EP0939884A1 - Sensorbauelement - Google Patents

Sensorbauelement

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Publication number
EP0939884A1
EP0939884A1 EP97912170A EP97912170A EP0939884A1 EP 0939884 A1 EP0939884 A1 EP 0939884A1 EP 97912170 A EP97912170 A EP 97912170A EP 97912170 A EP97912170 A EP 97912170A EP 0939884 A1 EP0939884 A1 EP 0939884A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
magnetic
sensor
component according
sensor component
casing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP97912170A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Volker Windte
Roland Fischer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19648335A external-priority patent/DE19648335C2/de
Priority claimed from DE1997126914 external-priority patent/DE19726914A1/de
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP0939884A1 publication Critical patent/EP0939884A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage

Definitions

  • the invention relates to a sensor component according to the preamble of the independent claims.
  • a known sensor component of this type (DE 38 44 578 C2) has two magnetic sensors which are axially coupled via a torsion shaft and which are equipped as circular rings with circumferential magnetic coding as a measure of the angle of rotation.
  • the torsion shaft is part of a steering gear for motor vehicles and rotatably mounted together with other gear and drive parts within a bearing housing.
  • the gear housing is provided with an opening through which a magnetic field-sensitive sensor of a sensor device flanged on the outside of the gear housing is brought close to the cylindrical lateral surfaces of the magnetic encoders.
  • the magnetic encoders are protected against external mechanical influences, but at least one opening to be provided at a predetermined point and a seal between the sensor device and the gear housing are required.
  • the object of the invention is to create a sensor component which enables a simplified construction in the area of the coupling path between the magnetic encoder and the sensor device.
  • the magnetic sensor is seated in an envelope which is at least closed with respect to the sensor device and which closely encloses the magnetic sensor in the adjustment direction and provides reliable protection against mechanical influences of the magnetic encoder are guaranteed.
  • the sheath is at least largely permeable to the magnetic field lines emanating from the magnetic encoder, ie di- or paramagnetic.
  • a nitrogen-alloy steel with a high nitrogen content and great hardness is preferably used for the coating.
  • the magnetic encoder can be made in the manner of a tube or rod from a permanent magnetic material and can be designed with a magnetic coding running in the longitudinal direction.
  • it can be arranged, for example, in a hollow piston rod of a hydraulic power steering actuator, in which the tubular piston rod, which is closed over its entire circumferential surface, is mounted in a longitudinally displaceable manner in an actuator housing with the magnetic transmitter arranged therein.
  • the sensor device can be fixed radially to the piston rod at the point of exit of the piston rod from the actuator housing or also on an adjacent stationary support. The sensor device then detects the information to be read from the coding of the magnetic encoder during the longitudinal displacement of the piston rod.
  • the magnetic transmitter is designed in the manner of a circular disk or a circular ring with magnetic coding running in the circumferential direction, then it can also be arranged within a hollow steering spindle, the sensor device being able to be fixed in place on a support which supports the steering spindle or on another adjacent support.
  • the steering spindle is preferably formed from a magnetically transparent material, particularly preferably from an austenitic steel of great hardness and with a high nitrogen content of more than 0.3 percent by weight of nitrogen.
  • the magnetic encoder can also be fixed concentrically on the outer surface of the steering spindle and protected with its own casing attached to the steering spindle.
  • the magnetic encoder fixed within the envelope is movably mounted together with the envelope or a component carrying the magnetic encoder and the envelope, and the sensor device, on the other hand, is stationary. It is shown that the radial distance between the magnetic encoder designed as a scale and the associated sensor device can vary within wide limits, which depend on the pole pitch, for example between 0 and 15 mm, without significantly weakening the signals occurring at the sensor device . It is thus an assembly of the sensor device with little Adjustment effort achieved and with a small additional volume a free integration into the mechanical component in question is possible.
  • the sensor device can have a plurality of magnetic field-sensitive individual sensors, each of which is assigned to a magnetic sensor. For safety reasons, several magnetic encoders can also be operated in parallel. In addition, it is expedient to form the individual magnetic encoder from a plurality of partial magnetic encoders arranged parallel to one another, each of which is assigned at least one individual sensor and which carry different magnetic codes, so that not only the relative one is read from the pulse signals read from the mechanical adjustment movement by each partial magnetic encoder , but also the absolute angle of rotation or longitudinal displacement can be derived. Otherwise, the sensor device can have magnetoresistive sensors, Hall sensors and inductive sensors for detecting the magnetic fields that change in the magnetic polarity via the adjustment path of the magnetic encoder.
  • an austenitic steel with high hardness which has a very high nitrogen content
  • the steel has no magnetic components even during mechanical processing and can therefore be processed, in particular deformed, ground and / or polished, without further after-treatment.
  • This is particularly advantageous in the case of highly stressed structural elements whose translational and angular movement is to be measured, in particular in the case of hydraulic actuators, dampers, tension or compression rods which are guided in bushings and various types of linear drives.
  • FIG. 1 shows a linear travel sensor component on a hydraulic actuator
  • FIG. 2 shows a rotation angle sensor component in association with a rotatable shaft
  • FIG. 3 shows the basic structure of a bridge circuit made of magnetoresistive sensors
  • FIG. 4 the position of the sensors relative to the magnetic field to be measured
  • FIG. 5 shows the signal voltage on a length sensor as a function of the measuring path
  • Figure 6 shows the principle of absolute length measurement with two periodic magnetic tracks of different phases.
  • a rectilinearly adjustable hydraulic actuator 1 such as is used for steering aids in motor vehicles, is equipped with a piston 2 which is mounted in an axially adjustable manner in a cylinder space 3 in a linearly adjustable manner.
  • the cylinder space 3 is axially closed at both ends and is provided with openings in the end walls 4, through which a piston rod 6, which is rigidly connected to the piston 2 and points in the direction of its adjustment, is passed with the interposition of a sliding seal 5.
  • control pressure lines 9 open into the cylinder chamber 3, via which the longitudinal adjustment of the piston 2 and thus the piston rod 6 is hydraulically controlled.
