DE3014137C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE3014137C2
DE3014137C2 DE3014137A DE3014137A DE3014137C2 DE 3014137 C2 DE3014137 C2 DE 3014137C2 DE 3014137 A DE3014137 A DE 3014137A DE 3014137 A DE3014137 A DE 3014137A DE 3014137 C2 DE3014137 C2 DE 3014137C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
zones
movement
coil
transducer
frame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE3014137A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3014137A1 (de
Inventor
Hansjoerg 7251 Weissach De Hachtel
Klaus Dr. 7016 Gerlingen De Dobler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE19803014137 priority Critical patent/DE3014137A1/de
Priority to US06/214,743 priority patent/US4417208A/en
Priority to JP5249281A priority patent/JPS56158951A/ja
Publication of DE3014137A1 publication Critical patent/DE3014137A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3014137C2 publication Critical patent/DE3014137C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/49Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed using eddy currents
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C22/00Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers
    • G01C22/02Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers by conversion into electric waveforms and subsequent integration, e.g. using tachometer generator
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/204Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
    • G01D5/2046Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by a movable ferromagnetic element, e.g. a core
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/204Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
    • G01D5/2053Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by a movable non-ferromagnetic conductive element
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/488Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable reluctance detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/50Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring linear speed
    • G01P3/505Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring linear speed by using eddy currents

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Linear Or Angular Velocity Measurement And Their Indicating Devices (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur berührungslosen Weg- und/oder Geschwindigkeitsmessung von sich im wesentlichen gleichförmig bewegenden, vorzugsweise rotierenden, Körpern nach der Gattung des Hauptanspruchs, wie sie aus der DE-OS 29 33 557 oder der DE-OS 29 46 062 bekannt sind. Solche Vorrichtungen werden zur Erfas­ sung von Drehzahlen oder Positionen für die Steuerung und Regelung von Maschinen in zunehmendem Maße benötigt. Diese Vorrichtungen ar­ beiten nach dem an sich bekannten Wirbelstrom-Meßverfahren, bei wel­ chem bei Annäherung der elektrisch leitenden Zonen an den mit Wech­ selstrom hoher Frequenz durchflossenen Meßwertgeber in diesen Zonen Wirbelströme erzeugt werden, die sich in einem Energieentzug, d. h. in einer Amplitudenverkleinerung der elektrischen Schwingung in dem Meßwertgeber auswirken. Diese wird nach geeigneter Verarbeitung als Meßsignal für die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl oder die Position des sich bewegenden Körpers ausgenutzt.
Bei einer am Markt bekannten Vorrichtung dieser Art, die insbeson­ dere bei rotierenden Maschinen angewandt wird, werden an den Ma­ schinen bereits vorhandene Zahnräder (z. B. die Schwungradverzahnung am Verbrennungsmotor) mit einem geeigneten Meßwertgeber zur Impuls­ gewinnung ausgenutzt. Die Zahnköpfe bilden dabei die Zonen aus elek­ trisch leitendem Material. Schwierigkeiten ergeben sich hierbei durch die sehr große Abhängigkeit des Meßwertgebersignals von der Größe und dem Abstand des Meßwertgebers zu dem sich bewegenden Kör­ per, hier also dem rotierenden Zahnrad. Um für eine exakte Messung der Position oder Geschwindigkeit hohe Auflösungen zu erreichen, müssen große Zähnezahlen mit kleinen Abmessungen des Meßwertgebers erfaßt werden. In diesem Fall muß ein Meßwertgeber zur Verfügung stehen, der in seinem geometrischen Abmessungen, z. B. seinem Durch­ messer, ungefähr den Abmessungen des Zahnes entspricht, um mit Si­ cherheit Einzelzähne erfassen zu können. Der Reduzierung der Aus­ dehnungen des Meßwertgebers sind aber drei Grenzen gesetzt, einmal durch die kostenaufwendige Herstellung kleinster Meßwertgeber, zum anderen durch die notwendige Verringerung des Meßabstandes zwischen Meßwertgeber und dem elastisch leitenden Zonen und schließlich durch die zunehmende Verkleinerung des erhaltenen Meßsignals bei kleiner werdenden Meßwertgebern. Dies führt dazu, daß es in vielen Fällen gar nicht mehr möglich ist, Meßwertgeber herzustellen, die feinste Zahnungen mit Zahnbreiten kleiner als 1 mm erfassen können.
