DE4114079A1

DE4114079A1 - Position sensor e.g. for speed or angle measurement of rotating shaft - uses soft iron, elongated core surround by coil to detect ferromagnetic sections e.g. teeth of gear wheel

Info

Publication number: DE4114079A1
Application number: DE19914114079
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl Ing Zimmer
Original assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1991-04-30
Filing date: 1991-04-30
Publication date: 1992-11-05

Abstract

The sensor element also has at least one permanent magnet (1,2) assigned to it, the effect of which on the magnet core (3) is reduced with the passing by of one of the ferromagnetic effective part sections (10). The permanent magnet (1,2) and the magnet core (3) with the passing by of the ferromagnetic effective part sections (10) are arranged parallel to these. The sensor element is operated with alternating current and the alteration of inductance is evaluated. A direct current is superimposed on the alternating current for the setting of the working point. USE/ADVANTAGE - System can deal with rotating units, e.g. gear wheels or linear units, e.g. toothed rack or perforated rod as movement transmitted. Increased effect of teeth on stray field of permanent magnet; adjustment of sensor element is made easier.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von Bewegungszuständen eines Bewegungsgebers mittels eines Sensorelements, das von ferromagnetisch wirksamen Teil bereichen des Bewegungsgebers beeinflußt wird, wobei das Sensorelement aus einem länglichen, weichmagnetischen, von einer Spule umgebenen Magnetkern sowie mindestens einem diesem zugeordneten Dauermagneten besteht, dessen Wirkung auf den Magnetkern beim Vorbeiführen eines der weichmagnetisch wirksamen Teilbereiche verringert wird. Solche Vorrichtungen werden vorwiegend zur Erfassung der Drehzahl oder des Drehwinkels einer rotierenden Welle eingesetzt.The invention relates to a device for detecting Movement states of a motion sensor by means of a Sensor element made by ferromagnetic part areas of the motion sensor is affected, the Sensor element made of an elongated, soft magnetic magnetic core surrounded by a coil and at least a permanent magnet assigned to it, the Effect on the magnetic core when one of the soft magnetic partial areas is reduced. Such devices are mainly used to detect the Speed or the angle of rotation of a rotating shaft used.

Derartige Vorrichtungen sind zum Beispiel aus der DE-OS 34 11 773 oder aus der Firmenschrift PS-000, Ausg. 4/90, der Vacuumschmelze GmbH bekannt. Bei den Bewegungsgebern handelt es sich dabei vorwiegend um ein Zahn- oder Blendenrad für rotierende Bewegungen. Die Sensoren bestehen aus einem weichmagnetischen Kern, der mit einer Spulenwicklung umgeben ist. Der bekannte Sensor enthält ferner Dauermagnete, die auf den weichmagnetischen Kern einwirken. Werden nunmehr beispielsweise die Zähne eines Zahnrades als ferromagnetisch wirksame Teile an dem Sensor vorbeibewegt, so ergibt sich eine Verzerrung des Magnetfeldes und damit eine Veränderung der Einwirkung des Dauermagneten auf den weichmagnetischen Kern des Sensorelements. Diese Änderung wird in einer Auswerte schaltung registriert und dient beispielsweise zur Er mittlung der Drehzahl. Such devices are for example from DE-OS 34 11 773 or from the company publication PS-000, issue 4/90, Vacuumschmelze GmbH known. With the movement givers it is mainly a tooth or Aperture wheel for rotating movements. The sensors consist of a soft magnetic core with a Coil winding is surrounded. The known sensor contains also permanent magnets on the soft magnetic core act. Now, for example, the teeth become one Gear as ferromagnetic parts on the If the sensor moves past, there is a distortion of the Magnetic field and thus a change in the action of the permanent magnet on the soft magnetic core of the Sensor element. This change is in an evaluation circuit registers and is used for example for the Er averaging the speed.

Der in der DE-OS 34 11 773 offenbarte Drehzahlsensor weist einen senkrecht zur Längsachse der Spule magneti sierten Dauermagneten auf, der an der Stirnseite des weichmagnetischen Kerns positioniert ist. Durch diese Anordnung ergeben sich nur geringe auswertbare Änderungen der Spuleninduktivität beim Vorbeiführen eines Zahnes des ferromagnetischen Bewegungsgebers, weil sich die magneti sche Beeinflussung des Kerns im wesentlichen nur auf den Bereich in der Nähe des Magneten erstreckt.The speed sensor disclosed in DE-OS 34 11 773 has a magneti perpendicular to the longitudinal axis of the coil based permanent magnet on the front of the soft magnetic core is positioned. Through this There are only minor evaluable changes in the arrangement the coil inductance when passing a tooth ferromagnetic motion sensor because the magneti influence of the core essentially only on the Extends area near the magnet.

