DE202007012087U1

DE202007012087U1 - Inductive displacement sensor

Info

Publication number: DE202007012087U1
Application number: DE200720012087
Authority: DE
Original assignee: Pepperl and Fuchs SE
Current assignee: Pepperl and Fuchs SE
Priority date: 2007-08-30
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2017-08-31

Abstract

Induktiver Weggeber (1) zur Bestimmung der Position eines Zielobjektes im Bereich mindestens einer Überwachungsstruktur (3, 4)
mit einer Mehrzahl von induktiven Sensoren (10, 11), die entlang einer Sensorstrecke angeordnet sind, und
mit einer Steuer- und Auswerteeinheit (5)
– zur Ansteuerung der induktiven Sensoren (10, 11),
– zur Auswertung der von den induktiven Sensoren (10, 11) gelieferten Messdaten und
– zur Ausgabe eines Positionssignales,
dadurch gekennzeichnet,
dass für Überwachungsstrukturen (3, 4) mit unterschiedlichem Abstand von der Sensorstrecke, insbesondere für eine erste (3) und für eine zweite (4) Überwachungsstruktur, jeweils separate induktive Sensoren (10, 11) vorhanden sind und/oder
dass mindestens für eine Untergruppe von induktiven Sensoren (11) eine Nachweischarakteristik gezielt für bestimmte Abstände (13, 14) der Überwachungsstruktur (3, 4) von der Sensorstrecke einstellbar ist.Inductive displacement sensor (1) for determining the position of a target object in the region of at least one monitoring structure (3, 4)
with a plurality of inductive sensors (10, 11), which are arranged along a sensor path, and
with a control and evaluation unit (5)
For controlling the inductive sensors (10, 11),
- For the evaluation of the inductive sensors (10, 11) supplied measurement data and
To output a position signal,
characterized,
in that separate monitoring sensors (10, 11) are present for monitoring structures (3, 4) at different distances from the sensor path, in particular for a first (3) and for a second (4) monitoring structure, and / or
a detection characteristic for specific distances (13, 14) of the monitoring structure (3, 4) from the sensor path can be set for at least one subgroup of inductive sensors (11).

Description

Die Erfindung betrifft einen induktiven Weggeber zur Bestimmung der Position eines Zielobjektes im Bereich mindestens einer Überwachungsstruktur. Derartige induktive Weggeber weisen eine Mehrzahl von induktiven Sensoren auf, welche entlang einer Sensorstrecke angeordnet sind. Zusätzlich sind sie mit einer Steuer- und Auswerteeinheit zur Ansteuerung der induktiven Sensoren, zur Auswertung der von den induktiven Sensoren gelieferten Messdaten und zur Ausgabe eines Positionssignales ausgestattet.The The invention relates to an inductive displacement sensor for determining the Position of a target object in the area of at least one monitoring structure. Such inductive displacement sensors have a plurality of inductive Sensors which are arranged along a sensor path. In addition are with a control and evaluation unit for controlling the inductive Sensors, for the evaluation of the measured data supplied by the inductive sensors and equipped to output a position signal.

Gattungsgemäße induktive Weggeber werden bei einer Vielzahl von industriellen Prozessen, insbesondere im Bereich der Automatisierungstechnik, eingesetzt. Dort dienen sie zur Erfassung des Weges eines Zielobjektes entlang einer bestimmten Wegstrecke.Generic inductive Weggeber be in a variety of industrial processes, in particular in the field of automation technology. Serve there to detect the path of a target along a certain distance.

Beispielsweise ist aus WO 2005/012841 eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung des Weges eines Zielobjektes bekannt, bei der die Beeinflussung der induktiven Sensoren durch ein metallisches Zielobjekt mittels der Steuer- und Auswerteeinheit ausgewertet wird. Zur Positionsbestimmung des Zielobjektes werden nicht nur die gelieferten Messdaten eines induktiven Sensors verwendet, sondern die Messdaten mehrerer benachbarter induktiver Sensoren ausgewertet, in deren Bereich sich das Zielobjekt befindet.For example is from WO 2005/012841 a generic device for detection the way of a target object known in the influencing the inductive sensors by a metallic target object means the control and evaluation unit is evaluated. For determining the position of the Target objects are not only the delivered measurement data of an inductive Sensors used, but the measurement data of several adjacent inductive Sensors evaluated, in the area of the target object is located.

