CN1723349A - 液压活塞位置传感器 - Google Patents

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Abstract

使用微波脉冲测量液压组件(10)的缸体(12)内的活塞位置。沿着耦合到活塞(14)或缸体(12)的导线(22)发射微波脉冲。滑动件(40)可滑动地耦合到导线(22)，并且与活塞(14)或缸体(12)一起移动。位置确定为来自导线(22)末端和滑动件(40)的反射的函数。

Description

液压活塞位置传感器
技术领域
本发明涉及液压活塞。更具体地，本发明涉及用来检测活塞和液压缸之间相对位置的位置传感器。
背景技术
液压缸用在很多种应用中，例如重型设备，来移动大负载。按照传统，液压缸的控制是通过操作工进行的，操作工以视觉方式观察液压缸的伸出和位置，从而操作控制机构。然而，这种技术不精确，并且能对液压设备和正被操作的工件造成损害。而且，这种技术不能用于操作工不能看见缸体的情况。为了解决这些缺点，已经使用位移传感器来测量活塞在液压缸内的位置。
使用各种类型的位移传感器来测量活塞在液压缸内的相对位置。然而，在恶劣环境中远程测量绝对位移且具有高度可靠性的设备目前复杂且昂贵。目前使用的技术实例是磁致伸缩(Magnitostrictive)设备，这种设备使用机械信号沿着被封装在密封金属管内的一对细丝的飞行时间，机械信号从磁致伸缩(magnitostrictively)导致的杆机械特性的变化中反射回来。
另一种技术使用绝对旋转编码器，绝对旋转编码器是检测旋转的设备。典型地，使用齿轮、或一根钢索或带子来完成旋转变换的平移，钢索或带子从弹簧加载的鼓轮中解开。绝对编码器易于承受有限范围和/或分辨率。包括高度振动的恶劣环境易于排除绝对蚀刻的玻璃刻度，这是由于它们的临界对齐要求、它们对脆性破裂的易感性和对雾及污垢的不耐性。这种技术也需要频繁归零。
推断位移测量，例如，通过将进入缸体内的体积流速对时间积分来计算缸体的转换，遇到到一些困难。首先，这些设备是递增的，并且需要频繁的手动归零。其次，它们易于对环境影响产生敏感，例如温度和密度。它们需要测量这些变量以提供精确的位移测量。最后，积分流量确定位移易于降低测量的精确性。这种技术也受到流量测量的动态检测范围的限制。这个范围之上和之下的流量具有很高的误差。
用来测量活塞位置的一种技术使用电磁定向信号。然而，这种技术易于向环境发射辐射或者难以校准。
发明内容
用于测量液压活塞在缸体内的相对位置的装置，包括杆，所述杆沿着活塞的移动方向延伸，所述杆固定耦合到所述缸体的末端之一。所述杆配置成承载微波脉冲。滑动件可滑动地耦合到所述杆，并且固定耦合到所述活塞。所述滑动件配置成引起所述微波脉冲的部分反射。杆的端部也提供反射。计算作为来自所述滑动件和杆端部的反射微波脉冲的函数的活塞位置。
附图说明
图1是包括位置测量电路的液压组件的侧剖视图。
图2是用来安装和电耦合到天线杆的罩的横剖视图。
图3是耦合到天线杆的轴衬的透视图。
图4A是图解活塞面上的阻抗间断的侧横剖视图。
图4B是活塞和圆锥件的分解透视图。
图5是表示设置在活塞面内的活塞面阻抗失配元件的横剖视图。
图6是表示对天线杆的电耦合的横剖视图。
图7表示包括位置测量电路方框图的液压系统。
具体实施方式
本发明提供一种技术，用于测量活塞相对于液压缸组件的缸体的位置。对于本发明，使用微波信号来测量活塞在缸体内的相对位置。当使用这种技术来测量活塞位置时，因为噪声和与精确获取这种测量值相关的其他问题，有时难以获得精确的位置测量值。