Bei der in der obengenannten Firmenschrift beschriebenen Anordnung werden zwei gegensinnig gepolte Dauermagnete benutzt, die parallel zu dem dazwischen gelegten weich magnetischen Kern mit dazugehöriger Spulenwicklung ange ordnet sind. Das Sensorelement wird dabei senkrecht zu den ferromagnetischen Zähnen eines Zahnrades angeordnet. Diese Anordnung hat ebenfalls den Nachteil, daß die magnetische Beeinflussung des weichmagnetischen Kerns hauptsächlich auf den Bereich in der Nähe der Zähne beschränkt ist. Zudem ist bei diesem Sensor der minimale Abstand zwischen den beiden Magneten durch die Dicke der dazwischen liegenden Spule begrenzt. Dies schränkt die Verwendbarkeit der Anordnung für kleine Zahnabstände stark ein. Weiterhin ist die Beeinflussung des Streu feldes des Dauermagneten durch die Zähne des Zahnrades wegen der bei dieser Anordnung zwangsläufig größeren Luftwege zwischen den Polflächen und dem Zahnrad relativ gering. Beiden bekannten Vorschlägen gemeinsam ist die kritische Justage der Magnete.With the described in the above-mentioned company document The arrangement becomes two permanent magnets with opposite polarity used that parallel to the soft in between magnetic core with associated coil winding are arranged. The sensor element becomes perpendicular to arranged the ferromagnetic teeth of a gear. This arrangement also has the disadvantage that the magnetic influence on the soft magnetic core mainly on the area near the teeth is limited. In addition, the minimum is with this sensor Distance between the two magnets by the thickness of the limited coil in between. This limits the Availability of the arrangement for small tooth gaps strong one. Furthermore, the influence of the litter field of the permanent magnet through the teeth of the gear because of the inevitably larger in this arrangement Airways relative to the pole faces and the gear low. Common to both known proposals is critical adjustment of the magnets.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die bekannten Vor richtungen derart zu verbessern, daß einerseits eine hohe Wirkung der Zähne auf das Streufeld der Dauermagneten erreicht wird und andererseits die Justage des Sensor elementes einfacher ist. Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, daß der Dauermagnet und der Magnetkern beim Vorbeiführen der weichmagnetisch wirksamen Teilbereiche weitgehend parallel zu diesen angeordnet sind. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß beispielsweise der aus der obengenann ten Firmenschrift bekannte Sensor nunmehr um 90° gedreht wird und parallel zu den Zahnradzähnen angeordnet wird. Durch diese neue Anordnung der Dauermagnete läßt sich deren Streufeld mittels der ferromagnetischen Teil bereiche des Bewegungsgebers sehr gut beeinflussen, weil z. B. bei der Annäherung eines Zahnes an einen Magneten ein Großteil des magnetischen Flusses über den Bewegungs geber kurzgeschlossen wird. Günstig wirkt sich hier insbesondere der über die gesamte Magnetlänge konstante geringe Luftspalt zum Bewegungsgeber aus. Anhand der Zeichnungen und Ausführungsbeispiele wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:The object of the invention is therefore the known before to improve directions so that on the one hand a high Effect of the teeth on the stray field of the permanent magnets is reached and on the other hand the adjustment of the sensor element is easier. This task is at a Generic device solved in that the Permanent magnet and the magnetic core when passing the Soft magnetic areas largely are arranged parallel to these. In other words this means that, for example, that from the above The sensor known to the company is now 90 ° is rotated and arranged parallel to the gear teeth becomes. This new arrangement of the permanent magnets lets their stray field by means of the ferromagnetic part influence the areas of the motion sensor very well because e.g. B. when a tooth approaches a magnet much of the magnetic flux through the motion is short-circuited. This has a favorable effect in particular the constant over the entire magnet length small air gap to the motion sensor. Based on Drawings and exemplary embodiments of the invention explained in more detail below. Show it:

Fig. 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 1 is a side view of a device according to the invention;

Fig. 2 eine Frontansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 2 is a front view of the device according to the invention;

Fig. 3 den weichmagnetischen Kern mit zugehöriger Spule sowie den Kennlinienverlauf bei Wechselstrom betrieb; Fig. 3, the soft magnetic core with the associated coil and the characteristic curve operation with alternating current;

Fig. 4 die Abhängigkeit des Spannungshubes vom Abstand zwischen Sensorelement und Zahnrad; FIG. 4 shows the dependence of the voltage swing on the distance between the sensor element and the gear wheel;

Fig. 5 eine Vorrichtung mit magnetischer Einstellung des Arbeitspunktes; Fig. 5 shows a device with magnetic adjust the operating point;

Fig. 6 eine Vorrichtung mit verdoppelter Auflösung; Fig. 6 shows a device with doubled resolution;

Fig. 7 Sensorelemente mit verschiedenen Trägeraufbauten. Fig. 7 sensor elements with different support structures.

