DE102005035799A1 - Contactless magnetic position sensor - Google Patents

Contactless magnetic position sensor Download PDF

Info

Publication number
DE102005035799A1
DE102005035799A1 DE200510035799 DE102005035799A DE102005035799A1 DE 102005035799 A1 DE102005035799 A1 DE 102005035799A1 DE 200510035799 DE200510035799 DE 200510035799 DE 102005035799 A DE102005035799 A DE 102005035799A DE 102005035799 A1 DE102005035799 A1 DE 102005035799A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnetic
magnetic core
position sensor
detection
coil
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.)
Granted
Application number
DE200510035799
Other languages
German (de)
Other versions
DE102005035799B4 (en
Inventor
Rainer MÖLLER
Laurent Dufour
Olivier Andrieu
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.)
EFI Automotive SA
Original Assignee
Electricfil Automotive SAS
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 Electricfil Automotive SAS filed Critical Electricfil Automotive SAS
Publication of DE102005035799A1 publication Critical patent/DE102005035799A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102005035799B4 publication Critical patent/DE102005035799B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • G01D5/2033—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
    • 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
    • G01D5/22—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 differentially influencing two coils
    • G01D5/2208—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 differentially influencing two coils by influencing the self-induction of the coils
    • G01D5/2241—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 differentially influencing two coils by influencing the self-induction of the coils by controlling the saturation of a magnetic circuit by means of a movable element, e.g. a magnet

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

Bei einem Magnetpositionssensor zum Detektieren der Position eines beweglichen Elements (2), das sich kontaktlos entlang eines Magnetkerns (3) bewegt, der durch wenigstens eine Erregerspule (4) magnetisiert ist, welche mit Wechselstrom versorgt wird, wobei das bewegliche Element aus einem Magneten ausgeführt ist, der einen virtuellen Luftspalt (7) in dem Magnetkern erzeugt und in Abhängigkeit seiner Position den Magnetstreufluß und folglich die Spannung beeinträchtigt, die durch wenigstens eine Detektionsspule (6) geliefert wird, welche mit dem Magnetkern gekoppelt ist, ist der Magnetkern (3) aus einem massiven Körper ausgeführt und weist ein kreisförmiges Querschnittsprofil auf.In a magnetic position sensor for detecting the position of a movable member (2) moving without contact along a magnetic core (3) magnetized by at least one excitation coil (4) supplied with alternating current, the movable member being made of a magnet is that creates a virtual air gap (7) in the magnetic core and, depending on its position, affects the magnetic flux leakage and consequently the voltage supplied by at least one detection coil (6) coupled to the magnetic core, the magnetic core (3) is made of a solid body and has a circular cross-sectional profile.

Description

Hintergrund der Erfindungbackground the invention

Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der kontaktlosen Magnetsensoren, die es ermöglichen, die Linearposition eines beweglichen Elements im allgemeinen Sinne zu bestimmen. Solche Sensoren werden z.B. im Automobilbereich angewendet, um z.B. die Linearposition von Kupplung oder Schaltgabel eines Automatikgetriebes oder robotisierten Getriebes zu detektieren.The Invention relates to the technical field of contactless magnetic sensors, which make it possible the linear position of a movable element in the general sense to determine. Such sensors are e.g. applied in the automotive sector to e.g. the linear position of clutch or shift fork of an automatic transmission or robotized gearbox.

Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Ausführungsformen von kontaktlosen Magnet-Positionssensoren bekannt. So wird z.B. in der EP 0 238 922 ein Magnetsensor beschrieben, der ausgelegt ist, um die Position eines beweglichen Elements zu bestimmen, das kontaktlos entlang eines Magnetkerns bewegt wird, der in der Form eines langen Bandes ausgeführt ist, das durch Erregerspulen magnetisiert wird, die mit Wechselstrom versorgt werden.Numerous embodiments of contactless magnetic position sensors are known from the prior art. For example, in the EP 0 238 922 a magnetic sensor configured to determine the position of a movable member which is non-contact moved along a magnetic core which is in the form of a long band which is magnetized by exciting coils which are supplied with AC power.

Das bewegliche Element, das durch einen Permanent-Magneten ausgeführt wird, erzeugt in Abhängigkeit seiner Position und im rechten Winkel zu dieser Position einen virtuellen Luftspalt in dem Magnetkern. Dieses bewegliche Element beeinflußt so den Magnetstreufluß und folglich die elektrische Spannung, die durch eine Detektionsspule geliefert wird, die mit dem Magnetkern gekoppelt ist.The movable element that is executed by a permanent magnet, generated in dependence his position and at right angles to this position a virtual Air gap in the magnetic core. This moving element will affect that Magnetic flux and consequently the electrical voltage passing through a detection coil is supplied, which is coupled to the magnetic core.