图1是依据本发明一个实施例的液压活塞/缸组件10的横剖面透视图。组件10包括缸体12，缸体12在其内可滑动地支撑活塞头14。活塞14耦合到活塞杆16。活塞头14响应于通过孔19施加到缸体12内部或从其中退出的液压流体18而在缸体12内移动。密封垫在活塞头14周围延伸以防止液压流体穿过其而泄漏。
天线杆22在缸体12的方向上延伸，并且耦合到位置测量电路24。镗孔26贯穿活塞杆16和活塞头14，并且容纳天线杆22。杆导向器34、40分别耦合到活塞杆16和活塞头14，并且沿着天线杆22滑动。如下所述，导向器34、40反射沿着天线杆22传输的微波脉冲。通路50允许流体18穿过导向器34、40。在本实施例中，导向器34固定地耦合到天线杆22，并且在活塞杆27的镗孔26内滑动，而导向器40固定地耦合到活塞头14，并且沿着天线杆22滑动。位置测量电路24通过馈通(feedthrough)接头38耦合到天线杆22。馈通接头38包括伸出缸体12底部52的罩38，并且将杆22耦合到位置测量电路24。
在操作中，当液压流体18注入或排出缸体12时，活塞14在缸体12内滑动。活塞14也沿着天线杆22滑动，天线杆22容纳在活塞14的镗孔26内。当活塞14在缸体12内滑动时，接触导向器或轴衬40沿着天线杆22滑动。尽管天线杆22图示为固定到缸体12，但它也能固定到活塞14并且相对缸体12移动。
位置测量电路24从耦合到天线杆22的微波信号中提供基于反射的位置输出。在天线杆22中的两个位置上反射微波信号：即在接触导向器或轴衬40上，以及在导向器或轴衬34中的杆端上。位置测量电路响应于两个反射信号之间的延时比，来确定活塞14在缸体12内的相对位置。
在优选实施例中，本发明利用微时域反射测定法雷达(MTDR)。MTDR技术是一种飞行时间测量技术。定义明确的推动力或脉冲微波雷达信号耦合到适当介质内。雷达信号耦合到传输线内，传输线做成双平行导线的形状。这个双平行导线的几何结构是优选的，因为它限制辐射的电磁干扰(EMI)。担负雷达信号的生成、雷达信号进入传输线的耦合、以及反射信号的检测的设备在这里称为变送器。
通过沿着长而细的传输线路，例如图1中的天线杆22，发送雷达脉冲，并且对信号向下输送到反射点和再返回而需要的时间进行高度精确地测量，实现基本MTDR测量。这个反射点可以来自于天线杆22的远端，并且可以穿过机械体，例如导向器34。如果将机械体(滑动件40)制作成沿着传输线的长度移动，则根据其反射脉冲的传送时间可以确定其位置。具体地，生成和定时雷达脉冲，雷达脉冲发送到由天线杆22在导向器34形成的传输线的端部。然后，雷达脉冲与由滑动机械体40反射的脉冲传送时间进行比较。这种技术的一个优点是测量值不依赖于传输线周围的介质。
这种测量技术的一个优点是，如果需要，则充分快速地产生测量频率以便及时辨别位置测量值，从而获得活塞的速度和加速度。另外，通过适当排列传输线路的几何结构，也可以测量角位移。
本发明涉及到改进液压活塞缸组件10的位置检测的特征和配置。本发明提供改进的功能性、可靠性、精确性和耐用性。
图2是缸体底部52内的罩38的横剖视图，并且图解了本发明的一个方面。在组件10的一些实施例中，很难进入缸体12的底部区域52。在这样的配置中，很难把天线杆22安装到缸体12。罩组件38提供一种能用来使杆22容易耦合到底部52的配置。而且，如果需要维修组件，则可以拆卸罩38。
