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Die Erfindung betrifft Verfahren zur Ermittlung einer Position eines Gebermagneten längs einer Messstrecke und eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Position eines Gebermagneten längs einer Messstrecke.
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Die
EP 3428582 A1 offenbart einen Sensor zur berührungslosen magnetischen Erfassung linearer Relativbewegung eines Gebermagneten entlang einer Messstrecke mit mindestens zwei Sensorelementen, wobei die Sensorelemente jeweils zwei senkrecht zueinander stehende Komponenten eines Magnetfeldes des Gebermagneten erfassen, wobei die Sensorelemente und der Sensor kürzer sind als die Messstrecke, wobei eine erste Komponente eine axiale Komponente ist, wobei eine zweite Komponente eine radiale Komponente ist, wobei eine Auswerteeinheit vorgesehen ist, wobei die axiale Komponente und die radiale Komponente in der Auswerteeinheit nach einer mathematischen Funktion auswertbar sind, wobei die mathematische Funktion der ARCTAN ist, wodurch jeweils ein abschnittsweise monotones Positionssignal mit jeweils einem Wert eines Wertebereichs für jeweils eine Position entlang der Messstrecke des Gebermagneten gebildet ist, wobei die Auswerteeinheit ausgebildet ist, das jeweilige Positionssignal in mindestens einem Bereich der Messstrecke mit einem konstanten Korrekturwert zu korrigieren, so dass ein jeweils monotones Positionssignal mit einem monotonen Wertebereich über die gesamte Messstrecke gebildet ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Ermittlung einer Position eines Gebermagneten längs einer Messstrecke sowie eine diesbezügliche Vorrichtung bereitzustellen, mit denen eine verbesserte Positionserfassung in Randbereichen der Messstrecke ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird für ein Verfahren zur Ermittlung einer Position eines Gebermagneten längs einer Messstrecke, mit den folgenden Schritten gelöst: Ermitteln von Signalen mehrerer Magnetfeldsensoren, die in einer Reihenanordnung, insbesondere in gleicher Teilung beabstandet zueinander, längs der Messstrecke angeordnet sind, wobei jeder Magnetfeldsensor ein Signal bereitstellt, das von einem Abstand des jeweiligen Magnetfeldsensors zu einem längs der Messstrecke bewegbaren Gebermagneten abhängig ist, Ermitteln von Winkeln aus den jeweiligen Signalen und Vergleich von Vorzeichen der ermittelten Winkel, wobei entweder ein aktueller Berechnungsparameter aus einem ersten Winkel und einem zweiten Winkel bestimmt wird, wobei der erste Winkel und der zweite Winkel von benachbart angeordneten Magnetfeldsensoren bereitgestellt werden und unterschiedliche Vorzeichen aufweisen und wobei ein Winkel mit dem kleinsten Winkelbetrag aus einer Gruppe: erster Winkel, zweiter Winkel, zusammen mit dem aktuellen Berechnungsparameter für ein Positionsberechnungsverfahren verwendet wird, um einen Positionswert zu ermitteln, oder wobei ein gespeicherter Berechnungsparameter bereitgestellt wird, wenn sämtliche Winkel das gleiche Vorzeichen aufweisen, wobei der Winkel mit dem kleinsten Winkelbetrag aus einer Gruppe der ermittelten Winkel zusammen mit gespeicherten Berechnungsparameter für das Positionsberechnungsverfahren verwendet wird, um den Positionswert zu berechnen.
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Für die Durchführung des Verfahrens ist in einem ersten Schritt vorgesehen, aus den Signalen, die die Magnetfeldsensoren bereitstellen, jeweils Winkel zu berechnen, die jeweils vom Abstand des Gebermagneten zum jeweiligen Magnetfeldsensor abhängig sind. Vereinfacht formuliert entspricht der jeweils ermittelte Winkel einem Winkel zwischen einer Geraden, die durch einen Mittelpunkt des Gebermagneten und durch einen Mittelpunkt des jeweiligen Magnetfeldsensors verläuft, und einer, insbesondere durch den Mittelpunkt des jeweiligen Magnetfeldsensors verlaufenden, Normalen (Senkrechten) auf die Messstrecke. Je kleiner dieser Winkel ist, desto geringer ist auch der Abstand zwischen dem jeweiligen Magnetfeldsensor. Ferner kann für jeden Abstand zwischen Magnetfeldsensor und Gebermagnet auch ein Vorzeichen für den jeweiligen Winkel ermittelt werden. Beispielhaft werden alle Abstände und die sich daraus ergebenden Winkel in einer gemeinsamen Ebene, in der die Messstrecke und die Abstände angeordnet sind, betrachtet. Das Vorzeichen für den jeweiligen Winkel ist beispielsweise positiv, wenn der Winkel ausgehend von der Normalen im Uhrzeigersinn ausgerichtet ist und ist beispielsweise negativ, wenn der Winkel ausgehend von der Normalen gegen den Uhrzeigersinn ausgerichtet ist. Diese Erläuterung dient nur zur Veranschaulichung der Bedeutung der Vorzeichen für die weitere Verarbeitung der Sensorsignale.
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In der Praxis erfolgen die Winkelermittlung und die Vorzeichenermittlung auf Basis von Berechnungen, wie sie rein exemplarisch obenstehend in der Beschreibungseinleitung angegeben sind. Soweit die Winkelermittlung und die Vorzeichenermittlung für sämtliche Sensorsignale in einem jeweiligen Messzyklus, der abhängig von den Eigenschaften der Magnetfeldsensoren und der mit den Magnetfeldsensoren elektrisch verbundenen Verarbeitungseinrichtung ist und der beispielsweise eine Taktzeit von 10 Millisekunden aufweisen kann, durchgeführt worden ist, erfolgt die Auswertung der ermittelten Winkel und Vorzeichen.
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Für den Fall, dass aus der Gruppe der ermittelten Winkel ein erster Winkel und ein zweiter Winkel ermittelt werden können, die auf Signale von (unmittelbar/direkt) benachbart angeordneten Magnetfeldsensoren zurückzuführen sind und die unterschiedliche Vorzeichen aufweisen, ist davon auszugehen, dass sich der Gebermagnet innerhalb der Messstrecke befindet. Somit kann der Gebermagnet ausgehend von seiner aktuellen Position sowohl bei einer Bewegung in einer ersten Bewegungsrichtung längs der Messstrecke als auch bei einer Bewegung in einer zweiten Bewegungsrichtung längs der Messstrecke, die der ersten Bewegungsrichtung entgegengesetzt ist, zumindest noch einen Magnetfeldsensor passieren. In dieser Situation kann aus dem ersten Winkel und dem zweiten Winkel ein aktueller Berechnungsparameter bestimmt werden. Die Methode, insbesondere die mathematische Formel, zur Bestimmung des aktuellen Berechnungsparameters ist jeweils individuell auf die Magnetfeldsensoren und den Gebermagneten abgestimmt und der aktuelle Berechnungsparameter wird jeweils für den jeweiligen Messezyklus, also auf Basis des aktuell ermittelten ersten Winkels und zweiten Winkels bestimmt. In einem weiteren Schritt wird aus der Gruppe: erster Winkel und zweite Winkel derjenige Winkel bestimmt, der den geringsten Betrag aufweist und anschließend auf Basis dieses Winkels unter Verwendung des Berechnungsparameters das Positionsberechnungsverfahren durchgeführt.
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Für den Fall, dass alle Winkel aus der Gruppe der ermittelten Winkel das gleiche Vorzeichen aufweisen, ist davon auszugehen, dass sich der Gebermagnet an einem Endbereich der Messstrecke befindet. Der Gebermagnet kann ausgehend von seiner aktuellen Position nur einer der beiden Bewegungsrichtungen längs der Messstrecke bewegt werden, um den nächstgelegenen Magnetfeldsensor zu passieren. Bei einer Bewegung in der anderen der beiden Bewegungsrichtungen entfernt sich der Gebermagnet von allen Magnetfeldsensoren, die längs der Messstrecke angeordnet sind. Zur Durchführung des Positionsberechnungsverfahrens wird aus der Gruppe der aktuell ermittelten Winkel der Winkel mit dem kleinsten Winkelbetrag bestimmt. Anschließend erfolgt die Berechnung des Positionswerts mit diesem Winkel und einem gespeicherten Berechnungsparameter. Aufgrund der Eigenschaften der Magnetfeldsensoren ist davon auszugehen, dass eine Länge der Messstrecke größer als eine Länge, die von der Reihenanordnung der Magnetfeldsensoren eingenommen wird, ist. Beispielhaft ist vorgesehen, dass die Magnetfeldsensoren in einer vorgegebenen konstanten Teilung längs der Messstrecke angeordnet sind. Die Länge, die die Reihenanordnung von Magnetfeldsensoren einnimmt, wird durch den Abstand zwischen dem ersten Magnetfeldsensor der Reihenanordnung und dem letzten Magnetfeldsensor der Reihenanordnung bestimmt. Die Reihenanordnung der Magnetfeldsensoren erstreckt sich somit über einen Teilabschnitt der Messstrecke.
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Jeder der Magnetfeldsensoren ist dazu ausgebildet, den vom Gebermagneten bereitgestellten magnetischen Fluss zu erfassen und ein oder mehrere Sensorsignale bereitzustellen, die den ermittelten magnetischen Fluss repräsentieren. In Abhängigkeit von der technischen Ausgestaltung der Magnetfeldsensoren kann vorgesehen sein, dass die Magnetfeldsensoren zur Ausgabe von analogen Signalen und/oder von digitalen Signalen ausgebildet sind. Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass jeder der Magnetfeldsensoren zur Ausgabe von Sensorsignalen ausgebildet ist, die eine längs der Messstrecke ausgerichtete erste Magnetfeldkomponente sowie eine quer zur Messstrecke ausgerichtete zweite Magnetfeldkomponente repräsentieren.
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Vorzugsweise ist eine Teilung zwischen den benachbart angeordneten Magnetfeldsensoren derart gewählt, dass an jeder Stelle eines Abschnitts der Messstrecke, die sich zwischen den beiden benachbart angeordneten Magnetfeldsensoren erstreckt, von wenigstens einem der beiden Magnetfeldsensoren, vorzugsweise von beiden Magnetfeldsensoren, Sensorsignale bereitgestellt werden, die zur Ermittlung der Position des Permanentmagneten längs dieses Abschnitts der Messstrecke genutzt werden können.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Zweckmäßig ist es, wenn für den Winkel mit dem kleinsten Winkelbetrag ein Pegelwert für das zugrundeliegende Signal bestimmt wird und dass das Positionsberechnungsverfahren durchgeführt wird, wenn der Pegelwert über einem vorgegebenen Schwellwert liegt. Dabei ist der vorgegebene Schwellwert derart gewählt, dass ein belastbares Ergebnis des Positionsberechnungsverfahrens gewährleistet werden kann. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der vorgegebene Schwellwert jeweils individuell für die Kombination des Gebermagneten mit den verwendeten Magnetfeldsensoren ermittelt wird und beispielsweise in einer Verarbeitungseinrichtung, die zur Durchführung des Positionsberechnungsverfahrens eingesetzt wird, gespeichert ist.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Fehlermeldung ausgegeben wird, wenn der Pegelwert unter dem vorgegebenen Schwellwert liegt.
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Vorteilhaft ist es, wenn der aktuelle Berechnungsparameter gespeichert wird und für nachfolgende Positionsberechnungsverfahren als gespeicherter Berechnungsparameter zur Verfügung gestellt wird. Bei dieser Vorgehensweise findet mit jedem Messzyklus, bei dem ein erster Winkel mit einem ersten Vorzeichen und ein weiter Winkel mit einem vom ersten Vorzeichen abweichenden zweiten Vorzeichen ermittelt werden kann, eine Aktualisierung des Berechnungsparameters statt, wodurch eine Genauigkeit für das Positionsberechnungsverfahren erhöht werden kann. Die gewünschte Genauigkeitserhöhung des zumindest dann gewährleistet, wenn eine Taktrate für aufeinanderfolgende Messzyklen derart bemessen ist, dass selbst bei einer Bewegung des Gebermagneten längs der Messstrecke mit einer Maximalgeschwindigkeit von jeder Paarung benachbart angeordneter Magnetfeldsensoren wenigstens einmal ein Berechnungsparameter ermittelt werden kann.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Winkel und der Pegelwert von einer ersten Magnetfeldkomponente, die längs der Messstrecke ausgerichtet ist, und von einer zweiten Magnetfeldkomponente, die quer zur Messstrecke ausgerichtet ist, bestimmt werden.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass anhand der ersten Magnetfeldkomponente und der zweiten Magnetfeldkomponente ein Magnetfeldvektor ermittelt wird, mit dem eine Identifikation eines Gebermagneten durchgeführt wird, wobei wenigstens eine gespeicherte Gebermagneteigenschaft des identifizierten Gebermagneten für das Positionsberechnungsverfahren verwendet wird. Hierbei liegt die Überlegung zu Grunde, dass sich Gebermagneten hinsichtlich ihrer an die Umgebung bereitgestellten magnetischen Flüsse unterscheiden und dass zur Verbesserung der Genauigkeit des Positionsmessverfahrens zunächst eine Ermittlung der magnetischen Flusseigenschaften des jeweiligen Gebermagneten durchgeführt werden kann, um anschließend durch geeignete Parametrierung des zur Ermittlung des Positionswerts verwendeten mathematischen Algorithmus eine Optimierung für das Positionsberechnungsverfahren durchführen zu können.
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Die Aufgabe der Erfindung wird für eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Position eines Gebermagneten längs einer Messstrecke dadurch gelöst, dass die Vorrichtung mehrere Magnetfeldsensoren umfasst, die in einer Reihenanordnung, insbesondere in gleicher Teilung beabstandet zueinander, längs einer Messstrecke angeordnet sind, und eine Verarbeitungseinrichtung umfasst, die elektrisch mit den Magnetfeldsensoren verbunden ist und zum Ermittlung von Signalbeträgen der Magnetfeldsensors ausgebildet ist, wobei die Verarbeitungseinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:
- 1 eine streng schematische Darstellung eines Positionserfassungssystems, das an einem als Pneumatikzylinder ausgebildeten Aktor angebracht ist,
- 2 eine streng schematische Darstellung des Positionserfassungssystems gemäß der 1, bei dem sich der Gebermagnet mitten in der Messstrecke befindet,
- 3 eine streng schematische Darstellung des Positionserfassungssystems gemäß der 1, bei dem sich der Gebermagnet nahe dem Ende der Messstrecke befindet, und
- 4 eine streng schematische Darstellung des Positionserfassungssystems gemäß der 1, bei dem sich der Gebermagnet am Ende der Messstrecke befindet.
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Ein in der 1 gezeigtes Positionserfassungssystem 1 dient rein exemplarisch zur Erfassung einer Axialposition eines linearbeweglich entlang einer Messstrecke 2 gelagerten Gebermagneten 3. Beispielhaft ist vorgesehen, dass der, vorzugsweise als Permanentmagnet ausgebildete, Gebermagnet 3 an einem Arbeitskolben 38 eines nachstehend näher beschriebenen Aktors 34 festgelegt ist und zur Bereitstellung eines magnetischen Flusses dient. Der magnetische Fluss des Gebermagneten 3 kann mit Hilfe einer Sensoranordnung 4 erfasst werden, wobei die Sensoranordnung 4 mehrere Magnetfeldsensoren 5 umfasst, deren Sensorsignale über eine Sensorleitung 9 an eine Verarbeitungseinrichtung 6 bereitgestellt werden. In der Verarbeitungseinrichtung 6 erfolgt eine nachstehend näher beschriebene Verarbeitung der Sensorsignale zu einem Positionswert, mit dem die relative Lage des Gebermagneten 3 längs der Messstrecke 2 angegeben wird. Dieser Positionswert wird über eine Verbindungsleitung 10 an eine Ventilsteuerungseinrichtung 31 weitergeleitet, in der beispielsweise ein Bewegungsprogramm für einen vom Aktor 34 bereitzustellenden Ablauf von linearen Bewegungen gespeichert ist. Mit Hilfe des Positionswerts kann in der Ventilsteuerungseinrichtung 31, die mit einem oder mehreren, insbesondere elektrisch ansteuerbaren, Pneumatikventilen bestückt oder verbunden sein kann, beispielsweise eine Positionsregelung für den Aktor 34 durchgeführt werden. Hierzu ist die Ventilsteuerungseinrichtung 31 mit einer Druckluftquelle 32 sowie mit einer rein exemplarisch als Schalldämpfer ausgebildeten Druckfluidsenke 33 verbunden.
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Der Aktor 34 umfasst ein Aktorgehäuse 36, das rein exemplarisch in der Art einer kreiszylindrischen Hülse mit endseitig angebrachten Abschlussdeckeln ausgebildet ist und das einen Innenraum 41 begrenzt, in dem ein Arbeitskolben 38 längs einer Bewegungsachse, die parallel zur Messstrecke 2 ausgerichtet ist, linearbeweglich aufgenommen ist. Der Arbeitskolben 38 begrenzt mit einem Teilbereich einer Innenoberfläche 37 des Innenraums 41 einen Arbeitsraum 42, der über einen Fluidanschluss 35 und eine mit der Ventilsteuerungseinrichtung 31 gekoppelte Fluidleitung 44 wahlweise mit Druckluft beaufschlagt oder entlüftet werden kann. In einem dem Arbeitsraum 42 abgewandten Teilbereich des Innenraums 41 ist eine Rückstellfeder 40 vorgesehen, die derart vorgespannt ist, dass sie den Arbeitskolben 38 in eine nicht dargestellte Position bewegen kann, in der der Arbeitsraum 42 ein minimales Volumen aufweist. Der Arbeitskolben 38 ist mit einer bereichsweise längs der Messstrecke 2 erstreckten Kolbenstange 39 versehen, die das Aktorgehäuse 36 endseitig durchsetzt und mit der eine Bewegungsübertragung zwischen dem Arbeitskolben 38 und einer nicht dargestellten Maschinenkomponente verwirklicht werden kann.
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Zur Ermittlung der relativen Lage des Arbeitskolbens 38 längs der Messstrecke 2 ist das Positionserfassungssystem 1 vorgesehen, das als wesentliche Komponenten die Sensoranordnung 4 mit den darin angeordneten Magnetfeldsensoren 5 sowie die Verarbeitungseinrichtung 6 und den Gebermagneten 3 umfasst.
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Die Sensoranordnung 4 umfasst rein exemplarisch mehrere in gleicher Teilung längs der Messstrecke 2 angeordnete Magnetfeldsensoren 5, bei denen es sich beispielhaft um mehrdimensionale Hall-Sensoren handeln kann. Jeder der Magnetfeldsensoren 5 ist zur Bereitstellung wenigstens eines elektrischen Sensorsignals, entweder als Analogsignal oder als digital codiertes Signal, ausgebildet. Hierzu ist beispielhaft vorgesehen, dass die Magnetfeldsensoren 5 auf einer nicht näher dargestellten gedruckten Schaltung (Leiterplatte) 43 angeordnet sind, die ihrerseits über eine beispielhaft als Kabel mit mehreren nicht näher dargestellten Litzen ausgebildete Sensorleitung 9 mit der Verarbeitungseinrichtung 6 elektrisch verbunden ist. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Sensorsignale der Magnetfeldsensoren 5 bereits in der Sensoranordnung 4 elektrisch oder elektronisch verarbeitet und/oder verstärkt werden, um eine störungsarme Weiterleitung der Sensorsignale über die Sensorleitung 9 zu gewährleisten. Ferner ist vorgesehen, dass eine Länge 12 der Messstrecke 2 größer als ein maximaler Abstand zwischen maximal entfernten Magnetfeldsensoren 5 gewählt ist, wobei dieser maximaler Abstand auch als Länge der Reihenanordnung 11 bezeichnet wird.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass jeder der Magnetfeldsensoren 5 dazu eingerichtet ist, den vom Gebermagneten 3 bereitgestellten magnetischen Fluss messtechnisch in mehrere Flusskomponenten aufzuspalten und diskrete Sensorsignalwerte für jede dieser Flusskomponenten bereit zu stellen. Beispielhaft sind die Magnetfeldsensoren 5 derart eingerichtet, dass sie jeweils einen ersten Sensorsignalwert für eine parallel zur Messstrecke 2 ausgerichtete Flusskomponente, die auch als axiale Flusskomponente bezeichnet werden kann, bereitstellen können. Ferner sind die Magnetfeldsensoren 5 dazu eingerichtet, dass sie jeweils einen zweiten Sensorsignalwert für eine quer zur Messstrecke 2 ausgerichtete Flusskomponente, die auch als radiale Flusskomponente bezeichnet werden kann, bereitstellen können.
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Die Verarbeitungseinrichtung 6 ist ihrerseits dazu eingerichtet, die Sensorsignale, insbesondere die diskreten Sensorsignalwerte, der Magnetfeldsensoren 5 zu verarbeiten und beispielsweise für jeden der Magnetfeldsensoren 5 einen Winkel zu ermitteln, der die vom jeweiligen Magnetfeldsensor 5 ermittelte aktuelle magnetische Flussdichte, die vom Gebermagneten 3 in der jeweils aktuellen Position längs der Messstrecke 2 an den entsprechenden Magnetfeldsensor 5 bereitgestellt wird, repräsentiert.
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Zur Veranschaulichung der für die jeweiligen Magnetfeldsensoren 5 ermittelten Winkel sind in der 2 die Geraden 81, 82, 83, in der 3 die Geraden 81, 82 und in der 4 die Gerade 81 eingezeichnet, die sich jeweils zwischen einem Mittelpunkt 53 des Gebermagneten 3 und dem Mittelpunkt 54 des jeweiligen Magnetfeldsensors 5 erstrecken und die den jeweiligen Abstand zwischen den Mittelpunkten 53, 54 kennzeichnen. Die Geraden 81, 82, 83 sind nur für diejenigen Magnetfeldsensoren 5, die in den 2 bis 4 für die bessere Unterscheidbarkeit als MS1, MS2, MS3, MS4, MS5, MS6 und MS7 bezeichnet sind, eingezeichnet, bei denen der Abstand zwischen den Mittelpunkten 53 und 54 ein vorgegebenes Abstandsintervall nicht überschreitet, das derart bemessen ist, dass der auf den jeweiligen Magnetfeldsensor 5 vom Gebermagneten 3 bereitgestellte magnetische Fluss ausreicht, um eine zuverlässige Winkelbestimmung durchzuführen. Hierdurch ergeben sich jeweils ausgehend von Normalen 55 auf die Messstrecke 2, die die Mittelpunkte 54 der jeweiligen Magnetfeldsensoren 5 schneiden, zu den Geraden 81, 82, 83 die Winkel 91, 92 und 93, wobei durch das maximale Abstandsintervall zwischen den Mittelpunkten 53 und 54 auch ein maximaler Winkel bestimmt ist, der bei den Magnetfeldsensoren 5 rein exemplarisch im Bereich von 50 Grad liegt.
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Für diejenigen Magnetfeldsensoren 5, die außerhalb des nicht eingezeichneten maximalen Abstandsintervalls zum Gebermagneten 3 angeordnet sind, sind keine Geraden eingezeichnet, da diese Magnetfeldsensoren 5 aufgrund des zu großen Abstands gegenüber dem Gebermagneten 3 keine zur Positionserfassung verwertbaren Signale bereitstellen können.
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Rein exemplarisch ist der Gebermagnet 3 gemäß der Darstellung der 2 derart längs der Messstrecke 2 angeordnet, dass der vom Gebermagneten 3 bereitgestellte magnetische Fluss von den Magnetfeldsensoren 5, die mit MS1, MS2, MS3 bezeichnet sind, zuverlässig erfasst werden kann, da für diese Magnetfeldsensoren 5 das maximale Abstandsintervall zum Gebermagnet 3 nicht überschritten ist. Hierbei ist der Gebermagnet 3 gemäß der Darstellung der 2 nahezu oberhalb des mit MS2 bezeichneten Magnetfeldsensors 5 angeordnet. Hieraus ergibt sich, dass ein Betrag des Winkels 92 kleiner als die Beträge der Winkel 91 und 93 ist, ferner weisen die Winkel 92 und 93 gemäß der Darstellung der 2 jeweils ein negatives Vorzeichen auf, da sie sich ausgehend von der jeweiligen Normalen 55 gegen den Uhrzeigersinn bis zur jeweils zugeordneten Geraden 82, 83 erstrecken. Hingegen weist der Winkel 91 gemäß der Darstellung der 2 ein positives Vorzeichen auf, da er sich ausgehend von der Normalen 55 im Uhrzeigersinn bis zur Geraden 81 erstreckt.
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Somit weisen der Winkel 92, der den geringsten Betrag aufweist und der Winkel 91, der den nächstgrößeren Betrag aufweist, unterschiedliche Vorzeichen auf, so dass in einem ersten Schritt in der Verarbeitungseinrichtung 6, wie sie in der 1 dargestellt ist, ein aktueller Berechnungsparameter aus dem Winkel 92 und dem Winkel 91 bestimmt werden kann. Anschließend wird mit dem Vorzeichen und dem Betrag des Winkels 92 sowie dem aktuellen Berechnungsparameter in der Verarbeitungseinrichtung 6 das Positionsberechnungsverfahren durchgeführt, um den gewünschten Positionswert, der die Positionierung des Gebermagneten 3 längs der Messstrecke 2 beschreibt. Der ermittelte Positionswert kann anschließend von der Verarbeitungseinrichtung 6 in nicht näher dargestellter Weise kabelgebunden oder drahtlos ausgegeben werden. Ferner wird der aktuelle Berechnungsparameter in einem nicht näher dargestellten Speicher der Verarbeitungseinrichtung gespeichert.
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Gemäß der Darstellung der 3 befindet sich der Gebermagnet 3 an einem Endbereich der Messstrecke 2, wobei sowohl der Winkel 91 zwischen der Normalen 55 und der Geraden 81 als auch der Winkel 92 zwischen der Normalen 55 und der Geraden 82 jeweils ein negatives Vorzeichen aufweisen, so dass kein aktueller Berechnungsparameter ermittelt werden kann. Somit muss die Verarbeitungseinrichtung 6 zur Durchführung des Positionsberechnungsverfahrens auf den gespeicherten Berechnungsparameter zurückgreifen. Anschließend erfolgt in der Verarbeitungseinrichtung 6 unter Einbeziehung des Winkels 92, der den kleinsten Winkelbetrag aufweist, zusammen mit dem gespeicherten Berechnungsparameter die Bestimmung des Positionswerts.
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Gemäß der Darstellung der 4 befindet sich der Gebermagnet 3 am Ende der Messstrecke 2., so dass nur der Winkel 91 zwischen der Normalen 55 und der Geraden 81 kleiner als 50 Grad ist und nur für den mit MS1 bezeichneten Magnetfeldsensor 5 das maximale Abstandsintervall eingehalten ist und kein aktueller Berechnungsparameter ermittelt werden kann. Somit muss die Verarbeitungseinrichtung 6 zur Durchführung des Positionsberechnungsverfahrens auf den gespeicherten Berechnungsparameter zurückgreifen. Anschließend erfolgt in der Verarbeitungseinrichtung 6 unter Einbeziehung des Winkels mit dem kleinsten Winkelbetrag zusammen mit dem gespeicherten Berechnungsparameter die Bestimmung des Positionswerts.
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Ausgehend von der Darstellung gemäß der 4 würde bei einer weiteren Bewegung des Gebermagneten 3 nach links auch der Winkel 91 mehr als 50 Grad betragen, so dass keine Positionsberechnung mehr möglich ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 3428582 A1 [0002]
- EP 3617658 B1 [0003]