Aber auch dort, wo lediglich grobe Zahnungen, wie beispielsweise die Schwungradverzahnung von Verbrennungsmaschinen, erfaßt werden müs­ sen, ergeben sich Probleme. Aufgrund der hohen Toleranzen in radia­ ler Richtung und durch starke mechanische Schwingungen des rotieren­ den Schwungrades während des Betriebs, muß der Meßwertgeber einen relativ hohen Meßabstand von den elektrisch leitenden Zonen, hier also von der zu erfassenden Verzahnung, haben. Das bringt es mit sich, daß der Meßwertgeber, soll er noch ein genügend großes Meß­ signal abgeben können, einen relativ großen Durchmesser haben muß, wodurch er dann im allgemeinen schon mehrere Zähne erfaßt und eine saubere Auflösung des Einzelzahnes schwierig wird.
Aus der DE-AS 12 73 839 ist ein Meßwertumformer zur Umformung der Drehbewegung von drehbaren Organen in Impulse bekannt. Die Vorrich­ tung besteht dort im wesentlichen aus einem Hochfrequenzoszillator und einem mit dem drehbaren Organ synchron umlaufenden metallischen Zackenrad, dessen Flügel je nach seiner jeweiligen Winkelstellung die Schwingkreisdämpfung und damit die Schwingungsamplitude zwischen einem Minimum und einem Maximum beeinflussen. Jeder Impuls ent­ spricht dabei der Zunahme des Drehwinkels um einen bestimmten Betrag, wobei jedoch die zuvor geschilderten Probleme der aufwendigen Her­ stellung, des möglichen Meßabstandes und der Größe der nutzbaren Meßsignale nicht ausgeräumt werden konnten.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur berührungslosen Weg- und/oder Geschwindigkeitsmessung mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegen­ über den Vorteil, daß der Meßwertgeber relativ große geometrische Abmessungen aufweist und dennoch in der Lage ist, feinste Zahnungen bzw. sehr schmale elektrisch leitende Zonen auf dem sich bewegenden Körper zu er­ fassen, die selbst kleiner als 1 mm sein können. Am Ausgang des Meßwertgebers steht dennoch ein Meßsignal von ausreichender Größe zur Verfügung. Durch die relativ großen geometrischen Abmessungen des Meßwertgebers kann auch der Meßabstand zwischen diesem und dem sich bewegen­ den Körper mit seinen elektrisch leitenden Zonen groß genug gemacht werden, ohne daß das Auflösungsvermögen des Meßwertgebers darunter leidet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann somit auch bei rotierenden Körpern mit großen radialen Toleranzen problemlos angewendet werden. Das am Ausgang des Meßwertgebers zur Verfügung stehendes Meßsignal ist eine sinusähnliche Spannung, und zwar bei jeder Geschwindigkeit des sich bewegenden Körpers. Diese Spannung kann gut zur Drehzahlmessung, Geschwindigkeitsmessung, Positionsanzeige oder zur Auslösung von Betriebsvorgängen herangezogen werden. Das gleichzeitige Abtasten von mehreren Zähnen führt zu erhöhten und wenig störempfindlichen Meßsi­ gnalen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt ein ähnlich hohes Auflösungsvermögen bei der Erfassung selbst feinster Zahnung bzw. schmalster elektrisch leitender Zonen, das bislang nur durch optoelektro­ nische Meßverfahren erzielbar war. Im Gegensatz zu diesen Vorrichtungen, die nach dem optoelektronischen Prinzip arbeiten, ist die erfindungsgemäße Vorrich­ tung verschmutzungsunempfindlich.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung zur be­ rührungslosen Weg- und/oder Geschwindigkeitsmessung möglich.
Besonders vorteilhaft ist dabei die Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 3. Durch diese Maskierung der Spulenfläche läßt sich der erfindungsgemäße Meß­ wertgeber relativ einfach und mit geringem fertigungs­ technischen Aufwand herstellen.
Die Zonen aus elektrisch leitendem Material sind in bekannter und einfachster Weise gemäß der vorteilhaften Ausführungsform nach Anspruch 14 auf Zahnköpfen einer sich in Bewegungsrichtung des Körpers erstreckenden Zahnreihe und einstückig mit dieser angeordnet. Bei Vorrichtungen, bei welchen aus konstruktiven Gründen eine ebene Oberfläche des die elektrisch leitenden Zonen tragenden Körpers - oder eines anderen, mit die­ sem starr verbundenen Trägers - erforderlich ist, ist die Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 13 besonders zweckmäßig. Da im Hinblick auf die sich aus­ bildenden Wirbelströme nicht-ferromagnetische Materialien eine andere Empfindlichkeit aufweisen als ferromagne­ tisches Material, weist die solchermaßen ausgestaltete erfindungsgemäße Vorrichtung die gleichen vorteilhaften Eigenschaften auf, wie vorstehend beschrieben.
