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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Messsystem und insbesondere ein Messsystem, das eine Drehung über zahlreiche Umdrehungen messen kann.
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HINTERGRUND
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Bestehende Messsysteme werden verwendet, um die Drehung einer Welle über zahlreiche Umdrehungen zu messen, wobei sowohl eine Winkelposition der Welle als auch eine Anzahl von Umdrehungen angezeigt werden, die die Welle zu einem bestimmten Zeitpunkt erfahren hat. Ein derartiges Messsystem wird beispielsweise in einem seilbetätigten Positionssensor verwendet, bei dem ein Seil um die Welle gewickelt ist und sich die Welle dreht, wenn das Seil von der Welle gezogen und abgewickelt wird. Die Winkelposition der Welle und die Anzahl der Umdrehungen der Welle geben eine Länge des Seils an, die zur Messung der linearen Position in verschiedenen Anwendungen abgewickelt wurde.
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Die Winkelposition der Welle und die Anzahl der Umdrehungen der Welle in derartigen Messsystemen werden üblicherweise mit einem Potentiometer gemessen; die Drehung der Welle ändert linear die Ausgangsspannung des Potentiometers. Potentiometer sind jedoch bei hoher Genauigkeit sehr teuer. Darüber hinaus sind Potentiometer aufgrund unzuverlässiger Herstellung sehr anfällig für mechanische Ausfälle, was zu elektrischen Problemen und entsprechend ungenauen Messungen führt.
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ÜBERSICHT
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Ein Mehrfachumdrehungs-Messsystem umfasst eine Vielzahl von Zahnrädern, eine Vielzahl von Ritzeln, die in eine Vielzahl von Zahnrädern eingreifen, eine Vielzahl von Magneten, die jeweils auf einem der Vielzahl von Zahnrädern angeordnet sind, und eine Vielzahl von Magnetfeldsensoren. Die Drehung der Ritzel um eine Mittelachse ruft die Drehung der Vielzahl von Zahnrädern hervor. Die Magnete haben jeweils ein Magnetfeld, das sich basierend auf einer Winkelposition eines der Vielzahl von Zahnrädern ändert. Die Magnetfeldsensoren sind jeweils so positioniert, dass sie das Magnetfeld eines der Vielzahl von Magneten erfassen.
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Figurenliste
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- Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
- 1 ist eine Perspektivansicht eines Mehrfachumdrehungs-Messsystems gemäß einer Ausführungsform;
- 2 ist eine explosionsartige Perspektivansicht des Mehrfachumdrehungs-Messsystems mit einer Sensorplatine und einer elektromagnetischen Abschirmung des Mehrfachumdrehungs-Messsystems, die transparent dargestellt ist;
- 3 ist eine Perspektivansicht einer Welle, einer Vielzahl von Ritzeln, einer Vielzahl von Zahnrädern und einer Vielzahl von Magneten des Mehrfachumdrehungs-Messsystems;
- 4 ist eine detaillierte Seitenansicht eines Abschnitts der Ritzel, der Zahnräder, der Magnete, der Sensorplatine und der elektromagnetischen Abschirmung des Mehrfachumdrehungs-Messsystems; und
- 5 ist eine Perspektivansicht der Sensorplatine.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend ausführlich unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei sich ähnliche Bezugszeichen auf ähnliche Elemente beziehen. Die vorliegende Offenbarung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen ausgeführt sein und sollte nicht so ausgelegt werden, dass sie auf die hier dargelegte Ausführungsform beschränkt ist; vielmehr sind diese Ausführungsformen vorgesehen, damit die vorliegende Offenbarung dem Fachmann das Konzept der Offenbarung vermittelt. Zusätzlich werden in der folgenden detaillierten Beschreibung zu Erklärungszwecken zahlreiche spezifische Details dargelegt, um für ein gründliches Verständnis der offenbarten Ausführungsformen zu sorgen. Es ist jedoch offensichtlich, dass ein oder zahlreiche Ausführungsformen auch ohne diese spezifischen Details eingesetzt werden können.
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Ein Mehrfachumdrehungs-Messsystem gemäß einer Ausführungsform ist in 1 und 2 gezeigt. Das Messsystem, wie es in 1 und 2 gezeigt ist, umfasst eine Welle 10, eine Vielzahl von Ritzeln 20, die auf der Welle 10 angeordnet und mit dieser drehbar sind, eine Vielzahl von Zahnrädern 30, die in die Vielzahl von Ritzeln 20 eingreifen und durch Drehung der Ritzel 20 angetrieben werden, eine Vielzahl von Magneten 40, die auf den Zahnrädern 30 angeordnet sind, und eine Sensorplatine 50, die neben den Zahnrädern 30 und den Magneten 40 angeordnet ist.
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Die Welle 10 erstreckt sich, wie in 2 und 3 gezeigt, entlang einer Mittelachse C zwischen einem ersten Ende 12 und einem zweiten Ende 14. In der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform ist das erste Ende 12 ein freies Ende und das zweite Ende 14 ist drehbar an einer Spule 16 befestigt, die sich um einen Abschnitt der Welle 10 erstreckt. In dieser Ausführungsform kann ein Seil, eine Schnur oder eine andere Länge von Material, die dem herkömmlichen Fachmann bekannt ist, um die Spule 16 herum gewickelt sein, wobei ein Abwickeln der Länge des Materials der Spule 16 eine Drehung verleiht und der Welle 10 eine entsprechende Drehung verleiht. In einer anderen Ausführungsform ist die Welle 10 nicht an der Spule 16 befestigt; in dieser Ausführungsform können verschiedene andere Elemente, die dem herkömmlichen Fachmann bekannt sind, der Welle 10 eine Drehung verleihen.
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Die zahlreichen Ritzel 20, wie in 2 bis 4 gezeigt, umfassen ein erstes Ritzel 22 und ein zweites Ritzel 24. Das erste Ritzel 22 ist ein kreisförmiges Element mit zahlreichen ersten Ritzelzähnen 22t, die gleichmäßig um einen Außenumfang des ersten Ritzels 22 angeordnet sind. Das zweite Ritzel 24 ist ein kreisförmiges Element mit zahlreichen zweiten Ritzelzähnen 24t, die gleichmäßig um einen Außenumfang des zweiten Ritzels 24 angeordnet sind. Die Anzahl der ersten Ritzelzähne 22t unterscheidet sich von der Anzahl der zweiten Ritzelzähne 24t, wobei sich ein Durchmesser des ersten Ritzels 22 von einem Durchmesser des zweiten Ritzels 24 unterscheidet. In der dargestellten Ausführungsform ist die Anzahl der ersten Ritzelzähne 22t geringer als die Anzahl der zweiten Ritzelzähne 24t und ist der Durchmesser des ersten Ritzels 22 kleiner als der Durchmesser des zweiten Ritzels 24. In der gezeigten Ausführungsform beträgt die Anzahl der ersten Ritzelzähne 22t 16 und die Anzahl der zweiten Ritzelzähne 24t 18. Die besondere und relative Anzahl von Zähnen und Durchmessern des ersten Ritzels 22 und des zweiten Ritzels 24 kann sich von anderen Ausführungsformen unterscheiden.
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Die Ritzel 20 sind, wie in 3 gezeigt, an dem ersten Ende 12 der Welle 10 angeordnet. Das erste Ritzel 22 und das zweite Ritzel 24 sind an verschiedenen Positionen entlang der Mittelachse C angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform ist das zweite Ritzel 24 näher an dem zweiten Ende 14 der Welle 10 angeordnet als das erste Ritzel 22. Die Ritzel 20 sind drehbar an der Welle 10 befestigt und drehen sich gleichzeitig um die Mittelachse C entsprechend der Drehung der Welle 10.