Bei der Konstruktion derartiger Positionsbestimmungssysteme besteht eine Schwierigkeit darin, dass einzelne induktive Sensoren entweder eine gute und genaue Positionserkennung des Zielobjektes entlang einer Strecke aufweisen, welche im Wesentlichen parallel zur Sensorstrecke ist und einen konstanten Abstand zu der Sensorstrecke aufweist, oder eine höhere Flexibilität in Bezug auf den Abstand des Zielobjektes senkrecht zu dem jeweiligen Sensor aufweisen. Induktive Sensoren, die zur Detektion eines Zielobjektes in einem größeren Bereich senkrecht zum Sensor geeignet sind, liefern allerdings ungünstigere und ungenauere Messdaten, so dass die Position waagerecht zum Sensor schlechter bestimmbar ist. Somit verschlechtert sich auch die Positionsbestimmung waagerecht zur Sensorstrecke.at the construction of such positioning systems consists a difficulty in that individual inductive sensors either a good and accurate position detection of the target along have a distance which is substantially parallel to the sensor path is and has a constant distance to the sensor path, or a higher one flexibility with respect to the distance of the target object perpendicular to the respective sensor exhibit. Inductive sensors used to detect a target object in a larger area vertically are suitable for the sensor, but provide less favorable and inaccurate measurement data, so that the position horizontally to the sensor worse determinable is. Thus, the position determination deteriorates horizontally to the sensor section.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen induktiven Weggeber zu schaffen, welcher eine sichere Positionsbestimmung eines Zielobjektes mit unterschiedlichen Abständen zum induktiven Weggeber ermöglicht.Of the The invention is therefore based on the object, an inductive displacement sensor to create which a secure position determination of a target object with different distances allows for inductive displacement sensor.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen induktiven Weggeber mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The Task is achieved by an inductive displacement sensor with the features of claim 1 solved.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den Figuren und deren Erläuterungen angegeben.Further advantageous embodiments are in the dependent claims, the description and the figures and their explanations.

Gemäß dem Anspruch 1 weist ein erfindungsgemäßer induktiver Weggeber für Überwachungsstrukturen mit unterschiedlichem Abstand von der Sensorstrecke, insbesondere für eine erste und für eine zweite Überwachungsstruktur, jeweils separate induktive Sensoren auf. Zusätzlich oder alternativ ist für eine Untergruppe von induktiven Sensoren eine Nachweischarakteristik gezielt für bestimmte Abstände der Überwachungsstruktur von der Sensorstrecke einstellbar.According to the claim 1 shows an inventive inductive Weggeber for monitoring structures at different distances from the sensor path, in particular for one first and for a second monitoring structure, each separate inductive sensors. Additionally or alternatively for one Subgroup of inductive sensors a detection characteristic targeted for certain distances the surveillance structure adjustable by the sensor path.

Ein Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, einen gattungsgemäßen induktiven Weggeber mit induktiven Sensoren zu betreiben, die unterschiedliche Nachweischarakteristika aufweisen, um Zielobjekte in unterschiedlichen Überwachungsstrukturen zuverlässig erkennen und detektieren zu können. Unter Überwachungsstrukturen in diesem Sinne sind beispielsweise unterschiedliche Abstandsbereiche eines zu detektierenden Zielobjektes von der Sensorstrecke zu verstehen. Bei der Verwendung von induktiven Sensoren, welche zur Positionsbestimmung von Zielobjekten in unterschiedlichen Überwachungsstrukturen geeignet sind, bieten sich verschiedene Möglichkeiten zur Realisierung an.One The basic idea of the invention can be seen therein, a generic inductive displacement sensor to operate with inductive sensors, the different detection characteristics to reliably detect target objects in different monitoring structures and to be able to detect. Under surveillance structures in this sense, for example, different distance ranges to understand a target object to be detected by the sensor link. When using inductive sensors, which for position determination of target objects in different surveillance structures are, there are different possibilities for realization.

Einerseits können unterschiedliche induktive Sensoren verwendet werden, die jeweils auf eine bestimmte Überwachungsstruktur, das heißt auf einen bestimmten Abstand oder Abstandsbereich des Zielobjektes von der Sensorstrecke, optimiert sind. Andererseits ist es aber auch möglich, alle oder nur eine Gruppe von induktiven Sensoren zu verwenden, bei denen es möglich ist, die Nachweischarakteristik zu verändern. Dies bedeutet, dass der induktive Sensor für unterschiedliche Abstände der zu über wachenden Überwachungsstruktur von der Sensorstrecke einstellbar und optimierbar ist. Hierdurch ist es ebenfalls möglich, unterschiedliche Überwachungsstrukturen mit unterschiedlichen Abständen zur Sensorstrecke zu realisieren und die Position von Zielobjekten in diesen verschiedenen Bereichen zuverlässig und genau zu detektieren.On the one hand can different inductive sensors are used, respectively on a specific monitoring structure, this means to a certain distance or distance range of the target object from the sensor path, are optimized. On the other hand it is also possible, to use all or just one group of inductive sensors, where possible is to change the detection characteristic. This means that the inductive sensor for different distances the surveillance structure to be monitored can be set and optimized by the sensor path. hereby it is also possible different surveillance structures with different distances to realize the sensor path and the position of target objects reliable and accurate detection in these different areas.