In den Fig. 1 und 2 sind zwei verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Die Vor richtung enthält zunächst einen hochpermeablen weich magnetischen Kern 3, der von einer hier nicht eingezeich neten Spule umgeben ist. Die Anordnung von Magnetkern 3 und zugehöriger Spule 11 ist in Fig. 3a dargestellt. Es handelt sich dabei um den prinzipiellen Aufbau des von der Vacuumschmelze GmbH unter der Bezeichnung "Positions sensor" angebotenen Elements. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind dem Magnetkern 3 Dauermagnete 1, 2 zuge ordnet, die in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 antiparallel zueinander magnetisiert sind. Die Dauer magnete 1, 2 und der Magnetkern 3 sind parallel zuein ander und parallel zu den ferromagnetisch wirksamen Teilbereichen 10 eines Bewegungsgebers 7 angeordnet, bei dem es sich im dargestellten Fall um eine Zahnstange handelt. Die Dauermagnete 1, 2 und der Magnetkern 3 werden von einem Träger 5 gehalten. Zusätzlich kann eine magnetische Abschirmung 4 zur Abschirmung äußerer Streu felder vorgesehen sein. Wird der Bewegungsgeber 7 nunmehr bewegt, so werden die ferromagnetischen Zähne als ferro magnetisch wirksame Teilbereiche 10 des Bewegungsgebers 7 an den Dauermagneten nacheinander vorbeigeführt. Beim Vorbeiführen eines Zahns an einem der Dauermagneten verzerrt dieser das magnetische Feld. Hierdurch wird der Einfluß des entsprechenden Dauermagneten auf den Magnet kern 3 geschwächt und in der den Magnetkern 3 umgebenden Spule 11 kann eine Induktivitätsänderung detektiert werden.In Figs. 1 and 2, two different views of a device according to the invention are shown. Before the device first contains a highly permeable soft magnetic core 3 , which is surrounded by a coil not shown here. The arrangement of magnetic core 3 and associated coil 11 is shown in Fig. 3a. It is the basic structure of the element offered by Vacuumschmelze GmbH under the name "Position sensor". In the device according to the invention, the magnetic core 3 permanent magnets 1 , 2 are assigned, which are magnetized antiparallel to each other in the embodiment of FIGS. 1 and 2. The permanent magnets 1 , 2 and the magnetic core 3 are arranged parallel to each other and parallel to the ferromagnetic partial areas 10 of a motion sensor 7 , which in the case shown is a rack. The permanent magnets 1 , 2 and the magnetic core 3 are held by a carrier 5 . In addition, a magnetic shield 4 for shielding external stray fields can be provided. If the motion sensor 7 is now moved, the ferromagnetic teeth as ferromagnetic partial areas 10 of the motion sensor 7 are guided past the permanent magnets one after the other. When a tooth moves past one of the permanent magnets, it distorts the magnetic field. As a result, the influence of the corresponding permanent magnet on the magnetic core 3 is weakened and an inductance change can be detected in the coil 11 surrounding the magnetic core 3 .

In dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Dauermagnete 1, 2 im gleichen Abstand zu dem Magnetkern 3 angeordnet. Da es sich zudem um gleiche Magnete handelt, kompensiert sich das durch die Magnete verursachte Streufeld am Ort des weichmagnetischen Kerns. Erst beim Annähern des ferromagnetischen Zahns an einen dieser beiden Magnete wird somit dessen Feld verzerrt und der weichmagnetische Kern befindet sich hauptsächlich im Streufeld des zweiten Dauermagneten. Diese Änderung der Induktivität der den Magnetkern 3 umgebenden Spule 11 wird vorzugsweise mit der an sich bekannten Wechselstrom- Methode detektiert. Hierzu wird das Sensorelement mit einem Wechselstrom kleiner Amplitude betrieben. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the permanent magnets 1 , 2 are arranged at the same distance from the magnetic core 3 . Since the magnets are the same, the stray field caused by the magnets is compensated for at the location of the soft magnetic core. Only when the ferromagnetic tooth approaches one of these two magnets is its field distorted and the soft magnetic core is mainly in the stray field of the second permanent magnet. This change in the inductance of the coil 11 surrounding the magnetic core 3 is preferably detected using the alternating current method known per se. For this purpose, the sensor element is operated with an alternating current of small amplitude.

