Diese partielle Sättigung führt zu
einem virtuellen Luftspalt im Kern 6, wodurch die
Kopplungsverhältnisse zwischen den Primärspulen 4
und 5 und der Sekundärspule 3 lageabhängig ver
ändert werden. Das bewegliche Teil 1 mit seinem
Steuermagneten 8 ist in Querrichtung federnd ge
lagert, so daß der Steuermagnet 8 beim Anziehen der
Innenflächen der Schenkel 7 des Kerns 6 mit diesem
in enger Berührung bleibt, wodurch sich besonders
stabile magnetische Verhältnisse ergeben. Um die
Reibungskräfte zwischen dem Steuermagneten 8 und
den Innenflächen des Kerns 6 sowie Abnutzung zu
vermindern, sind die Berührungsflächen der beiden
Teile zweckmäßigerweise mit einer abriebfesten und
reibungsmindernden Schicht (nicht gezeigt) über
zogen.
Die Wicklungen 3, 4 und 5 der Meßspulenanordnung
des ersten Ausführungsbeispiels sind als Differen
tial-Transformator geschaltet, was das Schaltbild
nach Fig. 3 im einzelnen zeigt. Es ist zu sehen,
daß bei der durch Punkte an den einzelnen Wicklun
gen 4, 3 und 5 angedeuteten Polaritäten sich eine
gegensinnige Polarität für die Teil-Primärwicklun
gen 4 und 5 ergibt.
Fig. 4 zeigt nun ein Beispiel einer Auswerteein
richtung für den Positionssensor nach den Fig. 1
bis 3. Ein durch einen Steuerimpuls 12 gesteuerter
Transistor 13 beaufschlagt die aus den Teilwicklun
gen 4 und 5 bestehende Primärwicklung. Je nach
Stellung des mit dem bewegten Teil verbundenen
Kerns 8 wird auf die Sekundärwicklung 3 ein positi
onsabhängiges Signal übertragen und von einem
Differentialverstärker 14 ausgewertet. Wie Fig. 5
zeigt, ist die Primärspannung Upr in der Form von
Impulsen 12′, und das auf die Sekundwärwicklung 3
übertragene Signal Usek hat die Form eines verform
ten Rechteckimpulses 15. Aus dem Impulsverlauf der
Impulse 15 kann auf die Stellung des Steuermagneten
8 gegenüber dem Kern 6 geschlossen werden. Es ist
jedoch auch denkbar, der Primärwicklung 4, 5 ein
sinusförmiges Wechselstromsignal zuzuführen und die
Amplitude der in der Sekundärwicklung 3 induzierten
Spannung auszuwerten. Darüber hinaus ist es möglich,
die Wicklungen 4, 5 sowie 3 in der Funktion mitein
ander zu vertauschen, d. h., die Wicklung 3 als
Primärwicklung zu verwenden und die beiden zusammen
geschalteten Teilwicklungen 4 und 5 als Sekundär
wicklung zu benutzen. Schließlich ist es auch mög
lich, nur eine Wicklung vorzusehen und deren Induk
tivität als Maß der Position des Steuerkerns 8 aus
zuwerten.
In den Fig. 6 und 7 ist nun eine zweite Ausführungs
form des erfindungsgemäßen Positionssensors darge
stellt. Hier sind die Spulen 23, 24, 25 der Meß
spulenanordnung nicht wie bei dem ersten Aus
führungsbeispiel auf einen rohrförmigen Träger
körper gewickelt, sondern als Flachspulen in Form
einer gedruckten Schaltung auf einem Trägersubstrat
22 angeordnet. Auch hier ist eine Sekundärspule 23
vorgesehen sowie eine aus zwei Teilspulen 24 und 25
bestehende Primärspule. Beide Spulenarten können
miteinander vertauscht werden. Die Flachwicklungen
23, 24, 25 sind auf der einen Seite des Substrats
22 angeordnet, während auf die entgegengesetzte
Seite das Kernmaterial 26 in Form einer Folie aufla
miniert ist. Darüber hinaus sind die Wicklungen 23,
24, 25 durch eine Isolierschicht abgedeckt. Der
Steuermagnet 28 ist in Richtung des Doppelpfeiles
16 im Bereich der Ausmaße der inneren Wicklung, der
Sekundärwicklung 23 in Längsrichtung verschiebbar,
und zwar von der ausgezogen dargestellten Position
28 in die gestrichelt dargestellte Position 28′.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel zieht der
Steuermagnet 28 den Kern 26 an, so daß sich eine
gute Berührung zwischen beiden Teilen ergibt.