Auch eine Kombination von unterschiedlichen induktiven Sensoren für verschiedene Überwachungsstrukturen und von Sensoren mit einstellbarer Nachweischarakteristik ist ebenfalls möglich. Dies bietet sich vor allem an, wenn mehrere zuvor nicht exakt definierbare Überwachungsstrukturen mit unterschiedlichen Abständen zur Sensorstrecke auszubilden und zu überwachen sind.Also a combination of different inductive sensors for different monitoring structures and of sensors with adjustable detection characteristics is also possible. This is especially useful if several previously not exactly definable monitoring structures with different distances form the sensor path and are to monitor.

Zur Beeinflussung der Nachweischarakteristika der induktiven Sensoren und damit zur Veränderung des Abstandes der Überwachungsstruktur von der Sensorstrecke bieten sich verschiedene Möglichkeiten an. Induktive Sensoren weisen normalerweise mindestens eine Sensorinduktivität und mindestens einem Anregungsoszillator auf. Die Anregungsoszillatoren müssen nicht zwangsläufig im induktiven Sensor selbst angeordnet sein, sondern können beispielsweise mit ihm verschaltet sein.For influencing the detection characteristics of the inductive sensors and thus for changes tion of the distance of the monitoring structure of the sensor section, there are various possibilities. Inductive sensors normally have at least one sensor inductance and at least one excitation oscillator. The excitation oscillators need not necessarily be arranged in the inductive sensor itself, but can be interconnected with it, for example.

Für die Veränderung der Nachweischarakteristik ist es vorteilhaft, wenn eine Sensoraktivität eines induktiven Sensors aus mehreren einzelnen miteinander verschaltbaren Induktivitäten aufgebaut ist. Durch eine Änderung der Verschaltung der einzelnen Induktivitäten untereinander kann die gesamte Induktivität der Sensorinduktivität beeinflusst werden. Hierdurch verändert sich auch die Nachweischarakteristik des induktiven Sensors.For the change the detection characteristic, it is advantageous if a sensor activity of a inductive sensor of several individual interconnected inductors is constructed. By a change the interconnection of the individual inductors with each other can total inductance the sensor inductance to be influenced. This also changes the detection characteristic of the inductive sensor.

Eine ähnliche Beeinflussung der Nachweischarakteristik kann durch eine Veränderung der Oszillationscharakteristik der Anregungsoszillatoren erreicht werden. Hierbei ist es besonders durch Einstellen einer bestimmten Frequenz möglich, den Abstand der Überwachungsstruktur von dem induktiven Sensor und somit der Sensorstrecke relativ genau zu bestimmen. Grundsätzlich sind aber auch andere Änderungen der Oszillationscharakteristik, wie der Amplitude oder der exakten Schwingungsform zur Beeinflussung des Abstandes der Überwachungsstruktur möglich.A similar Influencing the detection characteristic can be caused by a change reaches the oscillation characteristic of the excitation oscillators become. This is especially by setting a specific Frequency possible, the distance of the monitoring structure from the inductive sensor and thus the sensor path relatively accurately to determine. in principle but there are also other changes the oscillation characteristic, such as the amplitude or the exact Vibration form for influencing the distance of the monitoring structure possible.

Um die Nachweischarakteristika besonders flexibel einstellen zu können, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn sowohl eine variable Verschaltung der verwende ten Induktivitäten als auch eine Veränderung der Oszillationscharakteristik durchführbar sind.Around to be able to adjust the detection characteristics particularly flexibly it turned out to be advantageous if both a variable Interconnection of the used inductances as well as a change the oscillation characteristic can be carried out.

Grundsätzlich können zur Veränderung und Einstellung der Nachweischarakteristika von mindestens einer Untergruppe der induktiven Sensoren beliebige Parameter, beispielsweise Erfahrungswerte herangezogen werden. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Steuer- und Auswerteeinheit abhängig von Messdaten, welche die induktiven Sensoren liefern, die Nachweischarakteristika zumindest einer Untergruppe der induktiven Sensoren verändert und auf eine bestimmte Überwachungsstruktur hin optimiert.Basically, to change and adjusting the detection characteristics of at least one Subgroup of inductive sensors any parameters, such as Empirical values are used. It is advantageous, however, if the control and evaluation unit depending on measurement data, which the inductive sensors provide the detection characteristics at least a subset of the inductive sensors and changed to a specific monitoring structure optimized.

So kann ein System bereitgestellt werden, bei welchem praktisch automatisch erkannt wird, welche Sensoren für die Messung herangezogen werden sollen und/oder in welcher Weise die Nachweischarakteristik aller oder einer Untergruppe von Sensoren zum möglichst guten Nachweis des Zielobjekts angepasst werden muss.So For example, a system can be provided which is virtually automatic it is detected which sensors for the measurement should be used and / or in what way the detection characteristic of all or a subset of sensors to the possible good evidence of the target object must be adjusted.

Bei den Messdaten kann es sich um bereits in den induktiven Sensoren vorverarbeitete Daten oder um unveränderte Strom- oder Spannungsverläufe handeln. Vorteilhaft ist es, wenn die Steuer- und Auswerteeinheit mindestens einen Mikrocontroller zur Aufbereitung und/oder Analyse der von den induktiven Sensoren gelieferten Messdaten aufweist. Derartige Mikrocontroller werden in herkömmlicher Weise in Steuer- und Auswerteeinheiten zur Auswertung der Messdaten der induktiven Sensoren zur Positionsbestimmung des Zielobjektes verwendet. In dieser bevorzugten Ausführungsform kann ein derartiger Mikrocontroller auch zur Analyse der empfangenen Messdaten bezüglich einer Optimierung der induktiven Sensoren und der Nachweischarakteristika für eine Überwachungsstruktur verwendet werden.at The measured data may already be in the inductive sensors preprocessed data or to act on unchanged current or voltage waveforms. It is advantageous if the control and evaluation at least a microcontroller for conditioning and / or analysis of Has the measured data supplied to the inductive sensors. such Microcontrollers are used in a conventional way in control and evaluation units for the evaluation of the measured data of the inductive sensors used to determine the position of the target object. In this preferred embodiment Such a microcontroller can also be used to analyze the received Measured data regarding an optimization of the inductive sensors and the detection characteristics for a monitoring structure be used.

Beim Einstellen der Nachweischarakteristik einzelner induktiver Sensoren wird es bevorzugt, wenn die Charakteristik so eingestellt wird, dass die Pegelwerte der Messdaten der induktiven Sensoren unabhängig von der Entfernung des Zielobjektes einen ähnlichen Verlauf aufweisen. Hierdurch vereinfacht sich eine spätere Auswertung der Messdaten, da die Angleichung bzw. Signalverstärkung bereits durch eine Einstellung der Nachweischarakteristik der induktiven Sensoren erfolgt ist. Damit können bekannte Algorithmen zur Positionsbestimmung verwendet werden, ohne dass zusätzlich aufwändige Vorverarbeitung der Messdaten durchgeführt wird, um jeweils gleiche Maximalpegel zu erhalten.At the Setting the detection characteristic of individual inductive sensors it is preferred if the characteristic is adjusted so the level values of the measurement data of the inductive sensors are independent of the distance of the target object have a similar course. This simplifies a later evaluation of the measurement data, since the equalization or signal amplification already by adjusting the detection characteristic of the inductive Sensors is done. With that you can known algorithms can be used for position determination, without that in addition elaborate preprocessing the measured data carried out to obtain the same maximum level.

Beim Aufbau eines induktiven Weggebers hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn mindestens zwei induktive Sensorarten mit unterschiedlichen Nachweischarakteristika verwendet werden. Hierbei können beispielsweise ein Sensortyp für eine Nahbereichserkennung und ein anderer Sensortyp speziell für eine Fernbereichserkennung vorgesehen sein. Es ist auch möglich, unterschiedlich aufgebaute induktive Sensoren zu verwenden, die jeweils auf eine bestimmte Nachweischarakteristik und einem damit verbundenen Erkennungsbereich oder eine Überwachungsstruktur hin optimiert sind.At the Construction of an inductive displacement sensor has proven to be advantageous if at least two inductive sensor types with different Detection characteristics can be used. This can, for example a sensor type for a short-range detection and another sensor type especially for a far-field detection be provided. It is also possible, to use differently constructed inductive sensors, the each on a specific detection characteristic and a so optimized detection area or a monitoring structure out are.

Vorteilhafterweise sind für eine unmittelbar an die Sensorstrecke anschließende Überwachungsstruktur separate induktive Sensoren vorhanden und/oder die Nachweischarakteristika mindestens einer Untergruppe der induktiven Sensoren ist speziell für diese Überwachungsstruktur einstellbar. Eine derartige Überwachungsstruktur kann sich mit einem äußerst geringen Abstand von bis zu 0 mm bis zur Oberfläche der induktiven Sensoren der Sensorstrecke erstrecken.advantageously, are for a directly adjoining the sensor track monitoring structure separate inductive sensors present and / or the detection characteristics At least one subset of the inductive sensors is specific to this monitoring structure adjustable. Such a monitoring structure can be extremely small Distance of up to 0 mm to the surface of the inductive sensors extend the sensor path.

Durch die Verwendung von induktiven Sensoren mit unterschiedlichen Nachweischarakteristika und/oder einstellbaren Nachweischarakteristika können die Überwachungsstrukturen, in denen die Position des Zielobjektes zuverlässig bestimmt werden soll, grundsätzlich beliebige Abstände zur Sensorstrecke aufweisen. Um allerdings keine blinden Bereiche für den induktiven Weggeber aufzubauen, das heißt beispielsweise Bereiche zwischen zwei Überwachungsstrukturen, in denen die Position des Zielobjektes nicht exakt bestimmt werden kann, ist es vorteilhaft, wenn die Überwachungsstrukturen des induktiven Weggebers als eine zusammenhängende Überwachungsstruktur ausgebildet sind. Hierbei ist es bevorzugt, wenn aneinander angrenzende Überwachungsstrukturen eine Überschneidung aufweisen, so dass es speziell bei leichten Verschiebungen des Abstandes der Überwachungsstrukturen von der Sensorstrecke, beispielsweise durch thermische Änderungen, nicht zu einem Bereich kommen kann, in dem die Positionsbestimmung des Zielobjektes ungenau wird.By using inductive sensors with different detection characteristics and / or adjustable detection characteristics, the monitoring structures in which the position of the target object is to be reliably determined can in principle be any distances from the sensor have track. However, in order not to construct blind areas for the inductive displacement sensor, that is, for example, areas between two monitoring structures in which the position of the target object can not be determined exactly, it is advantageous if the monitoring structures of the inductive displacement sensor are designed as a coherent monitoring structure. In this case, it is preferable for monitoring structures adjacent to one another to overlap, so that it is not possible, especially with slight shifts in the distance of the monitoring structures from the sensor path, for example due to thermal changes, to reach an area in which the position determination of the target object becomes inaccurate.

Grundsätzlich sind viele verschiedene Anordnungen der induktiven Sensoren entlang der Sensorstrecke möglich. Vorteilhaft ist aber, wenn die induktiven Sensoren in gleichen Abständen zueinander entlang der Sensorstrecke angeordnet sind.Basically many different arrangements of inductive sensors along the Sensor path possible. It is advantageous, however, if the inductive sensors at equal distances from each other are arranged along the sensor path.

Speziell bei der Verwendung von zwei verschiedenen Arten von induktiven Sensoren, die unterschiedliche Nachweischarakteristika aufweisen, ist eine reihenartige, insbe sondere zweireihige Anordnung, möglich. Diese Anordnung ist auch bei induktiven Sensoren möglich, bei denen zumindest eine Untergruppe einstellbare oder veränderbare Nachweischarakteristika aufweist.specially when using two different types of inductive sensors, which have different detection characteristics is one row-like, in particular special double-row arrangement, possible. These Arrangement is also possible with inductive sensors, in which at least one Subset of adjustable or changeable detection characteristics having.

Bei einer einreihigen Anordnung hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die induktiven Sensoren für unterschiedliche Überwachungsstrukturen und/oder die induktiven Sensoren mit einstellbarer Nachweischarakteristik alternierend entlang der Sensorstrecke vorgesehen sind. Eine alternierende Anordnung der Sensoren ist aber ebenso im mehrreihigen Aufbau einsetzbar. Eine weitere mögliche Anordnung besteht in einem abwechselnd leicht versetzten Anordnen der induktiven Sensoren.at a single-row arrangement, it has proved to be advantageous if the inductive sensors for different surveillance structures and / or the inductive sensors with adjustable detection characteristic are provided alternately along the sensor path. An alternate However, the arrangement of the sensors can also be used in a multi-row design. Another possible Arrangement consists in an alternately slightly offset arrangement inductive sensors.

Ziel der verschiedenen Anordnungsarten ist es, die induktiven Sensoren des induktiven Weggeber jeweils so anzuordnen, dass eine Positionsbestimmung des Zielobjektes innerhalb der Überwachungsstrukturen über die gesamte Länge der Sensorstrecke mit gleicher ausreichender Genauigkeit für den entsprechenden Anwendungsbereich möglich ist.aim Of the different types of arrangement it is the inductive sensors of the inductive displacement sensor in each case to be arranged so that a position determination of the target object within the monitoring structures via the whole length the sensor path with the same sufficient accuracy for the corresponding Scope possible is.

Die hier beschriebenen Grundgedanken sind auch auf andere Sensorarten, beispielsweise kapazitive Sensoren, anwendbar, wobei zum Teil Anpassungen an den entsprechenden Sensortyp notwendig sind.The basic ideas described here are also applicable to other types of sensors, For example, capacitive sensors, applicable, some adjustments necessary to the corresponding sensor type.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und schematischen Zeichnungen näher erläutert. In diesen stark vereinfachten Zeichnungen zeigen:The Invention will be described below with reference to exemplary embodiments and schematic Drawings closer explained. In these highly simplified drawings show:

1 eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen induktiven Weggeber; 1 a plan view of an inductive displacement sensor according to the invention;

2 eine seitliche Ansicht eines erfindungsgemäßen induktiven Weggebers mit angezeigten Überwachungsstrukturen; und 2 a side view of an inductive displacement sensor according to the invention with displayed monitoring structures; and

3 und 4 jeweils Aufsichten auf erfindungsgemäße induktive Weggeber mit unterschiedlicher Anordnung induktiver Sensoren. 3 and 4 respectively, plan views of inventive inductive displacement sensor with different arrangement of inductive sensors.

In 1 ist der grundsätzliche Aufbau eines induktiven Weggebers 1 dargestellt. Der induktive Weggeber 1 weist im Wesentlichen mehrere induktive Sensoren 10 auf, welche in einem Gehäuse 6 reihenartig angeordnet sind. An das Gehäuse 6 mit den induktiven Sensoren 10 ist eine Steuer- und Auswerteeinheit 5 angeschlossen. Diese kann ebenso im Gehäuse 6 integriert sein. Ein Zielobjekt, dessen Position mittels des induktiven Weggebers 1 bestimmt werden soll, bewegt sich im Wesentlichen in den angezeigten Pfeilrichtungen möglichst mittig über die einzelnen induktiven Sensoren 10 hinweg.In 1 is the basic structure of an inductive displacement sensor 1 shown. The inductive displacement sensor 1 essentially has several inductive sensors 10 on which in a housing 6 arranged in rows. To the case 6 with the inductive sensors 10 is a control and evaluation unit 5 connected. This can also be in the case 6 be integrated. A target object, its position by means of the inductive displacement sensor 1 is to be determined moves substantially in the indicated arrow directions as centrally as possible over the individual inductive sensors 10 time.

Das sich über die induktiven Sensoren 10 hinweg bewegende Zielobjekt beeinflusst die durch die induktiven Sensoren 10 erzeugten elektromagnetischen Felder. Die Steuer- und Auswerteeinheit 5 wertet von den induktiven Sensoren 10 gelieferte Messdaten, welche sich auf die Veränderung und/oder den Verlauf der elektromagnetischen Felder beziehen, aus und ermöglicht somit eine Bestimmung der Position des Zielobjektes.This is about the inductive sensors 10 moving target affects the through the inductive sensors 10 generated electromagnetic fields. The control and evaluation unit 5 evaluates the inductive sensors 10 delivered measurement data, which relate to the change and / or the course of the electromagnetic fields, and thus allows a determination of the position of the target object.

In der seitlichen Ansicht auf den induktiven Weggeber 1 aus 1 sind in 2 zwei unterschiedliche Überwachungsstrukturen 3 und 4 dargestellt. Diese weisen jeweils einen unterschiedlichen Abstand 13 und 14 zu den induktiven Sensoren 10 und der durch die Sensoren ausgebildeten Sensorstrecke auf.In the side view on the inductive displacement sensor 1 out 1 are in 2 two different surveillance structures 3 and 4 shown. These each have a different distance 13 and 14 to the inductive sensors 10 and the sensor track formed by the sensors.

Grundsätzlich ist ein induktiver Sensor 10 zur Ermittlung der Position parallel zum induktiven Weggeber 1 innerhalb einer bestimmten Überwachungsstruktur 3 oder 4 optimiert. Eine Detektion eines oder mehrerer Zielobjekte, die sich beispielsweise abwechselnd innerhalb der Überwachungsstruktur 3 und innerhalb der Überwachungsstruktur 4 bewegen, ist lediglich mit einer geringeren Positionsgenauigkeit möglich.Basically, an inductive sensor 10 for determining the position parallel to the inductive displacement sensor 1 within a given monitoring structure 3 or 4 optimized. A detection of one or more target objects, for example, alternately within the monitoring structure 3 and within the monitoring structure 4 move is possible only with a lower position accuracy.

Ist der induktive Weggeber 1 erfindungsgemäß aufgebaut, so sind unterschiedliche induktive Sensoren 10 zur Detektion in zwei unterschiedlichen Überwachungsstrukturen 3 und 4, welche auch als Überwachungsbereiche bezeichnet werden können, vorgesehen. Zusätzlich oder alternativ hierzu können auch die Nachweischarakteristika einzelner induktiver Sensoren 10 oder einer Untergruppe davon veränderbar sein, so dass die Sensoren 10 auch zur Detektion und Positionsbestimmung in anderen Überwachungsstrukturen 3, 4 verwendet werden können.Is the inductive displacement sensor 1 constructed according to the invention, so are different inductive sensors 10 for detection in two different monitoring structures 3 and 4 , which can also be called monitoring areas, intended. Additionally or alternatively, the detection characteristics of individual inductive sensors 10 or a subset thereof be changeable, so that the sensors 10 also for detection and position determination in other surveillance structures 3 . 4 can be used.

In dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel kann ein Zielobjekt zuverlässig detektiert werden, welches sich in einer der Überwachungsstrukturen 3 oder 4 befindet. Diese Überwachungsstrukturen 3, 4 sind so ausgelegt, dass sie einen Überschneidungsbereich ausbilden und eine gesamte zusammenhängende Überwachungsstruktur 7 ausbilden. Hierdurch wird verhindert, dass zwischen den einzelnen Überwa chungsstrukturen 3 und 4 Lücken entstehen, in denen keine zuverlässige Detektion der Position des Zielobjektes möglich ist. Je nach Anwendungszweck können auch mehr als zwei verschiedene Überwachungsstrukturen 3 oder 4 vorgesehen sein. Auch ist es möglich, die Abstände 13 und 14 der Überwachungsstrukturen 3 und 4 zu der Oberfläche der induktiven Sensoren 10, 11 zu variieren. Hierbei kann der Überwachungsbereich 4 bereits direkt an der Oberfläche der induktiven Sensoren 10 beginnen.In the in 2 In the embodiment shown, a target object which is located in one of the monitoring structures can be reliably detected 3 or 4 located. These surveillance structures 3 . 4 are designed to form an overlap area and an overall contiguous monitoring structure 7 form. This prevents that between the individual monitoring structures 3 and 4 Gaps arise in which no reliable detection of the position of the target object is possible. Depending on the purpose, more than two different monitoring structures can be used 3 or 4 be provided. Also it is possible the distances 13 and 14 the surveillance structures 3 and 4 to the surface of the inductive sensors 10 . 11 to vary. Here, the surveillance area 4 already directly on the surface of the inductive sensors 10 kick off.

In den 3 und 4 ist eine beispielhafte Anordnung induktiver Sensoren 10 und 11 eines induktiven Weggebers 1 dargestellt. Hierbei werden zwei verschiedene induktive Sensoren 10 und 11 verwendet, die jeweils unterschiedliche Nachweischarakteristika für verschiedene Überwachungsstrukturen aufweisen. Ebenso ist es auch möglich, beispielsweise die induktiven Sensoren 11 mit einer veränderbaren Nachweischarakteristik auszubilden und die Überwachungsstruktur des induktiven Sensors 10 auf einem mittleren Bereich fest einzustellen. Dann kann mittels der induktiven Sensoren 11 entweder ein Bereich, der näher am induktiven Weggeber 1 liegt als die Überwachungsstruktur der induktiven Sensoren 10 oder ein Bereich der weiter entfernt liegt, überwacht werden.In the 3 and 4 is an exemplary arrangement of inductive sensors 10 and 11 an inductive displacement sensor 1 shown. Here are two different inductive sensors 10 and 11 used, each having different detection characteristics for different monitoring structures. Likewise, it is also possible, for example, the inductive sensors 11 form with a variable detection characteristic and the monitoring structure of the inductive sensor 10 to fix on a middle range. Then, by means of the inductive sensors 11 either an area closer to the inductive displacement sensor 1 lies as the monitoring structure of the inductive sensors 10 or an area further away.

In 4 ist eine andere Möglichkeit als die abwechselnde alternierende Anordnung verschiedener induktiver Sensoren 10 und 11 aus 3 dargestellt. In dieser Figur sind die verschiedenen Sensortypen 10 und 11 nebeneinander angeordnet. Idealerweise bewegt sich das zu detektierende Zielobjekt zwischen beiden Sensorreihen entlang. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, wenn die Sensoren 10 und 11 leicht zueinander geneigt sind, um eine sichere Positionsdetektion des Zielobjektes zu ermöglichen.In 4 is another possibility than the alternating alternating arrangement of different inductive sensors 10 and 11 out 3 shown. In this figure are the different sensor types 10 and 11 arranged side by side. Ideally, the target object to be detected moves between both sensor rows. In this case, it may be advantageous if the sensors 10 and 11 are slightly inclined to each other to allow a secure position detection of the target object.

Der erfindungsgemäße induktive Weggeber gestattet somit, eine zuverlässige Positionsbestimmung eines Zielobjektes, welches sich mit unterschiedlichen Abständen zu dem induktiven Weggeber bewegt.Of the inductive according to the invention Weggeber thus allows a reliable position determination of a Target object, which is at different distances to the inductive displacement sensor moves.

Claims

Inductive displacement sensor ( 1 ) for determining the position of a target object in the region of at least one monitoring structure ( 3 . 4 ) with a plurality of inductive sensors ( 10 . 11 ), which are arranged along a sensor path, and with a control and evaluation unit ( 5 ) - for controlling the inductive sensors ( 10 . 11 ), - for the evaluation of the inductive sensors ( 10 . 11 ) and for outputting a position signal, characterized in that for monitoring structures ( 3 . 4 ) at different distances from the sensor path, in particular for a first ( 3 ) and for a second ( 4 ) Monitoring structure, each with separate inductive sensors ( 10 . 11 ) and / or that at least for a subgroup of inductive sensors ( 11 ) a detection characteristic targeted for certain distances ( 13 . 14 ) of the surveillance structure ( 3 . 4 ) is adjustable by the sensor path.

Inductive displacement sensor according to claim 1, characterized in that the inductive sensors ( 10 . 11 ) Have sensor inductances and that the sensor inductances have a plurality of, in particular flexible, interconnectable, individual inductances.

Inductive displacement sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the inductive sensors ( 10 . 11 ) Have excitation oscillators and that means for changing and / or adjusting an oscillation characteristic, in particular the frequency, of the excitation oscillators are provided.

Inductive displacement sensor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control and evaluation unit ( 5 ) depending on measurement data, which of the inductive sensors ( 10 . 11 ), the detection characteristics, in particular the properties of the sensor inductances and / or of the excitation oscillators, of at least one subgroup of inductive sensors ( 11 ) changed.

Inductive displacement sensor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control and evaluation unit ( 5 ) at least one microcontroller for conditioning and / or analysis of the inductive sensors ( 10 . 11 ) has delivered measured data.

Inductive displacement sensor according to one of claims 1 to 5, characterized in that for a subsequent directly to the sensor path Monitoring structure separate inductive sensors ( 10 . 11 ) and / or the detection characteristics of at least one subgroup of inductive sensors ( 11 ) is adjustable for this monitoring structure.

Inductive displacement sensor according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least two different inductive sensors ( 10 . 11 ) are provided with different detection characteristics, in particular for a close range detection and a far range detection.

Inductive displacement sensor according to one of claims 1 to 7, characterized in that the inductive sensors ( 10 . 11 ) are arranged in rows, in particular in two rows.

Inductive displacement sensor according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first ( 3 ) and the second ( 4 ) Monitoring structure a coherent monitoring structure ( 7 ) train.

Inductive displacement sensor according to claim 9, characterized in that the first ( 3 ) and the second ( 4 ) Monitoring structure have an overlap.

Inductive displacement sensor according to one of claims 1 to 10, characterized in that the inductive sensors ( 10 . 11 ) are arranged at equal distances from each other along the sensor path.

Inductive displacement sensor according to one of claims 1 to 11, characterized in that the inductive sensors ( 10 . 11 ) for different monitoring structures ( 3 . 4 ) and / or inductive sensors ( 10 . 11 ) are provided with differently adjustable detection characteristics alternately along the sensor path.