Der prinzipielle Kennlinienverlauf des Sensors bei Betrieb mit der Wechselstrom-Methode ist in Fig. 3b dargestellt. Die gemessene Ausgangsspannung ist bei kleinen einwirkenden Magnetfeldern zunächst konstant, fällt beim Übergng des Kerns in die Sättigung jedoch steil ab. Daher wird durch eine Vormagnetisierung der Arbeitspunkt so eingestellt, daß er auf einer der beiden in Fig. 3b dargestellten Flanken der Kennlinie liegt. Hierdurch wird eine hohe Empfindlichkeit des Sensor elementes gewährleistet. Die Einstellung des Arbeits punktes kann zum einen dadurch erreicht werden, daß dem Wechselstrom ein Gleichstrom überlagert wird. Anderer seits ist eine Einstellung des Arbeitspunktes jedoch auch über die Wahl bzw. die Anordnung der Dauermagnete möglich. Beispielsweise können verschieden starke Dauer magnete verwendet werden oder der Abstand der Dauer magnete 1, 2 vom Magnetkern 3 wird unterschiedlich gewählt, so daß sich die Wirkung der Magnete auf den Magnetkern 3 nicht völlig kompensiert. Wird der Arbeits punkt in den steilen Bereich der Kennlinie verlegt, so hat dies eine deutliche Erhöhung der Empfindlichkeit zur Folge. Andererseits reagiert das Sensorelement hierbei aber auch verstärkt auf äußere Störfelder von elektri schen Geräten, Leitern und dgl., so daß in diesem Fall eine magnetische Abschirmung 4 vorteilhaft ist. Vorteil hafterweise wird der Arbeitspunkt in die Mitte des steilen Teils der Kennlinie gelegt. Hierdurch ergibt sich bei der Annäherung des ferromagnetisch wirksamen Teil bereichs an den zweiten Dauermagneten ebenfalls eine Induktivitätsänderung. Bei dieser Betriebsart kann nahezu der gesamte Induktivitätshub genutzt werden.The basic characteristic curve of the sensor during operation with the AC method is shown in Fig. 3b. The measured output voltage is initially constant in the case of small magnetic fields, but drops steeply when the core passes into saturation. The operating point is therefore set by means of a premagnetization such that it lies on one of the two flanks of the characteristic curve shown in FIG. 3b. This ensures a high sensitivity of the sensor element. The setting of the working point can be achieved on the one hand by superimposing a direct current on the alternating current. On the other hand, an adjustment of the working point is also possible via the choice or arrangement of the permanent magnets. For example, permanent magnets of different strengths can be used or the distance of the permanent magnets 1 , 2 from the magnetic core 3 is chosen differently, so that the effect of the magnets on the magnetic core 3 is not fully compensated. If the working point is relocated to the steep area of the characteristic curve, this results in a significant increase in sensitivity. On the other hand, the sensor element also reacts to external interference fields from electrical devices, conductors and the like, so that a magnetic shield 4 is advantageous in this case. The operating point is advantageously placed in the middle of the steep part of the characteristic curve. This also results in an inductance change when the ferromagnetically active part area approaches the second permanent magnet. In this operating mode, almost the entire inductance stroke can be used.

Ein Verzicht auf eine Vormagnetisierung des Magnetkerns 3 ist bei günstigen Ansteuerbedingungen, wie z. B. bei einem geringen Abstand zwischen den Dauermagneten 1, 2 und den ferromagnetisch wirksamen Teilbereichen 10 möglich. Dispensing with a premagnetization of the magnetic core 3 is possible under favorable control conditions, such as, for. B. possible with a small distance between the permanent magnets 1 , 2 and the ferromagnetic partial areas 10 .

