DE102011120998A1 - Messanordnung zur Bestimmung des Abstandes zu einer magnetischen Wechselfeldquelle und Verfahren zur Messung des Abstandes zwischen einer Magnetsensoranordnung und einer magnetischen Wechselfeldquelle - Google Patents
Messanordnung zur Bestimmung des Abstandes zu einer magnetischen Wechselfeldquelle und Verfahren zur Messung des Abstandes zwischen einer Magnetsensoranordnung und einer magnetischen Wechselfeldquelle Download PDFInfo
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Abstract
Eine Messanordnung (6) zur Bestimmung des Abstandes (A) zu einer magnetischen Wechselfeldquelle (7) hat eine Magnetsensoranordnung (8), mittels der ein charakteristisches magnetisches Wechselfeldsignal der magnetischen Wechselfeldquelle (7) erfassbar ist, und eine Auswertevorrichtung (12), die an die Magnetsensoranordnung (8) angeschlossen ist und mittels der die von der Magnetsensoranordnung (8) erfassten charakteristischen magnetischen Wechselfeldsignale der magnetischen Wechselfeldquelle (7) auswert- und in den Abstand (A) zwischen der magnetischen Wechselfeldquelle (7) einerseits und der Magnetsensoranordnung (8) andererseits umrechenbar sind. Um auch in störungsreichen Messumgebungen Abstandsmessungen im Bereich von Millimetern bis zu einigen hundert Zentimetern zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Magnetsensoranordnung (8) zumindest zwei Magnetfeldsensoren (9, 10) aufweist, die in einem festen Abstand (8) zueinander auf einer Bewegungsachse (K) angeordnet sind, auf und längs derselben die magnetische Wechselfeldquelle (7) in Bezug auf die Magnetsensoranordnung (8) bewegbar ist, dass die Auswertevorrichtung (12) eine Steuereinheit (15) aufweist, mittels der die magnetische Wechselfeldquelle (7) mit einem Trägersignal speisbar ist, dass die Frequenz des Trägersignals erheblich größer, z. B. einhundertmal größer, als eine Frequenz eines dem charakteristischen magnetischen Wechselfeldsignal entsprechenden niederfrequenten Nutzsignals der magnetischen Wechselfeldquelle (7) ist, dass ein Sendesignal der magnetischen Wechselfeldquelle (7) das mit dem Nutzsignal der magnetischen Wechselfeldquelle (7) modulierte, vorzugsweise amplitudenmodulierte, Trägersignal ist und dass in der Auswertevorrichtung (12) die Signalverarbeitung auf der Grundlage des niederfrequenten Nutzsignals durchführbar ist.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Messanordnung zur Bestimmung des Abstandes zu einer magnetischen Wechselfeldquelle, mit einer Magnetsensoranordnung, mittels der ein charakteristisches magnetisches Wechselfeldsignal der magnetischen Wechselfeldquelle erfassbar ist, und einer Auswertevorrichtung, die an die Magnetsensoranordnung angeschlossen ist und mittels der die von der Magnetsensoranordnung erfassten charakteristischen magnetischen Wechselfeldsignale der magnetischen Wechselfeldquelle auswert- und in den Abstand zwischen der magnetischen Wechselfeldquelle einerseits und der Magnetsensoranordnung andererseits umrechenbar sind, bzw. auf ein Verfahren zur Messung des Abstandes zwischen einer Magnetsensoranordnung und einer magnetischen Wechselfeldquelle, bei dem mittels der Magnetsensoranordnung ein charakteristisches magnetisches Wechselfeldsignal der magnetischen Wechselfeldquelle erfasst, an eine Auswertevorrichtung weitergeleitet und in der Auswertevorrichtung in den Abstand umgerechnet wird.
- Aus der
DE 10 2006 046 372 B3 ist eine Messanordnung bzw. ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben dieser Messanordnung bekannt, wobei zum Bestimmen des Abstands zwischen einem Magnetfeldsensor und einer magnetischen Wechselfeldquelle eine Referenzfeldquelle eingesetzt wird, die in einem festen Abstand entweder zur magnetischen Wechselfeldquelle oder zum Magnetfeldsensor angeordnet ist. - Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Messanordnung zur Bestimmung des Abstandes zu einer magnetischen Wechselfeldquelle bzw. ein Verfahren zur Messung des Abstandes zwischen einer Magnetsensoranordnung und einer magnetischen Wechselfeldquelle anzugeben, die bzw. das mit einem vergleichsweise geringen technisch-konstruktiven Aufwand realisierbar ist, wobei Abstands- bzw. Entfernungsmessungen in einem Bereich von Millimetern bis zu einigen hundert Zentimetern zuverlässig und exakt und auch beim Vorhandensein von Störquellen realisierbar sein sollen.
- Diese Aufgabe wird hinsichtlich der zugrunde gelegten Messanordnung zur Bestimmung des Abstandes zu einer magnetischen Wechselfeldquelle dadurch gelöst, dass die Magnetsensoranordnung zumindest zwei Magnetfeldsensoren aufweist, die in einem festen Abstand zueinander auf einer Bewegungsachse angeordnet sind, auf und längs derselben die magnetische Wechselfeldquelle in Bezug auf die Magnetsensoranordnung bewegbar ist, dass die Auswertevorrichtung eine Steuereinheit aufweist, mittels der die magnetische Wechselfeldquelle mit einem Frägersignal speisbar ist, dass die Frequenz des Trägersignals erheblich größer, z. B. einhundertmal größer, als eine Frequenz eines dem charakteristischen magnetischen Wechselfeldsignal entsprechenden niederfrequenten Nutzsignals der magnetischen Wechselfeldquelle ist, dass ein Sendesignal der magnetischen Wechselfeldquelle das mit dem Nutzsignal der magnetischen Wechselfeldquelle modulierte, vorzugsweise amplitudenmodulierte, Trägersignal ist, und dass in der Auswertevorrichtung die Signalverarbeitung auf der Grundlage des niederfrequenten Nutzsignals durchführbar ist.
- Hinsichtlich des zugrunde liegenden Verfahrens zur Messung des Abstandes zwischen einer Magnetsensoranordnung und einer magnetischen Wechselfeldquelle wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, dass das charakteristische magnetische Wechselfeldsignal mittels zumindest zweier in einem festen Abstand zueinander auf einer Bewegungsachse der magnetischen Wechselfeldquelle angeordneter Magnetfeldsensoren der Magnetsensoranordnung erfasst wird, dass die magnetische Wechselfeldquelle mit einem Trägersignal gespeist wird, dessen Frequenz erheblich größer, z. B. einhundertmal größer, als eine Frequenz eines dem charakteristischen magnetischen Wechselfeldsignal entsprechenden niederfrequenten Nutzsignals der magnetischen Wechselfeldquelle ist, dass das Trägersignal mit dem Nutzsignal der magnetischen Wechselfeldquelle moduliert, vorzugsweise amplitudenmoduliert, und zu einem Sendesignal der magnetischen Wechselfeldquelle verbunden wird, und dass in der Auswertevorrichtung die Signalverarbeitung auf der Grundlage des niederfrequenten Nutzsignals durchgeführt wird.
- Erfindungsgemäß sind mittels elektromagnetischer Felder Abstands- bzw. Entfernungsmessungen möglich, und zwar auch in Bereichen, die deutlich größer als 200 mm sind, wobei die genannten Abstands- bzw. Entfernungsmessungen auch in einem Kraftfahrzeug, in dem Störfelder in erheblichem Ausmaß auftreten, realisiert werden können. Aufgrund der Nutzung des aus einem Trägersignal und einem Nutzsignal zusammengesetzten Sendesignals der magnetischen Wechselfeldquelle ergibt sich der Vorteil einer hervorragenden magnetischen Kopplung aufgrund der hohen Trägerfrequenz und einer einfachen Signalverarbeitung in der Auswertevorrichtung aufgrund der Tatsache, dass die Frequenz des Nutzsignals in einem niederfrequenten Bereich liegt.
- Erfindungsgemäß können für die Rückgewinnung des Nutzsignals aus dem Sendesignal alle bekannten Demodulationsverfahren eingesetzt werden, wobei zweckmäßigerweise in der Auswertevorrichtung der Messanordnung eine Demodulationsstufe angeordnet ist, durch die, wie bereits erwähnt, aus dem Sendesignal der magnetischen Wechselfeldquelle das niederfrequente Nutzsignal derselben rückgewinnbar ist.
- Um einen noch störungsfreieren und damit sichereren Betrieb der erfindungsgemäßen Messanordnung sicherzustellen und entsprechend das erfindungsgemäße Verfahren mit großer Zuverlässigkeit durchführen zu können, wird des Weiteren vorgeschlagen, dass mittels der Steuereinheit der Auswertevorrichtung die Frequenz des in die magnetische Wechselfeldquelle eingespeisten Trägersignals umschaltbar ist und dass die Signalverarbeitung in der Auswertevorrichtung auf der Grundlage eines in der Auswertevorrichtung abgelegten Algorithmus unter Auswertung mehrerer, unterschiedliche Frequenzen des Trägersignals aufweisender Sendesignale durchgeführt wird. Hierbei werden dann Messungen mit verschiedenen Trägerfrequenzen durchgeführt, wobei dann mittels eines mit einem vergleichsweise geringen Aufwand installierbaren Voting Algorithmus mit großer Sicherheit auf ein nicht gestörtes Signal geschlossen werden kann.
- Erfindungsgemäß ist der Einsatz preiswerter und relativ langsamer Mikroprozessoren bzw. Mikrocontroller für die Signalverarbeitung möglich.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 eine Stoßdämpfervorrichtung, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Messanordnung; und -
2 eine Prinzipdarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung zur Bestimmung des Abstandes zwischen zwei längs einer Achse zueinander beweglichen Bauteilen der Stoßdämpfervorrichtung. - Eine in
1 gezeigte Stoßdämpfervorrichtung1 hat insbesondere auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik eine weite Verbreitung und kommt üblicherweise zum Einsatz, wenn unterschiedliche Fahrwerksteile in einem vorgebbaren Ausmaß zueinander beweglich angeordnet werden sollen. - Die in
1 gezeigte Ausführungsform der Stoßdämpfervorrichtung1 hat zwei Bauteile2 ,3 , die längs einer Achse Z zueinander beweglich angeordnet sind. Die Achse Z wird im gezeigten Ausführungsbeispiel der Stoßdämpfervorrichtung1 durch die Achse einer Kolbenstange4 gebildet. Des Weiteren ist zwischen den beiden zueinander beweglichen Bauteilen2 ,3 der Stoßdämpfervorrichtung1 eine Schraubenfeder5 angeordnet. - Die in
1 gezeigte Stoßdämpfervorrichtung1 ist mit einer in2 prinzipiell dargestellten Messanordnung6 ausgerüstet, die der Bestimmung des Abstandes zwischen den beiden längs der Achse Z zueinander beweglichen Bauteilen2 ,3 der Stoßdämpfervorrichtung1 dient. - Hierzu ist am in
1 unteren Bauteil3 der Stoßdämpfervorrichtung1 eine magnetische Wechselfeldquelle7 vorgesehen, die am Bauteil3 ortsfest angeordnet bzw. angebracht ist. Am Bauteil2 der Stoßdämpfervorrichtung1 ist eine Magnetsensoranordnung8 vorgesehen, die am Bauteil2 ebenfalls ortsfest angeordnet bzw. angebracht ist. Für die Anordnung der magnetischen Wechselfeldquelle7 am Bauteil3 und der Magnetsensoranordnung8 am Bauteil2 ist wesentlich, dass diese auf einer in2 gezeigten Bewegungsachse X sitzen, welche zur Achse Z, längs der die beiden Bauteile2 ,3 der Stoßdämpfervorrichtung1 zueinander beweglich sind, parallel verläuft. - Die magnetische Wechselfeldquelle
7 erzeugt ein elektromagnetisches Feld mit einer bekannten Signalfrequenz. Hierzu dienen eine in den Figuren nicht im Einzelnen dargestellte Spule sowie ein Generator, wobei die Spule ortsfest mit dem Bauteil3 der Stoßdämpfervorrichtung1 verbunden ist. - Die Magnetsensoranordnung
8 zur Messung des elektromagnetischen Felds der magnetischen Wechselfeldquelle7 ist so ausgestaltet, dass sie in demjenigen Bereich sensitiv ist, der dem Bereich der Signalfrequenz der magnetischen Wechselfeldquelle7 entspricht. Wie bereits erwähnt, ist die Magnetsensoranordnung8 ortsfest mit dem Bauteil2 der Stoßdämpfervorrichtung1 verbunden. - Zu der Magnetsensoranordnung
8 gehören zumindest zwei Magnetfeldsensoren9 ,10 . Diese beiden Magnetfeldsensoren9 ,10 können in beliebiger Weise als magnetfeldempfindliche Sensorelemente ausgestaltet sein, z. B. als Hall-Sensoren, Induktionsspulen oder auch AMR-, GMR- oder ähnliche Sensoren. - Die beiden Magnetfeldsensoren
9 ,10 der Magnetsensoranordnung8 sind auf der in2 gezeigten Bewegungsachse X der magnetischen Wechselfeldquelle7 in einem festen Abstand B zueinander angeordnet. Die beiden Magnetfeldsensoren9 ,10 der Magnetsensoranordnung und die magnetische Wechselfeldquelle7 sitzen somit sämtlich auf der in2 gezeigten Bewegungsachse K. - Das von den beiden Magnetfeldsensoren
9 ,10 der Magnetsensoranordnung8 jeweils empfangene charakteristische magnetische Wechselfeldsignal der magnetischen Wechselfeldquelle7 wird mittels eines Filters, z. B. mittels eines Lock-In-Filters11 , von fremden Signalanteilen getrennt. - An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Feldstärke eines Magnetfeldes im Nahbereich in Luft mit dem Faktor 1/r3 abfällt, wobei r den Abstand zwischen der Quelle des Magnetfelds einerseits und dem magnetempfindlichen Sensorelement andererseits bezeichnet. Entsprechend ist bekannt, dass der Gradient eines Magnetfelds im Nahbereich in Luft mit dem Faktor 1/r4 abfällt.
- Indem nun der Quotient bzw. das Verhältnis der beiden von den beiden Magnetfeldsensoren
9 ,10 der Magnetsensoranordnung8 empfangenen charakteristischen magnetischen Wechselfeldsignale der magnetischen Wechselfeldquelle7 gebildet wird, wird ein entfernungsabhängiger Wert erhalten, der von der Feldstärke der magnetischen Wechselfeldquelle7 unabhängig ist. - Für die Signalverarbeitung und -auswertung weist die Messanordnung
6 eine Auswertevorrichtung12 auf, die der am Bauteil3 der Stoßdämpfervorrichtung1 vorgesehenen Magnetsensoranordnung8 zugeordnet bzw. an diese Magnetsensoranordnung8 angeschlossen ist. - Der Quotient bzw. das Verhältnis der von den beiden Magnetfeldsensoren
9 ,10 der Magnetsensoranordnung8 erfassten charakteristischen magnetischen Wechselfeldsignale kann anlogtechnisch gebildet werden. Hierzu werden die beiden magnetischen Wechselfeldsignale logarithmiert, dann subtrahiert, wobei die sich bei dieser Subtraktion ergebende Differenz anschließend wieder delogarithmiert wird. Entsprechend steht dann eine lineare entfernungsabhängige Spannung zur Verfügung. - Auf die vorstehend genannte Delogarithmierung kann dann verzichtet werden, wenn die nachgeschaltete Applikation mit einer logarithmischen Weginformation arbeiten kann. Alternativ ist es möglich, die Signalauswertung bzw. -verarbeitung mittels eines Mikroprozessors bzw. Mikrocontrollers
13 durchzuführen. Vor der Verarbeitung der charakteristischen magnetischen Wechselfeldsignale im Mikroprozessor bzw. Mikrocontroller13 findet dann eine analoge Signalvorverarbeitung statt. Mittels dieser Signalvorverarbeitung werden die charakteristischen magnetischen Wechselfeldsignale durch Verstärkung und/oder Logarithmierung in einen für den Mikroprozessor bzw. Mikrocontroller13 geeigneten Spannungsbereich transformiert. Das Bilden des Quotienten bzw. des Verhältnisses und die Zuordnung des so ermittelten Werts zu einer Entfernung bzw. zu einem Abstand A zwischen der magnetischen Wechselfeldquelle7 einerseits und der Magnetsensoranordnung andererseits und damit zwischen den beiden Bauteilen2 ,3 der Stoßdämpfervorrichtung1 wird dann digitaltechnisch im Mikroprozessor bzw. Mikrocontroller13 ausgeführt. - Für die vorstehend erwähnte Verstärkung kann z. B. ein Lock-In-Verstärker
14 eingesetzt werden. - Bei der anhand der
1 und2 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messanordnung6 wird eine weitere technische Verbesserung dadurch erreicht, dass das charakteristische magnetische Wechselfeldsignal der magnetischen Wechselfeldquelle7 bzw. das Sendesignal der magnetischen Wechselfeldquelle7 ein mit einem Nutzsignal moduliertes, vorzugsweise amplitudenmoduliertes Trägersignal ist. Die magnetische Wechselfeldquelle7 wird mittels einer im dargestellten Ausführungsbeispiel der Auswertevorrichtung12 der Messanordnung6 zugeordneten Steuereinheit15 mit dem Trägersignal gespeist. Die Frequenz des in die magnetische Wechselfeldquelle7 eingespeisten Trägersignals ist erheblich größer, typischerweise einhundertmal größer, als die Frequenz eines niederfrequenten Nutzsignals, das dem charkteristischen magnetischen Wechselfeldsignal der magnetischen Wechselfeldquelle7 entspricht. - Aufgrund der hohen Frequenz des Trägersignals ergibt sich eine gute magnetische Kopplung, wobei die Signalverarbeitung des die niedrige Frequenz aufweisenden Nutzsignals im niederfrequenten Bereich möglich ist. Die Rückgewinnung des dem charakteristischen magnetischen Wechselfeldsignal entsprechenden Nutzsignals kann mittels aller bekannten Demodulationsverfahren in einer in der Auswertevorrichtung
12 vorgesehenen Demodulationsstufe16 erfolgen. Aufgrund der Verarbeitung des Nutzsignals im niederfrequenten Bereich ist es möglich, den Mikroprozessor bzw. Mikrocontroller13 der Auswertevorrichtung12 relativ langsam und damit preiswert zu gestalten. - Der bei der Auswertung der charakteristischen magnetischen Wechselfeldsignale der magnetischen Wechselfeldquelle
7 ermittelte Gradient wird bei einer Anordnung der Messanordnung6 an einer Stoßdämpfervorrichtung wesentlich durch die Kolbenstange4 , die meist aus einem ferromagnetischen Stahl besteht, beeinflusst. Entsprechend ist dieser Gradient des charakteristischen magnetischen Wechselfeldsignals unterschiedlich zu dem entsprechenden Gradienten des charakteristischen magnetischen Wechselfeldsignals in Luft. Von daher ist beispielsweise in der Magnetsensoranordnung8 oder der Auswertevorrichtung12 eine applikationsspezifische Entfernungstabelle abgelegt, um die erforderlichen Anpassungen vorzunehmen. - Um die Betriebssicherheit der vorstehend geschilderten erfindungsgemäßen Messanordnung
6 zu erhöhen und um einen störsicheren Betrieb zu gewährleisten, ist es möglich, die Auswertevorrichtung12 so auszugestalten, dass mittels ihrer Steuereinheit15 die Frequenz des in die magnetische Wechselfeldquelle7 eingespeisten Trägersignals umgeschaltet werden kann. Entsprechend können dann Messungen mit unterschiedlichen Frequenzen des Trägersignals durchgeführt werden. In der Auswertevorrichtung12 ist ein einfacher Voting Algorhitmus gespeichert, mittels dem dann mit großer Sicherheit auf ein ungestörtes charakteristisches magnetisches Wechselfeldsignal geschlossen werden kann. - Im Betrieb der Stoßdämpfervorrichtung
1 kann sich die Feldstärke der magnetischen Wechselfeldquelle7 z. B. durch Temperatureinflüsse erheblich verändern. Aufgrund der im Falle der erfindungsgemäßen Messanordnung6 vorgenommenen Messung der Signalspannungen und des Bildens des Verhältnisses bzw. des Quotienten aus in beiden Magnetfeldsensoren9 ,10 der Magnetsensoranordnung8 empfangenen charkteristischen magnetischen Wechselfeldsignalen wird eine sehr genaue Entfernungsmessung möglich, die von der absoluten Feldstärke der magnetischen Wechselfeldquelle7 unabhängig ist. - Wenn z. B. eine Niveauregulierung eines Kraftfahrzeugs im Stand durchgeführt werden soll, ist es möglich, das vorstehend geschilderte Mess- und Auswertungs- sowie Verarbeitungsverfahren mittels eines preiswerten Mikroprozessors bzw. Mikrocontrollers vorzunehmen, wobei die charakteristischen magnetischen Wechselfeldsignale beider Magnetfeldsensoren
9 ,10 berücksichtigt werden können. - Sofern jedoch dynamische Bewegungen von Fahrwerkskomponenten im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs erfasst werden sollen, muss die vorstehend geschilderte Messanordnung bzw. müssen ihr nachgeschaltete Applikationseinheiten mit Bewegungsfrequenzen von ca. 20 bis 30 Hz arbeiten können. Daher kann die vorstehend geschilderte erfindungsgemäße Messanordnung in zwei Betriebsmodi betrieben werden.
- Mittels der Auswertevorrichtung
12 wird im ersten Betriebsmodus auf der Grundlage der von den zumindest zwei Magnetfeldsensoren9 ,10 erfassten charakteristischen magnetischen Wechselfeldsignalen der magnetischen Wechselfeldquelle7 der Abstand A ermittelt, wobei bei dieser Messung im ersten Betriebsmodus die Absolutwerte der Messspannungen erfasst und der vorstehend bereits mehrfach erwähnte Quotient bzw. das vorstehend bereits mehrfach erwähnte Verhältnis gebildet wird, um eine von der absoluten Feldstärke der magnetischen Wechselfeldquelle7 unabhängige Entfernungsinformation in Form des Abstandes A zu bekommen. - Aus den derart gewonnenen Daten kann wiederum auf die momentane absolute Feldstärke der magnetischen Wechselfeldquelle
7 rückgeschlossen werden. In dem nunmehr nachfolgenden zweiten Betriebsmodus der Messanordnung6 kann für eine schnelle und dynamische Messung nur noch ein charakteristisches magnetisches Wechselfeldsignal eines der beiden Magnetfeldsensoren9 ,10 erfasst werden. Dieses erfasste magnetische Wechselfeldsignal wird entsprechend der rückgeschlossenen bzw. berechneten absoluten Feldstärke bzw. Quellfeldstärke der magnetischen Wechselfeldquelle7 skaliert und dann dem jeweils sich ergebenden Abstand zwischen der Magnetsensoranordnung8 einerseits und der magnetischen Wechselfeldquelle7 andererseits zugeordnet. - Die Umschaltung zwischen den unterschiedlichen Betriebsmodi der Messanordnung
6 kann z. B. durch ein externes Steuersignal oder durch einen in der Signalverarbeitung der Auswertevorrichtung12 hinterlegten Algorithmus erfolgen. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006046372 B3 [0002]
Claims (6)
- Messanordnung zur Bestimmung des Abstandes (A) zu einer magnetischen Wechselfeldquelle (
7 ), mit einer Magnetsensoranordnung (8 ), mittels der ein charakteristisches magnetisches Wechselfeldsignal der magnetischen Wechselfeldquelle (7 ) erfassbar ist, und einer Auswertevorrichtung (12 ), die an die Magnetsensoranordnung (8 ) angeschlossen ist und mittels der die von der Magnetsensoranordnung (8 ) erfassten charakteristischen magnetischen Wechselfeldsignale der magnetischen Wechselfeldquelle (7 ) auswert- und in den Abstand (A) zwischen der magnetischen Wechselfeldquelle (7 ) einerseits und der Magnetsensoranordnung (8 ) andererseits umrechenbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetsensoranordnung (8 ) zumindest zwei Magnetfeldsensoren (9 ,10 ) aufweist, die in einem festen Abstand (B) zueinander auf einer Bewegungsachse (X) angeordnet sind, auf und längs derselben die magnetische Wechselfeldquelle (7 ) in Bezug auf die Magnetsensoranordnung (8 ) bewegbar ist, dass die Auswertevorrichtung (12 ) eine Steuereinheit (15 ) aufweist, mittels der die magnetische Wechselfeldquelle (7 ) mit einem Trägersignal speisbar ist, dass die Frequenz des Trägersignals erheblich größer, z. B. einhundertmal größer, als eine Frequenz eines dem charakteristischen magnetischen Wechselfeldsignal entsprechenden niederfrequenten Nutzsignals der magnetischen Wechselfeldquelle (7 ) ist, dass ein Sendesignal der magnetischen Wechselfeldquelle (7 ) das mit dem Nutzsignal der magnetischen Wechselfeldquelle (7 ) modulierte, vorzugsweise amplitudenmodulierte, Trägersignal ist und dass in der Auswertevorrichtung (12 ) die Signalverarbeitung auf der Grundlage des niederfrequenten Nutzsignals durchführbar ist. - Messanordnung nach Anspruch 1, in deren Auswertevorrichtung (
12 ) eine Demodulationsstufe (16 ) angeordnet ist, mittels der aus dem Sendesignal der magnetischen Wechselfeldquelle (7 ) das niederfrequente Nutzsignal derselben rückgewinnbar ist. - Messanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der mittels der Steuereinheit (
15 ) der Auswertevorrichtung (12 ) die Frequenz des in die magnetische Wechselfeldquelle (7 ) eingespeisten Trägersignals umschaltbar ist und bei der die Signalverarbeitung in der Auswertevorrichtung (12 ) auf der Grundlage eines in der Auswertevorrichtung (12 ) abgelegten Algorithmus unter Auswertung mehrerer, unterschiedliche Frequenzen des Trägersignals aufweisender Sendesignale durchführbar ist. - Verfahren zur Messung des Abstandes (A) zwischen einer Magnetsensoranordnung (
8 ) und einer magnetischen Wechselfeldquelle (7 ), bei dem mittels der Magnetsensoranordnung (8 ) ein charakteristisches magnetisches Wechselfeldsignal der magnetischen Wechselfeldquelle (7 ) erfasst, an eine Auswertevorrichtung (12 ) weitergeleitet und in der Auswertevorrichtung (12 ) in den Abstand (A) umgerechnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das charakteristische magnetische Wechselfeldsignal mittels zumindest zweier in einem festen Abstand (B) zueinander auf einer Bewegungsachse (X) der magnetischen Wechselfeldquelle (7 ) angeordneter Magnetfeldsensoren (9 ,10 ) der Magnetsensoranordnung (8 ) erfasst wird, dass die magnetische Wechselfeldquelle (7 ) mit einem Trägersignal gespeist wird, dessen Frequenz erheblich größer, z. B. einhundertmal größer, als eine Frequenz eines dem charakteristischen magnetischen Wechselfeldsignal entsprechenden niederfrequenten Nutzsignals der magnetischen Wechselfeldquelle (7 ) ist, dass das Trägersignal mit dem Nutzsignal der magnetischen Wechselfeldquelle (7 ) moduliert, vorzugsweise amplitudenmoduliert, und zu einem Sendesignal der magnetischen Wechselfeldquelle (7 ) verbunden wird, und dass in der Auswertevorrichtung (12 ) die Signalverarbeitung auf der Grundlage des niederfrequenten Nutzsignals durchgeführt wird. - Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das niederfrequente Nutzsignal aus dem Sendesignal in einer auswertevorrichtungsseitigen Demodulationsstufe (
16 ) rückgewonnen wird. - Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem mittels einer Steuereinheit (
15 ) der Auswertevorrichtung (12 ) die Frequenz des in die magnetischen Wechselfeldquelle (7 ) eingespeisten Trägersignals umgeschaltet wird und bei dem die Signalverarbeitung in der Auswertevorrichtung (12 ) auf der Grundlage eines in der Auswertevorrichtung (12 ) abgelegten Algorithmus unter Auswertung mehrerer, unterschiedliche Frequenzen des Trägersignals aufweisender Sendesignale durchgeführt wird.
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DE3615291A1 (de) * | 1985-05-07 | 1986-11-13 | Radiodetection Ltd., Bristol, Gloucestershire | Elektromagnetischer wandler sowie einrichtung zur bestimmung einer relativgeschwindigkeit und/oder einer form unter verwendung eines derartigen wandlers |
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-
2011
- 2011-12-14 DE DE102011120998.4A patent/DE102011120998B4/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
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