DE3208785C2 - - Google Patents

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DE3208785C2
DE3208785C2 DE3208785A DE3208785A DE3208785C2 DE 3208785 C2 DE3208785 C2 DE 3208785C2 DE 3208785 A DE3208785 A DE 3208785A DE 3208785 A DE3208785 A DE 3208785A DE 3208785 C2 DE3208785 C2 DE 3208785C2
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Description

Die Erfindung geht aus von einem Lagesensor nach der Gattung eines der nebengeordneten Ansprüche 1, 2 oder 5.
Sensoren zur Erfassung der absoluten Lage eines Objektes sind bekannt. Es ist beispielsweise bekannt, hierzu sogenannte Kurzschlußringsensoren zu verwenden, wie sie in der DE-AS 23 52 851 beschrieben sind. Dabei ist auf einem vorzugsweise langgestreckten, offenen oder geschlossenen ferromagnetischen Kern wenigstens eine Spule fest angeordnet und in Längsrichtung zum Kern ist ein einzelner oder doppelter auf dem Kern berührungslos angeordneter Kurzschlußring aus elek­ trisch leitfähigem Material verschieblich gelagert. Bei diesen bekannten Sensoren wird zur Erfassung der Lage eines Objektes entweder der Ring vom Objekt ausge­ lenkt und der Kern festgehalten oder umgekehrt.
Es ist weiter aus der DE-OS 29 24 092 bekannt, Kurz­ schlußringsensoren in der Weise auszubilden, daß auf einem Doppel-U-Kern zwei voneinander unabhängig beweg­ bare Kurzschlußringe vorgesehen sind, von denen der eine zur Ermittlung der absoluten Lage eines Objektes von diesem Objekt ausgelenkt wird und der andere zu Abgleichzwecken verschiebbar ist.
Die genannten Sensoren eignen sich jedoch nicht zur Mes­ sung der Differenz der Lage zweier relativ zueinander beweglicher Objekte, außerdem ist jeweils eine relativ aufwendige Schaltung zur Ermittlung des Meßsignales erforderlich.
Schließlich ist in der älteren Patentanmeldung P 31 24 755.5 noch vorgeschlagen worden, bei einem elektronisch gesteuerten Bremssystem einen Lagesensor zur Erfassung der Differenz der Lage zweier Kolben vorzusehen, wobei der eine Kolben in Abhängigkeit von der Auslenkung des Bremspedales und der andere Kolben in Abhängig­ keit vom tatsächlich wirksamen Bremsdruck ausgelenkt wird. Um eine Bremsdruckregelung über das Querschnitts­ verhältnis der beiden Kolben einstellen zu können, ist die Erfassung der relativen Lage der Kolben zuein­ ander erforderlich, wozu vorgeschlagen worden ist, einen Sensor mit einem integrierten Hall-Element zu verwenden.
Der erfindungsgemäße Sensor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß ein Lagedifferenz-Sensor mit besonders einfachem Aufbau realisiert wird, da für die Auswerteschaltung nur eine Induktivität ausgewertet werden muß.
Der erfindungsgemäße Sensor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 2 hat darüber hinaus den Vor­ teil, daß hochpräzise, frequenzanaloge Messungen möglich sind, die eine besonders genaue Regelung auf einen Sollwert der Differenzlage ermöglichen.
Der erfindungsgemäße Sensor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 5 hat schließlich darüber hinaus den Vorteil, daß ein einfacher Lagedifferenz- Sensor realisiert wird, dessen Ausgangsspannung ein direktes Maß für die Lagedifferenz ist und keiner weiteren Verarbeitung bedarf.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der in den Nebenan­ sprüchen aufgeführten Lagesensoren möglich.
So kann in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung zu­ sätzlich zu der relativen Lage der beiden Objekte zuein­ ander auch die absolute Lage eines oder mehrerer Objekte ermittelt werden.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, für die Spulen einen Draht mit vorgegebenem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes zu verwenden, so daß Temperatureinflüsse ausgeglichen werden können.