Bei der vorgeschlagenen Vorrichtung erfolgt die Ansteue rung durch das seitliche Vorbeibewegen der ferromagne tisch wirksamen Teilbereiche 10 an den parallel dazu orientierten Dauermagneten 1, 2. Die in der magnetisch sehr empfindlichen Längsrichtung des Magnetkerns 3 wirkenden äußeren Störfelder können deshalb mit einer Abschirmung 4, die auch die Stirnseiten der Anordnung umschließt, sehr gut eliminiert werden. Wegen der guten Flußführung wird vorzugsweise mindestens eine aus einem geschlossenen Rechteckring bestehende Abschirmung 4 ein gesetzt. Weitere Verbesserungen sind mit einer wannen förmigen Abschirmung 4 erzielbar, wobei jeweils die An steuerseite offen zu halten ist. Bei den bereits bekann ten Vorrichtungen ist eine vergleichbar vorteilhafte Form der Abschirmung in der magnetisch empfindlichen Richtung des Magnetkerns 3 wegen der stirnseitigen Ansteuerung nicht möglich.In the proposed device, the activation takes place by the lateral movement of the ferromagnetic table sections 10 past the permanent magnets 1 , 2 oriented parallel thereto. The external interference fields acting in the magnetically very sensitive longitudinal direction of the magnetic core 3 can therefore be very well eliminated with a shield 4 , which also encloses the end faces of the arrangement. Because of the good flow guidance, at least one shield 4 consisting of a closed rectangular ring is preferably used. Further improvements can be achieved with a trough-shaped shield 4 , each of which is to be kept open on the control side. In the already known devices, a comparable advantageous form of shielding in the magnetically sensitive direction of the magnetic core 3 is not possible because of the actuation at the end.

Neben der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungs form, bei der zwei gleiche Dauermagnete in gleichem Ab stand zum Magnetkern 3 angeordnet sind, wird eine Kompen sation der auf den Magnetkern 3 einwirkenden Magnetfelder auch dann erreicht, wenn es sich bei den Magneten 1, 2 um verschiedene Magnete handelt, die dann jedoch in unter schiedlichem Abstand voneinander angeordnet sind.Besides the embodiment shown in Figs. 1 and 2 execution shape in which two identical permanent magnets in the same number as of state to the magnetic core 3 is disposed, a compensating circuit is sation also achieved the force acting on the magnetic core 3 magnetic fields, when it is at the magnet 1 , 2 are different magnets, which are then arranged at different distances from each other.

In einem speziellen Ausführungsbeispiel wurden kommer ziell erhältliche Kern-Spulenkombinationen, die unter der Bezeichnung "Positionssensor" von der Vacuumschmelze GmbH hergestellt werden, verwendet. Die durch die Geometrie (Scherung) des weichmagnetischen Kerns 3 bestimmte Sätti gungsfeldstärke liegt hierbei bei etwa 13 A/cm. Dieser Kern-Spulenkombination wurden zwei Dauermagnete (Typ CROVAC der Vacuumschmelze GmbH) mit einem Durchmesser von 0,8 mm bis 2 mm beigelegt. Der Abstand der Magnete zuein ander wurde von ca. 0 mm bis zu 4,5 mm variiert. Die Vorrichtung enthielt als Bewegungsgeber ein Zahnrad mit dem Modul 2 und einer Breite von 10 mm. Eine deutliche Änderung des Meßsignals konnte mit dieser Vorrichtung insbesondere bei Magnetabständen zwischen 0 und 3 mm registriert werden. Besonders günstige Ergebnisse wurden mit diesem speziellen Zahnrad mit Dauermagneten der Größe Φ 2×13 mm bei einem Magnetabstand von ca. 3 mm erzielt. In Fig. 4 ist der gemessene Spannungshub in Abhängigkeit vom Abstand zwischen Zahnrad und Sensor element für diese Anordnung dargestellt. Mit Hilfe der Gleichstromvormagnetisierung kann der Arbeitspunkt der Elektronik bei den verschiedenen Abständen des Sensors zum ferromagnetischen Zahnrad optimal angepaßt werden, so daß sich ein maximaler Signalhub einstellt. Eine Anpassung des Sensors an die vorhandene Zahnteilung des Zahnrades kann über den Abstand zwischen den beiden Magneten vorgenommen werden. Die Größe und der Abstand der beiden Dauermagnete 1, 2 zueinander ist in Bezug auf die Funktionsfähigkeit des Sensorelementes relativ unkritisch.In a special embodiment, commercially available core-coil combinations were used, which are manufactured under the name "position sensor" by Vacuumschmelze GmbH. The saturation field strength determined by the geometry (shear) of the soft magnetic core 3 is approximately 13 A / cm. Two core magnets (type CROVAC from Vacuumschmelze GmbH) with a diameter of 0.8 mm to 2 mm were added to this core-coil combination. The distance between the magnets was varied from approx. 0 mm to 4.5 mm. The device contained a gearwheel with module 2 and a width of 10 mm as a motion sensor. A significant change in the measurement signal could be registered with this device, in particular with magnetic distances between 0 and 3 mm. Particularly favorable results were achieved with this special gearwheel with permanent magnets of size Φ 2 × 13 mm with a magnet distance of approx. 3 mm. In Fig. 4 the measured voltage swing as a function of the distance between the gear and sensor element is shown for this arrangement. With the help of the DC bias, the operating point of the electronics can be optimally adapted to the different distances of the sensor from the ferromagnetic gearwheel, so that a maximum signal swing is obtained. The sensor can be adapted to the existing tooth pitch of the gear via the distance between the two magnets. The size and the distance of the two permanent magnets 1 , 2 from one another is relatively uncritical with regard to the functionality of the sensor element.