Bei dem in der EP 0238 922 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Erregerspulen an dem Enden des Magnetkerns angeordnet, während die Meßspule um den Kern zwischen den Erregerspulen gewickelt ist.In the in the EP 0238 922 In the embodiment shown, the exciting coils are disposed at the ends of the magnetic core while the measuring coil is wound around the core between the exciting coils.

In dem Patent EP 0 693 673 , das auch einen kontaktlosen Magnet-Positionssensor beschreibt, ist die Erregerspule um einen Magnetkern gewickelt, der ein längliches Band bildet, bei dem an jedem Ende davon eine Meßspule gekoppelt ist.In the patent EP 0 693 673 , which also describes a non-contact magnetic position sensor, the exciting coil is wound around a magnetic core forming an elongate band having a measuring coil coupled at each end thereof.

Andere Sensoren, die entweder über unterschiedliche Erregerspulen oder unterschiedliche Meßspulen verfügen, arbeiten in gleicher Weise in dem Maße, wie die Spannung, die in jede Sekundärspule induziert wird, von der Position des beweglichen Elements abhängt und linear mit seiner Bewegung variiert.Other Sensors that either over different excitation coils or different measuring coils feature, work in the same way as the tension in every secondary coil is induced, depends on the position of the movable element and varies linearly with its movement.

Bei diesen bekannten Sensoren ist der Magnetkern jeweils ein längliches Band, das eine Sättigung durch ein Magnetfeld entsprechend seiner Dicke zuläßt. Die Wicklungsvorgänge um einen solchen Kern sind nicht leicht durchzuführen. Im übrigen besitzen diese bekannten Sensoren wegen der abgeflachten Form des Kerns und wegen des beweglichen Magneten, der sich in der Nähe des Kerns bewegen muß, einen nicht unerheblichen Raumbedarf. Zudem benötigen sie bekannten Sensoren relativ präzise Führungsmittel zur Führung des beweglichen Elements unter Berücksichtigung der asymmetrischen Konfiguration, die den Sensor empfindlich gegenüber Bewegungen, wie zum Beispiel Wippen des beweglichen Elements gemäß seiner Achse oder des Sensors um seine Achse, macht.at These known sensors, the magnetic core is an elongated each Band, that is a saturation allowed by a magnetic field according to its thickness. The winding operations to such a core are not easy to perform. Moreover, these have known Sensors because of the flattened shape of the core and because of the mobile Magnets that are nearby of the core, a not insignificant amount of space. In addition, they need known sensors relatively precise guide means to the leadership of the movable element taking into account the asymmetrical Configuration that makes the sensor sensitive to movement, such as Rocking of the movable element according to its axis or the sensor around its axis, does.

Aus der EP 1 048 932 ist ein Magnet-Positionssensor zur Detektion der Position eines beweglichen Elements bekannt, das sich entlang eines Magnetkerns bewegt, der durch zwei Erregerspulen magnetisiert ist, die mit Wechselstrom versorgt werden. Der Magnetkern wird dabei durch eine Reihe von amorphen Folien gebildet, die derart gewickelt sind, daß ein im Verhältnis zu seiner Achse spiegel- oder rotationssymmetrischer Sensor erhalten wird. Durch seine Konzeption weist der durch dieses Dokument beschriebene Magnetkern eine hohe Ausführungskomplexität und einen hohen Raumbedarf auf.From the EP 1 048 932 For example, a magnetic position sensor for detecting the position of a movable element that moves along a magnetic core that is magnetized by two exciting coils that are supplied with alternating current is known. The magnetic core is thereby formed by a series of amorphous foils, which are wound so that a mirror-symmetrical or rotationally symmetrical with respect to its axis sensor is obtained. Due to its design, the magnetic core described by this document has a high execution complexity and a high space requirement.

Offenbarung der Erfindungepiphany the invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben dargelegten Nachteile zu beheben und einen kontaktlosen Magnetsensor vorzuschlagen, der es bei geringem Raumbedarf und einfacher Herstellung erlaubt, die Position eines beweglichen Elementes zu detektieren.task It is the object of the present invention to overcome the disadvantages set forth above to fix and to propose a contactless magnetic sensor that it with little space requirement and simple production allows the position to detect a movable element.

