DE10124483A1

DE10124483A1 - General purpose displacement measurement system includes flat, printed circuit coil, soft magnetic material and passive transducer with magnet

Info

Publication number: DE10124483A1
Application number: DE10124483A
Authority: DE
Inventors: Manfred Jagiella; Reinhard Droxler
Original assignee: Balluff GmbH
Current assignee: Balluff GmbH
Priority date: 2000-05-24
Filing date: 2001-05-19
Publication date: 2001-12-06
Anticipated expiration: 2021-05-20
Also published as: DE20009335U1; DE10124483B4

Abstract

The inductive component is constructed as a printed coil (16). On or near it, a soft-magnetic material is located and the passive transducer (32) includes a magnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wegmeßsystem mit einem Geber und mit einem Sensor, welcher mindestens ein induktives Element umfaßt, an das der Geber elektromagnetisch koppelt, wobei Sensor und Geber relativ zueinander positionierbar sind und das mindestens eine induktive Element flächig ausgedehnt auf einem Träger angeordnet ist.The invention relates to a measuring system with an encoder and with a sensor which has at least one inductive element comprises, to which the encoder electromagnetically couples, wherein Sensor and encoder can be positioned relative to each other and the at least one inductive element extended over a large area a carrier is arranged.

Derartige Wegmeßsysteme werden beispielsweise zur Positions messung an pneumatischen Zylindern eingesetzt, zur Messung von Ventilstellungen insbesondere in Regelkreisen oder bei Greifern. Für solche Anwendungen ist es sehr vorteilhaft, wenn ein Relativweg zwischen Geber und Sensor absolut meßbar ist.Such measuring systems become, for example, positions measurement on pneumatic cylinders used for measurement of valve positions, especially in control loops or at Grippers. For such applications, it is very beneficial if a relative path between encoder and sensor is absolutely measurable is.

Aus der DE 42 05 957 A1 ist es bekannt, ein Geberlineal vor zusehen, welches relativ zu einem Spulenaufbau mit einer dreieckförmigen Bedämpfungsfläche aus elektrisch leitendem Material bewegbar ist, wobei die Bedämpfung zunimmt, je mehr sich der Spulenaufbau dem über die volle Breite des Geber lineals reichenden Ende der Bedämpfungsfläche nähert.From DE 42 05 957 A1 it is known to provide a sensor ruler watch, which is relative to a coil structure with a triangular damping surface made of electrically conductive Material is movable, the damping increases, the more the coil structure over the full width of the encoder approaching the reaching end of the damping surface.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wegmeßsystem der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß sich eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten ergeben. The invention is based, a displacement measuring system to improve the type mentioned in such a way that result in a multitude of possible uses.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Träger mit dem mindestens einen induktiven Element zumindest teilweise flexibel ausgebildet ist.This object is achieved in that the Carrier with the at least one inductive element at least is partially flexible.

Durch die flexible Ausbildung des Trägers läßt sich dessen Gestalt variieren und insbesondere so variieren, daß der Trä ger mit dem darauf angeordneten induktiven Element krümmbar ist, d. h. in eine nichtebene Gestalt bringbar ist. Beispiels weise läßt sich dadurch der Träger an Konturen eines Gegen standes anpassen, um so auch eine Wegstreckenermittlung bei gekrümmten Bahnbewegungen durchführen zu können. Wird bei spielsweise dann der Träger an die Bahnkrümmung angepaßt, so läßt sich auch bei einer gekrümmten Bahnbewegung der relative Abstand zwischen dem Träger und dem Geber konstant halten, so daß die Wegstreckenermittlung nicht durch eine Abstandsände rung beeinflußt wird, d. h. das Sensorsignal eine Änderung allein durch die Bewegung quer zu der Abstandsrichtung er fährt und nicht längs der Abstandsrichtung.Due to the flexible design of the carrier can be Shape vary and in particular vary so that the Trä ger bendable with the inductive element arranged thereon is, d. H. can be brought into a non-flat shape. Example the carrier can be wise on contours of a counter adapt to the current situation in order to determine the distance to be able to perform curved path movements. Will at for example, the carrier then adapted to the curvature, so the relative can even with a curved path movement Keep the distance between the carrier and the encoder constant, see above that the route is not determined by a distance change tion is affected, d. H. the sensor signal a change solely by moving transversely to the distance direction drives and not along the distance direction.

Durch eine zumindest teilweise flexible Ausbildung des Trä gers läßt sich auch der Längennutzbereich bezüglich der Weg streckenermittlung des Wegmeßsystems vergrößern und zwar bei gleicher Länge eines entsprechenden Meßteils bzw. bei glei chem Nutzbereich läßt sich die Länge des entsprechenden Meß teils verringern: Randbereiche des induktiven Elements beein flussen das Sensorsignal, so daß sich beispielsweise dort eine nichtmonotone Abhängigkeit einer Kenngröße des indukti ven Elements wie Güte oder effektiven Induktivität ergibt. Dies bedeutet für die Anwendung, daß nur ein bestimmter Teil bereich des induktiven Elements für die Wegstreckenermittlung nutzbar ist und die Randbereiche außerhalb davon zwar notwen dig sind, um das flächig ausgedehnte induktive Element herzu stellen, aber sonst die Länge des Systems vergrößern. Bei einer flexiblen Ausbildung des Trägers lassen sich solche Randbereiche wegbiegen und insbesondere aus dem Meßfeld falten, so daß die Länge des Meßteils längs der Meßrichtung verringerbar ist. Es wird dadurch zwar in gewissem Maße eine Dickenerhöhung verursacht die sich jedoch gering halten läßt, indem beispielsweise die weggebogenen Randteile hinter den Träger gefaltet werden oder gerollt werden.By at least partially flexible training of the Trä The length of the usable area can also be specified with regard to the path increase the distance determination of the measuring system and at same length of a corresponding measuring part or at the same chem useful area, the length of the corresponding measurement partly reduce: edge areas of the inductive element flow the sensor signal, so that for example there a non-monotonous dependency of a parameter of the inductance ven elements such as quality or effective inductance. For the application, this means that only a certain part area of the inductive element for the distance determination is usable and the peripheral areas are necessary outside of it are dig in order to bring about the extensive inductive element position, but otherwise increase the length of the system. At a flexible training of the carrier can be such Bend away marginal areas and especially from the measuring field fold so that the length of the measuring part along the measuring direction can be reduced. To a certain extent, it does Causes an increase in thickness, which can be kept low, by, for example, the bent-away edge parts behind the Carrier can be folded or rolled.

Vorteilhaft ist es, wenn das mindestens eine induktive Ele ment auf dem Träger aufgedruckt ist. Dadurch läßt sich auf einfache Weise eine flächige Ausdehnung desselben herstellen und entsprechende Leiterbahnen lassen sich auch dünn herstel len, so daß eine Flexibilität des Trägers zumindest in einem Teilbereich mit dem darauf angeordneten induktiven Element sichergestellt ist.It is advantageous if the at least one inductive ele ment is printed on the carrier. This allows you to easily create a flat expansion of the same and corresponding conductor tracks can also be made thin len, so that flexibility of the wearer at least in one Partial area with the inductive element arranged on it is ensured.

Eine flexible Ausbildung des Trägers läßt sich auf einfache Weise erreichen, wenn dieser eine flexible Folie umfaßt. Die flexible Folie ist dann eine Platinenfolie, auf welcher das induktive Element angeordnet ist. Eine Folie weist eine Biege flexibilität parallel zu ihrer Oberfläche ihrer Normalenrich tungen auf.A flexible training of the carrier can be done easily Achieve this if it comprises a flexible film. The flexible film is then a circuit board film on which the inductive element is arranged. A film has a bend flexibility parallel to the surface of their standard on.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der Träger ein star res Trägerteil und ein oder mehrere flexible Trägerteile um faßt, welche an dem starren Trägerteil angeordnet sind. Die flexiblen Trägerteile lassen sich dann von dem starren Trä gerteil wegbiegen, um so diese aus dem Meßfeld des Sensors zu entfernen. Die Länge des nutzbaren Meßbereichs wird dann durch die Abmessungen des starren Trägerteils bestimmt.It is particularly advantageous if the carrier is a star res carrier part and one or more flexible carrier parts around summarizes which are arranged on the rigid support member. The flexible carrier parts can then from the rigid Trä Bend the part away so that it is out of the measuring field of the sensor remove. The length of the usable measuring range is then determined by the dimensions of the rigid support part.

Vorteilhaft ist es, wenn zur Schaffung eines nutzbaren Meßbe reichs bezüglich des mindestens einen induktiven Elements ein oder mehrere Randteile des Trägers derart bezüglich eines Meßteils des Trägers angeordnet sind, daß diese außerhalb ei nes Meßfeldes liegen. Die Längenabmessungen des Meßteils in einer Wegmeßrichtung bestimmen den nutzbaren Wegmeßbereich und auch die äußeren Abmessungen des Sensors, da die Rand teile sich von dem Meßteil wegbiegen lassen und damit nicht oder nur wenig zu der Längenausdehnung des Sensors beitragen. Im wesentlichen ist dann die meßbare Wegstrecke durch die Länge des Meßteils bestimmt.It is advantageous if to create a usable Meßbe submit with respect to the at least one inductive element or more edge parts of the carrier with respect to one Measuring part of the carrier are arranged that these outside egg measuring field. The length dimensions of the measuring part in a measuring direction determine the usable measuring range and also the outer dimensions of the sensor because of the edge parts can be bent away from the measuring part and thus not or contribute little to the linear expansion of the sensor. Then essentially the measurable distance through the Length of the measuring part determined.

Günstigerweise liegen durch das oder die Randteile des Trä gers End-Randbereiche des mindestens einen induktiven Ele ments außerhalb des Meßfeldes. Solche End-Randbereiche wie beispielsweise bei einer dreieckförmigen Flachspule als in duktivem Element die Dreiecksspitzen beeinflussen das Sensor signal, da zum einen dort ein Übergang zwischen einem elek tromagnetisch ankoppelbaren oder einem elektromagnetisch nicht ankoppelbaren Bereich stattfindet und da zum anderen an diesen Randbereichen beispielsweise die Wicklungsdichte und auch Leitungsrichtungen sich stärker unterscheiden als von Bereichen außerhalb dieser Randbereiche.Conveniently lie through the edge of the Trä gers end edge regions of the at least one inductive ele ment outside the measuring field. Such end margin areas like for example with a triangular flat coil as in the triangular tips influence the sensor signal, because on the one hand there is a transition between an elec tromagnetically connectable or an electromagnetic non-connectable area takes place and there on the other these edge areas, for example, the winding density and line directions also differ more than Areas outside of these marginal areas.

Günstig ist es, wenn das Meßteil des Trägers starr ausgebil det ist, da sich dann so auf einfache Weise die Randteile des Trägers wegfalten lassen und sich auch hinter dem Meßteil positionieren lassen, um die Dickenausdehnung durch Wegbiegen der Randteile gering zu halten. It is expedient if the measuring part of the carrier is rigid det, since the edge parts of the Let the carrier fold away and also behind the measuring part allow to position the expansion by bending away to keep the edge parts low.

Vorteilhafterweise sind das oder die Randteile des Trägers flexibel bezüglich des Meßteils angeordnet, um sie so von diesem wegbiegen zu können. Dies läßt sich beispielsweise da durch erreichen, daß eine Flexfolie auf einem starren Unter träger angeordnet ist, welcher im wesentlichen die Abmessun gen des Meßteils aufweist. Diese Flexfolie ist dann mit dem Meßteil verbunden, so daß in diesem Bereich der Träger starr ist. Außerhalb des Unterträgers läßt sich die Meßfolie rela tiv zu diesem und damit zu dem Meßteil verbiegen. Eine alter native Möglichkeit besteht darin, daß die Randteile selber flexibel an dem Meßteil angeordnet sind, beispielsweise an einer starren Platine flexibel angeordnet sind.These are advantageously the edge part or parts of the carrier arranged flexibly with respect to the measuring part so as to to be able to bend it away. This can be done, for example by achieving a flex film on a rigid base Carrier is arranged, which is essentially the dimensions gene of the measuring part. This flex film is then with the Measuring part connected so that the carrier is rigid in this area is. Outside the subcarrier, the measuring film can be rela bend to this and thus to the measuring part. An old one native possibility is that the edge parts themselves are flexibly arranged on the measuring part, for example a rigid circuit board are flexibly arranged.

Günstig ist es ferner, wenn ein Randteil von dem Meßteil weg gebogen oder wegbiegbar an diesem angeordnet ist, um so den nutzbaren Meßbereich im wesentlichen auf das Meßteil einzu schränken.It is also advantageous if an edge part away from the measuring part bent or bendable thereon, so as to usable measuring range essentially on the measuring part restrict.

Um die Dickenabmessungen quer zur Meßrichtung gering zuhal ten, sind günstigerweise das oder die Randteile hinter dem Träger bezogen auf ein Meßfeld positioniert. Zum einen stören sie dadurch nicht die Messung und zum anderen sind die ent sprechenden Dickenabmessungen des Sensors gering gehalten. Insbesondere ist dazu ein Randteil gerollt und insbesondere hinter dem Träger gerollt angeordnet oder ist ein Randteil gefaltet und insbesondere umgefaltet hinter dem Träger ange ordnet.To keep the thickness dimensions small across the measuring direction ten, are conveniently that or the edge parts behind the Carrier positioned in relation to a measuring field. For one, disturb they are not the measurement and on the other hand they are the ent speaking thickness dimensions of the sensor kept low. In particular, an edge part is rolled for this and in particular arranged behind the carrier rolled or is an edge part folded and especially folded behind the carrier arranges.

Bei einer fertigungstechnisch einfach herzustellenden Varian te einer Ausführungsform ist das mindestens eine induktive Element eine Printspule, welche auf dem Träger aufgedruckt wird.With a variant that is easy to manufacture In one embodiment, this is at least one inductive one Element a print spool, which is printed on the carrier becomes.

Zur einfachen Auswertung eines Sensorsignals ist günstiger weise das mindestens eine induktive Element an einen Oszilla tor gekoppelt und beeinflußt diesen über eine Güte und/oder effektive Induktivität. Die Güte und/oder effektive Indukti vität des induktiven Elements ist vorteilhafterweise durch die Größe eines wirksamen Sensorbereichs bestimmt, welcher an den Geber koppelt, und der Sensor ist so ausgebildet, daß die Größe des wirksamen Sensorbereichs abhängig ist von der rela tiven Position zwischen Geber und Sensor quer zu einer Ab standsrichtung. Dadurch, daß das induktive Element an einen Oszillator gekoppelt ist und über seine Güte und/oder seine effektive Induktivität Kenngrößen des Oszillators wie Ampli tude, Phasenlage und Frequenz beeinflußt, läßt sich eine ortsabhängige Ankopplung eines Gebers an das induktive Ele ment auf einfache Weise auswerten, indem die entsprechenden Kenngrößen des Oszillators ausgewertet werden. Das induktive Element ist dabei so an den Oszillator gekoppelt, daß dieser selber beeinflußbar ist. Ein Spezialfall der Kopplung des in duktiven Elements an den Oszillator ist, daß das induktive Element selber die Induktivität des Oszillators bildet. Es muß deshalb keine Primärspule mit Energie versorgt werden, so daß sich ein einfacher Aufbau des Wegmeßsystems erreichen läßt. Der Geber läßt sich als passives Element ausbilden, so daß er nicht über Energiezuführungsleitungen mit Strom beauf schlagt werden muß.For simple evaluation of a sensor signal is cheaper assign the at least one inductive element to an oszilla Tor coupled and influences this via a quality and / or effective inductance. The goodness and / or effective inductance vity of the inductive element is advantageously by the size of an effective sensor area determines which one couples the encoder, and the sensor is designed so that the The size of the effective sensor area depends on the rela tive position between encoder and sensor across a branch direction. The fact that the inductive element to one Oscillator is coupled and about its quality and / or its effective inductance parameters of the oscillator such as ampli tude, phase position and frequency can be influenced location-dependent coupling of an encoder to the inductive el Evaluate ment in a simple way by the appropriate Characteristics of the oscillator are evaluated. The inductive Element is so coupled to the oscillator that this itself can be influenced. A special case of coupling the in ductive element to the oscillator is that the inductive Element itself forms the inductance of the oscillator. It therefore no primary coil has to be supplied with energy, so that a simple structure of the measuring system can be achieved leaves. The encoder can be designed as a passive element, see above that it does not supply electricity via power supply lines must be hit.

Das Sensorsignal ist durch die geometrische Struktur des Sen sors bzw. des Gebers bestimmt. In der geometrischen Form des wirksamen Sensorbereichs ist die Information über die rela tive Position zwischen Geber und Sensor und damit die Wegin formation bzw. Positionsinformation der relativen Position zwischen Geber und Sensor enthalten. Der wirksame Sensorbe reich wiederum ist durch die Formgebung des Sensors und damit insbesondere durch die Formgebung des induktiven Elements be stimmt. Das erfindungsgemäße Wegmeßsystem läßt sich dadurch einfach ausbilden und kostengünstig herstellen.The sensor signal is due to the geometric structure of the Sen sors or the encoder determined. In the geometric shape of the effective sensor range is the information about the rela tive position between encoder and sensor and thus the path formation or position information of the relative position included between encoder and sensor. The effective sensor rich in turn is due to the shape of the sensor and thus in particular by the shape of the inductive element Right. The position measuring system according to the invention can thereby simply train and manufacture inexpensively.

Durch eine entsprechende Formgebung des Sensors läßt sich das Wegmeßsystem universell einsetzen und insbesondere auch in einem Drehgeber einsetzen. Es muß neben dem induktiven Ele ment keine weitere Sekundärspule oder dergleichen vorgesehen werden. Grundsätzlich genügt es, ein einziges induktives Ele ment einzusetzen, welches so ausgebildet ist, daß ein wirk samer Sensorbereich abhängig ist von der relativen Position zwischen Geber und Sensor. Daneben ist es aber auch möglich, weitere induktive Elemente vorzusehen. Auf diese Weise können beispielsweise Differenzmessungen oder Summenmessungen durch geführt werden, um eine hohe Meßgenauigkeit oder Meßauflösung zu erhalten. Beispielsweise kann es erfindungsgemäß vorgese hen sein, daß mehrere Meßspuren verwendet werden, beispiels weise eine Meßspur für Grobmessungen und eine Meßspur für Feinmessungen. Da eben die Ortsinformation in der Formgebung des wirksamen Sensorbereichs enthalten ist, lassen sich durch Anpassung der Formgebung eine Vielzahl von Anwendungsmöglich keiten realisieren.The sensor can be shaped accordingly Use measuring system universally and especially in use an encoder. In addition to the inductive ele ment no further secondary coil or the like is provided become. Basically, it is sufficient to have a single inductive Ele ment to use, which is designed so that an effective The entire sensor range depends on the relative position between encoder and sensor. In addition, it is also possible to provide further inductive elements. That way you can for example difference measurements or total measurements be performed to a high measuring accuracy or measurement resolution to obtain. For example, according to the present invention hen be that several measurement tracks are used, for example have a measuring track for rough measurements and a measuring track for Fine measurements. Because the location information in the design of the effective sensor area is included Adaptation to the shape of a variety of applications realizing.

Eine Meßauflösung ist dabei direkt über die Formgebung des wirksamen Sensorbereichs einstellbar. Es lassen sich dabei problemlos Auflösungen mindestens in der Größenordnung eines Tausendstels der gesamten Wegstrecke, welche Sensor und Geber relativ zueinander einnehmen können, realisieren.A measurement resolution is directly via the shape of the effective sensor range adjustable. It can be done easily resolutions at least in the order of magnitude Thousandth of the total distance, which sensor and encoder can take relative to each other.

Da das Sensorsignal bestimmt ist durch einen wirksamen Sen sorbereich und damit das Sensorsignal direkt bestimmt ist durch eine effektive Induktivität des induktiven Elements des Sensors, kann durch bekannte Auswerteschaltungen für induk tive Näherungsschalter, bei denen die Annäherung eines metal lischen Gegenstands an eine Oszillatorspule beispielsweise über eine Amplitudenänderung oder Frequenzänderung des Oszil lators registriert wird, verwendet werden. Es kann somit auf bereits vorhandene Auswerteeinheiten zurückgegriffen werden. Das erfindungsgemäße Wegmeßsystem läßt sich insbesondere mit einem Typ von Auswerteeinheit versehen, unabhängig davon, wie die spezielle Gestaltung des Gebers oder des induktiven Ele ments ist, da die Auswerteeinheit im wesentlichen nur eine Kenngröße dieses induktiven Elements bestimmt.Since the sensor signal is determined by an effective sensor sor range and thus the sensor signal is determined directly through an effective inductance of the inductive element of the Sensors, can by known evaluation circuits for induc tive proximity switches, in which the approach of a metal to an oscillator coil, for example about an amplitude change or frequency change of the Oszil lators is used. So it can be on existing evaluation units can be used. The position measuring system according to the invention can be used in particular with a type of evaluation unit, regardless of how the special design of the encoder or the inductive ele is, since the evaluation unit essentially only one Characteristic of this inductive element determined.

Der Sensor ist vorzugsweise so ausgebildet, daß ein Überlap pungsbereich zwischen einer Projektion einer wirksamen Geber fläche auf den Sensor und einer wirksamen Sensorfläche abhän gig ist von der relativen Position zwischen Sensor und Geber quer zu einer Projektionsrichtung. Aus dieser Abhängigkeit läßt sich die relative Position zwischen Sensor und Geber quer zur Projektionsrichtung (quer zur Abstandsrichtung zwi schen Sensor und Geber) ermitteln.The sensor is preferably designed so that an overlap area between a projection of an effective donor surface on the sensor and an effective sensor surface gig is the relative position between sensor and encoder across a direction of projection. From this dependency can be the relative position between the sensor and encoder transversely to the direction of projection (transversely to the direction of distance between sensor and encoder).

Insbesondere ist eine Auswerteeinheit vorgesehen, welche eine Kenngröße des Oszillators ermittelt. Ein Geber, welcher me tallisch ausgebildet ist und insbesondere elektrisch leitend ist, stellt eine Gegeninduktivität zum induktiven Element des Sensors dar. Die Ankopplung der Induktivität bewirkt eine Än derung der effektiven Induktivität des induktiven Elements auf dem flexiblen Träger. Diese Änderung der effektiven In duktivität läßt sich auf einfache Weise messen. Bei einer Va riante einer Ausführungsform ist es vorgesehen, daß als Kenn größe des Oszillators eine Frequenz des Oszillators gemessen wird, an der das induktive Element gekoppelt ist. Die Fre quenz eines LC-Schwingkreises ist im wesentlichen umgekehrt proportional zu der Wurzel aus der effektiven Induktivität. Dies läßt sich dann auf einfache Weise ermitteln. Diese Variante ist dabei besonders vorteilhaft, wenn der Geber ein Magnet und insbesondere ein Permanentmagnet ist, da dadurch eine relativ starke Induktivitätsänderung auftreten kann, die sich dementsprechend auf die Frequenz des Schwingkreises aus wirkt, insbesondere wenn ein weichmagnetisches Material, das lokal in Sättigung bringbar ist, am Sensor angeordnet ist.In particular, an evaluation unit is provided which Characteristic of the oscillator determined. A giver who me is formed of metal and in particular electrically conductive is a mutual inductance to the inductive element of the Sensor. The coupling of the inductance causes a change change in the effective inductance of the inductive element on the flexible carrier. This change in effective In ductility can be measured easily. With a Va Riante an embodiment, it is provided that as a characteristic size of the oscillator measured a frequency of the oscillator to which the inductive element is coupled. The Fre frequency of an LC resonant circuit is essentially reversed proportional to the root of the effective inductance. This can then be determined in a simple manner. This Variant is particularly advantageous if the encoder is a Magnet and in particular a permanent magnet is because of this a relatively large change in inductance can occur accordingly on the frequency of the resonant circuit works, especially if a soft magnetic material that can be brought locally into saturation, is arranged on the sensor.

Bei einer alternativen Variante wird eine Amplitude des Os zillators ermittelt, an welchen das mindestens eine induktive Element gekoppelt ist. Die Amplitude eines Oszillators und insbesondere Schwingkreises hängt wiederum von der effektiven Induktivität bzw. Güte des induktiven Elements des Sensors ab. Sie läßt sich auf einfache Weise ermitteln. Es ist mög lich, Amplitudenänderungen zu ermitteln, die relativ gering sind. Die effektive Induktivität läßt sich auch dann auswer ten, wenn der Geber ein nichtmagnetisches Metall ist.In an alternative variant, an amplitude of the os zillators determined at which the at least one inductive Element is coupled. The amplitude of an oscillator and the resonant circuit in particular depends on the effective one Inductance or quality of the inductive element of the sensor from. It can be determined in a simple manner. It is possible Lich to determine amplitude changes that are relatively small are. The effective inductance can then also be evaluated if the encoder is a non-magnetic metal.

Es kann vorgesehen sein, daß die Auswerteeinheit auf einem Träger angeordnet ist, auf welchem das mindestens eine induk tive Element sitzt. Es sind dann Auswerteeinheit und indukti ves Element auf einem Träger integriert, wobei aber für die Flexibilität des Trägers mindestens in einem Teilbereich ge sorgt sein muß. Durch diese integrierte Anordnung läßt sich der Sensor einfach und kostengünstig herstellen und entspre chend einfach ist auch der Einbau beispielsweise in ein Ge häuse bei einer Anwendung.It can be provided that the evaluation unit on a Carrier is arranged on which the at least one induct tive element sits. It is then an evaluation unit and an inductor ves element integrated on a support, but for the Flexibility of the carrier ge at least in a partial area must be worried. This integrated arrangement allows the sensor is simple and inexpensive to manufacture and corresponds Installation in a Ge, for example, is also extremely simple housing in one application.

Günstigerweise ist die meßbare Wegstrecke durch die Länge ei nes Meßteils bestimmt, auf welchem das mindestens eine induk tive Element so angeordnet ist, daß End-Randbereiche des in duktiven Elements außerhalb des Meßteils liegen. Dadurch las sen sich Randeffekte bezüglich wirksamen Sensorflächen in ge wissem Sinne eliminieren, da die Randeffekte verursachenden Randbereiche des induktiven Elements aus dem Meßfeld entfernt werden.The measurable distance through the length is favorable nes measuring part on which the at least one induc tive element is arranged so that end edge regions of the in ductive element are outside the measuring part. This read edge effects with regard to effective sensor surfaces Eliminate in the sense that the edge effects are causing Edge areas of the inductive element removed from the measuring field become.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der Geber ein passi ves Element ist und insbesondere aus einem elektrisch leiten den oder magnetisch leitenden Material hergestellt ist. Ein passiver Geber ist dabei ein solcher Geber, der nicht mit ei ner Energiequelle verbunden ist, und dennoch eine elektro magnetische Ankopplung an das induktive Element verursacht. Insbesondere müssen dann keine Energieführungsleitungen für den Geber vorgesehen werden, die eventuell auch mit diesem mitbewegt werden müßten.It is particularly advantageous if the giver has a passi ves element and in particular from an electrically conductive the or magnetically conductive material is made. On Passive donor is one that does not use egg ner energy source is connected, and yet an electric causes magnetic coupling to the inductive element. In particular, then no energy supply lines for the donor may be provided, who may also use this should be moved.

Bei einer besonders einfachen Variante einer Ausführungsform, welche dadurch auch kostengünstig herstellbar ist, umfaßt der Geber einen Magneten und insbesondere einen Permanentmagne ten. Dessen Magnetfeld beeinflußt das induktive Element und diese Beeinflussung wiederum äußert sich in einer Änderung der effektiven Induktivität. Diese Änderung wiederum hängt von dem wirksamen Sensorbereich des induktiven Elements ab, welcher durch das Magnetfeld beaufschlagt ist. Mit einem sol chen Geber kann auch durch metallische Wände hindurchgemessen werden. Beispielsweise läßt sich die Position eines mit einem solchen Geber versehenen Kolbens durch eine Wand eines Druck mittelzylinders aus Aluminium hindurch von außen detektieren.In a particularly simple variant of an embodiment, which is also inexpensive to manufacture, includes Giver a magnet and especially a permanent magnet Its magnetic field influences the inductive element and this influence in turn manifests itself in a change the effective inductance. This change in turn hangs on the effective sensor range of the inductive element, which is acted upon by the magnetic field. With a sol Chen encoder can also be measured through metallic walls become. For example, the position of one with a such a piston provided by a wall of pressure Detect the aluminum central cylinder from the outside.

Günstig ist es dabei, wenn an oder in der Nähe des induktiven Elements weichmagnetisches Material angeordnet ist. Bei dem weichmagnetischen Material handelt es sich beispielsweise um ein Mu-Metall in Folienform, welches eine möglichst hohe Per meabilität und einen möglichst kleinen elektrischen Leitwert aufweist. Durch das Magnetfeld des Gebers läßt sich das weichmagnetische Material lokal in Sättigung bringen, durch diese lokale Sättigung ist ein wirksamer Sensorbereich defi niert. Die lokale Sättigung am wirksamen Sensorbereich wie derum bewirkt eine relativ starke Änderung der effektiven Induktivität, die somit leicht ermittelbar ist.It is advantageous if on or near the inductive Element soft magnetic material is arranged. In which Soft magnetic material is, for example a mu-metal in foil form, which has a high Per meability and the lowest possible electrical conductivity having. This can be done by the magnetic field of the encoder Bring soft magnetic material locally through this local saturation is an effective sensor range defi kidney. The local saturation at the effective sensor area like therefore a relatively strong change in the effective Inductance, which is therefore easy to determine.

Beispielsweise ist dazu das weichmagnetische Material einsei tig oder beidseitig auf dem Träger aufgebracht. Es kann auch vorgesehen sein, daß der Träger mit einem weichmagnetischen Material umwickelt ist.For example, the soft magnetic material is one tig or applied on both sides of the carrier. It can also be provided that the carrier with a soft magnetic Material is wrapped.

Grundsätzlich ist es so, daß ein wirksamer Sensorbereich, welcher abhängig ist von der Positionierung eines Gebers zu dem Sensor, dadurch eingestellt werden kann, daß das minde stens eine induktive Element derart ausgestaltet ist, daß seine Form längs einer Meßstrecke quer zu der Meßstrecke variiert. Es ist auch alternativ oder zusätzlich möglich, daß das weichmagnetische Material in einer derartigen Form ange ordnet ist, daß die Formabmessung zu einer Meßstrecke längs der Meßwegstrecke variiert. Da durch das weichmagnetische Material ein wirksamer Sensorbereich lokal in Sättigung bringbar ist, ist durch die Formgestaltung des weichmagneti schen Materials selber auch ein wirksamer Sensorbereich be stimmt. Außerhalb des weichmagnetischen Materials ist eben die Magnetfeldbeaufschlagung des Sensors anders als an dem weichmagnetischen Material, und damit ist der wirksame Sen sorbereich dann durch die Form der Aufbringung des weich magnetischen Materials bestimmt. Insbesondere ist es vorgese hen, daß das weichmagnetische Material dreieckförmig angeord net ist. Dadurch ändert sich längs der Meßstrecke die Querab messung des weichmagnetischen Materials und über die Varia tion der Querabmessung läßt sich die relative Position zwi schen Geber und Sensor bestimmen.Basically, an effective sensor area, which depends on the positioning of an encoder the sensor, can be adjusted in that the mind least an inductive element is designed such that its shape along a measuring section transverse to the measuring section varies. It is alternatively or additionally possible that the soft magnetic material in such a form is that the shape dimension along a measuring section the measuring distance varies. Because of the soft magnetic Material an effective sensor area locally in saturation can be brought is by the shape of the soft magnet material itself also be an effective sensor area Right. Outside of the soft magnetic material is flat the magnetic field exposure of the sensor is different than on that soft magnetic material, and thus the effective Sen then through the shape of the application of the soft magnetic material determined. In particular, it is provided hen that the soft magnetic material is triangular is not. This changes the Querab along the measuring section measurement of the soft magnetic material and via the Varia tion of the transverse dimension, the relative position between determine the encoder and sensor.

Günstig ist es, wenn das mindestens eine induktive Element derart ausgebildet ist, daß seine Gestalt quer zu einer Meß wegstrecke längs der Meßwegstrecke variiert. Dies läßt sich auf einfache Weise über die entsprechende Windungsausbildung einer Flachspule erreichen. Durch die Änderung seiner Form quer zu der Meßstrecke variiert der wirksame Sensorbereich. Die Größe des wirksamen Sensorbereichs wiederum ist verant wortlich für das Sensorsignal und dieses Sensorsignal bein haltet dann die Informationen über die relative Position.It is favorable if the at least one inductive element is designed such that its shape is transverse to a measuring distance varies along the measuring path. This can be done in a simple way via the appropriate winding formation reach a flat coil. By changing its shape the effective sensor range varies across the measuring section. The size of the effective sensor area is in turn responsible literally for the sensor signal and this sensor signal then hold the information about the relative position.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine magnetische Abschir mung für das mindestens eine induktive Element vorgesehen ist in der Art eines "magnetischen Käfigs", so daß Störfelder wie das Erdmagnetfeld die Wegstreckenermittlung nicht beeinflus sen. Die magnetische Abschirmung schirmt dabei sowohl das induktive Element als auch den Geber ab. It is particularly advantageous if a magnetic shield is provided for the at least one inductive element in the manner of a "magnetic cage" so that interference fields like the earth's magnetic field does not influence the route determination sen. The magnetic shield shields both inductive element as well as the encoder.

Bei dem erfindungsgemäßen Wegmeßsystem ist es möglich, den Sensor so auszubilden, daß über die entsprechende Formgebung ein bestimmter Kennlinienverlauf des Wegmeßsystems für ein Sensorsignal in Abhängigkeit eines Meßwegs Einstellbar ist und insbesondere eingestellt ist. Beispielsweise kann ein mindestens annähernd linearer Signalverlauf eingestellt wer den, um so eine Meßgröße auf einfache Weise einer bestimmten Wegmeßstrecke zuordnen zu können.In the position measuring system according to the invention, it is possible to Train the sensor so that it has the appropriate shape a certain characteristic curve of the measuring system for a Sensor signal depending on a measuring path is adjustable and in particular is set. For example, a who set at least approximately linear signal curve the, in order to measure a measured quantity in a simple manner To be able to assign distance measuring distance.

Zur Überwachung der Funktionsweise des Wegmeßsystems ist es vorteilhaft, wenn von der Auswerteeinheit ein Fehlersignal abzweigbar ist, wobei überprüfbar ist, ob einer oder mehrere Parameter des induktiven Elements in einem Toleranzbereich liegen. Insbesondere wird überprüft, ob die Güte und/oder effektive Induktivität nicht nach oben oder nach unten zu stark von noch tolerablen Werte abweicht. Es läßt sich dann eine Plausibilitätsprüfung durchführen, mit der sich bei spielsweise ein Spulenbruch, ein Kurzschluß oder auch ein Fehlen/Wegfahren des Gebers aus dem Meßbereich detektieren lassen.It is used to monitor the functioning of the measuring system advantageous if an error signal from the evaluation unit can be branched off, it being possible to check whether one or more Parameters of the inductive element within a tolerance range lie. In particular, it is checked whether the quality and / or effective inductance does not go up or down deviates strongly from still tolerable values. Then it can be carry out a plausibility check with which for example, a coil break, a short circuit or a Detect the absence / movement of the encoder out of the measuring range to let.

Bei einer einfach herstellbaren Variante einer Ausführungs form wird das mindestens eine induktive Element dreieckförmig ausgebildet und insbesondere weist es dreieckförmige Win dungen auf. Wird als Meßrichtung die Richtung parallel zu ei ner Höhenrichtung des Dreiecks gewählt, dann nimmt die Quer ausdehnung des Dreiecks in einer Richtung linear zu bzw. linear ab, so daß auf diese Weise sich ein variierender wirk samer Sensorbereich geometrisch einstellen läßt.In a variant of an execution that is easy to manufacture the at least one inductive element is triangular in shape trained and in particular it has triangular win on. If the direction of measurement is parallel to egg ner height direction of the triangle selected, then the cross takes expansion of the triangle in one direction linear to or linearly, so that a varying effect the entire sensor area can be set geometrically.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbei spiele dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments games serves in connection with the drawing of the closer Explanation of the invention. Show it:

Fig. 1 Eine schematische Darstellung eines ersten Ausfüh rungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wegmeß systems; Fig. 1 is a schematic representation of a first exemplary embodiment of a path measuring system according to the invention;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausfüh rungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wegmeß systems; Fig. 2 is a schematic representation of a second exemplary embodiment of a path measuring system according to the invention;

Fig. 3 schematisch die Anordnung eines Wegmeßsystems an einem gekrümmten Körper zur Ermittlung von Weg strecken auf gekrümmten Bahnen; Fig. 3 shows schematically the arrangement of a displacement measuring system on a curved body for determining distance on curved paths;

Fig. 4 einen Sensor-Träger eines weiteren Ausführungsbei spiels eines erfindungsgemäßen Wegmeßsystems, wel cher flexible Randteile aufweist; FIG. 4 shows a sensor-carrier has a further Ausführungsbei clearance of a distance measuring system according to the invention, wel cher flexible edge portions;

Fig. 5 den Sensor-Träger gemäß Fig. 4, wobei die flexi blen Randteile von einem Meßteil weggeklappt sind; FIG. 5 shows the sensor carrier according to FIG. 4, the flexible edge parts being folded away from a measuring part;

Fig. 6 einen Sensor-Träger ähnlich dem von Fig. 4 mit einem darüber positionierten Geber, wobei ein rech tes Randteil flexibel ausgebildet ist; FIG. 6 shows a sensor carrier similar to that of FIG. 4 with an encoder positioned above it, with a right edge part being flexible;

Fig. 7 den Verlauf der effektiven Induktivität Ls über der Wegmeßstrecke s bei dem Sensor gemäß Fig. 6, und Fig. 7 shows the characteristic of the effective inductance Ls on the Wegmeßstrecke s at the sensor of FIG. 6, and

Fig. 8 den Verlauf der Abweichung ΔLs der effektiven Induktivität von ihrem Maximalwert bei s = 0 für den Sensor gemäß Fig. 6. Fig. 8 shows the course of the deviation ΔLs the effective inductance from its maximum value at s = 0 according to the sensor Fig. 6.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel eines Erfindungsgemäßen Wegmeßsystems, welches in Fig. 1 als Ganzes mit 10 bezeichnet ist, ist ein Sensor 12 vorgesehen, welcher einen Träger 14 umfaßt, auf dem ein induktives Element 16 angeordnet ist.In a first exemplary embodiment of a displacement measuring system according to the invention, which is designated 10 as a whole in FIG. 1, a sensor 12 is provided which comprises a carrier 14 on which an inductive element 16 is arranged.

Das induktive Element ist durch eine flächig auf dem Träger 14 angeordnete Spule (Flachspule) gebildet, wobei das induk tive Element 16 insbesondere auf dem Träger 14 aufgedruckt ist (Printspule).The inductive element is formed by a surface arranged on the carrier 14 coil (flat coil), wherein the inductive element 16 is printed in particular on the carrier 14 (print coil).

Die Flachspule 16 umfaßt eine Mehrzahl von Windungen 18 und nimmt dadurch einen Flächenbereich 20 auf der entsprechenden Oberfläche des Trägers 14 ein. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Windungen 18 im wesentlichen parallel beabstandet spiralförmig angeordnet so daß der Flä chenbereich 20 auf den Träger 14 im wesentlichen rechteckför mig ist. Der Windungssinn ist einheitlich.The flat coil 16 comprises a plurality of turns 18 and thereby occupies a surface area 20 on the corresponding surface of the carrier 14 . In the embodiment shown in FIG. 1, the windings 18 are spirally spaced substantially parallel so that the surface area 20 on the carrier 14 is substantially rectangular. The sense of turns is uniform.

Es kann aber auch vorgesehen sein, daß die Windungen mäander förmig mit alternierendem Windungssinn angeordnet sind (in der Zeichnung nicht gezeigt).But it can also be provided that the turns are meandering are arranged in a shape with alternating turns (in the drawing not shown).

Die Flachspule 16 ist in einer Richtung 22 ausgerichtet und eine Länge 1 der Flachspule 16 definiert im wesentlichen die maximal mögliche Wegstrecke, die mittels des erfindungsge mäßen Wegmeßsystems 10 meßbar ist. The flat coil 16 is aligned in a direction 22 and a length 1 of the flat coil 16 essentially defines the maximum possible distance which can be measured by means of the measuring system 10 according to the invention.

Zur Auswertung eines Sensorsignals des Sensors 12 ist eine Auswerteeinheit 24 vorgesehen, welche mit dem Träger 14 ver bunden ist, beispielsweise über entsprechende elektrische Verbindungsleitungen, die von Anschlüssen 26a, 26b der Flach spule 16 bzw. in elektrischem Kontakt mit diesen Anschlüssen 26a, 26b stehenden weiteren Anschlüssen zu der Auswerte einheit 24 führen. (Diese Verbindungsleitungen sind in der Zeichnung nicht gezeigt.)To evaluate a sensor signal from the sensor 12 , an evaluation unit 24 is provided, which is connected to the carrier 14 , for example via corresponding electrical connecting lines, which are provided by connections 26 a, 26 b of the flat coil 16 or in electrical contact with these connections 26 a , 26 b standing further connections lead to the evaluation unit 24 . (These connecting lines are not shown in the drawing.)

Es kann auch vorgesehen sein, daß die Auswerteeinheit 24 ein stückig mit dem Träger 14 für das induktive Element 16 (Flachspule) verbunden ist und der Träger 14 mit dem Sensor 12 und die Auswerteeinheit 24 auf einer Platine integriert sind.It can also be provided that the evaluation unit 24 is integrally connected to the carrier 14 for the inductive element 16 (flat coil) and the carrier 14 with the sensor 12 and the evaluation unit 24 are integrated on a circuit board.

Die Auswerteeinheit 24 ist an sich bekannt. Sie weist bei spielsweise zwei Spannungsversorgungseingänge 28, 30, einen Signalausgang 32 und fakultativ einen Fehlerausgang 34 auf. In die Auswerteeinheit 24 ist ein Oszillator integriert, an den die Flachspule 16 so gekoppelt ist, daß Kenngrößen des Oszillators wie Frequenz und Güte durch die Flachspule 16 be einflußt sind. Alternativ dazu kann die Flachspule 16 selber die Induktivität eines Oszillators bilden.The evaluation unit 24 is known per se. It has, for example, two voltage supply inputs 28 , 30 , a signal output 32 and optionally an error output 34 . In the evaluation unit 24 , an oscillator is integrated, to which the flat coil 16 is coupled so that parameters of the oscillator such as frequency and quality are influenced by the flat coil 16 be. Alternatively, the flat coil 16 itself can form the inductance of an oscillator.

Über die Flachspule 16 ist beispielsweise ein als Zunge oder als Bügel ausgebildeter Geber 36 aus einem metallischen Material schiebbar. Der Geber 36 ist ein passiver Geber, der direkt elektromagnetisch an die Flachspule 16 koppelt, ohne daß er strombeaufschlagt werden muß. Er ist in einem Abstand oberhalb der Flachspule 16 (in Fig. 1 oberhalb der Zeichen ebene) an einem Gegenstand angeordnet, dessen relative Positionierung längs der Richtung 22 zu dem Sensor 12 ermittelt werden soll.For example, a transducer 36 in the form of a tongue or a bracket made of a metallic material can be pushed over the flat coil 16 . The encoder 36 is a passive encoder that directly electromagnetically couples to the flat coil 16 without it having to be supplied with current. It is arranged at a distance above the flat coil 16 (in FIG. 1 above the plane) on an object whose relative positioning along the direction 22 to the sensor 12 is to be determined.

Die Flachspule 16 kann durch einen "magnetischen Käfig" abge schirmt sein, wobei der Geber 36 und der Sensor 12 innerhalb des magnetischen Käfigs positioniert sind und relativ zuein ander innerhalb des Käfigs beweglich sind. Der magnetische Käfig ist beispielsweise durch Ferritfolien oder dergleichen gebildet.The flat coil 16 can be shielded by a “magnetic cage”, the transmitter 36 and the sensor 12 being positioned within the magnetic cage and being movable relative to one another within the cage. The magnetic cage is formed, for example, by ferrite foils or the like.

Das erfindungsgemäße Wegmeßsystem gemäß der ersten Ausfüh rungsform 10 funktioniert wie folgt:The displacement measuring system according to the first embodiment 10 functions as follows:

Wird die metallische Zunge 36 in die Nähe der Flachspule 16 gebracht, dann erfolgt eine induktive Kopplung zwischen der Flachspule 16 und dem metallischen Geber 36. Dies hat zur Folge, daß sich die effektive Induktivität der Flachspule 16 und damit deren Güte aufgrund der elektromagnetischen Ankopp lung des Gebers 36 ändert. Der Umfang der Änderung ist dabei davon abhängig, welche Fläche der Flachspule 16 durch den Geber 36 überdeckt wird, das heißt wie groß der Überlappungs bereich einer Projektion des Gebers 36 auf den Sensor 12 mit einem wirksamen Sensorbereich und insbesondere einem über deckten Spulenbereich ist. Ist beispielsweise der Geber 36 außerhalb der Flachspule 16 positioniert, dann ist kein Über lappungsbereich vorhanden und die effektive Induktivität, welche an der Flachspule 16 meßbar ist, entspricht im wesent lichen deren Induktivität ohne induktive Gegenkopplung eines externen Objekts. If the metallic tongue 36 is brought into the vicinity of the flat coil 16 , then there is an inductive coupling between the flat coil 16 and the metallic transmitter 36 . The result of this is that the effective inductance of the flat coil 16 and thus its quality changes due to the electromagnetic coupling of the transmitter 36 . The extent of the change depends on the area of the flat coil 16 covered by the transmitter 36 , that is to say how large the overlap area of a projection of the transmitter 36 onto the sensor 12 is with an effective sensor area and in particular a covered coil area. For example, if the encoder 36 is positioned outside the flat coil 16 , then there is no overlap area and the effective inductance, which can be measured on the flat coil 16 , corresponds essentially to its inductance without inductive negative feedback of an external object.

Der maximale Überdeckungsbereich ist dann erreicht, wenn ein Ende 38 des Gebers 36 über einem Ende 40 der Flachspule 16 liegt und der Geber 36 über der Flachspule 16 liegt, d. h. wenn die Projektion des Gebers 36 auf den Sensor 12 einen maximalen Flächenbereich auf dem Sensor 12 bezüglich der Flachspule 16 aufweist.The maximum coverage area is achieved when one end of the sensor 36 located 38 over an end 40 of the flat coil 16 and the encoder is 36 through the flat coil 16, that is, when the projection of the sensor 36 to the sensor 12 has a maximum surface area on the sensor 12 with respect to the flat coil 16 .

Das Sensorsignal, welches durch die Auswerteeinheit 24 ermit telt wird, ist dabei bestimmt durch die effektive Induktivi tät bzw. Güte der Flachspule 16; ein geeignetes Sensorsignal ist insbesondere die Amplitude eines Schwingkreises des Oszillators, an den die Flachspule 16 gekoppelt ist. Diese Amplitude hängt von der Güte der Flachspule 16 ab und damit wiederum von der relativen Position zwischen Geber 36 und Sensor 12.The sensor signal, which is determined by the evaluation unit 24 , is determined by the effective inductance or quality of the flat coil 16 ; a suitable sensor signal is in particular the amplitude of a resonant circuit of the oscillator to which the flat coil 16 is coupled. This amplitude depends on the quality of the flat coil 16 and thus in turn on the relative position between the transmitter 36 and the sensor 12 .

Die Flachspule 16 kann dabei selber die Schwingkreisindukti vität bilden oder an eine weitere Schwingkreisspule gekoppelt sein, und dadurch die Induktivität des Schwingkreises beein flussen und damit wiederum dessen effektive Induktivität.The flat coil 16 can form the oscillating circuit inductance itself or be coupled to a further oscillating circuit coil, and thereby influence the inductance of the oscillating circuit and thus in turn its effective inductance.

Da nun die effektive Induktivität der Flachspule 16 davon ab hängt, wo das Ende 38 des Gebers 36 über der Flachspule 16 steht, läßt sich über die Ermittlung der effektiven Indukti vität der Flachspule 16 oder über die Güte eindeutig ermit teln, wo sich das Ende 38 des Gebers 36 befindet. Die rela tive Positionierung des Endes 38 des Gebers 36 bezüglich des Endes 40 der Flachspule 16 bestimmt der Flächenbereich, mit dem die metallische Zunge 36 an die Flachspule 16 koppeln kann. Dies wiederum ist bestimmt durch die relative Position zwischen dem Geber 36 und dem Sensor 12 bezogen auf die Rich tung 22. Auf diese Weise läßt sich also mittels des Wegmeß systems 10 eine Wegmessung längs der Richtung 22 durchführen. Insbesondere läßt sich zu jedem Zeitpunkt ermitteln, wie der Geber 36 relativ zu dem Sensor 12 positioniert ist.Now that the effective inductance of the flat coil 16 depends on where the end 38 of the sensor 36 is above the flat coil 16 , it can be determined clearly by determining the effective inductance of the flat coil 16 or the quality of where the end 38 is located the encoder 36 is located. The rela tive positioning of the end 38 of the transmitter 36 with respect to the end 40 of the flat coil 16 determines the surface area with which the metallic tongue 36 can couple to the flat coil 16 . This in turn is determined by the relative position between the transmitter 36 and the sensor 12 in relation to the device 22 . In this way, a path measurement along the direction 22 can be carried out by means of the path measuring system 10 . In particular, it can be determined at any point in time how the transmitter 36 is positioned relative to the sensor 12 .

Die Auswerteeinheit 24 überprüft insbesondere, ob die Güteeffektive Induktivität der Flachspule 16 innerhalb eines Toleranzbereichs liegt. Ist dies nicht der fall, wird ein Fehlersignal auf den Fehlerausgang 34 gegeben. Beispielsweise läßt sich dadurch auf einfache Weise die Flachspule 16 bezüg lich Spulenbruch überwachen.The evaluation unit 24 checks in particular whether the quality-effective inductance of the flat coil 16 lies within a tolerance range. If this is not the case, an error signal is sent to error output 34 . For example, this enables the flat coil 16 to be monitored in a simple manner with respect to coil breakage.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, daß der Träger 14 mit dem darauf angeordneten induktiven Element 16 zumindest teilweise flexibel ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich die Möglich keit, den Träger 14 auch an nichtebene Konturen anzupassen bzw. den Träger 14 so zu gestalten, daß auch bei einer Bahn eines Gebers, die nicht gerade ist, ein konstanter Abstand zwischen dem Sensor und dem Geber quer zur Bahnrichtung des Gebers herstellbar ist.According to the invention, it is provided that the carrier 14 with the inductive element 16 arranged thereon is at least partially flexible. This results in the possibility of adapting the carrier 14 to non-planar contours or to design the carrier 14 so that even with a path of a sensor that is not straight, a constant distance between the sensor and the sensor transverse to the path direction of the Can be produced.

Die flexible Ausbildung des Trägers 14 mit dem darauf ange ordneten induktiven Element 16 läßt sich beispielsweise da durch ausbilden, daß der Träger 14 durch eine Flexfolie ge bildet ist, auf der das induktive Element 16 als Printspule aufgedruckt ist und die entsprechenden Leiterbahnen der Printspule 16 derart dimensioniert sind, daß sie auch bei einer Verbiegung des Trägers 14 nicht brechen. The flexible design of the carrier 14 with the inductive element 16 arranged thereon can be formed, for example, by the carrier 14 being formed by a flexible film on which the inductive element 16 is printed as a print spool and the corresponding conductor tracks of the print spool 16 in such a way are dimensioned such that they do not break even when the carrier 14 is bent.

Bei einem in Fig. 2 gezeigten und als Ganzes mit 42 bezeich neten Ausführungsbeispiel ist wiederum ein flexibler Träger vorgesehen, welcher mit einer Auswerteeinheit 46 verbunden ist. Die Auswerteeinheit 46 ist dabei grundsätzlich gleich ausgebildet wie die oben im Zusammenhang mit dem ersten Aus führungsbeispiel 10 beschriebene Auswerteeinheit 24.In an embodiment shown in FIG. 2 and designated as a whole by 42 , a flexible carrier is again provided, which is connected to an evaluation unit 46 . The evaluation unit 46 is basically of the same design as the evaluation unit 24 described above in connection with the first exemplary embodiment 10 .

Mittels des Trägers 44 ist ein Sensor 48 gebildet, welcher wiederum ein flächig ausgebildetes induktives Element 50 um faßt, das als Flachspule auf dem Träger 44 angeordnet ist und insbesondere als Printspule auf diesem aufgedruckt ist. Die Flachspule 50 folgt dabei einer Krümmung des flexiblen Trä gers 44, wenn dieser so gebogen wird, daß er eine nichtebene Gestalt aufweist.By means of the carrier 44 , a sensor 48 is formed, which in turn comprises a flat inductive element 50 , which is arranged as a flat coil on the carrier 44 and in particular is printed on it as a print spool. The flat coil 50 follows a curvature of the flexible Trä gers 44 when it is bent so that it has a non-planar shape.

Die Flachspule 50 ist durch dreieckförmige Windungen 52 ge bildet, so daß eine Querausdehnung 54 eines Flächenbereichs, welche die Flachspule 50 auf dem Träger 44 einnimmt, in einer Meßrichtung 56 variiert und insbesondere monoton zunimmt bzw. abnimmt. Bei einer dreieckförmigen Ausgestaltung der Flach spule 50 nimmt dabei die Querausdehnung 54 linear zu bzw. linear ab. Die Meßrichtung 56 ist diejenige Richtung, in wel cher ein Geber 58 oberhalb des Sensors 48 relativ zu diesem positioniert und insbesondere bewegt wird und ist quer zu ei ner Abstandsrichtung zwischen dem Geber 58 und dem induktiven Element 50 orientiert.The flat coil 50 is formed by triangular turns 52 ge, so that a transverse extent 54 of a surface area, which the flat coil 50 occupies on the carrier 44 , varies in a measuring direction 56 and in particular increases or decreases monotonously. In a triangular configuration of the flat coil 50 , the transverse dimension 54 increases linearly or linearly. The measuring direction 56 is the direction in which a sensor 58 is positioned above the sensor 48 relative to it and in particular is moved and is oriented transversely to a distance direction between the sensor 58 and the inductive element 50 .

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Meß richtung 56 im wesentlichen senkrecht zu der Querausdehnung 54 und die Meßrichtung 56 ist parallel zu einer Höhenrichtung der Dreiecksstruktur des induktiven Elements 50. Die Queraus dehnung 54 ist dann im wesentlichen parallel zu einer Basis richtung dieser Dreiecksstruktur.In the embodiment shown in FIG. 2, the measuring direction 56 is substantially perpendicular to the transverse dimension 54 and the measuring direction 56 is parallel to a height direction of the triangular structure of the inductive element 50 . The Queraus expansion 54 is then substantially parallel to a base direction of this triangular structure.

Die Windungen 52 der Flachspule 50 verlaufen bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel spiralförmig eben zwischen einem ersten Anschluß 60 und einem zweiten Anschluß 62, wel che wiederum elektrisch leitend mit der Auswerteeinheit 46 verbunden sind.In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the turns 52 of the flat coil 50 run in a spiral plane between a first connection 60 and a second connection 62 , which in turn are electrically conductively connected to the evaluation unit 46 .