Weiterhin eignet sich der erfindungsgemäße Sensor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 5 bevor­ zugt dazu, mit anderen Sensoren in Reihe geschaltet zu werden, wobei lediglich eine gemeinsame Versor­ gungsspannung erforderlich ist. Hierdurch können mehrere unabhängige Meßstellen in derselben Anlage besonders einfach versorgt werden.
Schließlich eignen sich die erfindungsgemäßen Sensoren in besonderer Weise zur Erfassung der Lagedifferenz von zwei Kolben in der Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 das Prinzipbild einer Bremsanlage mit einem Lagedifferenz-Sensor;
Fig. 2 einen Lagediffe­ renz-Sensor gemäß einem älteren Vorschlag;
Fig. 3a eine Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sensors;
Fig. 3b eine Auswerteschal­ tung für den Sensor gemäß Fig. 3a;
Fig. 4a eine Dar­ stellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sensors;
Fig. 4b bis e Auswerteschaltungen sowie Signalverläufe für den Sensor gemäß Fig. 4a;
Fig. 5a eine Darstellung eines dritten Aus­ führungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sensors;
Fig. 5b eine Prinzipdarstellung der Zusammenschaltung mehrerer der in Fig. 5a bzw. 6 dargestellten Sensoren;
Fig. 5c ein Diagramm der Ausgangsspannung eines der Sensoren gemäß Fig. 5a oder 6;
Fig. 6 eine Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sensors.
In Fig. 1 ist das Prinzipbild einer hilfskraftbe­ tätigten Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges dargestellt. Ein Bremspedal 10 wirkt dabei auf einen Hauptzylinder 11, mit dem in einer Druckleitung 12 ein Bremsdruck vorgebbar ist. Dieser Druck wird über eine Stichlei­ tung 13 auf einen Wegsimulator 14 übertragen, der über einen gegen eine Feder 16 arbeitenden Kolben 15 verfügt. Ein 4/4-Magnetventil 17, das z. B. durch in Fig. 1 mit 27 bezeichnete Schaltmittel gesteuert wird, ermöglicht eine wahlweise Beaufschlagung einer Rad­ bremse 18 über die Druckleitung 12 oder eine Druck­ versorgung 19, wobei je nach eingenommener Stellung des 4/4-Magnetventils der Druck entweder direkt aus der Druckleitung 12 entnommen oder mit der Druckver­ sorgung 19 erhöht, konstant gehalten oder abgesenkt werden kann. Der in der Radbremse 18 tatsächlich herrschende Bremsdruck wird über eine Stichleitung 20 abgenommen und einem Vergleichskolben 21 zugeführt, der über einen gegen eine Feder 23 arbeitenden Kolben 22 verfügt.
Die Kolben 15, 22 sind jeweils mit einem Gestänge 24, 25 verbunden, das die jeweilige absolute Lage s 1 bzw. s 2 der Kolben 15, 22 auf einen Lagedifferenz-Sensor 26 überträgt, an dessen Ausgang ein der Lagedifferenz Δ s entsprechendes Signal abnehmbar ist. Das Signal Δ s wird dem Regler 27 zugeführt, der auf die Steuerung des 4/4-Magnetventils 17 einwirkt.
Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Brems­ anlage ist wie folgt:
Der Kolben 15 des Wegsimulators 14 wird um einen Betrag ausgelenkt, der der Auslenkung des Bremspedales 10 entspricht. Andererseits entspricht die Auslenkung des Kolbens 22 des Vergleichskolbens 21 dem tatsäch­ lich in der Radbremse 18 herrschenden Druck. Der Regler 27 ist vorzugsweise so ausgelegt, daß er einen Brems­ druck einstellt, bei dem die Lagedifferenz der Kolben 15, 22 gleich Null ist. Auf diese Weise ist es möglich, über unterschiedliche Querschnitte der Kolben 15, 22 eine vorgegebene Bremskraftverstärkung einzustellen.
Dies setzt jedoch voraus, daß der Lagedifferenz-Sensor 26 ein Signal Δ s abgibt, das exakt der Differenz der absoluten Lagen s 1 und s 2 entspricht.