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Die zahlreichen Zahnräder 30 umfassen, wie in 2 und 3 gezeigt, ein erstes Zahnrad 32, ein zweites Zahnrad 34 und ein drittes Zahnrad 38. Das erste Zahnrad 32 ist, wie in 3 gezeigt, ein kreisförmiges Element mit einer ersten Zahnrad-Durchmesserrichtung 32D und zahlreichen ersten Zahnradzähnen 32t, die gleichmäßig um einen Außenumfang des ersten Zahnrads 32 angeordnet sind. Das erste Zahnrad 32 dreht sich um eine erste Drehachse 32B. Das zweite Zahnrad 34 ist ein kreisförmiges Element mit einer zweiten Zahnrad-Durchmesserrichtung 34D und zahlreichen zweiten Zahnradzähnen 34t, die gleichmäßig um einen Außenumfang des zweiten Zahnrads 34 angeordnet sind. Das zweite Zahnrad 34 dreht sich um eine zweite Drehachse 34B. Das zweite Zahnrad 34 hat, wie in 3 gezeigt, eine Verlängerung 36, die in der Mitte des zweiten Zahnrads 34 positioniert ist und aus dem zweiten Zahnrad 34 entlang der zweiten Drehachse 34B herausragt. Das dritte Zahnrad 38 ist ein kreisförmiges Element mit einer dritten Zahnrad-Durchmesserrichtung 38D und zahlreichen dritten Zahnradzähnen 38t, die gleichmäßig um einen Außenumfang des dritten Zahnrads 38 angeordnet sind. Das dritte Zahnrad 38 dreht sich um eine dritte Drehachse 38B. Die erste Drehachse 32B, die zweite Drehachse 34B und die dritte Drehachse 38B sind alle parallel zueinander und parallel zur Mittelachse C.
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Die Anzahl der ersten Zahnradzähne 32t unterscheidet sich von der Anzahl der zweiten Zahnradzähne 34t, und ein Durchmesser des ersten Zahnrads 32 unterscheidet sich von einem Durchmesser des zweiten Zahnrads 34. Die Anzahl der zweiten Zahnradzähne 34t ist gleich der Anzahl der dritten Zahnradzähne 38t, und der Durchmesser des zweiten Zahnrads 34 ist gleich dem Durchmesser des dritten Zahnrads 38. In der dargestellten Ausführungsform ist die Anzahl der ersten Zahnradzähne 32t geringer als die Anzahl der zweiten Zahnradzähne 34t und der dritten Zahnradzähne 38t, und der Durchmesser des ersten Zahnrads 32 ist kleiner als die Durchmesser des zweiten Zahnrads 34 und des dritten Zahnrads 38. In der dargestellten Ausführungsform beträgt die Anzahl der ersten Zahnradzähne 32t 42 und die Anzahl der zweiten Zahnradzähne 32t und der dritten Zahnradzähne 38t 48. In anderen Ausführungsformen kann die spezielle und relative Anzahl von Zähnen und Durchmessern des ersten Zahnrads 32, des zweiten Zahnrads 34 und des dritten Zahnrads 38 anders sein.
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Wie in 3 gezeigt, sind das erste Zahnrad 32 und das dritte Zahnrad 38 an einer anderen Position entlang der Mittelachse C als das zweite Zahnrad 34 angeordnet; das erste Zahnrad 32 und das dritte Zahnrad 38 sind derart positioniert, dass sie in das erste Ritzel 22 eingreifen, und das zweite Zahnrad 34 ist derart positioniert, dass es in das zweite Ritzel 24 eingreift. Das erste Zahnrad 32 und das dritte Zahnrad 38 sind an derselben Position entlang der Mittelachse C ausgerichtet. Die Drehung des ersten Ritzels 22 treibt die Drehung des ersten Zahnrads 32 um die erste Drehachse 32B und des dritten Zahnrads 38 um die dritte Drehachse 38B an, und die Drehung des zweiten Ritzels 24 treibt die Drehung des zweiten Zahnrads 34 um die zweite Drehachse 34B an.
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Die zahlreichen Magnete 40 umfassen, wie in 2 und 3 gezeigt, einen ersten Magneten 42, der an dem ersten Zahnrad 32 angeordnet ist, einen zweiten Magneten 44, der an dem zweiten Zahnrad 34 angeordnet ist, und einen dritten Magneten 46, der an dem dritten Zahnrad angeordnet ist. Der zweite Magnet 44 ist, wie in 3 gezeigt, an der Verlängerung 36 des zweiten Zahnrads 34 derart angeordnet, dass er mit dem ersten Magneten 42 und dem dritten Magneten 46 koplanar ist. Jeder der Magnete 40 ist zentral auf der Drehachse 32B, 34B, 38B des jeweiligen Zahnrads 30 angeordnet. Eine Magnetisierungsrichtung 42M, 44M, 46M von jedem der Magnete 40, d.h. eine Richtung, die sich zwischen dem Nord- und Südpol der Magnete 40 erstreckt, erstreckt sich in Durchmesserrichtung 32D, 34D, 38D des jeweiligen Zahnrads 30. Die Magnete 40 drehen sich jeweils mit dem entsprechenden Zahnrad 30.
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Die in 1, 2, 4 und 5 gezeigte Sensorplatine 50 ist eine Leiterplatte mit einer ersten Seite 52 und einer gegenüberliegenden zweiten Seite 54. Auf der ersten Seite 52 der Sensorplatine 50 sind zahlreiche Magnetfeldsensoren 56 angeordnet. Die Anzahl der Magnetfeldsensoren 56 entspricht der Anzahl der Magnete 40, die auf den Zahnrädern 30 angeordnet sind; in der dargestellten Ausführungsform gibt es drei Magnetfeldsensoren 56. In einer Ausführungsform ist jeder der Magnetfeldsensoren 56 ein anisotroper magnetoresistiver (AMR) Sensor.
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Wie in 1 gezeigt, ist eine integrierte Schaltung 58 auf der zweiten Seite 54 der Sensorplatine 50 angeordnet. Die integrierte Schaltung 58 ist über die Verdrahtung der Sensorplatine 50 elektrisch mit jedem der Magnetfeldsensoren 56 verbunden und ist in der Lage, ein elektrisches Signal von jedem der Magnetfeldsensoren 56 zu empfangen. Die integrierte Schaltung 58 umfasst einen Prozessor und einen Speicher, der mit dem Prozessor verbunden ist. Der Speicher ist ein nicht flüchtiges computerlesbares Medium und speichert einen Algorithmus darauf, der von dem Prozessor ausgeführt werden kann, um, wie nachstehend ausführlicher beschrieben, ein Ausgangssignal basierend auf den Eingangssignalen von den Magnetfeldsensoren 56 zu erzeugen. In der dargestellten Ausführungsform ist die integrierte Schaltung 58 eine im Handel erhältliche anwendungsspezifische integrierte Schaltung („ASIC“), die als iC-MNF bekannt ist und von iC Haus hergestellt wird.
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Wie in 1, 2 und 4 gezeigt, ist die Sensorplatine 50 neben den Zahnrädern 30 angeordnet, wobei die erste Seite 52 der Sensorplatine 50 den Zahnrädern 30 und Magneten 40 zugewandt ist. Jeder der Magnetfeldsensoren 56 ist zentral in Ausrichtung mit einem der Magnete 40 entlang der Drehachse 32B, 34B, 38B des jeweiligen Magneten 40 angeordnet.
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In der in 2 und 4 gezeigten Ausführungsform umfasst das Mehrfachumdrehungs-Messsystem eine elektromagnetische Abschirmung 60. Die elektromagnetische Abschirmung 60 ist, wie in 2 gezeigt, aus einer Materialbahn ausgebildet und umfasst zahlreiche Sensordurchgänge 62, die sich durch die elektromagnetische Abschirmung 60 erstrecken. In einer Ausführungsform sind die Sensordurchgänge 62 in die Materialbahn gestanzt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die elektromagnetische Abschirmung 60 aus einem Stahlmaterial ausgebildet. In anderen Ausführungsformen kann die elektromagnetische Abschirmung 60 aus einem Eisenmaterial oder einem anderen Material ausgebildet sein, das eine elektromagnetische Abschirmung ausführen kann, wie es dem herkömmlichen Fachmann bekannt ist.
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Wie in 2 und 4 gezeigt, ist die elektromagnetische Abschirmung 60 auf der ersten Seite 52 der Sensorplatine 50 positioniert und zwischen den Zahnrädern 30 und der Sensorplatine 50 angeordnet. Jeder der Magnetfeldsensoren 56 ist in einer der Sensordurchgänge 62 der elektromagnetischen Abschirmung 60 angeordnet und ist von der elektromagnetischen Abschirmung 60 umgeben. Wie in 4 gezeigt, ragt jeder der Magnetfeldsensoren 56 von der ersten Seite 52 der Sensorplatine 50 um ungefähr den gleichen Betrag heraus wie eine Dicke der elektromagnetischen Abschirmung 60.
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In der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform umfasst das Mehrfachumdrehungs-Messsystem eine Kommunikationsplatine 70. Die Kommunikationsplatine 70 ist eine Leiterplatte, die elektrisch mit der Sensorplatine 50 verbunden und zum Empfangen des Ausgangssignals von der integrierten Schaltung 58 ausgelegt ist. Die Kommunikationsplatine 70 weist eine von zahlreichen verschiedenen Arten von elektrischen Verbindungsanschlüssen und/oder eine von zahlreichen verschiedenen Arten von Signalformaten auf, die in einer Vielzahl von elektrischen Komponenten enthalten sind, die dem herkömmlichen Fachmann bekannt sind und die auf der Kommunikationsplatine 70 installiert sind.
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Das Mehrfachumdrehungs-Messsystem umfasst in der 1 und 2 gezeigten Ausführungsform ein Gehäuse 80, in dem die Welle 10, die Ritzel 20, die Zahnräder 30, die Magnete 40, die Sensorplatine 50, die elektromagnetische Abschirmung 60 und die Kommunikationsplatine 70 zusammengesetzt sind. Das Gehäuse 80 hat, wie in 2 gezeigt, eine Basis 82, einen Wellendurchgang 84, der sich zentral durch die Basis 82 erstreckt, und eine Seitenwand 86, die sich von der Basis 82 um die Mittelachse C erstreckt. Die Basis 82 und die Seitenwand 86 definieren einen Bauteilaufnahmeraum 88.
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Wie in 1 und 2 gezeigt, erstreckt sich die Welle 10 durch den Wellendurchgang 84, wobei die Ritzel 20, die Zahnräder 30, die Magnete 40, die Sensorplatine 50 und die elektromagnetische Abschirmung 60 innerhalb des Bauteilaufnahmeraums 88 angeordnet sind. Die Zahnräder 30 sind an der Basis 82 befestigt und um ihre jeweiligen Drehachsen 32B, 34B, 38B in Bezug auf das Gehäuse 80 drehbar. Die Sensorplatine 50 ist mit der elektromagnetischen Abschirmung 60, die auf der ersten Seite 52 der Sensorplatine 50 angeordnet ist, so positioniert, dass sie einen Großteil des Bauteilaufnahmeraums 88 einschließt. In dem zusammengebauten Zustand sind, wie in 4 gezeigt, die Magnetfeldsensoren 56 und die elektromagnetische Abschirmung 60 mit einem Abstand 89 in einer Richtung parallel zu der Mittelachse C von den Magneten 40 an den Zahnrädern 30 angeordnet. Die Kommunikationsplatine 70 ist innerhalb des Gehäuses 80 auf einer Seite der Basis 82 gegenüber dem Komponentenaufnahmeraum 88 angeordnet. Wie in der Ausführungsform von 1 gezeigt, kann eine Vielzahl von Schrauben 90 verwendet werden, um das Mehrfachumdrehungs-Messsystem im zusammengebauten Zustand zu befestigen.
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Das Mehrfachumdrehungs-Messsystem misst eine Anzahl von Umdrehungen der Welle 10 um die Mittelachse C und eine Winkelposition der Welle 10 um die Mittelachse C, wie es nun genauer beschrieben wird.
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Die Drehung der Welle 10 um die Mittelachse C kann durch Drehung der Spule 16 oder direkt durch ein externes Element angetrieben werden. Wenn sich die Welle 10 um die Mittelachse C dreht, drehen sich die Ritzel 20 gleichzeitig um die Mittelachse C und treiben die Zahnräder 30 an, um sich um ihre jeweiligen Drehachsen 32B, 34B, 38B zu drehen, wie in 3 gezeigt. Da die Ritzel 20 unterschiedliche Anzahlen von Zähnen 22t, 24t und einige der Zahnräder 30 unterschiedliche Anzahlen von Zähnen 32t, 34t, 38t haben und in unterschiedliche Ritzel 20 eingreifen, haben die Zahnräder 30 jeweils ein unterschiedliches Übersetzungsverhältnis und jeweils eine unterschiedliche Winkelposition um ihre Drehachsen 32B, 34B, 38B. Die Anordnung der relativen Zähne 22t, 24t der Ritzel 20 und der Zähne 32t, 34t, 38t der Zahnräder 30 und der Eingriff der verschiedenen Zahnräder 30 mit den verschiedenen Ritzeln 20 erfordert eine große Anzahl von Umdrehungen der Welle 10 um eine Position zu erreichen, in der jedes der Zahnräder 30 in dieselbe Startwinkelposition zurückgekehrt ist.
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Jeder der Magnete 40 hat ein Magnetfeld, das sich aufgrund der Drehung des jeweiligen Zahnrads 30 basierend auf der Winkelposition des jeweiligen Zahnrads 30 ändert. Die Magnetfeldsensoren 56, die mit den Magneten 40 ausgerichtet sind, wie es in 2 und 4 gezeigt ist, erfassen jeweils das Magnetfeld eines der zahlreichen Magnete 40. Die Magnetfeldsensoren 56 geben jeweils ein Sensorsignal an die integrierte Schaltung 58 aus, das das Magnetfeld des Magneten 40 anzeigt, mit dem der Magnetfeldsensor 56 ausgerichtet ist; die von den Magnetfeldsensoren 56 ausgegebenen Sensorsignale ändern sich, wenn sich das Magnetfeld jedes der Magnete 40 aufgrund der Drehung des jeweiligen Zahnrads 30 dreht. Die Positionierung der Magnetfeldsensoren 56 innerhalb der Sensordurchgänge 62 der elektromagnetischen Abschirmung 60 verbessert die Qualität der von den Magnetfeldsensoren 56 ausgegebenen Sensorsignale und begrenzt einen Einfluss von externen elektrischen Feldern und Streumagnetfeldern von anderen Magneten 40, mit denen der Magnetfeldsensor 56 bei der Erfassung des Magnetfeldes des ausgerichteten Magneten 40 nicht ausgerichtet ist.
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Die integrierte Schaltung 58 empfängt die Sensorsignale von jedem der Magnetfeldsensoren 56. In der gezeigten Ausführungsform empfängt die integrierte Schaltung 58 drei Sensorsignale; ein erstes Sensorsignal, das das Magnetfeld des ersten Magneten 42 um die erste Drehachse 32B darstellt, ein zweites Sensorsignal, das das Magnetfeld des zweiten Magneten 44 um die zweite Drehachse 34B darstellt, und ein drittes Sensorsignal, das das Magnetfeld des dritten Magneten 46 um die dritte Drehachse 38B darstellt.
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Da das Magnetfeld jedes der Magnete 40 aufgrund der Drehung des jeweiligen Zahnrads 30 variiert, repräsentieren die an der integrierten Schaltung 58 empfangenen Sensorsignale eine Winkelposition jedes der Zahnräder 30 zu einem gegebenen Zeitpunkt. Der in der integrierten Schaltung 58 gespeicherte Algorithmus verarbeitet die empfangenen Sensorsignale teilweise basierend auf dem Vernier-Prinzip. Die integrierte Schaltung 58 speichert mögliche Kombinationen von drei Sensorsignalen von den Magnetfeldsensoren 56 jeweils in Verbindung mit einer eindeutigen Drehposition der Welle 10, einschließlich sowohl der Anzahl der Umdrehungen der Welle 10 als auch der Winkelposition der Welle 10 innerhalb der aktuelle Drehung. Das heißt, da die Zahnräder 30 jeweils ein unterschiedliches Übersetzungsverhältnis haben und jeweils eine unterschiedliche Winkelposition um ihre Drehachsen 32B, 34B, 38B durch eine große Anzahl von Umdrehungen der Welle 10 aufweisen, ist jeder Satz von drei Sensorsignalen, die die Magnetfelder der Magnete 40 an den Zahnrädern 30 repräsentieren, unterscheidbar und können einzeln einer bestimmten Drehposition der Welle um die Mittelachse C zugeordnet werden. In einer Ausführungsform der integrierten Schaltung 58 kann jede Kombination von Sensorsignalen die Magnetfelder der Magneten 40 während der Drehung der Zahnräder 30 repräsentiert, einer eindeutigen Drehposition der Welle 10 bis zu 84 Umdrehungen der Welle 10 um die Mittelachse C jeweils in einer Drehrichtung im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn zugeordnet werden.
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Die integrierte Schaltung 58 bestimmt die eindeutige Drehposition der Welle 10 zu einem gegebenen Zeitpunkt basierend auf der Ausführung des Algorithmus, um die eindeutige Drehposition zu ermitteln, die den zu dem gegebenen Zeitpunkt empfangenen Sensorsignalen zugeordnet ist. Die integrierte Schaltung 58 ist in der Lage, die eindeutige Drehposition der Welle 10 zu einem bestimmten Zeitpunkt während des Betriebs des Mehrfachumdrehungs-Messsystems zu bestimmen, einschließlich unmittelbar nach dem Einschalten des Mehrfachumdrehungs-Messsystems. In einer Ausführungsform bestimmt die integrierte Schaltung 58 die eindeutige Drehposition der Welle 10 nur basierend auf den Sensorsignalen, die von den Magnetfeldsensoren 56 empfangen werden.
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Die integrierte Schaltung 58, die als von iC Haus hergestellter iC-MNF ausgeführt ist, ist dazu eingerichtet, die beschriebenen Berechnungen für eine bestimmte Beziehung von Winkelgeschwindigkeit und Winkelposition zwischen den Zahnrädern 30 auszuführen. Die Vielzahl von Ritzeln 20 ermöglicht es, die Sensorsignale von den Magnetfeldsensoren 56 durch die integrierte Schaltung 58 zu verarbeiten, wobei die Zahnräder 30 eine geringere Anzahl von Zähnen 32t, 34t, 38t aufweisen, wodurch eine Gesamtgröße des Mehrfachumdrehungs-Messsystems verringert wird.
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Die integrierte Schaltung 58 sendet die eindeutige Drehposition der Welle 10 als Ausgangssignal in einem von der Kommunikationsplatine 70 lesbaren Format an die Kommunikationsplatine 70. In einer Ausführungsform gibt die integrierte Schaltung 58 das Ausgangssignal als Signal einer seriellen Peripherieschnittstelle (SPI) aus. Die in 1 und 2 gezeigte Kommunikationsplatine 70 sendet das Ausgangssignal von der integrierten Schaltung 58 an eine Vorrichtung außerhalb des Mehrfachumdrehungs-Messsystems. Die Kommunikationsplatinen 70 sind austauschbar und die spezielle Kommunikationsplatine 70, die mit dem Mehrfachumdrehungs-Messsystem verwendet wird, wird basierend auf der gewünschten Verbindungsanordnung und dem Signalformat des Ausgangssignals ausgewählt.