Die Anordnung kann auch mit Zahnrädern eingesetzt werden, bei denen die Zähne an der Stirnseite angeordnet sind. Solche Zahnräder, bei denen die Zahnbreite mit dem Abstand vom Mittelpunkt des Geberrades zunimmt, werden beispielsweise für Antiblockiersysteme verwendet. Um auch in diesem Falle eine weitgehend parallele Anordnung der Dauermagnete zu den Zähnen zu erzielen, ist es hierbei in der Regel von Vorteil, die Magnete 1, 2 mit einem sich über die Länge verändernden Abstand zueinander anzuord nen. Abhängig von den genauen Dimensionen eines solchen Zahnrades können jedoch auch bei paralleler Ausrichtung der Magnete zueinander u. U. noch gute Meßwerte erzielt werden. The arrangement can also be used with gears in which the teeth are arranged on the end face. Gears of this type, in which the tooth width increases with the distance from the center of the transmitter wheel, are used, for example, for anti-lock braking systems. In order to achieve a largely parallel arrangement of the permanent magnets to the teeth in this case as well, it is generally advantageous to arrange the magnets 1 , 2 with a distance that changes over the length. Depending on the exact dimensions of such a gear, however, even with parallel alignment of the magnets to each other u. U. good measured values can still be achieved.

In Fig. 5 ist eine Ausgestaltung dargestellt, bei der die Einstellung des Arbeitspunktes mit Hilfe der Dauermagnete erfolgt. Hierzu werden die beiden gleichen Dauermagnete 1, 2 in unterschiedlichen Abständen zum weichmagnetischen Magnetkern 3 angeordnet. Durch eine Variation dieser Abstände läßt sich die Vormagnetisierung nahezu beliebig einstellen.In Fig. 5, an embodiment is shown, in which the adjustment of the operating point with the aid of permanent magnets. For this purpose, the two identical permanent magnets 1 , 2 are arranged at different distances from the soft magnetic magnetic core 3 . By varying these distances, the premagnetization can be set almost arbitrarily.

In Fig. 6 ist eine weitere Ausgestaltung dargestellt, bei der drei Dauermagnete zum Einsatz kommen. Die dem Zahnrad zugewandten Dauermagnete 8 sind hierbei in gleicher Rich tung magnetisiert. Mit Hilfe des weiter von dem Bewe gungsgeber 7 entfernten Dauermagneten 9 wird das Feld der ersten beiden Magnete 8 im durch die ferromagnetischen Teilbereiche 10 symmetrisch beeinflußten Zustand am Ort des Kerns kompensiert. Beim Vorbeibewegen eines der ferromagnetisch wirksamen Teilbereiche (Zahnradzahn) an einem der Dauermagnete 8 wird das magnetische Gleich gewicht wiederum gestört, so daß auch in diesem Falle eine Induktivitätsänderung detektiert werden kann. Der Vorteil dieser Anordnung gegenüber den zuvor erläuterten liegt in einer Verdoppelung der Impulszahl.In FIG. 6, a further embodiment is shown, are used in the three permanent magnets are used. The permanent magnets 8 facing the gear are magnetized in the same direction. With the aid of the permanent magnet 9 further away from the motion sensor 7 , the field of the first two magnets 8 is compensated for in the state symmetrically influenced by the ferromagnetic subregions 10 at the location of the core. When one of the ferromagnetic partial areas (gear tooth) moves past one of the permanent magnets 8 , the magnetic balance is in turn disturbed, so that an inductance change can also be detected in this case. The advantage of this arrangement compared to the ones explained above is that the number of pulses is doubled.