  • the piston rod 6 is hollow at least over part of the length and is equipped with a magnetic sensor 10 in an area that is at least outside an end wall 4 over the displacement path of the piston 2.
  • the magnetic encoder 10 is arranged protected within the piston rod 6 by its unbroken jacket.
  • Magnetic encoder 10 is magnetically encoded over its active length, i. H. a number of magnetically oppositely polarized magnetic zones are strung together.
  • a sensor device 11 is fixed on the adjacent end wall 4, which is magnetically coupled to the magnetic transmitter 10 and, when the piston rod is adjusted longitudinally, detects the magnetic pole changes occurring in its detection range according to number and / or phase and an evaluation unit sends a corresponding signal sequence.
  • the piston rod 6 consists of non-magnetic, austenitic steel, so that the magnetic coupling to the sensor device 11 is transmitted at least largely unaffected by this covering. An austenitic, highly embroidered steel is preferably used.
  • the highly embroidered steel is a nitrogen alloy steel with a nitrogen content of more than 0.2 percent by weight, preferably more than 0.4 percent by weight of nitrogen, particularly preferably the nitrogen content is between 0.4 to 1 percent by weight.
  • the stick- Alloy steel has a high yield strength of more than 900 MPa, in particular up to 2500 MPa.
  • the nitrogen-alloy steel preferably also has chromium and manganese. Particular advantages of the nitrogen-alloyed steel are that it is corrosion-resistant, hard and at the same time non-magnetic and can in particular be machined without forming magnetic martensite components, as is the case with conventional austenitic steels.
  • the high-embroidered steel described has a very high nitrogen content and is only available with a so-called. Electro slag pressure remelting process can be produced, which makes it possible to produce highly embroidered steel parts in larger dimensions, in particular in dimensions of a few meters in length and a few decimeters in diameter.
  • Examples of such highly embroidered steels are e.g. CrMnl818 with a nitrogen content of at least 0.4 weight percent, in particular between 0.4 and 1.4 weight percent, steel grade 1.3816 with 0.65 weight percent nitrogen and steel grade 1.4456 with 0.95 weight percent nitrogen. Since the steel has a magnetic permeability of ⁇ ⁇ 1.5, it can be considered to be magnetically transparent.
  • the steel has a high toughness and a large yield point and is corrosion-resistant.
  • Common austenitic steels are up to a nitrogen content of max. about 0.3 percent by weight can be represented.
  • Conventional austenitic steels are preferably only used to reinforce magnetic sensors, but cannot be used as a sheathing material around magnetic encoders because of the martensite components that form during processing and / or hardening. It is therefore particularly advantageous to use a highly embroidered austenitic steel with a nitrogen content of at least 0.4 percent by weight as the piston rod 6, since it is hard enough for this use, does not form any deformation martensite during processing, and accordingly does not have any thermal aftertreatment for converting the martensite into austenite is necessary.
  • the surface the piston rod is immediately grindable and polishable, so that chrome plating of the surface of the piston rod 6 is not necessary for tempering and hardening the surface.
  • the use of the highly embroidered, austenitic steel as a covering material, in particular for magnetic scales and / or as a protective cover for magnetic encoders, is particularly advantageous because of the advantageous processing properties and its hardness and corrosion resistance.
  • the design of shock absorbers, piston rods, hydraulic rods and similar highly stressed construction elements, especially in connection with magnetic scales for position determination, is particularly compact and insensitive to environmental conditions. Magnet encoders and actuators can be combined and thus enable a particularly space-saving arrangement of such construction elements.
  • the magnetic transmitter 10 can in this case consist of a rod or tube of zone-wise magnetizable material and can be fixed directly within the hollow piston rod 6.
  • the sensor element consisting of magnetic encoder 10 and sensor device 11 is thus integrated into the structure of the hydraulic actuator.
  • the magnetic sensor 10 can consist of several partial magnetic sensors running parallel to each other. At least one individual sensor is assigned to each partial magnetic encoder, so that a failure of a sensor can be determined for reasons of safety. A single magnetic sensor or a partial magnetic sensor can be assigned several individual sensors in order to further increase security. Corresponding sensor components can also be provided on both end faces 4 of the hydraulic actuator 1.
  • annular magnetic sensors 10 which are arranged concentrically on a rotatably mounted shaft, which is designed in particular as a steering spindle of a motor vehicle.
  • the magnetic encoders 10 each carry a magnetic coding running over their circumferential surface, which can be read out by means of sensor devices 11, which are arranged in a stationary manner and are located radially to the magnetic encoders 10.
  • the shaft 11 is not formed Magnetic steel or another suitable dia- or paramagnetic material, particularly preferably made of austenitic, highly embroidered steel, the magnetic transmitter 10 can be arranged protected in a correspondingly adapted cavity within the shaft 11.
  • an outer non-magnetic tube in particular a tube made of nitrogen-alloy steel with a nitrogen content of at least 0.4 percent by weight nitrogen and a yield strength of more than 900 MPa, concentrically stationary to arrange and fix the sensor device 11 directly thereon.
  • each magnetic sensor 10 from a plurality of partial magnetic sensors arranged parallel to one another and to assign at least one individual sensor to each partial magnetic sensor.
  • the magnetic encoder and the monitored component form a unit and the scales and dimensions cannot be visually and mechanically recognized.
  • magnetic markings have to be attached to the outside of the casing 12 or the piston rod 6, which impair the mechanical strength of the surface and, as a possible breaking point and / or corrosion point, impair the service life of the highly stressed structural element.
  • a favorable design of the magnetic encoder is to provide a ferromagnetic layer on the inside of the casing (6, 12), the thermal expansion of which does not differ from that of the casing (6, 12).
  • the ferromagnetic layer can be coded or structured accordingly and replaces the massive magnetic scale. This enables advantageous weight savings.
