DE10154710A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Detektion der Position eines Targets - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zur Detektion der Position eines Targets, mit mindestens einem Sensor, wobei der Sensor mindestens eine Sendeeinrichtung (1) zur Erzeugung eines Signals aufweist und wobei mittels des Signals das Target (2) detektierbar ist, ist im Hinblick auf eine Unempfindlichkeit gegenüber Störeinflüssen derart ausgestaltet, dass die Sendeeinrichtung als eine Sendespule (3) ausgestaltet ist, mittels derer als Signal ein elektromagnetisches Feld erzeugbar ist, dass das elektromagnetische Feld mittels einer Empfangsspule (4) detektierbar ist und dass zur Detektion des Targets (2) das Target (2) zwischen Sende- (3) und Empfangsspule (4) anordenbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektion der Position eines Targets, mit mindestens einem Sensor, wobei der Sensor mindestens eine Sendeein­ richtung zur Erzeugung eines Signals aufweist und wobei mittels des Signals das Target detektierbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Detektion der Position eines Targets, mit mindestens einem Sensor, wobei der Sensor mindestens eine Sendeeinrichtung zur Erzeugung eines Signals aufweist und wobei mittels des Signals das Target detektiert wird.

Vorrichtungen und Verfahren zur Detektion eines Targets sind aus der Praxis seit langem bekannt. Beispielsweise werden Targets mittels optischer Prinzipien, z. B. der Triangulationsmessung, detektiert. Optische Prinzipien sind insbesondere dahingehend problematisch, dass sie nur in besonders reinen Einsatzorten ein­ gesetzt werden können, da eine Verschmutzung der Optik große Messfehler zur Folge hat.

Es sind ferner magnetisch arbeitende Vorrichtungen und Verfahren bekannt, die dazu geeignet sind, ein Target zu detektieren. In diesem Fall sind beispielsweise magnetoresistiv oder magnetostriktiv arbeitende Vorrichtungen, aber auch ma­ gnetisch codierte Messlineale bekannt, die allerdings insbesondere dahingehend problematisch sind, dass sie durch angezogene Eisenteilchen verschmutzen. Eine fehlerfreie Messung ist deshalb dann nicht mehr möglich.

Weiter sind Vorrichtungen und Verfahren, die nach dem Ultraschallprinzip arbei­ ten, bekannt. Das Ultraschallprinzip ist insbesondere problematisch wegen des begrenzten Messbereichs, dem komplizierten Messaufbau und den vielfältigen Möglichkeiten das Messfeld zu stören.

Induktiv arbeitende lineare variable Differenzialtransformatoren, sogenannte LVDTs, oder Differenzialdrosseln sind insbesondere wegen ihrer großen Bau­ länge vielfach nicht einsetzbar.

Auch zum Detektieren eines Targets verwendete Wirbelstrom-Langwegsensoren sind problematisch, da sie empfindlich auf Magnetfelder reagieren und schlecht an unterschiedliche Messbereiche anpassbar sind. Unterschiedliche Messberei­ che erfordern deshalb meistens den Einsatz von verschiedenen Vorrichtungen.

Ferner ist es bekannt, mehrere induktive oder nach dem Wirbelstromverlustprin­ zip arbeitende Näherungsschalter nebeneinander in Kombination mit einem co­ dierten Messlineal zur Detektion eines Targets zu verwenden. Die Codierung besteht hierbei aus speziell angeordneten metallischen Flächen, die auf einem nicht metallischen Träger aufgebracht sind. Diese Vorrichtung ist besonders ge­ genüber Einbautoleranzen empfindlich, da wegen der großen Schaltabstandsab­ hängigkeit zwischen den Näherungsschaltern und den Metallflächen der Einbau der Vorrichtung sehr genau erfolgen muss.

Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung sowie ein Verfahren zur Detektion der Position eines Targets der eingangs genannten Art anzugeben, die bzw. das unempfindlich gegenüber Störeinflüssen ist.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe hinsichtlich einer Vorrichtung zur Detektion der Position eines Targets durch eine Vorrichtung mit den Merk­ malen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist eine Vorrichtung zur Detektion der Position eines Targets der eingangs genannten Art derart ausgestaltet, dass die Sendeeinrichtung als eine Sendespule ausgestaltet ist, mittels derer als Si­ gnal ein elektromagnetisches Feld erzeugbar ist, dass das elektromagnetische Feld mittels einer Empfangsspule detektierbar ist und dass zur Detektion des Targets das Target zwischen Sende- und Empfangsspule anordenbar ist.

Des Weiteren ist die obige Aufgabe im Hinblick auf ein Verfahren zur Detektion der Position eines Targets durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patent­ anspruchs 25 gelöst. Danach ist ein Verfahren zur Detektion der Position eines Targets der eingangs genannten Art derart ausgestaltet, dass die Sendeeinrich­ tung als eine Sendespule ausgestaltet ist, mittels derer als Signal ein elektroma­ gnetisches Feld erzeugt wird, dass das elektromagnetische Feld mittels einer Empfangsspule detektiert wird und dass zur Detektion des Targets das Target zwischen Sende- und Empfangsspule angeordnet wird.

In erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, dass eine Vorrichtung für lange Messwege, die unempfindlich gegen Verschmutzungen durch Flüssigkeiten, Kunststoffe, Fett, Staub oder normalen Schmutz sein soll, eine als Sendespule ausgestaltete Sendeeinrichtung aufweisen muss, mittels derer ein elektro­ magnetisches Feld erzeugbar ist, welches mittels einer Empfangsspule detek­ tierbar ist. Zur Detektion des Targets wird das Target zwischen Sende- und Empfangsspule angeordnet. Die Vorrichtung ist besonders unempfindlich gegen­ über Störeinflüssen, da Spulen besonders unempfindlich gegen Verschmutzun­ gen jedweder Form sind. Die Vorrichtung lässt sich zudem sehr preisgünstig produzieren und ist als Massenartikel im Bereich der Positionserkennung ein­ setzbar. Wäre das Target beispielsweise mit einem Autositz gekoppelt, könnte die Vorrichtung in der Automobilindustrie als Sitzpositionsdetektor für eine auto­ matische Sitzeinstellung bzw. -positionsmeldung eingesetzt werden.

In besonders vorteilhafter Weise ist das Target in seinen Materialeigenschaften und/oder in seinen Dimensionen derart ausgestaltet, dass bei Anordnung des Targets zwischen Sendespule und Empfangsspule, die in der Empfangsspule induzierte Spannung detektierbar reduziert und/oder in etwa Null ist. Dies würde die Vorrichtung insbesondere unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störfeldern machen, da nunmehr das "Nichtvorhandensein" von in der Emp­ fangsspule induzierter Spannung erfasst wird. Die Störung des elektromagneti­ schen Felds durch andere Felder, beispielsweise durch den Betrieb von Handys in unmittelbarer Nähe, wäre somit unerheblich, wodurch die Vorrichtung beson­ ders unempfindlich gegenüber derartigen Störungen wäre. Die Auswertung des "Nichtvorhandensein" der induzierten Spannung macht die Vorrichtung auch un­ abhängig von Einbautoleranzen oder mechanischen Einflüssen während des Betriebs und zwar dahingehend, dass gerade nicht das induzierte Feld erfasst wird, was sich mit dem Winkel der Sende- und Empfangsspule zueinander und mit dem Abstand zwischen Sende- und Empfangsspule stark ändert, sondern das "Nichtvorhandensein" des Felds. Zudem sind so auch Temperatureinflüsse unbeachtlich, so dass die Vorrichtung in einem großen Temperaturbereich von ca. -40° bis ca. 85° ohne Störungen arbeitet. Die Vorrichtung ist ferner unemp­ findlich gegen mechanische Einflüsse, wie beispielsweise Flaschen oder Dosen unter dem Autositz, die gegen die Vorrichtung schlagen, oder Schläge mit einem Gummihammer bei der Montage, da die Sende- und Empfangsspule unempfind­ lich sind.

Bei einer besonders einfachen Ausgestaltung könnte die Dicke des Targets et­ was kleiner als der Abstand zwischen der Sendespule und der Empfangsspule sein, so dass das Target mit Spiel zwischen Sendespule und Empfangsspule durchführbar ist. Das Target könnte zusätzlich oder alternativ metallisch ausge­ staltet sein, so dass im Target Wirbelströme erzeugbar wären. Die Kopplung zwi­ schen der Sende- und Empfangsspule wäre dann deutlich reduziert. Mit der ent­ sprechenden Dicke des Targets geht somit der Kopplungsfaktor zwischen Sen­ de- und Empfangsspule gegen Null. Kleine Toleranzen des Abstands zwischen dem Target und der Sende- bzw. der Empfangsspule sind deshalb unkritisch, da nunmehr nur die Abschirmung des Targets gegenüber der Empfangsspule eine wesentliche Rolle spielt. Hierdurch sind abermals Einbautoleranzen senkrecht zur Messrichtung ohne Einfluss auf die Zuverlässigkeit der Detektion ermöglicht. Prinzipbedingt ergibt sich ein sehr großes Messsignal, das abermals entspre­ chend unempfindlich gegenüber Störeinflüssen durch elektromagnetische Felder ist.

Der Sensor könnte mehrere Sendespulen aufweisen. Zusätzlich oder alternativ hierzu könnte der Sensor auch mehrere Empfangsspulen aufweisen. Über die Anzahl der Sende- bzw. Empfangsspulen ließe sich dann sehr einfach die An­ zahl der detektierbaren Positionen bestimmen.

Die Anzahl der Sendespulen könnte hierbei der Anzahl der Empfangsspulen ent­ sprechen. Ein derartig ausgestalteter Sensor ist besonders unempfindlich ge­ genüber Störeinflüssen, da jedem von einer Sendespule erzeugtem elektroma­ gnetischen Feld eine das Feld detektierende Empfangsspule zugeordnet wäre, und somit das Vorhandensein des Targets besonders einfach detektierbar wäre.

Die Anzahl der Sendespulen könnte aber auch ungleich der Anzahl der Emp­ fangsspulen sein. Der Sensor könnte hierbei beispielsweise nur eine Sendespule und/oder nur eine Empfangsspule aufweisen. Dies könnte in einer konkreten Ausgestaltung so aussehen, dass die Empfangsspule und/oder die Sendespule zu einer einzigen Spule zusammengefasst ist. Hierbei wäre es möglich, die Ein­ zelspulen in einer Serien- oder in einer Parallelschaltung zusammenzufassen oder eine einzige langgestreckte Spule zu verwenden. Die Länge der Spule könnte dann der Länge der nebeneinander angeordneten Spulen entsprechen.

Im Rahmen einer abermals sehr einfach Ausgestaltung könnte das Target als codiertes Lineal ausgestaltet sein. Hierdurch ließe sich die Anzahl von Sende- und Empfangsspulen drastisch reduzieren. Das Lineal könnte hierbei einzelne Platten umfassen, die in bestimmten Abständen zueinander angeordnet sind. Das Lineal könnte allerdings auch nichtleitfähige Bereiche umfassen, die bei­ spielsweise durch Aussparungen in dem Lineal realisiert sind. Eine Möglichkeit das Target auf besonders einfache Weise auszugestalten, wäre das Ausstanzen von Zwischenräumen aus einem Blechstreifen. Dies würde eine besonders preisgünstige Form des Targets realisieren. Die Länge des Blechstreifens würde dann die Weglänge bestimmen, die nur geringfügig länger als der Messweg wä­ re.

Der Code könnte mindestens einzeilig ausgebildet sein. Er könnte allerdings aber zur Erhöhung der detektierbaren Positionen auch zwei- oder mehrzeilig sein.

Um die Vorrichtung besonders gut an den jeweiligen Einsatzort anpassen zu können, könnte der Code nichtlinear ausgestaltet sein. Dies würde es ermögli­ chen, in bestimmten Bereichen des Messbereichs mehr Positionen zu detektie­ ren als in anderen. Um abermals die detektierbaren Positionen zu erhöhen, könnten die Sendespulen und/oder die Empfangsspulen ebenfalls in unter­ schiedlichen Abständen zueinander angeordnet sein. Es ist auch denkbar, dass die Anordnung der Sende- und/oder Empfangsspulen zwei- oder mehrzeilig aus­ gestaltet ist.

Im Rahmen einer besonders gegenüber Störeinflüssen unempfindlichen Ausge­ staltung könnten die Sendespule/-n mittels einer Wechselspannung mit kon­ stanter Amplitude gespeist sein. Hierbei wäre die Amplitude der in der Emp­ fangsspule induzierten Spannung von der Kopplung zwischen der Sende- und Empfangsspule abhängig und somit vom Abstand der Sende- und Emp­ fangsspule zueinander, jedoch wäre sie weitgehend unabhängig von der Sende­ frequenz, so lang sich diese nicht der Eigenresonanzfrequenz der Emp­ fangsspule nähert (f_res < f/10). Außerdem ist sie temperaturunabhängig - abge­ sehen von der thermischen Abstandsänderung zwischen Sende- und Emp­ fangsspule, die jedoch nur einen geringen Einfluss hat - und unabhängig von magnetischen Einflüssen oder auch von Verschmutzung durch elektrisch nicht­ leitendes Material.

Die Sendespule/-n könnten, vorzugsweise unabhängig voneinander, mittels einer konstanten Frequenz gespeist sein. Wird dann ein Target dessen Größe so ge­ wählt wird, dass die Kopplung zwischen einem Sende- und Empfangsspulenpaar gegen Null geht, entlang der Reihenanordnung zwischen den einzelnen Sende- und Empfangsspulenpaaren bewegt, so empfangen die einzelnen Emp­ fangsspulen der Reihe nach weniger Signal. Dieser Effekt wird dann zur Detekti­ on der absoluten Position des Targets benutzt. Die einzelnen in den Emp­ fangsspulen vorzugsweise nacheinander induzierten Spannungen zeigen dann keinen flachen und geringen Abfall beim Einführen des Targets, sondern ein steilen Abfall, der bis auf Null geht, sobald das Target sich genau in der Mittelpo­ sition befindet.

Alternativ oder zusätzlich könnten die Sendespulel-n aber auch, vorzugsweise im Wesentlichen gleichzeitig, mittels unterschiedlicher Frequenzen gespeist sein. Sammeleinkopplungen benachbarter Sendespulen in die vom Target abge­ schirmte Empfangsspule könnten somit wirksam vermieden werden. Der Abfall der Amplitude der in die Empfangsspule induzierten Wechselspannung wäre somit besonders ausgeprägt und die Position des Targets somit besonders gut detektierbar.

Das/die Signal/-e der Empfangsspule könnten dann mittels eines Frequenzfilters auswertbar sein, so dass das/die Signal/-e der Empfangsspule/-n eindeutig ei­ nem Signal der Sendespule zuordenbar wären. Auf Seiten der Empfangsspulen könnten so die einzelnen Frequenzen, mit den die Sendespule/-n gespeist sind, wieder herausgefiltert werden, so dass eine eindeutige Zuordnung zwischen Sende- und Empfangsspule möglich ist. Zur Filterung der einzelnen Frequenzen könnte dabei jedwedes Verfahren, das im Stand der Technik bekannt ist, ver­ wendet werden.

Hinsichtlich einer wiederum sehr einfachen Ausgestaltung könnte der Abfall der in den Empfangsspule/-n induzierten Spannung bei einem zwischen Sendespu­ le/-n und Empfangsspule/-n angeordneten Target mittels mindestens eines Pe­ geldetektors, insbesondere eines Komparators, eines Schmitt-Triggers oder der­ gleichen, detektierbar sein. Damit ließe sich eine eindeutige Detektion der Positi­ on durch ein Logiksignal erreichen. Hierbei könnte jedem Sende- und Emp­ fangsspulenpaar je ein Pegeldetektor zugeordnet sein oder es könnte auch im Falle einer einzelnen Empfangsspule nur ein Pegeldetektor vorgesehen sein.

Der Schwellwert oder die Schwellwerte des/der Pegeldetektors/-en könnte derart gewählt sein, dass bei zwischen mindestens einer Sendespule und einer Emp­ fangsspule angeordnetem Target mindestens ein Pegeldetektor ein Ausgangs­ signal liefert. Somit ließe sich eine eindeutige Detektion der Position erreichen. Zur Erhöhung der Auflösung könnten mittels der Pegeldetektoren auch mehrere Schwellwerte, beispielsweise drei Schwellwerte, detektierbar sein. Mit Hilfe eines A/D-Wandlers könnte dies in eine Vielzahl von Stufen erweitert werden und durch eine Kennlinienanpassung mittels eines Rechners ließe sich dann die Auflösung und/oder die Genauigkeit erheblich erhöhen.