Zeichnung
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung
Fig. 1 einen Längsschnitt einer Vorrichtung zur berührungslosen Weg- und/oder Geschwindigkeitsmessung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Längsschnitt einer Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungs­ beispiel,
Fig. 4 einen Längsschnitt einer Vorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbei­ spiel,
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4,
Fig. 6 den gleichen Schnitt wie in Fig. 5 einer Vorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
Fig. 7 einen Längsschnitt einer Vorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbei­ spiel,
Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII- VIII in Fig. 7,
Fig. 9 einen Längsschnitt einer Vorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungs­ beispiel,
Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie X-X in Fig. 9,
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung gemäß einem siebten Aus­ führungsbeispiel,
Fig. 12 einen Längsschnitt einer Vorrichtung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel,
Fig. 13 einen Längsschnitt einer Vorrichtung gemäß einem neunten Ausführungsbei­ spiel.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung zur be­ rührungslosen Weg- und/der Geschwindigkeitsmessung eines sich im wesentlichen gleichförmig bewegenden Körpers weist Zonen 10 aus elektrisch leitendem Material auf, die entweder - wie hier - auf der Ober­ fläche des sich bewegenden Körpers 11 selbst oder aber auf einem mit dem sich bewegenden Körper 11 starr ver­ bundenen gesonderten Träger 812 (Fig. 12) angeordnet sind. Die Zonen 10 verschieben sich somit synchron mit dem sich bewegenden Körper und sind in Bewegungsrich­ tung in gleichem Abstand voneinander angeordnet. Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 bewegt sich der Körper 11 in seiner Längsrichtung, führt also eine Longitudinal­ bewegung aus. Der Körper 11 kann aber ebenso gut, wie in Fig. 3 dargestellt, rotieren. Die Zonen 10 sind hier auf Zahnköpfe 13 einer sich in Bewegungsrichtung er­ streckenden Zahnreihe 14 angeordnet. Besteht der Körper 11 aus elektrisch leitendem Material, z. B. Eisen, so brauchen diese Zonen 10 nicht gesondert vorgesehen zu werden, sondern ergeben sich an der Oberfläche der Zahnköpfe von selbst.
Die Vorrichtung zur berührungslosen Weg- und/oder Ge­ schwindigkeitsmessung weist weiterhin einen Meßwertgeber 15 auf, der in Abstand von den sich bewegenden Zonen 10 bzw. von den Zahnköpfen 13, dem sog. Meßabstand a, ange­ ordnet ist. Der Meßwertgeber 15 wird von einem hoch­ frequenten Wechselstrom durchflossen. Der Meßwertgeber 15 erstreckt sich räumlich über mehrere Zonen 10 hinweg und weist einzelne, miteinander verbundene, räumlich ab­ gegrenzte aktive Meßflächen 16 auf, deren in Bewegungs­ richtung der Zonen 10 bzw. der Zahnreihe 14 bzw. des Körpers 11 gesehener Abstand voneinander im wesentlichen dem Abstand b aufeinanderfolgender Zonen 10 und deren in Bewegungsrichtung der Zonen 10 gesehene Breite im wesentlichen der Zonenbreite c entspricht. Die Meßflächen 16 wirken wie einzeln elektrisch in Reihe geschaltet, so daß gleichzeitig mehrere Zonen 10 von dem Meßwertgeber 15 abgetastet werden.
