DE4234016A1 - Kapazitiv arbeitende positionsmessvorrichtung - Google Patents
Kapazitiv arbeitende positionsmessvorrichtungInfo
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- G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
Description
Die Erfindung betrifft eine kapazitiv arbeitende Positions
meßvorrichtung, insbesondere für Drehstellungen.
Aus der Vielzahl an Wandlern oder Sensoren, welche eine
Drehbewegung in ein elektrisches Signal abbilden, sind
auch Wandler auf kapazitiver Grundlage bekannt.
Diese beruhen gewöhnlich darauf, daß geeignete leitfähige
Oberflächen relativ gegeneinander verdreht werden,
so daß eine resultierende Veränderung von Teil- oder
Gesamtkapazitäten mit elektrischen Mitteln festgestellt
werden kann. Diese Veränderung von Kapazitätswerten ist
mithin ein gewünschtes Maß für die Verdrehung von z. B.
Achsen gegenüber einer feststehenden Bezugsfläche.
Aus der Offenlegungsschrift DE 37 11 062 A1 ist eine
absolut messende Positionsmeßvorrichtung für Drehbewegungen
bekannt, die aus einem kapazitiven Meßaufnehmer und
einer elektronischen Ansteuer- und Auswerteschaltung
besteht.
Diese Vorrichtung wertet eine Vielzahl an Einzelsignalen
aus. Hierzu ist jedoch eine Bereichsumschaltungseinrichtung
erforderlich, und die verwendeten Elektronikbausteine müssen
eine erhebliche Eigengenauigkeit aufweisen, um die
prinzipiell hohe Eigengenauigkeit jenes kapazitiven Sensors
voll nutzen zu können.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine kapazitiv arbeitende
Positionsmeßvorrichtung, insbesondere einen Drehstellungssensor,
bereitzustellen, welche bei vergleichbarer oder besserer
Genauigkeit ohne Bereichsumschaltungsmaßnahmen funktioniert und
die eine vereinfachte und kostengünstigere Elektronik aufweist.
Diese Aufgabe wird mit den Mitteln gelöst, wie sie in
Anspruch 1 angegeben werden.
Der Grundgedanke der Erfindung läßt sich folgendermaßen
abstrahieren:
Ein Drehstellungssensor in kapazitiver Ausführungsform
besitzt mindestens zwei Teilkapazitäten. Deren Werte
variieren mit der Drehstellung eines Rotorteils des Sensors.
Die Variationen verlaufen angenähert oder exakt einer
Sinusfunktion in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Rotorteils.
Zu diesem Zweck weisen die Elektroden der Teilkapazitäten
definierte Berandungen auf, die durch spezielle Funktionen
beschrieben werden. Die je nach Drehstellung vorliegenden
Kapazitätswerte der Teilkapazitäten werden vorzugsweise
mittels RC-Oszilatoren direkt in Zeitkonstanten-Werte oder in
Frequenz-Werte umgewandelt. Solche Werte definieren als geeigne
te, äquidistante Stützwerte eine periodische Funktion. Die
Drehstellungsbestimmung beruht auf einer spektralen Analyse
(oder einer anderen geeigneten Musteranalyse) solcher
periodischen Funktionen (vgl. WO-90/15 473 ):
Mittels einer Diskreten Fourier Transformation wird die
erste Harmonische (Grundwelle) solcher periodischen
Funktionen errechnet, und zwar in Hinblick auf
Amplitude (Betrag) und Phasenwinkel. Der Phasenwinkel
dieser ersten Harmonischen ist ein direktes Maß für die
Drehstellung des Rotorteils. Für die Errechnung des
Phasenwinkels wird bevorzugt eine elektronische Schaltung,
insbesondere mit einem Mikroprozessor eingesetzt.
Die Amplituden aller Harmonischen werden als Kontrollwerte
für die korrekte Funktion des Sensors herangezogen.
Auch die Phasenwinkel der zweiten und höheren Harmonischen
werden als Kontrollwert für die korrekte Funktion des
Sensors herangezogen.
Die Erfindung geht dabei von folgenden Erkenntnissen aus:
Um eine vorteilhafte elektronische, vorzugsweise mikroprozessorgerechte Auswertung eines Drehstellungssensors vornehmen zu können, sollten dessen Kapazitätswerte zunächst in Frequenz- bzw. Zeitwerte umgewandelt werden.
Um eine vorteilhafte elektronische, vorzugsweise mikroprozessorgerechte Auswertung eines Drehstellungssensors vornehmen zu können, sollten dessen Kapazitätswerte zunächst in Frequenz- bzw. Zeitwerte umgewandelt werden.
Dies ist deswegen vorteilhaft, da Zeit- bzw. Frequenzmessungen
mit hoher Genauigkeit, aber geringen Kosten mittels
Schaltungen vorgenommen werden können, welche einen
Quarzoszillator aufweisen. Ein solcher Quarzoszillator
dient dabei gewöhnlich als präziser Zeitgeber oder
als Referenzfrequenz.
Weiterhin erübrigt die Messung von variablen Frequenzen
den Einsatz von Analog-Digital-Wandlern, die analoge
Signale in binäre Signale umsetzen und einen gewissen
Kostenfaktor darstellen.
Um möglichst schnell ablaufende Drehbewegungen
erfassen zu können, ist es nützlich, hohe
Oszillatorfrequenzen vorzusehen, um in möglichst kurzer
Zeit ein positionsabhängiges Signal zu erhalten, welches
nicht nennenswert durch die Drehbewegung verändert wird.
Ein besonders wichtiger Aspekt der Erfindung ist es, die
Meßwerte (hier Kapazitätswerte bzw. davon abgeleitete
physikalische Größen) möglichst exakt sinusförmig mit
fortschreitenden Drehwinkel des Rotorteils des Sensors
variieren zu lassen. Sind nämlich z. B. drei Teilkapazi
täten vorhanden, deren Werte gemäß obiger Vorschrift
variiert werden können, so kann man aus drei aktuellen
Kapazitätsmeßwerten die genaue Winkellage des Rotorteils
zurückrechnen. Bis jetzt gab es jedoch noch keine Vorschrift,
wie eine solche Variation der Meßwerte über den Drehwinkel exakt
herbeigeführt werden kann.
Für kapazitive arbeitende (aber auch optisch arbeitende) Senso
ren ergibt sich der erfindungsgemäße Vorteil, daß der geforderte
exakt sinusförmige Verlauf der Meßfunktionen prinzipiell und mit
sehr einfachen Mitteln bereitstellbar ist. Hierzu werden die
beteiligten Elektroden bzw. optische Abschwächer mit definierten
Berandungen (Konturen) versehen. Diese Berandungen
zeichen sich erfindungsgemäß durch einen möglichst geringen
Anteil an Oberwellen aus. Unter Oberwellen ist in diesem
Zusammenhang der Oberwellenanteil der sog. Raumfrequenzen der
Konturen zu verstehen. Beispielsweise besitzt eine kreisförmige
Kontur wenige Oberwellen , während eine rechteckige
oder zahnradartige Kontur erhöhten Oberwellengehalt besitzt.
Die Erfindung besteht im besonderen darin, den Elektroden die
Form einer allgemeinen Konchoide zu geben, welche praktisch
keine Oberwellen besitzt. Es können sowohl Stator- als auch
Rotorelektroden von solcher Konchoidenform sein. Mindestens
eine Elektrodenart muß jedoch zumindest angenähert durch
eine oberwellenarme Kontur charakterisiert sein.
Unter diesen Voraussetzungen ergibt sich nämlich die geforderte
sinusförmige Variation der Meßwerte über den Drehwinkel und
damit ein exakt rekonstruierbarer Positionswert.
Da die erfindungsgemäße Anordnung auch als mehrfach wirkendes
Differenzmeßverfahren betrachtet werden kann, sind
verbleibende Fehlereinflüsse erst in zweiter Näherung wirksam.
Sie können darüberhinaus auch zumeist durch eine diesbezügliche
Rückrechnung weiter reduziert werden.
Dies geschieht erfindungsgemäß zum Beispiel bei Messungen
an einem in Bewegung befindlichen Sensor. Dieser kann mit
zunehmender Geschwindigkeit proportional anwachsende Differen
zen zu exakten Positionswerten aufweisen. Wird also durch
kurzfristig nacheinander erfolgende Positionsmessungen nicht
nur eine Position, sondern auch eine Geschwindigkeit ermittelt,
so werden die Positionswerte aufgrund der errechneten
Geschwindigkeit mit geeigneten, vorbekannten Korrekturwerten
versehen.
Auf diese Weise wird eine gesteigerte Genauigkeit für die
Positionswerte erreicht.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden in den
Zeichnungen und den Unteransprüchen wiedergegeben.
Es zeigt:
Fig. 1 ein vorzugsweise feststehendes Teil eines Drehstellungssensors
mit Elektroden R, S, T.
Fig. 2 eine im Vergleich zu Fig. 1 vereinfachte Ausführungsform.
Fig. 3 eine Berandung (Kontur) einer vorzugsweise drehbaren Elektrode.
Fig. 4 eine ähnliche Kontur, jedoch mit asymmetrischem Schwerpunkt.
Fig. 5 eine weitere, vereinfachte Kontur.
Fig. 6 eine sog. Abwicklung für Berandungen gemäß Fig. 1.
Fig. 7 die Berandung einer einzelnen Elektrode gemäß Fig. 1.
Fig. 8 Berandungen einer Rotor-Elektrode und von feststehenden
Elektroden, wobei die feststehenden Elektroden aus
drei Gruppen zu je 4 Elektroden bestehen sowie
die Zusammenschaltung von je 4 Teilelektroden und deren
Anschluß an eine Oszillator-Endstufe.
Fig. 9 die Beschaltung von drei Kapazitäten oder Kondensatorbatterien
mit jeweils eigenen Oszillatorstufen.
Fig. 10 eine Konstruktion zur Ermittlung der Rotorposition
aus drei Frequenzwerten, in vektorieller Darstellung.
Fig. 11 eine Ausführungsform mit besonders einfach geformten
Rotor- und Stator-Elektroden.
Fig. 12 eine andere Rotor-Elektrodenform mit besonders einfach
geformter Berandung.
Fig. 13 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Sensor mit
besonders einfach berandetem Rotor gemäß Fig. 11 und 12.
Fig. 1 zeigt ein vorzugsweise feststehendes Teil (Stator)
eines Drehstellungssensors mit Elektroden R, S, T.
Dieses befindet sich in einem Abstand von einem drehbeweglichen
Teil (Rotor), wobei das Abstandsvolumen mit Luft oder einem
Isolierstoff ausgefüllt ist und vorzugsweise flächig
erstreckt ist (vgl. Fig. 13 ), aber auch sinngemäß von Hohl
zylinderform sein kann. - Es sind drei Elektroden gezeigt,
jedoch steigert die Anzahl weiterer Meßelektroden im
allgemeinen die erreichbare Meßgenauigkeit.
Die in Fig. 3 gezeigten Elektroden sind symmetrisch um
ein Zentrum Z angeordnet und weisen eine äußere Berandung
auf, deren Radius von einem Minimalwert sich kontinuierlich
bis auf einen Maximalwert vergrößert, um dann entsprechend
in symmetrischer Weise auf den gleichen Minimalwert zurück
zufallen. Eine zugehörige Abwicklung, wie in Fig. 6 gezeigt,
ist durch eine Funktion f(alpha) gekennzeichnet und weist
vergleichsweise wenig Oberwellenanteile auf, d. h.
f(alpha) entspricht einer in x-Richtung und in y-Richtung
verschobenen Sinusfunktion.
Eine ähnliche Betrachtung gilt für die in der Nähe des Zentrums
Z befindlichen Konturenanteile Elektroden der Fig. 1.
Deren Abwicklung ist in Fig. 6 durch die Funktion g(alpha)
gekennzeichnet, welche ebenfalls möglichst oberwellenfrei ist
und daher ebenfalls einer allgemeinen Sinusfunktion ähnlich
ist.
Eine Stator-Elektrodenform dieser beschriebenen Art
ist erforderlich für eine Rotorelektrodenform, wie sie in
Fig. 12 wiedergegeben ist. Andererseits ist es aber auch
möglich, eine einfache Stator-Elektroden-Kontur vorzusehen, wie
sie in Fig. 2 wiedergegeben ist, wenn ein Rotorteil mit
angepaßter Kontur gemäß Fig. 3 und 4 verwendet wird. -
Bei reduzierten Anforderungen an die Meßgenauigkeit ist auch
eine Rotorelektrodenkontur gemäß Fig. 5 geeignet.
In einer meßtechnisch besten Ausführungsform sind jedoch die
speziell geformten Statorelektrodenkonturen gemäß Fig. 1
kombiniert mit einem Rotor, welcher Elektrodenkonturen gemäß
Fig. 3 oder 4 aufweist.
Die Rotorelektroden befinden sich wie bei der genannten
DE-OS 37 11 062 zwischen einem Satz Statorelektroden, sie
können aber auch direkt gegenüber nur einer Stator-Oberfläche
angeordnet sein wie dies in Fig. 13 gezeigt ist.
Auch für die Konturen der Rotorelektroden gilt, daß sie
vorzugsweise eine Abwicklung in Form einer allgemeinen
Sinusfunktion, mit geringen Oberwellenanteilen,
besitzen.
Der grundlegende Vertreter solcher Kurven kann in der Form
r(phi) = sin(phi) + konst. dargestellt werden (Konchoide),
wobei r ein Radius (Fahrstrahl) ist, welcher von einem belie
bigen Zentrum ausgeht.
Eine noch allgemeinere Darstellung hat die Form
r(phi) = c1* sin(c2*phi) + c3 (allgemeine Konchoide )
wobei c1, c2 und c3 wählbare Konstanten darstellen.
Konturen, die annähernd durch eine solche Funktion dargestellt
werden, sind erfindungsgemäß besonders für die Elektroden
des Drehstellungssensors geeignet, da sie ebenfalls nur
geringe (räumliche) Oberwellenanteile für ihre Berandung
aufweisen.
Fig. 3 zeigt eine zweiarmige, symmetrische Konchoide,
für die c2 der obigen Formel zu 2 gewählt worden ist.
Fig. 4 zeigt eine einarmige, eher asymmetrische Konchoide
bei der c2 der obigen Formel zu 1 gewählt worden ist.
Eine Kontur dieser Art ist in der Regel besser für
Absolut-Winkelmessungen geeignet, da keine periodische
Wiederholung der Meßwerte über den Vollwinkel auftreten.
Demgegenüber hat eine Ausführungsform gemäß Fig. 3
eine verbesserte Winkelauflösung. Die Winkelauflösung wird
weiter gesteigert , wenn drei-, vier- etc. -armige Konchoiden
verwendet werden.
Eine einfache Näherung an eine exakte Kontur gemäß Fig. 4
stellt Fig. 5 dar, mit einer exzentrisch drehbaren
Kreisfläche. Anstelle eines Kreises ist natürlich auch
eine Ellipse etc. vorsehbar, welche Kurvenformen
zwar auch relativ geringe Oberwellenanteile aufweisen, aber
nicht vollständig der oberwellenfreien Form einer
allgemeinen Konchoide gleichen.
Fig. 7 stellt die Berandungsverhältnisse dar für eine
Stator-Elektrodenanzahl von etwa 6 . . . 10 Elektroden.
Fig. 8A zeigt eine weitere Ausführungsform, welche für höhere
Auflösung geeignet ist. Dort ist ein vierarmiger Rotor in
Form einer allgemeinen Konchoide bzw. mit entsprechender
Näherungskontur vorgesehen. Dieser Rotor arbeitet mit
3 Gruppen a 4 Statorelektroden zusammen.
In der gezeigten Rotorposition ist z. B. Elektrode 3,
Elektrode 6, 9 und 12 (Gruppe R) durch die Rotorelektrode
überdeckt.
Bei Rechtsdrehung des Rotors werden also sukzessive
zu einem späteren Zeitpunkt zunächst Elektroden 1, 4, 7 und
10 (Gruppe S) vollständig überdeckt, sodann
Elektroden 2, 5, 8, 11 (Gruppe T), wobei natürlich alle
Zwischenwerte zwischen einer Maximal-Überdeckung und einer
Minimalüberdeckung durchlaufen werden.
Dies bedeutet, daß bei Drehung des Rotors die Kapazitätswerte
der Gruppen R, S und T annähernd sinusförmig um einen
Mittelwert schwanken, jedoch nicht phasengleich, sondern
um Winkelabstände von 120 deg. el. versetzt.
Dieser Phasenversatz von mindestens drei Signalen ermöglicht
es, alle denkbaren Zwischen-Winkellagen gemäß geeigneter
Verfahren oder Konstruktionen zu rekonstruieren (vgl. Fig.
10).
Zur vereinfachten Auswertung der variablen Kapazitätswerte ist
es jedoch vorteilhaft, eine Anordnung von mehreren Oszillator
schaltungen vorzusehen, welche mit jeder der drei Kapazitäts
gruppen R, S, oder T unabhängig voneinander schwingende
Oszillatoren aufweist.
Die elektrischen Verhältnisse zeigt Fig. 8 b).
Die zusammengeschalteten Elektroden E1, E4, E7 und E10
bilden einen Kapazitätsbelag, der zusammen mit dem Kapazitäts
belag der Rotorelektrode einen Kondensator C1 bildet, welcher
mittels CMOS-Invertern oder höherfrequent arbeitenden
Schottky-Bausteinen zu einem RC-Oszillator geschaltet
wird, wie er an sich bekannt ist.
Eine grundlegende Schaltungsanordnung mit drei
Oszillatoren zeigt Fig. 9.
Kondensator C1 bildet mit Widerständen R11 und R21
und den Gatterstufen eines CMOS-Inverters einen
ersten Oszillator, dessen Ausgangssignal über einen
weiteren CMOS-Inverter in der Impedanz gewandelt wird,
so daß an dessen Ausgang ein geeignetes Signal mit einer
Grundfrequenz f1 ansteht.
Eine zweite, völlig gleichartig aufgebaute Oszillatorstufe
verwendet C2 bzw. Kondensatorgruppe S als frequenzbestimmendes
Element. Am Ausgang dieser Schaltung kann ein
Ausgangssignal (praktisch Rechtecksignal) mit der Frequenz
f2 abgegriffen werden.
Sinngemäß wird die dritte Oszillatorstufe mit C3 als
frequenzbestimmender Kondensatorgruppe betrieben, es ist
das Signal mit der Frequenz f3 abgreifbar.
Diese Signale sind annähernd von Rechteckform und haben bereits
eine geeignete Amplitude, so daß sie ohne weitere oder
aufwendige Impulsformung geeigneten Zählerstufen und
Torschaltungen einer hier nicht gezeigten
Zähler/Zeitgeberschaltung zugeführt werden können, wie sie an
sich bekannt ist und in vielen Mikroprozessorbausteinen
bereits inkorporiert ist.
Ein geeignetes Auswerteverfahren ähnelt der Muster
erkennung aus der WO 90/15 473. Sie ist hier aber
durch die direkt zu verarbeitenden Frequenzwerte
einfacher zu realisieren. Da ein direkter
Zusammenhang zwischen dem jeweils aktuellen
Kapazitätswert und der Schwingungszeit einer Oszillator
schwingung besteht, werden die geometrisch, d. h.
rotorstellungsmäßig bedingten Kapazitätswerte direkt in
entsprechende Zeitwerte umgesetzt. Es ist gemäß bekannten
Vorgehensweisen auch möglich, zur Verbesserung der Meßgenauig
keit die zeitliche Länge von vielen, z. B. mehreren hundert
Oszillationen zu bestimmen. Alternativ kann auch für eine feste
Zeit bestimmt werden, wieviele Oszillationen bei jedem der
RC-Oszillatoren aufgetreten sind. Dies führt jedoch auf eine
Frequenzmessung, deren Ergebnis umgekehrt proportional zu den
interessierenden Kapazitäten ist. Vorteilhafter ist ein Meßer
gebnis, welches direkt proportional zu den Kapazitäten bzw. dem
Verdrehwinkel der Sensorwelle ist und wie es durch eine
Schwingungszeit eines RC-Oszillators repräsentiert wird.
Da die Widerstände der RC-Oszillatoren ebenfalls eine
entscheidende Rolle für die Oszillatorfrequenz besitzen, ist
es vorteilhaft, diese auf einen integrierten Schaltkreis
zu integrieren, um Toleranzen niedrig zu halten und
Temperatureinflüsse in gleichem Maße wirksam werden zu lassen.
Eine absolute Konstanz der Widerstandswerte ist jedoch
nicht unbedingt erforderlich.
Das Prinzip der genannten Mustererkennung wird in Fig. 10 ge
zeigt. Die ermittelten Zeit- oder Frequenzwerte f1, f2 und f3
der Oszillatorstufen gemäß Fig. 9 werden vektoriell addiert,
für drei Werte also unter einschließenden Winkeln von
60 deg. Bei Anordnungen welche 4 Meßwerte liefern sind also ein
schließende Winkel von 90 deg. vorzusehen usw.
Bezogen auf einen Ursprung U wird auf diese Weise ein
Phasenwert phi′ erhalten, welcher ein direktes Maß für die
Rotorposition darstellt und Werte von 0 bis 360 deg. annimmt.
Fig. 11 zeigt eine vergleichsweise einfache Ausführung
eines Drehstellungssensors mit kreisförmig berandeten
Rotorelektroden und Statorelektroden.
Eine solche Anordnung kann herstelltechnisch noch weiter verein
facht werden durch Verwendung einer rechteckigen Rotorelektrode
gemäß Fig. 12, welche exzentrisch um ein Drehzentrum Z
gelagert ist.