In Fig. 7 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Sensor elements mit dazugehörigem Träger 5 dargestellt. Der Träger 5 für den Magnetkern 3, die Spule 11 und die Magnete 1, 2 wird vorteilhafterweise als Kunststoff- Spritzgußteil gefertigt. Das Kunststoffteil wird dabei so gestaltet, daß der Magnetkern 3, der insbesondere aus einer amorphen Legierung besteht, in eine wannenförmige Vertiefung eingeklebt wird. Anschließend wird die Spule 11 aufgebracht. An einem der beiden Wicklungsanschläge sind Stifte 12 zum Festlegen der Wicklungsdrähte einge spritzt. Außerdem wird hier auch das Anschlußkabel 6 befestigt. Eine Fixierung und Zugentlastung des Kabels erfolgt mit der ebenfalls angespritzten Halterung 5a, in die das Kabel einrastet. Bei einem Sensorelement ohne Anschlußkabel mit herausgeführten Anschlußstiften können diese evtl. auch in beide Wicklungsanschläge eingespritzt werden. Das Kunststoffteil ist weiterhin vorteilhafter weise mit Halterungen 5b, 5c versehen, in die die Magnete nach dem Bewickeln eingerastet werden.In Fig. 7 advantageous embodiments of the sensor element with associated carrier 5 are shown. The carrier 5 for the magnetic core 3 , the coil 11 and the magnets 1 , 2 is advantageously manufactured as a plastic injection molded part. The plastic part is designed so that the magnetic core 3 , which consists in particular of an amorphous alloy, is glued into a trough-shaped depression. The coil 11 is then applied. On one of the two winding stops, pins 12 are injected to fix the winding wires. In addition, the connection cable 6 is also attached here. A fixation and strain relief of the cable takes place with the also molded holder 5 a, into which the cable engages. In the case of a sensor element without a connecting cable with connecting pins brought out, these can possibly also be injected into both winding stops. The plastic part is also advantageously provided with brackets 5 b, 5 c, in which the magnets are locked after winding.

In Abhängigkeit von dem Anwendungsfall kann der mit dem Magnetkern 3, der Spule 11, den Magneten 1, 2 und anschließend vergossen werden. Hierbei kann eine evtl. vorgesehene Abschirmung 4 als verlorene Form dienen. Die Abschirmung 4 kann insbesondere als Wanne oder als Recht eckring ausgeführt sein, wobei sie so ausgelegt wird, daß sich eine Schirmwirkung gegenüber parallel zum Magnetkern 3 gerichteten Störfeldern ergibt, jedoch gleichzeitig eine Öffnung vorhanden ist, damit die Ansteuerung des Sensors durch den Bewegungsgeber 7 weiterhin möglich ist. Weiterhin kann das mit den Magneten und dem Anschlußkabel versehene Kunststoff-Spritzgußteil mit einem weiteren Kunststoff umspritzt werden. Hierbei besteht die Möglich keit, die Abschirmung mit zu umspritzen; alternativ kann diese auch nachträglich montiert werden. Bei dieser Vari ante bietet sich der Einsatz einer rechteckigen, geschlossenen Abschirmung ohne Bodenteil an. Die Befesti gung beim nachträglichen Aufstecken kann durch einen einfachen Rastmechanismus realisiert werden. In den Fig. 7b und 7c sind entsprechende Ausgestaltungen ersichtlich, bei denen der Vergußraum 14 bzw. der Raum 13 zum Umsprit zen mit Kunststoff dargestellt sind. Die angespritzte Einrasthilfe 5d dient zur Fixierung des Spritzgußteils in der Abschirmung 4 und stellt eine definierte Positionie rung beim Vergießen sicher.Depending on the application, it can be cast with the magnetic core 3 , the coil 11 , the magnets 1 , 2 and then. A possibly provided shield 4 can serve as a lost form. The shield 4 can in particular be designed as a tub or as a rectangular corner ring, it being designed so that there is a shielding effect against interference fields directed parallel to the magnetic core 3 , but at the same time there is an opening so that the activation of the sensor by the motion sensor 7 continues is possible. Furthermore, the plastic injection molded part provided with the magnets and the connecting cable can be extrusion-coated with another plastic. Here there is the possibility of extrusion-coating the shield; alternatively, this can also be retrofitted. This variant offers the use of a rectangular, closed shield without a base part. The attachment when retrofitting can be realized by a simple locking mechanism. In FIGS. 7b and 7c corresponding configurations are shown in which the casting space 14 or the space 13 for zen Umsprit are presented with plastic. The molded-on snap-in aid 5 d serves to fix the injection molded part in the shield 4 and ensures a defined positioning during casting.