Bei einer Variante einer Ausführungsform ist auf dem Träger 44 ein weichmagnetisches Material, angedeutet durch das Be zugszeichen 64, aufgebracht.In a variant of an embodiment, a soft magnetic material, indicated by the reference numeral 64 , is applied to the carrier 44 .

Es kann auch vorgesehen sein, daß der Träger 44 mit dem weichmagnetischen Material umwickelt ist.It can also be provided that the carrier 44 is wrapped with the soft magnetic material.

Als weichmagnetisches Material wird beispielsweise ein Mu-Metall eingesetzt.For example, a is used as the soft magnetic material Mu metal used.

Der Geber 58 ist durch einen Magneten gebildet und insbeson dere durch einen Permanentmagneten. Es kann sich auch um ein Elektromagneten handeln. Das Magnetfeld des Gebers 58 beauf schlagt die Flachspule 50 und verändert deren effektive In duktivität. Es bringt dabei das weichmagnetische Material 64 lokal in Sättigung. Durch diesen Sättigungseffekt verändert sich die effektive Induktivität der Flachspule 50 besonders stark. Durch die Lokalität dieses Sättigungseffekts hervor gerufen durch die lokale Magnetfeldbeaufschlagung und durch die Flächenänderung der Flachspule 50 über die Änderung der Querausdehnung 54 in der Meßrichtung 56 ändert sich damit die effektive Induktivität der Flachspule 50 in Abhängigkeit von der Position des Magnetgebers 58 oberhalb des Sensors 48 längs der Meßrichtung 56.The encoder 58 is formed by a magnet and in particular by a permanent magnet. It can also be an electromagnet. The magnetic field of the encoder 58 acts on the flat coil 50 and changes its effective inductance. It brings the soft magnetic material 64 locally into saturation. This saturation effect changes the effective inductance of the flat coil 50 particularly strongly. Due to the locality of this saturation effect caused by the local magnetic field exposure and by the change in area of the flat coil 50 via the change in the transverse extent 54 in the measuring direction 56 , the effective inductance of the flat coil 50 thus changes longitudinally depending on the position of the magnetic sensor 58 above the sensor 48 the measuring direction 56 .

Es kann dabei alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, daß die Flachspule 50 in ihrer Gestalt längs der Meßrichtung im wesentlichen nicht variiert (vgl. beispielsweise die Flach spule 16 gemäß Fig. 1), daß aber das weichmagnetische Mate rial 64 so aufgebracht ist, daß seine Gestalt quer zur Meß richtung variiert, um so einen sich in Meßrichtung variieren den effektiven Sensorbereich einstellen zu können. Beispiels weise ist dann ein dreieckförmiger Mu-Metallstreifen oder eine entsprechende Ferritbeschichtung auf dem Träger 44 ange ordnet. Es ist aber darauf zu achten, daß das weichmagneti sche Material 64 auf den Träger 44 die Flexibilität dieses Trägers 44 mit seiner Flachspule 50 nicht behindert bzw. eine entsprechende Verbiegung des Trägers 44 mitmacht.It may alternatively or additionally be provided that the flat coil 50 does not vary substantially in shape along the measuring direction (see, for example, the flat coil 16 according to FIG. 1), but that the soft magnetic material 64 is applied so that its Shape varies transversely to the measuring direction so that the effective sensor range can be adjusted in the measuring direction. For example, a triangular Mu metal strip or a corresponding ferrite coating on the carrier 44 is arranged. However, it should be ensured that the soft magnetic material 64 on the carrier 44 does not hinder the flexibility of this carrier 44 with its flat coil 50 or undergoes a corresponding bending of the carrier 44 .

Aufgrund der relativ starken Feldbeaufschlagung der Flach spule 50 läßt sich die effektive Induktivität einfach messen, da insbesondere Signalhübe in der Größenordnung von 20% oder mehr auftreten können. Die Induktivität selber läßt sich bei spielsweise über eine Frequenzmessung einer Oszillatorfre quenz eines Oszillators, an den die Flachspule 50 gekoppelt ist, bestimmen. Die Frequenz hängt dabei von der Wurzel aus der effektive Induktivität der Flachspule 50 ab.Due to the relatively strong field application of the flat coil 50 , the effective inductance can be measured easily, since in particular signal strokes of the order of 20% or more can occur. The inductance itself can be determined, for example, by measuring the frequency of an oscillator frequency of an oscillator to which the flat coil 50 is coupled. The frequency depends on the root of the effective inductance of the flat coil 50 .

Bei entsprechender Ausgestaltung der Flachspule 50 bzw. ent sprechender Strukturierung des weichmagnetischen Materials 64 ist die Änderung der Induktivität über der Wegmeßstrecke parallel zur Meßrichtung 56, d. h. über den relativen Abstand zwischen dem Geber 58 und dem Sensor 48 in der Meßrichtung 56, im wesentlichen linear (vgl. die Fig. 7 und 8), sofern bei der relativen Bewegung in der Meßrichtung 56 ein konstan ter Abstand zwischen dem Geber 58 und dem Sensor 48 erhalten bleibt.With a corresponding design of the flat coil 50 or corresponding structuring of the soft magnetic material 64 , the change in the inductance over the distance measuring path parallel to the measuring direction 56 , ie over the relative distance between the encoder 58 and the sensor 48 in the measuring direction 56 , is essentially linear ( see. Figs. 7 and 8), provided is maintained during the relative movement in the direction of measurement 56 is a konstan ter distance between the encoder 58 and the sensor 48.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Wegmeßsystems beruht da rauf, daß der Geber an einen wirksamen Sensorbereich koppelt, wobei die Größe des wirksamen Sensorbereichs abhängig ist von der relativen Position zwischen Geber und Sensor quer zu ei ner Abstandsrichtung zwischen diesen. Bei dem ersten Ausfüh rungsbeispiel 10 ist der wirksame Sensorbereich durch den projizierten Überlapp einer Fläche des zungenförmigen metal lischen Gebers 36 mit der Flachspule 16 bestimmt. Der wirk same Sensorbereich ist im wesentlichen derjenige Bereich, welcher elektromagnetisch an den Geber 36 koppeln kann und diese Kopplung wiederum ist durch diejenige Fläche des Gebers 36 beeinflußt, welche über der Flachspule 16 steht.The function of the displacement measuring system according to the invention is based on the fact that the encoder couples to an effective sensor area, the size of the effective sensor area depending on the relative position between the encoder and sensor transverse to a distance direction between them. In the first embodiment 10 , the effective sensor area is determined by the projected overlap of a surface of the tongue-shaped metallic sensor 36 with the flat coil 16 . The more same sensor area is essentially that area which can be coupled to the encoder 36 and electromagnetically coupling them in turn is influenced by that surface of the encoder 36 which is connected via the flat coil sixteenth

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel 42 variiert der wirksame Sensorbereich über die geometrische Ausgestaltung der Flach spule 50 in Meßrichtung 56. Dadurch variiert in der Meßrich tung 56 die geometrische Fläche des Sensorbereichs, an die der Geber 58 überhaupt koppeln kann. Wenn ein weichmagneti sches Material 64 vorgesehen ist, dann wird der geometrische Effekt noch durch eine elektromagnetische Ankopplung ver stärkt, da eben das weichmagnetische Material 64 nur lokal in Sättigung bringbar ist, nämlich im wesentlichen nur in einem Feldbeaufschlagungsbereich des magnetischen Gebers 58 auf die Flachspule 50 außerhalb eines Streufeldbereichs, so daß also die Position des Gebers 58 relativ zur Flachspule 50 deren effektive Induktivität bestimmt. In the second exemplary embodiment 42 , the effective sensor area varies via the geometric configuration of the flat coil 50 in the measuring direction 56 . As a result, the geometric surface of the sensor region to which the transmitter 58 can even couple varies in the measuring direction 56 . If a soft magnetic material 64 is provided, then the geometric effect is further enhanced by an electromagnetic coupling, since the soft magnetic material 64 can only be brought into saturation locally, namely essentially only in a field application area of the magnetic transmitter 58 to the flat coil 50 outside of a stray field, so that the position of the encoder 58 relative to the flat coil 50 determines its effective inductance.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist der geometri sche Faktor der elektromagnetischen Kopplung zwischen Geber 36 und Sensor 12 durch einen entsprechenden Flächenbereich des zungenförmigen Gebers 36 bestimmt, während bei dem Aus führungsbeispiel 42 gemäß Fig. 2 der geometrische Faktor durch die Ausgestaltung der Flachspule 50 mit variierender Querdehnung 54 bestimmt ist. Das Wegmeßsystem 42 ist deshalb insbesondere dazu geeignet, die Wegstrecke eines Gebers 58 zu erfassen, welcher auf einer gekrümmten Bahn geführt ist.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the geometrical factor of the electromagnetic coupling between sensor 36 and sensor 12 is determined by a corresponding surface area of the tongue-shaped sensor 36 , while in the exemplary embodiment 42 according to FIG. 2 the geometric factor is determined by the configuration of the flat coil 50 with varying transverse expansion 54 is determined. The path measuring system 42 is therefore particularly suitable for detecting the path of an encoder 58 which is guided on a curved path.

Dies ist beispielhaft in Fig. 3 gezeigt:This is shown by way of example in FIG. 3:

Der Geber 58, beispielsweise ein Permanentmagnet, bewegt sich auf einer gekrümmten Bahn 66. Um einen Abstand 68 zwischen dem Sensor 48 und dem Geber 58 konstant zu halten, so daß eine Signaländerung des Sensors 48 (d. h. insbesondere eine Änderung der effektiven Induktivität) alleine durch eine Änderung bezüglich der Meßrichtung 56 zustande kommt, ist der flexible Träger 44 so an die Bahn 66 angepaßt, daß eben die ser Abstand 68 konstant gehalten ist. Beispielsweise ist dazu der Träger 44 auf einem entsprechend geformten Halter 70 an geordnet.The encoder 58 , for example a permanent magnet, moves on a curved path 66 . In order to keep a distance 68 between the sensor 48 and the transmitter 58 constant, so that a signal change of the sensor 48 (ie in particular a change in the effective inductance) is brought about solely by a change with respect to the measuring direction 56 , the flexible carrier 44 is so on the web 66 adapted that just the water distance 68 is kept constant. For example, the carrier 44 is arranged on a correspondingly shaped holder 70 .

Der wirksame Sensorbereich der Flachspule 50 auf dem Träger 44 variiert in der Meßrichtung 56, so daß auf der Bahn 66 die relative Position des Gebers 58 relativ zu dem Sensor 48 längs der Bahn 66 ermittelbar ist. The active sensor region of the flat coil 50 on the support 44 varies in the direction of measurement 56, so that the relative position of the encoder 58 is determined on the web 66 relative to the sensor 48 along the path 66th

Bei der eben beschriebenen Anwendung wird der Geber 58 auf einer gekrümmten Bahn 66 geführt und der Sensor 48 wird über den Träger 44 an diese gekrümmte Bahn angepaßt. Ein weiterer Anwendungsfall ist, daß über den Sensor 48 selber eine ge krümmte Wegmeßstrecke bereitgestellt ist, wobei eine relative Position eines anderen Objekts relativ hierzu überwacht wer den soll.In the application just described, the transmitter 58 is guided on a curved path 66 and the sensor 48 is adapted to this curved path via the carrier 44 . Another application is that the sensor 48 itself provides a curved measuring path, a relative position of another object being monitored relative to who is to.

