DE102009009061A1

DE102009009061A1 - Verfahren zum induktiven Erzeugen eines elektrischen Messsignals sowie zugehörige Sensorvorrichtung

Info

Publication number: DE102009009061A1
Application number: DE102009009061A
Authority: DE
Inventors: Gerd Reime
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-01-21
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2010-07-29
Also published as: CA2759017A1; EP2389564A1; EP2389564B1; US20100181989A1; CN103674075B; WO2010084000A1; PL2389564T3; US8207749B2; CN102292620B; CN103674075A; WO2010084146A1; CA2759017C; CN102292620A; ES2536692T3

Abstract

Bei einem Verfahren und einer Sensorvorrichtung zum induktiven Erzeugen eines elektrischen Messsignals in Abhängigkeit einer zu messenden Größe sind wenigstens zwei Treiberspulen (12, 13) vorgesehen, die im Takt einer Taktschaltung (11) nacheinander von einem Strom durchflossen werden. Dieser Strom induziert in mehreren Sensorspulen (14, 15) eine vim Takt der Taktschaltung (11) in den Treiberspulen (12, 13) zugeordnete Spannungssignale (S13) aufgeteilt wird, wobei die so erhaltenen Spannungssignale zum Erhalt des Messsignals ausgewertet werden. Den wenigstens zwei Treiberspulen (12, 13) werden wenigstens zwei Sensorspulen (14, 15) zugeordnet, wobei entweder die Sensorspulen (14, 15) oder die Treiberspulen (12, 13) gleichsinnig geschaltet sind, während die jeweils anderen Spulen, das heißt 14, 15), zueinander gegensinnig geschaltet werden.le der Sensorspule werden zum Erhalt des Messsignals (91, 92) in bestimmten Zeitabschnitten des Taktsignals abgetastet. Dadurch ergibt sich eine erhöhte Empfindlichkeit bzw. ein großer Schaltabstand bei kompaktem Aufbau.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum induktiven Erzeugen eines elektrischen Messsignals in Abhängigkeit einer zu messenden Größe wie zum Beispiel zum Bestimmen des Weges und/oder der Position im Raum und/oder von Materialeigenschaften eines zu detektierenden Prüfkörpers nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Sensorvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruches 8.
Stand der Technik
Aus der WO 2007/012502 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernungsmessung mittels induktiven Sensoren bekannt. Zum Erhalt eines elektrischen Messsignals, zum Beispiel in Folge der Annäherung eines Prüfkörpers an einen entsprechenden Sensor, werden mehrere Treiberspulen getaktet betrieben. Im Takt der Taktschaltung induzieren die Treiberspulen eine Spannung in einer Sensorspule, die im ausgeregelten Zustand der Schaltung Null ist. Die so gewonnenen Spannungssignale werden im Takt der Taktschaltung in den Treiberspulen zugeordnete Abschnitte aufgeteilt, die für eine Amplitudenregelung miteinander verglichen werden. Der Differenzwert der Spannungssignale wird im Rahmen der Amplitudenregelung verwendet, um an den Eingängen eines Vergleichers aus dem den Treiberspulen zugeordneten Abschnitten gleich große Spannungssignale ohne taktsynchrone Anteil bzw. Differenzen zu erhalten. In diesem ausgeregelten Zustand wird zusätzlich eine Phasenregelung eingesetzt, um dadurch eine weitere Komponente eines Messsignals zu erhalten (z. B. Metallartenunterscheidung).
