DE102006042873A1 - Sensor for determining position of movable object, has light source and photo sensitive detector arranged in fixed manner, and aperture mask arranged together with object in movable manner - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Sensor zur Bestimmung einer Position eines beweglichen Objekts mit einer Lichtquelle, einem fotoempfindlichen Detektor mit mindestens zwei unabhängigen Bereichen und einer Lochmaske.The The invention relates to a sensor for determining a position of a movable object with a light source, a photosensitive Detector with at least two independent areas and one Shadow mask.
Aus
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Daneben sind der Einsatz von Potentiometern und Hallsensoren zur Winkelmes sung bekannt. Allerdings sind die Potentiometer bezüglich der tribologischen Eigenschaften ungünstig und die Hallsensoren bezüglich äußerer Magnetfeldeinflüsse empfindlich.Besides are the use of potentiometers and Hall sensors for Winkelmes solution known. However, the potentiometers are in terms of tribological properties unfavorable and the Hall sensors are sensitive to external magnetic field effects.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sensor zur Messung einer Veränderung der Position eines beweglichen Objekts (Weg oder Winkel) bereitzustellen, der möglichst einfach und kostengünstig sowie robust und klein aufgebaut ist. Daneben soll der Sensor möglichst störungsunempfindlich gegen äußere Einflüsse sein.task The invention is a sensor for measuring a change to provide the position of a moving object (path or angle), the possible easy and inexpensive as well as sturdy and small. In addition, the sensor should possible interference resistant be against external influences.
Diese Aufgabe wird durch den im Anspruch 1 wiedergegebenen Sensor gelöst.These The object is achieved by the reproduced in claim 1 sensor.
Dadurch, die Lichtquelle und der fotoempfindliche Detektor stationär und die Lochmaske mit dem Objekt zusammen beweglich angeordnet sind, ist es möglich, einen einfach und kostengünstig sowie robust und klein aufgebauten Sensor bereitzustellen. Daneben ist der Sensor durch die Verwendung von Licht relativ störungsunempfindlich gegen äußere Einflüsse.Thereby, the light source and the photosensitive detector stationary and the Hole mask with the object are arranged movably together, is it is possible a simple and inexpensive as well as robust and small sensor to provide. Besides the sensor is relatively insensitive to interference by the use of light against external influences.
Diese Lösung kombiniert die Vorteile von Potentiometern, wie z. B. geringe Kosten, Einfachheit der Widerstandsmessung, mit den Vorteilen der Genauigkeit und der Robustheit der Hallsensoren.These solution combines the advantages of potentiometers, such as Low cost, Simplicity of resistance measurement, with the benefits of accuracy and the robustness of the Hall sensors.
Die grundlegende Idee basiert auf der Messung des Lichteinfalls auf zwei oder mehreren fotoempfindlichen Bereichen des Detektors. Unterschiedliche geometrische Positionen, insbesondere Winkel und lineare Bewegungen, können als Lichtintensitätsveränderungen in den Bereichen des Detektors gemessen werden. Diese sind unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen.The basic idea is based on the measurement of light incidence two or more photosensitive areas of the detector. different geometric positions, in particular angles and linear movements, can as light intensity changes be measured in the areas of the detector. These are insensitive across from Environmental influences.
Vorzugsweise werden als Lichtquelle LED's verwendet, deren übliche Schaltungen zudem eine integrierte Überprüfung der Sensorsignale erlauben.Preferably are used as light source LEDs, their usual Circuits also allow an integrated review of the sensor signals.
Vorzugsweise weist die Lochmaske zwei zueinander verschiebbare Elemente, von denen eines mit dem Objekt verbunden und eines demgegenüber feststehend ist, derart auf, dass deren Verschiebung gegeneinander der Veränderung des Lichteinfalls auf den Detektor bzw. dessen Bereiche bewirkt.Preferably the shadow mask has two mutually displaceable elements of one associated with the object and one fixed against it is so on, that their shift against each other of the change the light incidence on the detector or its areas causes.
Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die Lochmaske mit zwei korrespondierenden Aussparungen derart versehen ist, von denen eines jeweils in einem der verschiebbaren Elemente angeordnet ist, dass das Licht von der Lichtquelle auf die Bereiche des fotoempfindlichen Detektors trifft.Especially it is preferred if the shadow mask with two corresponding Recesses is provided in such a way, one of which in each case in one the sliding elements is arranged so that the light from the Light source strikes the areas of the photosensitive detector.
Es wird also nur die Lochmaske an sich bzw. deren Teile zueinander bewegt. Dies erlaubt eine günstige Herstellung der Lichtquelle (LED) und des Detektors (Fotozelle mit mindestens zwei Bereichen oder mehrere Fotozellen) auf einer Platine.It So only the shadow mask itself or their parts to each other emotional. This allows a cheap Production of the light source (LED) and the detector (photocell with at least two areas or multiple photocells) on a board.
