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Die Erfindung betrifft eine induktive Wegmesseinrichtung mit einer Messspule, einem in die Messspule hinein und aus dieser heraus bewegbaren Messstößel, und einer Messschaltung zur Messung der vom Weg des Messstößels abhängigen Induktivität der Messspule.
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Insbesondere befasst sich die Erfindung mit einer Wegmesseinrichtung in einem Getriebesensor eines Kraftfahrzeugs.
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In
WO 2010/006781 A1 wird ein Getriebesensor beschrieben, der dazu dient, die aktuelle Schaltposition des Getriebes zu erfassen. Bei diesem Sensor ist der Messstößel mechanisch mit einem Rastglied verbunden, das elastisch gegen eine Schaltwelle des Getriebes vorgespannt ist und ein auf dieser Schaltwelle gebildetes Schaltgebirge abfährt. Die Bewegungen der Schaltwelle werden so in axiale Bewegungen des Messstößels umgesetzt, die mit der Messeinrichtung erfasst werden. Anhand des so gemessenen Weges des Messstößels kann dann beispielsweise erkannt werden, ob sich das Schaltgetriebe in einer Neutralposition, im Rückwärtsgang oder in einem Vorwärtsgang befindet, da diesen Getriebepositionen jeweils unterschiedlichen Höhen des Schaltgebirges zugeordnet sind.
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Bei einer induktiven Wegmesseinrichtung hat der Messstößel eine relativ hohe Permeabilität, und folglich hängt die Induktivität der Messspule kritisch davon ab, wie tief der Messstößel in die Messspule eintaucht. Der vom Messstößel zurückgelegte Weg kann daher durch Messung der Induktivität bestimmt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Messgenauigkeit der induktiven Messeinrichtung zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass auf dem Messstößel koaxial zu der Messspule und axial zu dieser versetzt eine Kalibrationsmessspule angeordnet ist und die Messschaltung dazu ausgebildet ist, anhand der Induktivität der Kalibrationsmessspule einen Referenzwert für die Permeabilität des Messstößels zu bestimmen.
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Die Erfindung ermöglicht es, die gesamte Messanordnung auf die tatsächliche Permeabilität des Messstößels zu eichen und bietet damit den Vorteil, dass das Messergebnis unempfindlicher gegenüber Abweichungen dieser Permeabilität vom nominalen Wert wird, die beispielsweise durch Maßtoleranzen, Änderungen im Gefüge oder Änderungen in der chemischen Zusammensetzung des Messstößels, Temperaturschwankungen, unterschiedliche magnetische Sättigung des Messstößels und dergleichen verursacht werden können.
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Während die Messspule so angeordnet ist, dass ihre Induktivität kritisch auf Positionsänderungen des Messstößels reagiert, ist die Kalibrationsmessspule so angeordnet, dass ihre Induktivität von der Position des Messstößels weitgehend unabhängig ist. Das lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass die Kalibrationsmessspule hinreichend weit vom Ende des Messstößels entfernt auf einem Abschnitt dieses Messstößels angeordnet wird, der einen konstanten Querschnitt und eine konstante Zusammensetzung aufweist, so dass sich die Geometrie des Magnetfelds im Bereich der Kalibrationsmessspule nicht ändert, wenn sich der Messstößel in axialer Richtung bewegt.
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In einer alternativen Ausführungsform kann die Kalibrationsmessspule auch fest auf dem Messstößel angeordnet sein, so dass sie sich mit diesem mitbewegt.
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Mit Hilfe der Messschaltung können von Zeit zu Zeit Kalibrationsmessungen durchgeführt werden, in denen die Induktivität der Kalibrationsmessspule gemessen wird. Daraus lässt sich dann ein Referenzwert für die Permeabilität der Messstößels berechnen, und dieser Referenzwert kann wiederum dazu benutzt werden, die Funktion, die den Zusammenhang zwischen dem Weg des Messstößels und der Induktivität der Messspule angibt, entsprechend der gemessenen Permeabilität des Messstößels anzupassen, so dass unabhängig von Toleranzen oder zeitlichen Änderungen in der Permeabilität des Messstößels ein genaueres Messergebnis erhalten wird.