Das Prinzip der dabei verwendeten Amplitudenregelung ist an sich aus der EP 706 648 B1 bekannt. Dort werden Lichtsignale unter Kompensation äußerer Ein flüsse wie Fremdlicht-, Temperatur- oder Alterungseinflüsse zwischen Lichtsender und Lichtempfänger erfasst. Die Lichtsender werden über einen Taktgenerator zeitabschnittsweise und wechselweise betrieben. Das in der Amplitude wenigstens einer Lichtstrecke geregelte Licht wirkt gegebenenfalls mit dem Licht eines weiteren Lichtsenders wie zum Beispiel einer Kompensationslichtquelle so auf den Lichtempfänger ein, dass ein Empfangssignal ohne taktsynchrone Signalanteile entsteht. Das Empfangssignal des Lichtempfängers wird einem Synchrondemodulator zugeführt, der das Empfangssignal wiederum in die den beiden Lichtquellen entsprechenden Signalkomponenten zerlegt. Diese werden in einem Vergleicher miteinander verglichen, wobei ein einem Nullzustand entsprechendes Signal entsteht. Liegt am Ausgang des Vergleichers kein diesem Nullzustand entsprechendes Signal an, wird die Strahlungsleistung, die den Lichtquellen zugeführt wird, dahingehend geregelt, bis dieser Zustand erreicht ist.
Induktive Näherungsschalter werden zum Beispiel eingesetzt, um den Weg oder die Position im Raum oder Materialeigenschaften eines Prüfkörper zu bestimmen. In der Praxis ist dabei der Schaltabstand des Nährungssensors meist gering oder unterschiedliche Metalle wie Stahl St37, paramagnetische Metalle wie Aluminium oder diamagnetische Metalle wie Kupfer können nur mit besonderen Schaltungsanordnungen mit gleicher Empfindlichkeit identifiziert werden. Die Lösung nach der WO 2007/012502 A1 konnte bereits zu einer Verbesserung beitragen, erfordert jedoch neben der Amplitudenregelung auch eine Phasenregelung.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Sensorvorrichtung zum induktiven Erzeugen eines elektrischen Messsignal derart zu verbessern, dass sich eine erhöhte Empfindlichkeit bzw. ein erhöhter Schaltabstand bei kompaktem Aufbau erreichen lässt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und eine Sensorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 8 gelöst.
Durch die Verwendung einer Gruppe aus mindestens zwei Treiberspulen und einer Gruppe aus mindestens zwei Sensorspulen, wobei die eine dieser Gruppen dieser Spulen z. B. gleichsinnig geschaltet und die andere dieser Gruppen dieser Spulen gegensinnig geschaltet ist, ergibt sich ein Mehrfaches des bisher üblichen Schaltabstandes. Im Ausgangszustand der Schaltung, also ohne Prüfkörper, heben sich an den Sensorspulen die darin induzierten Spannungen gegenseitig auf. Wird jedoch durch einen Prüfkörper das Magnetfeld zwischen einer Treiberspule und einer Sensorspule beeinflusst, wird die an der Sensorspule induzierte Spannung so verändert, dass das Vorhanden sein und/oder bestimmte Eigenschaften des Prüfkörpers erkannt werden können. Dazu wird das Spannungssignal an den Sensorspulen zu bestimmten, von der Taktschaltung vorgegebenen Zeitpunkten abgetastet. Die Abtastung kann zu verschiedenen Abtastzeitpunkten erfolgen. An einem Abtastzeitpunkt werden z. B. die Änderungen der maximalen Amplitude erkennbar, während ein weiterer, vorzugsweise um 90 Grad phasenverschobener Abtastzeitpunkt einen Hinweis auf die Phasenverschiebung gibt. Mit diesen Informationen von Amplitude und Phase lässt sich der Prüfkörper identifizieren. Beim Abtasten im Bereich der maximalen Amplitude, beispielsweise wenn im ausgeregelten Zustand die weitere Nachregelung abgeschaltet ist – wobei der in 2 gezeigte Spannungsverlauf sichtbar wird – wird eine maximale Empfindlichkeit bei der Detektion beliebiger Prüfkörper erreicht, während bei einem Abtastzeitpunkt im Bereich des Nulldurchgangs der Signale (d. h. zum Maximum um ungefähr 90° in der Phase verschoben) sich die Metallart des Prüfkörpers bestimmen lässt.