Hierzu ist vorgeschlagen worden, einen Sensor gemäß Fig. 2 zu verwenden, bei dem vom Kolben 22 ein Permanentmagnet 30 und vom Kolben 15 ein Hall-Element, vorzugsweise in Gestalt eines integrierten Schalt­ kreises bewegt wird.
Bei der in Fig. 3a dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lagesensors wird demgegenüber ein Kurzschlußringsensor verwendet. Dieser besteht aus einem Doppel-U-Kern 32, mit jeweils in einer Achse liegenden Schenkeln 32 a, 32 b bzw. 32 c, 32 d. Die von den Kolben 15 bzw. 22 ausgelenkten Kurz­ schlußringe 33, 34 sind auf den Schenkeln 32 b bzw. 32 a verschieblich angeordnet. Auf den Schenkeln 32 c, 32 d befinden sich Spulen 35, 36, die in Reihe geschaltet sind und damit eine Gesamtinduktivität L darstellen. Weiterhin ist auf dem Schenkel 32 a eine weitere Spule 37 angeordnet.
Die Schenkel 32 a, 32 c bzw. 32 b, 32 d bilden jeweils einen offenen Magnetkreis mit zugeordneter Spule 35 bzw. 36. Werden die Kurzschlußringe 33, 34 auf dem jeweiligen Schenkel 32 b, 32 a bewegt, wird die Induktivität des jeweiligen Magnetkreises geändert, wie dies an sich bekannt ist. Bei Veränderung der relativen Lage der Ringe 33, 34 zueinander verändert sich damit auch die Induktivität L. Werden dabei die Kurzschlußringe 33, 34 in gleicher Richtung ausgelenkt, verändern sich zwar die Induktivitäten der einzelnen Kreise, die Gesamt­ induktivität L bleibt jedoch konstant. Ein der Lage­ differenz entsprechendes Signal kann daher aus einer Veränderung der Induktivität L abgeleitet werden.
Hierzu eignet sich insbesondere eine Schaltung, wie sie in Fig. 3b dargestellt ist. Diese Schaltung weist einen Oszillator 39 auf, der im wesentlichen aus einem mit der Induktivität L gegengekoppelten Operationsverstärker 38 besteht. Die Schaltung wird mit einer Betriebs­ spannung U B betrieben und an einer Ausgangsklemme 39 a ist ein Rechtecksignal abnehmbar, dessen Frequenz der Induktivität L entspricht. Im Regler 27 wird, um auf ein Signal Δ s = 0 zu regeln, die Frequenz des an der Klemme 39 a anliegenden Signales mit einer Referenzfrequenz ver­ glichen und die Abweichung wird zur Einstellung des Druckes herangezogen. Wie ersichtlich, weist die Schal­ tung gemäß Fig. 3b nur sehr wenige Bauelemente auf, so daß insgesamt ein besonders einfacher Aufbau möglich ist.
Bei dem in Fig. 4a dargestellten Kurzschlußring-Sensor wird ein E-Kern 40 mit Schenkeln 40 a, 40 b, 40 c verwendet. Die Kurzschlußringe 41, 42 sind auf den Schenkeln 40 a, 40 c gelagert, auf denen sich ebenfalls in Reihe geschal­ tete Spulen 43, 44 mit den Induktivitäten L 1, L 2 befinden.
Durch die Anordnung und Verschaltung der Spulen 43, 44 wird in diesem Falle ein von der Lagedifferenz abhängiges Signal dadurch erzeugt, daß die Differenz der Induktivi­ täten L 1, L 2 erfaßt wird. Eine Regelung auf konstante Lagedifferenz entspricht einer Regelung, bei der die Differenz der Induktivitäten L 1, L 2 = 0 bzw. das Ver­ hältnis der Induktivitäten L 1/L 2 = 1 ist.