Beispielsweise kann der Träger 44 ringförmig geschlossen sein und so an einem zylindrischen Objekt angeordnet sein. Die Flachspule 50 ist dann nach außen hin angeordnet.For example, the carrier 44 can be closed in a ring and thus be arranged on a cylindrical object. The flat coil 50 is then arranged towards the outside.

Durch eine flexible Ausbildung eines Trägers mit einem darauf angeordneten induktiven Element läßt sich der nutzbare Meßbe reich eines Wegmeßsystems erfindungsgemäß vergrößern. Bei ei nem dritten Ausführungsbeispiel, welches schematisch in Fig. 4 gezeigt ist, umfaßt ein Träger 72 ein Meßteil 74 und an dem Meßteil angeordnete gegenüberliegende Randteile 76 und 78. Diese Randteile 76 und 78 sind dabei flexibel ausgebildet, während das Meßteil 74 starr ist. Dies läßt sich beispiels weise dadurch erreichen, daß der Träger 72 einen Unterträger 80 mit im wesentlichen den Abmessungen des Meßteils 74 um faßt, auf dem der Träger 72 als Flexfolie ausgebildet ange ordnet ist. Das Meßteil 74 und die Randteile 76 und 78 sind dann einstückig durch diese Flexfolie gebildet und das Meß teil 74 ist derjenige Bereich der Flexfolie, welcher mit dem starren Unterträger 80 verbunden ist.By a flexible design of a carrier with an inductive element arranged thereon, the usable measuring range of a displacement measuring system according to the invention can be enlarged. In a third exemplary embodiment, which is shown schematically in FIG. 4, a carrier 72 comprises a measuring part 74 and opposite edge parts 76 and 78 arranged on the measuring part. These edge parts 76 and 78 are designed to be flexible, while the measuring part 74 is rigid. This can be achieved, for example, in that the carrier 72 comprises a sub-carrier 80 with essentially the dimensions of the measuring part 74 , on which the carrier 72 is configured as a flexible film. The measuring part 74 and the edge parts 76 and 78 are then formed in one piece by this flex film and the measuring part 74 is the area of the flex film which is connected to the rigid sub-carrier 80 .

Auf dem Träger 72 ist ein induktives Element 82 flächig ange ordnet, beispielsweise als Printspule mit dreieckförmigen Windungen, wie anhand des zweiten Ausführungsbeispiels 42 beschrieben. Die Windungen des induktiven Elements 82 sind dabei sowohl auf dem Randteil 76 als auch dem Randteil 78 aufgedruckt, d. h. ein Flächenbereich 84 des induktiven Ele ments 82 erstreckt sich über das Meßteil 74 auch in die Rand teile 76 und 78. Bezüglich einer Meßrichtung 86 endseitig angeordnete Randbereiche 88, 90 des induktiven Elements 82 liegen dabei auf den zugeordneten Randteilen 76 bzw. 78 außerhalb des Meßteils 74.On the carrier 72 , an inductive element 82 is arranged flat, for example as a print spool with triangular turns, as described with reference to the second embodiment 42 . The turns of the inductive element 82 are printed on both the edge part 76 and the edge part 78 , ie a surface area 84 of the inductive element 82 extends over the measuring part 74 into the edge parts 76 and 78th Edge regions 88 , 90 of the inductive element 82 arranged at the end with respect to a measuring direction 86 lie on the assigned edge parts 76 and 78 outside the measuring part 74 .

Der Randbereich 88 auf dem Randteil 76 ist bei einer dreieck förmigen Flachspule 82 der Bereich, welcher von der Dreiecks spitze bezogen auf die Meßrichtung 86 umfaßt ist und der Randbereich 90, welcher auf dem Randteil 78 angeordnet ist, ist der Bereich der Dreiecksbasis bezogen auf die Meßrichtung 86. Bei diesen Randbereichen 88 und 90 handelt es sich um Endbereiche des induktiven Elements 82, in denen die Verhält nisse von denen im übrigen induktiven Element 82 abweichen. Beispielsweise ist im Bereich der Spitze, d. h. im Randbereich 88 die Dichte von Windungen erhöht. Im Randbereich 90 ist der Winkelverlauf der Windungen anders als beim Rest der Flach spule 82 (vgl. Fig. 2; Windungen, welche parallel zur Quer ausdehnung 54 vorhanden sind, sind beschränkt auf den Rand bereich 90). Außerdem findet an den Randbereichen 88 und 90 auch ein Übergang von einem grundsätzlich wirksamen Sensor bereich, auf dem das induktive Element 82 angeordnet ist, zu einem nicht wirksamen Bereich statt, an dem keine elektro magnetische Kopplung zwischen einem Geber und dem Sensor erfolgt. The edge area 88 on the edge part 76 is in a triangular flat coil 82 the area which is encompassed by the triangle tip in relation to the measuring direction 86 and the edge area 90 which is arranged in the edge part 78 is the area of the triangle base in relation to the Measuring direction 86 . These edge regions 88 and 90 are end regions of the inductive element 82 , in which the ratios differ from those in the rest of the inductive element 82 . For example, the density of turns is increased in the area of the tip, ie in the edge area 88 . In the edge area 90 , the angular profile of the turns is different than in the rest of the flat coil 82 (see FIG. 2; turns which are parallel to the transverse extension 54 are limited to the edge area 90 ). In addition, at the edge areas 88 and 90 there is also a transition from a basically effective sensor area, on which the inductive element 82 is arranged, to a non-effective area, on which there is no electromagnetic coupling between a transmitter and the sensor.

Ein nutzbarer Längenbereich N (Fig. 5) läßt sich nun dadurch bilden, daß die flexiblen Randteile 76 und 78 des Trägers 72 von dem Meßteil 74 weggebogen werden, so daß sie außerhalb eines Meßfelds des Sensors 92 liegen, wobei dieses Meßfeld oberhalb des Meßteils 74 mit dem darauf angeordneten Spulen bereich 94 liegt; dieser Spulenbereich 94 umfaßt das induk tive Element 82 abzüglich der Randbereiche 88 und 90.A usable length range N ( FIG. 5) can now be formed in that the flexible edge parts 76 and 78 of the carrier 72 are bent away from the measuring part 74 so that they lie outside a measuring field of the sensor 92 , this measuring field above the measuring part 74 with the coil area 94 located thereon; this coil region 94 comprises the inductive element 82 minus the edge regions 88 and 90 .

Die Randteile 76 und 78 sind von dem Meßteil 74 dadurch weg gebogen, daß sie beispielsweise von ihm weggefaltet sind und hinter dem Unterträger 80 gerollt sind oder gebogen sind, um so die räumlichen Abmessungen des Wegmeßsystems quer zur Meß richtung nicht wesentlich zu vergrößern.The edge parts 76 and 78 are bent away from the measuring part 74 in that they are folded away from it, for example, and are rolled or bent behind the subcarrier 80 , so as not to significantly increase the spatial dimensions of the displacement measuring system transverse to the measuring direction.

Der Nutzbereich N des erfindungsgemäßen Wegmeßsystems er streckt sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Meß teils 74 bezüglich der Meßrichtung 86. Die störenden Rand effekte, hervorgerufen durch die Randbereiche 88 und 90 der Flachspule 82 sind durch das Wegfalten der Randteile 76 und 78 innerhalb des Meßteils 74 und damit innerhalb des Meß feldes nicht vorhanden. Bezogen auf die Abmessungen des Trä gers 72 in der Meßrichtung 86 läßt sich damit erfindungsgemäß ein größerer Nutzbereich (im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 mit einer Länge N) nutzen, als wenn keine flexiblen, wegfalt baren Randteile 76, 78 vorhanden sind; im letzteren Falle wäre der Träger um die Länge der Randteile 76 und 78 größer.The useful area N of the position measuring system according to the invention extends essentially over the entire length of the measuring part 74 with respect to the measuring direction 86 . The disturbing edge effects caused by the edge areas 88 and 90 of the flat coil 82 are not present by folding away the edge parts 76 and 78 within the measuring part 74 and thus within the measuring field. Based on the dimensions of the carrier 72 in the measuring direction 86 , a larger usable area can be used according to the invention (in the exemplary embodiment of FIG. 5 with a length N) than if no flexible, foldable edge parts 76 , 78 are present; in the latter case the carrier would be larger by the length of the edge parts 76 and 78 .

Eine teilweise flexible Ausbildung eines Trägers für das induktive Element, an welches ein Geber koppelt, läßt sich beispielsweise auch dadurch erreichen, daß jeweils an den Enden einer Platine, ein flexibles Randteil angeordnet ist und eine Printspule auf dem Träger, umfassend die Randteile, aufgebracht ist.A partially flexible training of a carrier for that inductive element to which an encoder couples can be can also be achieved, for example, in that each of the Ends of a board, a flexible edge part is arranged and a print spool on the carrier, comprising the edge parts, is applied.

Zur Vergrößerung des nutzbaren Meßbereichs muß auch das Meß teil 74 nicht unbedingt starr sein, sondern kann selber fle xibel ausgebildet sein, um beispielsweise eine Strecken ermittlung bei der Bewegung eines Gebers auf einer gekrümmten Bahn erfassen zu können.To increase the usable measuring range, the measuring part 74 does not necessarily have to be rigid, but can itself be designed to be flexible, for example to be able to detect a distance when moving an encoder on a curved path.

In Fig. 6 ist ein Träger 96 gezeigt, welcher an einem seit lichen Ende ein Randteil 98 aufweist, welches an einer Kante 100 faltbar ist, so daß ein Meßteil 102 des Trägers im we sentlichen durch diese Kante 100 begrenzt ist. Auf dem Träger 96 ist eine aufgedruckte Flachspule 104 angeordnet, welche dreieckförmig ausgebildet ist entsprechend der Flachspule 50 in Fig. 2. Ein basisseitiger Randbereich 106 dieser Flach spule liegt im Randteil 98 und ist somit von dem Meßteil 102 wegfaltbar.In Fig. 6, a carrier 96 is shown, which has an edge part 98 at one end, which is foldable at an edge 100 , so that a measuring part 102 of the carrier is essentially delimited by this edge 100 . A printed flat coil 104 is arranged on the carrier 96 , which is triangular in shape corresponding to the flat coil 50 in FIG. 2. A base-side edge region 106 of this flat coil lies in the edge part 98 and can thus be folded away from the measuring part 102 .

In Fig. 7 ist die gemessene effektive Induktivität Ls der Flachspule 104 über der Wegstrecke s gezeigt. Der Nullpunkt der Wegstreckenermittlung (s = 0) liegt dabei außerhalb einer Spitze 108 der Flachspule, wobei die Meßrichtung 110 parallel zu einer Längskante des Trägers 96 verläuft. Als Geber ist ein Permanentmagnet 111 eingesetzt, welcher in einem konstan ten Abstand zu dem Träger 96 in der Meßrichtung 110 über die Flachspule 104 geführt wird. In Fig. 7 the measured effective inductance Ls is the flat coil 104 shown above the distance s. The zero point of the distance determination (s = 0) lies outside a tip 108 of the flat coil, the measuring direction 110 running parallel to a longitudinal edge of the carrier 96 . A permanent magnet 111 is used as the encoder, which is guided at a constant distance from the carrier 96 in the measuring direction 110 via the flat coil 104 .