在一个实施例中，罩38容纳在缸体底部52的凹口内，并且在其内承载绝缘体80。绝缘体80容纳天线杆22，并且设置在罩38内。垫片82密封罩38内的绝缘体80。杆22由螺钉84固定到绝缘体80，并且由垫片86密封。绝缘体80可以由任何适当材料制成，例如氧化铝之类的高强度陶瓷。氧化铝非常适合于处理在安装或操作期间出现的应力。而且，氧化铝可以进行高度抛光以便它可以容纳0环垫片来提供致密密封。
罩38通过垫片88与底部52密封。设置螺钉90用来固定罩38和底部52。设置螺钉90贯穿底部52的镗孔92，进入罩38的凹口94。可以使用支架94给杆22提供附加支撑。支架94具有允许液压流体穿过的孔96。支架94可以由氮化硼或其他类似材料构成。
在这个具体实施例中，通过导线100对杆22进行电连接，导线100贯穿安装在底部52内的绝缘体102。导线100和螺钉84之间的耦合例如可以通过压配合或其他适当联接技术。导线100延伸到RF耦合器104，RF耦合器104配置成连接到同轴电缆(图2中未图示)或类似物，并且向底部52提供接地连接。电缆耦合到图1中所示的位置测量电路24。
在装配到缸体12内之前，杆22安装在罩38内。由于安装在罩38内的杆22，使罩38下降进入底部52内的凹口，并且使用设置螺钉90固定到适当位置。可能需要拆卸天线杆22，可以拆卸设置螺钉90来释放罩38，并且从底部52提起整个罩38。
对天线杆22的连接配置成减少假反射，同时提供绝缘体以便按机械方式支撑杆22。在各种部件之间使用平缓锥形和平滑过渡、以及通过使用相对于微波脉冲波长具有短尺寸的部件，可以减少假反射。而且，优选地，阻抗失配用来在天线杆22的近端上产生基准(fudicial)脉冲。支架94可以包括提供这种阻抗失配的材料来产生基准脉冲。支架94通过液压流体与绝缘体80分开，并且可以具有范围为8-10的介电常数。典型地，绝缘体80在缸体操作期间只遭受相对小的拉应力和适度的压缩负载，并且可以由与液压油和理想温度范围相适合的任何绝缘材料制成。氮化硼用于支架94提供约为4的介电常数。然而，可以使用任何其他适当材料。例如，聚四氟乙烯(PTFE)或填充玻璃的PTFE提供约2.6-2.8的介电常数，这非常适合于典型的缸体安装。可以选择材料以满足环境或其他要求。
图3是耦合到天线杆22远端的轴衬(或导向器)34的透视图，并且图解了本发明的另一方面。轴衬34通过将杆22的远端耦合到活塞杆27的内部来提供阻抗失配。轴衬34通过粘合剂、机械耦合或其他技术固定耦合到杆22，并且包括多个弹簧式导电指110。导电指110推靠镗孔26的内部以与活塞杆27进行可靠和坚固的物理接触。
由于本发明的这个方面，充分减少了噪声脉冲，该噪声脉冲是由于杆22远端和活塞杆27之间的弱耦合而产生的误差而引起的。弹簧加载的指110可以调节镗孔26直径变化，镗孔26直径变化可以出现在加工镗孔26期间或者系统的寿命期间。尽管图示了弹簧加载的指110，但可以使用提供坚固电接触的其他技术，包括使用弹簧式触点、球轴承或其他技术。轴衬34可以由任何适当导电材料制成，例如硬碳钢。材料应该与液压流体相容。
在不同方面，弹簧加载的指110可以由带径向指的压制弹簧构成，可以包括从保持缸体向外挤压的弹簧加载式球体或半球形，或者硬金属丝弹簧，它们形成为接触活塞轴锥口孔并且电连接到天线杆的末端。轴衬可以由天线杆本身构成，并且进行热处理以提供需要的接触指。触点也可以由模压成适当设计的导电非金属材料构成。如果使用基于螺旋弹簧的触点，则螺旋弹簧引起的电感可以干扰RF信号。