Eine mögliche Auswerteschaltung hierfür ist in Fig. 4b dargestellt. Dabei sind Ein- und Ausgang eines Inverters 45 mit der Reihenschaltung der Induktivitäten L 1, L 2 beschaltet und an den Eingang des Inverters 45 ist weiter­ hin eine Wechselspannung angelegt. Eine Ausgangsspan­ nung U A kann nun vom Verbindungspunkt der Induktivitäten L 1, L 2 gegen Masse abgenommen werden. Wie man leicht sieht, ist die Ausgangsspannung U A dann gleich Null, wenn die Induktivitäten den gleichen Betrag haben. Da die Ausgangsspannung U A eine Wechselspannung ist, kann eine Abweichung von der Lagedifferenz Null vorzeichen­ richtig dadurch erkannt werden, daß die Phasenlage der entstehenden Spannung U A überwacht wird.
Eine weitere mögliche Auswerteschaltung ist in Fig. 4c dargestellt. Dabei ist ein an sich bekannter astabiler Multivibrator mit Transistoren 46, 47 vorgesehen, bei dem die Basen der Transistoren 46, 47 über die Reihen­ schaltung der Induktivitäten L 1, L 2 miteinander verbun­ den sind und der Verbindungspunkt der Induktivitäten L 1, L 2 mit Masse gekoppelt ist. Die Ausgangsspannung U A wird über Widerstände von den Kollektoren der Tran­ sistoren 46, 47 abgenommen.
In Fig. 4d ist mit 48 die Ausgangsspannung U A der Schal­ tung gemäß Fig. 4c bezeichnet, die dann auftritt, wenn die Induktivitäten L 1, L 2 ungleich sind, während Fig. 4e mit 49 die Ausgangsspannung U A für den Fall darstellt, daß die Induktivitäten L 1, L 2 den gleichen Betrag haben. Wie man sieht, ist im letzten Fall 49 das Tastverhältnis 1 : 1, während es im erstgenannten Fall 48 ungleich eins ist. Eine Regelung über den Regler 27 würde in diesem Fall auf ein Tastverhältnis 1 : 1 erfolgen.
Bei dem in Fig. 5a dargestellten dritten Ausführungs­ beispiel eines erfindungsgemäßen Sensors wird wiederum ein E-Kern 50 mit Schenkeln 50 a, 50 b, 50 c verwendet. Auch sind die Schenkel 50 a, 50 c wieder mit den Kurz­ schlußringen 51, 52 versehen und es befinden sich auf diesen Schenkeln in Reihe geschaltete Spulen 53, 54, deren Wicklungssinn entgegengesetzt ist, so daß sich die von ihnen hervorgerufenen Magnetflüsse Φ 53, Φ 54 im Mittelschenkel 50 b subtraktiv überlagern. Im Gegen­ satz zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4a wird jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel die Meßspannung U A nicht von den Spulen 53, 54 abgenommen sondern von einer weiteren Spule 55, die auf dem dritten Schenkel 50 b des Kernes 50 angeordnet ist. Die in Reihe geschalteten Spulen 53, 54 werden mit einer Eingangsspannung U E versorgt.
Wie man aus Fig. 5b erkennt, ist es aufgrund der Be­ schaltung der Spulen 53, 54 leicht möglich, mehrere Sensoren in Reihe zu schalten, wie dies mit Spulen 53, 54; 53′, 54′; 53′′, 54′′ angedeutet ist. Dabei sind diesen Spulen weitere Spulen 55, 55′, 55′′ zugeordnet, an denen jeweils Ausgangsspannungen U A 1, U A 2, U A 3 ab­ nehmbar sind. Eine derartige Reihenschaltung eignet sich insbesondere für die Fälle, in denen an einer Anlage mehrere Meßstellen vorgesehen sind.
Das Ausgangssignal U A normiert auf das Eingangssignal U E , ist über der absoluten Lage s 2 des Kurzschlußringes 52 in Fig. 5c dargestellt, wobei die Verläufe 56, 57, 58, 59 nach der absoluten Lage s 1 des Kurzschlußringes 51 parame­ triert sind. Bei einer Regelung des Reglers 27 auf die jeweiligen Nullpunkte ergibt sich dabei eine Regelung auf die Lagedifferenz Δ s = 0. Dabei ist auch in diesem Falle durch Überwachung der Phasenlage der Spannung U A eine vorzeichenrichtige Erkennung der Abweichung von der Lage­ differenz Null möglich.
Ein viertes Ausführungsbeispiel, das dem Ausführungs­ beisiel gemäß Fig. 5a elektrisch äquivalent ist, ist in Fig. 6 dargestellt. Es unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel in Fig. 5a lediglich dadurch, daß zur Beeinflussung der beiden Kreise des E-Kerns 50 keine Kurzschlußringe 51, 52 sondern Magnete 60, 61 verwendet werden, die vorzugsweise senkrecht zu den Schenkeln 50 a bis 50 c bewegbar sind. Die Magnete 60, 61 beeinflussen über eine Permeabilitätssteuerung ebenfalls die Feldlinien zwischen den Feldlinien 50 a, 50 b bzw. 50 b, 50 c, so daß sich phänomenologisch vergleichbare Verhält­ nisse wie beim Sensor gemäß Fig. 5a einstellen. Auch die Reihenschaltung gemäß Fig. 5b ist möglich und das Ausgangssignal U A entspricht den Verläufen gemäß Fig. 5c.
In bevorzugter Ausgestaltung des Sensors gemäß Fig. 6 ist der E-Kern 50 als dünnes ferromagnetisches Blech, vorzugsweise Mumetall oder amorphes Magnetma­ terial ausgebildet, wobei durch die Beeinflussung über die Magnete 60, 61 ein besonders hoher Meßeffekt auftritt.
Bei den vorstehend geschilderten Ausführungsbeispielen ist der Kern 32, 40, 50 jeweils raumfest angeordnet und es werden die Kurzschlußringe 33, 34; 41, 42; 51, 52 bzw. Magnete 60, 61 lageabhängig ausgelenkt. Es versteht sich dabei jedoch von selbst, daß jeweils nur eines der Objekte raumfest angeordnet werden muß und die jeweils beiden anderen Elemente in kinematischer Umkehr ausge­ lenkt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, auf einem oder mehreren der lagebeeinflußten Schenkel noch eine zusätzliche Spule anzubringen, wie dies mit 37 für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3a ange­ deutet ist. Damit ist es möglich, neben der Lage­ differenz auch Absolutwerte der Lage eines oder beider Objekte zu erfassen.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist zur Kompensation des Temperaturkoeffizienten des Gebers vorgesehen, für die Spulen einen Draht zu ver­ wenden, dessen Temperaturkoeffizient des Widerstandes so bemessen ist, daß der Gesamttemperaturkoeffizient des Sensors zu Null wird.
Schließlich versteht sich von selbst, daß die Anwendung der vorstehend beschriebenen Sensoren keinesfalls auf den Einsatz bei Bremsanlagen in Kraftfahrzeugen be­ schränkt ist, sondern daß die Sensoren vielmehr überall dort eingesetzt werden können, wo Lagedifferenzen mit einfachen Mitteln genau erfaßt werden sollen.

Claims (12)

1. Lagesensor zur Erfassung der Differenz der Lage wenig­ stens zweier beweglicher Objekte mit einem mehrschenkligen ferromagnetischen Kern (32), auf dem eine Mehrzahl von Spulen (35, 36, 37) derart aufgebracht ist, daß eine der Anzahl der Objekte entsprechende Anzahl von offenen oder geschlossenen Magnetkreisen entsteht und ferner von den Objekten bewegte, auf dem Kern (32) berührungslos ange­ ordnete und verschieblich gelagerte Kurzschlußringe (33, 34) vorgesehen sind, die die Induktivität der Kreise durch Beeinflussung der in den Kreisen vorliegenden magnetischen Feldlinien verändern, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern ein Doppel-U-Kern (32) mit zwei in Reihe geschalteten, auf in einer Achse liegenden Schenkeln (32 c, 32 d) angeordneten Spulen (35, 36) der Gesamt­ induktivität (L) ist, die frequenzbestimmen­ der Teil eines Oszillators (39) ist.