Der Meßwertgeber 15 in Fig. 1 und 2 weist einen Halter 17 und eine auf der Stirnseite des Halters 17 den Zonen 10 gegenüberliegende, spiralförmige Flachspule 18 auf. Die einlagig oder auch mehrlagig gewickelte Flachspule 18 überdeckt mit ihrer geschlossenen Spulenfläche 19 mehrere Zonen 10, hier ins­ gesamt drei Zonen 10, mit einem Abstand, der etwa dem Meßab­ stand a entspricht. Zwischen der Spulenfläche 19 und den Zonen 10 bzw. der Oberfläche der Zahnköpfe 13 sind zwei Stege 20 aus elektrisch leitendem Material ange­ ordnet, die in Bewegungsrichtung der Zonen 10 festste­ hend in Abstand voneinander angeordnet sind. Die zwischen den Stegen 20 freibleibenden Spulenoberflächenabschnitte sind die aktiven Meßflächen 16. Die quer zur Bewegungsrichtung der Zonen 10 bzw. des Körpers 11 gemeinsame Länge der Stege 20 entspricht zumindest der in dieser Richtung gemessenen Ausdehnung der Zonen 10 und/oder der Spulen­ fläche 19.
Die Stege 20 bewirken quasi eine maskenartige Abschir­ mung der Spule 18, wodurch lediglich im Bereich der Spalte zwischen den Stegen 20 eine Meßfläche 16 entsteht, von welcher aus hochfrequente Schwingungen in die Zonen 10 eindringen. Nähert sich nunmehr eine elek­ trisch leitende Zone 10 einer der Meßflächen 16, so wer­ den in ersterer Wirbelströme erzeugt, die sich in einem Energieentzug, d. h. in einer Amplitudenverklei­ nerung der elektrischen Schwingung in der Flachspule 18 auswirken. Da insgesamt drei elektrisch in Reihe ge­ schaltete Meßfläche 16 vorhanden sind, werden gleich­ zeitig in drei Zähnen derartige Wirbelströme erzeugt, und eine entsprechend große Amplitudenverkleinerung der elektrischen Schwingung tritt auf. Am Ausgang einer mit der Flachspule 18 verbundenen, hier nicht dargestellten Auswerteschaltung, steht damit ein Meßsignal zur Ver­ fügung, das bei einer Relativbewegung zwischen den Zonen 10 und dem Meßwertgeber 15 bzw. der Flachspule 18 eine sinusähnliche Spannung ist, und zwar unabhängig von der Relativgeschwindigkeit. Dieses Spannungssignal kann dann zur Geschwindigkeit oder Wegmessung oder auch zur Positionsanzeige des Körpers 11 verarbeitet werden.
Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur berührungslosen Weg- und/oder Geschwin­ digkeitsmessung unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen Vorrichtung nur dadurch, daß der Körper 211 mit der Zahnreihe 214 keine Longitudinalbewegung, sondern eine Rotationsbewegung ausführt. Daher sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen, die jedoch um die Zahl 200 erhöht worden sind. Auch hier erstreckt sich die Oberfläche des Meßwertgebers 215 bzw. der Flachspule 218 parallel zur Oberfläche des sich bewegenden Körpers 211. Die Oberfläche des Meß­ wertgebers 215 ist hier also konkav ausgebildet.
Bei dem in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbei­ spiel der Vorrichtung ist der sich in Längsrichtung bewegende Körper 311 identisch dem Körper 11 in Fig. 1 und 2 ausgebildet. Gleiche Bauteile sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen, denen jedoch um die Zahl 300 erhöht. Der Meßwertgeber 315 weist hier neben dem Halter 317 eine einlagige, spiralförmige Rahmenspule 321 auf. Die Rahmenspule 321 ist wiederum auf der Stirnseite des Halters 317, den Zonen 310 gegenüberliegend, ange­ ordnet. Die Rahmenspule 321 erstreckt sich über zwei Zonen 310 hinweg, wobei ihre in Bewegungsrichtung der Zonen 310 bzw. des Körpers 311 gemessene lichte Weite d dem Zonenabstand b entspricht. Die aktiven Meßflächen 316 werden hier von den quer zur Bewegungsrichtung der Zonen 310 sich erstreckenden Rahmenbereichen der Rahmen­ spule 321 gebildet. Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist ebenso wie vorstehend zu Fig. 1 und 2 beschrieben.
Die Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 8 unterscheidet sich lediglich von der Vorrichtung gemäß Fig. 4 und 5 dadurch, daß die Rahmenspule 421 nicht Kreisform, sondern Rechteckform aufweist. Auch hier werden die aktiven Meßflächen 416 des Meßwertgebers 415 von den sich etwa quer zur Bewegungsrichtung der Zonen 410 erstreckenden Rahmenschenkeln der Rahmenspule 421 gebildet. Gleiche Bauteile tragen wiederum gleiche Bezugszeichen, jedoch um die Zahl 400 erhöht.
