DE4424154A1

DE4424154A1 - Device for eliminating a temperature response in a position sensor (encoder) which has resistors dependent on magnetic fields

Info

Publication number: DE4424154A1
Application number: DE19944424154
Authority: DE
Inventors: Michael Cuylen; Udo Dipl Ing Ollert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1993-08-23
Filing date: 1994-07-08
Publication date: 1995-03-02

Abstract

The invention has means (MU, MI, SW, WD, WM, R) which increase the input voltage (Ub) or the input current (Ib) for the circuits composed of the resistors (R12, R23, R45, R56) which are dependent on magnetic fields, in such a way that in the resistors dependent on magnetic fields a thermal power loss occurs which is higher by comparison with the normal operating point (AP) of the circuit, the result being that the total temperature (T) of the sensor (DF) assumes a value which is significantly higher than the normal ambient temperature (Ta). An additional electrical heating element (FZ) can be cut in when the input voltage (Ub) of the circuit composed of the resistors dependent on magnetic fields exceeds a lower limiting value (Ubmi). Finally, it is possible to provide an additional compensation device (KG) for position-dependent fluctuations in the total resistance (Rges) of the resistors dependent on magnetic fields. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Elimination eines Temperaturganges in einem Lagegeber, bei dem die Lagebestim mung erfolgt über eine lageabhängige Variation der magneti schen Kopplung zwischen einem Sensor mit magnetfeldabhängigen Widerständen und einem stationären Magnetfeld durch ein lageveränderbares Meßelement mit einer Oberflächenrasterung, insbesondere einem Zahnrad oder einer Zahnstange.The invention relates to a device for eliminating a Temperature change in a position encoder, in which the position mation takes place via a position-dependent variation of the magneti coupling between a sensor with magnetic field dependent Resistors and a stationary magnetic field through one position-changeable measuring element with a surface grid, especially a gear or a rack.

Die aktuellen Werte von magnetfeldabhängigen Widerständen, welche z. B. im Inneren von Differentialfeldplatten genannten Sensoren angeordnet sind, und z. B. in Zahnradgebern oder Li nearmaßstäben zur Bestimmung von Winkel lagen oder Linear positionen dienen, sind stark temperaturabhängig. Dabei be steht nicht nur das Problem, daß diese Temperaturabhängigkeit der Widerstandswerte stark nichtlinear ist. Ein weiteres Problem besteht vielmehr darin, daß sich die Werte auch in nichtlinearer Weise mit der aktuellen Größe der magnetischen Flußdichte des stationären Magnetfeldes ändern. Tritt somit eine Temperaturänderung auf, so kann anhand der an den magnetfeldabhängigen Widerständen auftretenden Meßspannungen nicht festgestellt werden, ob die Meßspannungsänderungen von der Temperaturänderung und/oder einer lageabhängigen Vari ation der magnetischen Flußdichte hervorgerufen worden sind.The current values of magnetic field dependent resistors, which z. B. called inside of differential field plates Sensors are arranged, and z. B. in gear encoders or Li near scales for determining angular positions or linear positions are strongly temperature-dependent. Thereby be there is not only the problem that this temperature dependence the resistance values are strongly non-linear. Another one Rather, the problem is that the values also change non-linearly with the current size of the magnetic Change the flux density of the stationary magnetic field. So kick a change in temperature, can be based on the Magnetic field dependent resistances occurring measuring voltages it cannot be determined whether the measuring voltage changes from the temperature change and / or a position-dependent vari ation of the magnetic flux density.

Bisher wurde das Problem der Elimination eines Temperaturgan ges bei Schaltungen mit magnetfeldabhängigen Widerständen auf herkömmliche Weise gelöst. Bekannte Möglichkeiten hierzu sind z. B. in dem Buch von Ulrich v. Borcke, "Feldplatten und Hallgeneratoren", herausgegeben von der Siemens Aktiengesell schaft 1985, auf den Seiten 94 bis 100 beschrieben. Mit Hilfe der dort angegebenen Kompensationsschaltungen wird versucht, einen Temperaturgang von magnetfeldabhängigen Widerständen z. B. im Inneren von Differentialfeldplatten durch nachge schaltete Operationsverstärkerschaltungen mit speziell abge stimmten Kompensationswiderständen in Form eines elektrischen Modelles nachzubilden und durch subtraktive Aufschaltung eines derart gebildeten Korrekturwertes zu kompensieren.So far, the problem of eliminating a temperature organ on circuits with magnetic field-dependent resistors solved conventional way. Known ways of doing this are z. B. in the book by Ulrich v. Borcke, "field plates and Hall generators ", published by Siemens Aktiengesellschaft shaft 1985, described on pages 94 to 100. With help the compensation circuits specified there are attempted a temperature response of magnetic field dependent resistors e.g. B. inside of differential field plates by nachge switched operational amplifier circuits with specially abge agreed compensation resistors in the form of an electrical Model and by subtractive activation to compensate for a correction value formed in this way.

Diese Schaltungen haben zum einen den Nachteil, daß sie auf einen bestimmten Temperaturarbeitsbereich der magnetfeldab hängigen Widerstände abgestimmt werden müssen. Ihre Genauig keit hängt somit wesentlich davon ab, daß sich die tatsäch liche Temperatur der Widerstände möglichst genau in diesem Arbeitsbereich aufhält. Größere, unerwartete Schwankungen der tatsächlichen Temperatur können nur ungenau berücksichtigt werden. Ein weiterer Nachteil dieser Schaltung wird darin gesehen, daß die enge Verkopplung von Temperaturabhängigkeit und Abhängigkeit vom aktuellen Wert der magnetischen Fluß dichte naturgemäß nur ungenau nachbildbar wird.On the one hand, these circuits have the disadvantage that they are based on a certain temperature range of the magnetic field dependent resistors must be matched. Your Exactly speed therefore depends essentially on the fact that the actual temperature of the resistors as precisely as possible in this Working area. Larger, unexpected fluctuations in the actual temperature can only be considered inaccurately become. Another disadvantage of this circuit is in it seen that the tight coupling of temperature dependence and dependence on the current value of the magnetic flux density, of course, can only be reproduced imprecisely.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für einen Lagegeber, der einen Sensor mit magnetfeldabhängigen Widerständen enthält, eine Vorrichtung zu geben, welche auch beim Auftreten von starken Schwankungen in der Umgebungs temperatur einen Temperaturgang der magnetfeldabhängigen Widerstände mit Sicherheit verhindern kann.In contrast, the invention is based, for a position sensor that has a sensor with magnetic field Resistances to give a device which also when there are strong fluctuations in the environment temperature a temperature response of the magnetic field dependent Can safely prevent resistance.

Die Aufgabe wird gelöst mit der im Anspruch 1 enthaltenen Vorrichtung. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind im den nachfolgenden Unteransprüchen enthalten.The object is achieved with that contained in claim 1 Contraption. Advantageous embodiments of the invention are contained in the following subclaims.