在另一方面，轴衬34包括介电常数接近液压油介电常数的非导电材料。在这样的实施例中，如果轴衬34和活塞杆27之间的接触改变，则天线杆22末端上的阻抗失配基本上不改变。在这种配置中，从杆末端返回的脉冲呈现为符号与接触情况相反的脉冲。在这样的实施例中，不需要或不要求轴衬34和活塞杆27之间的电连接。在这样的实施例中，例如，可以使用喷射模塑法由PFA制成轴衬。应该提供缓冲区或切口以允许流体通过。也可以使用陶瓷、玻璃、聚合体或弹性天线杆端子。如果使用聚合体材料，它可以不填充或填充非导电材料，例如玻璃。
图4A是表示典型活塞14面的横剖视图。由于活塞面几何结构和用液压油作为电介质的缸体内经之间的阻抗失配，沿着天线杆22传播的微波信号在它到达活塞14面时被反射。为了精确测量活塞14的位置，重要的是从活塞14面反射的脉冲具有非常清晰的波峰。例如，在图4A所示的配置中，活塞面122具有许多间断，这些间断引起微波脉冲的假反射。
在操作期间，微波脉冲沿着天线杆22传播，并且跟随杆22和由缸体12提供的电接地之间的接地路径120。因为RF信号沿着导线的外表面传播，所以RF信号接地路径包括几个阻抗失配。主要失配和用来确定活塞位置的失配是Z0/Z1失配(图4A中的附图标记20/21)。然而，由于呈现在活塞14面122上的几何结构，附加阻抗失配出现。如图4A中所示，将引起信号反射的其他阻抗失配包括Z0/Z2(20/22)失配、Z2/Z3(22/23)失配和Z3/Z4(23/24)失配。在这种配置中，Z0/Z2失配产生负前进脉冲，而其他两个阻抗失配产生正前进脉冲，这些阻抗失配各自产生反射信号，反射信号可以干扰活塞14的精确位置确定。
图4B是表示配置成覆盖活塞14面122的护罩126的分解透视图。优选地，护罩126具有提供平滑过渡的形状以减少阻抗突变的数量，从而减少假反射。在图4B所示的实施例中，护罩126具有圆锥形。护罩126应该具有导电表面，并且为RF脉冲信号提供平滑过渡路径以跟随由缸体12提供的电接地。这样的配置在这两个之间提供平滑过渡，从而减少由多个剧转变产生的噪声。护罩126提供阻抗变换元件。可以使用任何适当形状以获得具有理想特性的反射信号。
依照本发明的另一方面，图5是表示活塞面阻抗失配元件128(图7中的滑动件40)的横剖视图，阻抗失配元件128耦合到活塞面122，并且可滑动地容纳天线杆22。为了获得精确的活塞位置测量值，重要的是具有从活塞面反射的脉冲，活塞面具有可以由信号处理电路识别的适当特性。理想的是具有清晰的活塞面反射，其显示最小的振荡效应，并且具有基本上不受活塞14在缸体16内的活塞位置的影响的幅度。另外，阻抗失配应该允许足够的微波信号穿过失配，以便从天线杆阻抗杆失配的末端提供强反射。在图5中，活塞面阻抗失配元件120由提供阻抗失配的材料构成，并且包括形成在其内的油通道130。油通道130允许液压流体穿过失配元件128。优选地，失配元件由介电常数接近液压流体介电常数的绝缘材料制成。例如，可以使用填充玻璃的PTFE或PSA。通常，在液压缸内的许多情况下，理想的是具有显示“自恢复”特性的材料。PTFE或PSA聚合体是这样地材料，其中粗糙区用从元件中拉出的PTFE或PSA聚合体带“填充”。这些带粘附到粗糙区以防止附加材料丢失。在图5的实施例中，失配元件128设置在活塞面122内，并且使用任何适当方式进行固定。例如，扣环(未图示)可以装配在扣环槽132内。通过在失配元件128的外围上提供装配在槽132内的小指，也可以使用搭扣配合。失配元件128应该配置成容易沿着天线杆22的长度滑动。而且，在操作期间，失配元件128可以变形而基本上没有退化活塞位置的测量结果。元件128可以使用搭扣配合或其他技术耦合到活塞面。
