DE10046500A1 - Magnetoresistive Sensorfläche in Dickschichttechnologie zur linearen Positonsbestimmung - Google Patents

Magnetoresistive Sensorfläche in Dickschichttechnologie zur linearen Positonsbestimmung

Info

Publication number
DE10046500A1
DE10046500A1 DE2000146500 DE10046500A DE10046500A1 DE 10046500 A1 DE10046500 A1 DE 10046500A1 DE 2000146500 DE2000146500 DE 2000146500 DE 10046500 A DE10046500 A DE 10046500A DE 10046500 A1 DE10046500 A1 DE 10046500A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sensor element
element according
magnetic
sensor
permanent magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2000146500
Other languages
English (en)
Inventor
Michael Hamberger
Jozsef Varga
Danilo Spremo
Karl-Wilhelm Zoeller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SECATEC ELECTRONIC GmbH
Original Assignee
SECATEC ELECTRONIC GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SECATEC ELECTRONIC GmbH filed Critical SECATEC ELECTRONIC GmbH
Priority to DE2000146500 priority Critical patent/DE10046500A1/de
Publication of DE10046500A1 publication Critical patent/DE10046500A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
    • F15B15/2861—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT using magnetic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/003—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Die bekannten Komponenten induktiver und magnetischer Bauart zur Positionsbestimmung in der Hydraulik und Pneumatik liefern ein digitales Ausgangssignal, demzufolge nur einen Schaltpunkt oder diskrete Abfolge von Schaltpunkten. DOLLAR A Das neue Sensorelement stellt einen Inpulsnehmer auf Basis einer magnetoresistiven Dickschichtpaste dar, die sich auf einem Keramiksubstrat befindet. Mit dieser magnetoresistiven Sensorfläche, ausgebildet in der Form eines Messstreifens, kann nicht nur die End- und Anfangslage, sondern zusätzlich jede beliebige Position des Kolbens, auf dem sich ein Permanentmagnet befindet, bestimmt und zur Steuerung von Produktionsprozessen oder sonstigem herangezogen werden. Dies ermöglicht eine bessere Auflösung der Steuerungsfolgen, damit Erhöhung der Genauigkeit und Prozessgeschwindigkeit.

Description

Es sind Komponenten induktiver und magnetischer Bauart zur Positionsbestimmung in der Hydraulik und Pneumatik bekannt, mit denen die Anfangs- und Endstellung eines Kolbens in einem Zylinder gemessen wird. Eine praktizierte Lösung mit induktiven oder magnetischen Sensoren, plaziert auf der Anfangs- und Endposition des Kolbenwegs auf dem Zylindergehäuse, reagieren auf die Magnetfeldlinien des Permanentmagneten auf dem bewegten Kolben und liefern positionsabhängig ein verwertbares Ausgangssignal.
Bei dem neuen Sensorelement handelt es sich um einen Impulsnehmer auf Basis einer magnetoresistiven Dickschichtpaste, die sich auf einem Keramiksubstrat befindet. Mit dieser magnetoresistiven Sensorfläche, ausgebildet in der Form eines Meßstreifens, kann zusätzlich jede beliebige Position des Kolbens, auf dem sich ein Permanentmagnet befindet, bestimmt und zur Steuerung von Produktionsprozessen oder sonstigem herangezogen werden.
Aufgabenstellung
Der Erfindung liegt folgende Aufgabe zugrunde:
Ein Sensorelement zu finden, welches keine Kontaktelemente und keine weiteren Medien zur Erfassung der Magnetfeldlinien benötigt.
Ein Sensorelement zu konstruieren, welches stabil und unabhängig von klimatischen Veränderungen arbeitet.
Ein Sensorelement zu finden, welches eine hohe Langzeitstabilität besitzt.
Ein Sensorelement zu schaffen, das innerhalb eines definierten Temperaturbereiches ein stabiles Funktionsverhalten zeigt.
Ein Sensorelement zu konstruieren, das nicht auf der Basis eines Spulensystems arbeitet.
Ein Sensorelement zu konstruieren, das durch eine nicht magnetische Metallschicht oder sonstiger Trennung zwischen Signalgeber und sensitivem Meßstreifen mit vorgegebener Dicke ein schwach magnetisches oder magnetisierbares Feld detektiert.
Ein Sensorelement zu finden, das in der Lage ist die Position eines schwach magnetischen oder magnetisierbaren Signalgebers hinter einer nicht magnetischen Metallschicht oder ähnlichem zu erkennen.
Ein Sensorelement zu finden, das eine zu vernachlässigende magnetische Rückkopplung auf den Impulsgeber besitzt und die Meßgröße nicht wesentlich beeinflußt.
Ein Sensorelement zu finden, mit dem die Magnetfeldlinien um einen stromdurchflossenen Leiter erkannt und ausgewertet werden können.
Einsatzgebiete
Die diskutierte Sensorfläche eignet sich für den Einsatz in hermetisch abgeschlossenen hydraulischen und pneumatischen Zylindern, in denen ein schwaches Magnetfeld zur Meßanalyse herangezogen wird.
In dem betrachteten Fall handelt es sich um die Bestimmung der Position eines Zylinderkolbens, die unmittelbar durch eine kurzschlußfeste, verpolungssichere und EMV- feste Elektronik linear ausgewertet werden kann. Die Auswerteelektronik erlaubt darüber hinaus die Bestimmung dynamischer Parameter wie Geschwindigkeit und Beschleunigung des Zylinderkolbens oder sonstiger ähnlicher Anordnungen mit einem magnetischen oder magnetisierbaren Signalgeber.
Im Kontext schneller Steuermechanismen von Ausgangsströmen bei Hochstromschaltnetzteilen ist ein weiteres Anwendungsfeld die Messung der Feldstärke um den ausgangsstromführenden Leiter. Mit dieser Meßgröße läßt sich unmittelbar der Ausgangsstrom ableiten um Maßnahmen zur schnellen Stromsenkung oder konträr dazu einen schnellen Stromanstieg herbeizuführen.

