DE20115280U1 - Abstandssensor und Auswerteeinrichtung-Abstandssensor-Kombination - Google Patents

Abstandssensor und Auswerteeinrichtung-Abstandssensor-Kombination

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Claims (27)

1. Abstandssensor mit einem in einem Gehäuse (24) angeordneten Sensor­ element, welches durch einen von außen an das Gehäuse heranführ­ baren Gegenstand (18) beeinflußbar ist, mit einer Signalschaltung zur Erzeugung eines analogen Ausgangssignals (Ua) in Abhängigkeit eines Meßabstands (s) zwischen Gegenstand (18) und Sensorelement und mit einem Ausgangsanschluß (16), an welchem das Meßabstand-Ausgangs­ signal (Ua) abgreifbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gehäuses (24) ein Temperaturfühler (26) angeordnet ist und daß ein Ausgangs­ anschluß (28) vorgesehen ist, an dem ein Temperatur-Ausgangssignal (UT) abgreifbar ist, welches von der vom Temperaturfühler (26) er­ mittelten Temperatur abhängt.
2. Abstandssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperatur-Ausgangssignal (UT) ein Spannungssignal oder Stromsignal ist.
3. Abstandssensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperatur-Ausgangssignal (UT) ein massebezogenes Spannungssignal ist.
4. Abstandssensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperatur-Ausgangssignal (UT) die gleiche elektrische Größe ist wie das Meßabstand-Ausgangssignal (Ua).
5. Abstandssensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impedanzwandler (72) und/oder hochohmiger Verstärker für das Meßabstand-Ausgangssignal (Ua) zur Minimierung des Laststroms durch den Sensor bei Signalabgriff vorgesehen ist.
6. Abstandssensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Impedanzwandler (72) extern angeordnet ist.
7. Abstandssensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (26) auf der gleichen Platine angeordnet ist wie die Signalschaltung.
8. Abstandssensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (26) in der Nähe des Sensor­ elements angeordnet ist.
9. Abstandssensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandssensor ein induktiver Näherungssensor (10) ist.
10. Abstandssensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement einen LC-Oszillator umfaßt.
11. Abstandssensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßabstand-Ausgangssignal (Ua) mindestens in einem bestimmten Abstandsintervall (smin, smax) eine im wesentlichen lineare Funktion des Meßabstands (s) ist.
12. Abstandssensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement in einer Kappe (54) aus einem Kunststoffmaterial sitzt, welche an dem Gehäuse (24) angeordnet ist.
13. Abstandssensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler ein Temperatur-Ausgangs­ signal (UT) liefert, welches mindestens in erster Näherung proportional zur Temperatur ist.
14. Abstandssensor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Signalempfindlichkeit (dUT/dT) im wesentlichen konstant ist.
15. Abstandssensor nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Signalempfindlichkeit (dUT/dT) bei einem Spannungs-Temperatur- Ausgangssignal (UT) mindestens 2 mV/K beträgt.
16. Abstandssensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (26) Halbleiterbauelemente mit temperaturabhängiger Ladungsträgerkonzentration umfaßt, welche so geschaltet sind, daß sich ein temperaturabhängiges Ausgangssignal ergibt.
17. Abstandssensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler eine Stromspiegelschaltung umfaßt.
18. Abstandssensor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler eine Wilsonsche Stromspiegelschaltung (80) umfaßt.
19. Abstandssensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperatur-Ausgangssignal (UT) zur Bestim­ mung einer Warmlaufphase des Abstandssensors genutzt wird.
20. Auswerteeinrichtung-Abstandssensor-Kombination mit einem Abstands­ sensor (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche und einer Aus­ werteeinrichtung (38), an welcher ein modifiziertes Abstand-Ausgangs­ signal (Ua') abgreifbar ist, welches durch Verknüpfung des Meßabstand- Ausgangssignals (Ua) des Abstandssensors (10) und des Temperatur- Ausgangssignals (UT) des Abstandssensors (10) gebildet ist.
21. Auswerteeinrichtung-Abstandssensor-Kombination nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das modifizierte Abstand-Ausgangssignal (Ua') so gebildet ist, daß temperaturänderungsbedingte Anteile an dem Meßabstand-Ausgangssignal (Ua) des Abstandssensors (10) im wesent­ lichen kompensiert sind.
22. Auswerteeinrichtung-Abstandssensor-Kombination nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das modifizierte Abstand-Ausgangssignal durch die Differenz des Meßabstand-Ausgangssignals (Ua) und einem modifizierten Temperatur-Ausgangssignal (UT) des Abstandssensors (10) gebildet ist.
23. Auswerteeinrichtung-Abstandssensor-Kombination nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Modifikationsfunktion oder Modifika­ tionsparameter (F1; F2) zur Modifikation des Temperatur-Ausgangssignals (UT) des Abstandssensors (10) in ein modifiziertes Temperatur- Ausgangssignal (UT') einstellbar sind.
24. Auswerteeinrichtung-Abstandssensor-Kombination nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Modifikationsfunktion oder Modifika­ tionsparameter (F1) so eingestellt sind, daß das modifizierte Meßabstand- Ausgangssignal (Ua') im wesentlichen temperaturunabhängig ist.
25. Auswerteeinrichtung-Abstandssensor-Kombination nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Modifikationsfunktion oder Modifikationsparameter (F1) so eingestellt sind, daß eine temperatur­ bedingte Veränderung des Meßabstand-Ausgangssignals des Abstands­ sensors (10) aufgrund intrinsischer Temperaturgänge der Bauelemente des Abstandssensors (10) im wesentlichen kompensiert ist.
26. Auswerteeinrichtung-Abstandssensor-Kombination nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Modifikations­ funktion oder Modifikationsparameter (F2) so eingestellt sind, daß temperaturbedingte Veränderungen des Meßabstand-Ausgangssignals (Ua) des Abstandssensors (10) aufgrund thermischer Dimensions­ veränderungen im wesentlichen kompensierbar sind.
27. Auswerteeinrichtung-Abstandssensor-Kombination nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß geometrische Dimensionen (d) und ther­ mische Ausdehnungskoeffizienten (α) eines zu detektierenden Gegen­ stands (18) in der Auswerteeinrichtung (38) speicherbar sind, um eine geeignete Modifikationsfunktion oder Modifikationsparameter (F2) bestimmen zu können.
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