Das Prinzip der erfindungsgemäßen Vorrichtung beruht darauf, einen Temperaturgang der magnetfeldabhängigen Widerstände im Sensor des Lagegebers dadurch auszuschalten, daß die statio näre Gesamttemperatur des Sensors auf einem Wert konstant ge halten wird, welcher über dem maximal auftretenden Wert der stationären Umgebungstemperatur liegt. Die erfindungsgemäße "Eigenheizung" des Sensors auf eine konstante Temperatur kann im Normalfall ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Heizelemente er folgen. Hierzu wird erfindungsgemäß die Eingangsspannung oder der Eingangsstrom in die Schaltung der magnetfeldabhängigen Widerstände so erhöht, daß eine gegenüber dem normalen Ar beitspunkt der Schaltung erhöhte thermische Verlustleistung in den magnetfeldabhängigen Widerständen auftritt, und somit die Gesamttemperatur des Sensors einen deutlich über der nor malen Umgebungstemperatur liegenden, konstanten Wert annimmt.The principle of the device according to the invention is based on a temperature response of the magnetic field-dependent resistors in Switch off the sensor of the position encoder by switching the statio nary total temperature of the sensor at a constant value will hold, which is above the maximum occurring value of the stationary ambient temperature. The invention "Self-heating" of the sensor to a constant temperature can normally without the help of additional heating elements consequences. According to the invention, the input voltage or the input current in the circuit of the magnetic field dependent Resistance increased so that a compared to the normal Ar at the point of switching increased thermal power loss occurs in the magnetic field dependent resistors, and thus the total temperature of the sensor is clearly above the nor paint ambient temperature lies constant value.

Die Erfindung und weitere vorteilhafte Ausführungsformen der selben werden unter Zuhilfenahme der nachfolgend kurz ange führten Figuren näher erläutert. Dabei zeigt:The invention and further advantageous embodiments of the the same are briefly listed with the help of the following led figures explained in more detail. It shows:

Fig. 1 das Beispiel eines Sensors zur Lagebestimmung in Form einer Differentialfeldplatte mit vier magnet feldabhängigen Widerständen, Fig. 1, the example of a sensor for determining the position in the form of a differential field plate with four magnetic field-dependent resistors,

Fig. 2 ein mögliches, elektrisches Ersatzschaltbild des Sensors von Fig. 1 mit einer beispielhaften Ver schaltung der vier magnetfeldabhängigen Widerstände in Form von zwei Halbbrücken, Fig. 2 shows a possible, electrical equivalent circuit diagram of the sensor of FIG. 1 with an exemplary Ver circuit of the four magnetoresistors in the form of two half-bridges,

Fig. 3 vier unterschiedliche Lagepositionen zwischen einem beispielhaften Sensor gemäß Fig. 1, 2 und einem aus schnittsweise dargestellten, lageveränderlichen Meßzahnrad bzw. einer Meßzahnstange in Seitenan sicht, Fig. 3 shows four different location positions between an exemplary sensor of FIG. 1, 2 and one variable position Meßzahnrad illustrated example made of cut or a Meßzahnstange in Seitenan view,

Fig. 4 die Verläufe von beispielhaft zwei Meßspannungen am Ausgang eines Sensors gemäß dem Ersatzschaltbild von Fig. 2 insbesondere für die vier Lagepositionen gemäß Fig. 3, Fig. 4 shows the waveforms of an example of two measuring voltages at the output of a sensor in accordance with the equivalent circuit diagram of Fig. 2 in particular for the four storage positions shown in FIG. 3,

Fig. 5 beispielhaft ein thermisches Ersatzschaltbild für einen Sensor mit magnetfeldabhängigen Widerständen, und eine erste Ausführungsform der erfindungsge mäßen Vorrichtung zur Temperaturgangelimination, Fig. 5 by way of example a thermal equivalent circuit for a sensor with magnetic-field-dependent resistors, and a first embodiment of the erfindungsge MAESSEN device for temperature transition elimination,

Fig. 6 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Temperaturgangelimination, Fig. 6 shows a second embodiment of the inventive device for temperature drift elimination,

Fig. 7 eine mögliche und vorteilhafte Ergänzung der Vor richtungen gemäß Fig. 6, 7 mit einer zusätzlichen Fremdheizung, und Fig. 7 shows a possible and advantageous addition to the devices according to FIG. 6, 7 with an additional external heating, and

Fig. 8 beispielhaft ein gegenüber der Fig. 5 ergänztes thermisches Ersatzschaltbild für einen Sensor, und eine weitere vorteilhafte Ergänzung der Vorrich tungen gemäß Fig. 6, 7 mit einer zusätzlichen Kompen sationseinrichtung für lageabhängige Schwankungen des Gesamtwiderstandes der magnetfeldabhängigen Widerstände des Sensors. Fig. 8 exemplarily a compared to FIG. 5 thermal equivalent circuit diagram for a sensor, and a further advantageous addition to the devices according to FIGS . 6, 7 with an additional compensation device for position-dependent fluctuations in the total resistance of the magnetic field-dependent resistances of the sensor.

In Fig. 1 ist beispielhaft ein zur Lageerfassung bestimmter Sensor DF dargestellt. Es handelt sich dabei um eine Diffe rentialfeldplatte mit vier magnetfeldabhängigen Widerständen R12, R23, R45, R56. Diese sind auf einem rahmenförmigen Träger TR, welcher bevorzugt aus ferritischem Material besteht, ne beneinander liegend angeordnet. Zur Erleichterung des mecha nischen Einbaues und des elektrischen Anschlusses ist bevor zugt ein Träger RA vorhanden. Die Widerstände R12, R23, R45, R56 sind über Leiterbahnen LB, welche auf der Oberfläche des Trä gers TR und des umgebenden Rahmens RA verlaufen, mit An schlußkontakten 1 . . . 6 am Rande des Rahmens RA verbunden.In Fig. 1 a certain position sensing sensor DF is exemplified. It is a differential field plate with four magnetic field-dependent resistors R12, R23, R45, R56. These are arranged on a frame-shaped carrier TR, which preferably consists of ferritic material, lying side by side. To facilitate the mechanical installation and the electrical connection, a carrier RA is preferably present. The resistors R12, R23, R45, R56 are via conductor tracks LB, which run on the surface of the carrier TR and the surrounding frame RA, with circuit contacts 1 . . . 6 connected on the edge of the frame RA.

Die Differentialfeldplatte von Fig. 1 ist als ein zur Be stimmung der Lage α dienender Sensor DF im Inneren eines Ge bers angeordnet, bevorzugt eines Winkellagegebers oder eines Linearmaßstabes. Zur Abbildung der Bewegung des zu überwach enden Objektes dient ein lageveränderliches Meßelement mit einer Oberflächenrasterung, insbesondere ein Meßzahnrad oder eine Meßzahnstange. Die Lageerfassung erfolgt über eine lage abhängige Variation der magnetischen Kopplung zwischen den magnetfeldabhängigen Widerständen R12, R23, R45, R56 auf dem Sensor DF und einem stationären Magnetfeld, welche von einer Oberflächenrasterung des lageveränderbaren Meßelementes her vorgerufen wird. Hierzu ist der Sensor DF von einem möglichst homogenen stationären Magnetfeld durchsetzt, welches in Fig. 1 durch einen senkrecht aus der Blattebene weisenden Wirkrich tungspfeil B symbolisiert ist. Das Magnetfeld wird bevorzugt von einem hinter dem Sensor DF angeordneten Permanentmagneten hervorgerufen und wirkt über die Oberfläche des Trägers TR und der darauf befindlichen magnetfeldabhängigen Widerstände auf das lageveränderliche Meßelement MZ ein. Dieses bewegt sich möglichst parallel zur Blattoberfläche von Fig. 1. Dessen Bewegungsrichtungen sind in Fig. 1 durch einen strichlierten und mit DR bezeichneten Doppelpfeil dargestellt.The differential field plate of FIG. 1 is arranged as a sensor serving to determine the position α in the interior of a sensor, preferably an angular position encoder or a linear scale. A position-changing measuring element with a surface grid, in particular a measuring gear or a measuring rack, serves to represent the movement of the object to be monitored. The position detection takes place via a position-dependent variation of the magnetic coupling between the magnetic field-dependent resistors R12, R23, R45, R56 on the sensor DF and a stationary magnetic field, which is caused by a surface rasterization of the position-changing measuring element. For this purpose, the sensor DF is penetrated by a homogeneous magnetic field which is as homogeneous as possible, which is symbolized in FIG. 1 by an arrow B pointing vertically from the plane of the sheet. The magnetic field is preferably caused by a permanent magnet arranged behind the sensor DF and acts on the position-changing measuring element MZ via the surface of the carrier TR and the magnetic field-dependent resistors thereon. This moves as parallel as possible to the sheet surface of FIG. 1. Its directions of movement are shown in FIG. 1 by a dashed double arrow labeled DR.