Fig. 13 zeigt einen Querschnitt durch eine Anordnung
der genannten Art. Die mit einer Welle 130 gelagerte
Rotorelektrode 133 ist in axialer Richtung durch
Sicherungselemente 131, 132 gegen Verschiebung gesichert.
Gegenüber der Rotorelektrode befinden sich
Statorelektroden 135, von denen zwei mit ihren Anschlußpunkten
136, 137 gezeichnet sind.
Die Statorelektroden sind auf einem geeigneten Substrat,
z. B. einer Leiterplatte, befestigt.
Claims (13)
1. Positionsmeßvorrichtung für Drehbewegungen oder lineare
Bewegungen, bestehend aus kapazitiv arbeitendem Meßaufnehmer
mit einem Läuferteil und mit einem Statorteil und daran
angeschlossener elektronischer Auswerteschaltung,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Positionsmeßvorrichtung mindestens zwei Teilkapazitäten
aufweist, die planar oder koaxial zueinander angeordnet sind,
wobei mindestens eine bewegliche Läuferelektrode oder fest
stehende Statorelektroden vorhanden sind, deren Berandungen
(Konturen) von vorgegebener Form sind und deren Abwicklung
durch eine periodische Funktion mit vergleichsweise geringen
Oberwellenanteilen beschrieben wird.
2. Positionsmeßvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Berandung des Läuferteils durch eine oberwellenfreie
periodische Funktion beschrieben wird, welche einen
Gleichanteil und einen Sinus- und/oder Cosinusterm
aufweist.
3. Positionsmeßvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Berandung des Läuferteils elliptisch, kreisförmig oder
oval ist.
4. Positionsmeßvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stator Teilkapazitäten
mit definierten Berandungen (Konturen) aufweist.
5. Positionsmeßvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß radial ausgerichtete Berandungs
anteile im wesentlichen geradlinig verlaufen.
6. Positionsmeßvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Berandungen im wesentlichen
elliptisch, kreisförmig oder oval sind.
7. Positionsmeßvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Berandung im wesentlichen durch
mindestens eine sinus- oder cosinusförmige Funktion
beschrieben wird.
8. Positionsmeßvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Berandungen im wesentlichen
durch mindestens eine sogenannte Fensterfunktion wie z. B. ein
Hannig-Fenster, ein Hann-Fenster, ein Gauß-Fenster, oder durch
Teile hiervon beschrieben werden.
9. Positionsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß Elektroden des Stators oder Läufers in Form einer gedruckten
Schaltung gefertigt sind.
10. Positionsmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß Stator und Läufer einen definierten Abstand gegeneinander
aufweisen.
11. Positionsmeßvorrichtung oder Drehgeschwindigkeitsmeßvorrichtung
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Auswerteeinheit vorhanden ist, welche
Kapazitätswerte in Zeit- oder Frequenzwerte wandelt,
mit einer Einrichtung zur Darstellung einer periodischen
Funktion, die in ihrer Form durch die gewandelten Zeit- oder
Frequenzwerte definiert ist,
und mit einer Einrichtung zur spektralen Analyse oder
Mustererkennung für eine solche Funktion.
12. Positionsmeßvorrichtung oder Drehgeschwindigkeitsmeßvorrichtung
bestehend aus kapazitiv arbeitendem Meßaufnehmer mit einem
Läuferteil und einem Statorteil und daran angeschlossener
elektronischer Auswerteschaltung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
aus zwei erfaßten, unkorrigierten Positionsmeßwerten
und einer zugehörigen Zeitdifferenz ein erster Geschwindigkeits
wert ermittelt wird, anhand dessen einer oder beide erfaßte
Positionsmeßwerte mittels einer Tabelle oder Rechenvorschrift
auf einen wahren Wert korrigiert werden.
13. Positionsmeßvorrichtung oder Drehgeschwindigkeitsmeßvorrichtung
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Einrichtung vorhanden ist zur Bestimmung von
Amplituden und Phasen der harmonischen Komponenten einer
periodischen Funktion die in ihrer Form durch gewandelte Zeit-
oder Frequenzwerte definiert ist und wobei die Phase der
1. Harmonischen (Grundwelle) ein Maß für die Drehstellung
darstellt , welcher Einrichtung ferner restliche
Amplituden oder Phasen als Kontrollwerte zur Überprüfung
der Positionsmeßvorrichtung zugeführt werden.
Priority Applications (1)
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