In den vorstehenden Ausführungsbeispielen sind im Sensorelement mindestens zwei Dauermagnete angeordnet, jedoch ist es möglich, nur einen Dauermagneten vorzu sehen. In diesem Fall sind Größe, Stärke und Abstand des Dauermagneten vorzugsweise so zu wählen, daß der Magnet kern noch nicht gesättigt wird. Das Sensorelement muß auch in diesem Fall mit einem Magneten so ausgelegt werden, daß beim Vorbeiführen des ferromagnetisch wirk samen Teilbereichs 10 des Bewegungsgebers 7 im Magnetkern 3 noch eine Indduktivitätsänderung erfolgt. Insbesondere ist dann die Einstellung des Arbeitspunktes über eine Gleichstromvormagnetisierung angezeigt.In the above exemplary embodiments, at least two permanent magnets are arranged in the sensor element, but it is possible to provide only one permanent magnet. In this case, the size, strength and distance of the permanent magnet should preferably be chosen so that the magnet core is not yet saturated. The sensor element must also be designed in this case with a magnet so that when the ferromagnetic portion 10 of the motion sensor 7 is passed in the magnetic core 3 there is still a change in inductance. In particular, the setting of the operating point via DC bias is then displayed.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können insbesondere die Drehzahl oder der Drehwinkel eines rotierenden Kör pers bestimmt werden. Bei linearen Bewegungsgebern ist die Bestimmung der Geschwindigkeit bzw. des Weges mög lich. Als Bewegungsgeber mit ferromagnetisch wirksamen Teilbereichen kommen insbesondere Zahn- oder Blendenräder bzw. im Falle von linearen Bewegungsgebern Zahn- oder Lochstangen in Frage.With the device according to the invention, in particular the speed or angle of rotation of a rotating body be determined pers. With linear motion sensors the determination of the speed or the way possible Lich. As a motion sensor with a ferromagnetic effect Sub-areas come in particular gear or aperture wheels or in the case of linear motion sensors tooth or Perforated bars in question.

Claims

1. Device for detecting the movement states of a movement sensor ( 7 ) by means of a sensor element which is influenced by ferromagnetic partial areas ( 10 ) of the movement sensor ( 7 ), the sensor element consisting of an elongated, soft magnetic, surrounded by a coil ( 11 ) magnetic core ( 3 ) and at least one permanent magnet ( 1 , 2 ) associated therewith, the effect of which on the magnetic core ( 3 ) is reduced when one of the ferromagnetic partial areas ( 10 ) is guided past, characterized in that the permanent magnet ( 1 , 2 ) and the magnetic core ( 3 ) are arranged largely parallel to them when the ferromagnetic partial areas ( 10 ) pass by.

2. Device according to claim 1, characterized in that the sensor element is operated with alternating current, so that the change in inductance is evaluated.

3. Device according to claim 2, characterized in that the alternating current to set the operating point DC is superimposed.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is a rotating motion sensor ( 7 ), in particular a tooth or diaphragm wheel.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is a linear motion sensor ( 7 ), in particular a toothed or perforated rod.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the setting of the working point of the sensor element by the magnetic field of the permanent magnets ( 1 , 2 or 8 , 9 ).

7. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sensor element has two permanent magnets ( 1 , 2 ), the effect of which on the magnetic core ( 3 ) is compensated.

8. The device according to claim 7, characterized in that it is the same permanent magnets ( 1 , 2 ) with the same distance to the magnetic core ( 3 ), which are magnetized antiparallel to each other.

9. The device according to claim 7, characterized in that it is different types of permanent magnets ( 1 , 2 ) are magnetized with parallel to each other under.

10. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sensor element has three permanent magnets ( 8 , 9 ) which are arranged such that

- The third permanent magnet ( 9 ) is less influenced by the ferromagnetic table parts ( 10 ) of the encoder ( 7 ) than the other two and
- The direction of magnetization of the third magnet ( 9 ) largely antiparallel to the direction of magnetization of the other two magnets ( 8 ).

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance between at least two magnets ( 1 , 2 ) to adapt to the design of the ferromagnetic parts ( 10 ) changes over the length ver.

12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor element is provided with a shield ( 4 ) against interference fields.

13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor element has a plastic injection molded part as a carrier ( 5 ).

14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the carrier ( 5 ) with the magnetic core ( 3 ), the coil ( 11 ) and the permanent magnet ( 1 , 2 or 8 , 9 ) is additionally cast or molded with plastic.