  • Another favorable design of the magnetic transmitter is to provide the magnetic areas of the magnetic transmitter (10) on a rod made of solid material or drilled through, which is firmly connected to the casing (6, 12) at least at one point and one of the expansion coefficient of the casing (6, 12) has adapted expansion coefficients. Especially with thermal loads and strong temperature fluctuations the measurement is then not influenced by different thermal expansions of the magnetic encoder and sensor arrangement.
  • Magnetoresistive sensor chips as known for example from DE 42 37 540 C2, have been developed in analogy to corresponding optical sensor chips.
  • Such a chip contains two complete Wheatstone bridges made of magnetoresistive sensor strips with a barber pole structure.
  • the arrangement of the sensor strips in relation to a magnetic encoder 10 is shown in FIG. 3.
  • the resistances of the bridge are arranged on the chip in such a way that all barber pole structures have the same direction and experience the same change in resistance in an external magnetic field. They therefore do not provide a signal when the bridge is in the zero state.
  • a control of the bridges is possible by means of a magnetically coded magnetic transmitter 10. Between the strips of the first bridge and the strips of the second bridge there is a shift by a quarter of the period length to the scale.
  • FIG. 4 The relative arrangement of the sensor element to the magnetic fields of scale 10 to be detected is shown in FIG. 4. It follows that the signals from the two bridges are 90 ° out of phase with one another, ie there are sine and cosine for evaluation and interpolation Signal available. A corresponding measurement result is shown in FIG. 5. It shows the measured sine and cosine output voltage (in 0.1 V steps), the measurement path s determined therefrom (in pole lengths) and the deviations ⁇ from the actual measurement path (in 0.1 pole lengths) at a sensor distance of 2 mm from the surface of the scale.
  • the magnetoresistive sensors are manufactured using the microstructure technology known from semiconductor technology. This guarantees the required exact relative position of the individual sensors on a chip.
  • the sensor chips and magnetic encoders are preferably dimensioned such that a signal amplitude that is independent of the distance is achieved over a wide distance range. This is possible, although the distance from the magnetic encoder results in a rapidly decreasing magnetic field strength. They can be used up to temperatures of 150 ° C.
  • the optimal distance between the sensor element and the magnetic encoder should be slightly smaller than the scale period of the magnetic encoder. This enables distances of up to 0.01 mm to be detected.
  • Magnetoresistive sensors have the following advantages. At high field strengths there is no significant dependence of the signal on the magnetic field strength. There is no signal offset due to a bridge circuit, and temperature effects are largely compensated for. Installation takes place with little adjustment effort, the sensors can be easily integrated into the mechanical components due to the small volume. They allow a sufficient measuring speed.
  • absolute path measurements can also be carried out.
  • a known absolute path measuring system is based on the evaluation of magnetic marks, which are attached to two scales as magnetic encoders, each with a different period length. It applies that both scales must have a number of periods differing by one for the same total length. The number of the current period can be determined from such a double scale.
  • Fig. 6 serves to explain the evaluation method.
  • the calculated path is a sawtooth-shaped curve.
  • the measurement error ⁇ is a maximum of only fractions of a percent.
  • the interpolation value for the phase of the last period of the track lying at the corresponding position is added in order to increase the accuracy.
  • Hall effect sensors are similarly well suited in terms of sensitivity to magnetoresistive sensors.
  • Hall sensors are advantageous because they are inexpensive using the microstructure technology known from semiconductor technology. Logic are producible, require a small additional volume, can be integrated into the mechanical components in question and allow a sufficient measuring speed.
  • the Hall sensor signal is, however, dependent on the field strength and thus strongly on the distance. This requires very small tolerances during assembly. Inductive sensors cannot be easily produced using the methods known from semiconductor technology, since their dimensions are relatively large.
  • the use of the highly embroidered austenitic steel is particularly advantageous since it is non-magnetic and does not interfere with the measurement.
  • a cladding tube has a typical wall thickness of 0.25 to 0.33 of the entire diameter due to the dependence of the area moment of inertia on the radius R with R 4 . This leads to a high weight of such an arrangement.
  • the wall thickness of a casing of a magnetic encoder can be reduced by about 5%, in particular 10%, without impairing the stability of the casing.
  • the signal strength increases disproportionately when the distance between the sensor and the magnetic encoder is smaller.
  • it is possible to optimize the distance is set when the scale period corresponds to the distance between the sensor and the magnetic encoder.
  • the minimum possible distance is the wall thickness of the casing.

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Abstract

Ein Sensorbauelement weist einen codierten Magnetgeber (10) und eine zugeordnete Sensoreinrichtung (11) auf, die relativ zueinander beweglich gelagert sind. Um bei einfachem Aufbau einen zuverlässigen Schutz des Magnetgebers (10) gegen mechanische Beeinflussung zu erreichen, ist der Magnetgeber (19) innerhalb einer dia- oder paramagnetischen starren Umhüllung (6) angeordnet, die gegenüber der Sensoreinrichtung (11) geschlossen ist.

Description

Sensorbauelement
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Sensorbauelement gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
Ein bekanntes Sensorbauelement dieser Art (DE 38 44 578 C2) weist zwei über eine Torsionswelle axial gekuppelte Magnetgeber auf, welche als Kreisringe mit in Umfangsrichtung verlaufender magnetischer Codierung als Maßstab für den Verdrehwinkel ausgestattet sind. Die Torsionswelle ist Teil eines Lenkgetriebes für Kraftfahrzeuge und zusammen mit anderen Getriebe- und Antriebsteilen innerhalb eines Lagergehäuses drehbar gelagert. Im radialen Bereich der Magnetgeber ist das Getriebegehäuse mit einem Durchbruch versehen, durch den hindurch ein magnetfeldsensitiver Sensor einer außen an das Getriebegehäuse angeflanschten Sensoreinrichtung bis nahe an die zylindrischen Mantelflächen der Magnetgeber herangeführt ist. Bei diesem Aufbau sind zwar die Magnetgeber gegen äußere mechanische Beeinflussungen geschützt, jedoch ist zumindest ein an vorbestimmter Stelle vorzuse- hender Durchbruch sowie eine Abdichtung zwischen der Sensoreinrichtung und dem Getriebegehäuse erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sensorbauelement zu schaffen, das einen vereinfachten Aufbau im Bereich der Koppelstrecke zwischen Magnetgeber und Sensorein- richtung ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
Bei einem Aufbau eines Sensorbauelements gemäß der Erfindung sitzt der Magnetgeber in einer zumindest gegenüber der Sensoreinrichtung geschlossenen Umhüllung, die den Magnetgeber in Verstellrichtung eng umschließt und einen zuverlässigen Schutz gegen mecha- nische Beeinflussungen des Magnetgebers gewährleistet. Die Umhüllung ist dabei für die vom Magnetgeber ausgehenden magnetischen Feldlinien zumindest weitgehend durchlässig, d. h. dia- oder paramagnetisch. Vorzugsweise wird für die Umhüllung ein stickstofflegierter Stahl mit hohen Stickstoffgehalt und großer Härte verwendet.
