DE102005060906A1 - Speed and position detection device - Google Patents
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- G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
Abstract
Die Erfindung geht aus von einer Drehzahl- und Positionserkennungsvorrichtung zur Erfassung von Drehzahlen und/oder Positionen eines drehbaren Körpers (22), mit wenigstens zwei Sensorelementen (12, 16), die mit ihren Wirkflächen (14, 18) in einem Sensierbereich (24) des Körpers (22) angeordnet sind. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass die Sensorelemente (12, 16) mit ihren Wirkflächen (14, 18) zumindest nahezu parallel ausgerichtet sind, wobei die Wirkflächen (14, 18) einen Winkel (alpha) zwischen 0 DEG und 10 DEG zueinander aufweisen.The invention is based on a speed and position detection device for detecting speeds and / or positions of a rotatable body (22), with at least two sensor elements (12, 16) which, with their active surfaces (14, 18), are in a sensing area (24) of the body (22) are arranged. DOLLAR A It is proposed that the sensor elements (12, 16) be aligned with their active surfaces (14, 18) at least almost parallel, the active surfaces (14, 18) having an angle (alpha) between 0 ° and 10 ° to one another.
Description
Stand der TechnikState of technology
Die Erfindung geht aus von einer Drehzahl- und Positionserkennungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention is based on a speed and position detection device according to the preamble of claim 1.
Zur Erfassung von Drehzahl oder zur Lage/Positionserkennung werden heute bei unterschiedlichsten Anwendungen applikationsspezifische Sensoren, so genannte ASICS, eingesetzt, die u.a. Sinussignale als Ausgangssignal ausgeben.to Detecting speed or position / position detection will be today Application-specific sensors for a wide variety of applications, so-called ASICS, which i.a. Sinusoidal signals as output signal output.
Werden hohe Anforderungen bezüglich der Genauigkeit gestellt, wie etwa bei Aggregaten in leistungsverzweigenden Hybridantrieben, wird das Resolverprinzip eingesetzt. Diese Art der Positions- und Drehzahlsensierung ist kostenintensiv.Become high requirements regarding accuracy, such as aggregates in power splitters Hybrid drives, the resolver principle is used. This kind The position and speed sensing is costly.
Aus
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Offenbarung der Erfindungepiphany the invention
Es wird eine Drehzahl- und Positionserkennungsvorrichtung zur Erfassung von Drehzahlen und/oder Position eines drehbaren Körpers, mit wenigstens zwei Sensorelemente vorgeschlagen, deren Wirkflächen in einem Sensierbereich des Körpers angeordnet sind, wobei die Sensorelemente mit ihren Wirkflächen nahezu parallel ausgerichtet sind und die Wirkflächen einen Winkelversatz mit einem Winkel zwischen 0° und 10° zueinander aufweisen. Anders als bei herkömmlichen Systemen, bei denen Sensorwirkflächen um 90° oder 45° gegeneinander verkippt sein können, ist lediglich ein geringer oder verschwindender Winkelversatz der Wirkflächen vorgesehen, vorzugsweise ist der Winkelversatz geringer als 10°. Durch diese einfache und kostengünstige Anordnung kann trotzdem eine hohe Messgenauigkeit erreicht werden. Die üblicherweise sinus- und cosinusförmigen Ausgangssignale über einen vorgegebenen mechanischen oder elektrischen Drehbereich werden. Es können handelsübliche ASIC-Bausteine (Application-Specific Integrated Circuit) in Kombination so angeordnet werden, dass zwei elektrisch phasenverschobene Ausgangssignale den Absolutwert der Position eines Sen sorelements ausgegeben und zudem die Fehler beider Sensorelemente gemittelt werden.It becomes a speed and position detection device for detection of rotational speeds and / or position of a rotatable body, with proposed at least two sensor elements whose active surfaces in a sensing area of the body are arranged, wherein the sensor elements with their active surfaces almost are aligned parallel and the active surfaces with an angular offset an angle between 0 ° and 10 ° to each other exhibit. Unlike conventional Systems where sensor active surfaces around 90 ° or 45 ° tilted against each other could be, is only a small or vanishing angular misalignment of active surfaces provided, preferably, the angular offset is less than 10 °. Through this simple and inexpensive arrangement Nevertheless, a high measurement accuracy can be achieved. The usual sinusoidal and cosinusoidal Output signals via Be a predetermined mechanical or electrical rotation range. It can commercial ASIC modules (Application-Specific Integrated Circuit) in combination be arranged so that two electrically phase-shifted output signals the absolute value of the position of a sen sorelements output and also the errors of both sensor elements are averaged.
In einer günstigen Ausgestaltung sind die Sensorelemente als integrierte Halbleiterbauelemente ausgebildet, bevorzugt als handelsübliche applikationsspezifische Sensoren zur Erfassung von Absolutwinkeln ausgebildet. Dies stellt eine sehr preiswerte Weiterbildung dar.In a cheap one Embodiment are the sensor elements as integrated semiconductor devices formed, preferably as a commercial application-specific Sensors designed to detect absolute angles. This poses a very inexpensive training.
In einer günstigen Ausgestaltung sind die Sensorelemente gleichartig ausgebildet.In a cheap one Design, the sensor elements are similar.
In einer alternativen Ausgestaltung sind die Sensorelemente verschieden so ausgebildet, dass das eine Sensorelement n Schwingungen als Ausgangssignal ausgibt, während das andere Sensorelement mehr oder weniger als n Schwingungen ausgibt, wenn sich der Körper um einen bestimmten Winkel dreht. Bevorzugt unterscheiden sich die als Ausgangssignal ausgegebenen Schwingungen der Sensorelemente um eine Schwingung. In der Art des Noniusprinzips können mit dieser Ausgestaltung mehr als eine Umdrehung des Körpers in Absolutwerten sensiert werden.In In an alternative embodiment, the sensor elements are different designed so that the one sensor element n vibrations as an output signal Spends while the other sensor element outputs more or less than n vibrations, when the body turns by a certain angle. Preferably, the differ emitted as output signal oscillations of the sensor elements about a vibration. In the type of vernier principle can with this embodiment more than one revolution of the body in Absolute values are sensed.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die Sensorelemente mit dem Körper mitdrehen und ein Magnetsignal von einer feststehenden magnetischen Einrichtung detektieren.Basically be provided that the sensor elements rotate with the body and a magnetic signal from a fixed magnetic device detect.
Zeichnungendrawings
Weitere Ausführungsformen, Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in Ansprüchen, ohne Beschränkung der Allgemeinheit aus nachfolgend anhand von Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung.Further Embodiments, Aspects and advantages of the invention are also independent of their summary in claims, without restriction to the general public, illustrated below by means of drawings embodiments the invention.
Im Folgenden zeigen:in the Show:
Die
Sensorelemente
Die
Sensorelemente
Die
Ausgangssignale S der
In
Mittels
des Noniusprinzips gibt hierbei das eine Sensorelement
Claims (7)
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