Vorzugsweise werden die ermittelten Signale, wie aus der EP 706 648 B1 bekannt, in den einzelnen Taktabschnitten zugeordnete Zeitabschnitte zerlegt, wobei davon abweichend erfindungsgemäß hier diese Taktabschnitte beispielsweise 1% bis 10% der Taktzeit betragen können, miteinander verglichen und der so gewonnene Differenzwert zur Regelung der Leistung genutzt, die den Treiberspulen zugeführt wird. Dies hat wiederum Einfluss auf die in den Sensorspulen induzierten Spannungssignale, so dass die Regelung das Ziel verfolgt, dass an den Eingängen des Vergleichers gleich große Spannungen bzw. keine Differenzspannung aus den verschiedenen Sensorspulen anliegen. Bei Vorliegen einer Differenzspannung ist der gewon nene Differenzwert und insofern Regelwert gleichzeitig ein Wert für Ort, Weg und Position im Raum des Prüfkörpers bzw. für die Annäherung des Prüfkörpers.
Bei einer Ausführungsform, bei der die Sensorspulen gegensinnig geschaltet sind, erfolgt bei einer Zusammenschaltung der Sensorspulen eine Kompensation von Fremdmagnetfeldern. Diese Kompensation von Fremdmagnetfeldern gestattet eine hohe Verstärkung der Spannungssignale der Sensorspulen, so dass auch kleinste Änderungen in der Veränderung der Einwirkung der Treiberspule wahrnehmbar sind, was dazu führt, dass Prüfobjekte in größeren Schaltabständen detektiert werden können.
Bei einer Ausführungsform mit gegensinnig geschalteten Treiberspulen und gleichsinnig geschalteten Sensorspulen entfällt die Möglichkeit Kompensation von Fremdmagnetfeldern bei einer Zusammenschaltung der Sensorspulen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den weiteren Ansprüchen.
Kurzbeschreibung der Figuren
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1a Ein schematisches Schaltbild einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltung zum induktiven Erzeugen eines elektrischen Messsignals,
1b ein schematisches Schaltbild einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltung zum induktiven Erzeugen eines elektrischen Messsignals,
2 das Spannungssignal bei verschiedenen Prüfkörpern und zu verschiedenen Abtastzeitpunkten im nicht ausgeregelten Zustand,
3 die Anordnung der Treiberspulen und Sensorspulen.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Bevor die Erfindung im Detail beschrieben wird, ist darauf hinzuweisen, dass sie nicht auf die jeweiligen Bauteile der Vorrichtung sowie die jeweiligen Verfahrensschritte beschränkt ist, da diese Bauteile und Verfahren variieren können. Die hier verwendeten Begriffe sind lediglich dafür bestimmt, besondere Ausführungsformen zu beschreiben und werden nicht einschränkend verwendet. Wenn zudem in der Beschreibung oder in den Ansprüchen die Einzahl oder unbestimmte Artikel verwendet werden, bezieht sich dies auch auf die Mehrzahl dieser Elemente, solange nicht der Gesamtzusammenhang eindeutig etwas Anderes deutlich macht.