Hinsichtlich einer nochmaligen Erhöhung der Auflösung könnten bei einem zwi­ schen mindestens zwei Sendespulen und mindestens zwei Empfangsspulen an­ geordnetem Target zwei Pegeldetektoren ein Ausgangssignal liefern. Bei geeig­ neten Abmessungen des Targets in Verbindung mit einem geeigneten Schwell­ wert könnte somit die Auflösung und die Genauigkeit der Detektion der Position auf einfache Weise vergrößert werden. Wenn sich das Target nämlich zwischen zwei benachbarten Sende- und Empfangsspulenpaaren befindet, die einen Tole­ ranzbereich von einem halben Abstand, d. h. Mitte zu Mitte, zwischen zwei Spu­ len aufweisen, liefern beide Empfangsspulen mit den zugehörigen Komparatoren das gleiche Logiksignal. Diese zusätzliche Logikentscheidung ergibt somit eine Auflösung, die doppelt so groß wie die Anzahl der Sende- und Empfangsspulen­ paare ist, wobei die Genauigkeit ebenfalls - beinahe - doppelt so groß ist. Wer­ den die Sende- und Empfangsspulenpaare nunmehr nacheinander gespeist, ver­ ringert sich somit die Störempfindlichkeit, da immer eine volle Amplitudenände­ rung ausgewertet werden kann.

In einer besonders einfachen Ausgestaltung könnte die Ansteuerung der Sende­ spule/-n und/oder die Auswertung der in der/den Empfangsspule/-n induzierten Spannung/-en mittels einer Auswerteelektronik, insbesondere mittels eines Mi­ kroprozessors, erfolgen. Die gesamte Elektronik könnte im Wesentlichen mit di­ gitalen Bauteilen, vorzugsweise in CMOS-Technik und/oder ohne Verwendung spezieller Analogbauteile, realisiert werden. Eine derart ausgestaltete Elektronik ließe sich damit sehr preisgünstig realisieren. Dadurch wäre auch eine Kom­ plettlösung als ASIC problemlos möglich, wobei dann auch ein Einsatz der Vor­ richtung als Massenprodukt in dem preisproblematischen Automobilbereich er­ möglicht wäre.

Im Rahmen einer sehr preisgünstigen Fertigung könnte/-n die Sendespule/-n und/oder Empfangsspule/-n auf mindestens einer Leiterplatte angeordnet sein. Die Leiterplatte könnte hierbei als flexible Leiterplatten ausgeführt sein und/oder die Sendespule/-n und/oder die Empfangsspule/-n könnten auf die Leiterplatte/-n gedruckt und/oder geätzt sein.

Hinsichtlich einer besonders robusten Ausgestaltung könnte die Auswerteelek­ tronik bzw. der Mikroprozessor mit der/den Sendespule/-n und/oder der/den Empfangsspule/-n auf einer Leiterplatte angeordnet sein. Dadurch könnte eine direkte Verbindung zur der Auswerteelektronik und/oder zum Mikroprozessor gegeben sein.

Im Hinblick auf besonders vielfältige Einsatzmöglichkeiten könnten die Sende­ spulen und die Empfangsspulen entlang eines Bogensegments angeordnet sein, so dass Winkelmessungen ermöglicht wären. Das Target würde dann ebenfalls eine Krümmung aufweisen, die der Krümmung des Bogensegments entspricht. Auf diese Weise wären, insbesondere bei gleicher Elektronik beliebige Winkel­ messungen ermöglicht. Bei zeitunkritischen Messungen, wie z. B. Sitzpositions­ detektion in einem Auto, könnte die Elektronikeinheit somit gleichzeitig auch für die Winkelmessung der Rückenlehne verwendet werden, wenn die jeweiligen zur linearen und zur Winkelmessung verwendeten Sende- und Empfangsspulenpaa­ re separat ausgeführt wären.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion der Position eines Targets könnte insbesondere zum Betreiben einer Vorrichtung zur Detektion der Position eines Targets gemäß den obigen Ausführungen dienen. Bei dem Verfahren ist vorteilhaft, dass die Störanfälligkeit einer Vorrichtung zur Detektion der Position eines Targets vermindert wird.

Beispielsweise gilt bei einem Abstand von Mitte zu Mitte der nebeneinander lie­ genden Sende- und Empfangsspulenpaare von 1 cm, dass die Absolut-Auf­ lösung/Genauigkeit 0,5 cm entspricht. Dies entspricht bei einem Messweg von 5 m der Absolut-Auflösung/Genauigkeit von 0,1%, bei einer erforderlichen Bau­ länge des Sensors von ca. 9 cm bei neun benötigten Sende- und Empfangsspu­ lenpaaren. Die gleiche Absolut-Auflösung/Genauigkeit kann mit einem einzigen zusätzlichen Sende- und Empfangsspulenpaar, die Baulänge des Sensors würde dann 10 cm betragen, auf einen Messweg von 10 Metern erweitert werden.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der be­ vorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Leh­ re erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht, teilweise und schematisch, ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Detektion der Position eines Targets,

Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht, teilweise und schematisch, ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 3 in einer perspektivischen Ansicht, teilweise und schematisch, ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung mit einem codierten Target.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Detektion der Position eines Targets in einer perspektivischen Ansicht sche­ matisch und teilweise. Die Vorrichtung umfasst einen Sensor, wobei der Sensor eine Sendeeinrichtung 1 zur Erzeugung eines Signals aufweist und wobei mittels des Signals das Target 2 detektierbar ist. Die Sendeeinrichtung 1 ist als Sende­ spule 3 ausgestaltet, mittels derer ein elektromagnetisches Feld erzeugbar ist. Das elektromagnetische Feld wiederum ist mittels einer Empfangsspule 4 de­ tektierbar und zur Detektion des Targets 2 ist das Target 2 zwischen Sende- 3 und Empfangsspule 4 angeordnet.

Das Target 2 ist dabei in seinen Materialeigenschaften derart ausgestaltet, dass bei Anordnung des Targets 2 zwischen Sendespule 3 und Empfangsspule 4, die in der Empfangsspule 4 induzierte Spannung U_e in etwa Null ist.

Das Target 2 ist hierbei beispielsweise mit der Bewegung eines - hier nicht dar­ gestellten - Objekts, z. B. eines Autositzes gekoppelt, und in Richtung der Pfeile beweglich ausgestaltet. Bewegt sich das Objekt, so wird das Target 2 entlang der Pfeilrichtung bewegt, somit korreliert die Position des Objekts mit der Positi­ on des Targets, so dass das Target 2 bei Stillstand des Objekts in einer be­ stimmten Position zwischen der Sendespule 3 und der Empfangsspule 4 ange­ ordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel wäre somit eine Position des Targets 2 detektierbar.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 zeigt ebenfalls in einer perspektivischen An­ sicht, teilweise und schematisch, eine Vorrichtung zur Detektion der Position ei­ nes Targets 2. Die Vorrichtung weist ebenfalls einen Sensor auf, wobei der Sen­ sor fünf Sendespulen 3 sowie fünf Empfangsspulen 4 aufweist. Die Anzahl der Sendespulen entspricht hierbei der Anzahl der Empfangsspulen 4, wodurch eine besonders störunempfindliche Detektion erreicht wird.

In Fig. 3 ist ein Sensor gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 gezeigt und zwar mit einem codierten Lineal. Das codierte Lineal ist auf einfache Weise durch Ausstanzen von Zwischenräumen aus einem Blechstreifen realisiert und somit sehr preisgünstig. Die Länge des Blechstreifens bestimmt die Länge des Messwegs. Diese Lösung erlaubt Messwege von vielen Metern. Das Verhältnis von Baulänge der Vorrichtung zum Messweg wird bei gleichbleibenden Dimen­ sionen der Sende- und Empfangsspulen mit größer werdenden Messweg immer günstiger.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lehre wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Be­ schreibung sowie auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.

Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend be­ schriebenen Ausführungsbeispiele lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.

Claims (25)

1. Vorrichtung zur Detektion der Position eines Targets, mit mindestens ei­ nem Sensor, wobei der Sensor mindestens eine Sendeeinrichtung (1) zur Erzeu­ gung eines Signals aufweist und wobei mittels des Signals das Target (2) detek­ tierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung als eine Sen­ despule (3) ausgestaltet ist, mittels derer als Signal ein elektromagnetisches Feld erzeugbar ist, dass das elektromagnetische Feld mittels einer Empfangsspule (4) detektierbar ist und dass zur Detektion des Targets (2) das Target (2) zwischen Sende- (3) und Empfangsspule (4) anordenbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Target (2) in seinen Materialeigenschaften und/oder in seinen Dimensionen derart aus­ gestaltet ist, dass bei Anordnung des Targets zwischen Sendespule (3) und Empfangsspule (4), die in der Empfangsspule (4) induzierte Spannung (U_e) de­ tektierbar reduziert und/oder in etwa Null ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Targets (2) etwas kleiner als der Abstand (d) zwischen der Sende­ spule (3) und der Empfangsspule (4) ist, so dass das Target (2) mit Spiel zwi­ schen Sendespule (3) und Empfangsspule (4) durchführbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Target (2) metallisch ausgestaltet ist, so dass im Target Wirbelströme (2) erzeugbar sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor mehrere Sendespulen (3) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor mehrere Empfangsspulen (4) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Sendespulen (3) der Anzahl der Empfangsspulen (4) ent­ spricht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Sendespulen (3) ungleich der Anzahl der Empfangsspulen (4) ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor nur eine Sendespule (3) und/oder nur eine Empfangsspule (4) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Target (2) als codiertes Lineal ausgestaltet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Code mindestens einzeilig ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Code nichtlinear ausgestaltet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendespule/-n (3) mittels einer Wechselspannung mit konstanter Am­ plitude gespeist ist/sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendespule/-n (3), vorzugsweise unabhängig voneinander, mittels einer konstanten Frequenz gespeist ist/sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendespule/-n (3), vorzugsweise im Wesentlichen gleichzeitig, mittels unterschiedlicher Frequenzen gespeist ist/sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Signal/-e der Empfangsspule (3) mittels eines Frequenzfilters auswertbar ist/sind, so dass das/die Signal/-e der Empfangsspule (4) eindeutig einem Signal einer Sendespule (3) zuordenbar ist/sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfall der in den Empfangsspule/-n induzierten Spannung (4) bei einem zwischen Sendespule/-n (3) und Empfangsspule/-n (4) angeordneten Target (2) mittels mindestens eines Pegeldetektors, insbesondere eines Komparators, ei­ nes Schmitt-Triggers oder dergleichen, detektierbar ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert oder die Schwellwerte des/der Pegeldetektors/-en derart gewählt ist, dass bei zwischen mindestens einer Sendespule (3) und einer Empfangsspule (4) angeordnetem Target (2) mindestens ein Pegeldetektor ein Ausgangssignal liefert.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem zwischen mindestens zwei Sendespulen (3) und mindestens zwei Emp­ fangsspulen (3) angeordneten Target (2) zwei Pegeldetektoren ein Ausgangs­ signal liefern.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Sendespule/-n (3) und/oder die Auswertung der/des in der/den Empfangsspule/-n (4) induzierten Spannung mittels einer Auswerteelek­ tronik, insbesondere mittels eines Mikroprozessors, erfolgt.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendespule/-n (3) und/oder die Empfangsspule/-n (4) auf mindestens einer Leiterplatte angeordnet ist/sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende­ spule/-n und/oder die Empfangsspule/-n (3) auf die Leiterplatte/-n (4) gedruckt und/oder geätzt ist/sind.

23. Vorrichtung nach Anspruch 20 und 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor auf mit der/den Sendespule/-n (3) und/oder der/den Empfangsspule/-n (4) auf einer Leiterplatte angeordnet ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendespule/-n (3) und die Empfangsspule/-n (4) auf einem Bogenseg­ ment angeordnet sind, so dass Winkel messbar sind.

25. Verfahren zur Detektion der Position eines Targets, mit mindestens einem Sensor, wobei der Sensor mindestens eine Sendeeinrichtung (1) zur Erzeugung eines Signals aufweist und wobei mittels des Signals das Target (2) detektiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (1) als eine Sendespule (3) ausgestaltet ist, mittels derer als Signal ein elektromagnetisches Feld erzeugt wird, dass das elektromagnetische Feld mittels einer Emp­ fangsspule (4) detektiert wird und dass zur Detektion des Targets (2) das Target (2) zwischen Sende- (3) und Empfangsspule (4) angeordnet wird.