Die unterbrochene Kurve 112 in Fig. 7 zeigt den Verlauf die ser effektiven Induktivität Ls, wenn das Randteil 98 nicht weggefaltet ist, d. h. das Meßteil 102 und das Randteil 98 im wesentlichen in einer Ebene liegen.The broken curve 112 in FIG. 7 shows the course of the water-effective inductance Ls when the edge part 98 is not folded away, ie the measuring part 102 and the edge part 98 lie essentially in one plane.

Ausgehend von dem Nullpunkt s = 0 nimmt die effektive Induk tivität zu größeren Wegstrecken hin (zu größeren Querausdeh nungen der Flachspule 104 hin) näherungsweise linear ab (in diesem Bereich fällt die durchbrochene Kurve 112 mit der durchgezogenen zusammen). Sie erreicht ein Minimum 114.Starting from the zero point s = 0, the effective inductance decreases approximately linearly towards larger distances (towards larger transverse expansions of the flat coil 104 ) (in this region the broken curve 112 coincides with the solid curve). It reaches a minimum of 114 .

Das Wegmeßsystem gemäß Fig. 6 weist also einen Monotonie bereich 116 auf, in welchem sich eineindeutig eine Wegstrecke s einer effektiven Induktivität Ls zuordnen läßt.The measuring system according to Fig. 6 therefore has a monotony in area 116, in which can be assigned to one to one, a distance s of an effective inductance Ls.

Durch Wegfalten des Randbereichs 106 erhält man eine gemes sene effektive Induktivität Ls, welche in Fig. 7 durchgezo gen dargestellt ist. Dieser entsprechende Kurvenverlauf 118 ist also streng monoton, d. h. im Gegensatz zum Kurvenverlauf 112 läßt sich ein eindeutiger Wert s zu jedem Ls zuordnen.By folding away the edge region 106 , a measured effective inductance Ls is obtained, which is shown as a solid line in FIG. 7. This corresponding curve shape 118 is therefore strictly monotonous, ie, in contrast to curve shape 112 , a unique value s can be assigned to each Ls.

Ist also das Randteil 98 weggefaltet, so ist der nutzbare Meßbereich durch die Länge N gegeben, wobei N in der Nähe der Kante 100 liegt; ist das Randteil 98 nicht weggefaltet, so ist der Wegbereich von N bis zum Ende 120 des Trägers 96 nicht nutzbar. Das erfindungsgemäße Wegmeßsystem erlaubt es daher, die Längenabmessung des Trägers 96 bei gleichem Nutz bereich gering zu halten bzw. bei gleicher Länge einen höhe ren Nutzbereich zu erzielen. If the edge part 98 is folded away, the usable measuring range is given by the length N, N being close to the edge 100 ; If the edge part 98 is not folded away, the path area from N to the end 120 of the carrier 96 cannot be used. The position measuring system according to the invention therefore makes it possible to keep the length dimension of the carrier 96 low with the same useful area or to achieve a higher useful area with the same length.

Der Punkt, welcher den Nutzbereich N definiert, liegt etwas vor der Faltkante 100, da der Geber 111 eine endliche Ausdeh nung aufweist und bei Überfahren eines Endes 122 über die Kante 100 nur noch teilweise in dem Meßfeld oberhalb des Meß teils 102 liegt. Der Punkt N ist also dadurch definiert, daß bei ihm gerade noch das Magnetfeld des Gebers 111 das Meßfeld vollständig beaufschlägt.The point that defines the useful range N, is located slightly in front of the folded edge 100, since the encoder 111 has a finite Ausdeh voltage and one end is running over 122 over the edge 100 only partially in the measuring field above the measuring part 102nd The point N is therefore defined by the fact that the magnetic field of the encoder 111 is just completely applied to the measuring field.

Zum Vergleich ist in Fig. 8 noch die Abweichung ΔLs der ef fektiven Induktivität Ls vom Wert der effektiven Induktivität Ls bei s = 0 gezeigt. Auch hier erkennt man denselben Kurven verlauf wie in Fig. 7, wobei wiederum in durchbrochener Linie der Verlauf bei nicht weggefaltetem Randteil 98 gezeigt ist und in durchgezogener Linie der Verlauf bei von dem Meßfeld weggefaltetem Randteil 98.For comparison, the deviation ΔLs of the effective inductance Ls from the value of the effective inductance Ls at s = 0 is also shown in FIG. 8. Here, too, detects the same curves to extend as shown in FIG. 7, is again being shown in broken line in the course not weggefaltetem edge portion 98 and in solid line in the course of the measuring field weggefaltetem edge portion 98.

Claims

1. position measuring system with a sensor ( 36 ; 58 ) and with a sensor ( 12 ; 48 ) which comprises at least one inductive element ( 16 ; 50 ; 82 ) to which the sensor ( 36 ; 58 ) couples electro-magnetically, whereby Sensor ( 12 ; 48 ; 92 ) and transmitter ( 36 ; 58 ) can be positioned relative to one another and the at least one inductive element ( 16 ; 50 ) is arranged flat on a carrier ( 14 ; 44 ; 72 ), characterized in that the carrier ( 14 ; 44 ; 72 ) with the at least one inductive element ( 16 ; 50 ; 82 ) is at least partially flexible.

2. Position measuring system according to claim 1, characterized in that the at least one inductive element ( 16 ; 50 ; 82 ) is printed on the carrier ( 14 ; 44 ; 72 ).

3. Measuring system according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier ( 14 ; 44 ; 72 ) comprises a flexible film.

4. Measuring system according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier ( 72 ) comprises a rigid carrier part ( 74 ) and one or more flexible carrier parts ( 76 , 78 ) which are arranged on the rigid carrier part ( 74 ).

5. Position measuring system according to one of the preceding claims, characterized in that one or more edge parts ( 76 , 78 ) of the carrier ( 72 ) in this way with respect to a measuring part in order to create a usable measuring range (N) with respect to the at least one inductive element ( 82 ) ( 74 ) of the carrier are arranged so that they are outside a measuring field.

6. position measuring system according to claim 5, characterized in that the measurable distance is essentially determined by the length of the measuring part ( 74 ).

7. Position measuring system according to claim 5 or 6, characterized in that through the one or more edge parts ( 76 , 78 ) of the carrier ( 72 ) end edge regions ( 88 , 90 ) of the at least one inductive element ( 82 ) lie outside the measuring field.

8. position measuring system according to one of claims 5 to 7, characterized in that the measuring part ( 74 ) of the carrier ( 72 ) is rigid.

9. displacement measuring system according to one of claims 5 to 8, characterized in that the one or more edge parts ( 76 , 78 ) of the carrier ( 72 ) are arranged flexibly with respect to the measuring part ( 74 ).

10. Measuring system according to claim 9, characterized in that an edge part ( 76 ; 78 ) is designed as a flexible film which is arranged on the measuring part ( 74 ).

11. Measuring system according to claim 9 or 10, characterized in that an edge part ( 76 ; 78 ) of the measuring part ( 74 ) is bent away or is arranged on this bendable.

12. Position measuring system according to claim 11, characterized in that the one or more edge parts ( 76 , 78 ) are positioned behind the carrier ( 72 ) with respect to a measuring field.

13. Measuring system according to claim 11 or 12, characterized in that an edge part ( 76 ; 78 ) is rolled.

14. Measuring system according to claim 11 or 12, characterized in that an edge part ( 76 ; 78 ) is folded.

15. Measuring system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one inductive element ( 16 ; 50 ; 82 ) is a print spool.

16. Position measuring system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one inductive element ( 16 ; 50 ; 82 ) is coupled to an oscillator and influences the sen via a quality and / or effective inductance.

17. Measuring system according to claim 16, characterized in that the quality and / or effective inductance of the at least one inductive element ( 16 ; 50 ; 82 ) is determined by the size of an effective sensor area to which the encoder ( 36 ; 58 ) couples , and that the sensor ( 12 ; 48 ) is designed such that the size of the effective sensor region depends on the relative position between the encoder's ( 36 ; 58 ) transverse to a distance direction.

18. Position measuring system according to claim 17, characterized in that the sensor ( 12 ; 48 ) is designed such that an overlap area between a projection of an effective sensor surface on the sensor with an effective sensor surface is dependent on the relative position between the sensor and the sensor transverse to Projection direction.

19. Measuring system according to one of claims 16 to 18, characterized in that an evaluation unit ( 24 ; 46 ) is easily seen what a characteristic of the oscillator is determined.

20. Measuring system according to claim 19, characterized in that that a frequency of the oscillator is determined.

21. Measuring system according to claim 19 or 20, characterized records that an amplitude of the oscillator is determined becomes.

22. Measuring system according to one of claims 19 to 21, characterized in that the evaluation unit ( 24 ; 46 ) is arranged on a carrier on which the inductive element is seated.

23. Measuring system according to one of the preceding claims, characterized in that the measurable distance is determined by the length of a measuring part ( 74 ) on which the at least one inductive element ( 82 ) is arranged such that end edge regions ( 88 , 90 ) of the at least one inductive element ( 82 ) lie outside the measuring part ( 74 ).

24. Measuring system according to one of the preceding claims, characterized in that the encoder ( 36 ; 58 ) is a passive element.

25. Measuring system according to one of the preceding claims, characterized in that the encoder ( 58 ) comprises a magnet.

26. Position measuring system according to one of the preceding claims, characterized in that a soft magnetic material ( 64 ) is arranged on the at least one inductive element ( 50 ; 82 ) or in the vicinity of the at least one inductive element ( 50 ; 82 ).

27. Measuring system according to claim 26, characterized in that the soft magnetic material ( 64 ) is arranged such that it can be brought locally into saturation at an effective sensor area.

28. Position measuring system according to claim 26 or 27, characterized in that the soft magnetic material ( 64 ) on a carrier ( 72 ) on which the at least one inductive element ( 82 ) sits is applied.

29. Measuring system according to one of claims 26 to 28, characterized in that a carrier ( 72 ) on which the at least one inductive element ( 82 ) is seated is wrapped with a soft magnetic material ( 64 ).

30. Measuring system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one inductive element ( 50 ; 82 ) is designed such that its shape varies transversely to a path ( 56 ; 86 ) along the path ( 56 ; 86 ) .

31. Measuring system according to one of the preceding claims, there characterized in that a magnetic shield is provided for the measuring system.

32. position measuring system according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 12 ; 48 ) is so formed that a certain characteristic curve of the path measuring system for a sensor signal depending on a measuring path (s) is set over the corresponding shape.

33. Position measuring system according to one of claims 19 to 32, characterized in that an error signal of the evaluation unit (24) is branched off, wherein by the evaluation unit (24) to check whether one or more para meters of the inductive element (16) within of a tolerance interval.

34. position measuring system according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one inductive element ( 50 ; 82 ) is triangular.

35. position measuring system according to claim 34, characterized in that the at least one inductive element ( 50 ; 82 ) has three corner-shaped turns.