Die Figuren zeigen eine Sensorvorrichtung zum induktiven Erzeugen eines Messsignals in Abhängigkeit einer zu messenden Größe wie zum Beispiel zum Bestimmen des Weges und/oder der Position im Raum und/oder von Materialeigenschaften eines zu detektierenden Prüfkörpers O. Verwendet werden dazu zwei Treiberspulen 12, 13, die im Takt einer Taktschaltung 11 nacheinander von einem Strom durchflossen werden. Die Taktschaltung 11 gibt dazu ein Taktsignal am Ausgang 11a aus, das der Spule 13 über einen Treiber direkt und der Spule 12 über einen Treiber und über den Inverter 22 zugeführt wird. Grundsätzlich sind auch mehr als zwei Treiberspulen 12, 13 und mehr als zwei Sensorspulen 14, 15 denkbar. Die Spannung in den Treiberspulen 12, 13 induziert in den Sensorspulen 14, 15 eine von der zu messenden Größe und damit vom Prüfkörper O abhängige Spannung. Diese Spannung liegt an den Eingängen 23a, 23b an den vorzugsweise symmetrischen Verstärker 23 an. Entsprechend der Spannung am Ausgang 23c des vorzugsweise symmetrischen Verstärkers 23 liegt über die Leitung 41 das Signal S13 am Synchrondemodulator D1 an. Im ausgeregelten Zustand besteht das Signal S13 lediglich aus dem Verstärkerrauschen des Verstärkers 23 ohne taktsynchrone Anteile.
1a und 1b in Verbindung mit 3 zeigen zwei Treiberspulen 12, 13 sowie zwei Sensorspulen 14, 15. In den gezeigten Ausführungsbeispielen handelt es sich um halbkreisförmige Spulenkörper, die räumlich parallel zueinander angeordnet sind. In 3 wurden der Einfachheit halber die Windungen der Spulenkörper Treiberspulen 12, 13, Sensorspulen 14, 15) in den gegenüber dem äußeren Umfang zurückge setzten Bereichen weggelassen. Die Anordnung gemäß 3 lässt sich insofern besonders einfach in einem Gehäuse einfassen, wodurch ein Sensor mit einer Sensoroberfläche ausgebildet werden kann, wobei der Spulenkörper mit einer Oberfläche aus Kunststoff oder Metall versehen werden kann. Andere Formen der Spulen statt der halbkreisförmigen Form sind möglich.
Gemäß 1a sind die Sensorspulen 14, 15 so geschaltet, so dass ein Fremdmagnetfeld, das auf beide Sensorspulen 14, 15 einwirkt, Störsignale am Ausgang 23c des Verstärkers 23 erzeugt. Bei einer Umkehrung der Anordnung einer der beiden Sensorspulen, wie in 1b gezeigt, erfolgt eine Fremdfeldkompensation, so dass keine Störsignale am Ausgang 23c des Verstärkers 23 anliegen.
Grundsätzlich kann jedoch jede weitere Spulenanordnung, beispielsweise eine parallele Schaltung der Spulen, verwendet werden, wenn gewährleitstet ist, dass am Ausgang 23c des Verstärkers 23 im ausgeregelten Zustand der Schaltungsanordnung kein Signal mit taktsynchronen Anteilen anliegt.
Das so ermittelte Signal S13, das durch Kenntnis des Takts der Taktschaltung 11 den Treiberspulen 12, 13 zuzuordnen ist, wird vor dem Synchrondemodulator D1 abgetastet. Hierzu werden die Schalter B, D nur zu einem im Verhältnis zur gesamten Taktperiode kurzen Zeitabschnitt geschaltet. Der Synchrondemodulator D1 kann auch anders z. B. in Form eines 1 Bit A/D-Wandlers aufgebaut sein. Diese Lösung ist z. B. in einem von der Firma ELMOS Semiconductor AG erhältlichen Integrierten Schaltkreis – IC – 909.05 gewählt. Da in diesem IC der Abtastzeitpunkt im Verhältnis zur Taktphase fixiert ist (etwa in der Mitte der Taktphase) kann zur Differenzierung, z. B. zwischen höchster Empfindlichkeit und zur Metallartenunterscheidung, ein Phasenschieber 20 vorgesehen sein. In diesem Fall wird z. B. einmal im Bereich der maximalen Amplitudenänderung (höchste Empfindlichkeit) oder im Bereich maximaler Phasenverschiebung (Metallartenunterscheidung) abgetastet. Zur Erreichung gleicher Empfindlichkeit bei allen Metallarten können auch ein oder mehrere weitere Abtastzeitpunkte gewählt werden. Auf den Phasenschieber 20 kann verzichtet werden, wenn der Abtastzeitpunkt frei wählbar ist.
Gemäß 3 sind die vorzugsweise auf einer geometrischen Achse angeordneten Treiberspulen 12, 13 räumlich parallel zu den vorzugsweise auf einer geometrischen Achse angeordneten Sensorspulen 14, 15 angeordnet. Andere Anordnungen, in denen die Spulen nicht auf einer geometrischen Achse angeordnet sind, sind jedoch auch denkbar. Die Anzahl der Treiberspulen 12, 13 entspricht in den hier gezeigten Ausführungsbeispielen der Anzahl der Sensorspulen 14, 15, wobei auch andere Anordnungen denkbar sind, sofern die gleichsinnige und gegensinnige Schaltung der Spulen gewährleistet ist, so dass taktsynchrone Anteile des Ausgangssignal ausgelöscht werden.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen wird das Signal S13, das von den Sensorspulen 14, 15 kommt, über die Leitung 41 und den Phasenschieber 20 dem Synchrondemodulator D1 zugeleitet. Je nach Ansteuerung der Schalter B und D ausgehend von den Ausgängen 11B und 11D der Taktschaltung 11 über die Steuerleitungen 50B und 50D, wird das Spannungssignal den Leitungen 60B, 60D, den Widerständen R3, R4 und Kondensatoren C3, C4 im Takt der Taktschaltung 11 den Eingängen 16a, 16b des Vergleichers 16 zugeleitet. Im Ausgangszustand, das heißt wenn kein Prüfkörper O detektiert wird, sind die Spannungssignale an den Eingängen 16a, 16b des Vergleicher 16 gleich groß, so dass am Ausgang 16c des Vergleichers 16 ein bestimmter Regelwert anliegt, der zu gleichen Eingangswerten an den Eingängen 16a, 16b des Vergleichers 16 führt. Als Vergleicher kann z. B. ein hochverstärkender Operationsverstärker verwendet werden. Der Regelwert wird über eine durch die Amplitudenregler 18a, 18b ausgebildete Amplitudenregelung so nachgeführt, dass, wenn in einer Treiberspule der Strom ansteigt, er in der anderen Treiberspule abnimmt, jedoch kann auch eine einseitige Regelung vorgesehen sein.
Dazu wird der Regelwert über den Inverter 19 invertiert. Der Regelwert 94 kann zur Bestimmung der Annäherung des Prüfobjekts verwendet werden. Über die Amplitudenregler 18a, 18b wird die den Treiberspulen zugeführte Leistung so geregelt, dass sich wieder der beschriebene Zustand an den Eingängen 16A, 16B des Vergleichers 16 ergibt. Dieses Prinzip ist aus der EP 0 706 648 B1 bekannt.
Bei einer idealen Anordnung liegt im Ausgangszustand als Spannungssignal S13 nur ein Verstärkerrauschen des Verstärkers 23 ohne taktsynchrone Anteile vor. Nähert sich ein Prüfkörper O, hat dies Einfluss auf die taktsynchrone Amplitudeninformation im Spannungssignal S13. Befindet sich ein Prüfkörper O im sensoraktiven Bereich, führt dies zu einer Amplitudenänderung im Abtastzeitpunkt. Durch Wahl des Abtastzeitpunkts (s. o.) können unter anderem z. B. Metallarten des Prüfkörpers unterschieden, eine ggf. maximale Empfindlichkeit bei bestimmten Metallarten oder z. B. ein Faktor 1 (gleiche Empfindlichkeit bei allen Metallarten) oder die Ausblendung von Metallarten erreicht werden. In 2 sind z. B. zwei Abtastzeitpunkte 91, 92 dargestellt, die einmal maximale Empfindlichkeit und einmal die Metallartenunterscheidung zeigen. Durch Phasenverschiebung liegt der Abtastzeitpunkt einmal zum Zeitpunkt 91 und einmal zum Zeitpunkt 92, wobei die in 2 dargestellten Spannungssignale von der jeweiligen Metallart, z. B. Eisen, Kupfer, Aluminium abhängig sind.
Verfahrengemäß induziert der den Treiberspulen 12, 13 zugeführte Strom im Takt der Taktschaltung ein so geartetes Magnetfeld in den Sensorspulen 14, 15, dass sich die Spannung an den Eingängen des Verstärkers 23 zueinander aufheben. Die Treiberspulen und Sensorspulen sind einmal gleichsinnig und einmal gegensinnig beschaltet. Die Abtastung der Spannungssignale zur Ermittlung des elektrischen Messsignals erfolgt vorzugsweise zu verschiedenen Zeitpunkten, so dass durch Wahl der Abtastzeitpunkte die oben genannten Zustände erfassbar sind, auch wenn es zusätzliche weitere Zustände gibt, die je nach Anwendungsfall gewünschte Ergebnisse liefern. Diese vier Zustände umfassen, wie oben beschrieben, die maximale Empfindlichkeit bei bestimmten Metallarten, die bei Buntmetallen größer ist als bei Eisen, eine gleiche Empfindlichkeit bei allen Metallarten und eine Metallartenunterscheidung sowie der Ausschluss von gewissen Metallarten. Das erfindungsgemäße Prinzip unterstützt dabei die zur Erfassung erforderliche Empfindlichkeit, so dass sich ein vergrößerter Schaltabstand ergibt. In der Praxis haben sich Schaltabstände von 20 mm bei 12 mm Sensordurchmesser mit Ganzmetallgehäuse und ferritfreien Spulen ergeben.

11: Taktschaltung
11a: Ausgang
11B, 11D: Ausgang
12, 13: Treiberspule
14, 15: Sensorspule
16: Vergleicher
16a, 16b: Eingang
16c: Ausgang
18a, 18b: Amplitudenregler
19: Inverter
20: Phasenschieber
22: Inverter
23: Verstärker
23a, 23b: Eingang
23c: Ausgang
35, 36: Leitung
41, 41B, 41D: Leitung
50B, 50D: Steuerleitung
60B, 60D: Leitung
94: Wert
B, D: Schalter
D1: Synchrondemodulator
S13: Spannungssignal
S16: Regelsignal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 2007/012502 A1 [0002, 0004]
- EP 706648 B1 [0003, 0008]
- EP 0706648 B1 [0025]

Claims

Verfahren zum induktiven Erzeugen eines elektrischen Messsignals in Abhängigkeit einer zu messenden Größe wie zum Beispiel zum Bestimmen des Weges und/oder der Position im Raum und/oder von Materialeigenschaften eines zu detektierenden Prüfkörpers (O) unter Verwendung von wenigstens zwei Treiberspulen (12, 13), die im Takt einer Taktschaltung (11) nacheinander von einem Strom durchflossen werden, der in wenigstens einer Sensorspule eine von der zu messenden Größe abhängige Spannung induziert, die im Takt der Taktschaltung (11) in den Treiberspulen (12, 13) zugeordnete Spannungssignale (S13) aufgeteilt wird, wobei die so erhaltenen Spannungssignale zum Erhalt eines Messsignals ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass den wenigstens zwei Treiberspulen (12, 13) wenigstens zwei Sensorspulen (14, 15) zugeordnet werden, wobei entweder die Sensorspulen (14, 15) oder die Treiberspulen (12, 13) gleichsinnig geschaltet sind, während die jeweils anderen Spulen, das heißt die Treiberspulen (12, 13) oder die Sensorspulen (14, 15), zueinander gegensinnig geschaltet sind, wobei die den Treiberspulen zugeordneten Spannungssignale der Sensorspulen zum Erhalt des Messsignals in bestimmten Zeitabschnitten des Taktsignals abgetastet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils vorzugsweise auf einer geometrischen Achse angeordneten Treiberspulen (12, 13) und Sensorspulen (14, 15) räumlich parallel zueinander angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorspulen (14, 15) gleichsinnig und die Treiberspulen (12, 13) zueinander gegensinnig geschaltet sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberspulen (12, 13) so betrieben werden, dass die Einwirkung der Treiberspulen auf die Sensorspulen (14, 15) sich am Ausgang (23c) des Verstärkers (23) aufheben.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorspulen (14, 15) so zusammengeschaltet sind , dass ein auf beide Sensorspulen einwirkendes Fremdmagnetfeld keine Spannung am Ausgang (23c) des Verstärkers (23) erzeugt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Treiberspulen (12, 13) der Anzahl der Sensorspulen (14, 15) entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch – taktweises Vergleichen der den Treiberspulen (12, 13) zugeordneten Spannungssignale zur Ermittlung eines Regelwertes (94) am Ausgang (16c) eines Vergleichers (16). – Verwenden des Regelwerts zur Regelung der Amplitude der den Treiberspulen (12, 13) zugeführten Leistung, so dass die Amplitude der Spannungssignale an den Eingängen (16a, 16b) des Vergleichers im Wesentlichen gleich groß sind.
Sensorvorrichtung zum induktiven Erzeugen eines elektrischen Messsignals, in Abhängigkeit einer zu messenden Größe zum bestimmen des Wegs und/oder der Position im Raum und/oder von Materialeigenschaften des zu detektierenden Prüfkörper (O), mit – wenigstens zwei Treiberspulen (12, 13) – einer Taktschaltung (11) zum nacheinander erfolgenden Ansteuern der Treiberspulen (12, 13) mit einem Strom, – wenigstens einer Sensorspule, in der von dem durch die Treiberspule (12, 13) fließenden Strom im Takt der Taktschaltung (11) eine von der zu messenden Größe abhängige Spannung induziert wird, – einem elektronischen Bauelement zur Aufteilung der induzierten Spannung im Takt der Taktschaltung in den Treiberspulen (12, 13) zugeordnete Spannungssignale, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Sensorspulen (14, 15) vorgesehen sind, die den Treiberspulen (12, 13) zugeordnet sind, und dass eine Abtastvorrichtung zum Abtasten von den Treiberspulen zugeordneten Spannungssignale der Sensorspulen zum Erhalt eines Messsignals in bestimmten Zeitabschnitten des Taktsignals vorgesehen ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils vorzugsweise auf einer geometrischen Achse angeordneten Treiberspulen (12, 13) und Sensorspulen (14, 15) räumlich parallel zueinender angeordnet sind.
Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorspulen (14, 15) gleichsinnig und die Treiberspulen (12, 13) zueinander gegensinnig geschaltet sind.
Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberspulen (12, 13) so angeordnet sind, dass die Einwirkung der Treiberspulen auf die Sensorspulen (14, 15) sich am Ausgang (23c) des Verstärkers (23) aufheben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorspulen (14, 15) so angeordnet sind, dass ein auf beide Sensorspulen einwirkendes Fremdmagnetfeld keine Spannung am Ausgängen (23c) des Verstärkers (23) erzeugt.
Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Treiberspulen (12, 13) der Anzahl der Sensorspulen (14, 15) entspricht.
Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vergleicher (16) zum Vergleich der den Treiberspulen (12, 13) zugeordneten Spannungssignale zur Ermittlung eines Regelwertes vorgesehen ist, und dass ein Amplitudenregler (18) vorgesehen ist, in dem der Regelwert zur Regelung der Amplitude des den Treiberspulen zugeführten Stroms so ge regelt ist, dass die Amplitude der Spannungssignale an den Eingängen (16a, 16b) des Vergleichers (16) im Wesentlichen gleich groß sind und/oder taktsynchronen Anteile enthält.