Im Unterschied zum Stand der Technik, in dem Gitter oder einfache Lochblenden im Zusammenhang mit inkrementellen Zählern eingesetzt werden, bei denen eine hohe Zahl von Löchern für die Auflösung der Signale wichtig ist, kann eine Kontamination somit durch die besondere Lochblende verhindert werden.in the Difference to the prior art, in the grid or simple pinhole used in conjunction with incremental counters which have a high number of holes for the dissolution of Signals is important, so contamination can be due to the particular Pinhole can be prevented.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Lochmaske zwei zueinander linear verschiebbar angeordnete Streifen mit jeweils korrespondierenden Aussparungen, um eine differentielle Bestrahlung der Bereiche des Detektors zu erreichen. Somit können lineare Bewegungen durch eine Veränderung der Lage der Aussparungen zueinander und somit des Lichteinfalls auf die Bereiche des Sensors bestimmt werden.In a preferred embodiment, the shadow mask comprises two mutually linearly displaceable arranged strips each having corresponding recesses in order to achieve a differential irradiation of the areas of the detector chen. Thus, linear movements can be determined by a change in the position of the recesses to each other and thus the incidence of light on the areas of the sensor.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Lochmaske zwei zueinander verdrehbare und konzentrisch zueinander angeordnete Hohlzylinder mit jeweils korrespondierenden Aussparungen umfasst, um eine Bestrahlung der Bereiche des Detektors zu erreichen. Somit können Drehbewegungen oder Winkel durch eine Veränderung der Lage der Aussparungen zueinander und somit des Lichteinfalls auf die Bereiche des Sensors bestimmt werden.In a further preferred embodiment comprises the shadow mask two mutually rotatable and concentric mutually arranged hollow cylinder, each corresponding Recesses includes to irradiate the areas of the detector to reach. Thus, you can Rotary movements or angles by changing the position of the recesses to each other and thus the light incident on the areas of the sensor be determined.
Hierbei kann die Lichtquelle innerhalb der Hohlzylinder, vorzugsweise konzen trisch im Mittelpunkt der Hohlzylinder angeordnet sein.in this connection can the light source within the hollow cylinder, preferably concentrated cal be located in the center of the hollow cylinder.
Alternativ kann die Lichtquelle außerhalb der Hohlzylinder angeordnet sein, wobei dann zwei Paare von je zwei korrespondierenden Aussparungen vorgesehen sind. Dann ist die Lichtquelle gegenüber dem Detektor mit dazwischen liegenden Hohlzylindern angeordnet.alternative can the light source outside the hollow cylinder may be arranged, in which case two pairs of two are provided corresponding recesses. Then the light source compared to the Detector arranged with intermediate hollow cylinders.
Zur Erhöhung der Störsicherheit des Sensors, kann der fotoempfindliche Detektor mit vier Bereichen versehen sein und die Hohlzylinder jeweils korrespondierende Aussparungen an gegenüberliegenden Seiten aufweisen, wobei jeweils zwei Bereiche des Detektors auf einer Seite der Hohlzylinder angeordnet sind. Es versteht sich, dass die Anzahl der Signale entsprechend erhöht werden kann, durch ringförmiges Anordnen weiterer Detektorbereiche um die Hohlzylinder herum.to increase the interference immunity of the sensor, the photosensitive detector with four areas be provided and the hollow cylinder respectively corresponding recesses at opposite Have sides, each with two areas of the detector on one side of the hollow cylinder are arranged. It goes without saying that the number of signals can be increased accordingly, by ringing further detector areas around the hollow cylinder around.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigen:Further Features, details and advantages of the invention will become apparent the following description of embodiments with reference to Drawing. Show it:
In
Der
Sensor umfasst eine Lichtquelle
Zwischen
der LED
Jeder
Hohlzylinder
Die
Aussparung
Weiter
ist der äußere Hohlzylinder
Das
von der Lichtquelle
Dabei
ist die Menge bzw. Intensität
und deren Verteilung auf die Fotozellen
Im
vorliegenden Beispiel trifft das Licht im Wesentlichen auf die fotoempfindliche
Fläche
der Fotozelle
Bei
der entsprechend umgekehrten Verdrehung würde das Licht nur auf die Fotozelle
Über die
differentielle Signalauswertung der Signale von den Fotozellen
In
den
Der
Sensor
Somit
fließt
das Licht von der Lichtquelle
Somit
wird eine doppelte Messung der Verdrehung des inneren Hohlzylinders
Zudem
erlaubt diese Anordnung, wie insbesondere aus
- 1, 111, 11
- Sensorsensor
- 2, 122, 12
- Lichtquellelight source
- 3, 133, 13
- Detektordetector
- 4, 144, 14
- Fotozellephotocell
- 5, 155, 15
- Fotozellephotocell
- 6, 166 16
- Lochblendepinhole
- 7, 177, 17
- Hohlzylinderhollow cylinder
- 8, 188th, 18
- Hohlzylindershollow cylinder
- 9, 199 19
- Pfeilsarrow
- 10A, 20A10A, 20A
- Aussparungrecess
- 10B, 20B10B, 20B
- Aussparungrecess
- 21, 2221 22
- Fotozellephotocell
- A, A1, A2A, A1, A2
- Austrittsöffnungoutlet opening
- Ee
- Eintrittsöffnunginlet opening
- LL
- Lichtpfadlight path
- PP
- Platinecircuit board
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200610042873 DE102006042873A1 (en) | 2006-09-13 | 2006-09-13 | Sensor for determining position of movable object, has light source and photo sensitive detector arranged in fixed manner, and aperture mask arranged together with object in movable manner |
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DE200610042873 DE102006042873A1 (en) | 2006-09-13 | 2006-09-13 | Sensor for determining position of movable object, has light source and photo sensitive detector arranged in fixed manner, and aperture mask arranged together with object in movable manner |
Publications (1)
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Family
ID=39104666
Family Applications (1)
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