Zwischen beiden Teilen ist eine Schutzschicht 27
vorgesehen, die auf die Kern-Schicht auflaminiert
ist, um Reibung und Verschleiß zu vermindern. Die
Wicklungen 23, 24 und 25 sind mit Anschlüssen 29
versehen.
Der Positionssensor nach den Fig. 6 und 7 kann
nicht nur zur Bestimmung der Position eines linear
beweglichen Teils 1 verwendet werden, sondern - bei
entsprechender Ausbildung - auch für bogenförmige
oder sonstige Bewegungsformen. Fig. 8 zeigt ein
solches Beispiel, bei dem auf einem Substrat mit
beliebigem Formenverlauf die entsprechenden Meß
spulen 33, 34 und 35 als Flachspulen angeordnet
sind. Ein Steuermagnet 38 ist gegenüber einem Kern
36 (unterhalb des Substrates 32) angeordnet, um
einen Drehpunkt 31 bogenförmig bewegbar und über
streicht die gesamte Fläche der Meßspulenanordnung
33, 34, 35. Die entsprechenden Meßspulen sind über
Anschlüsse 39 an eine (nicht gezeigte) Auswerteein
richtung angeschlossen.
Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der
entweder zwei Meßspulenanordnungen mit entsprechen
den Kernen 46a und 46b durch einen gemeinsamen
Steuermagneten 48 positionsabhängig gesteuert
werden, oder die beiden Meßspulenanordnungen 46a
und 46b werden durch zwei getrennte, einander gegen
überstehende, aber gegenpolig zueinander magneti
sierte Steuermagnete 48a und 48b beeinflußt. Beide
Steuermagnete 48a und 48b werden gleichförmig von
einem (nicht gezeigten) beweglichen Teil in Längs
richtung der Meßspulenanordnungen bewegt. Die An
schlüsse der einzelnen Wicklungen der Meßspulenan
ordnungen sind über Steckkontakte 49 herausgeführt.
Die Anordnung von zwei gegenpoligen Steuermagneten
48a und 48b hat den Vorteil, daß externe Streu
felder einen noch geringeren Einfluß auf die
Messung haben.
Insgesamt für alle bisher besprochenen Ausführungs
formen kann gesagt werden, daß für die einzelnen
Wicklungen der Meßspulenanordnung verschiedene
Varianten möglich sind. Fig. 10 zeigt eine weitere
Ausführungsform für einen Positionssensor zum Er
fassen von rotatorischen Bewegungen. Auf einem Sub
strat 52 sind drei sektorförmige Spulen 53, 54 und
55 angeordnet, die über entsprechende Anschlüsse 59
angeschlossen werden können. Auf der den Wicklungen
53, 54, 55 gegenüberliegenden Seite des Substrats
52 ist ein Kern 56 in Form einer kreisförmigen
Folie aufgebracht. Oberhalb der Wicklungen 53, 54,
55 ist ein Steuermagnet 58 vorgesehen, der selbst
verständlich in nur geringem Abstand von den Wick
lungen angeordnet ist. Der Steuermagnet 58 ist
radial magnetisiert, so daß je nach Drehstellung
des Steuermagneten 58 eine etwa linienförmige Sätti
gung des Kerns 56 unterhalb des Substrats 52 be
wirkt wird. Die Winkelposition dieser Sättigungs
linie dreht sich zusammen mit dem Steuermagneten 58
um den Mittelpunkt.
Die Funktion der Wicklungen 53, 54, 55 ist im vor
liegenden Fall nicht festgelegt. Es kann jeweils
eine der Wicklungen als Primärwicklung dienen,
während die anderen beiden Wicklungen Sekundär
wicklungen darstellen; es ist jedoch auch möglich,
zwei Wicklungen als Primärwicklungen zu benutzen
und die dritte Wicklung als Sekundärwicklung an
eine entsprechende Auswerteeinrichtung (nicht
gezeigt) anzuschließen. Des weiteren ist es
möglich, die drei Einzelwicklungen 53, 54 und 55
jeweils als Induktivitäten an eine entsprechende
Auswerteeinrichtung anzuschließen, deren Werte
durch die Stellung des Steuermagneten 58 gesteuert
werden. Schließlich ist es auch möglich, anstelle
des zweipoligen Steuermagneten 58 einen solchen mit
mehr als zwei Polen zu benutzen.
Fig. 11 zeigt nun, daß anstelle der spiralförmigen
Wicklungen der vorhergehenden Ausführungsbeispiele
auch eine oder mehrere mäanderförmige Spulen 63 mög
lich sind, die auf einem Substrat 62 angeordnet
sind. Unterhalb des Substrats 62 ist wiederum der
Kern 66 in Form einer Folie angeordnet. Die Spule
63 ist über Kontakte 69 an eine geeignete Auswerte
einrichtung angeschlossen.
Ein oberhalb der Spule 63 bzw. des Kerns 66 ange
ordneter Steuermagnet 68 ist im vorliegenden Bei
spiel mehrpolig ausgebildet und bewegt sich zu
sammen mit dem zu messenden Teil 1 entlang des
Doppelpfeils 16. Der Steuermagnet 68 ist mehrpolig
ausgebildet; es ist jedoch auch eine einpolige oder
doppelpolige Ausführung möglich.
Fig. 12 zeigt eine Variante der Ausführungsform
nach Fig. 11, bei der drei mäanderförmige Spulen
73, 74 und 75 einer Meßspulenanordnung vorgesehen
sind. Die Spulen 73, 74, 75 sind mäanderförmig in
einandergeschachtelt und an entsprechende An
schlüsse 79 angeschlossen. Die Ausbildung der
Wicklungen bzw. Spulen als Mäanderspulen hat den
Vorteil, daß die Auflösung des Positionssensors
weiter verbessert werden kann und das aufwendige
Wickeln von Spulen entfällt. Die mäanderförmigen
Spulen 63, 73, 74 und 75 können in gedruckter Tech
nik aufgebracht werden; es ist jedoch auch möglich,
die bekannte Siebdrucktechnik anzuwenden. Das Mate
rial des Kernes 66 ist eine Folie mit vorzugsweise
hoher magnetischer Permeabilität mit mittlerem bis
niedrigem Sättigungsverhalten, z. B. Mu-Metall oder
Amorph-Metalle, die auch als metallische Gläser be
zeichnet werden und z. B. unter den Handelsnamen
Vitrovac und Metglas bekannt sind.
Für die Auswerteeinrichtung sind verschiedene
Formen möglich. Bei der Impulsauswertung werden zur
Bestromung und Auswertung der Bestromungsverläufe
zweckmäßigerweise Schaltungen mit einem Mikropro
zessor verwendet, um die Position des Steuermagne
ten genau zu ermitteln.
Claims (21)
1. Positionssensor zum Erfassen linearer oder
rotatorischer Bewegungen eines Teils;
mit einer langgestreckten Meßspulenanordnung, in der ein weichmagnetischer Kern in Längsrichtung stationär angeordnet ist und der einen zur Längenausdehnung geringen Querschnitt aufweist;
mit einem von dem Teil bewegbaren Steuermagneten, insbesondere Permanentmagneten, der in Längs richtung des weichmagnetischen Kerns bewegbar ist, diesen positionsabhängig partiell magnetisch sättigt und damit die elektrischen Werte der Meßspulenan ordnung steuert; und
mit einer Auswerteeinrichtung zum Auswerten der sich positionsabhängig ändernden elektrischen Werte der Meßspulenanordnung;
dadurch gekennzeichnet, daß der weichmagnetische Kern (6) im Querschnitt trogförmig, insbesondere V- oder U-förmig, ausgebildet ist und daß der Steuer magnet (8) zwischen den Schenkeln (7) des Kerns (6) innerhalb der Meßspulenanordnung (3, 4, 5) angeord net und durch das Teil (1) bewegbar ist.
mit einer langgestreckten Meßspulenanordnung, in der ein weichmagnetischer Kern in Längsrichtung stationär angeordnet ist und der einen zur Längenausdehnung geringen Querschnitt aufweist;
mit einem von dem Teil bewegbaren Steuermagneten, insbesondere Permanentmagneten, der in Längs richtung des weichmagnetischen Kerns bewegbar ist, diesen positionsabhängig partiell magnetisch sättigt und damit die elektrischen Werte der Meßspulenan ordnung steuert; und
mit einer Auswerteeinrichtung zum Auswerten der sich positionsabhängig ändernden elektrischen Werte der Meßspulenanordnung;
dadurch gekennzeichnet, daß der weichmagnetische Kern (6) im Querschnitt trogförmig, insbesondere V- oder U-förmig, ausgebildet ist und daß der Steuer magnet (8) zwischen den Schenkeln (7) des Kerns (6) innerhalb der Meßspulenanordnung (3, 4, 5) angeord net und durch das Teil (1) bewegbar ist.
2. Positionssensor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspulenanordnung
(3, 4, 5) auf einen rohrförmigen Trägerkörper (2)
gewickelt ist.
3. Positionssensor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Kerns (6)
etwa gleich der Länge der Meßspulenanordnung (3, 4,
5) und des Bewegungsweges des Steuermagneten (8)
ist.
4. Positionssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (6) aus Dynamo
blech besteht.
5. Positionssensor zum Erfassen linearer oder
rotatorischer Bewegungen eines Teils;
mit einer langgestreckten Meßspulenanordnung, die einen stationären, weichmagnetischen und in Längs richtung angeordneten Kern mit zur Längenausdehnung geringem Querschnitt aufweist;
mit einem von dem Teil bewegbaren Steuermagneten, insbesondere Permanentmagneten, der in Längsrichtung des weichmagnetischen Kerns bewegbar ist, diesen positionsabhängig partiell magnetisch sättigt und damit die elektrischen Werte der Meßspulenanordnung steuert; und
mit einer Auswerteeinrichtung zum Auswerten der sich positionsabhängig ändernden elektrischen Werte der Meßspulenanordnung;
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspulenanordnung (23, 24, 25; 33, 34, 35; 53, 54, 55; 63; 73, 74, 75) als langgestreckte Flachspulenanordnung und der weichmagnetische Kern (26; 36; 46a, 46b; 56; 66) als langgestreckte Folie ausgebildet sind, die schichtweise übereinander liegen.
mit einer langgestreckten Meßspulenanordnung, die einen stationären, weichmagnetischen und in Längs richtung angeordneten Kern mit zur Längenausdehnung geringem Querschnitt aufweist;
mit einem von dem Teil bewegbaren Steuermagneten, insbesondere Permanentmagneten, der in Längsrichtung des weichmagnetischen Kerns bewegbar ist, diesen positionsabhängig partiell magnetisch sättigt und damit die elektrischen Werte der Meßspulenanordnung steuert; und
mit einer Auswerteeinrichtung zum Auswerten der sich positionsabhängig ändernden elektrischen Werte der Meßspulenanordnung;
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspulenanordnung (23, 24, 25; 33, 34, 35; 53, 54, 55; 63; 73, 74, 75) als langgestreckte Flachspulenanordnung und der weichmagnetische Kern (26; 36; 46a, 46b; 56; 66) als langgestreckte Folie ausgebildet sind, die schichtweise übereinander liegen.
6. Positionssensor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspulenanordnung
als gedruckte Schaltung ausgebildet ist.
7. Positionssensor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspulenanordnung
und der weichmagnetische Kern auf einen Isolier
träger (22, 32, 52, 62) auflaminiert sind.
8. Positionssensor nach einem der vorstehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Steuermagnet (8; 28;
38; 48; 48a, 48b; 58; 68) mit dem Teil (1) seitlich
ausweichend elastisch aufgehängt ist, von dem Kern
(6; 26; 36; 46a, 46b; 56; 66) angezogen wird,
diesen berührt und von diesem geführt wird.
9. Positionssensor nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Steuermagnet und/
oder der Kern an den Berührungsflächen mit einer ab
riebfesten und reibungsmindernden Schicht (27) über
zogen sind.
10. Positionssensor nach einem oder mehreren der
vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß anstelle eines einzel
nen Steuermagneten (48) zwei beiderseits des weich
magnetischen Kerns angeordnete und mit dem Teil (1)
synchron bewegte Steuermagneten (48a, 48b) gegen
sätzlicher Polarität vorgesehen sind.
11. Positionssensor nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspulenanordnung
(3, 4, 5) sowie der Bewegungsweg des Teils (1) und
des Steuermagneten (8) linear ausgebildet sind.
12. Positionssensor nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspulenanordnung
(33, 34, 35) sowie der Bewegungsweg des Teils (1)
und des Steuermagneten (38) bogenförmig ausgebildet
sind.
13. Positionssensor nach einem oder mehreren der
Ansprüche 5 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspulenanordnung
(63; 73, 74, 75) mäanderförmig ausgebildet ist.
14. Positionssensor nach einem oder mehreren der
vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspulenanordnung
(3, 4, 5; 23, 24, 25; 33, 34, 35; 53, 54, 55; 73,
74, 75) als Transformator mit mehreren Wicklungen
ausgebildet ist.
15. Positionssensor nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen (73, 74,
75) mäanderförmig ineinander geschachtelt ange
ordnet sind.
16. Positionssensor nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator als
Differentialtransformator (3, 4, 5; 23, 24, 25; 33,
34, 35) ausgebildet ist.
17. Positionssensor nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator zwei
in Längsrichtung im Abstand voneinander angeordnete
und gegeneinander geschachtelte Teilwicklungen (4,
5; 24, 25; 34, 35) und eine sich über den gesamten
Bewegungsbereich des Steuermagneten (8, 28, 38) er
streckende zweite Wicklung (3, 23, 33) enthält.
18. Positionssensor nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Transformator mehrere sektorförmig angeordnete flache Spulen (53, 54, 55) und einen weichmagnetischen Kern (56) in Form einer Folie mit kreisförmiger Fläche ent hält, die auf einer Trägerplatte (52) übereinander angeordnet sind, und
daß der Steuermagnet (58) radial magnetisiert ist und zum Erfassen einer Drehbewegung des Teils mit seiner Stirnfläche den weichmagnetischen Kern (56) steuert.
daß der Transformator mehrere sektorförmig angeordnete flache Spulen (53, 54, 55) und einen weichmagnetischen Kern (56) in Form einer Folie mit kreisförmiger Fläche ent hält, die auf einer Trägerplatte (52) übereinander angeordnet sind, und
daß der Steuermagnet (58) radial magnetisiert ist und zum Erfassen einer Drehbewegung des Teils mit seiner Stirnfläche den weichmagnetischen Kern (56) steuert.
19. Positionssensor nach einem der vorstehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung
zur Messung induktivitätsabhängiger Bestromungsver
läufe der Meßspulenanordnung ausgebildet ist.
20. Positionssensor nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß der Meßspulenanordnung
impulsförmige Ströme zugeführt werden.
21. Positionssensor nach einem der Ansprüche
14 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung
(Fig. 4) die Übertragung von Wechselstrom- oder
Impulssignalen von der Primärwicklung (4, 5) auf
die Sekundärwicklung (3) der Meßspulenanordnung
abhängig von der Position des Steuermagneten (8)
auswertet.
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