图6是类似于图2内画圈部分的横剖视图，表示罩38的另一实施例。在图6中，镗孔140贯穿底部52。导线100穿过镗孔140，并且与支撑在绝缘体146内的成形导电盘142和144进行电接触。盘142和144是弹簧式的，并且配置成在它们之间提供小开口。盘142和144可以由盘内的径向缝进行分割。这个分割允许盘142和144偏转。盘142和144与螺钉84电接触，从而与天线杆22进行电接触。可以把导线100压入盘142和144之间的开口内，使得弹簧式盘展开，并且与盘142和144进行电接触。这种配置是有利的，因为罩38可以在底部52内旋转，并且电导线100能在任何角度插入盘142和144之间。优选地，盘142和144配置成减少RF反射。例如，盘142和144可以具有普通漏斗形状，在一个实施例中，半径约为0.25英寸。盘142和144固定到天线杆22以便盘的直径垂直于天线杆22的中心线。
图7表示包括位置测量电路24的方框图的液压系统190。位置测量电路24通过导线100耦合到天线杆22，并且包括微波收发器182和计算电路184。微波收发器182包括按照公知技术操作的脉冲发生器186和脉冲接收器188。计算电路184根据两个返回脉冲之间的延时比来测量活塞头14(图7中未图示)相对缸体12的位置：一个来自杆的末端(件34)，而一个来自滑动件40，例如沿着杆滑动的活塞14的面。根据这个比值，计算电路184提供位置输出。这可以在微处理器或其他逻辑电路内实现。另外，模拟电路可以配置成提供有关位置的输出。可以使用其他测量技术。例如，当活塞14接近底部52时，距离可以确定为基准参考脉冲的函数，而不是使用延时。而且，天线杆22可以包括两根导体，并且切换电路可以在这两根导体之间进行选择。两根导体之一可以用作参考以减少由于天线杆22上的错误反射而引起的误差。也可以使用信号处理技术，例如使用数字信号处理电路。
为了确定活塞位置，本发明使用两个反射信号之比。一个反射信号可以从接触点沿着“标尺”杆天线进行传输，而另一信号可以从杆末端进行反射。这两个信号的传播时间之比可以用来确定活塞位置。这种技术不需要单独补偿液压油内的电介质变化。
本发明的各个方面包括活塞或缸体转换测量设备，其使用MTDR飞行时间技术。某种类型的接触体应该沿着传输线天线杆移动来提供阻抗失配，以便在传输线内产生反射。可以密封变送器和/或信号调节电路以防恶劣环境条件。可以提供模拟、数字或光学链接用于把测量的位移传递给外部设备。
天线杆可以固定到缸体，耦合到活塞的接触点可以沿着杆长度移动。接触点也可以为杆或多个杆提供支撑。支撑可以在高度振动条件或其他压力期间减少或防止过度偏斜。可以提供耦合器以穿过缸壁耦合到杆。
各种配置可以与本发明一起使用。例如，转换元件、信号发生器和信号处理电路可以安装在位于缸体上或与其分开的环保外壳内。优选地，材料适合于长期暴露给碳氢化合物，例如液压缸内出现的碳氢化合物。
在本发明中，提供绝对测量并且不需要系统重新归零。系统大概能用小于正或负1毫米的精确度来测量活塞位置。系统的最大测量长度(范围)可以按照需要进行调节，并且只受功率和传输线几何结构的限制。通过使用适当材料并在变送器与传输线之间提供良好的静密封，系统非常适合于恶劣环境。对于本发明，在天线杆近端上产生基准(或参考)脉冲。信号处理可以忽视在接收到基准脉冲之前接收的任何反射信号。这为位置计算提供了参考，并且大大减少了需要处理的信号量，以便从反射信号中消除噪声。
尽管已经参考优选实施例描述了本发明，但本领域技术人员将能认识到，可以在形式和细节方面进行变化而不脱离本发明的实质和范围。

Claims (31)

1、一种用于测量液压活塞在缸体内的相对位置的装置，包括：
天线杆，所述天线杆在所述活塞的移动方向上延伸，并且固定耦合到所述缸体，所述杆配置成在所述杆的耦合器和远端之间传送微波脉冲；
滑动件，所述滑动件可滑动地耦合到所述活塞，所述滑动件配置成引起所述微波脉冲的部分反射；
微波收发器电路，所述微波收发器电路耦合到所述杆，并且配置成产生和接收微波脉冲；
计算电路，所述计算电路配置成计算活塞位置，该活塞位置为来自所述滑动件和所述杆远端的反射微波信号的函数；和
绝缘插座，所述绝缘插座安装在所述缸体的一端上，并且配置成容纳所述天线杆并通过电绝缘体以物理方式耦合到所述杆。
2、如权利要求1所述的装置，包括弹簧式导电轴衬，所述轴衬耦合到所述天线杆，并且可滑动地容纳在所述活塞的镗孔内，以便在它们之间提供电连接。
3、如权利要求1所述的装置，包括绝缘轴衬，所述轴衬耦合到所述天线杆，并且可滑动地容纳在所述活塞的镗孔内，以便提供反射的微波脉冲。
4、如权利要求1所述的装置，包括活塞面阻抗变换元件，所述阻抗变换元件耦合到所述活塞面，并且布置成在所述活塞面上提供平滑的阻抗变换，从而减少在所述活塞面上反射的微波脉冲内的噪声。
5、如权利要求1所述的装置，其中所述绝缘插座包括贯穿其延伸且耦合到所述天线杆的电导体，所述电导体具有由两个弹簧式部件形成的开口，所述开口配置成容纳耦合到所述微波收发器的电连接器。
6、如权利要求5所述的装置，其中所述两个弹簧式部件为盘状，并且配置成在它们的整个外围容纳所述连接器。
7、如权利要求1所述的装置，其中所述缸体包括其内形成有腔的底部，并且所述绝缘插座安装在所述腔内。
8、如权利要求7所述的装置，包括将所述绝缘插座固定在所述腔内的一付螺钉。
9、如权利要求7所述的装置，包括围绕所述绝缘插座的密封件，所述密封件将所述绝缘插座密封在所述腔内。
10、如权利要求1所述的装置，包括位于所述绝缘插座内的电导体，所述电导体电耦合到所述天线杆。
11、如权利要求10所述的装置，其中所述电导体耦合到电缆，所述电缆将所述天线杆电连接到所述微波收发器。
12、如权利要求10所述的装置，包括将所述电导体密封在所述绝缘插座内的垫片。
13、如权利要求10所述的装置，包括将所述天线杆密封在所述绝缘插座内的密封件。
14、如权利要求1所述的装置，包括支架，所述支架安装到所述绝缘插座，并且具有贯穿其且配置成容纳所述天线杆的开口。
15、如权利要求14所述的装置，其中所述支架提供阻抗失配以产生反射微波脉冲。
16、如权利要求1所述的装置，其中所述滑动件包括活塞面阻抗失配元件，所述阻抗失配元件设置在所述活塞面内，并且由所述天线杆可滑动地进行接收。
17、如权利要求16所述的装置，其中所述活塞面阻抗失配元件包括贯穿其延伸以用作液压流体的通道的通路。
18、如权利要求16所述的装置，其中所述活塞面阻抗失配元件使用搭扣配合耦合到所述活塞。
19、如权利要求16所述的装置，其中所述活塞面阻抗失配元件提供贯穿其的开口以允许液压流体流动。