Claims (12)

1. Sensorelement, bestehend aus einer EMV- und kurzschlußfesten Auswerteelektronik in Verbindung mit einer magnetoresistiven Sensorfläche, im weiteren auch Meßstreifen genannt, der die variable Position eines vormagnetisierten oder magnetischen Signalgebers auf dem Zylinderkolben oder sonstigen bewegten Teilen mit magnetischem oder magnetisierbaren Signalgeber durch eine metallumschlossene nicht magnetische oder sonstige Trennung detektiert.
2. Sensorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Signalauswertung analog oder digital erfolgt.
3. Sensorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Signalauswertung in den Schaltungsvarianten Öffner, Schließer, PNP und NPN, sowie deren handelsüblichen Kombinationen realisiert werden kann.
4. Sensorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfunktion durch eine optische Anzeige dargestellt werden kann.
5. Sensorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das es sich beim Signalgeber um ein magnetisches oder magnetisierbares Material in Form einer oszillierenden Kugel, eines Zylinderkolbens mit Permanentmagnet, oder sonstigen sich bewegenden magnetischen oder magnetisierbaren Materialien handelt.
6. Sensorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Bewegung der beschriebenen Bauformen durch das Sensorelement erkannt und nach Anspruch 2 ausgewertet wird.
7. Sensorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das schwache Magnetfeld des Ausgangsstromkreises von Schaltnetzteilen durch die magnetoresistive Sensorfläche gemessen und durch die Elektronik in Anspruch 1 ausgewertet wird und redundant zur Regulierung des Eingangsstromkreis herangezogen wird.
8. Sensorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorgehäuse in einem nicht magnetischen oder magnetisierbaren Gehäuse, durch zweikomponentige Vergußtechnik, durch Schmelzverguß oder durch thermo- oder duroplastisches Kunststoffmaterial umschlossen bzw. durch spritztechnische Verfahren hergestellt wird.
9. Sensorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das es in einer bestehenden Zylindernut geeignet befestigt bzw. fixiert wird.
10. Sensorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung vom Sensorgehäuse zum Zylindergehäuse ohne zusätzliche Justage gegen Verdrehung gesichert ist.
11. Sensorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die magnetoresistive Sensorfläche als Stand-Alone Lösung oder auf Keramiksubstrate oder sonstige Trägermaterialien aufgebracht wird.
12. Sensorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der magnetoresistiven Sensorfläche, aufgebracht auf einem Trägermaterial, hier im speziellen der Kantenlängen der Grundform, frei innerhalb der physikalischen Grenzen, gewählt wird.
DE2000146500 2000-09-20 2000-09-20 Magnetoresistive Sensorfläche in Dickschichttechnologie zur linearen Positonsbestimmung Withdrawn DE10046500A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000146500 DE10046500A1 (de) 2000-09-20 2000-09-20 Magnetoresistive Sensorfläche in Dickschichttechnologie zur linearen Positonsbestimmung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000146500 DE10046500A1 (de) 2000-09-20 2000-09-20 Magnetoresistive Sensorfläche in Dickschichttechnologie zur linearen Positonsbestimmung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10046500A1 true DE10046500A1 (de) 2002-03-28

Family

ID=7656902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2000146500 Withdrawn DE10046500A1 (de) 2000-09-20 2000-09-20 Magnetoresistive Sensorfläche in Dickschichttechnologie zur linearen Positonsbestimmung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10046500A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2389659A (en) * 2002-06-12 2003-12-17 Imi Vision Ltd A position measuring system
EP2339362A1 (de) * 2007-02-26 2011-06-29 Fujikura Ltd. Magnetsensormodul und Bolzenpositionsdetektor
DE102020202147A1 (de) 2020-02-19 2021-08-19 Hawe Hydraulik Se Hydraulikkomponente, hydraulisches Stellsystem mit einer solchen Hydraulikkomponente und Fahrzeug mit einem solchen hydraulischen Stellsystem

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2389659A (en) * 2002-06-12 2003-12-17 Imi Vision Ltd A position measuring system
EP2339362A1 (de) * 2007-02-26 2011-06-29 Fujikura Ltd. Magnetsensormodul und Bolzenpositionsdetektor
DE102020202147A1 (de) 2020-02-19 2021-08-19 Hawe Hydraulik Se Hydraulikkomponente, hydraulisches Stellsystem mit einer solchen Hydraulikkomponente und Fahrzeug mit einem solchen hydraulischen Stellsystem
US11808288B2 (en) 2020-02-19 2023-11-07 Hawe Hydraulik Se Hydraulic component, hydraulic adjustment system comprising such a hydraulic component, and vehicle comprising such a hydraulic adjustment system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4471304A (en) Fluid-powered actuator having a cylinder with magnetic field detectors thereon and a magnetized piston rod
DE3244891C2 (de) Einrichtung zur berührungslosen Positionsmessung
EP2564164B1 (de) Magnetisches längenmesssystem, längenmessverfahren sowie herstellungsverfahren eines magnetischen längenmesssystems
EP2521894B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erfassung von magnetfeldern
DE1303818B (de)
DE19836599A1 (de) Verfahren zur berührungslosen magnetischen Erfassung linearer Relativbewegungen zwischen Dauermagneten und elektronischen Sensoren
DE102005046822A1 (de) Messvorrichtung zur Messung der Absolutposition mindestens zweier relativ zueinander verschiebbarer oder drehbarer Körper zueinander
DE102007025965A1 (de) Magnetfeldsensor
DE2553454B2 (de) Permanentmagnetische Anzeigevorrichtung, vornehmlich für Strömungsmesser
DE4123131A1 (de) Verfahren und anordnung zur bereitstellung eines, von einem drehwinkel linear abhaengigen, elektrischen ausgangssignals
DE3929452A1 (de) Strom-messeinrichtung
DE10046500A1 (de) Magnetoresistive Sensorfläche in Dickschichttechnologie zur linearen Positonsbestimmung
DE19732713A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Positionsbestimmung
US6466010B1 (en) Displacement transducer with at least one detector for magnetic polarity changes, especially for measuring displacement of a brake pedal
EP0676622B1 (de) Positionssensor
EP1321743B1 (de) Absolutlängenmesssystem, bei dem ein Massstab relativ zur Position von beabstandeten Längesensoren bewegt wird
DE10002331C2 (de) Drehwinkelmesser
EP0676619A1 (de) Tastelement für die Steuerung von Elektromotoren, insbesondere für Krane und andere Fördermittel
DE102011079633A1 (de) Magnetsensor zum Messen eines Magnetfelds eines magnetischen Multipols und zugehörige Vorrichtung zur Ermittlung von Bewegungsparametern
DE102011079631A1 (de) Vorrichtung zur Ermittlung von Bewegungsparametern
DE10053456A1 (de) Sensorelement zum berührungslosen detektieren der Geschwindigkeit eines Turbinenrades
DE102012000939A1 (de) Sensoreinheit und Verfahren zur Bestimmung einer Wegstrecke
DE10052035A1 (de) Drehgeber-Sensorelement zum berührungslosen detektieren der Winkelgeschwindigkeit einer rotierenden Achse
DE10036910C2 (de) Positionssensor
DE19755673A1 (de) Magnetoresistive Sensoreinrichtung sowie Vorrichtung zum Messen eines Magnetfeldes

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8130 Withdrawal