Die magnetfeldabhängigen Widerstände des Sensors können auf unterschiedliche Weise zu einer Schaltung zusammengefaßt wer den. Eine besonders vorteilhafte Verschaltung derselben in der Form von zwei Halbbrücken ist beispielhaft im elektri schen Ersatzschaltbild der Fig. 2 dargestellt. Dabei bildet die Reihenschaltung der Widerstände R12, R23 eine erste Halb brücke HB1 und die Reihenschaltung der Widerstände R45, R56 eine zweite Halbbrücke HB2. Beide Halbbrücken sind parallel geschaltet, und werden von einer Eingangsspannung Ub und ei nem Eingangsstrom Ib versorgt. Bei einem Betrieb der Schal tung mit einer eingeprägten Spannung ist die Eingangsspannung Ub einstellbar und hat die Funktion einer Brückenspeise spannung. Andererseits kann die Schaltung von Fig. 2 auch mit einem eingeprägten Strom betrieben werden. In diesen Fall ist der Eingangsstrom Ib ein einstellbarer Brückenspeisestrom. The magnetic field-dependent resistances of the sensor can be combined in different ways to form a circuit. A particularly advantageous connection of the same in the form of two half-bridges is shown by way of example in the electrical equivalent circuit diagram of FIG. 2. The series connection of the resistors R12, R23 forms a first half bridge HB1 and the series connection of the resistors R45, R56 forms a second half bridge HB2. Both half bridges are connected in parallel and are supplied by an input voltage Ub and an input current Ib. When operating the circuit with an impressed voltage, the input voltage Ub is adjustable and has the function of a bridge supply voltage. On the other hand, the circuit of FIG. 2 can also be operated with an impressed current. In this case, the input current Ib is an adjustable bridge supply current.

Im Beispiel der Fig. 2 weist die Schaltung aus den magnetfeld abhängigen Widerständen R12, R23, R45, R56 des Sensors DF zwei Ausgänge auf, an denen eine erste und zweite Meßspannung Ud1, Ud2 abgegriffen werden kann. Als Abgriff von Ud1 dient der Anschlußkontakt 2 in der Mitte der Reihenschaltung der Wider stände R23, R12. Als Abgriff vom Ud2 dient der Anschlußkontakt 5 in der Mitte der Reihenschaltung der Widerstände R56, R45. Bei dem im elektrischen Ersatzschaltbild Fig. 2 dargestellten Beispiel ist der Fußpunkt der parallelen Halbbrücken HB1, HB2, d. h. der Anschlußkontakt 1 bzw. 4, und damit auch der Bezugs punkt der Eingangsspannung Ub mit dem Massepotential verbun den. Andererseits dient vorteilhaft der halbe Wert der Ein gangsspannung Ub/2 als Bezugspotential für die Meßspannungen Ud1, Ud2 am Ausgang der Schaltung. Auf diese Weise bereitge stellte Meßspannungen Ud1, Ud2 sind besonders geeignet, um daraus in üblicher Weise einen Wert einer Winkellage bzw. Linearposition eines Meßzahnrades bzw. einer Meßzahnstange relativ zur Lage des Sensors DF abzuleiten. Es handelt sich dabei in der Regel um sinus- bzw. cosiusförmige Meßsignale mit einer Phasenverschiebung von üblicherweise 90°. Hieraus kann unter Verwendung von bekannten Methoden ein Wert für die aktuelle Lage abgeleitet werden.In the example in FIG. 2, the circuit comprising the magnetic field-dependent resistors R12, R23, R45, R56 of the sensor DF has two outputs from which a first and a second measuring voltage Ud1, Ud2 can be tapped. As a tap from Ud1, the connection contact 2 in the middle of the series connection of the resistors R23, R12 is used. The connection contact 5 in the middle of the series connection of the resistors R56, R45 serves as a tap from the Ud2. In the example shown in the electrical equivalent circuit in FIG. 2, the base point of the parallel half-bridges HB1, HB2, ie the connection contact 1 or 4 , and thus also the reference point of the input voltage Ub are connected to the ground potential. On the other hand, half the value of the input voltage Ub / 2 advantageously serves as the reference potential for the measuring voltages Ud1, Ud2 at the output of the circuit. In this way, provided measuring voltages Ud1, Ud2 are particularly suitable for deriving a value of an angular position or linear position of a measuring gear or a measuring rack relative to the position of the sensor DF in the usual way. These are generally sinusoidal or cosine-shaped measurement signals with a phase shift of usually 90 °. A value for the current situation can be derived from this using known methods.

Fig. 3 zeigt beispielhaft vier unterschiedliche Lagepositionen I, II, III, IV zwischen einem Sensor DF gemäß dem Ausfüh rungsbeispiel von Fig. 1 und einem abschnittsweise darge stellten, lageveränderlichen Meßzahnrad bzw. einer Meßzahn stange MZ in Seitenansicht. Zum Aufbau des homogenen Magnet feldes B dient ein auf der Rückseite des Trägers TR des Sen sors DF angebrachter Permanentmagnet PM. Auf der Vorderseite von TR sind die magnetfeldabhängigen Widerstände R23, R12, R45, R56 angeordnet. An diesen bewegt sich das lage veränderliche Meßelement MZ mit zugewandter Oberflächenraste rung in einem möglichst konstanten, lageunabhängigen Abstand L in Bewegungsrichtung DR entlang. Als Oberflächenrasterung sind im Beispiel der Fig. 3 Meßzähne in die Oberfläche des Meßelementes MZ eingearbeitet, mit denen eine lageabhängige Variation der magnetischen Kopplung zwischen den magnetfeld abhängigen Widerständen des Sensor DF und dem stationären Magnetfeld B bewirkt wird. So befindet sich bei der mit I bezeichneten Lage in Fig. 3 ein Meßzahn C von MZ gerade unter halb des Widerstandes R45. In diesem Bereich tritt somit auf grund der guten magnetischen Kopplung eine hohe Flußdichte auf, welche wiederum einen hohen Wert des magnetfeldabhängi gen Widerstandes R45 hervorruft. Der benachbarte Zahngrund D befindet sich gerade gegenüber dem Widerstand R56. Aufgrund der dort geringeren magnetischen Kopplung tritt eine niedrige Flußdichte auf, was wiederum einen niedrigen Wert des magnet feldabhängigen Widerstandes R56 zur Folge hat. Schließlich befinden sich die Zahnschrägen A, B gerade unterhalb der Widerstände R23, R12. Aufgrund der mittleren magnetischen Kopplung an diesen Stellen treten magnetische Flußdichten mit mittleren Werten auf, was wiederum mittlere Werte der magnet feldabhängigen Widerstände R23, R12 zur Folge hat. Fig. 3 shows an example of four different position positions I, II, III, IV between a sensor DF according to the exemplary embodiment of FIG. 1 and a sectionally presented, position-variable measuring gear or a measuring toothed rod MZ in side view. To build the homogeneous magnetic field B is a permanent magnet PM attached to the back of the carrier TR of the sensor DF DF. The magnetic field-dependent resistors R23, R12, R45, R56 are arranged on the front of TR. The position-changing measuring element MZ with facing surface detent moves along these at a constant, position-independent distance L in the direction of movement DR. In the example of FIG. 3, measuring teeth are incorporated into the surface of the measuring element MZ as a surface grid, with which a position-dependent variation of the magnetic coupling between the magnetic field-dependent resistances of the sensor DF and the stationary magnetic field B is brought about. Thus 3 is a C measuring tooth of MZ is located at the position indicated by I in Fig. Just under half of the resistor R45. In this area, a high flux density occurs due to the good magnetic coupling, which in turn causes a high value of the magnetic field-dependent resistance R45. The adjacent tooth base D is just opposite the resistor R56. Because of the lower magnetic coupling there, a low flux density occurs, which in turn results in a low value of the magnetic field-dependent resistor R56. Finally, the tooth slopes A, B are just below the resistors R23, R12. Because of the average magnetic coupling at these points, magnetic flux densities with average values occur, which in turn results in average values of the magnetic field-dependent resistors R23, R12.

Aufgrund einer Lageveränderung des Meßelement es MZ ergibt sich eine lageabhängige Variation der magnetischen Kopplung zwischen dem Sensor DF aufgrund der Oberflächenrasterung des Meßelementes. Diese wird wiederum in eine entsprechende, lageabhängige Variation der Werte der magnetfeldabhängigen Widerstände R12, R23, R45, R56 abgebildet, und kann schließlich in Form der sinus- und cosinusähnlichen Meßsignale Ud1, Ud2 am Ausgang der Schaltung der Widerstände abgegriffen werden. Fig. 4 zeigt hierzu beispielhaft die Verläufe von zwei derartigen Meßspannung Ud1, Ud2. Darin sind die vier diskreten Lageposi tionen I, II, II, IV gemäß der Darstellung von Fig. 3 in Form von senkrechten Strichen eingetragen. Diese Lagepositionen sind beispielhaft gerade so gewählt, daß dabei Maxima, Nulldurch gänge bzw. Minima bei den Werten der zugehörigen magnetfeld abhängigen Widerstände und somit der Meßspannungen Ud1, Ud2 auftreten. Aus diesen kann in üblicher Weise der Wert α der aktuellen Winkellage bzw. der Linearposition des lageverän derlichen Meßzahnrades bzw. Meßzahnstange abgeleitet werden.Due to a change in the position of the measuring element MZ, there is a position-dependent variation of the magnetic coupling between the sensor DF due to the surface raster of the measuring element. This is in turn mapped into a corresponding, position-dependent variation of the values of the magnetic field-dependent resistors R12, R23, R45, R56, and can finally be tapped in the form of the sine and cosine-like measurement signals Ud1, Ud2 at the output of the circuit of the resistors. Fig. 4 shows in this example of the patterns of two such measuring voltage Ud1, Ud2. In it, the four discrete Lageposi positions I, II, II, IV according to the representation of Fig. 3 are entered in the form of vertical lines. These position positions are selected, for example, so that maxima, zero crossings or minima occur in the values of the associated magnetic field-dependent resistances and thus the measuring voltages Ud1, Ud2. From these, the value α of the current angular position or the linear position of the position-changing measuring gear or measuring rack can be derived in the usual way.

Anhand der Fig. 5 werden nachfolgend ein mögliches thermisches Ersatzschaltbild des Sensors DF und eine erste, bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert.Referring to Figs. 5 a possible thermal equivalent circuit diagram of the sensor DF and a first preferred embodiment of the invention will be explained in more detail below.

Erfindungsgemäß weist der Sensor DF eine stationäre Gesamt temperatur T mit einem deutlich über der im Normalfall auf tretenden Umgebungstemperatur Ta liegenden Wert auf. Um die sen einzustellen und konstant zu halten verfügt die erfin dungsgemäße Vorrichtung über Meßgeber MI, MU, womit die Ist werte der Eingangsspannung Ub und des Eingangsstromes Ib der Schaltung aus dem magnetfeldabhängigen Widerständen R12, R23, R45, R56 des Sensors DF erfaßt werden. Diese werden einem Um setzer WD zugeführt, der eine dem Istwert des Gesamtwider standes Rges der Schaltung der magnetfeldabhängigen Wider stände entsprechende Größe x ableitet. Diese wird einem Regler R mit mindestens einem integrierenden Anteil als eine Ein gangsgröße zugeführt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ver fügt desweiteren über einen Sollwertgeber SW, womit eine dem Gesamtwiderstand der Schaltung aus den magnetfeldabhängigen Widerständen entsprechende Größe w vorgegeben wird. Diese wird erfindungsgemäß so ausgewählt, daß eine gegenüber dem normalen Arbeitspunkt der Schaltung erhöhte thermische Ver lustleistung in den magnetfeldabhängigen Widerständen R12, R23, R45, R56 auftritt. In erster Annäherung kann angenommen werden, daß die stationäre Gesamttemperatur T des Sensors DF linear vom aktuellen Wert des Gesamtwiderstandes Rges der magnetfeldabhängigen Widerstände abhängt, d. h. Rges≈ -|k| _* T. According to the invention, the sensor DF has a stationary total temperature T with a value which is significantly higher than the ambient temperature Ta which normally occurs. In order to set these and to keep them constant, the device according to the invention has measuring transducers MI, MU, with which the actual values of the input voltage Ub and the input current Ib of the circuit can be detected from the magnetic field-dependent resistors R12, R23, R45, R56 of the sensor DF. These are fed to a converter WD, which derives a value x corresponding to the actual value of the total resistance Rges of the circuit of the magnetic field-dependent resistors. This is fed to a controller R with at least one integrating component as an input variable. The device according to the invention also has a setpoint generator SW, whereby a variable w corresponding to the total resistance of the circuit from the magnetic field-dependent resistors is specified. This is selected according to the invention in such a way that an increased thermal loss in the magnetic field-dependent resistors R12, R23, R45, R56 occurs compared to the normal operating point of the circuit. In a first approximation it can be assumed that the total stationary temperature T of the sensor DF is linearly dependent on the current value of the total resistance Rges of the magnetic field dependent resistors, ie Rges≈ - | k | _* T.

Dem integrierenden Regler R werden die Größen x, w am Ausgang des Umsetzers WD und des Sollwertgebers SW als Eingangsgrößen zugeführt. Eine Abweichung dieser Größen, d. h. |x-w| < oder < 0, wird ausgeglichen durch eine Erhöhung oder Erniedrigung der Eingangsspannung Ub oder des Eingangsstromes Ib für die Schaltung aus den magnetfeldabhängigen Widerständen. Dabei wird die Eingangsspannung Ub erhöht vorgegeben, wenn die Schaltung der Widerstände mit eingeprägter Spannung betrieben wird. In diesem Fall stellt sich der Wert des Eingangsstromes Ib über den jeweils vorliegenden Wert des Gesamtwiderstandes Rges selbsttätig ein. Umgekehrt wird bei Betrieb der Schal tung mit eingeprägtem Strom der Eingangsstrom Ib vom Regler R erhöht vorgegeben, während sich dann die Eingangsspannung Ub abhängig vom aktuellen Wert von Rges selbsttätig einstellt.The integrating controller R receives the quantities x, w at the output of the converter WD and the setpoint generator SW as input variables fed. A deviation of these sizes, i. H. | x-w | <or <0, is compensated for by an increase or decrease the input voltage Ub or the input current Ib for the Circuit from the magnetic field dependent resistors. Here the input voltage Ub is increased when the Circuit of the resistors operated with impressed voltage becomes. In this case, the value of the input current arises Ib on the respective value of the total resistance Rges automatically. The scarf is reversed during operation device with impressed current the input current Ib from the controller R increases given, while then the input voltage Ub depending on the current value of Rges.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bewirkt, daß in den magnet feldabhängigen Widerständen R12, R23, R45, R56 gezielt erhöhte elektrische Verlustleistung auftritt. Im thermischen Ersatz schaltbild in Fig. 5 ist diese "ohmsche Erwärmung" durch "Stromwärme" in R12 . . . R56 in Form eines Funktionsblockes FE symbolisch dargestellt. Hierdurch wird dem Sensor DF ohmsche Wärmeenergie QΩ zugeführt. Naturgemäß kann diese Wärmeenergie über den jeweiligen Wert der Wärmekapazität des Sensors DF nicht unmittelbar den Wert von dessen stationärer Gesamt temperatur T bestimmen. Vielmehr treten natürliche Wärme verluste auf. Hierzu ist im thermischen Ersatzschaltbild ein Funktionsblock FK vorgesehen, wodurch das unter anderem von der Oberfläche, einer möglichen Kapselung und der Wärmekapa zität des Sensors DF abhängige Wärmeabstrahlverhalten symbo lisiert wird. So wird in Fig. 5 die ohmsche Wärmeenergie QΩ in einen fiktiven Summenpunkt S1 eingespeist, von dem die durch natürliche Konvektion abgegebene Wärmeenergie Qa über den symbolischen Funktionsblock FK in die Umgebung abfließt. Das jeweilige Temperaturgefälle zur Umgebung ist durch einen auf den Funktionsblock FK gerichteten Pfeil für die stationäre Umgebungstemperatur Ta symbolisiert. Durch einen dritten Funktionsblock FL werden die durch Windkühlung hervorgeru fenen Wärmeverluste Qw symbolisiert. Diese sind insbesondere abhängig von der Größe des Luftspaltes L zwischen Meßelement MZ und dem Sensor DF, von Zahntiefe und Zahnteilung der Ober flächenrasterung des Meßelementes und insbesondere von der Relativgeschwindigkeit ω zwischen Sensor und Meßelement.The device according to the invention causes specifically increased electrical power loss to occur in the magnetic field-dependent resistors R12, R23, R45, R56. In the thermal equivalent circuit diagram in Fig. 5, this "ohmic heating" by "current heat" in R12. . . R56 symbolically represented in the form of a function block FE. As a result, ohmic thermal energy QΩ is supplied to the sensor DF. Naturally, this thermal energy cannot directly determine the value of its total stationary temperature T via the respective value of the thermal capacity of the sensor DF. Rather, natural heat losses occur. For this purpose, a functional block FK is provided in the thermal equivalent circuit diagram, which symbolizes the heat radiation behavior which is dependent, inter alia, on the surface, a possible encapsulation and the heat capacity of the sensor DF. Thus, the ohmic heat energy is QΩ in Fig. 5 fed into a fictitious summing point S1, from which the delivered by natural convection heat energy Qa flows away via the symbolic function block FK into the environment. The respective temperature gradient to the environment is symbolized by an arrow pointing to the functional block FK for the stationary ambient temperature Ta. The heat losses Qw caused by wind cooling are symbolized by a third function block FL. These are particularly dependent on the size of the air gap L between the measuring element MZ and the sensor DF, the tooth depth and tooth pitch of the upper surface grid of the measuring element and in particular on the relative speed ω between the sensor and the measuring element.

Nach Bilanzierung der zugeführten und abgehenden Wärmeener gien ergibt sich am Ausgang des fiktiven Summenpunktes S1 eine resultierende Gesamtwärmeenergie Q für den Sensor DF, welche über dessen Wärmekapazität FC eine stationäre Gesamt temperatur T bewirkt. Deren Wert liegt deutlich über der nor malen Umgebungstemperatur, d. h. T < Ta. In der Praxis hat sich ein Wert von T als vorteilhaft erwiesen, welcher im Be reich zwischen 100 und 120°C liegt. Da dieser Wert mit Sicherheit oberhalb eines im Normalbetrieb des Lagegebers auftretenden Größtwertes für die Betriebstemperatur liegt, kann ein möglicher Temperaturgang der magnetfeldabhängigen Widerstände R12, R23, R45, R56 mit Sicherheit eliminiert werden.After balancing the supplied and outgoing heat gien arises at the exit of the fictitious sum point S1 a resulting total thermal energy Q for the sensor DF, which over the heat capacity FC a stationary total temperature T causes. Their value is significantly higher than the nor paint ambient temperature, d. H. T <Ta. In practice it has a value of T proved to be advantageous, which in Be is between 100 and 120 ° C. Because this value with Safety above one in normal operation of the position encoder occurring maximum value for the operating temperature is a possible temperature response of the magnetic field dependent Resistors R12, R23, R45, R56 can be eliminated with certainty.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den besonderen Vorteil, daß keine aufwendige und naturgemäß unvollständige, modell artige Nachbildung eines Temperaturganges erfolgt, und somit keine Justierung auf einen bestimmten Arbeitspunkt notwendig ist. Vielmehr muß lediglich durch Vorgabe eines entsprechend großen Wertes für Rges über den Sollwertgeber SW sicherge stellt sein, daß eine gegenüber dem normalen Arbeitspunkt erhöhte thermische Verlustleistung in den magnetfeldabhäng igen Widerständen auftritt, und somit die Gesamttemperatur des Sensors einen deutlich über der normalen Umgebungstemp eratur liegenden Wert annimmt. Daraufhin stellt sich ein Ar beitspunkt ein, dessen genauer Wert im Detail unerheblich ist, und der über den Regler R konstant gehalten wird. Im thermischen Ersatzschaltbild der Fig. 5 ist dieser Temperatur verlauf des Gesamtwiderstandes Rges der magnetfeldabhängigen Widerstände und die sich im jeweiligen Arbeitspunkt AP sta tionär einstellende Gesamttemperatur T des Sensors DF durch einen Funktionsblock FR symbolisch dargestellt.The device according to the invention has the particular advantage that no complex and naturally incomplete, model-like replication of a temperature response takes place, and thus no adjustment to a specific operating point is necessary. Rather, simply by specifying a correspondingly large value for Rges via the setpoint generator SW, it must be ensured that an increased thermal power loss occurs in the magnetic field-dependent resistances compared to the normal operating point, and thus the overall temperature of the sensor is a value that is significantly above the normal ambient temperature assumes. Thereupon arises an operating point, the exact value of which is irrelevant in detail, and which is kept constant via the controller R. In the thermal equivalent circuit diagram of Fig. 5 is this temperature, the magnetic resistances and which tionary adjusting in the respective operating AP STA overall temperature of the sensor T DF by a function block FR shown symbolically extending the total resistance Rtot.

In Fig. 6 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsge mäßen Vorrichtung zur Elimination eines Temperaturganges im Sensor DF dargestellt. Auch dabei werden die Istwerte der Eingangsspannung Ub und des Eingangsstromes Ib der Schaltung aus den magnetfeldabhängigen Widerständen mittels Meßgeber MU, MI erfaßt. Ferner ist wiederum ein Sollwertgeber SW vor handen zur Vorgabe einer dem Gesamtwiderstand Rges der Schal tung aus den magnetfeldabängigen Widerständen entsprechende Größe, bei der eine gegenüber dem normalen Arbeitspunkt er höhte thermische Verlustleistung in den Widerständen auf tritt. Im Gegensatz zu der Ausführung in Fig. 5 wird bei dem Beispiel in Fig. 6 dem Regler R der Istwert der Eingangs spannung Ub als eine Eingangsgröße x direkt zugeführt. Ferner wird die zweite Eingangsgröße w des Reglers durch Multipli kation des Istwertes des Eingangsstromes Ib mit dem über den Sollwertgeber SW vorgegebenen Sollwert für Rges in einem Um setzer WM gewonnen. Der integrierende Regler R gleicht wiederum mögliche Abweichungen zwischen dem Istwert der Ein gangsspannung Ub und der Größe w am Ausgang des Umsetzers WM aus durch entsprechende Erhöhung des Eingangsstromes Ib für die Schaltung der magnetfeldabhängigen Widerstände.In FIG. 6, a second embodiment of the erfindungsge MAESSEN device is shown for the elimination of a temperature response in the sensor DF. Here too, the actual values of the input voltage Ub and the input current Ib of the circuit from the magnetic field-dependent resistors are detected by means of measuring transducers MU, MI. Furthermore, a setpoint generator SW is again available for specifying a size corresponding to the overall resistance Rges of the circuit from the magnetic field-dependent resistors, in which he has a higher thermal power loss than the normal operating point in the resistors. In contrast to the embodiment in FIG. 5, in the example in FIG. 6 the controller R is supplied with the actual value of the input voltage Ub directly as an input variable x. Furthermore, the second input variable w of the controller is obtained by multiplying the actual value of the input current Ib by the setpoint value for Rges specified by the setpoint generator SW in a converter WM. The integrating controller R in turn compensates for possible deviations between the actual value of the input voltage Ub and the quantity w at the output of the converter WM by correspondingly increasing the input current Ib for the switching of the magnetic field-dependent resistors.

Die Schaltung von Fig. 6 funktioniert nach dem gleichen Prin zip wie die von Fig. 5. Auch hier ist die stationäre Gesamt temperatur T des Sensor DF annähernd linear abhängig ist vom aktuellen Wert des Gesamtwiderstandes Rges der magnetfeldab hängigen Widerstände. Es gilt somitThe circuit of Fig. 6 works according to the same principle as that of Fig. 5. Again, the total stationary temperature T of the sensor DF is approximately linearly dependent on the current value of the total resistance Rges of the magnetic field dependent resistors. So it applies

T ≈ k _* Rges = k _* Ub/Ib.T ≈ k _* Rges = k _* Ub / Ib.

Als Sollwert w für den Regler R wird ein eine Sollspannung darstellendes Produkt aus Ib _* Rges vorgegeben und mit dem Istwert x = Ub verglichen. Bei Vorliegen von Abweichungen wird der Eingangsstrom Ib durch den Regler solange erhöht, bis x = w, d. h. Ub=Ib_*Rges. Die Schaltung weist dann den vorgegebenen Gesamtwiderstandswert Rges auf und nimmt im stationärem Fall aufgrund der entsprechend großen ohmischen Verlustleistung in den magnetfeldabhängigen Widerständen ei nen gewünschten erhöhten Wert für die Gesamttemperatur T an.A setpoint voltage product from Ib _* Rges is specified as the setpoint w for the controller R and compared with the actual value x = Ub. If there are deviations, the input current Ib is increased by the controller until x = w, ie Ub = Ib _* Rges. The circuit then has the predetermined total resistance value Rges and assumes a desired increased value for the total temperature T in the stationary case due to the correspondingly large ohmic power loss in the magnetic field-dependent resistors.

In seltenen Ausnahmefällen kann es vorkommen, daß zum Aufbau des gewünschten Wertes Rges und der dazugehörigen Gesamt temperatur T ein sehr hoher Wert der Eingangsspannung Ub vor gegeben werden muß bzw. sich nach Vorgabe eines entsprechend großen Wertes des Eingangsstromes Ib über Rges selbsttätig einstellt. Dies tritt beispielsweise dann auf, wenn ein unge wöhnlich großes Temperaturgefälle zwischen dem gewünschten Zielwert der Gesamttemperatur T des Sensors DF und der Um gebungstemperatur Ta vorliegt. Dies kann ausnahmsweise dann der Fall sein, wenn einer gewünschten Sensor-Gesamttemperatur T von ungefähr 120°C eine winterliche Außentemperatur Ta von ca. -10°C gegenübersteht. In diesem Fall ist im thermischen Ersatzschaltbild der Wärmeverlust Qa durch normale Konvektion besonders groß. Dieser wird über den Regler R durch eine ent sprechend hohe, durch Stromwarme in den magnetfeldabhängigen Widerständen erzeugte ohmische Wärmeenergie QΩ ausgeglichen. Der Ausgleich ist aber nur möglich, wenn die Werte für die Eingangsspannung Ub und den Eingangsstrom Ib in die Schaltung der magnetfeldabhängigen Widerstände sehr groß sind. Dabei kann der Fall auftreten, daß insbesondere die Eingangs spannung Ub einen Wert annehmen müßte, welcher entweder von einer Versorgungsspannung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht mehr aufgebracht werden kann oder für die Bauelemente der Vorrichtung eine unzulässige Größe annehmen würde. Ferner kann auch der maximal zulässige Wert der Stromdichte im Sensor DF überschritten werden. In diesen Fällen ist es gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung möglich, die Temper atur des Sensors DF mit Hilfe eines elektrischen Zusatzheiz elementes FZ vorzusteuern.In rare exceptional cases, it can happen that to build the desired value Rges and the associated total temperature T a very high value of the input voltage Ub must be given or be given accordingly large value of the input current Ib via Rges automatically sets. This occurs, for example, when an unused usually large temperature difference between the desired Target value of the total temperature T of the sensor DF and the Um ambient temperature Ta. This can exceptionally happen be the case when a desired total sensor temperature T of approximately 120 ° C a winter outside temperature Ta of approx. -10 ° C. In this case it is thermal Equivalent circuit of heat loss Qa through normal convection extraordinary big. This is via the controller R by an ent speaking high, due to current heat in the magnetic field dependent Resistance generated ohmic thermal energy equalized QΩ. However, compensation is only possible if the values for the Input voltage Ub and the input current Ib into the circuit the magnetic field dependent resistors are very large. Here the case may occur that in particular the input voltage Ub would have to assume a value which either of a supply voltage of the device according to the invention can no longer be applied or for the components the device would assume an impermissible size. Further the maximum permissible value of the current density in the Sensor DF are exceeded. In these cases, it is appropriate a further embodiment of the invention possible, the temper sensor DF using an additional electrical heater to control elementary FC.