20、一种用于测量液压活塞在缸体内的相对位置的装置，包括：
天线杆，所述天线杆在所述活塞的移动方向上延伸，固定耦合到所述缸体，并且贯穿所述活塞和活塞杆，所述杆配置成在耦合器和所述杆的远端之间传送微波脉冲；
滑动件，所述滑动件可滑动地耦合到所述活塞，所述滑动件配置成引起所述微波脉冲的部分反射；
微波收发器电路，所述微波收发器电路耦合到所述杆，并且配置成产生和接收微波脉冲；
计算电路，所述计算电路配置成计算活塞位置，该活塞位置为从所述滑动触点和所述杆远端反射的微波脉冲的函数；和
弹簧加载式导电轴衬，所述轴衬耦合到所述天线杆端部，并且可滑动地容纳在所述活塞杆内，以便在它们之间提供电连接。
21、如权利要求20所述的装置，包括绝缘插座，所述绝缘插座安装在所述缸体的一端上，并且配置成容纳所述天线杆和通过电绝缘体以物理方式耦合到所述杆。
22、如权利要求20所述的装置，包括活塞面阻抗变换元件，所述阻抗变换元件耦合到所述活塞面，并且布置成在所述活塞面上提供平滑阻抗变换，从而减少在所述活塞面上反射的微波脉冲内的噪声。
23、如权利要求20所述的装置，包括支架，所述支架配置成容纳接近所述绝缘插座的所述天线杆。
24、如权利要求23所述的装置，其中所述支架提供阻抗失配以产生反射微波脉冲。
25、如权利要求16所述的装置，其中所述滑动件包括活塞面阻抗失配元件，所述阻抗失配元件设置在所述活塞面内，并且由所述天线杆可滑动地接收。
26、一种用于测量液压活塞在缸体内的相对位置的装置，包括：
天线杆，所述天线杆在所述活塞的移动方向上延伸，并且固定耦合到所述活塞或缸体之一，所述杆配置成在所述杆的耦合器和远端之间传送微波脉冲；
滑动件，所述滑动件可滑动地耦合到所述活塞，所述滑动件配置成引起所述微波脉冲的部分反射；
微波收发器电路，所述微波收发器电路耦合到所述杆，并且配置成产生和接收微波脉冲；
计算电路，所述计算电路配置成计算活塞位置，该活塞位置为从所述滑动触点和所述杆远端反射的微波脉冲的函数；和
活塞面阻抗变换元件，所述阻抗变换元件耦合到所述活塞面，并且布置成在所述活塞面上提供平滑阻抗变换，从而减少反射微波脉冲内的噪声。
27、如权利要求26所述的装置，其中所述活塞面阻抗变换元件包括覆盖所述活塞面的导电圆锥形部件。
28、如权利要求26所述的装置，包括绝缘插座，所述绝缘插座配置成以物理方式耦合到所述天线杆。
29、如权利要求26所述的装置，包括活塞面阻抗失配元件，所述阻抗失配元件设置在所述活塞面内，并且由所述天线杆可滑动地接收。
30、一种用于测量液压活塞在缸体内的相对位置的装置，包括：
天线杆，所述天线杆在所述活塞的移动方向上延伸，固定耦合到所述缸体，并且贯穿所述活塞和活塞杆延伸，所述杆配置成在耦合器和所述杆的远端之间传送微波脉冲；
滑动件，所述滑动件可滑动地耦合到所述活塞，所述滑动件配置成引起所述微波脉冲的部分反射；
微波收发器电路，所述微波收发器电路耦合到所述杆，并且配置成产生和接收微波脉冲；
计算电路，所述计算电路配置成计算活塞位置，该活塞位置为从所述滑动触点和所述杆远端反射的微波脉冲的函数；和
轴衬，所述轴衬耦合到所述天线杆末端，并且可滑动地容纳在所述活塞杆内，以便在它们之间提供电绝缘耦合并且接近所述天线杆末端提供阻抗失配。
31、如权利要求30所述的装置，包括活塞面失配元件，所述失配元件设置在所述活塞面内，并且由所述天线杆可滑动地接收。
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