2. Lagesensor zur Erfassung der Differenz der Lage wenigstens zweier beweglicher Objekte mit einem mehr­ schenkligen ferromagnetischen Kern (40), auf dem eine Mehrzahl von Spulen (43, 44) derart aufgebracht ist, daß eine der Anzahl der Objekte entsprechende Anzahl von offenen oder geschlossenen Magnetkreisen entsteht und ferner von den Objekten bewegte, auf dem Kern (40) berührungslos angeordnete und verschieblich gelagerte Kurzschlußringe (41, 42) vorgesehen sind, die die Induk­ tivität der Kreise durch Beeinflussung der in den Kreisen vorliegenden magnetischen Feldlinien verändern, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern ein E-Kern (40) ist, dessen äußere Schenkel (40 a, 40 c) mit zwei in Reihe geschalteten Spulen (43, 44) mit den Induktivitäten (L 1, L 2) versehen sind und die Kurzschlußringe (41, 42) auf diesen Schenkeln (40 a, 40 c) beweglich angeordnet sind.
3. Lagesensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung der Induktivitäten (L 1, L 2) in einer Auswerteschaltung an einem Ende mit einer Wechsel­ spannung und am anderen Ende mit der invertierten Wechsel­ spannung beaufschlagt ist und daß Sensor und Auswerte­ schaltung so dimensioniert sind, daß sich am Verbin­ dungspunkt der Induktivitäten (L 1, L 2) dann das Poten­ tial Null ergibt, wenn die Lagedifferenz Null ist.
4. Lagesensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung der Induktivitäten (L 1, L 2) in einer als Auswerteschaltung dienenden astabilen Kipp­ stufe die Basen der Kipptransistoren (46, 47) verbindet und daß Sensor und Auswerteschaltung so dimensioniert sind, daß sich dann ein Tastverhältnis 1 : 1 der Kipp­ spannung ergibt, wenn die Lagedifferenz Null ist.
5. Lagesensor zur Erfassung der Differenz der Lage wenig­ stens zweier beweglicher Objekte mit einem mehrschenkligen ferromagnetischen Kern (50), auf dem eine Mehrzahl von Spulen (51, 52) derart aufgebracht ist, daß eine der Anzahl der Objekte entsprechende Anzahl von offenen oder geschlossenen Magnetkreisen entsteht und ferner von den Objekten bewegte Mittel vorgesehen sind, die die Induktivität der Kreise durch Beeinflussung der in den Kreisen vorliegenden magnetischen Feldlinien verändern, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern ein E-Kern (50) ist, dessen äußerer Schenkel (50 a, 50 c) mit zwei in Reihe geschalteten, an eine Betriebsspannung (U E ) angeschlos­ senen Spulen (53, 54) versehen sind und ferner der mitt­ lere Schenkel (50 b) mit einer weiteren Spule (55) ver­ sehen ist, an der eine von der Lagedifferenz abhängige Spannung (U A ) abnehmbar ist.
6. Lagesensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zwei auf den Schenkeln (50 a, 50 b) berüh­ rungslos und verschieblich gelagerte Kurzschlußringe (51, 52) umfassen.
7. Lagesensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zwei im Luftspalt zwischen mittlerem (50 b) und äußeren (50 a, 50 c) Schenkeln verschiebbare Magnete (60, 61) umfassen.
8. Lagesensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (50) aus einem dünnen ferromagnetischen Blech, vorzugsweise Mu-Metall besteht.
9. Lagesensor nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sensoren mit ihren Wicklungen (53, 54; 53′, 54′; 53′′, 54′′) in Reihe geschaltet und von einer gemeinsamen Betriebsspannung (U E ) beaufschlagt sind.
10. Lagesensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens einem Schen­ kel (32 a, 32 b; 40 a, 40 c; 50 a, 50 c) eine weitere Spule (37) zur Ermittlung der absoluten Lage der Objekte vor­ gesehen ist.
11. Lagesensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (35, 36, 37; 43, 44; 53, 54) aus einem Draht mit vorgegebenem Tempe­ raturkoeffizienten des Widerstandes, vorzugsweise aus einem Ni-Draht, gewickelt sind.
12. Lagesensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Objekte einmal ein in Abhängigkeit von der Auslenkung eines Bremspedales (10) eines Kraftfahrzeuges bewegter Wegsimulator-Kolben (15) und zum anderen ein in Abhängigkeit vom Druck einer vom Bremspedal (10) betätigten Bremse (18) bewegter Kolben (22) sind, die auf den Lagedifferenz-Sensor (26) ein­ wirken.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4120861A1 (de) * 1991-06-25 1993-01-07 Vdo Schindling Stellweg-messeinrichtung

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5434504A (en) * 1993-10-01 1995-07-18 International Business Machines Corporation Position sensors for linear motors including plural symmetrical fluxes generated by a planar drive coil and received by planar sense coils being colinear along an axis of motion
US5617023A (en) * 1995-02-02 1997-04-01 Otis Elevator Company Industrial contactless position sensor
US5929582A (en) * 1997-10-02 1999-07-27 Hallidy; William M. Direct current electrical motor system and method of using same
DE19950862C5 (de) * 1999-10-21 2004-02-26 Lucas Varity Gmbh Betätigungseinheit für eine elektronisch gesteuerte Fahrzeugbremsanlage
US6807875B2 (en) * 2000-12-01 2004-10-26 Honeywell International Inc. Self-compensating position sensor
US7075196B1 (en) * 2002-08-13 2006-07-11 Quicksilver Controls, Inc. Integrated resolver for high pole count motors
DE102007027039B4 (de) * 2006-07-13 2013-02-28 Ford Global Technologies, Llc Bestimmung der absoluten Position eines Lenksystems durch einen Linearsensor an der Zahnstange
US20090282839A1 (en) * 2008-05-15 2009-11-19 Sigal Richard F Apparatus and method of storing and transporting a gas
DE102012004913B4 (de) 2012-03-09 2014-04-10 Paragon Ag Vorrichtung zur Bestimmung eines zu einem Verhältnis von Induktivitäten bzw. Kapazitäten zweier induktiver bzw. kapazitiver Bauteile proportionalen Messwerts und entsprechendes Verfahren
EP3410075B1 (de) * 2017-05-30 2020-10-07 MEAS France Temperaturkompensation für magnetfeldmessvorrichtungen und magnetfeldmessvorrichtung damit
CN109520396B (zh) * 2017-09-16 2020-11-20 中车大同电力机车有限公司 一种机车车钩箱中心轨迹跟踪器

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3100889A (en) * 1958-04-17 1963-08-13 Ibm Apparatus for sensing variations
DE2352851B2 (de) * 1973-10-22 1978-02-16 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Induktiver weggeber oder drehwinkelgeber
SU489010A1 (ru) * 1973-12-18 1975-10-25 Предприятие П/Я А-7626 Датчик давлени
DE2515257A1 (de) * 1975-04-08 1976-10-21 Bosch Gmbh Robert Induktiver weggeber
SU568960A1 (ru) * 1975-09-15 1977-08-15 Горьковский Автомобильный Завод (Производственное Объединение Газ) Датчик наличи ферромагнитного металла
SU615355A1 (ru) * 1976-04-07 1978-07-15 Предприятие П/Я А-3513 Устройство дл измерени перемещени ферромагнитной детали
DE2924092A1 (de) * 1979-06-15 1981-01-08 Bosch Gmbh Robert Induktiver differentialweggeber mit analoger auswerteschaltung
SU870921A1 (ru) * 1979-12-21 1981-10-07 Подмосковный Научно-Исследовательский Институт Угольной Промышленности Индуктивный датчик перемещений
DE3124755A1 (de) * 1981-06-24 1983-01-13 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Fahrzeugbremsanlage

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4120861A1 (de) * 1991-06-25 1993-01-07 Vdo Schindling Stellweg-messeinrichtung
DE4120861C2 (de) * 1991-06-25 2001-02-22 Mannesmann Vdo Ag Stellweg-Meßeinrichtung

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Publication number Publication date
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US4649340A (en) 1987-03-10

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