In Fig. 7 ist eine mögliche Ausführung für eine derartige elektrische Zusatzheizung dargestellt, welche bei den Aus führungsformen nach Fig. 5 und Fig. 6 eingesetzt werden kann. Das elektrische Zusatzheizelement FZ wird dann zugeschaltet, wenn der Istwert der Eingangsspannung Ub am Ausgang des Meß gebers MU der Schaltung aus dem magnetfeldabhängigen Wider ständen einen unteren Grenzwert Ubmi überschreitet. Zur Über wachung der Eingangsspannung Ub dient in Fig. 7 ein Steuer element SZ, welches bei Ub Ubmi ein Stellsignal B für das Zusatzelement FZ abgibt. Die hiervon erzeugte Fremdwärme Qz wird im thermischen Ersatzschaltbild wiederum in den fiktiven Summenpunkt S1 eingespeist und gleicht besonders hohe Konvek tionsverluste Qa zum Zwecke einer Begrenzung der durch ohm sche Erwärmung zugeführten Wärmeenergie QΩ aus.In Fig. 7 a possible design for such an electric booster heater is shown, which guide forms at the off according to FIG. 5 and FIG. 6 are inserted can. The additional electrical heating element FZ is switched on when the actual value of the input voltage Ub at the output of the transducer MU of the circuit from the magnetic field-dependent resistances exceeds a lower limit value Ubmi. To control the input voltage Ub in Fig. 7 is a control element SZ, which emits a control signal B for the additional element FZ at Ub Ubmi. The external heat Qz generated by this is fed back into the fictitious summation point S1 in the thermal equivalent circuit diagram and compensates for particularly high convection losses Qa for the purpose of limiting the thermal energy QΩ supplied by ohmic heating.

Anhand der Fig. 8 wird eine weitere vorteilhafte Ergänzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Diese betrifft eine Kompensationseinrichtung KG für mögliche lageabhängig von der Oberflächenrasterung des lageveränderbaren Meßelemen tes MZ hervorgerufene Schwankungen des Gesamtwiderstandes Rges der Schaltung aus den magnetfeldabhängigen Widerständen R12, R23, R45, R56. Eine derartige "Widerstandsmodulation" wird hervorgerufen z. B. gemäß der Darstellung in Fig. 3 von der Form der als Oberflächenrasterung dienenden "Zähne" bzw. "Zahngründe" eines Meßzahnrades bzw. einer Meßzahnstange. Another advantageous addition to the device according to the invention is described with reference to FIG. 8. This relates to a compensation device KG for possible position-dependent on the surface pattern of the position-changeable Meßelemen tes MZ caused fluctuations in the total resistance Rges of the circuit from the magnetic field-dependent resistors R12, R23, R45, R56. Such "resistance modulation" is caused, for. B. according to the representation in Fig. 3 of the shape of the surface teeth serving as "teeth" or "tooth bases" of a measuring gear or a measuring rack.

Diese von der aktuellen Lage α, d. h. einer Winkellage bei einem Winkelgeber bzw. Linearposition bei einem Linearmaß stab, abhängige Modulation dRges des Gesamtwiderstandes Rges der magnetfeldabhänigen Widerstände ist im thermischen Er satzschaltbild des Sensors DF in Fig. 8 in Form eines Funk tionsblockes FM symbolisch dargestellt. Dieser bewirkt eine Schwingung des Arbeitspunktes AP im Funktionsblock FR, wel cher den Zusammenhang zwischen der Gesamttemperatur T des Sensors DF und dem dazugehörigen Gesamtwiderstand Rges be schreibt. Die Schwingung ist abhängig von der Feinheit der Oberflächenrasterung des lageveränderbaren Meßelementes MZ, und entspricht im Beispiel der Fig. 3 der Weite eines Zahnes und eines benachbarten Zahngrundes.This modulation dRges of the total resistance Rges of the magnetic field-dependent resistors, which is dependent on the current position α, ie an angular position in the case of an angle encoder or linear position on a linear scale, is symbolically represented in the thermal replacement circuit diagram of the sensor DF in FIG . This causes the operating point AP to oscillate in the function block FR, which describes the relationship between the overall temperature T of the sensor DF and the associated total resistance Rges. The vibration is dependent on the fineness of the surface raster of the position-changing measuring element MZ, and corresponds to the width of a tooth and an adjacent tooth base in the example in FIG. 3.

Die erfindungsgemäße Einrichtung KG zur Kompensation einer derartigen lageabhängigen Widerstandsmodulation macht sich den Umstand zunutze, daß sich die Widerstandsmodulation auch in Form einer entsprechenden Winkel- oder linearpositionab hängigen Schwankung der Meßspannungen Ud1, Ud2 am Ausgang der Schaltung aus den magnetfeldabhängigen Widerständen R12, R23, R45, R56 abbildet. Im thermischen Ersatzschaltbild der Fig. 8 wird dies durch einen Funktionsblock FH symbolisiert.The device KG according to the invention for compensating such a position-dependent resistance modulation takes advantage of the fact that the resistance modulation also takes the form of a corresponding angular or linear position-dependent fluctuation of the measuring voltages Ud1, Ud2 at the output of the circuit from the magnetic field-dependent resistors R12, R23, R45, Maps R56. In the thermal equivalent circuit diagram of FIG. 8, this is symbolized by a function block FH.

Die zusätzliche Kompensationseinrichtung KG verfügt über ei nen Meßwandler WM, welcher mindestens den Istwert von einer, zur Bestimmung der aktuellen Lage α des Lagegebers dienenden Meßspannung Ud1 bzw. Ud2 am Ausgang der Schaltung der magnet feldabhängigen Widerstände in eine Kompensationsgröße ± K umwandelt. Mit Hilfe eines Rechenelementes S2, insbesondere einem Summierer, kann die Korrekturgröße am Ausgang eines der Meßgeber MU, MI auf den Istwert entweder der Eingangsspannung Ub oder des Eingangsstromes Ib der Schaltung der magnetfeld abhängigen Widerstände mit umgekehrtem Vorzeichen im Sinne einer Schwingungskompensation aufgeschaltet werden. The additional compensation device KG has ei NEN transducer WM, which has at least the actual value of one, serving to determine the current position α of the position encoder Measuring voltage Ud1 or Ud2 at the output of the circuit of the magnet field-dependent resistors in a compensation size ± K converts. With the help of a computing element S2, in particular a totalizer, the correction quantity at the output of one of the Encoder MU, MI to the actual value of either the input voltage Ub or the input current Ib of the circuit of the magnetic field dependent resistors with the opposite sign in the sense vibration compensation.

Bei dem in Fig. 8 dargestellten Beispiel werden besonders vor teilhaft beide zur Verfügung stehende Meßspannung Ud1, Ud2 im Meßwandler WM zur Kompensationsgröße ± K verarbeitet. Bevor zugt werden die Meßspannungen bewertet summiert, d. h. z. B.In the example shown in FIG. 8, both available measurement voltages Ud1, Ud2 are processed in the transducer WM to compensate for the compensation size ± K, particularly before. Before the measuring voltages are added, they are summed, e.g.

± K = v _* (K1 _* Ud1(α) + K2 _* Ud2 (α)).± K = v _* (K1 _* Ud1 (α) + K2 _* Ud2 (α)).

Im Beispiel der Fig. 8 wird eine derart gebildete Korrektur größe ± K über einen Summierer S2 beispielhaft auf den Wert Ib am Ausgang des Meßgebers MI aufgeschaltet. Der somit widerstandsmodulations-bereinigte Meßwert für den Eingangs strom Ib′ kann dann in der oben beschriebenen Weise ent sprechend den Ausführungsformen von Fig. 5 bzw. Fig. 6 weiter verarbeitet werden. Die in Fig. 8 gewählte Darstellung ent spricht beispielhaft der Ausführung von Fig. 5. Es ist auch ohne weiteres möglich, die Korrekturgröße ± K mit dem Sum mierer S2 auf den Istwert der Eingangsspannung Ub am Ausgang des Meßgebers MU aufzuschalten und somit einen widerstands modulations-bereinigten Meßwert für die Eingangsspannung Ub′ zu erzeugen.In the example of FIG. 8, a correction quantity ± K formed in this way is applied, for example, to a value Ib at the output of the transmitter MI via a summer S2. The thus resistant modulation adjusted measured value for the input current Ib 'can then in the manner described above accordingly the embodiments of FIG. 5 or FIG. Be further processed. 6 The representation chosen in FIG. 8 corresponds, for example, to the embodiment of FIG. 5. It is also easily possible to apply the correction variable ± K with the sum mizer S2 to the actual value of the input voltage Ub at the output of the sensor MU and thus a resistance modulation -to generate a clean measured value for the input voltage Ub ′.

Auf diese Weise können lageabhängige und möglicherweise von einer besonderen Gestaltung der Oberflächenrasterung des lageveränderbaren Meßelementes MZ hervorgerufene Modulationen des Gesamtwiderstandes Rges kompensiert werden. Die Kompen sationseinrichtung KG wirkt besonders bei niedrigen Relativ geschwindigkeiten ω zwischen Meßelement und Sensor. Die größte Wirkung tritt bei Stillstand des Meßelementes auf, da der Regler R dabei unter Umständen Ub oder Ib auf einen nicht exakt richtigen Wert von Rges nachregeln würde. Es stellt sich somit in jedem Fall ein stabiler Arbeitspunkt AP für die Schaltung aus den magnetfeldabhängigen Widerständen ein, was eine stabile, deutlich über der normalen Umgebungstemperatur Ta liegenden Gesamttemperatur T des Sensors DF zur Folge hat.In this way, location dependent and possibly from a special design of the surface grid of the position-adjustable measuring element MZ caused modulations of the total resistance Rges can be compensated. The compen sationseinrichtung KG is particularly effective at low relative velocities ω between measuring element and sensor. The greatest effect occurs when the measuring element is at a standstill, because the controller R may not Ub or Ib to one would readjust the exact right value of Rges. It puts a stable working point AP for the Circuit from the magnetic field dependent resistors what a stable, well above normal ambient temperature Ta total temperature T of the sensor DF results.

Claims

1. Device for eliminating a temperature response (T) in a position encoder (DF, MZ), in which the position determination (α) takes place via a position-dependent variation (I, II, III, IV) of magnetic coupling (A, B, C, D) between a sensor (DF) with magnetic field dependent resistors (R12, R23, R45, R56) and a stationary magnetic field (PM, B) due to a change in position bares measuring element (MZ) with a surface grid, esp special a measuring gear or a measuring rack, with Means (MU, MI, SW, WD, WM, R), which the input voltage (Ub) or the input current (Ib) for switching the magnet increase field-dependent resistors (R12, R23, R45, R56) so that one compared to the normal operating point of the circuit increased thermal power loss in the magnetic field dependent Resistance occurs, and thus the total temperature (T) of the sensor (DF) is clearly above the normal reverse temperature (Ta) assumes a value (AP).

2. Device according to claim 1, wherein the means contain

a) sensor (MU, MI) for recording the actual values of the input voltage (Ub) and the input current (Ib) of the circuit of the magnetic field-dependent resistors (R12, R23, R45, R56) of the sensor (DF),
b) a setpoint generator (SW) for specifying a quantity (w) corresponding to the total resistance (Rges) of the circuit of the magnetic field-dependent resistors (R12, R23, R45, R56), in which an increased thermal power loss compared to the normal operating point of the circuit may be expected network-dependent resistances,
c) a converter (WD) which, from the actual values of the input voltage (Ub) and the input current (Ib), corresponds to the actual value of the total resistance (Rges) of the circuit of the magnetic field-dependent resistors (R12, R23, R45, R56) (x) forms, and
d) an integrating controller (R), which compensates for a deviation between the quantities (xw) at the outputs of the setpoint generator (SW) and the converter (WD) by increasing the input voltage (Ub) or the input current (Ib) for the Circuit of the magnetic field-dependent resistors (R12, R23, R45, R56) ( Fig. 5).

3. The apparatus of claim 1, wherein the means include

a) sensor (MU, MI) for recording the actual values of the input voltage (Ub) and the input current (Ib) of the circuit of the magnetic field-dependent resistors (R12, R23, R45, R56) of the sensor (DF),
b) a setpoint generator (SW) for specifying a size corresponding to the total resistance (Rges) of the circuit of the magnetic field-dependent resistors (R12, R23, R45, R56), in which an increased thermal power loss in the magnetic field-dependent resistors compared to the normal operating point of the circuit is expected
c) a converter (WM) which, from the actual value of the input current (Ib) and the size at the output of the setpoint generator (SW), forms a size (w) corresponding to a setpoint voltage at the input of the circuit of the magnetic field-dependent resistors, and
d) an integrating controller (R) which compensates for a deviation between the actual value of the input voltage (Ub) and the quantity (w) at the output of the converter (WM) by increasing the input current (Id) for switching the magnetic field-dependent resistors (R12, R23, R45, R56) ( Fig. 6).

4. Device according to one of the preceding claims, with an electrical additional heating element (FZ) for the sensor (DF), which is switched on when the actual value of the input voltage (MU) detected via the sensor (MU) of the circuit device of the magnetic field-dependent resistors (R12 , R23, R45, R56) exceeds a lower limit (Ubmi) ( FIG. 7).

5. Device according to one of the preceding claims, with a compensation device (KG) for position-dependent, in particular from the surface raster of the position-changeable measuring element (MZ) caused fluctuations in the total resistance (Rges) of the circuit of the magnetic field-dependent resistors (R12, R23, R45, R56 ), With

a) a transducer (WM), which at least the actual value of a, for determining the position (α) serving measuring voltage (Ud1, Ud2) at the output of the circuit of the magnetic field-dependent resistors (R12, R23, R45, R56) in a compensation variable (+ K) converts, and
b) a computing element (S2), in particular a summer, which at the output of one of the sensors (MU, MI) the compensation variable (± K) to the actual value of the input voltage (Ub) or the input current (Ib) of the circuit of the magnetic field-dependent device Resistors (R12, R23, R45, R56) connects ( Fig. 8).