Sowohl in dem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß Fig. 4 und 5 als auch in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist die quer zur Bewegungsrichtung gemessene Länge der Zonen 310 bzw. 410 kleiner als die in dieser Rich­ tung sich erstreckende Ausdehnung der Rahmenspule 321 bzw. 421.
In dem fünften Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß Fig. 7 und 8 werden die Meßflächen 516 von mit­ einander verbundenen Einzelflachspulen 522 gebildet, die in Reihe geschaltet sind (Fig. 8). Die Einzelflach­ spulen 522 entsprechen in ihrem Abmessungen im wesent­ lichen dem Abmessungen der Zonen 510. Gleiche Bauteile sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen versehen, je­ doch um die Zahl 500 erhöht. Die Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispiels ist die gleiche wie vorstehend be­ schrieben.
Bei der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 9 und 10 weist der Meßwertgeber 615 eine in Bewegungsrichtung der Zonen 610 bzw. des Körpers 611 sich erstreckende mäanderförmige Flachspule 623 auf. Die Flachspule 623 ist in ihrem mäanderförmigen Verlauf jeweils im wesentlichen rechtwinklig abgebogen. Sie ist ebenfalls auf der den Zonen 610 gegenüberliegenden Stirn­ seite des Haltes 617 angeordnet. Die Meßflächen 616 des Meßwertgebers 615 werden hier von den quer zur Er­ streckungsrichtung der Flachspule 623 verlaufenden Spulenteilflächen gebildet. Ansonsten stimmen Aufbau und Wirkungsweise dieser Vorrichtung mit dem bisher Gesagten überein, so daß gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, jedoch um die Zahl 600 erhöht, versehen sind.
Das Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß Fig. 11 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 und 10 lediglich dadurch, daß die quer zur Bewegungsrichtung der Zonen 610 sich erstreckenden Spulenabschnitte der ebenfalls mäanderförmigen einla­ gigen Flachspule 724 weit über die Zonen 710 vorstehen, jedoch abgekröpft sind, so daß sie sich beidseitig des Zahnkopfes 713 bis unterhalb des Zahngrundes 730 er­ strecken. Ein Teil der Zahnreihe 714, hier drei Zähne, werden sozusagen von der Flachspule 724 vollständig umgriffen. Aufbau und Wirkungsweise sind ansonsten wie vorstehend beschrieben, so daß gleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen, jedoch um die Zahl 700 erhöht, tragen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Flachspule 724 aus einem einzigen Draht. Zur Erzeugung eines größeren Meßsignals werden aber vorteilhaft mehrere Drehlagen nebeneinander anzuordnen sein, so daß sich eine der Fig. 10 vergleichbare, abgekröpfte mäanderförmige Flachspule 724 ergibt.
Bei dem achten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß Fig. 12 entspricht der Meßwertgeber 815 identisch dem in Fig. 1 beschriebenen Meßwertgeber 15. Im Unter­ schied zu der in Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung sind hier die Zonen 810 von einem Strichraster 825 ge­ bildet, das auf die Oberfläche 826 eines Trägers 812 aufgebracht ist, z. B. mittels Aufdampfen, Aufdrucken, Ätzen od. dgl. Der Träger 812 kann eine Scheibe, ein Band od. dgl. sein, und ist mit dem sich bewegenden Körper, dessen Geschwindigkeit, Weg oder Position gemessen werden soll, starr verbunden. Im übrigen stimmen der weitere Aufbau und auch die Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispiels mit den vorherigen Aus­ führungsbeispielen überein, so daß wiederum identische Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, jedoch um die Zahl 800 erhöht, versehen sind.
Auch bei dem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß Fig. 13 stimmt der Meßwertgeber 915 in seinem Aufbau identisch mit dem zu Fig. 1 und 2 beschriebenen Meßwert­ geber 15 überein. Die Oberfläche 927 des sich bewegen­ den Körpers 911 - oder eines mit diesem starr verbun­ denen geeigneten Trägers - weist eine Struktur von ab­ wechselnden Feldern aus ferromagnetischem und nicht- ferromagnetischem Material auf. Die ferromagnetischen Materialfelder bilden die Zonen 910, während die nicht- ferromagnetischen Felder die Zwischenzonenbereiche 929 ausfüllen. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Zonen 910 aus nicht-ferromagnetischem Material und die Zwischenzonenbereiche 929 aus ferromagnetischem Material herzustellen. Da beim Wirbelstrommeßverfahren ferroma­ gnetisches Material eine andere Empfindlichkeit als nicht- ferromagnetisches Material aufweist, ist in identischer Weise durch den Meßwertgeber 915 eine Abtastung dieser Struktur 928 möglich, wobei je nachdem, ob Zonen 910 oder Zwischenzonenbereiche 929 den Meßflächen 916 gegen­ überliegen, der Energieentzug in der Flachspule 918 unterschiedlich und die Amplitudenänderung in letzterer merklich unterschiedlich ist. Ansonsten stimmen Aufbau und Wirkungsweise der Vorrichtung in Fig. 13 mit den übrigen Ausführungsbeispielen überein, so daß wiederum gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, um die Zahl 900 erhöht, versehen sind. Dieses Ausführungsbei­ spiel ist zweckmäßig dann anzuwenden, wenn aus konstruk­ tiven Gründen es erforderlich ist, den Körper 911 - oder einen mit diesem starr verbundenen geeigneten Träger - mit einer ebenen Oberfläche versehen zu müssen.
Selbstverständlich ist es bei allen Ausführungsbeispielen möglich, den Meßwertgeber mit dem sich bewegenden Körper, dessen Geschwindigkeit, Weg oder Position gemessen werden soll, starr zu verbinden und die Zonen aus elektrisch leitendem Material feststehend anzuordnen.
Zu dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 ist noch anzumerken, daß bei einem rotierenden Körper 211 mit relativ großem Durchmesser die Oberfläche des Meßwertgebers 215 und da­ mit die Flachspule 218 nicht gekrümmt ausgebildet zu werden brauchen, sondern auch plan - wie in Fig. 1 - gemacht werden können. Trotz des dann nicht parallelen Verlaufes der Oberfläche des Körpers 211 bzw. der elektrisch leitenden Zonen 210 zu den Meßflächen 216 erfolgt die Messung noch genügend genau.

Claims (16)

1. Vorrichtung zur berührungslosen Weg- und/oder Ge­ schwindigkeitsmessung von sich gleichförmig bewegenden Körpern, mit Zonen aus elektrisch leitendem Material, die sich mit dem sich bewegenden Körper synchron verschieben und in Bewegungsrichtung in gleichem Abstand voneinander angeordnet sind, und mit einem in Abstand davon an­ geordneten, räumlich feststehenden Meßwertgeber, der von vorzugsweise hochfrequentem Wechselstrom durch­ flossen ist, dadurch gekennzeich­ net, daß der Meßwertgeber (15-915) sich räum­ lich über mehrere Zonen (10-910) hinweg erstreckt und einzelne, miteinander verbundene, räumlich abge­ grenzte aktive Meßflächen (16-916) aufweist, deren in Bewegungsrichtung der Zonen (10-910) gesehener Abstand voneinander dem Zonenabstand (b) und deren in Bewegungsrichtung der Zonen (10-910) gesehene Breite der Zonenbreite (c) entspricht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Meßflächen (16- 916) elektrisch in Reihe geschaltet sind oder wie elektrisch in Reihe geschaltet wirken.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber (15) eine Flachspule (18) mit geschlossener, mehrere Zonen mit Abstand überdeckender Spulenfläche (19) aufweist, daß zwischen der Spulenfläche (19) und den Zonen (10) Stege (20) aus elektrisch leitendem Material angeordnet sind, die in Bewegungsrichtung der Zone (10) in Abstand voneinander feststehend angeordnet sind, und daß die zwischen den Stegen (20) freibleibenden Spulenflächenabschnitte die aktiven Meßflächen (16) bilden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die quer zur Bewegungs­ richtung der Zonen (10) gemessene Länge der Stege (20) zumindest der in dieser Richtung gemessenen Ausdehnung der Zonen (10) und/oder der Spulenfläche (19) entspricht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber (315; 415) eine flache Rahmenspule (321; 421) auf­ weist, die sich über zwei Zonen (310: 410) hinweg erstreckt und deren in Bewegungsrichtung der Zonen (310; 410) gemessene lichte Weite dem Zonenabstand (c) entspricht, und daß die aktiven Meßflächen (316; 416) von den etwa quer zur Bewegungsrichtung der Zonen (310; 410) sich erstreckenden Rahmenbereichen oder Rahmenschenkeln der Rahmenspule (321; 421) gebildet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Rahmenspule (321; 421) etwa Kreis- oder Rechteckform aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zu ihrer Bewegungsrichtung gemessene Länge der Zonen (310; 410) kleiner ist als die in dieser Richtung sich er­ streckende Ausdehnung der Rahmenspule (321; 421).
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßflächen (516) von miteinander verbundenen Einzelflachspulen (522) ausgebildet sind, deren Abmessungen den Abmessungen der Zonen (510) entsprechen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber (615) eine sich in Bewegungsrichtung der Zonen (610) mäanderförmig erstreckende Flachspule (623) aufweist, deren quer zur Erstreckungsrichtung verlaufende Spulen­ teilflächen die Meßflächen (616) bilden.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Flachspulen (18; 218; 321; 421; 623; 724) einlagig oder mehrlagig sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zonen (10-910) auf dem sich bewegenden Körper (11- 911) selbst oder auf einem mit diesem starr ver­ bundenen Träger (812) angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zonen (810) von einem Strichraster (825) gebildet sind, das auf die Oberfläche (826) des Körpers bzw. des Trägers (812) aufgebracht ist, z. B. mittels Aufdampfen, Aufdrucken oder Ätzen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zonen (910) ferro­ magnetisches Material und die Zwischenzonenbereiche (929) nicht-ferromagnetisches Material aufweisen oder umgekehrt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11-13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zonen (10-710) auf Zahnköpfen (13-713) einer sich in Bewegungsrichtung erstreckenden Zahnreihe (14- 714), vorzugsweise mit dieser einstückig, angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Be­ wegungsrichtung der Zonen (910) über diese vorstehen­ den Spulenteilflächen der mäanderförmigen Spule (724) abgekröpft sind und sich beidseitig des Zahnkopfes (713) bis vorzugsweise unterhalb des Zahngrundes (730) erstrecken.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Meßwertgebers (15-915) sich parallel zur Oberfläche des sich bewegenden Körpers (11-911) bzw. des mit diesem verbundenen Trägers (812) er­ streckt.
DE19803014137 1980-04-12 1980-04-12 Vorrichtung zur beruehrungslosen weg- und/oder geschwindigkeitsmessung Granted DE3014137A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803014137 DE3014137A1 (de) 1980-04-12 1980-04-12 Vorrichtung zur beruehrungslosen weg- und/oder geschwindigkeitsmessung
US06/214,743 US4417208A (en) 1980-04-12 1980-12-09 Apparatus for contactless distance and/or speed measurement
JP5249281A JPS56158951A (en) 1980-04-12 1981-04-09 Contactless stroke/speed measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19803014137 DE3014137A1 (de) 1980-04-12 1980-04-12 Vorrichtung zur beruehrungslosen weg- und/oder geschwindigkeitsmessung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3014137A1 DE3014137A1 (de) 1981-10-22
DE3014137C2 true DE3014137C2 (de) 1989-06-22

Family

ID=6099868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803014137 Granted DE3014137A1 (de) 1980-04-12 1980-04-12 Vorrichtung zur beruehrungslosen weg- und/oder geschwindigkeitsmessung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4417208A (de)
JP (1) JPS56158951A (de)
DE (1) DE3014137A1 (de)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3476035D1 (en) * 1983-07-05 1989-02-16 Elektroniktechnologie Get Inductive sensor device and measuring device for using the same
EP0473808A1 (de) * 1990-09-03 1992-03-11 Hottinger Baldwin Messtechnik Gmbh Messeinrichtung zur Ermittlung eines Weges oder einer Position
JPH04174321A (ja) * 1990-11-07 1992-06-22 Toyota Motor Corp 移動部材の変位検出装置
DE4121724A1 (de) * 1991-07-01 1993-01-07 Schaeffler Waelzlager Kg Verfahren zur herstellung eines impulsgebers
US5793206A (en) 1995-08-25 1998-08-11 Jentek Sensors, Inc. Meandering winding test circuit
CH690933A5 (fr) * 1996-01-24 2001-02-28 Hans Ulrich Meyer Capteur inductif de déplacement.
CH690934A5 (fr) * 1996-04-29 2001-02-28 Suisse Electronique Microtech Dispositif de détection de position et de mouvement à variation de champ magnétique.