Dazu schlägt die Erfindung einen Magnetpositionssensor zum Detektieren der Position eines beweglichen Elements vor, das sich kontaktlos entlang eines Magnetkerns bewegt, der durch wenigstens eine Erregerspule magnetisiert ist, welche mit Wechselstrom versorgt wird, wobei das bewegliche Element aus einem Magneten ausgeführt ist, der einen virtuellen Luftspalt in dem Magnetkern erzeugt und in Abhängigkeit seiner Position den Magnetstreufluß und folglich die Spannung beeinträchtigt, die durch wenigstens eine Detektionsspule geliefert wird, welche mit dem Magnetkern gekoppelt ist. Gemäß der Erfindung ist der Magnetkern aus einem massiven Körper ausgeführt und weist ein kreisförmiges Querschnittsprofil auf.To beats the invention a magnetic position sensor for detecting the position a movable element that contacts itself without contact Magnet core moves, which magnetized by at least one excitation coil which is supplied with alternating current, wherein the movable Element is made of a magnet that is a virtual Air gap generated in the magnetic core and depending on its position the Magnetic flux and consequently the tension is impaired, which is supplied by at least one detection coil, which is coupled to the magnetic core. According to the invention, the magnetic core from a massive body accomplished and has a circular Cross-sectional profile on.

Der Einsatz eines Magnetkerns in Zylinderform erleichtert die Wicklungsvorgänge für die Erreger- und Detektionsspulen. Ein solcher Sensor weist ebenfalls einen begrenzten Raumbedarf unter Berücksichtigung der Rotationsform auf, welche im übrigen eine Symmetrie aufweist, die den Sensor kaum empfindlich gegenüber ungewollten Bewegungen des beweglichen Elements im Verhältnis zum Magnetkern macht.Of the Use of a magnetic core in cylindrical form facilitates the winding processes for the pathogens. and detection coils. Such a sensor also has a limited Space requirement under consideration the rotational shape, which otherwise has a symmetry, the sensor barely sensitive to unwanted movements of the movable element in proportion to the magnetic core.

Vorzugsweise umfaßt der Sensor zwei Detektionsspulen, welche jede an einem Ende des Magnetkerns gewickelt sind. Bei dieser Ausführungsform kann die Erregerspule um den Magnetkern zwischen die beiden Detektionsspulen gewickelt werden, welche an den Enden des Magnetkerns angeordnet sind.Preferably comprises the sensor has two detection coils, each at one end of the Magnet core are wound. In this embodiment, the excitation coil wrapped around the magnetic core between the two detection coils which are arranged at the ends of the magnetic core.

Die Erregerspule kann einen kreisförmigen oder elliptischen Wicklungsquerschnitt aufweisen.The Exciter coil can be a circular or have elliptical winding cross-section.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt der Sensor ein polares Stück, das in einem Abstand und in Bezug zur Erregerspule angebracht ist, um das Schließen der Linien des Magnetflusses zu erlauben, der durch die Erregerspule erzeugt wird.at a further preferred embodiment comprises the sensor is a polar piece, which is mounted at a distance and in relation to the exciting coil, to close to allow the lines of magnetic flux generated by the exciting coil becomes.

Das polare Stück kann ein kreisförmiges oder parallelelliptisches Querschnittsprofil aufweisen.The polar piece can be a circular or have parallel elliptical cross-sectional profile.

Des weiteren ist Aufgabe der Erfindung, eine Detektionsanordnung vorzuschlagen, die zwei der genannten Magnetdetektionssensoren umfaßt, welche nebeneinander derart angebracht sind, daß die Magnetkerne parallel stehen und die beweglichen Elemente sich parallel zueinander bewegen.Of Another object of the invention is to propose a detection arrangement, which comprises two of said magnetic detection sensors, which side by side are mounted so that the magnetic cores parallel stand and move the movable elements parallel to each other.

Bei einer Ausführungsform dieser Anordnung sind die beweglichen Elemente, die Magnetkerne und gegebenenfalls die polaren Stücke spiegelsymmetrisch im Verhältnis zur Symmetrieebene angeordnet, welche zwischen den beiden Sensoren verläuft.at an embodiment this arrangement are the moving elements, the magnetic cores and optionally the polar pieces mirror-symmetrically in relation to Symmetrieebene arranged, which runs between the two sensors.

Bei einer anderen Ausführungsform sind die beweglichen Elemente, die Magnetkerne und gegebenenfalls die polaren Stücke umgekehrt spiegelsymmetrisch im Verhältnis zur Symmetrieebene angeordnet, die zwischen den beiden Sensoren verläuft.at another embodiment are the moving elements, the magnetic cores and possibly the polar pieces reversed mirror-symmetrically arranged in relation to the plane of symmetry, which runs between the two sensors.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden rein beispielhaften und nicht-beschränkenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.Further Details and advantages of the invention will become apparent from the following purely exemplary and non-limiting description in conjunction with the drawing.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings

1 zeigt eine schematische Aufriß-Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Sensors gemäß der Erfindung. 1 shows a schematic elevational sectional view of a first embodiment of a sensor according to the invention.

2 zeigt eine Querschnittsansicht im wesentlichen entlang der Linie II-II von 1. 2 shows a cross-sectional view substantially along the line II-II of 1 ,

3 zeigt eine Aufriß-Schnittansicht eines anderen Ausführungsbeispiel eines Sensors gemäß der Erfindung. 3 shows an elevational sectional view of another embodiment of a sensor according to the invention.

4 zeigt eine Querschnittsansicht im wesentlichen entlang der Linie IV-IV von 3. 4 shows a cross-sectional view taken substantially along the line IV-IV of 3 ,

5 und 6 zeigen im Querschnitt zwei Ausführungsformen einer Detektionsanordnung, die zwei Sensoren gemäß der Erfindung umfaßt. 5 and 6 show in cross section two embodiments of a detection arrangement comprising two sensors according to the invention.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformendescription preferred embodiments

Der Gegenstand der Erfindung betrifft, wie in den 1 und 2 veranschaulicht, einen Magnetsensor 1, der es ermöglicht, die Position eines beweglichen Elements 2 zu detektieren, das sich kontaktlos gemäß einer Linearrichtung, schematisiert mit L bewegt. Dieser Sensor 1 umfaßt einen Kern mit hoher magnetischer Permeabilität 3, der in Form eines massiven Körpers vorliegt, der aus einem weichen magnetischen Material und mit geringer Feldsättigung ausgeführt ist. Der Magnetkern 3 umfaßt so ein einziges Stück mit einstückigem Charakter. In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der Magnetkern 3 aus einem gezogenen Draht ausgeführt. Der Magnetkern 3 wird so aus einem homogenen Magnetmaterial ausgeführt.The object of the invention relates, as in the 1 and 2 illustrates a magnetic sensor 1 which allows the position of a movable element 2 to detect, which moves contactless according to a linear direction, schematically with L moves. This sensor 1 comprises a core with high magnetic permeability 3 which is in the form of a solid body made of a soft magnetic material and with low field saturation. The magnetic core 3 includes such a single piece with one-piece character. In an advantageous embodiment, the magnetic core 3 made of a drawn wire. The magnetic core 3 is thus made of a homogeneous magnetic material.

Ein solcher Magnetkern 3 wird durch wenigstens eine (im veranschaulichten Beispiel genau eine) Erregerspule 4 magnetisiert, die mit Wechselstrom durch eine nicht dargestellte, aber an sich bekannte Quelle gespeist wird.Such a magnetic core 3 is characterized by at least one (in the illustrated example exactly one) exciter coil 4 magnetized, which is fed with alternating current through a source, not shown, but known per se.

Der Sensor 1 gemäß der Erfindung umfaßt ferner wenigstens eine Detektionsspule, im gezeigten Beispiel zwei Detektionsspulen 6, die mit dem Magnetkern 3 gekoppelt sind und in dem veranschaulichten Beispiel auf jedes der Enden des Magnetkerns 3 gewickelt sind.The sensor 1 According to the invention further comprises at least one detection coil, in the example shown, two detection coils 6 that with the magnetic core 3 coupled and in the illustrated example on each of the ends of the magnetic core 3 are wound.

In klassischer Weise ist das bewegliche Element 2 ein Magnet, der einen virtuellen Luftspalt 7 in dem Magnetkern an dem Ort erzeugt, wo ein solches bewegliches Element angeordnet wird.Classically, the moving element 2 a magnet that has a virtual air gap 7 generated in the magnetic core at the place where such a movable member is arranged.

Die Wirkungsweise eines solchen kontaktlosen Magnetpositionssensors ist dem Fachmann bekannt. Die Erregerspule 4, die durch einen Wechselstrom gespeist wird, erzeugt ein Wechselmagnetfeld im Magnetkern 3. Ein Teil der Magnetflußlinien setzt sich in dem Magnetkern 3 fort, um die Detektionsspulen 6 zu durchqueren, von denen jede eine elektrische Wechselspannung liefert.The operation of such a non-contact magnetic position sensor is known in the art. The exciter coil 4 , which is fed by an alternating current, generates an alternating magnetic field in the magnetic core 3 , Part of the magnetic flux lines settles in the magnetic core 3 continue to the detection coils 6 to traverse, each of which provides an AC electrical voltage.

Ein anderer Teil der Flußlinien, die sogenannte Streulinien, verläßt den Magnetkern 3, ohne die Detektionsspulen 6 zu durchqueren. Bei Abwesenheit des beweglichen Elements ist die Verteilung der Flußlinien symmetrisch im Verhältnis zum Zentrum des Magnetkerns 3, weshalb die induzierten Spannungen in den Detektionsspulen 6 identisch sind.Another part of the flux lines, the so-called dispersion lines, leaves the magnetic core 3 , without the detection coils 6 to cross. In the absence of the moving element, the distribution of the flux lines is symmetrical with respect to Zen center of the magnetic core 3 , which is why the induced voltages in the detection coils 6 are identical.

In Gegenwart des beweglichen Elements 2, das in der Nähe des Magnetkerns 3 angeordnet ist, erzeugt das Magnetfeld des beweglichen Elements 2, welches in dem Magnetkern 3 verläuft, einen Sättigungsbereich mit einer Wirkung, die mit einem virtuellen Luftspalt vergleichbar ist. Es erscheinen daher zahlreiche Streulinien auf der Ebene der Position des beweglichen Elements 2 derart, daß der Magnetkreis als in zwei Teile geteilt angesehen werden kann. So erfaßt eine der Detektionsspulen 6 das Magnetfeld, das durch Windungen der Erregerspule 4 erzeugt wird, die zwischen dieser Detektionsspule und dem beweglichen Element 2 angeordnet sind, während die andere Detektionsspule 6 den Feldlinien unterliegt, die durch die Windungen der Erregerspule 4 erzeugt werden, welche zwischen dieser anderen Detektionsspule und dem beweglichen Element 2 angeordnet sind. Die Spannung, die in jeder Detektionsspule 6 induziert wird, hängt daher von der Position des beweglichen Elements 2 ab und variiert linear mit dessen Bewegung.In the presence of the moving element 2 that is near the magnetic core 3 is arranged, generates the magnetic field of the movable element 2 which is in the magnetic core 3 runs, a saturation region with an effect that is comparable to a virtual air gap. Therefore, many scattering lines appear at the level of the position of the movable element 2 such that the magnetic circuit can be considered divided into two parts. So one of the detection coils detects 6 the magnetic field caused by windings of the exciting coil 4 is generated between this detection coil and the movable element 2 are arranged while the other detection coil 6 subject to the field lines through the windings of the exciter coil 4 be generated, which between this other detection coil and the movable element 2 are arranged. The voltage in each detection coil 6 is therefore dependent on the position of the movable element 2 and varies linearly with its movement.

Das Differenzsignal zwischen den beiden Detektionsspulen 6 kann dann in an sich bekannter Weise dazu verwendet werden, die Empfindlichkeit gegenüber äußeren Magnetfeldern zu vermindern und die Linearität der Antwort des Sensors zu verbessern.The difference signal between the two detection coils 6 can then be used in a manner known per se to reduce the sensitivity to external magnetic fields and to improve the linearity of the response of the sensor.

Gemäß der Erfindung verfügt der Magnetkern 3, wie 2 gut zu erkennen, über ein kreisförmiges Querschnittsprofil. Der Magnetkern 3 weist eine Zylinderform auf, die es erlaubt, die Wicklungsvorgänge der Erregerspule 4 und Detektionsspule 6 zu erleichtern. Diese Zylinderform des Magnetkerns 3 erlaubt es auch, den Raumbedarf des Sensors sowohl auf der Ebene des Magnetkerns 3 wie des beweglichen Elements 2 zu vermindern. Es folgt daraus eine Kostenverminderung, insbesondere auf der Ebene des beweglichen Elements 2, welches in Form eines Magneten mit im Verhältnis zu den bekannten beweglichen Elementen verminderten Abmessungen ausgeführt ist.According to the invention, the magnetic core has 3 , as 2 easy to recognize, via a circular cross-sectional profile. The magnetic core 3 has a cylindrical shape that allows the winding operations of the exciting coil 4 and detection coil 6 to facilitate. This cylindrical shape of the magnetic core 3 It also allows the space requirement of the sensor both at the level of the magnetic core 3 like the moving element 2 to diminish. It results in a cost reduction, especially at the level of the movable element 2 , which is designed in the form of a magnet with reduced in relation to the known movable elements dimensions.

Bevorzugterweise besitzen die Erreger- 4 und Detektionsspulen 6 jeweils einen kreisförmigen oder elliptischen Wicklungsquerschnitt.Preferably, the pathogens 4 and detection coils 6 each a circular or elliptical winding cross-section.

Die 3 und 4 veranschaulichen eine andere Ausführungsform des Sensors gemäß der Erfindung, versehen mit einem polaren Stück 10, das beabstandet und in Bezug zur Erregerspule 4 angeordnet ist, um das Schließen der Linien des Magnetflusses zu erlauben, der durch die Erregerspule 4 erzeugt wird. Wie dies präziser aus der 3 hervortritt, erstreckt sich dieses polare Stück 10 über wenigstens einen Tei der Länge des Magnetkerns 3, wobei es auf der entgegensetzten Seite von jener angeordnet ist, die mit dem beweglichen Element 2 versehen ist. Dieses polare Stück 10 verfügt über ein kreisförmiges oder parallelelliptisches Querschnittsprofil.The 3 and 4 illustrate another embodiment of the sensor according to the invention, provided with a polar piece 10 spaced and related to the excitation coil 4 is arranged to allow the closing of the lines of magnetic flux passing through the exciting coil 4 is produced. How more precise from the 3 stands out, this polar piece stretches 10 over at least a part of the length of the magnetic core 3 being disposed on the opposite side from that associated with the movable element 2 is provided. This polar piece 10 has a circular or parallel elliptical cross-sectional profile.

Bei bestimmten Anwendungen kann es vorteilhaft sein, eine Detektionsanordnung zu bilden, die zwei Magnetdetektionssensoren 1 gemäß der Erfindung umfaßt, die Seite an Seite angebracht sind. In dem Ausführungsbeispiel, das in 5 veranschaulicht ist, ist eine Detektionsanordnung 12 realisiert, die aus zwei Sensoren 1 gemäß der Erfindung besteht, die Seite an Seite derart angebracht sind, daß die Position der beiden beweglichen Elemente 2 bestimmt wird, die sich parallel zueinander bewegen. Folglich werden die Magnetkerne 3 und gegebenenfalls die polaren Stücke 10 parallel zueinander angeordnet.In certain applications it may be advantageous to form a detection arrangement comprising two magnetic detection sensors 1 according to the invention, which are mounted side by side. In the embodiment shown in FIG 5 is a detection arrangement 12 realized that consists of two sensors 1 According to the invention, which are mounted side by side such that the position of the two movable elements 2 is determined, which move parallel to each other. Consequently, the magnetic cores become 3 and optionally the polar pieces 10 arranged parallel to each other.

Die beweglichen Elemente 2 und die Magnetkerne 3 und die polaren Stücke 10 in dem veranschaulichten Beispiel werden spiegelsymmetrisch im Verhältnis zur Symmetrieebene S angeordnet, welche zwischen den beiden Sensoren verläuft. In diesem Beispiel befinden sich die beiden beweglichen Elemente 2 im wesentlichen in einer selben Ebene, die parallel zu der Ebene ist, die durch das Zentrum der beiden Magnetkerne 3 verläuft.The moving elements 2 and the magnetic cores 3 and the polar pieces 10 in the illustrated example, mirror symmetry is arranged in relation to the plane of symmetry S which extends between the two sensors. In this example, there are the two moving elements 2 essentially in a same plane that is parallel to the plane passing through the center of the two magnetic cores 3 runs.

Der Einsatz von zwei Sensoren 1 gemäß der Erfindung ermöglicht es, eine Detektionsanordnung zu erhalten, die einen geringen Raumbedarf aufweist als die aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen. Unter Berücksichtigung der Rotationsform, insbesondere der Magnetkerne, ist im übrigen der Abstand zwischen einem Magnetkern 3 eines Sensors und dem beweglichen Elemente 2, das zum anderen Sensor gehört, bei identischem Mittenabstand derart vergrößert, daß die Störung des beweglichen Elements 2 auf dem Magnetkern 3 des anderen Sensors durch Einsatz von Sensoren 1 gemäß der Erfindung begrenzt ist.The use of two sensors 1 according to the invention makes it possible to obtain a detection arrangement which has a small space requirement than the arrangements known from the prior art. Taking into account the rotational shape, in particular the magnetic cores, is otherwise the distance between a magnetic core 3 a sensor and the moving elements 2 , which belongs to the other sensor, at an identical center distance increased such that the disturbance of the movable element 2 on the magnetic core 3 of the other sensor by using sensors 1 is limited according to the invention.

Die 6 veranschaulicht zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Detektionsanordnung 12 mit zwei Sensoren 1, in welchem die beweglichen Elemente 2, die Magnetmittel 3 und die polaren Stücke 10 umgekehrt spiegelsymmetrisch relativ zu einer Symmetrieebene S angeordnet sind, die zwischen den beiden Sensoren 1 verläuft. In diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Sensoren 1 derart zueinander kopfstehend angeordnet, daß die beweglichen Elemente 2 sich beiderseits der so realisierten Detektionsanordnung befinden.The 6 illustrated shows a further embodiment of a detection arrangement 12 with two sensors 1 in which the moving elements 2 , the magnetic means 3 and the polar pieces 10 are arranged mirror-symmetrically relative to a plane of symmetry S, which are arranged between the two sensors 1 runs. In this embodiment, the two sensors 1 arranged so upside down that the movable elements 2 are located on both sides of the thus realized detection arrangement.

Es sei bemerkt, daß bei diesem Ausführungsbeispiel jedes polare Stück 10 einen parallel-elliptischen geraden Querschnitt aufweist. Auch bilden die beiden polaren Stücke 10 der beiden Sensoren eine Art Schirm, der es ermöglicht zu vermeiden, daß ein bewegliches Element 2 eines Sensors mit dem Magnetkern 3 des anderen Sensors wechselwirkt.It should be noted that in this embodiment, each polar piece 10 has a parallel-elliptical straight cross-section. Also form the two polar pieces 10 the two sensors a kind of screen that makes it possible to avoid having a moving element 2 a sensor with the magnetic core 3 the other sensor interacts.

Claims (9)

Magnetpositionssensor zum Detektieren der Position eines beweglichen Elements (2), das sich kontaktlos entlang eines Magnetkerns (3) bewegt, der durch wenigstens eine Erregerspule (4) magnetisiert ist, welche mit Wechselstrom versorgt wird, wobei das bewegliche Element aus einem Magneten ausgeführt ist, der einen virtuellen Luftspalt (7) in dem Magnetkern erzeugt und in Abhängigkeit seiner Position den Magnetstreufluß und folglich die Spannung beeinträchtigt, die durch wenigstens eine Detektionsspule (6) geliefert wird, welche mit dem Magnetkern gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (3) aus einem massiven Körper ausgeführt ist und ein kreisförmiges Querschnittsprofil aufweist.Magnetic position sensor for detecting the position of a movable element ( 2 ), which contactlessly along a magnetic core ( 3 ) moved by at least one exciting coil ( 4 magnetized, which is supplied with alternating current, wherein the movable member is made of a magnet having a virtual air gap ( 7 ) is generated in the magnetic core and depending on its position the magnetic flux leakage and consequently the voltage affected by at least one detection coil ( 6 ), which is coupled to the magnetic core, characterized in that the magnetic core ( 3 ) is made of a solid body and has a circular cross-sectional profile. Magnetpositionssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei Detektionsspulen (6) umfaßt, welche jede an einem Ende des Magnetkerns (3) gewickelt sind.Magnetic position sensor according to claim 1, characterized in that it comprises two detection coils ( 6 ), each at one end of the magnetic core ( 3 ) are wound. Magnetpositionssensor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule (4) um den Magnetkern (3) zwischen den beiden Detektionsspulen (6) gewickelt ist, welche an den Enden des Magnetkerns angeordnet sind.Magnetic position sensor according to Claims 1 and 2, characterized in that the exciter coil ( 4 ) around the magnetic core ( 3 ) between the two detection coils ( 6 ) is wound, which are arranged at the ends of the magnetic core. Magnetpositionssensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule (4) einen kreisförmigen oder elliptischen Wicklungsquerschnitt aufweist.Magnetic position sensor according to claim 3, characterized in that the exciter coil ( 4 ) has a circular or elliptical winding cross-section. Magnetpositionssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß er ein polares Stück (10) umfaßt, das in einem Abstand und in Bezug zur Erregerspule (4) angebracht ist, um das Schließen der Linien des Magnetflusses zu ermöglichen, der durch die Erregerspule erzeugt wird.Magnetic position sensor according to one of claims 1 to 4, characterized in that it is a polar piece ( 10 ) which is at a distance and with respect to the exciting coil ( 4 ) to enable the closing of the lines of magnetic flux generated by the exciting coil. Magnetpositionssensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das polare Stück (10) ein kreisförmiges oder parallelelliptisches Querschnittsprofil aufweist.Magnetic position sensor according to claim 5, characterized in that the polar piece ( 10 ) has a circular or parallel elliptical cross-sectional profile. Detektionsanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Magnetdetektionssensoren (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 umfaßt, welche nebeneinander derart angebracht sind, daß die Magnetkerne (3) parallel stehen und die beweglichen Elemente (2) sich parallel zueinander bewegen.Detection arrangement, characterized in that it comprises two magnetic detection sensors ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, which are mounted side by side in such a way that the magnetic cores ( 3 ) are parallel and the moving elements ( 2 ) move parallel to each other. Detektionsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Elemente (2), die Magnetkerne und gegebenenfalls die polaren Stücke (10) spiegelsymmetrisch im Verhältnis zur Symmetrieebene (S) angeordnet sind, welche zwischen den beiden Sensoren verläuft.Detection arrangement according to claim 7, characterized in that the movable elements ( 2 ), the magnetic cores and optionally the polar pieces ( 10 ) are arranged mirror-symmetrically in relation to the plane of symmetry (S), which runs between the two sensors. Detektionsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Elemente (2), die Magnetkerne und gegebenenfalls die polaren Stücke (10) umgekehrt spiegelsymmetrisch im Verhältnis zur Symmetrieebene (S) angeordnet sind, die zwischen den beiden Sensoren verläuft.Detection arrangement according to claim 7, characterized in that the movable elements ( 2 ), the magnetic cores and optionally the polar pieces ( 10 ) are arranged mirror-symmetrically in relation to the plane of symmetry (S), which runs between the two sensors.
DE102005035799.7A 2004-07-27 2005-07-27 Contactless magnetic position sensor Active DE102005035799B4 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0408273A FR2873807B1 (en) 2004-07-27 2004-07-27 NON-CONTACT POSITION MAGNETIC SENSOR
FR0408273 2004-07-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102005035799A1 true DE102005035799A1 (en) 2006-03-23
DE102005035799B4 DE102005035799B4 (en) 2016-02-04

Family

ID=34947714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005035799.7A Active DE102005035799B4 (en) 2004-07-27 2005-07-27 Contactless magnetic position sensor

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102005035799B4 (en)
FR (1) FR2873807B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2149784A1 (en) 2008-07-31 2010-02-03 Kuhnke Automotive GmbH & Co. KG Magnetic path sensor system
DE102017211751A1 (en) * 2017-07-10 2019-01-10 Continental Teves Ag & Co. Ohg Process for producing a soft magnetic element

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2909169B1 (en) * 2006-11-29 2009-02-06 Billanco DEVICE AND METHOD FOR MEASURING THE POSITION OF A MOBILE PIECE.

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2325752C3 (en) * 1973-05-21 1975-11-06 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Device for converting a path into an electrical quantity
US4045787A (en) * 1976-03-18 1977-08-30 Illinois Tool Works Inc. Sensors for sensing a plurality of parameters
US4121185A (en) * 1977-07-18 1978-10-17 Illinois Tool Works Inc. Linear position sensor
FR2523719B1 (en) * 1982-03-17 1985-09-13 Merlin Gerin POSITION DETECTOR OF A MOBILE ELEMENT, IN PARTICULAR OF A CONTROL BAR OF A NUCLEAR REACTOR
DE3940280C2 (en) * 1989-11-10 1994-09-01 Siebert & Kuehn Dr Device for determining the flow rate of a flow medium
US5459399A (en) * 1994-06-08 1995-10-17 Otis Elevator Company Trap for preventing mixing of flux between adjacent indicia and being disposed adjacent first and second sensors
DE4425904A1 (en) * 1994-07-21 1996-01-25 Vacuumschmelze Gmbh Magnetic displacement sensor
DE4425903C2 (en) * 1994-07-21 1997-03-20 Siemens Ag Device with a measuring transformer for detecting the position of a linearly movable object
DE19919424A1 (en) * 1999-04-28 2000-11-30 Tyco Electronics Logistics Ag Magnetic position sensor, its use and manufacture

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2149784A1 (en) 2008-07-31 2010-02-03 Kuhnke Automotive GmbH & Co. KG Magnetic path sensor system
DE102017211751A1 (en) * 2017-07-10 2019-01-10 Continental Teves Ag & Co. Ohg Process for producing a soft magnetic element

Also Published As

Publication number Publication date
FR2873807B1 (en) 2007-04-27
FR2873807A1 (en) 2006-02-03
DE102005035799B4 (en) 2016-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0693673B1 (en) Magnetic displacement sensor
DE3544809C2 (en)
DE112011105317T5 (en) Wire rope flaw detector
DE4011766C2 (en) Voltage sensor
EP2564164B1 (en) Magnetic length measuring system, length measuring method and method for producing a magnetic length measuring system
DE2357456A1 (en) ACCELERATOR
DE112015005669T5 (en) Current sensor and measuring device
DE8112148U1 (en) CONTACTLESS, ELECTRIC CONTROL HANDLE
DE69019491T2 (en) Induction type displacement sensor insensitive to external magnetic fields.
DE102005035799B4 (en) Contactless magnetic position sensor
DE3343269C1 (en) Device for indirect contactless electrical measurement of small distances
EP1284004B1 (en) Inductive translator composed of two spools with respective cores
DE2935887A1 (en) DEVICE FOR MAGNETICALLY TESTING STEEL SHEETS OR STEEL TAPES
DE102004016622B4 (en) Position sensor arrangement
EP2510371B1 (en) Magnetic field sensor
CH647322A5 (en) SCALE WITH ELECTROMAGNETIC POWER COMPENSATION.
DE3929681A1 (en) MEASURING DEVICE FOR DETECTING A PATH OR A TURNING ANGLE
DE102010039124A1 (en) Sensor arrangement for gear shift system to detect position displacement of shift fork along traverse path, has magnet arrangement for producing homogeneous magnetic field, which exhibits constant flux density perpendicular to traverse path
WO2016041976A1 (en) Magnetic sensor, sensor arrangement and method for determining the position of a magnetically active element
EP1656537B1 (en) Position sensor
DE10161541A1 (en) Sensor arrangement and functional unit with sensor arrangement
EP1688710A1 (en) Method for determining a displacement with an inductive position sensor and position sensor as such
WO1998048245A2 (en) Sensor device for inductive displacement measurement of switching contacts of electromagnetic switchgear and electromagnetic switchgear with a sensor device for inductive displacement measurement
EP1867956A1 (en) Enlargement of the effective range of magnetic sensors using a support field
DE3133620C2 (en) Lockout solenoid trigger

Legal Events

Date Code Title Description
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: CBDL PATENTANWAELTE, 47051 DUISBURG

R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20120608

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R082 Change of representative

Representative=s name: CBDL PATENTANWAELTE GBR, DE