DE102005025870A1 - Eddy current sensor arrangement - Google Patents

Eddy current sensor arrangement Download PDF

Info

Publication number
DE102005025870A1
DE102005025870A1 DE200510025870 DE102005025870A DE102005025870A1 DE 102005025870 A1 DE102005025870 A1 DE 102005025870A1 DE 200510025870 DE200510025870 DE 200510025870 DE 102005025870 A DE102005025870 A DE 102005025870A DE 102005025870 A1 DE102005025870 A1 DE 102005025870A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
eddy current
magnetic field
sensor
magnet
blades
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200510025870
Other languages
German (de)
Inventor
Anton Dukart
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE200510025870 priority Critical patent/DE102005025870A1/en
Priority to PCT/EP2006/061752 priority patent/WO2006131418A1/en
Publication of DE102005025870A1 publication Critical patent/DE102005025870A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/2006—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils
    • G01D5/2013—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils by a movable ferromagnetic element, e.g. a core
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/2006—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils
    • G01D5/2033—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils controlling the saturation of a magnetic circuit by means of a movable element, e.g. a magnet
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/488—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable reluctance detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/49—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed using eddy currents

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

Es wird eine Wirbelstromsensoranordnung vorgeschlagen, bei der elektrisch leitfähige Strukturen (3) eines Geberelements in einem Magnetfeld an einem Sensor (2) vorbeibewegbar sind und wobei das Sensorausgangssignal durch einen durch die leitfähigen Strukturen (3) hervorgerufenen Wirbelstrom beeinflussbar ist. Die leitfähigen Strukturen bestehen aus Schaufeln (3) oder Zähnen des Geberelements und zwischen den Schaufeln (3) oder Zähnen und dem das Magnetfeld erzeugenden Magneten (1) ist ein Magnetfeldsensor (2) angeordnet.An eddy-current sensor arrangement is proposed in which electrically conductive structures (3) of a donor element can be moved past a sensor (2) in a magnetic field and wherein the sensor output signal can be influenced by an eddy current caused by the conductive structures (3). The conductive structures consist of blades (3) or teeth of the transmitter element and a magnetic field sensor (2) is arranged between the blades (3) or teeth and the magnet (1) generating the magnetic field.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wirbelstromsensoranordnung zur Erfassung der Bewegung eines Objekts mit einer Kontur aus zumindest teilweise leitfähigem Material nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The The invention relates to an eddy current sensor arrangement for detection the movement of an object with a contour of at least partially conductive Material according to the preamble of the main claim.

Es ist bekannt, dass beispielsweise zur Erfassung der Drehzahl oder der Winkelstellung von rotierenden Bauteilen in einem Kraftfahrzeug berührungslose Drehzahl- und Positionssensoren unter anderem zur Steuerung von Motoren oder auch in Getriebe- oder Fahrdynamiksteuerungen eingesetzt werden.It is known, for example, for detecting the speed or the angular position of rotating components in a motor vehicle contactless Speed and position sensors, among other things for the control of Engines or in transmission or vehicle dynamics controls are used.

Für sich gesehen ist aus der DE 103 20 941 A1 bekannt, dass ein Wirbelstromsensor einem elektrisch teilweise leitfähigem Geberrad gegenüber angeordnet ist. Es ist hierbei üblich, dass eine Primärspule zu hochfrequenten Schwingungen angeregt wird und in einer Sekundärspule ein Spannung induziert. Das vorbeibewegte Geberrad erzeugt dabei Wirbelstromverluste welche eine Phasenverschiebung zwischen der Treiberspannung und der induzierten Spannung bewirkt, die mittels einer Auswerteeinrichtung zu einer Information über die Geschwindigkeit des Geberrades verarbeitet werden kann.By itself, it is from the DE 103 20 941 A1 It is known that an eddy current sensor is arranged opposite an electrically partially conductive donor wheel. It is customary in this case that a primary coil is excited to high-frequency oscillations and induces a voltage in a secondary coil. The moving past encoder wheel generates eddy current losses which causes a phase shift between the drive voltage and the induced voltage, which can be processed by means of an evaluation device for information about the speed of the encoder wheel.

Hinsichtlich der Signalverarbeitung ist es aus der DE 199 61 876 A1 bekannt, dass bei der Auswertung der mittels eines berührungslosen Sensors gewonnenen Drehinformationen eines rotierenden Bauteils die beispielsweise durch Zahnflanken erzeugten Signaländerungen erfasst werden. Die Auswertung erfolgt dann über Komparatoren, die ein Über- oder Unterschreiten von vorgegebenen Signalpegeln bzw. einen Nulldurchgang detektieren und hieraus die Drehinformationen berechnen.Regarding the signal processing, it is from the DE 199 61 876 A1 It is known that during evaluation of the rotational information of a rotating component obtained by means of a non-contact sensor, the signal changes produced, for example, by tooth flanks are detected. The evaluation then takes place via comparators which detect an exceeding or undershooting of predetermined signal levels or a zero crossing and calculate therefrom the rotation information.

Bei vielen Anwendungen der zuvor beschriebenen Technik ist die präzise und verzögerungsfreie Erfassung der Bewegungsgrößen wie Winkel oder Drehzahl von größter Bedeutung für die Qualität des Antriebs oder der Regelbarkeit des Gesamtsystems. Beispielsweise stellt sich bei der Regelung von Turbinen das Problem, dass im oberen Drehzahlbereich sich eine hohe Turbinendrehzahl ergibt, wodurch die Luft stärker komprimiert wird als nötig. Im unteren Drehzahlbereich erreicht die Turbine nicht die notwendige Drehzahl, so dass die Luft nicht ausreichend komprimiert wird.at Many applications of the technique described above are the precise and delay-free detection the movement sizes like Angle or speed of the utmost importance for the quality the drive or the controllability of the overall system. For example arises in the regulation of turbines the problem that in the upper Speed range is a high turbine speed, which the air stronger is compressed as needed. In the lower speed range, the turbine does not reach the necessary Speed, so that the air is not compressed sufficiently.

Wenn die Turbine ein Turbinenrad eines sog. Turboladers für den Verbrennungsmotor eins Kraftfahrzeuges ist, so erreicht der Verbrennungsmotor bei den zuvor geschilderten Zuständen nicht die gewünschte Leistung und es entsteht das sog. Turboloch. Die Drehzahl des Turboladers hat somit einen direkten Einfluss auf das Kennfeld und damit auch auf die Leistung des Verbrennungsmotors. Bislang hat man die Drehzahl eines solchen Turboladers nur indirekt schätzen können, da die üblicherweise auf ähnlichen Anwendungsgebieten eingesetzten Drehgeber, wie Inkrementalgeber, Resolver oder magnetische Sensoren aufgrund der schweren Zugänglichkeit des Rotors bzw. des Turbinenrades sowie hoher Temperatur oder der hohen Drehzahl für diese Aufgabe nicht geeignet sind.If the turbine is a turbine wheel of a so-called turbocharger for the internal combustion engine is a motor vehicle, so reaches the internal combustion engine the previously described states not the desired one Performance and it creates the so-called turbo lag. The speed of the turbocharger thus has a direct impact on the map and thus on the power of the internal combustion engine. So far you have the speed such a turbocharger can estimate only indirectly, since the usual on similar Rotary encoders used, such as incremental encoders, Resolver or magnetic sensors due to the difficult accessibility of the rotor or the turbine wheel and high temperature or the high speed for this task are not suitable.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Es wird eine Wirbelstromsensoranordnung der eingangs genannten Art fortgebildet, bei der elektrisch leitfähige Strukturen eines Geberelements in einem Magnetfeld an einem Sensor vorbeibewegbar sind, wobei das Sensorausgangssignal durch einen durch die leitfähigen Strukturen hervorgerufenen Wirbelstrom beeinflussbar sind. Erfindungsgemäß sind in vorteilhafter Weise die leitfähigen Strukturen aus Schaufeln oder Zähnen des Geberelements gebildet und zwischen den Schaufeln oder Zähnen und dem das Magnetfeld erzeugenden Magneten ist ein Magnetfeldsensor angeordnet.It is an eddy current sensor arrangement of the type mentioned trained, in the electrically conductive structures of a donor element be moved past a sensor in a magnetic field, wherein the Sensor output signal caused by a through the conductive structures Eddy current can be influenced. According to the invention are in an advantageous manner the conductive ones Structures made of shovels or teeth formed of the donor element and between the blades or teeth and the magnetic field generating magnet is a magnetic field sensor arranged.

Die Erfindung beruht auf dem an sich aus den Maxwellgleichungen bekannten Prinzip v →·B →. Bewegt sich ein leitfähiger Stoff durch ein Feld mit der Geschwindigkeit v, so wird in diesem ein Wirbelstrom Iwirbelsrtom induziert und dieser Wirbelstrom wiederum verursacht ein Wirbelstrommagnetfeld Bwirbelstrom welches dem zuvor genannten Quellfeld entgegenwirkt. Dieses gilt nicht nur für Geberelemente aus ferromagnetischen Materialien wie Stähle sondern auch für nicht ferromagnetische Materialien, wie Kupfer, Aluminium usw..The invention is based on the principle known from the Maxwell equations v → · B →. If a conductive substance moves through a field with the velocity v, an eddy current I is induced in this eddy current and this eddy current in turn causes an eddy current magnetic field B eddy current which counteracts the aforementioned source field. This applies not only to encoder elements made of ferromagnetic materials such as steels but also to non-ferromagnetic materials such as copper, aluminum, etc.

Vorteilhaft ist es, wenn der Magnetfelssensor ein Differenzfeldsensor zur Messung eines in Bewegungsrichtung des Geberelements hervorgerufenen Differenzfeldes ist, beispielsweise wenn ein Sensor jeweils am linken und am rechten Rand des Magneten angeordnet sind. Man erhält dann aus dem Differenzsignal des Differenzfeldsensors nicht nur die digitale Drehzahl sondern auch eine Amplitude des Signals die drehzahlabhängig ist.Advantageous it is when the magnetic field sensor is a differential field sensor for measurement a caused in the direction of movement of the donor element differential field is, for example, if a sensor on the left and on the right Edge of the magnet are arranged. You then get from the difference signal of the differential field sensor not only the digital speed but also an amplitude of the signal which is speed-dependent.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Geberelement ein Turbinenrad, dessen Schaufeln während der Drehung durch das Magnetfeld des Magneten und am Magnetfeldsensor vorbeibewegbar sind. Besonders vorteilhaft ist die Erfindung anwendbar, wenn das Turbinenrad Bestandteil eines Turboladers für einen Verbrennungsmotor ist.at an advantageous embodiment the donor element is a turbine wheel, whose blades during the Rotation through the magnetic field of the magnet and the magnetic field sensor are moved past. Particularly advantageous is the invention applicable, if the turbine wheel is part of a turbocharger for a Internal combustion engine is.

Da solche Turbolader-Turbinenräder in der Regel aus nichtmagnetischen Materialien, wie z.B. Aluminium bestehen, wird es mit der Erfindung möglich, ähnlich wie bei Raddrehzahlsensoren auch die Drehzahl des Turboladers zu erfassen. Es kann daher mit der Erfindung auf einfache Weise ein präziser, kostengünstiger und zugleich robuster Sensor für die direkte Erfassung der Drehzahl in Turboladern aufgebaut werden, was aufgrund des Materials und der schweren Zugänglichkeit bisher nur unzulänglich möglich war. Außerdem hat man mehr Freiheiten bei der Wahl des Einbauorts des Sensor und man kann mit einer geeigneten Auswertung eine sichere Drehzahlerfassung über den gesamten Drehzahl- und Temperaturbereich gewährleisten.As such turbocharger turbine wheels in the Usually consist of non-magnetic materials such as aluminum, it is possible with the invention, similar to wheel speed sensors to detect the speed of the turbocharger. It can therefore be constructed with the invention in a simple manner a precise, cost-effective and at the same time robust sensor for the direct detection of the speed in turbochargers, which was previously only inadequately possible due to the material and the difficult accessibility. In addition, you have more freedom in choosing the installation location of the sensor and you can ensure with a suitable evaluation safe speed detection over the entire speed and temperature range.

In vorteilhafter Weise kann man das Signal des Magnetfeldsensors mittels eines Komparators auswerten, wobei die durch die Schaufeln oder Zähne hervorgerufenen veränderlichen Wirbelstrominduktionen in ein Rechtecksignal umgewandelt werden, dessen Frequenz proportional zur Drehzahl des Geberelements ist. Andererseits ist es auch möglich, dass das Signal des Magnetfeldsensors dadurch ausgewertet wird, dass die Amplituden der durch die Schaufeln oder Zähne hervorgerufenen veränderlichen Wirbelstrominduktionen ausgewertet werden, die ebenfalls proportional zur Drehzahl des Geberelements sind.In Advantageously, one can use the signal of the magnetic field sensor means evaluate a comparator, with the through the blades or Teeth caused variable Eddy current inductions are converted into a square wave signal, whose frequency is proportional to the speed of the encoder element. On the other hand, it is also possible that the signal of the magnetic field sensor is evaluated by the amplitudes of the variable caused by the blades or teeth Eddy current inductions are evaluated, which are also proportional are to the speed of the donor element.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:One embodiment The invention will be explained with reference to the drawing. Show it:

1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Wirbelstromsensoranordnung mit einer vorbeibewegten Schaufel eines Turbinenrad, 1 1 is a schematic diagram of an eddy current sensor arrangement according to the invention with a passing blade of a turbine wheel,

2 den Verlauf des Magnetfeldes der Wirbelstromsensoranordnung und den Verlauf der durch die Schaufel nach der 1 hervorgerufen Wirbelstrominduktion und 2 the course of the magnetic field of the eddy current sensor arrangement and the course of the by the blade after the 1 caused eddy current induction and

3 die Verläufe des resultierenden Feldes im Sensor und den mit einem Komparator daraus gewonnenen Rechteckverlauf. 3 the courses of the resulting field in the sensor and the rectangle profile obtained therefrom with a comparator.

Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment

In 1 ist der schematischen Aufbau des Wirbelstromsensors gezeigt, der einen Magneten 1, zum Beispiel einen Permanentmagneten, einen Magnetfeld-Differenzsensor 2 mit zwei Einzelsensoren und eine daran mit der Geschwindigkeit v vorbeibewegte Schaufel 3 eines hier nicht näher dargestellten Turbinenrades, insbesondere als Bestandteil eines Turboladers für einen Verbrennungsmotor, enthält.In 1 the schematic structure of the eddy current sensor is shown, which is a magnet 1 , For example, a permanent magnet, a magnetic field difference sensor 2 with two individual sensors and a vane moved past it with the speed v 3 a turbine wheel, not shown here, in particular as part of a turbocharger for an internal combustion engine contains.

Aus 2 ist ersichtlich wie sich das Feld im Bereich des Wirbelstromsensors entlang des Weges s verhält. Wenn die Schaufel 3 des Turbolader-Turbinenrades am Magneten 1 und dem Magnetfeld-Differenzsensor 2 vorbeidreht, wird das Feld des Magneten 1, wie weiter unten erläutert, durch eine Überlagerung der Felder abgeschwächt.Out 2 can be seen how the field behaves in the area of the eddy current sensor along the path s. When the shovel 3 of the turbocharger turbine wheel at the magnet 1 and the magnetic field difference sensor 2 Turning past, the field becomes the magnet 1 as explained below, attenuated by overlaying the fields.

Zunächst ist im Diagramm nach der 2 das Feld des Magneten 1 als Quell- oder Erregerfeld BMagnet aufgetragen. Der durch die bewegte Schaufel 3 erzeugte Wirbelstrom Iwirbelstrom erzeugt aber seinerseits auch ein Magnetfeld Bwirbelstrom. Dieses Feld Bwirbelstrom Überlagert sich dem Quellfeld BMagnet des Permanentmagneten 1. Solange die erzeugten Wirbelströme Iwirbelstrom nicht zu groß sind und der Einfluss von Bwirbelstrom auf das resultierende Gesamtfeld vernachlässigt werden kann, gilt näherungsweise für die Wirbelstrominduktion BWS(n) die folgende Beziehung BWS(n) = μ0·σ·r·B·4·π·n·l First, in the diagram after the 2 the field of the magnet 1 applied as a source or excitation field B magnet . The one by the moving blade 3 but in turn generated eddy current I eddy current generates a magnetic field B eddy current. This field B eddy current is superimposed on the source field B magnet of the permanent magnet 1 , As long as the generated eddy current eddy currents are not too large and the influence of eddy current on the resulting total field can be neglected, the following relation holds approximately for eddy current induction B WS (n) B WS (n) = μ 0 · Σ · r · B · 4 · π · n · l

Die Wirbelstrominduktion BWS(n) ist somit im wesentlichen vom Produkt aus relativer Permeabilität, Leitfähigkeit, Durchmesser, Flussdichte, Drehzahl und Magnetdurchmesser abhängig.The eddy current induction B WS (n) is thus essentially dependent on the product of relative permeability, conductivity, diameter, flux density, speed and magnet diameter.

Die Normalkomponente der magnetischen Flussdichte im Bereich des Luftspaltes zwischen der Schaufel 3 und dem Magnetfeld-Differenzsensor 2 verläuft somit über der Drehzahl des Turbinenrades proportional, d.h. die Amplitude von Bwirbelstrom ist proportional zur Drehgeschwindigkeit. In einem Diagramm, in dem die Induktion Bwirbelstrom über der Drehzahl aufgetragen ist, würde dies eine Gerade mit einer beistimmten Steigung sein. Entsprechend der Geschwindigkeit wird somit auch das Magnetfeld BMagnet des Magneten 1 geschwächt.The normal component of the magnetic flux density in the area of the air gap between the blade 3 and the magnetic field difference sensor 2 is thus proportional to the speed of the turbine wheel, ie the amplitude of B eddy current is proportional to the rotational speed. In a graph plotting Induction B eddy current versus RPM , this would be a straight line with a certain slope. According to the speed thus also the magnetic field B magnet of the magnet 1 weakened.

Der Magnetfeld-Differenzsensor 2 unterhalb des Magneten 1 erfasst gemäß der 1 die Differenz des Magnetfeldes zwischen dem rechten und dem Linken Rand des Permanentmagneten 1. Dabei wird die Differenz theoretisch Null, falls kein leitfähiges Objekt sich unterhalb des Magnetfeld-Differenzsensors 2 sich bewegt. Bewegt sich ein leitfähiges Objekt unterhalb des Permanentmagneten 1 so entsteht eine Felddifferenz die ihrerseits jedoch abhängig von der Geschwindigkeit und dem Abstand des Objekts, hier die Schaufel 3 des Turbinenrades, ist.The magnetic field difference sensor 2 below the magnet 1 recorded according to the 1 the difference of the magnetic field between the right and left edges of the permanent magnet 1 , The difference theoretically becomes zero if no conductive object is below the magnetic field difference sensor 2 moves. If a conductive object moves below the permanent magnet 1 this results in a field difference, which in turn, however, depends on the speed and distance of the object, here the blade 3 of the turbine wheel, is.

3 zeigt den Verlauf des resultierenden Feldes B aus den sich überlagernden Feldern Bwirbelstrom und BMagnet und einen Verlauf der Ausgangsspannung Uout eines hier nicht näher erläuteten Komparators, der bei den jeweiligen Nulldurchgängen eine Schaltflanke erzeugt. Dadurch entsteht im Differenzsensor 3 eine magnetische Induktion und eine über einen Komparator abgeleitete Rechteckspannung, die proportional zur Drehzahl des Turbinenrades ist. 3 shows the course of the resulting field B from the superimposed fields B eddy current and B magnet and a curve of the output voltage U out of a comparator not discussed here, which generates a switching edge at the respective zero crossings. This results in the differential sensor 3 a magnetic induction and a comparator-derived square-wave voltage that is proportional to the speed of the turbine wheel.

Claims (6)

Wirbelstromsensoranordnung, bei dem – elektrische leitfähige Strukturen (3) eines Geberelements in einem Magnetfeld an einem Sensor (2) vorbeibewegbar sind, wobei das Sensorausgangssignal durch einen durch die leitfähigen Strukturen (3) hervorgerufenen Wirbelstrom beeinflussbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die leitfähigen Strukturen aus Schaufeln (3) oder Zähnen des Geberelements bestehen und dass – zwischen den Schaufeln (3) oder Zähnen und dem das Magnetfeld erzeugenden Magneten (1) ein Magnetfeldsensor (2) angeordnet ist.Eddy current sensor arrangement in which - electrical conductive structures ( 3 ) of a donor element in a magnetic field on a sensor ( 2 ) are moved past, wherein the sensor output signal through a through the conductive structures ( 3 ) influenced eddy current, characterized in that - the conductive structures of blades ( 3 ) or teeth of the donor element and that - between the blades ( 3 ) or teeth and the magnetic field generating magnet ( 1 ) a magnetic field sensor ( 2 ) is arranged. Wirbelstromsensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – der Magnetfelssensor ein Differenzsensor (2) zur Messung eines in Bewegungsrichtung des Geberelements hervorgerufenen Differenzfeldes ist.Eddy current sensor arrangement according to claim 1, characterized in that - the magnetic field sensor is a differential sensor ( 2 ) is for measuring a caused in the direction of movement of the donor element differential field. Wirbelstromsensoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – das Geberelement ein Turbinenrad ist, dessen Schaufeln (3) während der Drehung durch das Magnetfeld des Magneten (1) und am Magnetfeldsensor (2) vorbeibewegbar ist.Eddy current sensor arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that - the donor element is a turbine wheel whose blades ( 3 ) during the rotation through the magnetic field of the magnet ( 1 ) and the magnetic field sensor ( 2 ) is moved past. Wirbelstromsensoranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass – das Turbinenrad Bestandteil eines Turboladers für einen Verbrennungsmotors ist und der Magnet und der Magnetfeldsensor (2) in sicherer Distanz zum Betriebsbereich des Turbinenrades angeordnet sind.Eddy current sensor arrangement according to claim 3, characterized in that - the turbine wheel is part of a turbocharger for an internal combustion engine and the magnet and the magnetic field sensor ( 2 ) are arranged at a safe distance to the operating range of the turbine wheel. Wirbelstromsensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das Signal des Magnetfeldsensors (2) mittels eines Komparators ausgewertet wird, wobei die durch die Schaufeln (2) oder Zähne hervorgerufene Einfluss einer veränderlichen Wirbelstrominduktionen (Bwirbelstrom) auf das Quellfeld (Bmagnet) in ein Rechtecksignal (Uout) umgewandelt wird, dessen Frequenz proportional zur Drehzahl (n) des Geberelements ist.Eddy current sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that - the signal of the magnetic field sensor ( 2 ) is evaluated by means of a comparator, whereby by the blades ( 2 ) Or teeth caused influence of a variable eddy current induction (B eddy current) to the source field (B magnet) is converted into a rectangular signal (U out) having a frequency to the rotational speed (n) is proportional to the donor element. Wirbelstromsensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass – das Signal des Magnetfeldsensors (2) dadurch ausgewertet wird, dass die Amplituden der durch die Schaufeln (3) oder Zähne hervorgerufenen veränderlichen Wirbel strominduktionen (Bwirbelstrom) ausgewertet werden, die proportional zur Drehzahl (n) des Geberelements sind.Eddy current sensor arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that - the signal of the magnetic field sensor ( 2 ) is evaluated by the amplitudes of the blades ( 3 ) or teeth induced variable eddy current inductions (B eddy current ) are evaluated, which are proportional to the speed (n) of the donor element.
DE200510025870 2005-06-06 2005-06-06 Eddy current sensor arrangement Withdrawn DE102005025870A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510025870 DE102005025870A1 (en) 2005-06-06 2005-06-06 Eddy current sensor arrangement
PCT/EP2006/061752 WO2006131418A1 (en) 2005-06-06 2006-04-21 Eddy current sensor arrangement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510025870 DE102005025870A1 (en) 2005-06-06 2005-06-06 Eddy current sensor arrangement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005025870A1 true DE102005025870A1 (en) 2006-12-07

Family

ID=36940479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200510025870 Withdrawn DE102005025870A1 (en) 2005-06-06 2005-06-06 Eddy current sensor arrangement

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102005025870A1 (en)
WO (1) WO2006131418A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009027191A1 (en) 2009-06-25 2010-12-30 Robert Bosch Gmbh Device for determining a torque and / or a rotation angle of a shaft

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3014137A1 (en) * 1980-04-12 1981-10-22 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart DEVICE FOR CONTACTLESS TRAVEL AND / OR SPEED MEASUREMENT
DE3041041C2 (en) * 1980-10-31 1983-06-23 Krauss-Maffei AG, 8000 München Magneto-electric displacement transducer
DE3326477A1 (en) * 1983-07-22 1985-01-31 Telefunken electronic GmbH, 7100 Heilbronn Arrangement for determining the rotational speed, the direction of rotation and/or the rotation angle of an object
DE19646056C2 (en) * 1996-11-07 1998-11-26 Vogt Electronic Ag Device for measuring the speed of a body rotating about an axis of rotation
DE19927759A1 (en) * 1999-06-17 2001-01-04 Siemens Krauss Maffei Lokomoti Magnetic distance measuring device
DE19961876A1 (en) * 1999-12-20 2001-06-28 Micronas Gmbh Method for detecting the speed and the angular position of a rotating wheel
DE10320941B4 (en) * 2003-05-09 2006-06-01 Zf Sachs Ag Sensor wheel for an eddy current sensor arrangement
US20050017709A1 (en) * 2003-07-25 2005-01-27 Honeywell International Inc. Magnetoresistive turbocharger compressor wheel speed sensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009027191A1 (en) 2009-06-25 2010-12-30 Robert Bosch Gmbh Device for determining a torque and / or a rotation angle of a shaft
US8307720B2 (en) 2009-06-25 2012-11-13 Robert Bosch Gmbh Device for determining a torque and/or a rotational angle of a shaft

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006131418A1 (en) 2006-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1307709B1 (en) Active magnetic field sensor, use thereof, method and device
DE10152427B4 (en) Apparatus and method for detecting anomaly in a position sensing device
DE3411773A1 (en) DEVICE FOR DETECTING THE SPEED AND / OR A TURNING ANGLE OF A SHAFT
EP3645977B1 (en) Sensor system for determining at least one rotation characteristic of a rotating element
DE19543564A1 (en) Non-contact rotary angle determn. appts for rotating element
EP1725836A1 (en) Magnetic sensor arrangement
DE10160450A1 (en) Arrangement for detecting the movement direction, rotational angle and velocity of an encoder has a sensor arrangement with a response curve that has a slope direction dependent on encoder rotation direction
EP3749965A1 (en) Method and device for determining a speed by means of an inductive speed sensor
EP1046047A1 (en) Magnetoresistive sensor element with selective magnetization direction of the bias layer
WO2019110178A1 (en) Sensor system for determining at least one rotation chararacteristic of an element rotating about at least one axis of rotation
EP2339299A2 (en) Rotation angle sensor assembly and method for determining the rotation of a shaft
DE102005025870A1 (en) Eddy current sensor arrangement
EP1508049B1 (en) Method and assembly for determining rotational speed with variable switching hysteresis
EP1511973B1 (en) Method and device for detection of the movement of an element
DE3605995C2 (en) Device for measuring the angular velocity of a rotating body
DE3017202A1 (en) DEVICE FOR DETECTING ROTATIONAL MOTIONS
DE29706260U1 (en) Device for measuring the speed of a body rotating about an axis of rotation
DE102018001059B4 (en) Method and device for determining a speed with the aid of an inductive speed sensor
DE102004009839A1 (en) Rotation angle sensor
DE3517509C2 (en) Measuring device on a motor vehicle for recording operating parameters
DE102005040168A1 (en) sensor arrangement
EP1526354B1 (en) Device and method for determining the angular position of a rotating element
EP2259075B1 (en) Method for measuring a rotation of a rotating part
EP3588101B1 (en) Machine component with wiegand sensor in the field of a dimetal magnet
WO2011047932A1 (en) Absolute value angle measurement system

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee