DE19754819C1 - Magnetic distance measuring device - Google Patents

Magnetic distance measuring device

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Abstract

Disclosed is a device for magnetic distance measurement, which is preferably used to monitor the distance between a ferromagnetic toothed magnet wheel and a magnetic sensitive sensor positioned in the direct proximity of the magnet wheel detecting the movement of the toothed wheel. The invention is characterized in that a magneto-electric transducer is positioned on the side, preferably in the neutral zone, of a permanent magnet. The sensor detecting the movement of the magnet wheel is mounted on the pole face facing the magnet wheel. When the transducer is positioned in the neutral zone, the radial components of the magnetic field of the permanent magnet are neutralized and the transducer operates at zero point. The neutral zone of the permanent magnet is slightly displaced when the distance of the movement sensor to the magnet wheel is changed. The transducer is thus traversed by an entire nonzero magnetic field and indicates a deflection. The polarity sign alone indicates whether the sensor is approaching or moving away from the magnet wheel.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur magnetischen Ab­ standsmessung zur Überwachung des Abstandes zwischen einem Objekt und einem Organ, das mit Zähnen aus Permanentmagneten besetzt ist (aktives Organ) oder das aus ferromagnetischem Material besteht (passives Organ). Bevorzugtes Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist die Überwachung der Distanz zwischen einem ferromagnetischen gezahnten Polrad und einem magnetisch sensitiven, in unmittelbarer Nähe des Polrades positionierten Sensor zur Ermittlung von Drehzahl, Geschwindig­ keit, Weg, Beschleunigung und Drehrichtung des Polrades.The invention relates to a device for magnetic Ab level measurement to monitor the distance between one Object and an organ with teeth made of permanent magnets is occupied (active organ) or that of ferromagnetic Material exists (passive organ). Preferred area of application The present invention is monitoring distance between a ferromagnetic toothed magnet wheel and a magnetically sensitive, in the immediate vicinity of the magnet wheel positioned sensor to determine speed, speed speed, travel, acceleration and direction of rotation of the magnet wheel.

Stand der TechnikState of the art

Für die berührungslose Erfassung der Drehbewegung eines ferro­ magnetischen oder permanentmagnetischen Zahnrades werden Sensoren mit magneto-elektrischen Wandlern verwendet, die die Bewegung des Zahnrads in Form von Feldstärke­ änderungen erfassen und in elektrische Signale umwandeln (DE 30 41 041 C2). In der Praxis werden diese magneto-elektrischen Wandler sehr dicht an dem Zahnrad positioniert, um eine hohe Störfestigkeit, beispielsweise gegen äußere magnetische Störfel­ der, zu gewährleisten. Typische Abstände liegen im Bereich von 0,1 bis 1,5 mm. Bei diesen geringen Abständen besteht leicht die Gefahr, daß der Sensor unbemerkt beschädigt wird, beispielsweise aufgrund von Verschleißerscheinungen in den Achslagern, die das Polrad tragen. Insbesondere im dynamischen Betriebszustand von z. B. Schienenfahrzeugen ist es wichtig, den sich ändernden Ab­ stand zu kennen, um eine unbemerkte Beschädigung des Sensors und damit dessen Ausfall zu verhindern (Sicherheitsaspekt). Die Ab­ standsbestimmung wird zur Zeit am ruhenden Zahnrad mit einer Fühlerlehre (Spion) abhängig vom individuellen Gefühl des Prü­ fers (satter, aber nicht klemmender Sitz der Fühlerlehre) entsprechend ungenau durchgeführt. Außerdem ist es hierzu erforderlich, ein oder mehrere Teile zu demontieren, bis das Zahnrad zugänglich ist.For the contactless detection of the rotation of a ferro magnetic or permanent magnetic Gearwheel sensors with magneto-electrical transducers used the movement of the gear in the form of field strength Capture changes and convert them into electrical signals (DE 30 41 041 C2). In practice, these are magneto-electrical Transducers positioned very close to the gear to a high Immunity, for example against external magnetic interference fields the to ensure. Typical distances are in the range of 0.1 to 1.5 mm. At these small distances, there is easily Danger of the sensor being damaged unnoticed, for example due to wear in the axle bearings, which the Wear the flywheel. Especially in the dynamic operating state of e.g. B. Rail vehicles, it is important to the changing Ab got to know to undetected damage to the sensor and thus preventing its failure (safety aspect). The Ab  Position determination is currently on the stationary gear with a Feeler gauge (spy) depending on the individual feeling of the test heel (full but not jammed seat of the feeler gauge) accordingly carried out inaccurately. It is also about this required to disassemble one or more parts until the Gear is accessible.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, mit der der Abstand zwischen einem Sensor und einem Polrad sowohl im Ruhezustand als auch im dynamischen Betriebszustand in einfacher Weise gemessen und überwacht werden kann.Proceeding from this, the invention is based on the object Specify device with which the distance between a sensor and a magnet wheel both at rest and in dynamic Operating state can be measured and monitored in a simple manner can.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltun­ gen und Weiterbildungen sind mit den Merkmalen der Unteransprü­ che 2 bis 11 gekennzeichnet. Die Ausbildung der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 3 hat den Vorteil, daß von dem magneto- elektrischen Wandler im Betriebszustand, d. h. bei Anordnung des Objekts im Sollabstand, kein Meßsignal erzeugt wird, da sich die für die Signalerzeugung verantwortlichen radialen Anteile des magnetischen Feldes über die Gesamtheit der magnetfeldempfindli­ chen Fläche gegenseitig aufheben. Diese Ausgestaltung hat den zusätzlichen Vorteil, daß die magneto-elektrischen Wandler durch den Betrieb im Nullabgleich auch thermisch das stabilste Verhal­ ten zeigen. Die Ausgestaltung nach einem der Unteransprüche 9 bis 11 hat den besonderen Vorteil, daß man mit nur einem Perma­ nentmagneten auskommt, um einerseits die Bewegung des Polrades mit magneto-elektrischen Wandlern zu erfassen und damit anderer­ seit durch den in der neutralen Zone angebrachten weiteren magneto-elektrischen Wandler der Abstand zwischen dem Sensor und dem Polrad überwacht werden kann.This object is achieved by a device with solved the features of claim 1. Advantageous design gene and further training are with the features of the dependent claims che 2 to 11 marked. The formation of the device according to claim 3 has the advantage that the magneto- electrical converter in the operating state, d. H. when ordering the Object at the desired distance, no measurement signal is generated because the radial portions of the. responsible for signal generation magnetic field over the entirety of the magnetic field sensitive cancel each other out. This configuration has the additional advantage that the magneto-electrical transducer through operation in zero adjustment also the thermally most stable behavior show. The configuration according to one of the subclaims 9 to 11 has the particular advantage that with only one Perma Magnets needs, on the one hand, the movement of the magnet wheel with magneto-electrical transducers and thus others  since by the other attached in the neutral zone magneto-electrical transducer the distance between the sensor and the magnet wheel can be monitored.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 näher erläutert.The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments and with reference to FIGS. 1 and 2.

Fig. 1 zeigt ein ferromagnetisches gezahntes Organ 1, beispiels­ weise ein Zahnrad oder eine Zahnstange, welches in Richtung des Pfeils 2 beweglich ist. In einem Abstand dp von den Zähnen 3 ist ein Permanentmagnet 4 angeordnet, dessen eine Polfläche, z. B. die N-Polfläche, den Zähnen zugewandt ist und einen Sensor 5 zur Erfassung der Bewegung des Organs 1 trägt. Der Sollabstand des Sensors 5 von den Zähnen 3 ist mit d0 bezeichnet. Im Betriebszustand, d. h. während der Bewegung des Organs 1, ist darauf zu achten, daß der Abstand d des Sensors 5 von den Zähnen 3 einen vorgebbaren Minimalwert dmin nicht unter- und einen vorgebbaren Maximalwert dmax nicht überschreitet. Bei Unter­ schreiten des Minimalwertes besteht die Gefahr, daß der Sensor 5 mit den Zähnen 3 in Berührung kommt und beschädigt wird, so daß in der Regel der gesamte Meßkopf ausgetauscht werden muß. Bei überschreite n des Maximalwertes läßt die Genauigkeit der Meß­ werterfassung mit dem Sensor 5 in nicht mehr vertretbarem Umfang nach. Der Sensor 5 besteht z. B. aus zwei magneto-elektrischen Wandlerpaaren 6 und 7, die elektrisch als Doppelbrückenschaltung ausgebildet sind. Ein derartiger Sensor ist an sich bekannt und in der DE 30 41 041 C2 beschrieben. Die neutrale Zone 8, die bei einem freien Permanentmagneten in der Regel in dessen Mitte liegt, ist vorliegend durch den starken Einfluß des in unmittelbarer Nähe befindlichen ferromagnetischen Organs 1 etwas nach oben verschoben (in Fig. 1 übertrieben dargestellt). In dieser neutralen Zone 8 ist ein weiterer elektromagnetischer Wandler 9, beispielsweise ein Hall-Generator, so angebracht, daß seine magnetfeldempfindliche Fläche parallel zur Tangentialkomponente des magnetischen Feldes des Permanentmagneten ausgerichtet ist. Aufgrund der Positiorierung in der neutralen Zone heben sich die radialen Anteile des magnetischen Feldes, die bei dem Wandler 9 allein für die Signalerzeugung verantwortlich sind, über die Gesamtheit der magnetfeldempfindlichen Fläche gegenseitig auf, so daß das Aussgangssignal also Null ist. Durch den Betrieb des Wandlers um den Nullpunkt weist dieser auch thermisch das stabilste Verhalten auf. In der Regel erfolgt die Positionierung des Wandlers 9 auf dem Permanentmagneten in der Weise, daß der Permanentmagnet in einem Abstand d von einem rotierenden Polrad (Testpolrad) gehalten wird, der einem Sollabstand d0 des Sensors 5 von den Zähnen 3 entspricht und daß der Wandler 9 unter Beobachtung seines Ausgangssignals in der Position an dem Permanentmagneten befestigt wird, in der das Ausgangssignal Null ist, der Wandler 9 sich also in der neutralen Zone 8 befindet. Fig. 1 shows a ferromagnetic toothed organ 1 , for example, a gear or a rack which is movable in the direction of arrow 2 . At a distance d p from the teeth 3 , a permanent magnet 4 is arranged, the one pole face, z. B. the N-pole face facing the teeth and carries a sensor 5 for detecting the movement of the organ 1 . The target distance of the sensor 5 from the teeth 3 is denoted by d 0 . In the operating state, ie during the movement of the organ 1 , care must be taken that the distance d of the sensor 5 from the teeth 3 does not fall below a predeterminable minimum value d min and does not exceed a predeterminable maximum value d max . If the minimum value is undershot, there is a risk that the sensor 5 will come into contact with the teeth 3 and be damaged, so that the entire measuring head generally has to be replaced. If the maximum value n is exceeded, the accuracy of the measured value acquisition with the sensor 5 decreases to an unacceptable extent. The sensor 5 consists, for. B. from two magneto-electric transducer pairs 6 and 7 , which are electrically designed as a double bridge circuit. Such a sensor is known per se and described in DE 30 41 041 C2. The neutral zone 8 , which in the case of a free permanent magnet is generally in the middle thereof, is shifted somewhat upwards in the present case by the strong influence of the ferromagnetic organ 1 located in the immediate vicinity (exaggerated in FIG. 1). A further electromagnetic transducer 9 , for example a Hall generator, is mounted in this neutral zone 8 in such a way that its magnetic field-sensitive surface is aligned parallel to the tangential component of the magnetic field of the permanent magnet. Due to the positioning in the neutral zone, the radial portions of the magnetic field, which are solely responsible for the signal generation in the transducer 9 , cancel each other out over the entirety of the magnetic field-sensitive area, so that the output signal is therefore zero. By operating the converter around the zero point, it also exhibits the most stable behavior thermally. As a rule, the transducer 9 is positioned on the permanent magnet in such a way that the permanent magnet is held at a distance d from a rotating magnet wheel (test magnet wheel) which corresponds to a desired distance d 0 of the sensor 5 from the teeth 3 and that the transducer 9 is attached to the permanent magnet while observing its output signal in the position in which the output signal is zero, that is to say the converter 9 is in the neutral zone 8 .

Wird die gesamte Anordnung aus Permanentmagnet 4, Sensor 5 und Wandler 9 dem Organ 1 angenähert (Abstand kleiner als Sollabstand d0), so bewirkt dies eine Verschiebung der neutralen Zone 8 und somit ein vorzeichenbehaftetes, betragsmäßig ansteigendes Ausgangssignal an dem Wandler 9. Wird die Anordnung von dem Organ 1 entfernt (Abstand größer als Sollabstand d0), wird das Vorzeichen des Ausgangssignals umgekehrt. Daher kann allein aus dem Vorzeichen des Ausgangssignals entnommen werden, ob sich der Abstand zwischen dem Sensor 5 und dem Organ 1 verringert oder vergrößert. Die Kurve 1 in Fig. 2 zeigt schematisch den Verlauf des Ausgangssignals des Wandlers 9, z. B. die Ausgangsspannung UH eines Hall-Generators, in Abhängigkeit vom Abstand d des Sensors 5 von den Zähnen 3. Beim Sollabstand d0 befindet sich der Wandler 9 in der neutralen Zone 8 und UH ist gleich Null. Bei einer Verringerung des Abstandes nimmt der Einfluß des ferromagnetischen Organs 1 zu, was zu einer Verschiebung der neutralen Zone 8 in Richtung des Nordpols führt. Da sich der Wandler 9 dann außerhalb der neutralen Zone befindet, wird ein Ausgangssignal UH < 0 erzeugt. Bei weiterer Annäherung nimmt der Wert von UH betragsmäßig zu bis zu einem Endwert UH(d = 0). Bei einer Vergrößerung des Abstandes nimmt der Einfluß des ferromagnetischen Organs 1 ab, was zu einer Verschiebung der neutralen Zone 8 in Richtung des Südpols führt. Der Wandler 9 befindet sich wieder außerhalb der neutralen Zone und ein Ausgangssignal UH < 0 liegt vor. Mit zunehmender Entfernung schwindet der Einfluß des ferromagnetischen Organs 1 und ein Maximalwert UH(d = ∞) wird erreicht. In diesem Fall befindet sich die neutrale Zone 8 in einer Position, wie sie bei einem freien Permanentmagneten vorliegt, also in der Regel in der Mitte, und der Wandler 9 befindet sich in seiner maximalen Entfernung von dieser neutralen Zone. Im Betriebszustand, also während der Bewegung des Organs 1 ist darauf zu achten, daß die Abweichungen des Abstandes d vom Sollwert d0 die vorgegebenen Grenzwerte dmin und dmax nicht übersteigen. Dies geschieht in einfacher Weise durch die Überwachung des Ausgangssignals UH des Wand­ lers 9.If the entire arrangement of permanent magnet 4 , sensor 5 and transducer 9 is approximated to organ 1 (distance smaller than target distance d 0 ), this causes a displacement of neutral zone 8 and thus an output signal with a sign that increases in magnitude at transducer 9 . If the arrangement is removed from the organ 1 (distance greater than the desired distance d 0 ), the sign of the output signal is reversed. It can therefore be seen from the sign of the output signal whether the distance between the sensor 5 and the organ 1 is decreasing or increasing. Curve 1 in Fig. 2 shows schematically the course of the output signal of the converter 9 , z. B. the output voltage U H of a Hall generator, depending on the distance d of the sensor 5 from the teeth 3rd At the desired distance d 0 , the converter 9 is in the neutral zone 8 and U H is zero. If the distance is reduced, the influence of the ferromagnetic organ 1 increases, which leads to a shift of the neutral zone 8 in the direction of the north pole. Since the converter 9 is then outside the neutral zone, an output signal U H <0 is generated. With further approximation, the value of U H increases in amount up to a final value U H (d = 0). When the distance is increased, the influence of the ferromagnetic organ 1 decreases, which leads to a shift of the neutral zone 8 in the direction of the south pole. The converter 9 is again outside the neutral zone and an output signal U H <0 is present. With increasing distance, the influence of the ferromagnetic organ 1 disappears and a maximum value U H (d = ∞) is reached. In this case, the neutral zone 8 is in a position as is the case with a free permanent magnet, that is to say generally in the middle, and the transducer 9 is at its maximum distance from this neutral zone. In the operating state, that is to say during the movement of the organ 1 , care must be taken that the deviations of the distance d from the target value d 0 do not exceed the predetermined limit values d min and d max . This is done in a simple manner by monitoring the output signal U H of the converter 9th

Die Vorzüge der Erfindung zeigen sich auch beim Einbau einer Meßvorrichtung gemäß Fig. 1 in ein Fahrzeug, z. B. ein Schienen­ fahrzeug. Es ist nun nicht mehr erforderlich, ein oder mehrere Teile zu demontieren, um das Polrad für eine Fühlerlehre zugäng­ lich zu machen. Die Meßvorrichtung muß lediglich in eine dafür vorgesehene Halterung geschoben werden, wobei das Ausgangssignal UH des Wandlers 9 zu beobachten ist. Bei UH = 0 befindet sich die Meßvorrichtung im Sollabstand d0 von dem Polrad und kann arretiert werden. Ob sich beim Einbau gegenüber der Meßvorrich­ tung ein Zahn 3 oder eine Zahnlücke befindet, ist von unterge­ ordneter Bedeutung, solange die Polfläche im Verhältnis zu den Abmessungen von Zahn und Zahnlücke groß genug ist, so daß die Position der neutralen Zone möglichst unbeeinflußt bleibt. In . der Praxis (Polrad nach DIN 867) sollte das Verhältnis von der Seitenlänge 1p des Permanentmagneten 4 zum periodischen Zahnabstand 1z nicht kleiner als 1,5 sein. Im Ergebnis wird damit eine sowohl statisch als auch dynamisch integrierende Abstandsmessung erzielt.The advantages of the invention are also evident when installing a measuring device according to FIG. 1 in a vehicle, for. B. a rail vehicle. It is no longer necessary to disassemble one or more parts to make the magnet wheel accessible for a feeler gauge. The measuring device only has to be pushed into a holder provided for this purpose, the output signal U H of the converter 9 being observable. When U H = 0, the measuring device is at the desired distance d 0 from the pole wheel and can be locked. Whether there is a tooth 3 or a tooth gap when installed opposite the measuring device is of subordinate importance as long as the pole area is large enough in relation to the dimensions of the tooth and tooth gap so that the position of the neutral zone remains as unaffected as possible. In . In practice (pole wheel according to DIN 867), the ratio of the side length 1 p of the permanent magnet 4 to the periodic tooth spacing 1 z should not be less than 1.5. The result is a distance measurement that is both statically and dynamically integrated.

In Abwandlung zu dem bisher vorgestellten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, den Wandler 9 in der neutralen Zone zu positionieren, wie sie in dem Permanentmagneten im ungestörten Zustand vorliegt. Dann ergibt sich der Verlauf des Ausgangssig­ nals UH gemäß der Kurve 2 von Fig. 2. In diesem Fall beträgt UH(d = ∞) = 0 und bei Annäherung der gesamten Anordung aus Perma­ nentmagnet 4, Sensor 5 und Wandler 9 an das Organ 1 wird die neutrale Zone 8 nach oben verschoben und das Ausgangssignal UH nimmt betragsmäßig bis zu einem Endwert UH(d = 0) stetig zu. Dem Sollabstand d0 entspricht dann ein bestimmter Wert UH(d = d0). Entsprechendes gilt für die Grenzwerte dmin und dmax. Im Ergebnis ist der Verlauf des Ausgangssignals UH identisch wie im ersten Ausführungsbeispiel. Die Kurve 2 ist lediglich nach unten verschoben und nähert sich für d → ∞ dem Grenzwert UH (d = ∞) = 0. Da der Wandler 9 im Sollabstand d0 nicht im Nullpunkt (UH = 0) betrieben wird, ist die thermische Stabilität geringer als im ersten Ausführungsbeispiel.In a modification of the exemplary embodiment presented so far, it is also possible to position the transducer 9 in the neutral zone as it is in the undisturbed state in the permanent magnet. Then there is the course of the output signal U H according to curve 2 of Fig. 2. In this case, U H (d = ∞) = 0 and when approaching the entire arrangement of permanent magnet 4 , sensor 5 and converter 9 to that Organ 1 , the neutral zone 8 is shifted upward and the output signal U H increases steadily in amount up to a final value U H (d = 0). The target distance d 0 then corresponds to a certain value U H (d = d 0 ). The same applies to the limit values dmin and d max . As a result, the profile of the output signal U H is identical to that in the first exemplary embodiment. The curve 2 is only shifted downwards and approaches the limit value U H (d = ∞) = 0 for d → ∞. Since the converter 9 is not operated at the setpoint distance d 0 at the zero point (U H = 0), the thermal Stability less than in the first embodiment.

BezugszeichenlisteReference list

11

gezahntes Organ, z. B. Zahnrad oder Zahnstange
toothed organ, e.g. B. gear or rack

22nd

Bewegungsrichtung
Direction of movement

33rd

Zähne
teeth

44th

Permanentmagnet
Permanent magnet

55

Sensor zur Erfassung der Bewegung des Organs Sensor for detecting the movement of the organ

11

66

, ,

77

magneto-elektrische Wandlerpaare
magneto-electrical transducer pairs

88th

neutrale Zone
neutral zone

99

magneto-elektrischer Wandler zur Überwachung des Abstandes des Sensors magneto-electrical converter for monitoring the distance of the sensor

55

zum Organ to the organ

11

Claims (11)

1. Vorrichtung zur magnetischen Abstandsmessung zur Überwa­ chung des Abstandes zwischen einem Objekt und einem Organ, das mit Zähnen aus Permanentmagneten besetzt ist (aktives Organ) oder das aus ferromagnetischem Material besteht (passives Organ), bestehend aus einem Permanentmagneten, wenigstens einem magneto-elektrischen Wandler und einer Auswerteeinrichtung, wobei eine Polfläche des Permanentmagneten dem Organ zugewandt ist, wobei das Objekt mit dem Permanentmagneten ortsfest verbun­ den ist, und wobei der oder die magneto-elektrischen Wandler an einer Seitenfläche des Permanentmagneten positioniert sind.1. Device for magnetic distance measurement for monitoring the distance between an object and an organ that is set with teeth from permanent magnets (active organ) or that consists of ferromagnetic material (passive Organ), consisting of a permanent magnet, at least one magneto-electrical converter and an evaluation device, a pole face of the permanent magnet facing the organ is, with the object connected to the permanent magnet stationary is, and the or the magneto-electrical transducer a side surface of the permanent magnet are positioned. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die magneto-elektrischen Wandler in der neutralen Zone positioniert ist oder sind, wie sie in dem Permanentmagne­ ten im ungestörten Zustand vorliegt, und daß die magnetfeldemp­ findliche Fläche des oder der Wandler parallel zur Tangential­ komponente des magnetischen Feldes des Permanentmagneten ausge­ richtet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the magneto-electrical converter or converters in the neutral Zone is or are positioned as in the permanent magnet is present in the undisturbed state, and that the magnetic field sensitive surface of the transducer or transducers parallel to the tangential component of the magnetic field of the permanent magnet out is aimed. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die magneto-elektrischen Wandler in der neutralen Zone positioniert ist oder sind, wie sie in dem Permanentmagne­ ten für einen vorgebbaren Abstand d0 (Sollabstand) des Objekts von dem Organ vorliegt, und daß die magnetfeldempfindliche Fläche des oder der Wandler parallel zur Tangentialkomponente des magnetischen Feldes des Permanentmagneten ausgerichtet ist.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the one or more magneto-electrical transducers is or are positioned in the neutral zone, as is present in the permanent magnet for a predeterminable distance d 0 (target distance) of the object from the organ, and that the magnetic field sensitive surface of the transducer or transducers is aligned parallel to the tangential component of the magnetic field of the permanent magnet. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Organ um eine Zahnstange oder ein Zahnrad (Polrad) handelt.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the organ is a rack or a gear (magnet wheel). 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als magneto-elektrischen Wandler Feldplat­ ten und/oder Hallgeneratoren vorgesehen sind.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that as a magneto-electrical transducer Feldplat ten and / or Hall generators are provided. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung eine elektrische Brückenschaltung aufweist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the evaluation device is an electrical Has bridge circuit. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die magneto-elektrischen Wandler an dem Permanentmagneten befestigt sind.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the one or more magneto-electric transducers are attached to the permanent magnet. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Objekt um einen Sensor zur Erfassung der Bewegung des Organs handelt, der auf der dem Organ zugewandten Polfläche des Permanentmagneten angeordnet ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in that the object is a sensor for Detection of the movement of the organ that acts on that of the organ facing pole surface of the permanent magnet is arranged. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Sensor um einen oder mehrere magneto-elek­ trischen Wandler handelt, mit denen die Bewegung des Organs in Form von Feldstärkeänderungen erfaßbar ist. 9. The device according to claim 8, characterized in that that the sensor is one or more magneto-elec tric transducers with which the movement of the organ in Form of field strength changes can be detected.   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den magneto-elektrischen Wandlern zur Bewegungs­ erfassung um Feldplatten und/oder Hall-Generatoren handelt.10. The device according to claim 9, characterized in that it is in the magneto-electrical transducers for movement detection is about field plates and / or Hall generators. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere magneto-elektrischen Wandler zur Bewegungserfassung mit einer elektrischen Brückenschaltung vorgesehen sind.11. The device according to claim 9 or 10, characterized characterized in that several magneto-electrical transducers for Motion detection with an electrical bridge circuit are provided.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10240705A1 (en) * 2002-09-04 2004-03-18 Zf Friedrichshafen Ag Rotational velocity measurement system in which the instantaneous separation between a signaling wheel and a sensor are measured and used to compensate vibrations that cause the separation to vary

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3041041C2 (en) * 1980-10-31 1983-06-23 Krauss-Maffei AG, 8000 München Magneto-electric displacement transducer

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4970463A (en) * 1989-03-13 1990-11-13 Durakool Incorporated Temperature stable proximity sensor with sensing of flux emanating from the lateral surface of a magnet

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3041041C2 (en) * 1980-10-31 1983-06-23 Krauss-Maffei AG, 8000 München Magneto-electric displacement transducer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10240705A1 (en) * 2002-09-04 2004-03-18 Zf Friedrichshafen Ag Rotational velocity measurement system in which the instantaneous separation between a signaling wheel and a sensor are measured and used to compensate vibrations that cause the separation to vary
US7135858B2 (en) 2002-09-04 2006-11-14 Zf Friedrichshafen Ag System with distance sensor for measuring rotational speed of a body

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