DE3526560C2 - Induktiver Sensor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen induktiven Sensor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Sensor ist bekannt aus der DE-OS 32 25 822. Er besteht aus einer Spule, in welcher ein Eisenkern verschiebbar gelagert ist. Durch eine Verschiebung des Kerns wird die Induktivität der Spule verändert. Diese Veränderung läßt sich durch eine Elektronik erfassen und in eine Weggröße umformen.

Der bekannte Sensor enthält gemäß der Fig. 4 eine Kompensationsschaltung, die aus einer Parallelschaltung eines NTC-Widerstandes mit einem ohmschen Widerstand und einem in Reihe liegenden weiteren Widerstand besteht.

Nachteilig für die Meßgenauigkeit ist die Tempera­ turabhängigkeit der bekannten Anordnung. Diese kommt zustande durch den Temperaturgang des Spulendrahtes, der von Wirbelströmen durchflossenen Eisenteile des magnetischen Kreises, sowie durch die Temperaturabhängigkeit des magnetischen Widerstandes.

Diese Temperaturabhängigkeiten wirken sich naturgemäß besonders aus bei Anwendungen, die einen großen Temperaturbereich betreffen. So muß z. B. bei einer Anwendung des Sensors in einem Kraftfahrzeug bei ungünstigem Einbauort mit einem Temperaturbereich von -40 bis +150°C gerechnet werden. Hierdurch können Meßfehler von z. B. bis zu etwa 40% auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen induktiven Sensor der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Temperaturabhängigkeit des Meßwertes in einem sehr weiten Temperaturbereich von -40 bis +150°C vermindert wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch enthaltene Erfindung gelöst.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Die gezeigte Einrichtung bezieht sich auf eine (nicht dargestellte) Auswerte-Elektronik, durch welche die Induktivität 1 mit einem Spannungsimpuls fester Größe beaufschlagt wird. Der dabei entstehende Strom steigt exponentiell bis zum Einsatz einer Strombegrenzung an. Die Zeit vom Beginn des Spannungsimpulses bis zum Einsatz der Strombegrenzung ist ein Maß für die Größe der Induktivität. Sie wird von der Elektronik ausgewertet und in den zu erfassenden Weg umgerechnet (DE-OS 33 43 885).

Sowohl der Wicklungswiderstand als auch die Induktivität selbst sind temperaturabhängig. Die Temperaturabhängigkeit der Induktivität ist bedingt durch den Temperaturkoeffizienten der Permeabilität und die magnetischen Verluste, insbesondere die Wirbelstromverluste in den Komponenten des magnetischen Kreises.

Sowohl der Temperaturkoeffizient des Wicklungswiderstandes als auch der Temperaturkoeffizient der Induktivität ist positiv. Gemäß der Erfindung ist zur Kompensation der Temperaturabhängigkeiten zur Induktivität 1 des Sensors ein zweipoliges Netzwerk (Einrichtung 3), welches einen Gleichstromwiderstand mit negativem Temperaturkoeffizienten besitzt, in Reihe geschaltet. Dabei ist der Wert des negativen Temperaturkoeffizienten so gewählt, daß er sowohl die Temperaturabhängigkeit des Wicklungswiderstandes als auch die Temperaturabhängigkeit des magnetischen Kreises kompensiert.

Das Netzwerk ist zusammen mit der Induktivität 1 in einem gemeinsamen Gehäuse 2 des Sensors integriert.

Das als Einrichtung 3 bezeichnete Widerstands-Netzwerk besteht aus einem NTC-Widerstand 6, welcher der Induktivität 1 in Reihe geschaltet ist. Der Widerstand 6 hat z. B. einen Wert von etwa 500 Ohm bei Raumtemperatur. Die Induktivität 1 hat etwa 1000 Windungen und einen Ohm′schen Widerstand von etwa 70 Ohm. Dem NTC-Widerstand 6 ist eine Reihenschaltung zweier Widerstände 7, 8 parallel geschaltet. Der Wert des Widerstandes 7 beträgt etwa 50 Ohm, der des Widerstandes 8 etwa 20 Ohm. Dem Widerstand 8 ist ein zweiter NTC-Widerstand 9 parallel geschaltet. Dieser besitzt einen Wert von etwa 4 Ohm bei Raumtemperatur.

Wie Versuche ergeben haben, wird durch das beschriebene Widerstands- Netzwerk eine sehr gute Temperaturkompensation der Induktivität 1 über einen großen Temperaturbereich erzielt.

Claims (1)

1. Induktiver Sensor, insbesondere zum Messen von Abständen oder Wegen, mit einer Induktivität (1), die in einem Gehäuse (2) eingebaut ist, und deren Wert in Abhängigkeit von der zu messenden Größe veränderlich ist, mit einer in dem Gehäuse (2) integrierten Einrichtung (3) zur Temperaturkompensation der Induktivität (1), welche aus einem der Induktivität (1) vorgeschalteten, zweipoligen temperaturabhängigen Widerstandsnetzwerk besteht, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

   • a) zu der Induktivität (1) ist ein NTC-Widerstand (6) mit einem Widerstandswert bei Raumtemperatur von etwa 500 Ohm in Reihe geschaltet,
   • b) dem NTC-Widerstand (6) ist eine Reihenschaltung zweier Widerstände (7, 8) parallel geschaltet, wobei der Wert des einen Widerstands (7) etwa 50 Ohm, und der Wert des anderen Widerstands (8) etwa 20 Ohm beträgt,
   • c) dem Widerstand (8) von etwa 20 Ohm ist ein zweiter NTC-Widerstand (9) mit einem Widerstandswert bei Raumtemperatur von etwa 4 Ohm parallel geschaltet.