CN105358941A - 传感器系统和用于自动化地确定传感器系统的切换点的方法 - Google Patents

传感器系统和用于自动化地确定传感器系统的切换点的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于测定测量对象(8)相对于传感器(7)的位置的传感器系统,具有用于提供测量值的传感器(7),以及具有用于评估测量值和用于提供评估结果的评估装置(22;30)。所述评估装置(22;30)按照本发明包括比较装置、时间元件(43/44)和存储装置(48)。所述比较装置被构造用于将存储的测量值与当前测定的测量值比较。所述比较装置此外被构造用于只要比较的结果满足能预先给定的标准,就将控制信号(U3)提供给时间元件(43/44)。所述时间元件(43/44)被构造为使得在提供控制信号(U3)的情况下继续进行时间测量过程,并且在控制信号(U3)缺席的情况下,重新开始时间测量过程。所述时间元件(43/44)此外被构造为使得在达到能预先给定的时间区间的情况下,由时间元件(43/44)输出触发信号(U4)。所述存储装置(48)被设立用于在触发信号(U4)到达时存储当前测量值。

Description

传感器系统和用于自动化地确定传感器系统的切换点的方法
技术领域
本发明涉及用于测定测量对象相对于传感器的位置的传感器系统,具有用于提供测量值的传感器,所述测量值与传感器和测量对象之间的间距有关,并且具有用于评估测量值和用于提供评估结果的评估装置。此外本发明涉及用于自动化地确定传感器系统的切换点的方法。
背景技术
由DE102007029488A1已知用于设定传感器的切换点的方法,其中传感器可以尤其是磁性的或者感应的传感器,所述传感器优选地被使用用于活塞的最终定位(Endlage)的位置确定。在已知的方法中,活塞位置反复地由传感器检测,所检测的测量值被存储,并且对于存储的测量值进行频率评估。在活塞的预定数量的冲程运动之后,切换点被分配给在其处累积地出现相同的测量值的该活塞位置,其中只有当存在确定的最小数量的相同的测量值时,切换点才被分配。
发明内容
本发明的任务在于,说明传感器系统和用于自动化地确定传感器系统的切换点的方法,所述传感器系统和所述方法与现有技术相比能够实现简化的结构方式或者方法方式。
所述任务对于开头提及的类型的传感器系统利用权利要求1的特征来解决。
在此情况下规定,所述评估装置包括比较装置和时间元件,所述比较装置被构造用于将存储的测量值与当前测定的测量值比较,所述比较装置被构造用于,如果比较的结果满足能预先给定的标准,那么提供控制信号给时间元件,所述时间元件被构造为使得在提供控制信号的情况下,继续进行时间测量过程,并且在控制信号缺席(Ausbleiben)的情况下,重新开始时间测量过程,所述时间元件被构造为使得在达到能预先给定的时间区间的情况下,由时间元件输出触发信号,并且所述评估装置包括存储装置,所述存储装置被设立用于在触发信号到达的情况下存储当前测量值。
评估装置被设置用于,能够以最小的数据处理耗费通过传感器系统独立地确定至少一个切换点。在至少一个切换点处应当由传感器系统输出具体的位置值形式的传感器信号和/或切换信号、尤其数字切换信号,其用于给与传感器系统耦合的上级控制装置、诸如可存储器编程的控制器(SPS)传递信息:所述测量对象已经达到事先测定的和存储的工作位置。典型地,测量对象的与切换点关联的工作位置是最终定位,其中旋转的或者平移的执行器沿着运动轨道占据所述最终定位。测量对象的位置补充地或者可替代地还可以是两个最终位置之间的中间位置。工作位置通过以下方式被确定,即测量对象优选地在各自的地点处保持一定的时间区间。
与用于(如从现有技术中已知的)在使用频率评估的情况下设定传感器的切换点的方法不同,在按照本发明的传感器系统情况下仅仅将当前测定的测量值与优选地唯一的、存储的测量值在时间上受限制地进行比较。为此设置的时间区间被存储在时间元件中,其中所述时间元件一直继续进行时间测量过程,直至要么达到了预先给定的时间区间,要么直至比较装置的控制信号缺席。在控制信号缺席的情况下,进行时间元件的复位,使得时间测量过程再次重新开始。只要存储的测量值与当前测定的测量值一致,就由比较装置提供控制信号。在此规定,当在存储的测量值和当前测定的测量值之间进行比较之后,为了准备下一个比较周期,存储的测量值始终地通过当前测量值替代。在此迄今存储的测量值被丢弃,使得对此既不需要存储空间又不需要存储空间管理。被考虑用于判断比较结果的标准可以例如是在存储的测量值和当前的测量值之间的最大允许的差。因此为了判定是应当继续提供控制信号给时间元件还是应当通过控制信号的缺席而使时间元件复位,优选地仅仅需要用于测量值的之前的值的存储单元、用于处理两个测量值的第一比较运算、以及用于使第一比较运算的结果与能预先给定的标准均衡的第二比较运算。在所述时间元件中,至少以有规律的间隔发生至少一个询问:是否由比较装置提供控制信号。只要情况如此,在时间元件中一直继续时间测量,直至达到能预先给定的时间区间为止。在达到能预先给定的时间区间时,所述时间元件输出触发信号,所述触发信号在评估装置之内导致,当前测量值被存储。所述测量值从现在开始对于传感器系统用作切换点,使得在重新测定测量值时,可以将位置信号输出给上级控制装置、诸如可存储器编程的控制器,以便表明,所述测量对象到达了预先给定的、尤其以机械方式预先给定的工作位置中。
实际上来看,每次测量对象的速度消失或者是零并且由传感器系统测定的测量值至少在预先给定的时间间隔上基本上是恒定的,可以由传感器系统确定切换点。
测量值优选地是电压或者电流信号,所述电压或电流信号在其侧由一个传感器的测量结果或多个传感器的测量结果确定。示范性地可以规定,所述传感器系统包括双轴霍尔传感器,所述霍尔传感器可以检测测量对象的磁场、尤其永磁场的径向场分量和轴向场分量,并且两个磁场分量以能预先给定的方式彼此结算,使得期望的测量值可以被输出。
本发明的有利的改进方案在从属权利要求中说明。
如果比较装置被设立用于存储恰好一个、尤其最后测定的测量值,则是适宜的。因此比较装置可以具有非常简单的结构,因为所述比较装置仅仅需要用于测量值的存储单元,并且因为不需要对大量存储单元的耗费的管理。优选地,测量值的测定以恒定的时钟频率发生,使得测量值可以顺序地被测定和处理。优选地在比较装置中发生相应当前测量值与之前紧接、即最后到达的测量值的比较。
如果存储装置被构造用于存储不同的工作位置的多个测量值,那么是有利的。因此可以对于测量对象沿着运动轨道、即例如在线性驱动的情况下沿着运动轴或者在转动驱动的情况下沿着环形轨道通过所述传感器系统确定用于多个工作位置的多个切换点。
在本发明的一种改进方案中规定,评估装置被构造用于,如果当前测定的测量值与在存储装置中存储的测量值至少几乎一致,那么输出位置信号。如果测量对象经过各自的工作位置和/或如果测量对象在各自的工作位置处停留能预先给定的最小持续时间,所述位置信号可以被输出。优选地,所述位置信号包括关于分别由测量对象到达的位置的信息,或者在各自的位置存在的测量值作为位置信号直接被输出。因此可以以简单的方式输出不同的位置信号。示范性地可以规定,只要当前测量值与存储的测量值中没有一个一致,那么所述传感器系统不输出信号。一旦当前测量值与存储的测量值至少几乎一致,相应当前测量值可以一次或者反复地或者持续地被输出。为了判定当前测量值是否几乎与存储的测量值一致,可以使用比较标准。所述比较标准例如可以被定义为两个测量值之间的最大允许的差。
在本发明的另一扩展方案中,评估装置被设立为使得,只有当在存储装置中存储的测量值至少一次在至少几乎相同的测量值情况下通过触发信号的存在被确认,才进行位置信号的输出。由此实现,沿着测量对象的运动轨道的确定的位置至少第二次被驶近,使得在位置信号被输出之前,通过时间元件输出触发信号。由此避免,在测量对象沿着运动路径的以下位置处进行测量值的存储,其中测量对象仅一次、例如基于外部情况、如对测量对象运动的暂时计划外阻止而驶向(ansteuern)了所述位置。为了比较两个测量值,尤其按照上述类型的比较标准可以被设置。
本发明的任务按照第二方面通过用于自动化地确定传感器系统的切换点的方法解决,所述传感器系统根据传感器和测量对象之间的间距输出测量值,所述方法具有反复的步骤:
在第一时间点测定第一测量值,并且将第一测量值存储在比较装置中,在第二时间点测定第二测量值,并且将第二测量值与第一测量值比较,仅对于两个测量值的比较的结果满足能预先给定的标准的情况,提供控制信号给时间元件,在提供控制信号的情况下通过所述时间元件继续进行时间测量过程,在控制信号缺席的情况下通过所述时间元件重新开始时间测量过程,在达到能预先给定的时间区间的情况下,从时间元件将触发信号输出给存储装置,在触发信号到达的情况下,将当前测量值存储在评估装置的存储装置中。
在本方法的扩展方案中规定,为了将第一测量值与第二测量值进行比较,中间存储第一测量值、优选地仅仅中间存储第一测量值。
在本方法的另一扩展方案中规定,如果当前测定的测量值至少几乎与在存储装置中存储的测量值一致,那么评估装置输出位置信号。
在本方法的另一扩展方案中规定,只有当在存储装置中存储的测量值至少一次在相同的测量值的情况下通过触发信号的存在被确认时,才输出位置信号。
在本方法的另一扩展方案中规定,预先给定测量值的检测区域,在所述检测区域中,能预先给定的标准可以被履行,其中切换点的重新确定仅在检测区域内进行。在此检测区域是运动轨道的以下区段,在所述区段中传感器系统可以测定可靠的测量信号。仅应当在所述区域内能够确定工作位置和输出位置信号。
附图说明
本发明的有利的实施方式在附图中示出。在此情况下:
图1示出具有按照本发明的传感器系统的自动化系统的示意图,
图2示出按照本发明的传感器系统的示意图,
图3示出针对用于自动化地确定传感器系统的切换点的方法的第一值表,
图4示出针对用于自动化地确定切换点的方法的第二值表,
图5示出针对用于自动化地确定切换点的方法的第三值表,
图6示出针对用于自动化地确定切换点的方法的第四值表,和
图7示出用于评估和处理测量值的模拟电路的示意性电路图。
具体实施方式
在图1中示出自动化系统1,所述自动化系统1示范性地包括控制单元2、两个与控制单元2连接的阀单元3、4、输入单元5以及示例性地被构造为气动缸的执行器6。传感器系统7被布置在执行器6处,所述传感器系统7被构造用于测定测量对象(当前为活塞8)相对于传感器系统7的位置。
所述自动化系统1可以示例性地被使用用于暂时地夹紧(Klemmung)未示出的工件。对此,活塞8可以利用在所述活塞8处安置的活塞杆9通过执行器6的气缸壳体12的至少一个工作空间10、11的有针对性的流体压力施加而在不同的工作位置之间沿着示范性地构造为运动轴15的运动路径被推移。为了在工件的夹紧状态和工件的释放状态之间进行区分,设置传感器系统7,所述传感器系统7被设置用于确定活塞8的相对定位(Lage)。活塞8示范性地装备有环形磁体16,所述环形磁体16提供具有轴向和径向磁场分量的未绘出的磁场。所述传感器系统7被构造用于检测所述磁场分量中的至少一个,并且应当被使用用于,每次活塞8沿着运动轴15准确地到达一个或者至少一个工作位置,都向输入单元5输出位置信号。在此,所述传感器系统7被构造为使得所述传感器系统自己可以沿着运动轴15测定工作位置,并且只有当活塞8到达分别所测定的工作位置时,才输出位置信号。工作位置的特征在此应当在于,活塞8在沿着运动轴15的地点处在一定的能预先给定的时间间隔上静止,例如在用于固定工件的夹紧位置中。
所述传感器系统7按照图2的示范性图示包括封闭的传感器壳体17,所述传感器壳体例如由两个材料决定地彼此连接的壳体半壳组成。所述传感器壳体17示例性地在端侧的末端区域处被联接线缆18穿过,所述联接线缆18的未详细示出的外皮与传感器壳体17材料决定地连接,并且所述联接线缆18的联接绞线伸入到传感器壳体17中,并且能够与输入单元5电连接。被构造为多层印刷电路的电路板20被容纳在传感器壳体17中,所述电路板20装配有多个电的和电子的部件,所述部件构成电子电路。
磁场传感器21和微控制器22示范性地被设置为该电路的基本的电子部件,所述磁场传感器21和微控制器22借助于电路板20彼此电连接。所述磁场传感器示例性地被构造为霍尔传感器或者MR传感器(磁阻传感器),尤其被构造为双轴霍尔传感器。所述磁场传感器21将磁场信号提供给微控制器22,所述磁场信号与环形磁体16的至少一个磁场分量有关。优选地,磁场传感器21提供两个磁场信号,所述磁场信号代表环形磁体16的径向和轴向磁场分量。所述微控制器22可以被构造和/或编程为使得所述微控制器22将两个磁场信号预处理成唯一的测量值,并且使用所述测量值用于下面更详细地描述的继续处理。可替代地,所述信号处理还可以通过磁场传感器21进行。
按照本发明,传感器系统7应当被构造用于,自动地确定至少一个工作位置,并且在执行所述确定之后,每次用作测量对象的活塞8占据至少一个所确定的工作位置,都向输入单元5输出位置信号。
通过所述传感器系统7自动确定至少一个工作位置的优点在于:在最终将执行器6安装到自动化系统1中之前可以在执行器6处安置传感器系统7,以及对于在时间过程中例如通过在执行器6中和/或在自动化系统1的与执行器6处于机械相互作用的其他未示出的组件处的设置过程而引起的至少一个工作位置的在机械上引起的变化的情况可以跟踪该工作位置。
虽然不被构造用于自动确定至少一个切换位置的传感器系统可以已经在最终安装执行器之前被安置在执行器处,然而在将执行器安装到自动化系统中之后必须可选地通过机械推移和随后的固定被调整,或者必须借助于上级控制装置(例如可存储器编程的控制装置)的编程功能或者单独的编程设备被编程。由此在设立自动化系统时产生附加的耗费,所述耗费可以借助于按照本发明的传感器系统被避免。此外按照本发明的传感器系统提供以下可能性:在运行自动化系统期间跟踪、即自动地校正至少一个工作位置。示范性地可以规定,所述自动跟踪通过给传感器系统的截止信号(Sperrsignal)被阻止,或者所述传感器系统可以被设立为使得只有当将释放信号施加给传感器系统时,才进行至少一个工作位置的跟踪。
以下根据在图1和2中示出的传感器系统7和在图3至5中提及的值表描述工作位置的示范性确定。在图1和2中所示的传感器系统7情况下认为,所述磁场传感器21在中心地被布置在传感器壳体17中,并且所述磁场传感器21具有沿着运动轴15延伸的、对称的检测区域23。检测区域23的边界24、25通过虚线表明,并且示范性地与传感器壳体17的尺寸一致。检测区域23是沿着运动轴15的以下区域:即在所述区域中,磁场传感器21可以进行相关的磁场分量的可靠的测量,并且因此可以提供至少一个明确的和可再生的传感器信号。为了在执行器6处使用传感器系统7,所述传感器系统7首先被安置到执行器6处的以下位置中:即至少一个尚要确定的工作位置以一些概率位于所述位置中。当前应当借助于传感器系统7测定执行器6的夹紧位置,在所述夹紧位置中,部分扩展的活塞杆9可以固定未示出的工件。在夹紧位置中的活塞杆9和活塞8的位置在图1中示出。
在达到所述工作位置时,环形磁体16的能明确地确定的磁场出现在传感器系统7处。优选地,为了明确地确定活塞8的工作位置,环形磁体16的不仅径向的而且轴向的磁场分量被测定。
在图3至5中,分别说明用于以下值的值表,所述值在传感器系统7中在确定工作位置时起作用。示范性地认为,仅在至少一个工作位置处的旧测量值以及新测量值分别被存储。
在值表的以“#”标记的第一行中说明仅仅用于概述目的连续的数值,所述数值示范性地对应于传感器系统7的工作循环(Arbeitstakt),所述工作循环然而不以任何方式在传感器系统7中被提升或者被存储。在行1中的数值和在其他行中记录的说明之间不存在相关性。按照图3至5的值表的测量周期应当在不同的时间点开始,这通过在各个值表之间工作循环编号的跳跃而象征性表示。对于下述的实施认为,活塞在示范性观察的工作循环1至95期间多次运动到工作位置中,并且再次从工作位置离开,由此测量值的变化得以阐明。
在值表的以“旧测量值”标记的第二行中说明测量值的存储的值,所述值分别地源出于在先前的工作循环中的测量,并且所述值在执行处理步骤后通过相应当前测量值替代。
在值表的以“新测量值”标记的第三行中说明相应当前测量值的值。
在值表的以“差”标记的第四行中说明比较运算的结果,所述结果在在微控制器22中构造的评估装置的比较装置中对于测量值被确定。示范性地,所述比较运算被设置为在所存储的测量值“旧测量值”与当前测量值“新测量值”之间的差形成,其中在值表中说明的结果是两个测量值的差的数额。
在值表的以“标准”标记的第五行中记录,来自计算运算的值是否满足能预先给定的标准,或者是否情况并非如此。只要来自计算运算的值符合能预先给定的标准、示范性地为小于/等于0.1的差,那么由比较装置将控制信号输出给时间元件,所述时间元件在传感器系统7的电子电路中被实现。控制信号的输出在值表的第五行中通过“X”标记。
在值表的以“时间”标记的第六行中说明连续的持续时间,所述持续时间可以采用1至最大10的值。只要没有控制信号由比较装置提供给时间元件,那么所述持续时间保持在初始值1或者被复位到所述初始值。只要控制信号在传感器系统7的各自的工作循环之内被提供给时间元件,时间测量过程就被继续进行,使得所述值对于具有每个工作循环的持续时间分别地逐步地增加1,在所述每个工作循环中继续施加控制信号。
在值表的以“触发信号”标记的第七行中,如果时间元件将触发信号输出给评估装置,那么“X”被记录。如果所述时间元件已经无中断地在预先给定的时间区间、示范性地10个工作循环上执行了时间测量过程,那么这是这种情况。在图3中这示范性地并非这种情况,因为在那里所示出的时间区间中从第一工作循环直到第十五工作循环为止始终在达到预先给定的时间区间之前进行时间元件的复位。
在图4的值表中,在工作循环52中达到以下时间点,即在所述时间点,控制信号10次以不中断的序列被提供给时间元件,使得在所述工作循环中,触发信号由时间元件被提供给评估装置,其中所述值表包括测量值,所述测量值纯示范性地分配给工作循环41至55。所述触发信号导致,当前测量值被存储在微控制器22的未示出的、由评估装置监督的存储单元中。所存储的测量值在配备有名称“存储器1”的行8中被说明,其中所述测量值在经过第一成功的测量周期后被存储。
示范性地,所述传感器系统7被构造为使得在第一次在微控制器22的存储器中存储确定的测量值时还不将位置信号转发给输入单元5。相反地规定,只有当由传感器系统7测定的工作位置在其他测量周期中已被确认时,才输出位置信号。
所述其他的测量周期示范性地在图5的值表中示出,并且被分配给工作循环81至96。在10次不中断地在时间元件处施加控制信号后,触发信号这里也由时间元件输出给评估装置,其中评估装置将存储在第一存储器中并且源出于按照工作循环43至52的先前的测量周期的测量值与在重复存储器中存放的当前测量值进行比较。只要两个测量值的比较得出,所述测量值满足能预先给定的标准,例如按照这里纯示范性地选择的数值不具有大于0.1的偏差,就可以由评估装置输出位置信号,这在第十行通过工作循环93中的“X”代表。所述位置信号可以示范性地是具有高电平“1”的逻辑切换信号,和/或包括在测定的工作位置处测量的测量值的数值。
在传感器系统的可替代的实施方式中,尤其在图7中所示的模拟评估装置中,已经在第一次存在触发信号时,将位置信号传输给输入单元。
另一测量周期示范性地在图6的值表中示出,并且被分配给工作循环120至137。因为所述重复存储器在按照图5的表格的行9中已经处于值2,所以可以在出现新的测量值时输出输出信号,如这示范性地在列122和123中是这种情况,其中所述新的测量值在未示出的间隔之内位于所存储的测量值周围。
因为新测量值后来再次改变,所以从列124起首先输出信号的输出再次被结束。
从列127起,在与迄今在存储器1中存储的测量值相偏差的水平上未超出在旧测量值和新测量值之间的0.1的预先给定的最大差,使得同样地从列127起说明标准的满足,并且时间开始运行。因为所述标准在10个相继的时间区段中始终被满足,所以所述触发信号(如在行7中所说明的)在列134中被提供。由此新测量值被存储在存储器1中,此外重复存储器(如在图5中的表格的行9中说明的)被复位到值1,因为在进行相对应的切换信号和/或新存储的测量值的输出之前,新存储的测量值首先还必须被确认,这可能在后续的、未示出的测量周期中是这种情况。
在上面提及的实施方式的改进方案情况下规定,只有当为此在传感器系统上施加释放信号或者截止信号暂时被中断时,才能进行新工作位置的存储。因此避免,例如在故障情况下或者在维护工作或者修理工作期间(其中测量对象沿着运动轴被置于新的位置)学习(einlernen)一个或多个新的工作位置。
补充地或者可替代地可以规定,只要通过使用上面提及的行为方式得出已经测定的工作位置在围绕迄今为止的工作位置的测量值的所存储的值的能预先给定的数额范围之内转移,所述传感器系统就输出消息。对此可以规定,在存储新的工作位置之前在评估装置中进行与已经测定的工作位置的测量值的所存储的值的均衡(Abgleich),并且如果新的工作位置位于围绕存在的工作位置的预先给定的数额范围内,那么信息被输出给用户。这可以例如由于在自动化系统中的机械变化而是这种情况,其中这里自动化系统可以通过用户检验。必要时可以规定,在释放之后通过用户存储新的工作点用于继续使用,或者在实施维护或者修理工作后丢弃新的工作点。可替代地可以规定,使用新的工作位置,并且存储旧工作位置,以便可以根据改变的工作位置的数量例如推断出自动化系统的荷载。
在图7中所示的模拟评估电路30中设置所述一个或多个测量值的模拟处理。尤其当评估电路应当被构造为在半导体衬底上的单独地构成的半导体电路(专用集成电路ASIC-ApplicationSpecificIntegratedCircuit)时,这是有利的,因为这样的模拟评估电路的面积需求小于相应的数字评估电路的面积需求。
在图7中所示的示范性实施例中规定将模拟评估电路30划分成多个块,以便可以更好地展示和描述各个功能。在未示出的、真实的模拟评估电路中,可以设置评估电路30的下面更详细描述的组成部分的另外的、尤其更紧凑的布置。
与测定的测量值相应的输入电压U1被施加在模拟评估电路30的第一块31上,所述输入电压31例如可以由在图1中所示的磁场传感器21提供。
所述第一块31包含微分器,所述微分器按照时间对输入电压U1进行求微分(Ableitung)。因此从输入电压U1变为输出电压U2,所述输入电压U1例如代表环形磁体16沿着运动轴的位置,所述输出电压U2与环形磁体16的速度成比例。为了微分,输入电压U1首先被施加到电容32的第一端子,所述电容32的第二端子与运算放大器33的第一输入端连接。参考电压Uoffset被施加在运算放大器的第二输入端上,所述参考电压Uoffset由第一参考电压源34提供。此外,在运算放大器33的第一输入端和所述运算放大器33的输出端子之间连接电阻35,所述电阻35被构造用于输出电压U2的电平调节以及用于微分器的时间特性的调节。
运算放大器33的输出电压U2被提供给第二块36,所述第二块36包括三个比较器37、38、42和逻辑电路39。所述两个比较器37、38示范性地分别被构造为运算放大器,在所述运算放大器处,运算放大器33的输出电压U2分别地被施加在第一输入端上。具有与基础电压Ub相比提高数额△U的参考电压Uref2的第二参考电压源40连接到比较器37的第二输入端上。具有相对于基础电压Ub减少数额△U的参考电压Uref3的第三参考电压源41连接到比较器38的第二输入端上。只有当馈入到比较器37中的输出电压U2小于参考电压Uref2时,输出信号才在比较器37的输出端子处被提供。只有当馈入到比较器38中的输出电压U2大于参考电压Uref3时,输出电压才在比较器38的输出端子处被提供。
与此相应地,参考电压Uref2和参考电压Uref3确定电压间隔的极限,在所述电压间隔内,只要馈入的输出电压U2位于该电压间隔之内,就由两个比较器37和38分别地作为逻辑电平1输出输出信号。
如果在观察的间隔中没有发生输入电压U1的变化,并且因此示范性地所述环形磁体16相对于磁场传感器21具有速度零,那么这是这种情况。
为了确保,输入电压U1具有能预先给定的最小电压电平和因此以可信的测量结果为基础,设置第三比较器42。所述比较器42的第一输入端通过测量线路50与输入电压U1耦合。比较器42的第二输入端与第四参考电压源46连接,所述第四参考电压源46提供参考电压Ugrenz,所述参考电压Ugrenz必须被输入电压U1超过,以便比较器42将输出信号输出给逻辑电路39。
与此相应地,只有当由三个比较器37、38和42分别地输出位于逻辑电平1上的输出信号,才由被构造为与(UND)元件的逻辑电路39将与零不同的电压电平作为逻辑电压U3输出。
在第三块43中设置示范性地构造为电容器45的时间元件44。所述电容器45由逻辑电压U3充电。一旦电容器45被如此程度地充电为使得电容器充电电压U4超过通过第五参考电压源51预先给定的参考电压值Uref_T,通过比较器47将触发信号转交给第四块4,其中所述比较器47将电容器充电电压U4与参考电压值Uref_T比较。
模拟存储器49被布置在第四块48中,所述模拟存储器49在出现触发信号时存储施加在测量线路50上的电压电平。因为测量线路50直接与输入电压U1耦合,与此相应地输入电压U1被存储。模拟存储器49被构造用于,将存储的电压电平作为存储器电压U5输出给第五块52,所述第五块52包含另一比较器53。所述比较器53利用第一输入端通过参考线路54与测量线路50连接。比较器53利用第二输入端与模拟存储器49连接。只要存储器电压U5和输入电压U1两者都位于能预先给定的间隔中,所述比较器53就输出输出信号。所述输出信号于是可以例如被提供给未示出的控制装置,以便证明,环形磁体16相对于磁场传感器21占据通过上面提及的存储过程测定的位置。
优选地规定,一旦所述逻辑信号U3趋向于零或者是零,那么所述电容器45有效地被放电。

Claims (10)

1.用于测定测量对象(8)相对于传感器(7)的位置的传感器系统,具有用于提供测量值的传感器(7),所述测量值与传感器(7)和测量对象(8)之间的间距有关,具有用于评估测量值和用于提供评估结果的评估装置(22;30),其特征在于,所述评估装置(22;30)包括比较装置和时间元件,所述比较装置被构造用于将存储的测量值与当前测定的测量值比较,所述比较装置被构造用于,如果比较的结果满足能预先给定的标准,那么提供控制信号给时间元件,所述时间元件被构造为使得在提供控制信号的情况下,继续进行时间测量过程,并且在控制信号缺席的情况下,重新开始时间测量过程,所述时间元件被构造为使得在达到能预先给定的时间区间的情况下,由时间元件输出触发信号,并且所述评估装置包括存储装置,所述存储装置被设立用于在触发信号到达时存储当前测量值。
2.按照权利要求1所述的传感器系统,其特征在于,所述比较装置被设立用于存储恰好一个、尤其最后测定的测量值。
3.按照权利要求1或2所述的传感器系统,其特征在于,所述存储装置被构造用于存储不同的工作位置的多个测量值。
4.按照权利要求1、2或3所述的传感器系统,其特征在于,所述评估装置被构造用于如果当前测定的测量值至少几乎与在存储装置中存储的测量值一致,那么输出位置信号。
5.按照权利要求4所述的传感器系统,其特征在于,所述评估装置(22;30)被设立为使得只有当在存储装置中存储的测量值至少一次在至少几乎相同的测量值的情况下通过触发信号的存在被确认时,才输出位置信号。
6.用于自动化地确定传感器系统(7)的切换点的方法,所述传感器系统(7)根据传感器(7)和测量对象(8)之间的间距输出测量值,具有反复的步骤:
在第一时间点测定第一测量值,并且在比较装置中存储第一测量值,
在第二时间点测定第二测量值,并且将第二测量值与第一测量值比较,
仅对于两个测量值的比较的结果满足能预先给定的标准的情况,将控制信号提供给时间元件,
在提供控制信号的情况下,通过所述时间元件继续进行时间测定过程,
在控制信号缺席的情况下,通过所述时间元件重新开始时间测量过程,
在达到能预先给定的时间区间的情况下,从时间元件将触发信号输出给存储装置,
在触发信号到达的情况下在评估装置的存储装置中存储当前测量值。
7.按照权利要求6所述的方法,其特征在于,为了将第一测量值与第二测量值进行比较,中间存储第一测量值、优选地仅仅中间存储第一测量值。
8.按照权利要求6或7所述的方法,其特征在于,如果当前测定的测量值至少几乎与在存储装置中存储的测量值一致,那么所述评估装置(22;30)输出位置信号。
9.按照权利要求8所述的方法,其特征在于,只有当在存储装置中存储的测量值至少一次在至少几乎相同的测量值的情况下通过触发信号的存在被确认时,才输出位置信号。
10.按照权利要求7、8或9所述的方法,其特征在于,对于测量值设置检测区域,在所述检测区域中能预先给定的标准可以被履行,其中仅在检测区域之内进行切换点的重新确定。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108931182A (zh) * 2017-05-26 2018-12-04 黑拉有限责任两合公司 用于机动车的传感器
CN112204481A (zh) * 2018-05-29 2021-01-08 西门子股份公司 用于制造产品的系统、设备、制造设备、测量装置和方法
CN113302456A (zh) * 2019-02-08 2021-08-24 施托特科技有限责任两合公司 用于自动校准传感器模块的方法和用于探测仓储或运输系统中的物料容器的传感器模块

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015000730A1 (de) 2015-01-21 2016-07-21 Festo Ag & Co. Kg Initialisierungsverfahren für einen Positionssensor und Positionssensor
DE102015210621B4 (de) * 2015-06-10 2017-02-09 Festo Ag & Co. Kg Steuergerät mit Kommunikationsschnittstelle, Empfangsgerät und Verfahren zur Kommunikation
DE102016206905A1 (de) * 2016-04-22 2017-10-26 Festo Ag & Co. Kg Sensorsystem und Verfahren zur Ermittlung einer Position eines Messelements längs eines Bewegungswegs
JP7137162B2 (ja) * 2019-10-29 2022-09-14 Smc株式会社 流体圧シリンダ
EP4055350A1 (de) * 2019-11-04 2022-09-14 Sew-Eurodrive GmbH & Co. KG Verfahren zur erfassung der position eines bewegbaren teils und ein system zur durchführung des verfahrens

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999042789A1 (en) * 1998-02-23 1999-08-26 Analog Devices, Inc. Magnetic field change detection circuitry
CN1418308A (zh) * 2000-03-17 2003-05-14 费斯托合资公司 位置探测装置
DE102007029488B4 (de) * 2007-06-26 2012-08-23 Sick Ag Sensor
CN103134420A (zh) * 2011-11-22 2013-06-05 株式会社电装 位置检测器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61260321A (ja) * 1985-05-14 1986-11-18 Wacom Co Ltd 位置検出装置
US4931940A (en) * 1987-06-05 1990-06-05 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Rotational position detector for controlling an internal combustion engine
JPH07190704A (ja) * 1993-12-27 1995-07-28 Smc Corp ピストン位置検出装置
US5767669A (en) * 1996-06-14 1998-06-16 Ascension Technology Corporation Magnetic field position and orientation measurement system with dynamic eddy current rejection
JP4293037B2 (ja) * 2004-04-13 2009-07-08 株式会社デンソー 回転検出装置
JP4400500B2 (ja) * 2005-04-06 2010-01-20 コニカミノルタオプト株式会社 位置検出器および位置決め装置
KR101435348B1 (ko) * 2012-09-26 2014-08-27 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 실린더 위치 계측 장치 및 실린더 위치 계측 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999042789A1 (en) * 1998-02-23 1999-08-26 Analog Devices, Inc. Magnetic field change detection circuitry
CN1418308A (zh) * 2000-03-17 2003-05-14 费斯托合资公司 位置探测装置
DE102007029488B4 (de) * 2007-06-26 2012-08-23 Sick Ag Sensor
CN103134420A (zh) * 2011-11-22 2013-06-05 株式会社电装 位置检测器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108931182A (zh) * 2017-05-26 2018-12-04 黑拉有限责任两合公司 用于机动车的传感器
CN112204481A (zh) * 2018-05-29 2021-01-08 西门子股份公司 用于制造产品的系统、设备、制造设备、测量装置和方法
CN113302456A (zh) * 2019-02-08 2021-08-24 施托特科技有限责任两合公司 用于自动校准传感器模块的方法和用于探测仓储或运输系统中的物料容器的传感器模块

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