Der Magnetgeber kann nach Art eines Rohres oder Stabes aus einem dauermagnetischen Werkstoff hergestellt und mit in Längsrichtung verlaufender magnetischer Codierung ausgebildet sein. In dieser Ausführungsform kann er beispielsweise in einer hohlen Kolbenstange eines hydraulischen Servolenkungsaktuators angeordnet sein, bei dem die über ihre gesamte Mantelfläche geschlossene rohrförmige Kolbenstange mit dem darin angeordneten Magnetgeber in einem Aktuatorgehäuse längsverschiebbar gelagert ist. An der Austrittsstelle der Kolbenstange aus dem Aktuatorgehäuse oder auch an einem benachbarten ortsfesten Träger kann die Sensoreinrichtung radial zur Kolbenstange festgesetzt werden. Die Sensoreinrichtung erfaßt dann bei der Längsverschiebung der Kolbenstange die aus der Codie- rung des Magnetgebers auszulesenden Informationen.
Wird der Magnetgeber nach Art einer Kreisscheibe oder eines Kreisringes mit in Umfangs- richtung verlaufender magnetischer Codierung ausgebildet, dann kann er auch innerhalb einer hohlen Lenkspindel angeordnet werden, wobei die Sensoreinrichtung an einem die Lenkspindel lagernden oder einem anderen benachbarten Träger ortsfest festgesetzt sein kann. Vorzugsweise ist die Lenkspindel aus einem magnetisch durchsichtigen Material gebildet, besonders bevorzugt aus einem austenitischen Stahl großer Härte und mit hohem Stickstoffgehalt von mehr als 0,3 Gewichtsprozent Stickstoff. Der Magnetgeber kann jedoch auch konzentrisch auf der Außenmantelfläche der Lenkspindel festgesetzt und mit einer ei- genen, an der Lenkspindel befestigten Umhüllung geschützt werden.
Der innerhalb der Umhüllung festgesetzte Magnetgeber ist zusammen mit der Umhüllung oder einem den Magnetgeber und die Umhüllung tragenden Bauteil beweglich gelagert und die Sensoreinrichtung demgegenüber ortsfest angeordnet. Dabei zeigt es sich, daß der radiale Abstand zwischen dem als Maßstab ausgebildeten Magnetgeber und der zugehörigen Sensoreinrichtung in weiten Grenzen, die von der Polteilung abhängig sind, variieren kann, beispielsweise zwischen 0 und 15 mm, ohne die an der Sensoreinrichtung auftretenden Signale wesentlich zu schwächen. Es ist somit eine Montage der Sensoreinrichtung mit geringem Justieraufwand erreicht und bei geringem Zusatzvolumen eine freizügige Integrierbarkeit in die betreffende mechanische Komponente möglich.
Die Sensoreinrichtung kann mehrere magnetfeldsensitive Einzelsensoren aufweisen, die jeweils einem Magnetgeber zugeordnet sind. Auch können mehrere Magnetgeber aus Sicherheitsgründen parallel betrieben werden. Zudem ist es zweckmäßig, den einzelnen Magnetgeber aus mehreren parallel zueinander angeordneten Teilmagnetgebern zu bilden, welchen jeweils zumindest ein Einzelsensor zugeordnet ist und die unterschiedliche magnetische Codierungen tragen, so daß aus den von jedem Teilmagnetgeber aus der mechani- sehen Verstellbewegung ausgelesenen Impulssignalen nicht nur der relative, sondern auch der absolute Verdrehwinkel oder Längsverschiebungsweg abgeleitet werden kann. Im übrigen kann die Sensoreinrichtung magnetoresistive Sensoren, Hallsensoren und induktive Sensoren für die Erfassung der in der magnetischen Polung über den Verstellweg des Magnetgebers wechselnden Magnetfelder aufweisen.
Besonders bevorzugt ist, einen austenitischen Stahl mit großer Härte, welcher einen sehr hohem Stickstoffgehalt aufweist, als Hülle und/oder als Rohrmaterial für den Sensor zu verwenden. Günstig ist, daß der Stahl auch bei mechanischer Bearbeitung keine magnetischen Anteile aufweist und daher ohne weitere Nachbehandlung bearbeitet, insbesondere verformt, geschliffen und/oder poliert werden kann. Bei hochbelasteten Konstruktionselementen, deren Translations- und Winkelbewegung gemessen werden soll, ist dies besonders vorteilhaft, insbesondere bei hydraulischen Aktoren, Dämpfern, Zug- oder Druckstangen, die in Buchsen geführt sind und Linearantriebe verschiedenster Art.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Prinzipskizzen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 ein Linearweg-Sensorbauelement an einem Hydraulikaktuator, Figur 2 ein Drehwinkel-Sensorbauelement in Zuordnung zu einer drehbaren Welle,
Figur 3 den prinzipiellen Aufbau einer Brückenschaltung aus magnetoresistiven Sensoren,
Figur 4 die Lage der Sensoren relativ zum auszumessenden Magnetfeld,
Figur 5 die Signalspannung an einem Längensensor in Abhängigkeit vom Meßweg, Figur 6 das Prinzip der absoluten Längenmessung mit zwei periodischen magnetischen Spuren unterschiedlicher Phase.
Ein geradlinig verstellbarer Hydraulikaktuator 1, wie er für Lenkhilfen in Kraftfahrzeugen eingesetzt wird, ist mit einem Kolben 2 ausgestattet, der linear verstellbar in einem Zylinderraum 3 axial verstellbar gelagert ist. Der Zylinderraum 3 ist beidendig axial geschlossen und mit Durchbrüchen in den Stirnwänden 4 versehen, durch welche unter Zwischenfügen einer Gleitdichtung 5 jeweils eine starr mit dem Kolben 2 verbundene, in dessen Verstellrichtung weisende Kolbenstange 6 hindurchgeführt ist. An den beiden Enden der Kolben- stange 6 sitzen Gelenke 7, über die jeweils eine Lenkerstange 8 zur Beeinflussung des Steuerwinkels nicht dargestellter Fahrzeugräder schwenkbeweglich angelenkt sind. In Achsrichtung vor und hinter dem Kolben 2 münden in den Zylinderraum 3 Steuerdruckleitungen 9, über welche die Längsverstellung des Kolbens 2 und damit der Kolbenstange 6 hydraulisch gesteuert wird.
Die Kolbenstange 6 ist zumindest über eine Teillänge hohl ausgebildet und in einem Bereich, der jedenfalls über den Verstellweg des Kolbens 2 hinweg außerhalb einer Stirnwand 4 steht, mit einem Magnetgeber 10 ausgestattet. Der Magnetgeber 10 ist vorliegend innerhalb der Kolbenstange 6 durch deren undurchbrochenen Mantel geschützt angeordnet. Der Magnetgeber 10 ist über seine aktive Länge hinweg magnetisch codiert, d. h. es reiht sich eine Mehrzahl von magnetisch gegensätzlich gepolten Magnetzonen aneinander. Im Verstellbereich des Magnetgebers 10 ist an der benachbarten Stirnwand 4 eine Sensoreinrichtung 11 festgesetzt, die magnetisch mit dem Magnetgeber 10 gekoppelt ist und bei einer Längsverstellung der Kolbenstange die dabei in ihrem Erfassungsbereich auftretenden ma- gnetischen Polwechsel nach Zahl und/oder Phase erfaßt und einer Auswerteeinheit eine entsprechende Signalfolge zuleitet. Die Kolbenstange 6 besteht dabei aus nicht magnetischem, austenitischem Stahl, so daß die magnetische Kupplung zur Sensoreinrichtung 11 hin durch diese Umhüllung zumindest weitgehend unbeeinflußt übertragen wird. Vorzugsweise wird ein austenitischer, hochaufgestickter Stahl verwendet.
Der hochaufgestickte Stahl ist ein stickstofflegierter Stahl mit einem Stickstoffgehalt von mehr als 0,2 Gewichtsprozent, bevorzugt mehr als 0,4 Gewichtsprozent Stickstoff, besonders bevorzugt liegt der Stickstoffgehalt zwischen 0,4 bis 1 Gewichtsprozent. Der stick- stofflegierte Stahl weist eine hohe Streckgrenze von mehr als 900 Mpa, insbesondere bis zu 2500 MPa auf. Vorzugsweise weist der stickstofflegierte Stahl zusätzlich Chrom und Mangan auf. Besondere Vorteile des stickstofflegierten Stahls liegen darin, daß er korrosionsbeständig, hart und gleichzeitig unmagnetisch ist und sich insbesondere mechanisch bearbeiten läßt, ohne magnetische Martensitanteile zu bilden, wie dies bei üblichen austenitischen Stählen der Fall ist. Dies ermöglicht die Verwendung des Stahls auch bei Konstruktionselementen, die stark belastet werden und/oder die eine hohe Oberflächengüte aufweisen müssen. Ein zusätzlicher Verchromungsschritt zur Veredelung der Oberfläche, insbesondere zur Erlangung einer glatten Oberfläche, ist bei diesem Material nicht notwendig. Es kann viel- mehr unmittelbar bearbeitet werden.
Der beschriebene hochaufgestickte Stahl weist im Gegensatz zu üblichen, insbesondere austenitischen Stählen, einen sehr hohen Stickstoffgehalt auf und ist nur mit einem sogen. Elektroschlacke-Druckumschmelzverfahren herstellbar, das es ermöglicht, hochaufgestickte Stahlteile in größeren Abmessungen, insbesondere in Abmessungen von einigen Metern Länge und einigen Dezimetern Durchmesser, herzustellen. Beispiele solcher hochaufgestickten Stähle sind z.B. CrMnl818 mit einem Stickstoff gehalt von mindestens 0,4 Gewichtsprozent, insbesondere zwischen 0,4 und 1,4 Gewichtsprozent, Stahlsorte 1.3816 mit 0,65 Gewichtsprozent Stickstoff und Stahlsorte 1.4456 mit 0.95 Gewichtsprozent Stickstoff. Da der Stahl eine magnetische Permeabilität von μ<l,5 aufweist, kann er als magnetisch durchsichtig angesehen werden. Der Stahl weist eine hohe Zähigkeit und eine große Streckgrenze auf und ist korrosionsbeständig.
Übliche austenitische Stähle, sofern sie einen Stickstoff gehalt aufweisen, sind bis zu einem Stickstoffgehalt von max. etwa 0,3 Gewichtsprozent darstellbar. Übliche austenitische Stähle werden bevorzugt lediglich zur Armierung von Magnetsensoren eingesetzt, sind aber als Hüllmaterial um Magnetgeber wegen sich bei der Bearbeitung und/oder Härtung bildenden Martensitanteile nicht einsetzbar. Es ist daher besonders vorteilhaft, einen hochaufgestickten austenitischen Stahl mit einem Stickstoffgehalt von mindestens 0,4 Gewichtsprozent als Kolbenstange 6 zu verwenden, da dieser für diese Verwendung hart genug ist, bei der Verarbeitung keinen Verformungsmartensit bildet und demnach keine thermische Nachbehandlung zur Umwandlung des Martensits in einen Austenit notwendig ist. Die Oberfläche der Kolbenstange ist unmittelbar schleifbar und polierbar, so daß ein Verchromen der Oberfläche der Kolbenstange 6 zum Vergüten und Härten der Oberfläche nicht notwendig ist.
Die Verwendung des hochaufgestickten, austenitischen Stahls als Hüllmaterial insbesondere für Magnetmaßstäbe und/oder als Schutzabdeckung von Magnetgebern ist wegen der vorteilhaften Verarbeitungseigenschaften und seiner Härte und Korrosionsfestigkeit besonders vorteilhaft. Die Ausbildung von Stoßdämpfern, Kolbenstangen, Hydraulikstangen und ähnlichen hochbelasteten Konstruktionselementen, insbesondere in Verbindung mit Magnetmaßstäben zur Positionsbestimmung, gelingt damit besonders kompakt und unempfindlich gegen Umgebungsbedingungen. Magnetgeber und Steller können vereinigt werden und ermöglichen damit eine besonders platzsparende Anordnung solcher Konstruktionselemente.
Für die geschützte Anordnung des Magnetgebers ist bei dieser Ausführungsform kein zusätzliches Bauteil und keine zusätzliche Bearbeitung der äußeren Mantelfläche erforderlich. Der dichte Abschluß im Bereich der Gleitdichtung ist damit sichergestellt und die Sensoreinrichtung kann unmittelbar die Signalerfassung an der betreffenden Stirnseite 4 des Hydraulikaktuators 1 vornehmen. Der Magnetgeber 10 kann in diesem Falle als Stab oder Rohr aus zonenweise magnetisierbarem Material bestehen und innerhalb der hohlen Kolbenstange 6 unmittelbar festgelegt werden. Das Sensorelement aus Magnetgeber 10 und Sensoreinrichtung 11 ist damit in den Aufbau des Hydraulikaktuators integriert. Der Magnetgeber 10 kann hierbei aus mehreren parallel zueinander verlaufenden Teilmagnetgebern bestehen. Jedem Teilmagnetgeber ist dabei zumindest ein Einzelsensor zugeordnet, so daß aus Gründen der Sicherheit ein Ausfall eines Sensors ermittelt werden kann. Einem Magnetgeber bzw. einem Teilmagnetgeber können dabei mehrere Einzelsensoren zugeordnet sein, um die Sicherheit weiter zu erhöhen. Es können auch an beiden Stirnseiten 4 des Hydraulikaktuators 1 entsprechende Sensorbauelemente vorgesehen werden.
Gemäß Figur 2 ist die Anordnung von kreisringförmig ausgebildeten Magnetgebern 10 dargestellt, die konzentrisch auf einer drehbar gelagerten Welle angeordnet sind, die insbe- sondere als Lenkspindel eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Die Magnetgeber 10 tragen dabei über ihre Mantelfläche in Umfangsrichtung verlaufend je eine magnetische Codierung, die mittels demgegenüber ortsfest angeordneten, radial zu den Magnetgebern 10 stehenden Sensoreinrichtungen 11 ausgelesen werden können. Bei Ausbildung der Welle 11 aus nicht magnetischem Stahl oder einem anderen geeigneten dia- oder paramagnetischem Material, besonders bevorzugt aus austenitischem, hochaufgesticktem Stahl, können die Magnetgeber 10 in einem entsprechend angepaßten Hohlraum innerhalb der Welle 11 geschützt angeordnet sein. Andernfalls ist es zweckmäßig, eine äußere, im Durchmesser angepaßte unmagneti- sehe Umhüllung, insbesondere aus einem austenitischen, hochaufgestickten Stahl, einzeln für die Magnetgeber 10 oder gemeinsam auf der Welle 11 festzusetzen, um den ausreichenden mechanischen Schutz zu gewährleisten. Es ist jedoch auch möglich, bei ungeschützt auf der Welle 11 angeordneten Magnetgebern 10 ein äußeres unmagnetisches Rohr, insbesondere ein Rohr aus einem stickstofflegierten Stahl mit einem Stickstoff gehalt von mindestens 0,4 Gewichtsprozent Stickstoff und einer Streckgrenze von mehr als 900 MPa, konzentrisch dazu ortsfest anzuordnen und darauf die Sensoreinrichtung 11 unmittelbar festzusetzen. Auch hierbei ist es möglich, jeden Magnetgeber 10 aus mehreren parallel zueinander angeordneten Teilmagnetgebern aufzubauen und jedem Teilmagnetgeber zumindest einen Einzelsensor zuzuordnen.
Besonders vorteilhaft ist, daß Magnetgeber und überwachtes Bauteil eine Einheit bilden und die Skalen und Maße nach außen optisch und mechanisch nicht erkennbar sind. Insbesondere wird vermieden, daß an der Außenseite der Umhüllung 12 oder der Kolbenstange 6 magnetische Markierungen angebracht werden müssen, die die mechanische Festigkeit der Oberflä- ehe beeinträchtigen und als mögliche Bruchstelle und/oder Korrosionsstelle die Lebensdauer des hochbelasteten Konstruktionselements beeinträchtigen.
Eine günstige Ausbildung des Magnetgebers ist, auf der Innenseite der Umhüllung (6, 12) eine ferromagnetische Schicht vorzusehen, deren Wärmeausdehnung sich von derjenigen der Umhüllung (6, 12) nicht unterscheidet. Die ferromagnetische Schicht kann codiert werden oder entsprechend strukturiert sein und ersetzt den massiven Magnetmaßstab. Damit ist eine vorteilhafte Gewichtserparnis möglich.
Eine weitere günstige Ausbildung des Magnetgebers ist, die magnetischen Bereiche des Ma- gnetgebers (10) auf einer aus Vollmaterial hergestellten oder durchbohrten Stange vorzusehen, die zumindest an einer Stelle mit der Umhüllung (6, 12) fest verbunden ist und einen dem Ausdehnungskoeffizienten der Umhüllung (6, 12) angepaßten Ausdehnungskoeffizienten aufweist. Besonders bei thermischer Belastung und starken Temperaturschwankungen wird dann die Messung nicht durch unterschiedliche thermische Ausdehnungen von Magnetgeber und Sensoranordnung beeinflußt.
Vorteilhaft ist auch, in der Umhüllung (6, 12) zwei Maßstäbe (10) anzuordnen, welche raa- gnetische Bereiche mit jeweils verschiedenem Abstand voneinander aufweisen, so daß beide Maßstäbe zur Bestimmung der Absolutposition bei gleicher Gesamtlänge eine unterschiedliche Zahl von Perioden aufweisen. Besonders vorteilhaft ist, in der Umhüllung (6, 12) zwei Maßstäbe (10) parallel und übereinander anzuordnen, welche magnetische Bereiche mit jeweils verschiedenem Abstand voneinander aufweisen, so daß beide Maßstäbe bei gleicher Gesamtlänge eine um eins differierende Zahl von Perioden aufweist.
Magnetoresistive Sensorchips, wie beispielsweise aus DE 42 37 540 C2 bekannt, sind in Analogie zu entsprechenden optischen Sensorchips entwickelt worden. Ein solcher Chip enthält zwei komplette Wheatstone-Brücken aus magnetoresistiven Sensorstreifen mit Bar- berpolstruktur. Die Anordnung der Sensorstreifen gegenüber einem Magnetgeber 10 ist in Fig. 3 dargestellt. Die Widerstände der Brücke sind auf dem Chip so angeordnet, daß alle Barberpolstrukturen gleiche Richtung haben und in einem äußeren Magnetfeld die gleiche Widerstandsänderung erfahren. Sie liefern also im Nullzustand der Brücke kein Signal. Eine Aussteuerung der Brücken ist durch einen magnetisch codierten Magnetgeber 10 möglich. Zwischen den Streifen der ersten Brücke und den Streifen der zweiten Brücke besteht eine Verschiebung um jeweils ein Viertel der Periodenlänge auf den Maßstab. Die relative Anordnung des Sensorelements zu den zu detektierenden Magnetfeldern des Maßstabs 10 zeigt Fig. 4. Daraus folgt, daß die Signale aus beiden Brücken um 90° gegeneinander phasenverschoben sind, d.h. es stehen zur Auswertung und zur Interpolation ein sinus- und ein cosi- nus-Signal zur Verfügung. Ein entsprechendes Meßergebnis ist in Fig. 5 dargestellt. Es zeigt die gemessene sinus- und cosinus-Ausgangsspannung (in 0, 1 V-Schritten), den daraus ermittelten Meßweg s (in Pollängen) und die Abweichungen δ zum wirklichen Meßweg (in 0,1 Pollängen) bei 2 mm Abstand des Sensors von der Oberfläche des Maßstabs. Die magnetoresistiven Sensoren werden mit der von der Halbleitertechnik her bekannten Mikrostruktur- technologie hergestellt. Das garantiert die erforderliche genaue relative Lage der Einzelsensoren auf einem Chip. In einer Neuentwicklung von Linearsensoren sind die Sensorchips und Magnetgeber vorzugsweise so dimensioniert, daß über einen weiten Abstandsbereich eine abstandsunabhän- gige Signalamplitude erreicht wird. Dies ist möglich, obwohl der Abstand vom Magnetgeber eine rasch abnehmende Magnetfeldstärke zur Folge hat. Sie können bis zu Temperaturen von 150°C eingesetzt werden. Der optimale Abstand von Sensorelement und Magnetgeber sollte etwas kleiner als die Maßstabsperiode des Magnetgebers sein. Damit lassen sich Abstände bis zu 0,01 mm detektieren.
Magnetoresistive Sensoren weisen die folgenden Vorteile auf. Bei hohen Feldstärken gibt es keine nennenswerte Abhängigkeit des Signals von der Magnetfeldstärke. Durch eine Brük- kenschaltung gibt es keinen Signal-Offset, und Temperatureffekte werden weitgehend kompensiert. Die Montage erfolgt mit geringem Justieraufwand, die Sensoren sind in die mechanischen Komponenten aufgrund des geringen Volumens leicht integrierbar. Sie erlauben eine ausreichende Meßgeschwindigkeit.
Bei einer Skala mit einer vorgegebenen Veränderung der magnetischen Marken auf der Skala lassen sich auch absolute Wegmessungen vornehmen. Ein bekanntes Absolutweg- Meßsystem beruht auf der Auswertung von magnetischen Marken, die mit jeweils unterschiedlicher Periodenlänge auf zwei Maßstäben als Magnetgeber angebracht sind. Dabei gilt, daß beide Maßstäbe bei gleicher Gesamtlänge eine um eins differierenden Zahl von Perioden aufweisen müssen. Aus einem solchen Doppelmaßstab kann die Nummer der anliegenden Periode bestimmt werden.
Zur Erläuterung des Auswerteverfahrens dient Fig. 6. Der errechnete Weg ist eine sägezahn- förmige Kurve. Der Meßfehler δ beträgt maximal nur Bruchteile von einem Prozent. Zur Grobposition des absoluten Meßwerts wird noch der Interpolationswert für die Phase der bei der entsprechenden Position liegenden letzten Periode der Spur dazuaddiert, um die Genauigkeit zu erhöhen.
Aum Auslesen magnetischer Maßstäbe sind Halleffekt-Sensoren von der Empfindlichkeit her ähnlich gut geeignet wie magnetoresistive Sensoren. Hallsensoren sind vorteilhaft, da sie kostengünstig mit Hilfe der von der Halbleitertechnik her bekannten Mikrostrukturtechno- logie herstellbar sind, ein geringes Zusatzvolumen benötigen, in die betreffenden mechanischen Komponenten integrierbar sind und eine ausreichende Meßgeschwindigkeit erlauben.
Das Hallsensor-Signal ist jedoch feldstärke- und damit stark abstandsabhängig. Dies verlangt sehr kleine Toleranzen bei der Montage. Induktive Sensoren können nicht ohne weiteres mit den von der Halbleitertechnik her bekannten Methoden hergestellt werden, da ihre Abmessungen relativ groß sind.
Zur Sicherstellung der Genauigkeit und Empfindlichkeit der beschriebenen Sensoren beim Auslesen des magnetischen Maßstabes des Sensorbauelements ist die Verwendung des hochaufgestickten austenitischen Stahls besonders vorteilhaft, da dieser unmagnetisch ist und die Messung nicht stört.
Wegen der besonders günstigen mechanischen Eigenschaften dieses Stahls, insbesondere seiner großen Festigkeit und Härte, ist es auch möglich, die Außenwandung einer Umhüllung 6, 12 mit geringerer Dicke auszuführen als dies bei üblichen austenitischen Stählen möglich ist, so daß der Abstand zwischen Magnetgeber 10 und Sensor 11 minimiert werden kann. Ein Hüllrohr weist wegen der Abhängigkeit des Flächenträgheitsmoments vom Radius R mit R4 eine typische Wandstärke von 0,25 bis 0,33 des gesamten Durchmessers auf. Dies führt zu einem hohen Gewicht einer solchen Anordnung. Mit der Verwendung eines hochaufgestickten austenitischen Stahls mit mehr als 0,4 Gewichtsprozent Stickstoff kann die Wandstärke einer Umhüllung eines Magnetgebers um etwa 5%, insbesondere 10% vermindert werden, ohne die Stabilität der Umhüllung zu beeinträchtigen.
Besonders bei magnetfeldstärkeabhängigen Sensoren zum Auslesen der magnetischen Signale erhöht sich die Signalstärke bei geringerem Abstand zwischen Sensor und Magnetgeber überproportional. Insbesondere bei magnetoresistiven Sensoren ist es möglich, den Abstand zu optimieren; ein optimaler Abstand ist eingestellt, wenn die Maßstabsperiode dem Abstand zwischen Sensor und Magnetgeber entspricht. Der minimal mögliche Abstand ist die Wandstärke der Umhüllung.

Claims

Patentansprüche
Sensorbauelement mit einem codierten Magnetgeber und einer zugeordneten Sensoreinrichtung, die relativ zueinander beweglich gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetgeber (10) innerhalb einer dia- oder paramagnetischen starren Umhüllung (6, 12) angeordnet ist, die gegenüber der Sensoreinrichtung (11) geschlossen ist.
2. Sensorbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetgeber (10) nach Art eines Stabes oder Rohres mit in Längsrichtung verlaufender magnetischer Codierung ausgebildet ist.
3. Sensorbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetgeber (10) nach Art einer Kreisscheibe oder eines Kreisringes mit in Umfangsrichtung verlaufender magnetischer Codierung ausgebildet ist.
4. Sensorbauelement nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetgeber (10) innerhalb der Umhüllung (6, 12) festgesetzt ist.
5. Sensorbauelement nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (6, 12) mit dem Magnetgeber (10) beweglich gelagert ist und daß die Sensoreinrichtung (1 1) demgegenüber ortsfest angeordnet ist.
6. Sensorbauelement nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (11) mehrere magnetfeldsensitive Einzelsensoren aufweist, die jeweils einem Magnetgeber (10) zugeordnet sind.
7. Sensorbauelement nach Anspruch 1 oder einem der folgenden dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetgeber (10) mehrere parallel zueinander angeordnete Teilmagnetgeber aufweist und daß jedem Teilmagnetgeber mehrere Einzelsensoren zugeordnet sind.
8. Sensorbauelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetgeber (10) in einer hohlen, längsverschiebbar in einem Gehäuse eines hydraulischen Servolenkungsaktuators (1) gelagerten Kolbenstange (6) angeordnet ist und daß die Sensoreinrichtung (11) radial zur Kolbenstange (6) am Aktuatorgehäuse festgesetzt ist.
9. Sensorbauelement nach wenigstens einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetgeber (10) ringförmig ausgebildet und in oder auf einer drehbar gelagerten Lenkspindel (12) festgesetzt ist.
10. Sensorbauelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkspindel (12) mit dem Magnetgeber (10) innerhalb eines axial geschlossenen feststehenden Rohres angeordnet ist und daß die Sensoreinrichtung (11) ortsfest gehalten ist.
1 1. Sensorbauelement nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (6, 12) aus einem austenitischen Stahl mit mehr als 0,4 Gewichtsprozent Stickstoff besteht und eine Streckgrenze zwischen 900 Mpa und 2500 Mpa aufweist.
12. Sensorbauelement nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetgeber (10) von einer Umhüllung (6, 12) aus einem austenistischen Stahl mit einem Stickstoffgehalt von mindestens 0,4 Gewichtsprozent umgeben ist.
13. Sensorbauelement nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite der Umhüllung (6, 12) eine ferromagnetische Schicht angeordnet ist, deren Wärmeausdehnung sich von derjenigen der Umhüllung (6, 12) nicht unter- scheidet.
14. Sensorbauelement nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Bereiche des Magnetgebers (10) auf einer aus Vollmaterial her- gestellten oder durchbohrten Stange angebracht sind, die zumindest an einer Stelle mit der Umhüllung (6, 12) fest verbunden ist und einen dem Ausdehnungskoeffizienten der Umhüllung (6, 12) angepaßten Ausdehnungskoeffizienten aufweist.
15. Sensorbauelement nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umhüllung (6, 12) zwei Maßstäbe (10) angeordnet sind, welche magnetische Bereiche mit jeweils verschiedenem Abstand voneinander aufweisen, so daß beide Maßstäbe zur Bestimmung der Absolutposition bei gleicher Gesamtlänge eine unterschiedliche Zahl von Perioden aufweisen.
16. Sensorbauelement nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umhüllung (6, 12) zwei Maßstäbe (10) parallel und übereinander angeordnet sind, welche magnetische Bereiche mit jeweils verschiedenem Abstand voneinander aufweisen, so daß beide Maßstäbe bei gleicher Gesamtlänge eine um eins differierende
Zahl von Perioden aufweist.
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