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In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben, die eine weitere Verbesserung der Messgenauigkeit ermöglichen.
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Wenn die Wegmesseinrichtung in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird, kann sie Magnetfeldern ausgesetzt sein, die an anderer Stelle im Fahrzeug erzeugt werden. Wenn diese externen Magnetfelder nicht ausreichend abgeschirmt werden, was sich unter den beengten Einbaubedingungen in einem Fahrzeuggetriebe als aufwendig und schwierig erweisen kann, so besteht die Gefahr, dass durch die externen Magnetfelder in der Messspule Spannungen induziert werden, die dann das Ergebnis verfälschen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist deshalb koaxial zu der Messspule eine mit dieser in Reihe geschaltete Kompensationsspule zur Kompensation der Störspannungen vorgesehen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Kompensationsspule eine größere Fläche umschließt als die Messspule und eine kleinere Windungszahl hat als diese.
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Die Spannung, die durch ein homogenes, zeitlich veränderliches Magnetfeld in einer Spule induziert wird, ist proportional zu der von der Spule umschlossenen Fläche und zu der Windungszahl. Wenn die Fläche der Kompensationsspule vergrößert wird und gleichzeitig die Windungszahl verkleinert wird, kann somit der kompensierende Effekt dieser Spule beibehalten werden. Der wesentliche Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, dass die Induktivität der Kompensationsspule kleiner wird, da die Induktivität proportional zum Quadrat der Windungszahl ist. Das Prinzip der Wegmessung beruht darauf, dass Änderungen der Induktivität der Messspule bzw. der Induktivität des gesamten Spulensystems erfasst werden. Da die Induktivität der Kompensationsspule jedoch nicht oder kaum von der Bewegung des Messstößels beeinflusst wird, trägt sie nicht zur Steigerung der Empfindlichkeit des Messsystems sondern nur zur Erhöhung der Gesamtinduktivität des Systems bei. Die Messgenauigkeit ist deshalb höher, wenn die Induktivität der Kompensationsspule im Vergleich zur Induktivität der Messspule möglichst klein ist. Das wird durch die erfindungsgemäße Maßnahme erreicht.
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In einer Ausführungsform kann ein und dieselbe Spule als Kompensationsspule und zugleich als Kalibrationsmessspule dienen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Messspule eng von einer Hülse aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität, beispielsweise einem ferromagnetischen Material umschlossen. Durch diese Hülse wird das ursprünglich homogene externe Magnetfeld in günstiger Weise verzerrt. Zum einen wird die Messspule durch diese Hülse im gewissen Ausmaß abgeschirmt, so dass die in der Messspule induzierten Spannungen kleiner werden. Da die Kompensationsspule eine größere Fläche umschließt und folglich einen größeren Radius hat als die Messspule, liegen die Wicklungen der Kompensationsspule vorwiegend außerhalb des Radius der Hülse, mit dem Ergebnis, dass das externe Magnetfeld durch die Hülse in die Kompensationsspule hinein konzentriert wird, so dass in der Kompensationsspule entsprechend höhere Spannungen induziert werden. Damit sich die induzierten Spannungen weiterhin ausgleichen, kann und muss folglich die Windungszahl der Kompensationsspule überproportional reduziert werden, was zu einer weiteren Abnahme der Induktivität dieser Kompensationsspule führt.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 einen axialen Schnitt durch eine Spulenanordnung einer induktiven Wegmesseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 ein Schaltbild der Wegmesseinrichtung;
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3 eine Skizze zur Erläuterung eines anderen Ausführungsbeispiels der Wegmesseinrichtung;
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4 ein Schaltbild der Wegmesseinrichtung nach 3; und
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5 einen Getriebesensor mit einer erfindungsgemäßen Wegmesseinrichtung.
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1 zeigt eine Spulenanordnung 10 mit einer zylindrischen Messspule 12, im gezeigten Beispiel einer Luftspule, und einer gleichfalls zylindrischen Kompensationsspule 14. Die Messspule 12 und die Kompensationsspule 14 sind koaxial und gegensinnig in gewissem Abstand zueinander auf einen gemeinsamen Träger 16 aus nichtmagnetischem Material gewickelt. Am der Kompensationsspule 14 entgegengesetzten Ende der Messspule 12 ist ein Ende eines ferromagnetischen Messstößels 18 gezeigt, der in Axialrichtung der Spulenanordnung beweglich ist und so eine gewisse Strecke Smax in die Messspule 12 eintauchen kann, wie in 1 strichpunktiert angedeutet ist. Der Messstößel 18 beeinflusst die Induktivität der Messspule 12, so dass durch Messung dieser Induktivität der Weg gemessen werden kann, um den sich der Messstößel 18 aus der in 1 in durchgezogenen Linien gezeigten Ausgangsstellung heraus in die Messspule hinein bewegt hat.
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Die Messspule 12 umschließt eine gewisse kreisförmige Fläche A1. Die Wicklungen der Kompensationsspule 14 liegen radial außerhalb der Wicklungen der Messspule 12 und umschließen daher eine größere Fläche A2. Andererseits hat die Kompensationsspule 14 eine kleinere Windungszahl als die Messspule 12. Im gezeigten Beispiel hat die Kompensationsspule 14 auch eine geringere Länge. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn die Kompensationsspule 14 aus einem Draht gewickelt ist, der einen größeren Querschnitt hat als der Draht, der für die Messspule 12 verwendet wird, denn dadurch reduziert sich der Ohmsche Widerstand der Kompensationsspule 14.
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Die Flächen A1 und A2 und die Windungszahlen der beiden Spulen sind so aufeinander abgestimmt, dass, wenn sich die Spulenanordnung 10 in einem zeitlich veränderlichen homogenen Magnetfeld befindet, die Spannungen, die einerseits in der Messspule 12 und andererseits in der Kompensationsspule 14 induziert werden, dem Betrage nach gleich sind.
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Die Messspule 12 und die Kompensationsspule 14 sind in Reihe geschaltet und so gewickelt, dass sich die induzierten Spannungen gegenseitig aufheben. Auf diese Weise wird bei nicht vorhandener oder unvollkommener magnetischer Abschirmung der Messanordnung eine weitgehende Unempfindlichkeit gegenüber externen Magnetfeldern erreicht.
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Aufgrund des axialen Abstands zwischen der Messspule 12 und der Kompensationsspule 14 sind diese beiden Spulen magnetisch entkoppelt, so dass sich ihre Induktivitäten nicht auslöschen, sondern im wesentlichen addieren. In jedem Fall ist bei der hier gezeigten Anordnung die Induktivität der Kompensationsspule 14 sehr klein im Vergleich zur Induktivität der Messspule 12. Außerdem wird so die Induktivität der Messspule 12 kaum von den Bewegungen des Messstößels 18 beeinflusst. Eine vollständige magnetische Entkopplung der beiden Spulen ist daher zwar vorteilhaft aber nicht zwingend.
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Der Teil des Trägers 16, der die Messspule 12 aufnimmt, ist über diese Messspule hinaus verlängert und trägt eine Kalibrationsmessspule 20. Diese Kalibrationsmessspule 20 ist so weit von der Messspule 12 entfernt angeordnet, dass sie auch dann, wenn der Messstößel 18 sich in der am weitesten aus der Messspule 12 herausgezogenen Position befindet (Position in durchgezogenen Linien in 1) so weit vom Ende des zylindrischen Messstößels 18 entfernt ist, dass ihre Induktivität praktisch nicht von der axialen Position des Messstößels 18 beeinflusst wird.
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2 zeigt eine Messschaltung 22, mit der die Gesamtinduktivität der durch die Messspule 12 und die Kompensationsspule 14 gebildeten Spulenanordnung gemessen wird. Ein Widerstand 24 ist in Reihe mit der Messspule 12 und der Kompensationsspule 14 geschaltet, und mit Hilfe eines elektronisch gesteuerten Schalters 26 kann an diese Reihenschaltung eine Spannung einer Gleichspannungsquelle 28 angelegt werden. Aufgrund der Induktivität der Spulen fällt diese Spannung im Einschaltzeitpunkt ausschließlich über den beiden Spulen ab. Der Stromfluss durch die Spulen nimmt dann allmählich zu, bis er schließlich einen Sättigungswert erreicht. Dieser Stromfluss führt zu einem Spannungsabfall über dem Widerstand 24. Die Spannung wird an einem Punkt zwischen dem Widerstand 24 und der Messspule 12 abgegriffen und einer elektronischen Auswerte- und Steuereinheit 30 zugeführt. Dort kann die Spannung digitalisiert und weiter ausgewertet und/oder gespeichert werden. Insbesondere lässt sich so feststellen, ob und wann der Strom seinen konstanten Sättigungswert erreicht hat, der von den Ohmschen Widerständen der Spulen 12, 14 und des Widerstands 24 und dem Innenwiderstand der Spannungsquelle 28 abhängig ist.
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Wenn dieser Sättigungszustand erreicht ist, veranlasst die Auswerte- und Steuereinheit 30 das Umlegen des Schalters 26. Dadurch werden die Spulen 12, 14 von der Gleichspannungsquelle 28 getrennt und kurzgeschlossen. Aufgrund der Induktivität der Spulen fließt weiterhin ein Strom, der exponentiell mit einer von der Gesamtinduktivität abhängigen Zeitkonstanten auf null abnimmt. Gleichzeitig mit dem Umlegen des Schalters 26 beginnt die Auswerte- und Steuereinheit 30 mit einer Zeitzählung. Der für den Strom durch die Spulen repräsentative Spannungsabfall am Widerstand 24 wird in einem Vergleicher 32 mit einem festen Spannungswert verglichen, der mit einem durch Widerstände 34 gebildeten Spannungsteiler eingestellt wird. Sobald der Spannungsabfall am Widerstand 24 auf den Vergleichswert abgenommen hat, liefert der Vergleicher 32 an die Auswerte- und Steuereinheit 30 ein Signal, durch das die Zeitzählung beendet wird. Aus der gemessenen Zeit lässt sich dann die Gesamtinduktivität der Spulen 12, 14 berechnen. Da der Zusammenhang zwischen dieser Gesamtinduktivität und dem vom Messstößel 18 zurückgelegten Weg bekannt ist, kann dann aus der Induktivität der Weg des Messstößels 18 berechnet werden. Danach kann ein neuer Messzyklus beginnen. In der Praxis können beispielsweise 100 Messzyklen pro Sekunde durchgeführt werden.
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Die oben beschriebene Messprozedur setzt voraus, dass die magnetische Permeabilität des Messstößels 18 bekannt ist. In der Praxis ist diese Voraussetzung jedoch nur mit begrenzter Genauigkeit erfüllt, da die Permeabilität des Messstößels von Fertigungstoleranzen, Temperaturschwankungen und sonstigen Einflüssen abhängig sein kann.
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Die Kalibrationsmessspule 20 erlaubt es, die Messschaltung auf die tatsächliche Permeabilitiät des Messstößels zu eichen und so die Messgenauigkeit zu verbessern. Wie 2 zeigt, sind die Kalibrationsmessspule 20 und ein damit in Reihe geschalteter Widerstand 36 parallel zu dem Widerstand 24 und den Spulen 12, 14 zwischen die Gleichspannungsquelle 28 und den Schalter 26 geschaltet. Die Spannung an dem Punkt zwischen der Kalibrationsmessspule 20 und dem Widerstand 36 wird abgegriffen und durch einen Vergleicher 38 mit derselben Vergleichsspannung verglichen, die auch dem Vergleicher 32 zugeführt wird. Die Auswerte- und Steuereinheit 30 enthält einen zweiten Zeitzähler, der ebenfalls mit dem Umlegen des Schalters 26 gestartet wird, wenn der Stromfluss durch die Messspule 12 die Sättigung erreicht hat, und der durch das Signal des Vergleichers 38 gestoppt wird. Anhand der von diesem Zähler gemessenen Zeit lässt sich so die Induktivität der Kalibrationsmessspule 20 bestimmen. Da diese Induktivität nicht von der Position des Messstößels 18 abhängig ist, lässt sich aus der gemessenen Induktivität ein Referenzwert für die tatsächliche (spezifische) Permeabilität des Messstößels 18 berechnen. Wenn sich zeigt, dass dieser Referenzwert von dem theoretischen Wert der Permeabilität abweicht, die zur Bestimmung des Zusammenhangs zwischen dem Weg des Messstößels und der Induktivität der Messspule 12 benutzt wurde, so wird in der Auswerte- und Steuerschaltung 30 dieser Zusammenhang entsprechend korrigiert. Auf diese Weise lassen sich Verfälschungen des Messergebnisses beseitigen, die andernfalls durch unzutreffende Annahmen über die Permeabilität des Messstößels verursacht würden.
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Allerdings ist die oben beschriebene Induktivitätsmessung ist mit einer unvermeidlichen Messungenauigkeit ΔL behaftet. Daraus ergibt sich eine entsprechende Messungenauigkeit ΔS für die Wegmessung.
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Der Zusammenhang zwischen dem Weg S und der Induktivität L ist in erster Näherung durch die folgende Gleichung gegeben: L = L0 + a·S (1)
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Darin ist a eine Konstante und L0 die "Leerlaufinduktivität", also die Gesamtinduktivität der Spulen 12, 14 für den Fall, dass der Messstößel 18 am weitesten aus der Messspule 12 herausgezogen ist (S = 0). In der Praxis wird man die Anordnung so wählen, dass die Leerlaufinduktivität im wesentlichen gleich der Induktivität ist, die die beiden Spulen zusammen bei völliger Abwesenheit des Messstößels 18 hätten.
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Für den Weg des Messstößels erhält man aus Gleichung (1): S = (L – L0)/a (2)
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Für die Messungenauigkeit ΔS bei der Wegmessung erhält man: ΔS = (dS/dL)·ΔL = ΔL/a (3)
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Aussagekräftiger für die Qualität der Messeinrichtung ist jedoch die relative Messungenauigkeit ΔS/S. Hierfür erhält man: ΔS/S = ΔL/(L – L0) (4)
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Aus Gleichung (4) sieht man, dass L0 möglichst klein sein sollte, damit die relative Messungenauigkeit möglichst gering wird (insbesondere bei kleinen S).
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L0 setzt sich zusammen aus den Leerlaufinduktivitäten der beiden Spulen 12, 14. Die Leerlaufinduktivität der Messspule 12 kann nicht verringert werden, da diese Spule eine gewisse Induktivität haben muss, damit das Messverfahren überhaupt durchgeführt werden kann.
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Durch die in 1 gezeigte Geometrie der Spulenanordnung wird jedoch erreicht, dass die Induktivität der Kompensationsspule 14 deutlich kleiner ist als die Leerlaufinduktivität der Messspule 12. Dementsprechend wird die Genauigkeit der Wegmessung verbessert.
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Eine weitere Verbesserung der Messgenauigkeit lässt sich dadurch erreichen, dass die Messspule 12 eng von einer ferromagnetischen Hülse 40 umschlossen wird, wie in 1 gezeigt ist. Durch diese Hülse 40 wird ein ursprünglich homogenes externes Magnetfeld, durch das eine störende Spannung in der Messspule 12 induziert werden könnte, so verzerrt, dass man diese Spannung mit einer Kompensationsspule 14 kompensieren kann, deren Induktivität noch weiter verringert ist.
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Dieser Effekt ist in 3 illustriert, die allerdings eine anderes Ausführungsbeispiel der Wegmesseinrichtung betrifft. Dieses Ausführungsbeispiel weist lediglich die Messspule 12 und die Kalibrationsmessspule 20 auf, jedoch keine Kompensationsspule. Die Position der Kompensationsspule 14 aus 1 ist hier lediglich zu Illustrationszwecken strichpunktiert eingezeichnet. Außerdem sind Feldlinien 42 eines Magnetfelds gezeigt, das von einer weit entfernten Quelle erzeugt wurde und deshalb am Ort der Messeinrichtung eigentlich homogen wäre, wenn die Hülse 40 und der Messstößel 18 nicht vorhanden wären. Da für die Induktion von Spannungen in der Messspule 12 und der Kompensationsspule 14 ohnehin nur die Komponente des Magnetfelds von Belang ist, die parallel zur Spulenachse verläuft, wird hier ohne Einschränkung der Allgemeinheit angenommen, dass das Magnetfeld parallel zu den Spulenachsen orientiert ist.
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Man erkennt anhand des Verlaufs der Feldlinien 42, wie das Feld durch die Hülse 40 verzerrt wird. Diese Verzerrung bewirkt zum einen, dass der magnetische Fluss durch die Messspule 12 abnimmt. Entsprechend kleiner ist auch die Störspannung, die bei einer zeitlichen Änderung des Magnetfelds in dieser Spule induziert wird.
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Der Außendurchmesser der Hülse 40 ist kleiner als der Innendurchmesser der Kompensationsspule 14. Die Verzerrung des Feldes bewirkt deshalb auch, dass das Magnetfeld gewissermaßen in die Kompensationsspule 14 hineingezogen wird, so dass sich der magnetische Fluss durch die Kompensationsspule erhöht. Entsprechend erhöht sich auch die Spannung, die in der Kompensationsspule induziert wird. Beide Effekte tragen dazu bei, dass man eine vollständige Kompensation der in der Messspule 12 induzierten Spannung mit einer Kompensationsspule 14 erreichen kann, bei der die Windungszahl und damit auch die Induktivität noch weiter verringert ist.
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Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Funktion der Kompensationsspule von der Kalibrationsmessspule 20 mit übernommen. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass auch die Verzerrung des Magnetfelds, die durch den Messstößel 18 verursacht wird, mit dazu beiträgt, das Magnetfeld weiter in die Kalibrationsmessspule 20 hinein zu konzentrieren, so dass die Kompensation von Störfeldern mit einer noch kleineren Windungszahl dieser Spule erreicht werden kann. Dieser Effekt würde in gewissem Ausmaß selbst dann eintreten, wenn der Durchmesser der Kalibrationsmessspule 20 nicht größer wäre als der der der Messspule 12.
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Eine zu dem Ausführungsbeispiel nach 3 gehörende Messschaltung 22' ist in 4 gezeigt. Die Messspule 12, die zugleich als Kompensationsspule dienende Kalibrationsmessspule 20 und die Widerstände 24 und 36 sind hier in Reihe zwischen den Schalter 26 und die Gleichspannungsquelle 28 geschaltet. Der Punkt zwischen der Messspule 12 und der Kalibrationsmessspule 20 ist über einen weiteren Schalter 44 mit dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle 28 verbindbar. Wenn der Schalter 44 geöffnet ist, so arbeitet die Kalibrationsmessspule 20 als Kompensationsspule. Die Funktionsweise entspricht dem Ausführungsbeispiel nach 2.
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Wenn eine Kalibrationsmessung durchgeführt werden soll, so wird mit dem Öffnen des Schalters 26 zugleich der Schalter 44 geschlossen. Aufgrund der Induktivität der Kalibrationsmessspule 20 fließt dann ein Strom von der Kalibrationsmessspule 20 über die Schalter 44 und 26 und den Widerstand 36 zurück zur Kalibrationsmessspule. Dieser Strom klingt mit einer durch die Induktivität der Kalibrationsmessspule 20 bestimmten Zeitkonstanten ab. Diese Zeitkonstante kann mit Hilfe des Vergleichers 38 und des Zeitzählers in der Auswerte- und Steuerschaltung 30 gemessen werden. Auf diese Weise lässt sich hier bei der Kalibrationsmessung die Permeabilität des Messstößels 38 bestimmen. Da diese Permeabilität allenfalls langsamen zeitlichen Änderungen unterliegen wird, genügt es, wenn die Kalibrationsmessung von Zeit zu Zeit, beispielsweise alle paar Sekunden ausgeführt wird.
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Wenn die Permeabilität des Messstößels 18 von dessen Temperatur abhängig ist, ermöglicht die Kalibrationsmessung auch eine indirekte Temperaturmessung, und die so erhaltene Temperatur kann zur Kompensation anderer temperaturabhängiger Effekte in der Messanordnung benutzt werden.
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Bei den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Kalibrationsmessspule 20 nicht gegen externe Störfelder kompensiert. Es ist deshalb zweckmäßig, die Messung der Permeabilität des Messstößels 18 mit Hilfe der Kalibrationsmessspule 20 mehrfach zu wiederholen und das Ergebnis über die mehrfachen Messungen zu mitteln. Da die externen Störfelder das Messergebnis nur dann beeinflussen, wenn sich die externen Magnetfelder zeitlich ändern, diese zeitlichen Änderungen aber nicht dauernd in derselben Richtung erfolgen können, werden die Störeinflüsse durch die Integration oder Mittelung der Messergebnisse eliminiert.
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Eine mögliche Anwendung der erfindungsgemäßen Messeinrichtung ist in 5 illustriert. Dort ist in einem axialen Schnitt eine sogenannte Arretierschraube 46 aus Metall gezeigt, die mit einem Gewinde 48 in eine Wand eines nicht gezeigten Getriebegehäuses eingeschraubt wird und dazu dient, eine Schaltwelle des Getriebes in der jeweils gewählten Getriebeposition zu arretieren. Zu diesem Zweck ist mit Hilfe eines Kugellagers 50 ein Rastglied 52 axialbeweglich in der Arretierschraube gelagert. An seinem aus der Arretierschraube herausragenden Ende weist das Rastglied 52 eine reibungsarm gelagerte Rastkugel 54 auf, die ein Schaltgebirge der nicht gezeigten Schaltwelle abfährt. Durch eine Feder 56 wird das Rastglied gegen das Schaltgebirge vorgespannt. Wenn eine gewünschte Getriebeposition erreicht ist, rastet daher die Rastkugel 54 in einer entsprechenden Rastvertiefung der Schaltwelle ein.
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An das entgegengesetzte Ende der Arretierschraube ist ein Gehäuse 58 aus Kunststoff angesetzt, dass eine induktive Messeinrichtung gemäß der Erfindung aufnimmt. Die Spulenanordnung 10 ist gestrichelt angedeutet. Die Messschaltung 22 (oder 22') ist ebenfalls in das Gehäuse 58 integriert, und das von ihr erzeugte Messsignal wird über Kontakte 60 nach außen geführt. Der Messstößel 18 ist am oberen Ende des Rastgliedes 52 befestigt.
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Für die verschiedenen Schaltstellungen des Getriebes unterscheiden sich die erwähnten Rastvertiefungen in der Schaltwelle in ihrer Tiefe. Da die Tiefe dieser Vertiefungen die Position des Rastgliedes 52 und damit auch des Messstößels 18 bestimmt, die mit Hilfe der Messeinrichtung gemessen wird, lässt sich die gewählte Getriebeposition erkennen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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