DE19646056C2 (de) * 1996-11-07 1998-11-26 Vogt Electronic Ag Vorrichtung zum Messen der Drehzahl eines um eine Drehachse rotierenden Körpers
SE525078C2 (sv) * 2001-06-29 2004-11-23 Abb Ab Metod samt induktiv mätanordning för detektering av mittpunkten hos ett elektriskt ledande material
US6995556B2 (en) * 2002-07-23 2006-02-07 Ensco, Inc. Electromagnetic gage sensing system and method for railroad track inspection
US7554324B2 (en) * 2003-10-28 2009-06-30 Honeywell International Inc. Turbine blade proximity sensor and control system
DE102005025870A1 (de) * 2005-06-06 2006-12-07 Robert Bosch Gmbh Wirbelstromsensoranordnung
FR2891362B1 (fr) * 2005-09-23 2007-11-30 Billanco Capteur et procede de mesure de position et de vitesse
US9829501B2 (en) * 2014-04-25 2017-11-28 Texas Instruments Incorporated Rotational sensing based on inductive sensing
FR3031587B1 (fr) 2015-01-13 2018-11-16 Hutchinson Capteurs inductifs de deplacement
FR3031588B1 (fr) 2015-01-13 2018-11-16 Hutchinson Capteurs inductifs de deplacement
FR3031586B1 (fr) 2015-01-13 2017-02-10 Dymeo Capteurs inductifs de deplacement
FR3031589B1 (fr) * 2015-01-13 2018-11-16 Hutchinson Capteurs inductifs de deplacement
US10620017B2 (en) 2017-01-31 2020-04-14 Rockwell Automation Technologies, Inc. Curvilinear encoder system for position determination
CN112816732B (zh) * 2020-12-30 2023-03-31 中国船舶工业系统工程研究院 一种检测低速柴油机旋转的检测装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1273839B (de) * 1964-10-30 1968-07-25 Landis & Gyr Ag Messwertumformer zur Umformung der Drehbewegung von drehbaren Organen in Impulse
JPS47551U (de) * 1971-01-22 1972-08-03
US4164706A (en) * 1976-10-18 1979-08-14 Nippon Soken, Inc. Rotational position detector utilizing an FET blocking oscillator
DE2933557C2 (de) * 1979-08-18 1982-11-04 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Meßumformer zur berührungslosen Weg- oder Geschwindigkeitsmessung

Also Published As

Publication number Publication date
DE3014137A1 (de) 1981-10-22
JPH0359388B2 (de) 1991-09-10
JPS56158951A (en) 1981-12-08
US4417208A (en) 1983-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3014137C2 (de)
DE2357061C2 (de) Einrichtung zur Abgabe von gleichmäßigen Impulsen bei bestimmten Winkelstellungen einer drehbaren Welle und zur Bildung von wenigstens einem Bezugssignal
EP0760931B1 (de) Drehwinkel- oder drehzahlgeber
DE19533964B4 (de) Magnetismuserfassungsvorrichtung, die zur Unterdrückung von Schwankungen von Impulssignal-Intervallen in der Lage ist
DE2924590C2 (de) Vorrichtung zum Erfassen der Drehzahl und Winkellage einer rotierenden Welle
DE4408623A1 (de) Magnetischer Positionssensor
DE4011766C2 (de) Spannungsmeßfühler
DE2305384A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von winkelgeschwindigkeiten
DE2829425A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum messen von beschleunigungen an schwingenden koerpern
DE2834616B2 (de) Impulsgenerator
DE3605178A1 (de) Bewegungssensor
EP2017627A2 (de) Induktive drehzahlerkennung
DE3510651A1 (de) Inkrementaler weggeber
WO1992016994A1 (de) Resolver
DE2545022A1 (de) Magnetoelastischer geber
DE2745159A1 (de) Pruefkopf mit eine oder mehrere pruefsonden aufnehmendem tragkoerper
DE19723662A1 (de) Widerstandswandler mit variabler Phase und Verfahren zu dessen Betrieb
DE3036164C2 (de) Längenmeßeinrichtung
DE102018102698A1 (de) Induktiver Positionssensor
DE3219491C2 (de) Anordnung zur Impulserzeugung für eine Drehzahl- und Positionsmessung hoher Auflösung an rotierenden Teilen von Maschinen
DE2511338C3 (de) Synchronisationssignalgenerator für Rundstrickmaschinen
DE4201721C2 (de) Berührungsloser Geber
DE2744944A1 (de) Induktiver impulsgeber, insbesondere zuendgeber mit wieganddraht
DE4211614A1 (de) Meßeinrichtung zur Bestimmung eines Drehwinkels
DE3017971C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee