EP3728987A1 - Elektronisches gerät mit sensor - Google Patents

Elektronisches gerät mit sensor

Info

Publication number
EP3728987A1
EP3728987A1 EP18830466.1A EP18830466A EP3728987A1 EP 3728987 A1 EP3728987 A1 EP 3728987A1 EP 18830466 A EP18830466 A EP 18830466A EP 3728987 A1 EP3728987 A1 EP 3728987A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
measuring
electronic device
oscillation
sensor
preferred embodiments
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Withdrawn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
EP18830466.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerd Reime
Wolfgang Babel
Frank Decker
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.)
Helmut Fischer GmbH and Co
Original Assignee
Helmut Fischer GmbH and Co
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
Application filed by Helmut Fischer GmbH and Co filed Critical Helmut Fischer GmbH and Co
Publication of EP3728987A1 publication Critical patent/EP3728987A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/003—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/06—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
    • G01B7/10—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness using magnetic means, e.g. by measuring change of reluctance
    • G01B7/105—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness using magnetic means, e.g. by measuring change of reluctance for measuring thickness of coating
    • 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
    • G01D5/142—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 using Hall-effect devices
    • G01D5/145—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 using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • 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
    • G01D5/20—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 by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/2006—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 by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils
    • G01D5/202—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 by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils by movable a non-ferromagnetic conductive element
    • 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
    • G01D5/20—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 by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/204—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 by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
    • G01D5/2066—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 by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by movement of a single coil with respect to a single other coil
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/08—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
    • H03B5/12—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K17/95—Proximity switches using a magnetic detector
    • H03K17/952—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/97—Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a magnetic movable element
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/02—Details
    • H05K5/0217—Mechanical details of casings
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/97—Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a magnetic movable element
    • H03K2017/9706—Inductive element

Definitions

  • the disclosure relates to an electronic device with a housing and a relative to the housing movable actuator.
  • Hand meters in which the actuating element actuated by a user of the device, in particular movable.
  • Actuators of known devices often act directly on an electrical circuit or form part of a circuit, which causes a complex structure and susceptibility to contamination. Therefore, in particular, a good electrical contact of operable by the actuating element electrical contact elements is often not ensured over a longer period.
  • Preferred embodiments relate to an electronic device having a housing and an actuating element that can be moved relative to the housing, wherein the actuation element has at least one magnetic field influencing component that is designed to generate and / or to generate a magnetic field wherein the device comprises a sensor for detecting a position and / or a movement of the actuating element and / or the
  • Magnetic field influencing component has.
  • Magnetic field influencing component comprises at least one of the following elements: a permanent magnet, a magnetizable element, an electrically conductive component, a metallic component.
  • Magnetic field influencing component at least partially, but preferably completely, is integrated in the actuating element.
  • Magnetic field influencing component is permanently connected to the actuating element.
  • Magnetic field influencing component is an integral part of the actuating element.
  • the actuating element itself may be formed from a magnetic or magnetizable material.
  • Actuating element is designed as an injection molded part, wherein the
  • Magnetic field influencing component at least partially integrated into the actuating element, in particular cast, is, preferably completely in the
  • Actuator enclosed in particular poured therein is.
  • Actuator sleeve-shaped that is, for example, substantially hollow cylindrical is formed.
  • Actuator coaxially disposed around the housing of the device around.
  • Actuator is arranged axially reciprocable on the housing.
  • the sensor has at least one of the following elements: a magnetoresistive sensor, in particular a Hall sensor, an inductive sensor, a reed sensor, in particular a reed switch.
  • At least one component of the device is dependent on the position and / or movement of the device
  • Actuating element and / or the magnetic field influencing component can be activated and / or deactivated.
  • At least one component of the device is dependent on the position and / or movement of the device
  • Actuating element and / or the magnetic field influencing component from a first operating state (e.g., regular operating mode) to at least a second operating state (e.g., power saving state in which the electric power consumption is reduced from the regular operating mode) is displaceable.
  • the housing has a substantially circular cylindrical basic shape
  • the actuating element has a substantially hollow cylindrical basic shape (preferably circular cylindrical) and coaxially surrounds a first axial end portion of the housing.
  • At least one Hall sensor or at least one sensor coil or at least one reed switch of the sensor is arranged in the first axial end region.
  • a spring element in particular a compression spring, is provided radially between the housing and the, in particular hollow cylindrical, actuating element.
  • the housing has the degree of protection 67 according to DIN EN 60529.
  • the housing is hermetically sealed at least in one or the first axial end region.
  • the device has an evaluation device which is designed to determine a movement information characterizing the position and / or movement of the actuating element as a function of an output signal of the sensor.
  • Magnetic field influencing component of the actuating element comprises at least one metallic component
  • the sensor is an inductive sensor
  • the inductive sensor comprises: a sensor coil having a first
  • Measuring resonant circuit in which a first measuring vibration can be generated, and a vibration generator, which is adapted to generate an excitation vibration and at least temporarily act upon the first measuring resonant circuit with the exciter vibration, wherein the device has an evaluation device which is adapted to a the position and / or movement of the actuating element characterizing motion information as a function of the first measuring oscillation.
  • Embodiments advantageously enable a reliable operation of the device, and at the same time a particularly low electrical energy consumption for its operation is required by the construction of the inductive sensor according to further preferred embodiments.
  • a particularly low electrical energy consumption for its operation is required by the construction of the inductive sensor according to further preferred embodiments.
  • Actuator can be determined with the sensor coil, and by the
  • Evaluation device can be determined according to further preferred embodiments thereof, a position and / or movement of the actuating element.
  • the excitation oscillation can advantageously be generated in a very energy-efficient manner according to further preferred embodiments and does not require any electrical energy supply during decay.
  • the measuring oscillation can be generated in accordance with further preferred embodiments by application of the excitation oscillation, in particular
  • the measuring oscillation has an ascending and then decaying signal course, which can be evaluated very easily by the evaluation device, for example always between the decay and the decay, in particular if a signal maximum of the envelope of the measuring oscillation occurs.
  • the aufklingende waveform shows, for example. in that energy provided in the form of the exciter oscillation is transmitted to the first resonant circuit, whereby this resonates with the resonant oscillator
  • Oscillation is excitable, and the decaying waveform is e.g. in that the excitation oscillation itself decays, whereby - in contrast to the aufklingenden oscillation - less energy per time or no energy is transmitted to the first measuring resonant circuit, and thus this also oscillates.
  • a vibration of the first measuring resonant circuit can be characterized for example by a time-varying electrical voltage applied to the sensor coil and / or by a time-varying electric current flowing through the sensor coil.
  • the evaluation device may, for example, evaluate the said electrical voltage and / or the said electrical current in order to determine motion information characterizing a position and / or movement of the actuating element.
  • Actuator or its at least one metallic component which results in a greater sensitivity of the proposed measuring principle than in conventional inductive methods, and whereby a more precise and more independent from disturbing influences detection of the position and / or movement of the actuating element is possible.
  • the actuating element itself may, for example, not be electrically conductive, but have at least one metallic or electrically conductive component whose electrically conductive material interacts with the measuring oscillation of the first sensor coil and thus can be evaluated.
  • the actuating element itself may also be at least partially or partially electrically conductive, and may optionally additionally comprise an electrically conductive component.
  • Evaluation device evaluable interaction of the actuating element (or its metallic or electrically conductive component) with the sensor coil in that an induced by the Messchwingung alternating magnetic field in the region of the sensor coil induces eddy currents in the actuator or its metallic or electrically conductive component. This can, for example, cause an attenuation of the first measuring oscillation.
  • Actuator with respect to the sensor coil this interaction may be stronger or weaker, which is evaluable.
  • both a position of the actuating element and movements of the actuating element can be detected thereby.
  • the vibration generator is designed to generate a plurality of temporally successive excitation oscillations and to act on the first measuring resonant circuit with the plurality of excitation oscillations, whereby in particular one of the number of multiple temporally successive exciter vibrations corresponding plurality of
  • Measuring vibrations results.
  • it may also be provided to apply a single excitation oscillation to the first measuring resonant circuit, resulting in a single measuring oscillation. Investigations by the Applicant According to the evaluation of a single measurement oscillation can be sufficient to
  • a comparable evaluation can be carried out repeatedly, for example, whereby the accuracy can be increased in some cases and / or movements can be better recognized.
  • the vibration generator is designed to periodically with a first clock frequency, the plurality
  • the first clock frequency is between about 0.5 and about 800 Flertz, preferably between about 2 Flertz and about 100 Flertz, more preferably between about 5 Flertz and about 20 Flertz.
  • the vibration generator is designed to the first resonant circuit so with the exciter vibration
  • the first measuring resonant circuit in particular for generating an aufklingenden and then again
  • decaying measuring oscillation can be brought into resonance with the exciter oscillation.
  • the first resonant circuit is a first LC oscillator having a first resonant frequency
  • the sensor coil is an inductive element of the first LC oscillator
  • a capacitive element of the first LC oscillator is connected in parallel to the sensor coil.
  • Self-resonant frequency of the first LC oscillator is, from the inductance of the sensor coil and the capacitance of the capacitive element.
  • the vibration generator is configured to generate the excitation vibration at a second frequency, wherein the second frequency is between about 60 percent and about 140 percent of the first
  • Resonant frequency of the first LC oscillator is. More preferably, the second frequency is between about 80 percent and about 120 percent of the first
  • Resonant frequency of the first LC oscillator more preferably between about 95 percent and about 105 percent of the first resonant frequency.
  • the vibration generator comprises a second LC oscillator and a clock adapted to apply to the second LC oscillator a first clock signal or a signal derived from the first clock signal (for example a boosted first clock signal), which has the first clock frequency and a predefinable clock length.
  • the predetermined cycle length is between about 100 nanoseconds and about 1000 milliseconds, in particular between about 500 nanoseconds and about 10 microseconds, more preferably about a microsecond.
  • the first measuring resonant circuit in particular at least temporarily, is inductively coupled to the vibration generator.
  • the first measuring resonant circuit is capacitively coupled to the vibration generator, preferably via a coupling member, which consists of an electrical series circuit of a coupling resistor and a
  • Coupling capacitor exists. As a result, the coupling impedance can be set precisely.
  • the evaluation device is designed to have at least two maximum or minimum amplitude values
  • the evaluation device is adapted to a maximum or minimum amplitude value of a first
  • the evaluation device is designed to generate a first amplitude value of the measuring oscillation of a first
  • Difference formation includes. Under a clock cycle, the expiration of a
  • a position of the actuating element has changed between two clock cycles or not.
  • Changes in position are recorded.
  • a removal (only) an approach of the actuating element or both can be detected.
  • maintaining the actuator in a (same) position does not result in undershooting or exceeding the threshold.
  • Measuring resonant circuit which has a second sensor coil, and in which a secondary measuring vibration can be generated, wherein the vibration generator is adapted to act at least temporarily to the second resonant circuit with the exciter vibration, wherein the evaluation device is adapted to the position and / or Movement of the actuating element characterizing motion information in dependence of the first measuring vibration and the
  • the evaluation device has a comparator which is designed to compare an amplitude value of the measurement oscillation with a default value.
  • a comparator which is designed to compare an amplitude value of the measurement oscillation with a default value.
  • a default value In further preferred embodiments is a
  • the default value generating device is in particular adapted to the default value at least temporarily a) as a static value and / or at least temporarily b) as a function of an amplitude value of
  • a flip-flop element is provided, whose set input is connected or connectable to an output of the comparator, and whose reset input can be acted upon by a clock signal, in particular the first clock signal.
  • a low-pass filter is provided, and an output of the flip-flop element is connected to an input of the low-pass filter.
  • the apparatus is configured to carry out the following steps: periodically generating a plurality of
  • Excitation oscillations in particular decaying excitation oscillations, by means of the oscillation generator, and acting on the first oscillating circuit with the plurality of excitation oscillations, wherein in particular the first measuring resonant circuit can be acted upon by the plurality of excitation oscillations, that a) the first
  • Measuring resonant circuit preferably at least approximately, is set in resonance with a respective exciter vibration and / or b) the measuring vibration is obtained as an up-sounding and then decaying vibration.
  • the device has at least one
  • Control function component depending on the motion information.
  • a measuring device which is adapted to measure layer thicknesses, wherein the measuring device is particularly adapted to layer thicknesses of layers of paint and / or paint and / or rubber and / or plastic on steel and / or iron and / or cast iron measure, and / or layers of paint and / or paint and / or rubber and / or plastic on non-magnetic base materials such as aluminum, and / or copper and / or brass.
  • the device is designed to execute at least one layer thickness measurement by or by means of the measuring device as a function of the movement information.
  • the device is designed to deactivate, at least temporarily, the vibration generator, wherein in particular the device is designed to control the vibration generator as a function of the vibration generator
  • Disable motion information at least temporarily.
  • the housing has a substantially circular cylindrical basic shape
  • the actuating element has a substantially hollow cylindrical basic shape and a first axial end portion of the
  • Housing coaxially surrounds.
  • the sensor coil is within the
  • a compression spring is provided radially between the housing and the hollow cylindrical actuator.
  • the housing is hermetically sealed at least in the first axial end region.
  • the device comprises a sensor for detecting a position and / or a movement of the
  • Actuating element and / or the magnetic field influencing component wherein the method comprises: detecting a movement of the actuating element, wherein the detection is carried out in particular by means of the sensor.
  • the method further comprises: controlling an operation of at least one component of the device, eg activating or
  • control is in particular in
  • Control action are executed, and then when a movement of the
  • the second control action is different from the first control action.
  • Figure 1 shows schematically a simplified block diagram of an electronic
  • Figure 2A shows a schematic side view of a device according to further embodiments
  • FIG. 2B schematically shows a side view of the device according to FIG. 2A
  • FIG. 3 schematically shows a simplified block diagram according to further preferred embodiments
  • FIG. 4 shows schematically a block diagram of an electronic device according to further preferred embodiments
  • FIG. 5 shows schematically a block diagram of an electronic device
  • Figure 6 is a schematic block diagram of an electronic circuit
  • FIG. 7 schematically shows a block diagram of a sensor according to further preferred embodiments
  • FIG. 8A schematically shows a simplified flowchart of a
  • FIG. 8B schematically shows a simplified flowchart of a
  • FIG. 9 shows schematically a circuit diagram of an inductive sensor according to FIG.
  • 10B schematically shows waveforms of an excitation oscillation and a
  • FIGS. 11A to F each schematically show different time courses of different signals of the inductive sensor shown in FIG.
  • FIG. 12A a first operating condition
  • FIGS. 11A to 11F schematically show the waveforms shown in FIGS. 11A to 11F
  • FIG. 13 schematically shows a circuit diagram of an inductive sensor according to FIG.
  • Figure 14 schematically shows a maximum value memory according to further preferred
  • 15D schematically shows waveforms of an exciter oscillation and of a
  • FIG. 1 schematically shows a block diagram of an electronic device 1000 according to preferred embodiments.
  • the device 1000 has a housing 1002 and an actuating element 1004 which can be moved relative to the housing 1002.
  • the actuating element 1004 can be moved back and forth relative to the housing 1002 approximately along a longitudinal axis of the housing 1002, for example, compare the double arrow a1.
  • a first (right in Fig. 1) axial end position of the actuating element 1004 is denoted by the reference numeral 1004, and a second (left in Fig. 1) axial end position is designated by the reference numeral 1004 ".
  • the actuator 1004 has at least one
  • Magnetic field influencing component 1040 which is designed to generate and / or influence a magnetic field, wherein the device 1000, a sensor 1100 for detecting a position and / or a movement of the
  • Actuator 1004 and / or the magnetic field influencing component 1040 has.
  • a position and / or movement, e.g. of the actuator 1004 are detected and detected e.g. an operation of the device 1000 or at least one component thereof depending on the position and / or movement, e.g. of the actuator 1004 are executed or controlled.
  • the senor 1100 is designed to be a through the
  • Magnetic field influencing component 1040 generated or producible magnetic field and / or influencing an existing or producible magnetic field by the magnetic field influencing component 1040 to determine or detect and, depending thereon, output an output signal, for example.
  • device 1000 may be further preferred
  • Embodiments include an optional control unit 1010 that controls the operation of the device 1000 and / or the operation of one or more optional ones as well
  • Function units 1300, 1302 depending on the position and / or movement, e.g. of the actuator 1004 controls.
  • Figure 2A schematically shows a side view of an electronic device 1000a according to further preferred embodiments in a first state in partial cross-section
  • Figure 2B shows the device 1000a of Figure 2A in a second
  • the housing 1002 of the device 1000a has an i.w. hollow cylindrical
  • Actuator 1004a sleeve-shaped (that is, for example, substantially hollow cylindrical) is formed.
  • the actuating element 1004a is arranged coaxially around the housing 1002 of the device 1000a, wherein it in particular at least partially surrounds an axial end region 1002a of the housing 1002.
  • Actuator 1004a is disposed on the housing 1002 axially reciprocable.
  • actuator 1004a is in a first axial end position, e.g. characterized in that an end face pointing to the right in FIG. 2A (not designated, see the right axial end region 1004a 'in FIG
  • Actuator 1004a on the shoulder 1002b 'of the housing 1002 is supported.
  • the actuator 1004a is urged by a spring element 1005 with a spring force (acting to the right in FIG. 2A) which presses the actuator 1004a against the shoulder 1002b '.
  • the spring element 1005 is supported preferably on a stop 1002b, the example arranged on an outer wall of the housing 1002, for example formed, is.
  • the spring element 1005, as shown in FIGS. 2A, 2B, is particularly preferably arranged radially between the housing 1002 and the hollow-cylindrical actuating element 1004a.
  • the spring element 1005 has a compression spring.
  • actuation of the actuating element 1004a it can in other preferred embodiments against the spring force of the spring element 1005, so in Fig. 2B are moved to the left, whereby his right in Fig. 2B end face no longer rests on the shoulder 1002b 'and the spring element 1005 against the stop 1002b is subjected to force.
  • the position of the actuating element 1004a depicted in FIG. 2B may correspond to a second axial end position into which the actuating element 1004a is at least temporarily moved during manual operation by a user.
  • Magnetic field influencing component 1040 has at least one of the following elements: a permanent magnet, a magnetizable element, an electrically conductive component, a metallic component.
  • the magnetic field influencing component 1040 has a permanent magnet 1041.
  • the permanent magnet 1041 is formed as a rectangular magnet, more preferably as a neodymium (Nd) magnet. More preferably, the permanent magnet 1040 comprises a neodymium (Nd) - iron (Fe) - boron (B), NdFeB-, alloy.
  • Magnetic field influencing component 1040 here e.g. the permanent magnet 1041, at least partially, but preferably completely, is integrated into the actuating element 1004a. In further preferred embodiments it is provided that the magnetic field influencing component 1040 is permanently connected to the actuating element 1004a.
  • Magnetic field influencing component 1040 integral part of the
  • Actuator 1004a is.
  • the actuator 1004a itself - at least partially or partially - from a magnetic or
  • Actuator 1004a is designed as an injection molded part, in particular as
  • Plastic injection-molded part wherein the magnetic field influencing component 1040 at least partially integrated into the actuating element 1004a, in particular cast, is, preferably completely integrated into the actuating element 1004a (in particular on all sides of the material of the actuating element 1004a
  • the actuator 1004a may be constructed as a plastic sleeve having therein, e.g. cast permanent magnet 1041 may be formed.
  • the senor 1100 has at least one of the following elements: a magnetoresistive sensor, in particular a Hall sensor, an inductive sensor, a reed sensor, in particular a reed switch.
  • the senor 1100 has, for example, a Hall sensor 1101, which can detect an approximation of the permanent magnet 1041 integrated in the actuating element 1004a through an altered magnetic field effect 1040".
  • the sensor 1100 may output an output indicative of the approach of the
  • Actuator 1004a to the sensor 1100 "characterizes.
  • At least one component of the device 1000a can be activated and / or deactivated depending on the position and / or movement of the actuating element 1004a and / or the magnetic field influencing component 1040.
  • Output of the sensor 1100 "are evaluated and the at least one component of the device 1000a depending on the position and / or movement of the actuating element 1004a and / or the magnetic field influencing component 1040 are controlled, e.g. activated and / or deactivated.
  • At least one component 1010, 1030 of the device 1000a in dependence on the position and / or movement of the actuating element and / or the
  • Magnetic field influencing component from a first operating state e.g.
  • a regular operating mode into at least a second operating state (e.g.
  • Energy-saving state in which the electrical energy consumption compared to the regular operating mode is reduced) is displaceable.
  • the device 1000a or at least one component thereof, e.g. the optional control unit 1010 have a power-saving state that it or they occupy, preferably periodically.
  • the floor sensor 1101 may be e.g. detect the concomitant change in the position of the actuator 1004a (e.g., due to a change in the magnetic field 1040 "in the region of the sensor 1101 caused by
  • Operating condition e.g. a regular operating condition, offset.
  • FIG. 3 shows a simplified block diagram according to further preferred embodiments.
  • the sensor 1100 (e.g., including the level sensor 1101 of Figures 2A, 2B) generates 1040" ( Figure 3) in response to a magnetic field, e.g. is influenced by the magnetic field influencing component 1040, an output signal os1, which preferably a position or movement of the
  • Magnetic field influencing component 1040 in particular relative to the sensor 1100 ", characterized.
  • the output signal os1 is fed to the control unit 1010, for example an input terminal 1011.
  • the control unit 1010 may output the signal os1 evaluate and control their operation and / or the operation of at least one further component of the device 1000a in response to the output signal os1 or a signal derived therefrom.
  • control unit 1010 has at least one computing device 1012, at least one memory device 1014 assigned to the computing device 1012 for at least temporary storage of a computer program PRG, the computer program PRG being designed in particular for controlling an operation of the control unit 1010.
  • the computing device 1012 comprises at least one of the following elements: a microprocessor, a
  • Microcontroller a digital signal processor (DSP), a programmable logic device (e.g., FPGA, field programmable gate array), an ASIC
  • DSP digital signal processor
  • FPGA field programmable gate array
  • ASIC application specific integrated circuit
  • the memory device 1014 has at least one of the following elements: a volatile memory, in particular random access memory (RAM), a nonvolatile memory, in particular flash EEPROM.
  • a volatile memory in particular random access memory (RAM)
  • a nonvolatile memory in particular flash EEPROM.
  • the computer program PRG is stored in the non-volatile memory.
  • control unit 1010 is e.g. comprises a microcontroller or is designed as a microcontroller, and that the control unit 1010 is adapted to put in the presence of specifiable conditions, in particular repeatedly, in a power-saving state in which their electrical power consumption is lower than in other operating conditions.
  • control unit 1010 configures its input terminal 1011 (for example by means of the
  • Computer program PRG that, given a predeterminable change of state of the output signal os1 fed to the input terminal 1011, the control unit 1010 is switched from its energy-saving state to another operating state, e.g. is "woken up" from the energy-saving state.
  • the predefinable change of state of the output signal os1 supplied to the input terminal 1011 may be, for example characterize an amplitude change of the output signal os1 by a predeterminable value.
  • the output signal os1 may be a digital signal, for example, which may assume iw two different signal values or signal states, logical one and logical zero or HIGH and LOW. More preferably, the
  • Embodiments can be realized by the state change of the output signal os1, e.g. upon movement of the sleeve 1004a (Figure 2A) from its rest state ( Figure 2A) to an activation position ( Figure 2B), a
  • Interrupt request at the input terminal 1011 are triggered, the an operating state change, in particular the displacement of the microcontroller 1010 from the energy-saving state out ("waking"), for. into a regular or active operating state, causes.
  • the functional component 1030 ( Figures 2A, 2B) is designed as a measuring device, e.g. is designed to measure layer thicknesses, wherein the measuring device 1030 is in particular designed to
  • Control device 1010 are controlled.
  • control unit 1010 is activated by actuation of the sleeve 1004a (FIGS. 2A, 2B), eg, from the energy-saving state awakened, which allows a particularly simple and efficient manual operation of the device 1000a.
  • a user may hold the housing 1002 in one hand, place it with the left axial end portion in FIG. 2A where the meter 1030 is preferably located, against an object to be measured (not shown), and then insert the sleeve 1004a into the housing Activation position as shown in FIG. 2B move, the housing 1002 and thus also the stopper 1002b is held by the Anlange on the object, so that the spring force of the spring element 1005 can be overcome efficiently by means of one-hand operation.
  • FIG. 8A shows a simplified flowchart of a method according to further preferred embodiments.
  • the device recognizes 1000a ( Figure 2A), e.g. under evaluation of the signal os1 (FIG. 3) by means of the control unit 1010, a
  • Movement of the sleeve 1004a for example, a state change from the state shown in Fig. 2A to the state shown in Fig. 2B.
  • the evaluation after step 90 may in other preferred embodiments, for example, the
  • control unit 1010 e.g. is shifted from its energy-saving state into an active operating state.
  • step 92 FIG. 8A
  • an operation of at least one component of the device is performed
  • control unit 1010 may optionally (e.g.
  • At least one component 1101 (FIG. 2A) of the sensor 1101 is disposed inside the housing 1002
  • the housing 1002 has the degree of protection 67 according to DIN EN 60529.
  • the housing 1002 is hermetically sealed at least in one or the first axial end region 1002a.
  • the device 1000a has an evaluation device which is designed to determine a movement information B1 (FIG. 3) characterizing the position and / or movement of the actuation element as a function of an output signal os1 of the sensor 1101 '.
  • the functionality of the evaluation device can be realized by the control unit 1010, possibly in combination with the computer program PRG.
  • the movement information Bl at least temporarily in the
  • Memory device 1014 are stored.
  • Actuator 1004b at least one metallic component 1042, wherein the sensor 1100 "is an inductive sensor, wherein the inductive sensor 1100" comprises: a sensor coil 1112 having a first measuring resonant circuit in which a first measuring vibration is generated, and a vibration generator, which is formed is to generate an excitation oscillation and at least temporarily act on the first measuring resonant circuit with the exciter oscillation, the device 1000b having an evaluation device which is designed to determine a movement information characterizing the position and / or movement of the actuation element 1004b as a function of the first measuring oscillation ,
  • the actuator 1004b may be formed entirely of metal and thus itself forms the metallic component.
  • the actuating element 1004b may also have a non-metallic base body and, for example, a metallic layer, in particular a metallization of a
  • a metallic body 1042 may be attached to the non-metallic body of the actuator 1004
  • the actuating element 1004b is movable in the manner described above (compare the double arrow a1 in FIG and the alternative (end) position 1004b ') attached to the housing 1002, for example, releasably connectable or non-destructive isolated with this.
  • Actuator 1004b not or at least not constantly attached to the housing 1002, but to maintain it as a separate component and approach to the housing 1002 as needed to allow the evaluation described below.
  • the magnetic field influencing component 1040 is magnetic or has the permanent magnet 1041 (eg for detecting a movement with the Hall sensor 1101), it can be used for the further preferred embodiments according to FIGS Fig. 4 be sufficient if the
  • Magnetic field influencing component 1040 has a metallic component 1042, but itself is not magnetic.
  • the device 1000b according to FIG. 4 furthermore has an inductive sensor 1100 "with a sensor coil 1112 for detecting a position and / or movement of the sensor
  • Actuator 1004b which - as well as the sensor coil 1112 - is preferably arranged in an interior of the housing 1002. In contrast, that is
  • Actuator 1004b i.d.R. disposed outside of the housing 1002, regardless of whether it is attached to the housing or not.
  • FIG. 7 shows by way of example a simplified block diagram of the inductive sensor 1100 ".
  • the inductive sensor 1100 comprises: a first measuring resonant circuit 1110 having the sensor coil 1112 (FIG. 4), in which a first measuring oscillation MS can be generated, and a oscillation generator 1130, which is designed to generate an exciter oscillation ES and at least temporarily first
  • the device 100b has an evaluation device 1200 (FIG. 7) which is designed to display a movement information B1 (FIG. 7) characterizing the position and / or movement of the activation element 1004b (FIG. 4) to determine the first measuring oscillation MS.
  • the functionality of the evaluation device 1200 can in preferred embodiments in the inductive sensor 1100 " be integrated. In other embodiments, it is also conceivable to realize the functionality of the evaluation device 1200 at least partially outside the inductive sensor 1100 ".
  • device 1000b (FIG. )
  • Embodiments have the optional control unit 1010 that controls the operation of the device 1000b and one or more optional functional units 1300, 1302.
  • the control unit 1010 may be configured to implement at least part of the functionality of the evaluation device 1200.
  • the determined movement information B1 can advantageously be used in preferred embodiments for controlling an operation of the device 1000 and / or at least one component, for example the functional unit 1300 (FIG. 4).
  • FIG. 8B shows a simplified flowchart of a method according to further preferred embodiments.
  • a first step 100 generates the
  • Vibration generator 1130 (FIG. 7) an excitation vibration ES.
  • Excitation oscillation ES may, for example, be a decaying oscillation, as indicated schematically in FIG. 10A, cf. reference numeral 11.
  • step 110 the oscillation generator 1130 (FIG. 7) acts on the first measuring resonant circuit 1110 with the exciter oscillation ES in such a way that a first measuring oscillation 7, evolving and decaying, cf. Fig. 10B, in the first
  • step 120 the evaluation device 1200 (FIG. 7) determines a movement information B1 characterizing the position and / or movement of the activation element 1004b (FIG. 4) as a function of the first
  • step 130 advantageously, e.g. an operation of the device 1000b or
  • At least one of its functional components 1300, 1302 are controlled in dependence on the movement information Bl.
  • the functional component 1300 is activated when the actuating element 1004b approaches the sensor coil 1112, which is preferred in accordance with the principle
  • using the inductive sensor 1100 " can be determined. This can be done under the control of the control unit 1010, for example.
  • the motion information Bl delivered to the inductive sensor 1100 " may be used to bring the control unit 1010 from an energy-saving state to an operating state in which activation of the component 1300 may be performed, eg, comparable to the preferred embodiments described above with reference to FIG ,
  • the excitation oscillation ES and / or a measuring oscillation MS of the first measuring resonant circuit 1110 can be characterized, for example, by a time-varying electrical voltage and / or by a time-varying electrical current.
  • the evaluation device 1200 may, for example, evaluate an electrical voltage at the sensor coil 1112 and / or an electrical current through the sensor coil 1112 in order to detect the voltage
  • Component 1042 resulting in a greater sensitivity than in conventional inductive methods, and thus a more precise determination of the movement information Bl is enabled.
  • Evaluation device 1200 Evaluable interaction of the actuating element 1004 (FIG. 4) (or its metallic or electrically conductive component 1042) with the sensor coil 1112 in that a signal transmitted through the measuring oscillation MS (FIG. 7)
  • electrically conductive component 1042 induced. This can, for example, cause an attenuation of the first measuring oscillation.
  • This can, for example, cause an attenuation of the first measuring oscillation.
  • Actuator 1004b with respect to the sensor coil 1112 can this
  • FIG. 5 schematically shows a block diagram of an electronic device 1000c according to further preferred embodiments.
  • FIG. 5 schematically shows a block diagram of an electronic device 1000c according to further preferred embodiments.
  • the configuration 1000c according to FIG. 5 in contrast to the configuration 1000b according to FIG. 4, in the configuration 1000c according to FIG.
  • Actuator 1004c rotatably disposed about a pivot point DP with respect to the housing 1002 so that it can be, for example, between at least two different angular positions 1004c, 1004c 'in the sense of rotation reciprocated, compare the double arrow a2.
  • the movement information Bl what has been said above with reference to FIGS. 4, 7, 8B applies correspondingly.
  • FIG. 6 schematically shows a block diagram of an electronic device 1000d according to further preferred embodiments.
  • the actuating element 1004d is in the form of a sleeve and is arranged coaxially around the housing 1002 of the device 1000d as well as axially reciprocatingly mounted thereon, cf. the double arrow a3.
  • An axial end position of the actuating element 1004d in the region of the sensor coil 1112 is indicated by the reference numeral 1004d '.
  • the oscillation generator 1130 FIG. 4, 7, 8B applies correspondingly.
  • Measuring vibrations results. This allows a non-vanishing "measurement rate", ie the repeated determination of the movement information Bl.
  • the vibration generator 1130 (FIG. 7) is configured to periodically connect the plurality of at a first clock frequency
  • the first clock frequency is between about 0.5 and about 800 Flertz, preferably between about 2 Flertz and about 100 Flertz, more preferably between about 5 Flertz and about 20 Flertz.
  • the first clock frequency may, for example, define the above-mentioned measuring rate, if e.g. per movement a movement information Bl is determined.
  • the first clock frequency is to be distinguished from the natural frequency of the vibration generator, the i.d.R. is much larger than the first clock frequency.
  • the exciting vibration 11 shown in Fig. 10A includes a plurality of complete (e.g., sinusoidal) vibration periods having the natural frequency of the vibration generator.
  • Natural frequency of the vibration generator is presently as "a
  • Exciter oscillation "ES, 11 (comparable applies to the measuring oscillation 7 according to FIG. 10B).
  • the first clock frequency indicates how often per unit of time such an excitation oscillation ES, 11 is generated. If, for example, the first clock frequency is selected to be 10 Flertz, a total of 10 excitation oscillations 11 of the type shown in Fig. 10A are generated within one second.
  • a measurement rate of about 10 flats may be expedient, because e.g.
  • a corresponding movement information Bl can be determined, which for many applications a sufficiently fast response eg for Detecting a change in position of the actuator 1004b 1004c, 1004d ensures.
  • a device 1000, 1000a, 1000b, 1000c, 1000d which is not or not only manually operable or actuatable by a person, but, for example, within a (partially) automated system, such as e.g. a robot having manufacturing system is usable.
  • the sensor 1100, 1100 ', 1100 for example, for detecting the position and / or movement of a magnetic and / or
  • the vibration generator 1130 (FIG. 7) is configured to act on the first measuring resonant circuit 1110 with the excitation oscillation ES in such a way that the first measuring oscillation MS is an oscillating and then decaying oscillation. This results in a particularly sensitive evaluation as already mentioned above.
  • the first measuring resonant circuit 1110 in particular for generating an audible and then again
  • FIG. 8C shows a simplified flowchart of a method according to a further embodiment.
  • Step 150 represents a periodic generation of several respectively decaying excitation oscillations, for example with a waveform 11 according to FIG. 10A.
  • Step 160 represents the application of the first
  • steps 150, 160 are present here for the sake of
  • the evaluation device 1200 determines the movement information B1 as a function of one or more of the measurement oscillations previously generated by the steps 150, 160.
  • At least one of its components 1010, 1300, 1302 take place as a function of the previously determined movement information B1.
  • the first resonant circuit 1110 is a first LC oscillator having a first resonant frequency
  • the sensor coil 1112 (FIG. 4) being an inductive element of the first LC oscillator
  • a capacitive element of the first LC oscillator is connected in parallel to the sensor coil 1112.
  • Resonant frequency which is the natural resonant frequency of the first LC oscillator, from the inductance of the sensor coil 1112 and the capacitance of the capacitive element.
  • the vibration generator 1130 is configured to generate the excitation vibration ES at a second frequency, wherein the second frequency is between about 60 percent and about 140 percent of the first
  • Resonant frequency of the first LC oscillator is, more preferably between about 80 percent and about 120 percent, more preferably between about 95 percent and about 105 percent of the first resonant frequency.
  • the vibration generator 1130 (FIG. 7) comprises a second LC oscillator and a clock adapted to connect the second LC oscillator with a first clock signal or a signal derived from the first clock signal (eg, a boosted one) first clock signal), which has the first clock frequency and a predetermined clock length.
  • the predetermined cycle length is between about 100 nanoseconds and about 1000 milliseconds, in particular between about 500 nanoseconds and about 10 microseconds, more preferably about a microsecond.
  • the first resonant circuit 1110 is inductively coupled to the oscillator 1130.
  • this can be achieved, for example, by arranging an inductive element of the second LC oscillator with respect to the sensor coil 1112 so that the magnetic flux generated by it at least partially passes through the sensor coil 1112 according to the desired degree of coupling.
  • both the sensor coil 1112 and the inductive element of the second LC oscillator can be designed as a cylindrical coil for this purpose.
  • the inductive element of the second LC oscillator be designed so that the smallest possible interaction of its magnetic field with the sensor coil 1112 results.
  • the inductive element of the second LC oscillator in this case may be formed as a micro-inductance, e.g. in the form of an SMD component.
  • the first resonant circuit 1110 is capacitively coupled to the oscillator 1130, e.g. via a coupling member, which preferably consists of a series electrical connection of a coupling resistor and a coupling capacitor.
  • a coupling member which preferably consists of a series electrical connection of a coupling resistor and a coupling capacitor.
  • FIG. 4 A possible circuit implementation 1 of an inductive sensor 1100 "(FIG. 4) according to further preferred embodiments is described below with reference to FIG.
  • a second region B2 of the circuit diagram is a first measuring resonant circuit 15, for example
  • the first measuring resonant circuit 15 has a parallel circuit comprising a sensor coil 3, which for example corresponds to the sensor coil 1112 described above with reference to FIG. 4, and a capacitor 53, whereby a first LC oscillator is formed.
  • the capacitor 53 together with the sensor coil 3 defines a natural resonance frequency of the first LC oscillator or
  • Measuring resonant circuit and can therefore also be referred to as a resonant capacitor.
  • a metallic (and / or electrically conductive) component 2 is shown schematically, whose position and / or movement can be determined using the principle according to preferred embodiments.
  • the metallic component 2 is for example part of the actuating element 1004b, 1004c, 1004d according to FIG. 4, 5, 6 or forms this actuating element.
  • the first measuring resonant circuit 15 is capacitively (or capacitively and resistively) coupled via a coupling impedance, in the present case formed by a series connection of a resistor 55 and a capacitor 57, to the oscillation generator 13.
  • the oscillation generator 13 is designed to act on the first measuring resonant circuit 15, preferably periodically, with excitation oscillations 11, whereby respective measuring oscillations 7 are excited in the first resonant circuit 15.
  • the first measuring resonant circuit 15 can be energized via the coupling impedance 55, 57 periodically by the vibration generator 13, wherein a coupling factor by the selection of the resistance of the resistor 55 and / or the capacitance of the capacitor 57 is precisely adjustable.
  • the vibration generator 13 has to generate the excitation oscillation (s) 11 an exciter resonant circuit with an inductive element, in particular a coil, 59 and a capacitor 61, which form a second LC oscillator.
  • Vibration generator 13 also has a clock generator 63.
  • Clock 63 is a first clock signal TS1, in Fig. 9 also indicated by the rectangular pulse 65 ("clock"), generated.
  • the clock 65 has, for example, a
  • Pulse duration (“duty cycle") of one microsecond (ps) at a first clock frequency of 10 hertz. This corresponds to a period of 100 milliseconds (ms), the clock length indicating that for a total of 1 microsecond the first clock signal TS1 has a value of e.g. logically one (or another
  • the inductive sensor 1 shown in FIG. 9 is thus energized during the cycle time by means of the first clock signal TS1 and is essentially de-energized in the cycle pauses.
  • the clock generator an ultra-low power clock generating module is used, which has a power consumption of less than about 30 nanoamps (nA) at an operating voltage of 3 volts. This can provide a very energy efficient inductive sensor.
  • the first clock signal TS1 controls an electrical switching element 67, for example a field-effect transistor, which in the present case is connected in series with the second LC oscillator 59, 61.
  • an electrical switching element 67 for example a field-effect transistor, which in the present case is connected in series with the second LC oscillator 59, 61.
  • the clock 63 or the entire sensor 1 can in preferred
  • Power source can be supplied with the operating voltage V1, which is provided for example by means of a battery and / or solar cell and / or a device for energy harvesting (recording energy from the environment and possibly converting it into electrical energy).
  • the sensor 1 can also supply an electrical power to its target system, e.g. of the device 1000b (FIG. 4), for example a battery (not shown), which is also the battery
  • the electrical switching element 67 is turned on, for example, a drain-source path of the example mentioned
  • Measuring vibration 7 preferably as rising and decaying
  • the measuring oscillation 7 is dependent on the sensor coil 3 on the position and / or movement of the metallic component 2, for example on the presence or absence of the component 2 in the region of the sensor coil 3 and / or one
  • Measuring vibration 7 is associated with the first measuring resonant circuit 15 a circuit group, the i.w. in the third area B3 shown in FIG. 9.
  • the maximum value memory 27 stores a maximum value of an amplitude value 17 of the first measuring oscillation 7 and makes it available at its output as a memory value 25 ,
  • the maximum value memory 27 is followed by a time delay element 73.
  • the time delay element 73 preferably delays the memory value 25 applied to the output of the maximum value memory 27 by a period PD (FIG. 11) of the first clock signal TS1, as a result of which a delayed memory value 25 'is obtained.
  • the delay takes place by means of an integrating filter.
  • the time delay element 73 has a low pass.
  • a default output 75 of the default value generation device VG and an output of the time delay element 73 are connected upstream of a comparator 77.
  • the comparator 77 is thus the delayed memory value 25 '(ie, the delayed by one clock first maximum amplitude value 17) of a first clock pass and a second amplitude value 21 of a later clock by a second clock cycle at.
  • the delayed memory value 25 ' is compared by means of the comparator 77 with the second amplitude value 21.
  • the second amplitude value 21 is reduced by a corresponding threshold 29 (FIG. 10B) by means of the voltage divider VG before it acts on the comparator 77.
  • the maximum value memory 27, the time delay element 73 and the comparator 77 may in some embodiments form a differentiating element that differentiates the first measuring oscillation 7 over a period of the clock 65.
  • Comparator 77 generates as an output signal a set signal 79 if the default output 75 is greater than the delayed memory value 25 '.
  • Component 2 is removed from the sensor coil 3 and thus causes no or only a smaller attenuation of the signal in the sensor coil 3.
  • the comparator 77 is a
  • a reset input 81 b of the flip-flop element 81 is connected downstream of the clock generator 63.
  • a reset input 81 b of the flip-flop element 81 is connected downstream of the flip-flop element 81, in particular a set input 81 a for setting the flip-flop element 81.
  • the flip-flop element 81 may be followed by an optional low-pass filter 83 in order to bridge times after the flip-flop element 81 has been reset by the clock 65 and reset by the set signal 79.
  • a non-zero output 83 'of the low pass 83 is thus e.g. when the removal of component 2 has been detected.
  • the output signal 83 ' may be used directly as motion information Bl.
  • Interrupt request triggers, which puts the microcontroller from the energy-saving state in an active operating state, see. also the above description of the further preferred embodiments according to FIG. 3.
  • Thresholds and / or resonant frequencies of the first resonant circuit 15 or its first LC oscillator and / or the vibration generator 13 and its second LC oscillator, for example, the approach or removal of the metallic component 2 are detected.
  • the maximum value memory 27 (FIG. 9) is likewise connected downstream of the clock generator 63, so that an operating state of the
  • Maximum value memory 27 in response to the first clock signal TS1 is controllable.
  • the maximum value memory 27 is preferably completely or at least partially reduced by one value in each individual clock 65.
  • Delay time delay element 73 and instead provide a fixed threshold, so only to check the fixed or predefinable threshold and switch depending on it.
  • a single exciter oscillation 11 (FIG. 10A) is generated for a measuring operation, which correspondingly causes a single first measuring oscillation 7 or MS1 (FIG. 10B) in the first resonant circuit 15.
  • a calibration of the inductive sensor 1 for example by means of previous reference measurements, which an arrangement of the metallic component 2 in different positions relative to the sensor coil 3 and a corresponding evaluation of, for example, at least one
  • Amplitude value of the first measurement oscillation per position have the object, can advantageously already under evaluation of a single measurement oscillation a
  • Movement information Bl can be determined, which is a position of the metallic
  • Component 2 describes relative to the sensor coil 3. In these embodiments, therefore, a comparison of several, for example, directly successive,
  • Stimulated excitation oscillations and determines the movement information (s) as a function of the multiple measuring vibrations.
  • FIG. 10 shows different signal profiles of the excitation oscillation 11 and of the first measuring oscillation 7.
  • a representation A (FIG. 7A) of FIG. 7 the decay of the excitation oscillation 11 can be clearly seen, which after the separation of the oscillation oscillation
  • a representation B (FIG. 10B) of FIG. 10 two signal curves MS1, MS2 of measuring vibrations 7 due to the energization of the first measuring resonant circuit 15 (FIG. 9) are plotted by means of the excitation oscillation 11 shown in FIG. 10A.
  • a solid line MS1 By means of a solid line MS1, a first measuring oscillation of a first clock cycle is shown (excited by an application with a first excitation oscillation 11 according to FIG. 10A), which has the first amplitude value 17, which is symbolized in FIG. 7 by means of a horizontal line.
  • Amplitude values 17 and 21 are in each case maximum values of the measurement oscillations MS1, MS2 which respectively sound and decay again per clock cycle.
  • the second amplitude value 21 is higher than the first amplitude value 17 of the first clock pass. If the second amplitude value 21, the resistors 69 and 71 shown in Figure 9 and / or the at least partially
  • the comparator 77 Reduction of the memory value exceeds 25 predetermined threshold 29 (FIG. 10B), the comparator 77 generates the set signal 79 for setting the flip-flop element 81st
  • FIG. 11 shows different signal characteristics A to F of various signals of the inductive sensor 1 shown by way of example in FIG. 11
  • FIG. 12 shows the waveforms shown in FIG. 11, but in the removal of the metallic component 2 from the sensor coil 3 and the reconnection of the metallic component 2 to the sensor coil 3.
  • FIGS. 11 and 12 a total of four periods of the first clock signal TS1 (FIG. 9) and of the clock 65 are shown in each case.
  • a period is denoted in FIG. 11A by the reference PD and a clock length by the reference TL.
  • the ratio between the clock length TL and intervening pauses P (corresponding to the period PD minus the clock length TL) and the Period PD is preferably chosen to be very small for a power-efficient system according to preferred embodiments, such as, for example, values of about 1: 10,000 and less, preferably about 1: 100,000, and is not drawn to scale in FIGS. 11, 12 for the sake of clarity.
  • FIG. 11 and 12 the rising and falling of the measuring oscillation 7 is illustrated, in each case schematically, in FIG.
  • a representation C of FIGS. 11 and 12 the setting signal 79 provided at the output of the comparator 77 and respectively applied to the set input 81a of the flip-flop element 81 is shown.
  • a representation D of FIGS. 11 and 12 a respective one at the reset input 81 b of the
  • Flipflopions 81 applied signal shown which coincides with the first clock signal TS1 and the clock 65.
  • the memory state (output signal) of the flip-flop element 81 is shown in each case.
  • a time profile of a respective time is shown
  • the flip-flop element 81 is reset per clock cycle 65 and has the reset memory state continuously as shown in FIG. 11E.
  • FIG. 11B after each end (falling edge) of the respective clock 65, one of the measuring oscillations 7 is generated which, due to the presence of the metallic component 2, each have identical maximum amplitude values, as shown in FIG. 11B by means of a dashed horizontal line 2T is symbolized. These maximum amplitude values 2T
  • the respective maximum amplitude value occurs after a certain number of times
  • Vibration periods of the respective measurement vibration in particular directly at the transition from the Aufklingen in the decay.
  • the maximum of the amplitudes occurring in each case can be determined or stored with little effort and is already influenced by the position or movement of the metallic component 2 during the oscillations that are audible. Since in some embodiments the influence over time is added up and measured at a delayed maximum signal maximum, sensitivity and quality of the measurement can be compared conventional approaches (eg, sole consideration of a decaying vibration) are further improved.
  • the time profile of the output signal of the time delay element 73, the time-delayed memory value 25 ' is constant in steady state. This is the case, for example, when the metallic
  • Flip-flop element 81 is set. The flip-flop element 81 remains set until the next clock 65, which causes a reset.
  • the amplitude of the third measuring oscillation 7 "is again increased, which still exceeds the threshold 29 in comparison with the second measuring oscillation 7 'shown in FIG. 12B.
  • the set signal 79 is again generated, whereby the flip-flop element 81 is set for a further period of the clock 65.
  • the metallic component 2 is again approximated to the sensor coil 3 (FIG. 9). It can be seen that, as a result, the threshold 29 is not exceeded by the fourth measuring oscillation 7 '"and therefore the flip-flop element 81 remains reset. In addition, it can be seen that the time-delayed memory value 25 'slowly drops again.
  • Embodiment a measuring vibration 7 'and the first amplitude value 17 to a first clock pass 19 with a subsequent measurement oscillation 7 "or a second amplitude value 21 of a second clock passage 23 compared with each other.
  • This is preferably done cyclically per clock cycle once, in particular in each case the amplitude value of a current clock cycle with the corresponding
  • Amplitude value (preferably in each case the maximum or minimum amplitude value) of the preceding clock cycle is compared.
  • the presence of the metallic component 2 in the region of the sensor coil 3 causes in some embodiments an attenuation of the measuring oscillation 7 in the sensor coil 3, in particular due to the alternating magnetic field induced in the component 2 by the measuring oscillation 7 or its associated magnetic field
  • the metallic component 2 it is also possible for the metallic component 2 to influence a self-resonant frequency of the first LC oscillator or of the first resonant circuit 15 such that they are closer to a frequency of the first LC oscillator
  • Exciter vibration 11 is located and therefore a possible resonance of the first LC oscillator of the first measuring resonant circuit 15 with the second LC oscillator of the vibration generator 13 through the metallic component 2 is more than attenuated.
  • the presence of the metallic component 2 can bring about an increase in the amplitude values 17, 21 and thus the setting of the flip-flop element 81.
  • FIG. 13 schematically shows a circuit diagram of an inductive sensor 1 a according to further preferred embodiments, which also makes it possible to detect a position and / or movement of a metallic component 2.
  • the sensor 1 a has a first sensor coil 3 and a further sensor coil 5, wherein the metallic
  • Component 2 for the o.g. Recognition e.g. at least one of the two sensor coils 3 or 5 is guided.
  • the inductive sensor 1 a of FIG. 13 has the first measuring resonant circuit 15 and a further (second) resonant circuit 16. Both Meßschwing Vietnamesee 15, 16 are present in each case formed by an LC oscillator comprising the elements 3, 53 and 5, 53 '.
  • the measuring resonant circuits 15 and 16 are connected via a respective coupling impedance 55, 57 and 55 ', 57 with the exciter resonant circuit 59, 61 of the vibration generator 13, so that both Meßschwing Vietnamesee 15 and 16 together by the
  • a first measuring oscillation 7 is formed in the first measuring resonant circuit 15, and a secondary measuring oscillation 9 is formed in the second measuring resonant circuit 16.
  • the first measuring resonant circuit 15 generates a first output signal 33 which is dependent on the position and / or movement of the metallic component 2.
  • the second measuring resonant circuit 16 generates a second output signal 35
  • Output signals 33, 35 are fed to a differential amplifier 43, which generates a difference signal 31 therefrom. Due to the difference formation, the difference signal 31 is fundamentally robust against interfering influences on the sensor coil 3 and the further sensor coil 5 of the second measuring resonant circuit 16.
  • Both sensor coils 3 and 5 may preferably be the same orientation and in particular be arranged in front of each other or next to each other.
  • a distance between the two sensor coils 3, 5 may in some embodiments preferably be selected such that the metallic component 2 may act only on one of the two measuring resonant circuits 15, 16 without significantly affecting the other.
  • the maximum value memory 27 and a downstream evaluation circuit 39 are constructed such that the
  • the maximum value memory 27 and the evaluation circuit 39 are time-controlled for this purpose, for example by means of the clock generator 63. As a result, electrical energy can be saved.
  • the maximum value memory 27 has a first partial memory 85, which is connected during the first time window 49 by means of an electrical switching element to the output of the differential amplifier 43, that is, the difference signal 31. Similarly, a second part of memory 87 during the second time window 51 is also connected by means of an electrical switching element to the output of the differential amplifier 43, that is, the difference signal 31.
  • the comparator 77 compares the memory outputs of the first partial memory 85 and the second partial memory 87, ie the respective one
  • the partial memory 85 and 87 can preferably be supplied by the clock 63 with electrical energy, so are in pauses of Takts 65 or in this predetermined measuring breaks substantially de-energized. This can further reduce power consumption.
  • Figure 15 shows in the representations A to D different courses of the
  • FIG. 15A shows the clock 65.
  • FIG. 15B it can be seen that during excitation 65 there is no exciter oscillation 11 at the measuring resonant circuits 15 and 16. As soon as the clock 65 ends and the exciter resonant circuit is no longer energized, the decaying excitation oscillation 11 occurs.
  • FIG. 15C as a result of the excitation by means of the exciter oscillation 11, the difference signal 31 from the measuring oscillation 7 and a further measuring oscillation 9 are further
  • Measuring resonant circuit 16 e.g. shown at approach of the metallic component 2.
  • the approach of the metallic component 2 leads to a
  • the difference signal 31 substantially has a constant fundamental oscillation without an approximation of the metallic component 2. This may be due, for example, to an electromagnetic disturbance acting on the inductive sensor 1a. Basically, the disturbance can be reduced by forming the difference signal 31, but due to a possibly different distance of the sensor coils 3 and 5 with respect to a Störsignalán not entirely.
  • the difference signal 31 in further preferred embodiments in the first time window 49, which is symbolized in Figure 12 by means of two vertical lines in the
  • the comparator 77 compares with a course during the second time window 51, which is also symbolized in FIG. 15 by means of two vertical lines.
  • the comparator 77 generates the set signal 79 only if a maximum value of an amplitude of the difference signal 31 of the second time window 51 exceeds a maximum value of the amplitude of the difference signal 31 of the first time window 49 by the difference threshold 37.
  • the first time window 49 corresponds in particular to the length of the clock 65, that is to say a clock length TL, s.
  • the second time window 51 comprises at least part of the measuring vibrations 7 and 9 generated by coupling, in particular resonance, with the excitation oscillation 11 in the measuring resonant circuits 15, 16 and the difference signal 31 formed therefrom.
  • the second time window 51 preferably closes directly to the first time window 49 and starts, for example as soon as the clock 65 ends or the exciter oscillation 11 begins.
  • the first time window 49 for the first determination of the amplitude of the difference signal 31 may be in preferred embodiments in a period of energization of the inductive element 59 or agree with this.
  • the second time window 51 for the second determination of the amplitude of the difference signal 31 is in further preferred embodiments in a range of maximum amplitude, in particular highest resonance, the difference signal 31 and / or the measuring vibrations 15, 16, wherein the measurement takes place. If the first amplitude changes, for example due to a disturbance variable acting on the sensor coil 3 and / or 5, this is detected and fits in further preferred embodiments
  • the threshold for the second amplitude, ie for the actual measurement for detecting the metallic component 2 accordingly.
  • a whole or at least energy transfer from the vibration generator 13 to the or the resonant circuits 15 and / or 16 instead of the capacitor 57 and / or the resistor 55 partly via an inductive energy transmission path (not shown) make.
  • the coils 3 and / or 5 may optionally receive the energy directly.
  • the evaluation device 1200 (FIG. 7) is designed to have at least two maximum or minimum amplitude values
  • the evaluation device 1200 is designed to have a maximum or minimum amplitude value of a first
  • the apparatus 1000, 1000a, 1000b, 1000c, 1000d comprises at least one functional component 1030, 1300, 1302 according to the embodiments described above with reference to FIGS. 1 to 15, which in the present case is e.g. is a measuring device, which is designed to measure layer thicknesses, wherein the measuring device is in particular adapted to layer thicknesses of layers of paint and / or paint and / or rubber and / or plastic on steel and / or iron and / or cast iron to measure, and / or layers of paint and / or paint and / or rubber and / or plastic on non-magnetic base materials such as Aluminum, and / or copper and / or brass.
  • a measuring device which is designed to measure layer thicknesses
  • the measuring device is in particular adapted to layer thicknesses of layers of paint and / or paint and / or rubber and / or plastic on steel and / or iron and / or cast iron to measure, and / or layers of paint and / or paint and / or rubber and / or plastic
  • the device 1000, 1000a, 1000b, 1000c, 1000d is designed as a mobile device, in particular a hand-held device, according to the embodiments described above with reference to FIGS. 1 to 15.
  • Control unit 1010 for controlling an operation of the device and in particular any existing functional components 1030, 1300, 1302 on.
  • a sensor 1100, 1100 is arranged in the housing 1002 of the device, which sensor has, for example, or represents a Hall sensor, cf. Fig. 2A, 2B.
  • a sensor is arranged in the housing 1002 of the device which is designed as an inductive sensor 1100 ", e.g. according to at least one of the above with reference to Figures 4 to 15
  • the inductive sensor 1100 may have the construction according to FIG. 7, wherein a realization of at least some of the components 1130, 1110, 1200 of the inductive sensor 1100" is similar or comparable to those with reference to FIGS. 9 to 12 and / or comparable to the embodiments described with reference to FIGS. 13 to 15
  • the apparatus 1000, 1000a, 1000b, 1000c, 10OOd is designed to determine the movement information (s) B1 determined by means of the sensor 1100, 1100 ', 1100 ", the position and / or movement of the actuating element 1004, 1004a, 1004b, 1004c, 1004d, at least one layer thickness measurement by the measuring device 1030, 1300 execute or start.
  • Embodiments can be grasped by a user, and the actuator can be moved out of a rest position (e.g., against the spring force of an optional one)
  • Position of the actuating element or its magnetic field influencing component relative to the sensor which can be detected by means of the sensor (for example using the Hall effect, cf. FIGS. 2A, 2B and / or induction effects, cf. FIGS. 7ff).
  • control unit 1010 it can be provided that with the aid of the sensor 1100, 1100 ", 1100” it is determined when the actuating element 1004, 1004a, 1004b, 1004c, 1004d moves back into its rest position or when it does no longer in the range of the sensor 1100, 1100 ", 1100” is positioned. In this case, in further preferred embodiments, the control unit 1010
  • the device 1000b (FIG. 4) is designed to deactivate, at least temporarily, the vibration generator 1130 (FIG. 7), with the device 1000b in particular being designed to control the vibration generator 1130 (FIG.
  • Vibration generator 1130 depending on the motion information at least temporarily disable. This can be expedient in those embodiments in which a signal 11, 7 "generated by the inductive sensor 1100, in particular comprising a magnetic alternating field, may possibly interfere with the operation of the measuring device 1300.
  • Measuring vibration 7 have subsided again below a predetermined threshold. This results in an i.w. through the inductive sensor 1100 "uninfluenced operation of the measuring device 1300th
  • an inductive element in particular a coil, both for the operation of the inductive sensor 1100 "and for the operation of the measuring device 1300.
  • an inductive element in particular a coil
  • the measuring device 1300 has a coil, e.g. for the said
  • this coil of the measuring device 1300 can also be used for the operation of the inductive sensor 1100 ".
  • the inductive sensor 1100 " may be designed to use the coil of the measuring device 1300 at least temporarily as a sensor coil 3.
  • the housing 1002 is hermetically sealed at least in the first axial end region 1002a.
  • the sensors 1100, 1100 ', 1100 ", 1, 1a are advantageously usable in other preferred embodiments for providing a man-machine section,
  • a magnetic money influencing component eg comprising a magnetic and / or metallic object or an at least partially metallic and / or magnetically formed actuating element
  • a magnetic money influencing component eg comprising a magnetic and / or metallic object or an at least partially metallic and / or magnetically formed actuating element
  • the principle according to the embodiments also in devices with partially or completely hermetically sealed (airtight) encapsulated
  • Housing 1002 be used because the measuring principles used (for example, measuring magnetic field (for example, by means of a level sensor) and / or induction, see the with the measuring principles used (for example, measuring magnetic field (for example, by means of a level sensor) and / or induction, see the with the measuring principles used (for example, measuring magnetic field (for example, by means of a level sensor) and / or induction, see the with the measuring principles used (for example, measuring magnetic field (for example, by means of a level sensor) and / or induction, see the with the measuring principles used (for example, measuring magnetic field (for example, by means of a level sensor) and / or induction, see the with the measuring principles used (for example, measuring magnetic field (for example, by means of a level sensor) and / or induction, see the with the measuring principles used (for example, measuring magnetic field (for example, by means of a level sensor) and / or induction, see the with the measuring principles used (for example, measuring magnetic field (for example, by means
  • the principle according to the present embodiments advantageously makes it possible to provide devices with a very energy-efficient detection of a position and / or movement of at least one actuating element. Furthermore, in further preferred embodiments, a plurality of actuators on a (same) Device conceivable whose position and / or movement can be determined by one or possibly several sensors.
  • a position determination with finer may alternatively or additionally to a "binary" detection of positions ("actuator is in the range of the Hall sensor or the sensor coil” / "actuator is not in the range of the Hall sensor or the sensor coil") or movement states (movement of the actuator to the Hall sensor or the sensor coil to / from the Hall sensor or the sensor coil away) in other preferred embodiments, a position determination with finer
  • detecting a movement is to be construed broadly, in particular can be understood as whether a distance between the actuator and the sensor is static and / or increases and / or decreases and / or exceeds a predetermined first threshold and / or a predetermined second Threshold falls below, and / or if the actuator is moved to the sensor and / or is present there and / or moved away from the sensor and / or is not present there.
  • a distance between the actuator and the sensor is static and / or increases and / or decreases and / or exceeds a predetermined first threshold and / or a predetermined second Threshold falls below, and / or if the actuator is moved to the sensor and / or is present there and / or moved away from the sensor and / or is not present there.
  • the amplitude values are preferably determined as respective maximum amplitude values, that is to say between fading and decay of the respective measuring oscillation, for example when a signal maximum of the respective measuring oscillation occurs.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

Elektronisches Gerät mit einem Gehäuse und einem relativ zu dem Gehäuse bewegbaren Betätigungselement, wobei das Betätigungselement wenigstens eine Magnetfeldbeeinflussungskomponente aufweist, die dazu ausgebildet ist, ein magnetisches Feld zu erzeugen und/oder zu beeinflussen, wobei das Gerät einen Sensor zum Erkennen einer Position und/oder einer Bewegung des Betätigungselements und/oder der Magnetfeldbeeinflussungskomponente aufweist.

Description

Titel: Elektronisches Gerät mit Sensor
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Offenbarung betrifft ein elektronisches Gerät mit einem Gehäuse und einem relativ zu dem Gehäuse bewegbaren Betätigungselement.
Stand der Technik
Derartige Geräte sind bekannt und können beispielsweise in Form von
Handmessgeräten bereitgestellt werden, bei denen das Betätigungselement durch einen Benutzer des Geräts betätigbar, insbesondere bewegbar, ist. Die
Betätigungselemente bekannter Geräte wirken häufig direkt auf einen elektrischen Schaltkreis bzw. bilden einen Teil eines Schaltkreises, was einen komplexen Aufbau sowie eine Anfälligkeit gegenüber Verschmutzung bedingt. Daher ist insbesondere eine gute elektrische Kontaktgabe von durch das Betätigungselement betätigbaren elektrischen Kontaktelementen oft nicht über einen längeren Zeitraum sichergestellt.
Offenbarung der Erfindung
Demgemäß ist es Aufgabe bevorzugter Ausführungsformen, ein Gerät der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die genannten Nachteile vermindert bzw. vermieden werden.
Bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein elektronisches Gerät mit einem Gehäuse und einem relativ zu dem Gehäuse bewegbaren Betätigungselement, wobei das Betätigungselement wenigstens eine Magnetfeldbeeinflussungskomponente aufweist, die dazu ausgebildet ist, ein magnetisches Feld zu erzeugen und/oder zu beeinflussen, wobei das Gerät einen Sensor zum Erkennen einer Position und/oder einer Bewegung des Betätigungselements und/oder der
Magnetfeldbeeinflussungskomponente aufweist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die
Magnetfeldbeeinflussungskomponente wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist: einen Permanentmagnet, ein magnetisierbares Element, eine elektrisch leitfähige Komponente, eine metallische Komponente.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die
Magnetfeldbeeinflussungskomponente zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig, in das Betätigungselement integriert ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die
Magnetfeldbeeinflussungskomponente unlösbar mit dem Betätigungselement verbunden ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die
Magnetfeldbeeinflussungskomponente integraler Bestandteil des Betätigungselements ist. Beispielsweise kann das Betätigungselement selbst aus einem magnetischen bzw. magnetisierbaren Material ausgebildet sein.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Betätigungselement als Spritzgussteil ausgebildet ist, wobei die
Magnetfeldbeeinflussungskomponente zumindest teilweise in das Betätigungselement integriert, insbesondere eingegossen, ist, vorzugsweise vollständig in das
Betätigungselement integriert (insbesondere allseitig von dem Material des
Betätigungselements umschlossen), insbesondere darin eingegossen, ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Betätigungselement hülsenförmig (also z.B. im wesentlichen hohlzylindrisch) ausgebildet ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Betätigungselement koaxial um das Gehäuse des Geräts herum angeordnet ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Betätigungselement an dem Gehäuse axial hin- und herbewegbar angeordnet ist. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der Sensor wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist: einen magnetoresistiven Sensor, insbesondere Hallsensor, einen induktiven Sensor, einen Reed-Sensor, insbesondere Reed-Schalter.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass wenigstens eine Komponente des Geräts in Abhängigkeit der Position und/oder Bewegung des
Betätigungselements und/oder der Magnetfeldbeeinflussungskomponente aktivierbar und/oder deaktivierbar ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass wenigstens eine Komponente des Geräts in Abhängigkeit der Position und/oder Bewegung des
Betätigungselements und/oder der Magnetfeldbeeinflussungskomponente von einem ersten Betriebszustand (z.B. regulärer Betriebsmodus) in wenigstens einen zweiten Betriebszustand (z.B. Energiesparzustand, in dem die elektrische Energieaufnahme gegenüber dem regulären Betriebsmodus reduziert ist) versetzbar ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Gehäuse eine im wesentlichen kreiszylindrische Grundform aufweist, wobei das Betätigungselement eine im wesentlichen hohlzylindrische Grundform (bevorzugt kreiszylindrisch) aufweist und einen ersten axialen Endbereich des Gehäuses koaxial umgibt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass wenigstens eine Komponente des Sensors innerhalb des Gehäuses und in dem ersten axialen
Endbereich angeordnet ist, wobei insbesondere wenigstens ein Hallsensor oder wenigstens eine Sensorspule oder wenigstens ein Reed-Schalter des Sensors in dem ersten axialen Endbereich angeordnet ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass radial zwischen dem Gehäuse und dem, insbesondere hohlzylindrischen, Betätigungselement ein Federelement, insbesondere eine Druckfeder, vorgesehen ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Gehäuse die Schutzart 67 gemäß DIN EN 60529 aufweist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Gehäuse zumindest in einem bzw. dem ersten axialen Endbereich hermetisch dicht ist. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Gerät eine Auswerteeinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine die Position und/oder Bewegung des Betätigungselements charakterisierende Bewegungsinformation in Abhängigkeit eines Ausgangssignals des Sensors zu ermitteln.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die
Magnetfeldbeeinflussungskomponente des Betätigungselements wenigstens eine metallische Komponente aufweist, wobei der Sensor ein induktiver Sensor ist, wobei der induktive Sensor aufweist: einen eine Sensorspule aufweisenden ersten
Messschwingkreis, in dem eine erste Messschwingung erzeugbar ist, und einen Schwingungsgenerator, der dazu ausgebildet ist, eine Erregerschwingung zu erzeugen und zumindest zeitweise den ersten Messschwingkreis mit der Erregerschwingung zu beaufschlagen, wobei das Gerät eine Auswerteeinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine die Position und/oder Bewegung des Betätigungselements charakterisierende Bewegungsinformation in Abhängigkeit der ersten Messschwingung zu ermitteln.
Die Vorsehung des induktiven Sensors gemäß weiteren bevorzugten
Ausführungsformen ermöglicht vorteilhaft einen zuverlässigen Betrieb des Geräts, und gleichzeitig ist durch den Aufbau des induktiven Sensors gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen eine besonders geringe elektrische Energieaufnahme für seinen Betrieb erforderlich. Mittels der Messschwingung kann gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen eine Wechselwirkung der metallischen Komponente des
Betätigungselements mit der Sensorspule ermittelt werden, und durch die
Auswerteeinrichtung kann gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen daraus eine Position und/oder Bewegung des Betätigungselements ermittelt werden. Die Erregerschwingung kann gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen vorteilhaft sehr energieeffizient erzeugt werden und benötigt während eines Abklingens gar keine elektrische Energiezufuhr.
Die Messschwingung kann gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen unter Beaufschlagung mit der Erregerschwingung erzeugt werden, bei besonders
vorteilhaften Ausführungsformen insbesondere durch eine Resonanz mit der
Erregerschwingung, und benötigt daher auch keine gesonderte Energiezufuhr.
Untersuchungen der Anmelderin zufolge sind dadurch Stromverbräuche für den induktiven Sensor gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen von etwa 200 nA (Nanoampere) bei einer Betriebsspannung von etwa 3 V (Volt) möglich.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist die Messschwingung einen aufklingenden und anschließend wieder abklingenden Signalverlauf auf, der sehr leicht durch die Auswerteeinrichtung ausgewertet werden kann, beispielsweise immer zwischen dem Aufklingen und dem Abklingen, insbesondere wenn ein Signalmaximum der Hüllkurve der Messschwingung auftritt. Der aufklingende Signalverlauf ergibt sich z.B. dadurch, dass in Form der Erregerschwingung bereitgestellte Energie auf den ersten Messschwingkreis übertragen wird, wodurch dieser zu der aufklingenden
Schwingung anregbar ist, und der abklingende Signalverlauf ergibt sich z.B. dadurch, dass die Erregerschwingung selbst abklingt, wodurch - im Unterschied zu der aufklingenden Schwingung - weniger Energie je Zeit bzw. gar keine Energie mehr auf den ersten Messschwingkreis übertragen wird, und dieser somit auch ausschwingt.
Generell kann gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen eine Schwingung des ersten Messschwingkreises beispielsweise durch eine sich zeitlich ändernde elektrische Spannung charakterisiert werden, die an der Sensorspule anliegt und/oder durch einen sich zeitlich ändernden elektrischen Strom, der durch die Sensorspule fließt. Bei manchen Ausführungsformen kann die Auswerteeinrichtung beispielsweise die genannte elektrische Spannung und/oder den genannten elektrischen Strom auswerten, um Bewegungsinformationen zu ermitteln, die eine Position und/oder Bewegung des Betätigungselements charakterisieren.
Besonders vorteilhaft an weiteren bevorzugten Ausführungsformen, die eine auf- und wieder abklingende Schwingung in dem Messschwingkreis zum Gegenstand haben, ist ferner, dass ein Signalmaximum (z.B. maximale Spannung) der auf- und wieder abklingenden Schwingung im Vergleich zu einer z.B. lediglich abklingenden
Schwingung deutlich stärker von einer Wechselwirkung der Sensorspule mit dem
Betätigungselement bzw. seiner wenigstens einen metallischen Komponente abhängt, wodurch sich eine größere Empfindlichkeit des vorgeschlagenen Messprinzips als bei konventionellen induktiven Verfahren ergibt, und wodurch ein präziseres und von Störungseinflüssen unabhängigeres Erkennen der Position und/oder Bewegung des Betätigungselements ermöglicht ist. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann das Betätigungselement selbst beispielsweise nicht elektrisch leitfähig ausgebildet sein, jedoch wenigstens eine metallische bzw. elektrisch leitfähige Komponente aufweisen, deren elektrisch leitfähiges Material in Wechselwirkung mit der Messschwingung der ersten Sensorspule treten und somit ausgewertet werden kann. Bei weiteren bevorzugten
Ausführungsformen kann das Betätigungselement selbst auch zumindest teilweise bzw. bereichsweise elektrisch leitfähig ausgebildet sein, und kann ggf. zusätzlich eine elektrisch leitfähige Komponente aufweisen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen besteht eine durch die
Auswerteeinrichtung auswertbare Wechselwirkung des Betätigungselements (bzw. seiner metallischen bzw. elektrisch leitfähigen Komponente) mit der Sensorspule darin, dass ein durch die Messchwingung hervorgerufenes magnetisches Wechselfeld im Bereich der Sensorspule Wirbelströme in dem Betätigungselement bzw. seiner metallischen bzw. elektrisch leitfähigen Komponente induziert. Dies kann beispielsweise eine Dämpfung der ersten Messschwingung bewirken. Je nach Anordnung des
Betätigungselements in Bezug auf die Sensorspule kann diese Wechselwirkung stärker oder schwächer ausfallen, was auswertbar ist. Insbesondere können dadurch sowohl eine Position des Betätigungselements als auch Bewegungen des Betätigungselements erkannt werden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist denkbar, dass eine Annäherung des Betätigungselements bzw. seiner metallischen Komponente an die Sensorspule bzw. Entfernung von der Sensorspule die Resonanzfrequenz des ersten
Messschwingkreises beeinflusst, so dass sich anstelle der vorstehend genannten Dämpfung auch eine Verstärkung der ersten Messschwingung bei Annäherung des Betätigungselements an die erste Sensorspule ergeben kann.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist der Schwingungsgenerator dazu ausgebildet, mehrere zeitlich aufeinanderfolgende Erregerschwingungen zu erzeugen und den ersten Messschwingkreis mit den mehreren Erregerschwingungen zu beaufschlagen, wodurch sich insbesondere eine der Anzahl der mehreren zeitlich aufeinanderfolgende Erregerschwingungen entsprechende Mehrzahl von
Messschwingungen ergibt. Bei anderen Ausführungsformen kann auch vorgesehen sein, den ersten Messschwingkreis mit einer einzigen Erregerschwingung zu beaufschlagen, wodurch sich eine einzige Messschwingung ergibt. Untersuchungen der Anmelderin zufolge kann die Auswertung einer einzigen Messschwingung ausreichen, um
Bewegungsinformationen für manche Anwendungsfälle hinreichend genau zu bestimmen. Demgegenüber kann bei anderen Ausführungsformen im Falle von mehreren Erregerschwingungen und mehreren Messschwingungen eine vergleichbare Auswertung beispielsweise wiederholt durchgeführt werden, wodurch sich in manchen Fällen die Genauigkeit steigern lässt und/oder Bewegungen besser erkennbar sind.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist der Schwingungsgenerator dazu ausgebildet, periodisch mit einer ersten Taktfrequenz die mehreren
Erregerschwingungen zu erzeugen und den ersten Messschwingkreis mit den periodisch erzeugten Erregerschwingungen zu beaufschlagen. Bei weiteren
bevorzugten Ausführungsformen beträgt die erste Taktfrequenz zwischen etwa 0,5 Flertz und etwa 800 Flertz, bevorzugt zwischen etwa 2 Flertz und etwa 100 Flertz, besonders bevorzugt zwischen etwa 5 Flertz und etwa 20 Flertz.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist der Schwingungsgenerator dazu ausgebildet, den ersten Messschwingkreis so mit der Erregerschwingung zu
beaufschlagen, dass die erste Messschwingung eine aufklingende und anschließend wieder abklingende Schwingung ist. Dadurch ergibt sich wie vorstehend bereits angesprochen eine besonders empfindliche Auswertung.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist der erste Messschwingkreis, insbesondere zum Erzeugen einer aufklingenden und anschließend wieder
abklingenden Messschwingung, in Resonanz mit der Erregerschwingung bringbar.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist der erste Messschwingkreis ein erster LC-Oszillator mit einer ersten Resonanzfrequenz, wobei die Sensorspule ein induktives Element des ersten LC-Oszillators ist, und wobei ein kapazitives Element des ersten LC-Oszillators parallel zu der Sensorspule geschaltet ist. In diesem Fall ergibt sich in an sich bekannter Weise die erste Resonanzfrequenz, bei der es sich um die
Eigenresonanzfrequenz des ersten LC-Oszillators handelt, aus der Induktivität der Sensorspule und der Kapazität des kapazitiven Elements. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist der Schwingungsgenerator dazu ausgebildet, die Erregerschwingung mit einer zweiten Frequenz zu erzeugen, wobei die zweite Frequenz zwischen etwa 60 Prozent und etwa 140 Prozent der ersten
Resonanzfrequenz des ersten LC-Oszillators beträgt. Besonders bevorzugt beträgt die zweite Frequenz zwischen etwa 80 Prozent und etwa 120 Prozent der ersten
Resonanzfrequenz des ersten LC-Oszillators, weiter bevorzugt zwischen etwa 95 Prozent und etwa 105 Prozent der ersten Resonanzfrequenz.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Schwingungsgenerator einen zweiten LC-Oszillator auf und einen Taktgeber, der dazu ausgebildet ist, den zweiten LC-Oszillator mit einem ersten Taktsignal oder einem von dem ersten Taktsignal abgeleiteten Signal (beispielsweise mit einem verstärkten ersten Taktsignal) zu beaufschlagen, das die erste Taktfrequenz und eine vorgebbare Taktlänge aufweist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen beträgt die vorgebbare Taktlänge zwischen etwa 100 Nanosekunden und etwa 1000 Millisekunden, insbesondere zwischen etwa 500 Nanosekunden und etwa 10 Mikrosekunden, besonders bevorzugt etwa eine Mikrosekunde.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist der erste Messschwingkreis, insbesondere zumindest zeitweise, induktiv mit dem Schwingungsgenerator gekoppelt. Bei anderen Ausführungsformen ist der erste Messschwingkreis kapazitiv mit dem Schwingungsgenerator gekoppelt, bevorzugt über ein Kopplungsglied, das aus einer elektrischen Serienschaltung von einem Kopplungswiderstand und einem
Kopplungskondensator besteht. Hierdurch kann die Kopplungsimpedanz präzise eingestellt werden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet, wenigstens zwei maximale oder minimale Amplitudenwerte
unterschiedlicher Schwingungsperioden der (selben) Messschwingung miteinander zu vergleichen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet, einen maximalen oder minimalen Amplitudenwert einer ersten
Messschwingung der mehreren Messschwingungen mit einem entsprechenden maximalen oder minimalen Amplitudenwert einer zweiten Messschwingung der mehreren Messschwingungen zu vergleichen, wobei vorzugsweise die zweite Messschwingung auf die erste Messschwingung folgt, insbesondere direkt (ohne, dass eine weitere Messschwingung zwischen der ersten und zweiten Messschwingung stattfindet) auf die erste Messschwingung folgt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet, einen ersten Amplitudenwert der Messschwingung eines ersten
Taktdurchgangs mit einem Amplitudenwert der Messschwingung eines zweiten
Taktdurchgangs zu vergleichen, wobei das Vergleichen insbesondere eine
Differenzbildung umfasst. Unter einem Taktdurchgang kann der Ablauf eines
Taktimpulses und der darauffolgenden Taktpause beziehungsweise eine Taktperiode verstanden werden.
Beispielsweise kann bei manchen Ausführungsformen anhand eines Überschreitens oder Unterschreitens eines vorgebbaren Schwellwerts für die Differenz ermittelt werden, ob sich zwischen zwei Taktdurchgängen eine Position des Betätigungselements geändert hat oder nicht. Es können also z.B. Änderungen der Position erfasst werden. Je nach Auslegung kann bei manchen Ausführungsformen (nur) ein Entfernen, (nur) eine Annäherung des Betätigungselements oder beides erfasst werden. Beispielsweise führt bei bevorzugten Ausführungsformen ein Verbleiben des Betätigungselements in einer (selben) Position nicht zu einem Unter- oder Überschreiten des Schwellwerts.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist wenigstens ein zweiter
Messschwingkreis vorgesehen, der eine zweite Sensorspule aufweist, und in dem eine sekundäre Messschwingung erzeugbar ist, wobei der Schwingungsgenerator dazu ausgebildet ist, auch den zweiten Messschwingkreis zumindest zeitweise mit der Erregerschwingung zu beaufschlagen, wobei die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, die die Position und/oder Bewegung des Betätigungselements charakterisierende Bewegungsinformation in Abhängigkeit der ersten Messschwingung und der
sekundären Messschwingung zu ermitteln.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist die Auswerteeinrichtung einen Vergleicher auf, der dazu ausgebildet ist, einen Amplitudenwert der Messschwingung mit einem Vorgabewert zu vergleichen. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist eine
Vorgabewerterzeugungseinrichtung vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, den
Vorgabewert zu erzeugen, wobei die Vorgabewerterzeugungseinrichtung insbesondere dazu ausgebildet ist, den Vorgabewert zumindest zeitweise a) als statischen Wert und/oder zumindest zeitweise b) in Abhängigkeit eines Amplitudenwerts der
Messschwingung zu erzeugen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist ein Flipflopelement vorgesehen, dessen Setzeingang mit einem Ausgang des Vergleichers verbunden oder verbindbar ist, und dessen Rücksetzeingang mit einem Taktsignal, insbesondere dem ersten Taktsignal, beaufschlagbar ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist ein Tiefpass vorgesehen, und ein Ausgang des Flipflopelements ist mit einem Eingang des Tiefpasses verbunden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist das Gerät zur Ausführung der folgenden Schritte ausgebildet: periodisches Erzeugen von mehreren
Erregerschwingungen, insbesondere abklingenden Erregerschwingungen, mittels des Schwingungsgenerators, und Beaufschlagen des ersten Messschwingkreises mit den mehreren Erregerschwingungen, wobei insbesondere der erste Messschwingkreis so mit den mehreren Erregerschwingungen beaufschlagbar ist, dass a) der erste
Messschwingkreis, vorzugsweise zumindest in etwa, in Resonanz mit einer jeweiligen Erregerschwingung versetzt wird und/oder b) die Messschwingung als aufklingende und anschließend wieder abklingende Schwingung erhalten wird.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist das Gerät wenigstens eine
Funktionskomponente auf, wobei das Gerät dazu ausgebildet ist, einen Betriebszustand und/oder einen Wechsel eines Betriebszustands der wenigstens einen
Funktionskomponente in Abhängigkeit von der Bewegungsinformation zu steuern.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist die wenigstens eine
Funktionskomponente eine Messeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, Schichtdicken zu messen, wobei die Messeinrichtung insbesondere dazu ausgebildet ist, Schichtdicken von Schichten aus Lack und/oder Farbe und/oder Gummi und/oder oder Kunststoff auf Stahl und/oder Eisen und/oder Gusseisen zu messen, und/oder Schichten aus Lack und/oder Farbe und/oder Gummi und/oder oder Kunststoff auf nichtmagnetischen Grundwerkstoffen wie z.B. Aluminium, und/oder Kupfer und/oder Messing.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist das Gerät dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von der Bewegungsinformation wenigstens eine Schichtdickenmessung durch die bzw. mittels der Messeinrichtung auszuführen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist das Gerät dazu ausgebildet, zumindest zeitweise den Schwingungsgenerator zu deaktivieren, wobei insbesondere das Gerät dazu ausgebildet ist, den Schwingungsgenerator in Abhängigkeit der
Bewegungsinformation zumindest zeitweise zu deaktivieren.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist das Gehäuse eine im wesentlichen kreiszylindrische Grundform auf, wobei das Betätigungselement eine im wesentlichen hohlzylindrische Grundform aufweist und einen ersten axialen Endbereich des
Gehäuses koaxial umgibt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist die Sensorspule innerhalb des
Gehäuses und zumindest teilweise in dem ersten axialen Endbereich angeordnet.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist radial zwischen dem Gehäuse und dem hohlzylindrischen Betätigungselement eine Druckfeder vorgesehen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist das Gehäuse zumindest in dem ersten axialen Endbereich hermetisch dicht.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines elektronischen Geräts mit einem Gehäuse und einem relativ zu dem Gehäuse bewegbaren Betätigungselement, wobei das Betätigungselement wenigstens eine Magnetfeldbeeinflussungskomponente aufweist, die dazu ausgebildet ist, ein
magnetisches Feld zu erzeugen und/oder zu beeinflussen, wobei das Gerät einen Sensor zum Erkennen einer Position und/oder einer Bewegung des
Betätigungselements und/oder der Magnetfeldbeeinflussungskomponente aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Erkennen einer Bewegung des Betätigungselements, wobei das Erkennen insbesondere mittels des Sensors ausführbar ist. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Verfahren weiter: Steuern eines Betriebs wenigstens einer Komponente des Geräts, z.B. Aktivieren bzw.
Aufwecken der Komponente aus einem Energiesparzustand.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen wird das Steuern insbesondere in
Abhängigkeit der Erkennung der Bewegung ausgeführt. Beispielsweise kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen dann, wenn eine Bewegung des
Betätigungselements auf den Sensor zu erkannt worden ist, eine erste
Steuerungsaktion ausgeführt werden, und dann, wenn eine Bewegung des
Betätigungselements von dem Sensor weg erkannt worden ist, eine zweite
Steuerungsaktion ausgeführt werden, wobei die zweite Steuerungsaktion insbesondere verschieden ist von der ersten Steuerungsaktion.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf die Verwendung eines elektronischen Geräts nach den Ausführungsformen zur Messung wenigstens einer physikalischen Größe, insbesondere einer Schichtdicke wenigstens einer Lackschicht. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Schutzansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm eines elektronischen
Geräts gemäß bevorzugten Ausführungsformen, Figur 2A schematisch eine Seitenansicht eines Geräts gemäß weiteren
bevorzugten Ausführungsformen in einem ersten Zustand in
teilweisem Querschnitt,
Figur 2B schematisch eine Seitenansicht des Geräts gemäß Figur 2A
in einem zweiten Zustand in teilweisem Querschnitt, Figur 3 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,
Figur 4 schematisch ein Blockdiagramm eines elektronischen Geräts gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen, Figur 5 schematisch ein Blockdiagramm eines elektronischen
Geräts gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,
Figur 6 schematisch ein Blockdiagramm eines elektronischen
Geräts gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,
Figur 7 schematisch ein Blockdiagramm eines Sensors gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,
Figur 8A schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm eines
Verfahrens gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,
Figur 8B schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm eines
Verfahrens gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen, Figur 8C schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,
Figur 9 schematisch ein Schaltbild eines induktiven Sensors gemäß
weiteren bevorzugten Ausführungsformen,
Figur 10A,
10B schematisch Signalverläufe einer Erregerschwingung sowie einer
Messschwingung zu einem ersten Taktdurchgang und einem zweiten Taktdurchgang des in Figur 9 gezeigten induktiven Sensors,
Figur 11A
bis 11 F schematisch jeweils unterschiedliche Zeitverläufe verschiedener Signale des in Figur 9 gezeigten induktiven Sensors in
einem ersten Betriebszustand; Figur 12A
bis 12F schematisch die in Figur 11 A bis 11 F gezeigten Signalverläufe
jeweils in einem zweiten Betriebszustand,
Figur 13 schematisch ein Schaltbild eines induktiven Sensors gemäß
weiteren bevorzugten Ausführungsformen,
Figur 14 schematisch einen Maximalwertspeicher gemäß weiteren bevorzugten
Ausführungsformen, und
Figur 15A
bis 15D schematisch Signalverläufe einer Erregerschwingung sowie eines
Differenzsignals in unterschiedlichen Zeitfenstern.
Figur 1 zeigt schematisch ein Blockdiagramm eines elektronischen Geräts 1000 gemäß bevorzugten Ausführungsformen. Das Gerät 1000 weist ein Gehäuse 1002 und ein relativ zu dem Gehäuse 1002 bewegbares Betätigungselement 1004 auf. Vorliegend ist das Betätigungselement 1004 beispielsweise in etwa entlang einer Längsachse des Gehäuses 1002 relativ zu dem Gehäuse 1002 hin- und herbewegbar, vergleiche den Doppelpfeil a1. Eine erste (in Fig. 1 rechte) axiale Endposition des Betätigungselements 1004 ist mit dem Bezugszeichen 1004 gekennzeichnet, und eine zweite (in Fig. 1 linke) axiale Endposition ist mit dem Bezugszeichen 1004“ bezeichnet.
Das Betätigungselement 1004 weist wenigstens eine
Magnetfeldbeeinflussungskomponente 1040 auf, die dazu ausgebildet ist, ein magnetisches Feld zu erzeugen und/oder zu beeinflussen, wobei das Gerät 1000 einen Sensor 1100 zum Erkennen einer Position und/oder einer Bewegung des
Betätigungselements 1004 und/oder der Magnetfeldbeeinflussungskomponente 1040 aufweist. Dadurch kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen vorteilhaft eine Position und/oder Bewegung z.B. des Betätigungselements 1004 ermittelt bzw. erkannt werden und z.B. ein Betrieb des Geräts 1000 bzw. wenigstens einer Komponente hiervon in Abhängigkeit der Position und/oder Bewegung z.B. des Betätigungselements 1004 ausgeführt bzw. gesteuert bzw. geregelt werden.
Besonders bevorzugt ist der Sensor 1100 dazu ausgebildet, ein durch die
Magnetfeldbeeinflussungskomponente 1040 erzeugtes bzw. erzeugbares Magnetfeld und/oder eine Beeinflussung eines bestehenden bzw. erzeugbaren Magnetfelds durch die Magnetfeldbeeinflussungskomponente 1040 zu ermitteln bzw. zu erkennen und in Abhängigkeit hiervon z.B. ein Ausgangssignal auszugeben.
Beispielsweise kann das Gerät 1000 (Fig. 1 ) bei weiteren bevorzugten
Ausführungsformen über eine optionale Steuereinheit 1010 verfügen, die den Betrieb des Geräts 1000 und/oder den Betrieb einer oder mehrerer ebenfalls optionaler
Funktionseinheiten 1300, 1302 in Abhängigkeit der Position und/oder Bewegung z.B. des Betätigungselements 1004 steuert.
Figur 2A zeigt schematisch eine Seitenansicht eines elektronischen Geräts 1000a gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen in einem ersten Zustand in teilweisem Querschnitt, und Figur 2B zeigt das Gerät 1000a aus Figur 2A in einem zweiten
Zustand. Das Gehäuse 1002 des Geräts 1000a weist eine i.w. hohlzylindrische
Grundform auf. In einem Innenraum des Gehäuses 1002 ist eine optionale
Steuereinheit 1010 und ein Sensor 1100“ angeordnet.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Betätigungselement 1004a hülsenförmig (also z.B. im wesentlichen hohlzylindrisch) ausgebildet. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Betätigungselement 1004a koaxial um das Gehäuse 1002 des Geräts 1000a herum angeordnet ist, wobei es insbesondere einen axialen Endbereich 1002a des Gehäuses 1002 zumindest teilweise umgibt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Betätigungselement 1004a an dem Gehäuse 1002 axial hin- und herbewegbar angeordnet ist. Beispielsweise befindet sich das Betätigungselement 1004a bei der Abbildung gemäß Figur 2A in einer ersten axialen Endposition, die z.B. dadurch charakterisiert ist, dass sich eine in Figur 2A nach rechts weisende Stirnseite (nicht bezeichnet, vgl. den in Fig. 2A rechten axialen Endbereich 1004a‘) des
Betätigungselements 1004a auf der Schulter 1002b‘ des Gehäuses 1002 abstützt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen wird das Betätigungselement 1004a durch ein Federelement 1005 mit einer Federkraft (in Fig. 2A nach rechts wirkend) beaufschlagt, die das Betätigungselement 1004a gegen die Schulter 1002b‘ drückt. Das Federelement 1005 stützt sich dabei bevorzugt an einem Anschlag 1002b ab, der z.B. an einer Außenwand des Gehäuses 1002 angeordnet, z.B. angeformt, ist. Besonders bevorzugt ist somit das Federelement 1005, wie in Fig. 2A, 2B dargestellt, radial zwischen dem Gehäuse 1002 und dem hohlzylindrischen Betätigungselement 1004a angeordnet. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist das Federelement 1005 eine Druckfeder auf.
Zur Betätigung des Betätigungselements 1004a kann es bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen gegen die Federkraft des Federelements 1005, also in Fig. 2B nach links, bewegt werden, wodurch seine in Fig. 2B rechte Stirnseite nicht mehr an der Schulter 1002b‘ aufliegt und das Federelement 1005 gegen den Anschlag 1002b kraftbeaufschlagt wird. Beispielsweise kann die in Figur 2B abgebildete Position des Betätigungselements 1004a einer zweiten axialen Endposition entsprechen, in die das Betätigungselement 1004a bei einer manuellen Bedienung durch einen Benutzer zumindest zeitweise bewegt wird.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die
Magnetfeldbeeinflussungskomponente 1040 wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist: einen Permanentmagnet, ein magnetisierbares Element, eine elektrisch leitfähige Komponente, eine metallische Komponente. Vorliegend, vgl. Fig. 2A, 2B, weist die Magnetfeldbeeinflussungskomponente 1040 einen Permanentmagneten 1041 auf. Bevorzugt ist der Permanentmagnet 1041 als Quadermagnet ausgebildet, weiter bevorzugt als Neodym (Nd)-Magnet. Weiter bevorzugt weist der Permanentmagnet 1040 eine Neodym (Nd) - Eisen (Fe) - Bor (B), NdFeB-, Legierung auf.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die
Magnetfeldbeeinflussungskomponente 1040, vorliegend z.B. der Permanentmagnet 1041 , zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig, in das Betätigungselement 1004a integriert ist. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Magnetfeldbeeinflussungskomponente 1040 unlösbar mit dem Betätigungselement 1004a verbunden ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die
Magnetfeldbeeinflussungskomponente 1040 integraler Bestandteil des
Betätigungselements 1004a ist. Beispielsweise kann das Betätigungselement 1004a selbst - zumindest teilweise bzw. bereichsweise - aus einem magnetischen bzw.
magnetisierbaren Material ausgebildet sein (nicht gezeigt). Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das
Betätigungselement 1004a als Spritzgussteil ausgebildet ist, insbesondere als
Kunststoff-Spritzgussteil, wobei die Magnetfeldbeeinflussungskomponente 1040 zumindest teilweise in das Betätigungselement 1004a integriert, insbesondere eingegossen, ist, vorzugsweise vollständig in das Betätigungselement 1004a integriert (insbesondere allseitig von dem Material des Betätigungselements 1004a
umschlossen), insbesondere darin eingegossen, ist.
Beispielsweise kann das Betätigungselement 1004a somit bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen als Kunststoffhülse mit darin integriertem, z.B. eingegossenem, Permanentmagnet 1041 ausgebildet sein.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der Sensor 1100“ wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist: einen magnetoresistiven Sensor, insbesondere Hallsensor, einen induktiven Sensor, einen Reed-Sensor, insbesondere Reed-Schalter.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Sensor 1100“ beispielsweise einen Hallsensor 1101 auf, der ein Annäherung des in das Betätigungselement 1004a integrierten Permanentmagneten 1041 durch eine veränderte Magnetfeldwirkung 1040“ erkennen kann. Beispielsweise kann der Sensor 1100“ bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ein Ausgangssignal ausgeben, das die Annäherung des
Betätigungselements 1004a an den Sensor 1100“ charakterisiert.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass wenigstens eine Komponente des Geräts 1000a in Abhängigkeit der Position und/oder Bewegung des Betätigungselements 1004a und/oder der Magnetfeldbeeinflussungskomponente 1040 aktivierbar und/oder deaktivierbar ist.
Beispielsweise kann hierzu bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen das
Ausgangssignal des Sensors 1100“ ausgewertet werden und die wenigstens eine Komponente des Geräts 1000a in Abhängigkeit der Position und/oder Bewegung des Betätigungselements 1004a und/oder der Magnetfeldbeeinflussungskomponente 1040 gesteuert werden, z.B. aktiviert und/oder deaktiviert werden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die optionale Steuereinheit 1010 und/oder eine Funktionskomponente 1030 des Geräts 1000a in Abhängigkeit der Position und/oder Bewegung des Betätigungselements 1004a und/oder der Magnetfeldbeeinflussungskomponente 1040 gesteuert wird, z.B. aktiviert und/oder deaktiviert wird.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass wenigstens eine Komponente 1010, 1030 des Geräts 1000a in Abhängigkeit der Position und/oder Bewegung des Betätigungselements und/oder der
Magnetfeldbeeinflussungskomponente von einem ersten Betriebszustand (z.B.
regulärer Betriebsmodus) in wenigstens einen zweiten Betriebszustand (z.B.
Energiesparzustand, in dem die elektrische Energieaufnahme gegenüber dem regulären Betriebsmodus reduziert ist) versetzbar ist.
Beispielsweise kann das Gerät 1000a bzw. wenigstens eine Komponente hiervon, z.B. die optionale Steuereinheit 1010, einen Energiesparzustand aufweisen, den es bzw. sie, vorzugsweise periodisch, einnimmt. Sobald das Betätigungselement 1004a aus seiner Ruhelage, vgl. den Zustand gemäß Fig. 2A, herausbewegt wird, beispielsweise durch Bewegen des Betätigungselements 1004a relativ zu dem Gehäuse 1002 nach links in Fig. 2A, 2B, kann der Flallsensor 1101 z.B. die damit einhergehende Änderung der Position des Betätigungselements 1004a erfassen (z.B. aufgrund einer Änderung des magnetischen Felds 1040“ im Bereich des Sensors 1101 , bewirkt durch die
Annäherung des Permanentmagneten 1041 zusammen mit dem Betätigungselement 1004a) und das Gerät 1000a bzw. die wenigstens eine Komponente hiervon, z.B. die optionale Steuereinheit 1010, aus dem Energiesparzustand in einen anderen
Betriebszustand, z.B. einen regulären Betriebszustand, versetzen.
Figur 3 zeigt hierzu beispielhaft ein vereinfachtes Blockdiagramm gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen. Der Sensor 1100“ (z.B. aufweisend den Flallsensor 1101 gemäß Fig. 2A, 2B) erzeugt in Abhängigkeit eines Magnetfelds 1040“ (Fig. 3), das z.B. durch die Magnetfeldbeeinflussungskomponente 1040 erzeugt bzw. beeinflusst wird, ein Ausgangssignal os1 , das bevorzugt eine Position bzw. Bewegung der
Magnetfeldbeeinflussungskomponente 1040, insbesondere relativ zu dem Sensor 1100“, charakterisiert.
Das Ausgangssignal os1 wird bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen der Steuereinheit 1010 zugeführt, z.B. einem Eingangsanschluss 1011. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann die Steuereinheit 1010 das Ausgangssignal os1 auswerten und ihren Betrieb und/oder den Betrieb wenigstens einer weiteren Komponente des Geräts 1000a in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal os1 bzw. eines daraus abgeleiteten Signals steuern bzw. regeln.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist die Steuereinheit 1010 wenigstens eine Recheneinrichtung 1012 auf, wenigstens eine der Recheneinrichtung 1012 zugeordnete Speichereinrichtung 1014 zur zumindest zeitweisen Speicherung eines Computerprogramms PRG, wobei das Computerprogramm PRG insbesondere zur Steuerung eines Betriebs der Steuereinheit 1010 ausgebildet ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist die Recheneinrichtung 1012 wenigstens eines der folgenden Elemente auf: einen Mikroprozessor, einen
Mikrocontroller, einen digitalen Signalprozessor (DSP), einen programmierbaren Logikbaustein (z.B. FPGA, field programmable gate array), einen ASIC
(anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis). Kombinationen hieraus sind bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen auch denkbar.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist die Speichereinrichtung 1014 wenigstens eines der folgenden Elemente auf: einen flüchtigen Speicher, insbesondere Arbeitsspeicher (RAM), einen nichtflüchtigen Speicher, insbesondere Flash-EEPROM. Bevorzugt ist das Computerprogramm PRG in dem nichtflüchtigen Speicher abgelegt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Steuereinheit 1010 z.B. einen Mikrocontroller aufweist bzw. als Mikrocontroller ausgebildet ist, und dass die Steuereinheit 1010 dazu ausgebildet ist, sich bei Vorliegen vorgebbarer Bedingungen, insbesondere wiederholt, in einen Energiesparzustand zu versetzen, in dem ihre elektrische Leistungsaufnahme geringer ist als in anderen Betriebszuständen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Steuereinheit 1010 ihren Eingangsanschluss 1011 so konfiguriert (beispielsweise mittels des
Computerprogramms PRG), dass bei einer vorgebbaren Zustandsänderung des dem Eingangsanschluss 1011 zugeführten Ausgangssignals os1 die Steuereinheit 1010 aus ihrem Energiesparzustand in einen anderen Betriebszustand versetzt wird, also z.B. aus dem Energiesparzustand„aufgeweckt“ wird.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann die vorgebbare Zustandsänderung des dem Eingangsanschluss 1011 zugeführten Ausgangssignals os1 beispielsweise eine Amplitudenänderung des Ausgangssignals os1 um einen vorgebbaren Wert charakterisieren. Weiter bevorzugt kann das Ausgangssignal os1 z.B. ein Digitalsignal sein, das i.w. zwei verschiedene Signalwerte bzw. Signalzustände, logisch eins und logisch null bzw. HIGH und LOW annehmen kann. Weiter bevorzugt kann der
Hallsensor 1101 (Fig. 2A) dazu ausgebildet sein, das Ausgangssignal os1 als
Digitalsignal auszugeben.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann ein entsprechender
Zustandswechsel des Ausgangssignals os1 , wie er sich z.B. bei einer Bewegung der Hülse 1004a (Fig. 2A) aus ihrem Ruhezustand (Fig. 2A) heraus in eine
Aktivierungsposition (Fig. 2B) ergibt, dazu verwendet werden, den Mikrocontroller 1010 aus dem Energiesparzustand aufzuwecken. Bei weiteren bevorzugten
Ausführungsformen kann durch den Zustandswechsel des Ausgangssignals os1 , wie er sich z.B. bei einer Bewegung der Hülse 1004a (Fig. 2A) aus ihrem Ruhezustand (Fig. 2A) heraus in eine Aktivierungsposition (Fig. 2B) ergibt, eine
Unterbrechungsanforderung (Interrupt request) an dem Eingangsanschluss 1011 ausgelöst werden, die einen Betriebszustandswechsel, insbesondere das Versetzen des Mikrocontrollers 1010 aus dem Energiesparzustand heraus („Aufwecken“) z.B. in einen regulären bzw. aktiven Betriebszustand, bewirkt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist die Funktionskomponente 1030 (Fig. 2A, 2B) als Messeinrichtung ausgebildet, die z.B. dazu ausgebildet ist, Schichtdicken zu messen, wobei die Messeinrichtung 1030 insbesondere dazu ausgebildet ist,
Schichtdicken von Schichten aus Lack und/oder Farbe und/oder Gummi und/oder oder Kunststoff auf Stahl und/oder Eisen und/oder Gusseisen zu messen, und/oder
Schichten aus Lack und/oder Farbe und/oder Gummi und/oder oder Kunststoff auf nichtmagnetischen Grundwerkstoffen wie z.B. Aluminium, und/oder Kupfer und/oder Messing. Ein Betrieb der Messeinrichtung 1030 kann bevorzugt durch die
Steuereinrichtung 1010 gesteuert werden.
Analog zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen auch ein Betrieb der Messeinrichtung 1030 in
Abhängigkeit des Ausgangssignals os1 des Sensors 1100“ gesteuert werden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen wird die Steuereinheit 1010 durch eine Betätigung der Hülse 1004a (Fig. 2A, 2B) aktiviert, z.B. aus dem Energiesparzustand aufgeweckt, was eine besonders einfache und effiziente manuelle Bedienung des Geräts 1000a ermöglicht. Beispielsweise kann ein Benutzer das Gehäuse 1002 in einer Hand halten, es mit dem in Fig. 2A linken axialen Endbereich, in dem sich bevorzugt die Messeinrichtung 1030 befindet, an ein zu messendes Objekt (nicht gezeigt) anlegen, und sodann die Hülse 1004a in die Aktivierungsposition gemäß Fig. 2B bewegen, wobei das Gehäuse 1002 und damit auch der Anschlag 1002b durch die Anlange an dem Objekt gegenhalten wird, sodass die Federkraft des Federelements 1005 effizient mittels ein-Hand-Bedienung überwunden werden kann.
Figur 8A zeigt ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen. In Schritt 90 erkennt das Gerät 1000a (Fig. 2A), z.B. unter Auswertung des Signals os1 (Fig. 3) mittels der Steuereinheit 1010, eine
Bewegung der Hülse 1004a, beispielsweise einen Zustandswechsel von dem in Fig. 2A gezeigten Zustand zu dem in Fig. 2B gezeigten Zustand. Die Auswertung nach Schritt 90 kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen beispielsweise auch die
Abarbeitung einer durch das Signal os1 ausgelösten Unterbrechungsanforderung bzw. einer dieser Unterbrechungsanforderung zugeordneten Routine des
Computerprogramms PRG umfassen, wobei die Steuereinheit 1010 z.B. aus ihrem Energiesparzustand in einen aktiven Betriebszustand versetzt wird. In dem optionalen Schritt 92 (Fig. 8A) wird ein Betrieb wenigstens einer Komponente des Geräts
gesteuert, z.B. unter Steuerung der nunmehr aktiven Steuereinheit 1010 mittels der Messeinrichtung 1030 wenigstens eine Messung ausgeführt. Sodann, vgl. den weiteren optionalen Schritt 94, kann die Steuereinheit 1010 ggf. (z.B. bei längerem
Nichtgebrauch (fehlende weitere Bewegung der Hülse 1004a)) wieder ihren
Energiesparzustand einnehmen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass wenigstens eine Komponente 1101 (Fig. 2A) des Sensors 1101 innerhalb des Gehäuses 1002
angeordnet ist, wodurch diese effizient vor Umgebungseinflüssen geschützt ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Gehäuse 1002 die Schutzart 67 gemäß DIN EN 60529 aufweist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Gehäuse 1002 zumindest in einem bzw. dem ersten axialen Endbereich 1002a hermetisch dicht ist. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Gerät 1000a eine Auswerteeinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine die Position und/oder Bewegung des Betätigungselements charakterisierende Bewegungsinformation Bl (Fig. 3) in Abhängigkeit eines Ausgangssignals os1 des Sensors 1101‘ zu ermitteln.
Beispielsweise kann die Funktionalität der Auswerteeinrichtung durch die Steuereinheit 1010, ggf. in Kombination mit dem Computerprogramm PRG, realisiert sein.
Beispielsweise kann die Bewegungsinformation Bl zumindest zeitweise in der
Speichereinrichtung 1014 gespeichert werden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen, vgl. das Gerät 1000b gemäß Figur 4, ist vorgesehen, dass die Magnetfeldbeeinflussungskomponente 1040 des
Betätigungselements 1004b wenigstens eine metallische Komponente 1042 aufweist, wobei der Sensor 1100“ ein induktiver Sensor ist, wobei der induktive Sensor 1100“ aufweist: einen eine Sensorspule 1112 aufweisenden ersten Messschwingkreis, in dem eine erste Messschwingung erzeugbar ist, und einen Schwingungsgenerator, der dazu ausgebildet ist, eine Erregerschwingung zu erzeugen und zumindest zeitweise den ersten Messschwingkreis mit der Erregerschwingung zu beaufschlagen, wobei das Gerät 1000b eine Auswerteeinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine die Position und/oder Bewegung des Betätigungselements 1004b charakterisierende Bewegungsinformation in Abhängigkeit der ersten Messschwingung zu ermitteln.
In der metallischen Komponente 1042 des Betätigungselements 1004b gemäß Figur 4 sind insbesondere unter Beaufschlagung mit einem magnetischen Wechselfeld
Wirbelströme induzierbar. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann das Betätigungselement 1004b vollständig aus Metall gebildet sein und bildet somit selbst die metallische Komponente. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann das Betätigungselement 1004b auch einen nichtmetallischen Grundkörper aufweisen und beispielsweise eine metallische Schicht, insbesondere eine Metallisierung einer
Oberfläche des Grundkörpers. Alternativ oder ergänzend kann ein metallischer Körper 1042 an dem nichtmetallischen Grundkörper des Betätigungselements 1004
angeordnet sein. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist auch denkbar, das Betätigungselement 1004b nichtmetallisch, aber elektrisch leitfähig auszuführen. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist das Betätigungselement 1004b in der vorstehend beschriebenen Art und Weise bewegbar (vgl. den Doppelpfeil a1 aus Fig. 4 und die alternative (End-)Position 1004b‘) an dem Gehäuse 1002 angebracht, z.B. lösbar verbindbar oder auch (zerstörungsfrei) unlösbar verbindbar mit diesem.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist auch denkbar, das
Betätigungselement 1004b nicht oder zumindest nicht ständig an dem Gehäuse 1002 anzubringen, sondern es als separates Bauteil vorzuhalten und bei Bedarf an das Gehäuse 1002 anzunähern, um die nachstehend beschriebene Auswertung zu ermöglichen.
Im Unterschied zu den vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2A, 2B beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen, bei denen die Magnetfeldbeeinflussungskomponente 1040 magnetisch ist bzw. den Permanentmagnet 1041 aufweist (z.B. zur Detektion einer Bewegung mit dem Hallsensor 1101 ), kann es für die weiteren bevorzugten Ausführungsformen gemäß Fig. 4 ausreichend sein, wenn die
Magnetfeldbeeinflussungskomponente 1040 eine metallische Komponente 1042 aufweist, jedoch selbst nicht magnetisch ist.
Das Gerät 1000b gemäß Figur 4 weist ferner einen induktiven Sensor 1100“ mit einer Sensorspule 1112 zum Erkennen einer Position und/oder Bewegung des
Betätigungselements 1004b auf, der - ebenso wie die Sensorspule 1112 - bevorzugt in einem Innenraum des Gehäuses 1002 angeordnet ist. Demgegenüber ist das
Betätigungselement 1004b i.d.R. außerhalb des Gehäuses 1002 angeordnet, unabhängig davon, ob es an diesem angebracht ist oder nicht.
Figur 7 zeigt beispielhaft ein vereinfachtes Blockschaltbild des induktiven Sensors 1100“. Der induktive Sensor 1100“ weist auf: einen die Sensorspule 1112 (Fig. 4) aufweisenden ersten Messschwingkreis 1110, in dem eine erste Messschwingung MS erzeugbar ist, und einen Schwingungsgenerator 1130, der dazu ausgebildet ist, eine Erregerschwingung ES zu erzeugen und zumindest zeitweise den ersten
Messschwingkreis 1110 mit der Erregerschwingung ES zu beaufschlagen.
Weiter weist das Gerät 100b (Fig. 4) eine Auswerteeinrichtung 1200 (Fig. 7) auf, die dazu ausgebildet ist, eine die Position und/oder Bewegung des Betätigungselements 1004b (Fig. 4) charakterisierende Bewegungsinformation Bl (Fig. 7) in Abhängigkeit der ersten Messschwingung MS zu ermitteln. Die Funktionalität der Auswerteeinrichtung 1200 kann bei bevorzugten Ausführungsformen in dem induktiven Sensor 1100“ integriert sein. Bei anderen Ausführungsformen ist auch denkbar, die Funktionalität der Auswerteeinrichtung 1200 zumindest teilweise außerhalb des induktiven Sensors 1100“ zu realisieren. Beispielsweise kann das Gerät 1000b (Fig. 4) bei manchen
Ausführungsformen über die optionale Steuereinheit 1010 verfügen, die den Betrieb des Geräts 1000b und einer oder mehrerer ebenfalls optionaler Funktionseinheiten 1300, 1302 steuert. Bei diesen Ausführungsformen kann die Steuereinheit 1010 dazu ausgebildet sein, wenigstens einen Teil der Funktionalität der Auswerteeinrichtung 1200 zu realisieren. Die ermittelten Bewegungsinformationen Bl können bei bevorzugten Ausführungsformen vorteilhaft zur Steuerung eines Betriebs des Geräts 1000 und/oder wenigstens einer Komponente, beispielsweise der Funktionseinheit 1300 (Fig. 4), genutzt werden.
Figur 8B zeigt ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen. In einem ersten Schritt 100 erzeugt der
Schwingungsgenerator 1130 (Fig. 7) eine Erregerschwingung ES. Bei der
Erregerschwingung ES kann es sich beispielsweise um eine abklingende Schwingung handeln, wie sie schematisch in Figur 10A, vergleiche das Bezugszeichen 11 , angedeutet ist.
In Schritt 110 (Fig. 8B) beaufschlagt der Schwingungsgenerator 1130 (Fig. 7) den ersten Messschwingkreis 1110 so mit der Erregerschwingung ES, dass sich eine auf- und wiederabklingende erste Messschwingung 7, vgl. Fig. 10B, in dem ersten
Messschwingkreis 1110 ergibt. In Schritt 120 (Fig. 8B) ermittelt die Auswerteeinrichtung 1200 (Fig. 7) eine die Position und/oder Bewegung des Betätigungselements 1004b (Fig. 4) charakterisierende Bewegungsinformation Bl in Abhängigkeit der ersten
Messschwingung MS.
Optional kann in Schritt 130 vorteilhaft z.B. ein Betrieb des Geräts 1000b bzw.
wenigstens einer seiner Funktionskomponenten 1300, 1302 in Abhängigkeit der Bewegungsinformation Bl gesteuert werden. Beispielsweise ist denkbar, dass die Funktionskomponente 1300 dann aktiviert wird, wenn das Betätigungselement 1004b der Sensorspule 1112 angenähert wird, was dem Prinzip gemäß bevorzugten
Ausführungsformen zufolge unter Verwendung des induktiven Sensors 1100“ ermittelbar ist. Dies kann beispielsweise unter Steuerung durch die Steuereinheit 1010 erfolgen. Um eine besonders energieeffiziente Konfiguration zu erzielen, kann die durch den induktiven Sensor 1100“ gelieferte Bewegungsinformation Bl beispielsweise dazu verwendet werden, die Steuereinheit 1010 aus einem Energiesparzustand in einen Betriebszustand zu versetzen, in dem die Aktivierung der Komponente 1300 ausgeführt werden kann, z.B. vergleichbar zu den vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen.
Generell kann die Erregerschwingung ES und/oder eine Messschwingung MS des ersten Messschwingkreises 1110 beispielsweise durch eine sich zeitlich ändernde elektrische Spannung und/oder durch einen sich zeitlich ändernden elektrischen Strom charakterisiert werden. Bei manchen Ausführungsformen kann die Auswerteeinrichtung 1200 beispielsweise eine elektrische Spannung an der Sensorspule 1112 und/oder einen elektrischen Strom durch die Sensorspule 1112 auswerten, um die
Bewegungsinformationen Bl zu ermitteln.
Besonders vorteilhaft an den Ausführungsformen, die eine auf- und wieder abklingende Messschwingung 7 (Fig. 10B) in dem Messschwingkreis 1110 (Fig. 7) zum Gegenstand haben, ist, dass ein Signalmaximum (z.B. maximale Spannung) der auf- und wieder abklingenden Schwingung im Vergleich zu einer z.B. lediglich abklingenden
Schwingung deutlich stärker von einer Wechselwirkung der Sensorspule 1112 (Fig. 4) mit dem Betätigungselement 1004b bzw. seiner wenigstens einen metallischen
Komponente 1042 abhängt, wodurch sich eine größere Empfindlichkeit als bei konventionellen induktiven Verfahren ergibt, und wodurch ein präziseres Ermitteln der Bewegungsinformationen Bl ermöglicht ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen besteht eine durch die
Auswerteeinrichtung 1200 auswertbare Wechselwirkung des Betätigungselements 1004 (Fig. 4) (bzw. seiner metallischen bzw. elektrisch leitfähigen Komponente 1042) mit der Sensorspule 1112 darin, dass ein durch die Messchwingung MS (Fig. 7)
hervorgerufenes magnetisches Wechselfeld im Bereich der Sensorspule 1112 (Fig. 4) Wirbelströme in dem Betätigungselement 1004b bzw. seiner metallischen bzw.
elektrisch leitfähigen Komponente 1042 induziert. Dies kann beispielsweise eine Dämpfung der ersten Messschwingung bewirken. Je nach Anordnung des
Betätigungselements 1004b in Bezug auf die Sensorspule 1112 kann diese
Wechselwirkung stärker oder schwächer ausfallen, was durch die Auswerteeinrichtung 1200 auswertbar ist. Insbesondere können dadurch sowohl eine Position des Betätigungselements als auch Bewegungen des Betätigungselements erkannt werden. Beispielsweise ergibt sich bei manchen Ausführungsformen eine vergleichsweise schwache Dämpfung der ersten Messschwingung MS (Fig. 7) durch das
Betätigungselement 1004b dann, wenn es in seiner in Fig. 4 rechten axialen
Endposition, also entfernt von der Sensorspule 1112, angeordnet ist, und es ergibt sich eine vergleichsweise starke Dämpfung der ersten Messschwingung MS (Fig. 7) durch das Betätigungselement 1004b dann, wenn es in seiner in Fig. 4 linken axialen
Endposition, also im Bereich der Sensorspule 1112, angeordnet ist, vgl. Bezugszeichen 1004b‘.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist auch denkbar, dass eine Annäherung des Betätigungselements 1004b bzw. seiner metallischen Komponente 1042 an die Sensorspule 1112 bzw. Entfernung von der Sensorspule 1112 die Resonanzfrequenz des ersten Messschwingkreises 1110 beeinflusst, so dass sich anstelle der vorstehend genannten Dämpfung auch eine Verstärkung der ersten Messschwingung MS bei Annäherung des Betätigungselements 1004b an die erste Sensorspule 1112 ergeben kann.
Figur 5 zeigt schematisch ein Blockdiagramm eines elektronischen Geräts 1000c gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen. Im Unterschied zu der Konfiguration 1000b gemäß Figur 4 ist bei der Konfiguration 1000c gemäß Figur 5 das
Betätigungselement 1004c drehbar um einen Drehpunkt DP in Bezug auf das Gehäuse 1002 angeordnet, sodass es beispielsweise zwischen wenigstens zwei verschiedenen Winkelpositionen 1004c, 1004c‘ im Sinne einer Drehung hin- und herbewegt werden kann, vergleiche den Doppelpfeil a2. Für die Ermittlung der Bewegungsinformation Bl gilt das vorstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 4, 7, 8B Gesagte entsprechend.
Figur 6 zeigt schematisch ein Blockdiagramm eines elektronischen Geräts 1000d gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen. Das Betätigungselement 1004d ist i.w. hülsenförmig ausgebildet und koaxial um das Gehäuse 1002 des Geräts 1000d herum angeordnet sowie an diesem axial hin- und herbewegbar gelagert, vgl. den Doppelpfeil a3. Eine axiale Endposition des Betätigungselements 1004d im Bereich der Sensorspule 1112 ist mit dem Bezugszeichen 1004d‘ angedeutet. Für die Ermittlung der Bewegungsinformation Bl gilt das vorstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 4, 7, 8B Gesagte entsprechend. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist der Schwingungsgenerator 1130 (Fig. 7) dazu ausgebildet, mehrere zeitlich aufeinanderfolgende Erregerschwingungen ES zu erzeugen und den ersten Messschwingkreis mit den mehreren Erregerschwingungen zu beaufschlagen, wodurch sich insbesondere eine der Anzahl der mehreren zeitlich aufeinanderfolgende Erregerschwingungen entsprechende Mehrzahl von
Messschwingungen ergibt. Dies ermöglicht eine nichtverschwindende„Messrate“, also die wiederholte Ermittlung der Bewegungsinformationen Bl.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist der Schwingungsgenerator 1130 (Fig. 7) dazu ausgebildet, periodisch mit einer ersten Taktfrequenz die mehreren
Erregerschwingungen ES zu erzeugen und den ersten Messschwingkreis MS mit den periodisch erzeugten Erregerschwingungen zu beaufschlagen. Bei weiteren
bevorzugten Ausführungsformen beträgt die erste Taktfrequenz zwischen etwa 0,5 Flertz und etwa 800 Flertz, bevorzugt zwischen etwa 2 Flertz und etwa 100 Flertz, besonders bevorzugt zwischen etwa 5 Flertz und etwa 20 Flertz. Die erste Taktfrequenz kann beispielsweise die vorstehend genannte Messrate definieren, sofern z.B. je Messschwingung eine Bewegungsinformation Bl ermittelt wird. Die erste Taktfrequenz ist von der Eigenfrequenz des Schwingungsgenerators zu unterscheiden, die i.d.R. wesentlich größer ist als die erste Taktfrequenz. Beispielsweise enthält die in Fig. 10A gezeigte Erregerschwingung 11 eine Vielzahl von vollständigen (z.B. sinusförmigen) Schwingungsperioden mit der Eigenfrequenz des Schwingungsgenerators. Die in Fig.
10A gezeigte Gesamtheit dieser Vielzahl von Schwingungsperioden mit der
Eigenfrequenz des Schwingungsgenerators wird vorliegend als„eine
Erregerschwingung“ ES, 11 bezeichnet (Vergleichbares gilt für die Messschwingung 7 gemäß Fig. 10B). Demgegenüber gibt die erste Taktfrequenz an, wie oft je Zeiteinheit eine derartige Erregerschwingung ES, 11 erzeugt wird. Wenn die erste Taktfrequenz beispielsweise zu 10 Flertz gewählt wird, werden demnach innerhalb einer Sekunde insgesamt 10 Erregerschwingungen 11 des in Fig. 10A gezeigten Typs erzeugt.
Für handbetätigte Geräte kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen
beispielsweise eine Messrate von etwa 10 Flertz zweckmäßig sein, weil dann z.B.
zehnmal je Sekunde eine entsprechende Bewegungsinformation Bl ermittelbar ist, was für viele Anwendungsbereiche ein hinreichend schnelles Ansprechen z.B. für die Erkennung einer Positionsänderung des Betätigungselements 1004b 1004c, 1004d sicherstellt.
Bei anderen Ausführungsformen ist auch denkbar, ein Gerät 1000, 1000a, 1000b, 1000c, 1000d vorzusehen, das nicht bzw. nicht nur handbetätigbar bzw. durch eine Person betätigbar ist, sondern beispielsweise innerhalb eines (teil-)automatisierten Systems wie z.B. eines Roboter aufweisenden Fertigungssystems nutzbar ist. Bei diesen Ausführungsformen kann der Sensor 1100, 1100‘, 1100“ beispielsweise auch zur Detektion der Position und/oder Bewegung einer magnetischen und/oder
metallischen und/oder elektrisch leitfähigen Komponente dieses Systems verwendet werden, z.B. zur Ausbildung eines magnetischen bzw. induktiven Näherungssensors.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist der Schwingungsgenerator 1130 (Fig. 7) dazu ausgebildet, den ersten Messschwingkreis 1110 so mit der Erregerschwingung ES zu beaufschlagen, dass die erste Messschwingung MS eine aufklingende und anschließend wieder abklingende Schwingung ist. Dadurch ergibt sich wie vorstehend bereits angesprochen eine besonders empfindliche Auswertung.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist der erste Messschwingkreis 1110, insbesondere zum Erzeugen einer aufklingenden und anschließend wieder
abklingenden Messschwingung MS, in Resonanz mit der Erregerschwingung ES bringbar.
Figur 8C zeigt ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform. Schritt 150 repräsentiert ein periodisches Erzeugen von mehreren jeweils abklingenden Erregerschwingungen, beispielsweise mit einer Signalform 11 gemäß Figur 10A. Schritt 160 repräsentiert das Beaufschlagen des ersten
Messschwingkreises 1110 mit einer jeweiligen Erregerschwingung, wodurch sich entsprechende Messschwingungen ergeben, beispielsweise mit einer Signalform 7 gemäß Figur 10B. Obwohl die Schritte 150, 160 vorliegend aus Gründen der
Übersichtlichkeit als nacheinander ausgeführt beschrieben sind versteht es sich, dass die Erzeugung der mehreren Erregerschwingungen und das Beaufschlagen des Messchwingkreises mit den jeweiligen Erregerschwingungen derart abläuft, dass nach der Erzeugung einer jeweiligen Erregerschwingung hiermit zunächst der
Messschwingkreis beaufschlagt wird, um die entsprechende Messschwingung anzuregen, und dass erst danach die nächste Erregerschwingung erzeugt wird. In dem optionalen Schritt 170 aus Figur 8C ermittelt die Auswerteeinrichtung 1200 (Fig. 7) die Bewegungsinformation Bl in Abhängigkeit von einer oder mehreren der zuvor durch die Schritte 150, 160 erzeugten Messschwingungen. In dem weiteren optionalen Schritt 180 kann eine Steuerung eines Betriebs des Geräts 1000b (Fig. 4) bzw.
wenigstens einer seiner Komponenten 1010, 1300, 1302 in Abhängigkeit der zuvor ermittelten Bewegungsinformation Bl erfolgen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist der erste Messschwingkreis 1110 (Fig. 7) ein erster LC-Oszillator mit einer ersten Resonanzfrequenz, wobei die Sensorspule 1112 (Fig. 4) ein induktives Element des ersten LC-Oszillators ist, und wobei ein kapazitives Element des ersten LC-Oszillators parallel zu der Sensorspule 1112 geschaltet ist. In diesem Fall ergibt sich in an sich bekannter Weise die erste
Resonanzfrequenz, bei der es sich um die Eigenresonanzfrequenz des ersten LC- Oszillators handelt, aus der Induktivität der Sensorspule 1112 und der Kapazität des kapazitiven Elements.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist der Schwingungsgenerator 1130 dazu ausgebildet, die Erregerschwingung ES mit einer zweiten Frequenz zu erzeugen, wobei die zweite Frequenz zwischen etwa 60 Prozent und etwa 140 Prozent der ersten
Resonanzfrequenz des ersten LC-Oszillators beträgt, besonders bevorzugt zwischen etwa 80 Prozent und etwa 120 Prozent, weiter bevorzugt zwischen etwa 95 Prozent und etwa 105 Prozent der ersten Resonanzfrequenz. Dadurch kann eine bevorzugte auf- und wiederabklingende Signalform für die Messschwingung besonders effizient erhalten werden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Schwingungsgenerator 1130 (Fig. 7) einen zweiten LC-Oszillator auf und einen Taktgeber, der dazu ausgebildet ist, den zweiten LC-Oszillator mit einem ersten Taktsignal oder einem von dem ersten Taktsignal abgeleiteten Signal (beispielsweise mit einem verstärkten ersten Taktsignal) zu beaufschlagen, das die erste Taktfrequenz und eine vorgebbare Taktlänge aufweist. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen beträgt die vorgebbare Taktlänge zwischen etwa 100 Nanosekunden und etwa 1000 Millisekunden, insbesondere zwischen etwa 500 Nanosekunden und etwa 10 Mikrosekunden, besonders bevorzugt etwa eine Mikrosekunde. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist der erste Messschwingkreis 1110 induktiv mit dem Schwingungsgenerator 1130 gekoppelt. Dies kann bei manchen Ausführungsformen beispielsweise dadurch erreicht werden, dass ein induktives Element des zweiten LC-Oszillators so ausgebildet und bezüglich der Sensorspule 1112 angeordnet ist, dass der von ihm erzeugte magnetische Fluss gemäß dem gewünschten Kopplungsgrad zumindest teilweise auch die Sensorspule 1112 durchsetzt. Beispielsweise können sowohl die Sensorspule 1112 als auch das induktive Element des zweiten LC-Oszillators hierzu als Zylinderspule ausgebildet sein.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist auch denkbar, dass eine magnetische bzw. induktive Kopplung zwischen dem Schwingungsgenerator 1130 und dem ersten Messschwingkreis 1110 unerwünscht ist. In diesem Fall kann z.B. das induktive Element des zweiten LC-Oszillators so ausgebildet sein, dass sich eine möglichst geringe Wechselwirkung seines Magnetfelds mit der Sensorspule 1112 ergibt.
Beispielsweise kann das induktive Element des zweiten LC-Oszillators in diesem Fall als Mikroinduktivität ausgebildet sein, z.B. in Form eines SMD-Bauelements.
Bei anderen Ausführungsformen ist der erste Messschwingkreis 1110 kapazitiv mit dem Schwingungsgenerator 1130 gekoppelt, z.B. über ein Kopplungsglied, das bevorzugt aus einer elektrischen Serienschaltung von einem Kopplungswiderstand und einem Kopplungskondensator besteht. Hierdurch kann die Kopplungsimpedanz präzise eingestellt werden.
Nachstehend ist unter Bezugnahme auf Figur 9 eine mögliche schaltungstechnische Realisierung 1 eines induktiven Sensors 1100“ (Fig. 4) gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.
In einem ersten Bereich B1 des Schaltbilds ist ein Schwingungsgenerator 13
vorgesehen, der beispielsweise die Funktionalität des vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschriebenen Schwingungsgenerators 1130 aufweist. In einem zweiten Bereich B2 des Schaltbilds ist ein erster Messchwingkreis 15, beispielsweise
vergleichbar zu dem vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschriebenen ersten Messchwingkreis 1110, vorgesehen, und in einem dritten Bereich B3 sind
Schaltungskomponenten vorgesehen, die beispielsweise die Funktionalität der vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschriebenen Auswerteeinrichtung 1200 realisieren. Der erste Messschwingkreis 15 gemäß Figur 6 weist eine Parallelschaltung aus einer Sensorspule 3, die beispielsweise der vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebenen Sensorspule 1112 entspricht, und einem Kondensator 53 auf, wodurch ein erster LC-Oszillator gebildet ist. Der Kondensator 53 definiert zusammen mit der Sensorspule 3 eine Eigenresonanzfrequenz des ersten LC-Oszillators bzw.
Messschwingkreises und kann daher auch als Resonanzkondensator bezeichnet werden. Im Bereich der Sensorspule 3 ist schematisch eine metallische (und/oder elektrisch leitfähige) Komponente 2 dargestellt, deren Position und/oder Bewegung unter Anwendung des Prinzips gemäß bevorzugten Ausführungsformen ermittelbar ist. Die metallische Komponente 2 ist beispielsweise Bestandteil des Betätigungselements 1004b, 1004c, 1004d gemäß der Fig. 4, 5, 6 oder bildet dieses Betätigungselement.
Der erste Messschwingkreis 15 ist über eine Kopplungsimpedanz, vorliegend gebildet durch eine Serienschaltung aus einem Widerstand 55 und einem Kondensator 57 mit dem Schwingungsgenerator 13 kapazitiv (bzw. kapazitiv und resistiv) gekoppelt. Der Schwingungsgenerator 13 ist dazu ausgebildet, den ersten Messschwingkreis 15, vorzugsweise periodisch, mit Erregerschwingungen 11 zu beaufschlagen, wodurch in dem ersten Messschwingkreis 15 jeweils entsprechende Messschwingungen 7 angeregt werden. Beispielsweise kann der erste Messschwingkreis 15 dazu über die Kopplungsimpedanz 55, 57 periodisch durch den Schwingungsgenerator 13 bestromt werden, wobei ein Kopplungsfaktor durch die Auswahl des Widerstandswerts des Widerstands 55 und/oder der Kapazität des Kondensators 57 präzise einstellbar ist.
Der Schwingungsgenerator 13 weist zur Erzeugung der Erregerschwingung(en) 11 einen Erregerschwingkreis mit einem induktiven Element, insbesondere einer Spule, 59 sowie einem Kondensator 61 auf, die einen zweiten LC-Oszillator bilden. Der
Schwingungsgenerator 13 weist außerdem einen Taktgeber 63 auf. Mittels des
Taktgebers 63 ist ein erstes Taktsignal TS1 , in Fig. 9 auch angedeutet durch den Rechteckimpuls 65 („Takt“), erzeugbar. Der Takt 65 hat beispielsweise eine
Impulsdauer bzw. Taktlänge („duty cycle“) von einer Mikrosekunde (ps) bei einer ersten Taktfrequenz von 10 Hertz. Dies entspricht einer Periodendauer von 100 Millisekunden (ms), wobei die Taktlänge angibt, dass für insgesamt 1 Mikrosekunde das erste Taktsignal TS1 einen Wert von z.B. logisch eins (oder einen sonstigen
nichtverschwindenden Amplitudenwert, der sich z.B. auch aus einem Wert der Betriebsspannung V1 in Bezug auf das Massepotential GND von beispielsweise 3 Volt ergibt) aufweist, und für die restliche Periodendauer einen Wert von Null. Durch diesen vergleichsweise kleinen Tastgrad von 1 ps / 100 ms = 1 : 100000 ist ein besonders energieeffizienter Betrieb des Sensors 1 ermöglicht.
Der in Figur 9 gezeigte induktive Sensor 1 wird also mittels des ersten Taktsignals TS1 während der Taktlänge bestromt und ist in den Taktpausen im Wesentlichen stromlos. Besonders bevorzugt wird als Taktgenerator ein ultra-low power Takterzeugerbaustein verwendet, der eine Stromaufnahme von weniger als etwa 30 Nanoampere (nA) bei einer Betriebsspannung von 3 V aufweist. Dadurch kann ein sehr energieeffizienter induktiver Sensor bereitgestellt werden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen können die Werte für die erste
Taktfrequenz und/oder die Taktlänge an sich beliebig gewählt werden. Wenn zum Beispiel für einen industriellen Annäherungssensor eine schnellstmögliche Erkennung der metallischen Komponente 2 an die Sensorspule 3 erforderlich ist, kann bevorzugt nach dem Abklingen einer ersten Erregerschwingung 11 (Fig. 10A) unter einen vorgebbaren ersten Schwellwert, vorzugsweise etwa Null, sofort die Erzeugung der nächsten Erregerschwindung 11 gestartet werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform steuert das erste Taktsignal TS1 ein elektrisches Schaltelement 67, beispielsweise einen Feldeffekttransistor, das bzw. der vorliegend in Serie zu dem zweiten LC-Oszillator 59, 61 geschaltet ist.
Der Taktgeber 63 bzw. der gesamte Sensor 1 kann bei bevorzugten
Ausführungsformen von einer in Figur 9 nicht näher dargestellten elektrischen
Energiequelle mit der Betriebsspannung V1 versorgt werden, die beispielsweise mittels einer Batterie und/oder Solarzelle und/oder einer Vorrichtung zum Energy Harvesting (Aufnehmen von Energie aus der Umgebung und ggf. Umwandeln in elektrische Energie) bereitgestellt wird. Besonders bevorzugt kann der Sensor 1 auch eine elektrische Energieversorgung seines Zielsystems, vorliegend z.B. des Geräts 1000b (Fig. 4) mit nutzen, beispielsweise eine Batterie (nicht gezeigt), die auch die
Steuereinheit 1010 und/oder wenigstens eine Funktionseinheit 1300, 1302 mit elektrischer Energie versorgt. Während einer Taktlänge des Taktes 65 ist das elektrische Schaltelement 67 eingeschaltet, z.B. eine Drain-Source Strecke des beispielhaft genannten
Feldeffekttransistors niederohmig, und in Folge dessen wird der zweite LC-Oszillator bzw. Erregerschwingkreis 59, 61 des Schwingungsgenerators 13 mit einer
Gleichspannung V1 beaufschlagt. Dadurch baut sich ein magnetisches Feld in der Spule 59 auf. Während den Taktpausen öffnet das elektrische Schaltelement 67 und der Erregerschwingkreis des Schwingungsgenerators 13 gerät in eine abklingende Schwingung, die Erregerschwingung 11 , vgl. Fig. 10A. In den Taktpausen des Taktes 65 wird somit der erste Messschwingkreis 15 über die Kopplungsimpedanz 55, 57 mit der abklingenden Erregerschwingung 11 bestromt. Dadurch wird dieser zu einer ersten Messschwingung 7 angeregt, vgl. Fig. 10B, gerät bei bevorzugten Ausführungsformen insbesondere in Resonanz mit der Erregerschwingung 11 , wobei sich die erste
Messschwingung 7 bevorzugt als ansteigende und wieder abklingende
Messschwingung 7 ergibt.
Die Messschwingung 7 ist über die Sensorspule 3 von der Position und/oder Bewegung der metallischen Komponente 2 abhängig, beispielsweise von einer Anwesenheit oder Abwesenheit der Komponente 2 im Bereich der Sensorspule 3 und/oder einer
Annäherung oder einem Entfernen der Komponente 2. Zum Erkennen der Position und/oder Bewegung der Komponente 2 bzw. zum Auswerten der ersten
Messschwingung 7 ist dem ersten Messschwingkreis 15 eine Schaltungsgruppe zugeordnet, die i.w. in dem dritten Bereich B3 gemäß Fig. 9 abgebildet ist.
Diese Schaltungsgruppe weist einen Maximalwertspeicher 27 auf sowie eine vorliegend beispielhaft als Spannungsteiler ausgebildete Vorgabewerterzeugungseinrichtung VG mit einem ersten Vorgabewiderstand 69 und einem zweiten Vorgabewiderstand 71. Der Maximalwertspeicher 27 speichert einen Maximalwert eines Amplitudenwerts 17 der ersten Messschwingung 7 und stellt ihn an seinem Ausgang als Speicherwert 25 bereit. Dem Maximalwertspeicher 27 ist ein Zeitverzögerungsglied 73 nachgeschaltet. Das Zeitverzögerungsglied 73 verzögert den an dem Ausgang des Maximalwertspeichers 27 anliegenden Speicherwert 25 vorzugsweise um eine Periodendauer PD (Fig. 11 ) des ersten Taktsignals TS1 , wodurch ein verzögerter Speicherwert 25‘ erhalten wird.
Alternativ erfolgt die Verzögerung mittels eines integrierenden Filters. In einer
Ausgestaltung weist das Zeitverzögerungsglied 73 einen Tiefpass auf. Ein Vorgabeausgang 75 der Vorgabewerterzeugungseinhchtung VG sowie ein Ausgang des Zeitverzögerungsglieds 73 sind einem Vergleicher 77 vorgeschaltet. An dem
Vergleicher 77 liegt damit der verzögerte Speicherwert 25‘ (also der um einen Takt verzögerte erster maximale Amplitudenwert 17) eines ersten Taktdurchgangs sowie ein zweiter Amplitudenwert 21 eines um einen Takt späteren zweiten Taktdurchgangs an. Der verzögerte Speicherwert 25‘ wird mittels des Vergleichers 77 mit dem zweiten Amplitudenwert 21 verglichen. Außerdem wird mittels des Spannungsteilers VG der zweite Amplitudenwert 21 um eine entsprechende Schwelle 29 (Fig. 10B) reduziert, bevor dieser auf den Vergleicher 77 wirkt.
Der Maximalwertspeicher 27, das Zeitverzögerungsglied 73 sowie der Vergleicher 77 können bei manchen Ausführungsformen ein Differenzierglied bilden, das die erste Messschwingung 7 über eine Periodendauer des Taktes 65 differenziert. Der
Vergleicher 77 erzeugt als Ausgangssignal ein Setzsignal 79, falls der Vorgabeausgang 75 größer ist als der verzögerte Speicherwert 25‘.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen wird also das beispielhaft mittels des Vergleichers 77, dem Zeitverzögerungsglied 73 sowie dem Maximalwertspeicher 27 gebildete Differential über die Vorgabewiderstände 69 und 71 mit der Schwelle 29 verglichen, wobei der Vergleicher 77 dann das positive Setzsignal 79 erzeugt, wenn das Differential der ersten Messschwingung 7 die Schwelle 29 überschreitet. Dies kann bei manchen Ausführungsformen z.B. dann gegeben sein, wenn die metallische
Komponente 2 von der Sensorspule 3 entfernt wird und somit keine bzw. nur noch eine geringere Dämpfung des Signals in der Sensorspule 3 bewirkt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist dem Vergleicher 77 ein
Flipflopelement 81 nachgeschaltet, insbesondere ein Setzeingang 81a zum Setzen des Flipflopelements 81. Außerdem ist ein Rücksetzeingang 81 b des Flipflopelements 81 dem Taktgeber 63 nachgeschaltet. Dadurch wird bei jedem Takt 65, also dann, wenn der Schwingungsgenerator 13 bestromt wird, das Flipflopelement 81 zurückgesetzt. Dadurch ist sichergestellt, dass zum Taktdurchgang des Trennens des
Erregerschwingkreises 13 von der nicht näher dargestellten elektrischen Energiequelle (bei der fallenden Flanke des ersten Taktsignals TS1 bzw. des Takts 65), also dann, wenn die Erregerschwingung 11 beginnt, das Flipflopelement 81 zurückgesetzt ist. Falls mittels des Vergleichers 77, wie vorab beschrieben, das Entfernen und/oder die Abwesenheit der metallischen Komponente 2 von der Sensorspule 3 erkannt wird und dieser das Setzsignal 79 erzeugt, wird das Flipflopelement 81 gesetzt.
Dem Flipflopelement 81 kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ein optionaler Tiefpass 83 nachgeschaltet sein, um Zeiten nach dem Rücksetzen des Flipflopelements 81 durch den Takt 65 und erneutem Setzen durch das Setzsignal 79 zu überbrücken. Ein nichtverschwindendes Ausgangssignal 83‘ des Tiefpasses 83 liegt also z.B. dann an, wenn das Entfernen der Komponente 2 erkannt worden ist. Dieses Ausgangssignal 83‘ kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen zum Schalten und/oder Steuern wenigstens einer Komponente des Zielsystems für den induktiven Sensor 1 , z.B. eines Geräts 1000b gemäß Fig. 4, genutzt werden. Beispielsweise kann das Ausgangssignal 83‘ der Steuereinheit 1010 des Geräts 1000b zugeführt werden, die es auswertet, beispielsweise um die Bewegungsinformationen Bl (Fig. 4) zu ermitteln und in Abhängigkeit hiervon einen Betriebszustand und/oder einen Wechsel eines Betriebszustands beispielsweise der Funktionskomponente 1300 des Geräts 1000 zu steuern. Bei anderen Ausführungsformen kann das Ausgangssignal 83‘ direkt als Bewegungsinformation Bl genutzt werden.
Um eine besonders energieeffiziente Konfiguration zu erzielen kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen das Ausgangssignal 83‘ beispielsweise dazu verwendet werden, die Steuereinheit 1010 (Fig. 4) des Geräts 1000b aus einem
Energiesparzustand in einen Betriebszustand zu versetzen, in dem z.B. die Aktivierung der Komponente 1300 ausgeführt werden kann. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Ausgangssignal 83‘ so mit einem Eingang der Steuereinheit 1010, bei der es sich beispielsweise um einen Mikrocontroller oder dergleichen handeln kann, verbunden wird, dass das Ausgangssignal 83‘ eine Unterbrechungsanforderung
(„Interrupt request“) auslöst, die den Mikrocontroller aus dem Energiesparzustand in einen aktiven Betriebszustand versetzt, vgl. auch die vorstehende Beschreibung der weiteren bevorzugten Ausführungsformen gemäß Figur 3.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann je nach Auslegung der
Schwellwerte und/oder von Resonanzfrequenzen des ersten Messschwingkreises 15 bzw. seines ersten LC-Oszillators und/oder des Schwingungsgenerators 13 bzw. seines zweiten LC-Oszillators z.B. die Annäherung oder das Entfernen der metallischen Komponente 2 erkannt werden. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist der Maximalwertspeicher 27 (Fig. 9) ebenfalls dem Taktgeber 63 nachgeschaltet, so dass ein Betriebszustand des
Maximalwertspeichers 27 in Abhängigkeit des ersten Taktsignals TS1 steuerbar ist. Beispielsweise wird bevorzugt in jedem einzelnen Takt 65 der Maximalwertspeicher 27 ganz oder zumindest teilweise um einen Wert reduziert. Alternativ ist es möglich, auf den Maximalwertspeicher 27, die Vorgabewiderstände 69 und 71 sowie das
Zeitverzögerungsglied 73 zu verzichten und stattdessen einen festen Schwellwert vorzusehen, also lediglich den fest vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellwert zu prüfen und abhängig davon zu schalten.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist denkbar, dass für einen Messvorgang beispielsweise eine einzige Erregerschwingung 11 (Fig. 10A) erzeugt wird, die dementsprechend eine einzige erste Messschwingung 7 bzw. MS1 (Fig. 10B) in dem ersten Messschwingkreis 15 bewirkt. Bei einer Kalibrierung des induktiven Sensors 1 , beispielsweise mittels vorangehenden Referenzmessungen, welche eine Anordnung der metallischen Komponente 2 in verschiedenen Positionen relativ zu der Sensorspule 3 und eine entsprechende Auswertung von beispielsweise wenigstens einem
Amplitudenwert der ersten Messschwingung je Position zum Gegenstand haben, kann vorteilhaft bereits unter Auswertung einer einzigen Messschwingung eine
Bewegungsinformation Bl ermittelt werden, die eine Position der metallischen
Komponente 2 relativ zu der Sensorspule 3 beschreibt. Bei diesen Ausführungsformen ist also ein Vergleich mehrerer, beispielsweise direkt aufeinanderfolgender,
Messschwingungen des ersten Messschwingkreises entbehrlich. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen jedoch werden wie vorstehend unter Bezugnahme auf Figur 9 beschrieben mehrere Messschwingungen durch entsprechende
Erregerschwingungen angeregt und die Bewegungsinformation(en) in Abhängigkeit der mehreren Messschwingungen ermittelt.
Figur 10 zeigt unterschiedliche Signalverläufe der Erregerschwingung 11 sowie der ersten Messschwingung 7. In einer Darstellung A (Fig. 7A) der Figur 7 ist deutlich das Abklingen der Erregerschwingung 11 zu erkennen, das nach dem Trennen des
Erregerschwingkreises 59, 61 (Fig. 9) von der elektrischen Energieversorgung V1 , GND auftritt. In einer Darstellung B (Fig. 10B) der Figur 10 sind im Vergleich jeweils zwei Signalverläufe MS1 , MS2 von Messschwingungen 7 infolge der Bestromung des ersten Messschwingkreises 15 (Fig. 9) mittels der in Fig. 10A gezeigten Erregerschwingung 11 aufgetragen. Mittels einer durchgezogenen Linie MS1 ist eine erste Messschwingung eines ersten Taktdurchgangs dargestellt (angeregt durch eine Beaufschlagung mit einer ersten Erregerschwingung 11 gemäß Fig. 10A), die den ersten Amplitudenwert 17 aufweist, der in Figur 7 mittels einer waagrechten Linie symbolisiert ist. Mittels einer gepunkteten Linie ist eine weitere der Messschwingungen 7 (angeregt durch eine Beaufschlagung mit einer zweiten Erregerschwingung 11 gemäß Fig. 10A) dargestellt, die zu einem zweiten Taktdurchgang den zweiten Amplitudenwert 21 aufweist, der in Figur 10B ebenfalls mittels einer waagrechten Linie symbolisiert ist. Die
Amplitudenwerte 17 und 21 sind jeweils Maximalwerte der pro Taktdurchgang jeweils aufklingenden und wieder abklingenden Messschwingungen MS1 , MS2.
Die in Figur 10B gepunktet dargestellte Situation MS2 ergibt sich z.B. bei einem
Entfernen der metallischen Komponente 2 (Fig. 9) von der Sensorspule 3, die dadurch weniger bedämpft wird. Es ist zu erkennen, dass deshalb in einem zweiten
Taktdurchgang der zweite Amplitudenwert 21 höher liegt als der erste Amplitudenwert 17 des ersten Taktdurchgangs. Sofern der zweite Amplitudenwert 21 die mittels der in Figur 9 dargestellten Widerstände 69 und 71 und/oder der zumindest teilweisen
Reduzierung des Speicherwerts 25 vorgegebene Schwelle 29 (Fig. 10B) überschreitet, generiert der Vergleicher 77 das Setzsignal 79 zum Setzen des Flipflopelementes 81.
Figur 11 zeigt unterschiedliche Signalverläufe A bis F verschiedener Signale des in Figur 9 beispielhaft dargestellten induktiven Sensors 1 bei Anwesenheit der
metallischen Komponente 2 im Bereich der Sensorspule 3. Figur 12 zeigt die in Figur 11 gezeigten Signalverläufe, jedoch bei dem Entfernen der metallischen Komponente 2 von der Sensorspule 3 und dem Wiederannähern der metallischen Komponente 2 an die Sensorspule 3.
In einer Darstellung A der Figuren 11 und 12 sind jeweils insgesamt vier Perioden des ersten Taktsignals TS1 (Fig. 9) bzw. des Taktes 65 dargestellt. Eine Periodendauer ist in Fig. 11 A mit dem Bezugszeichen PD und eine Taktlänge mit dem Bezugszeichen TL bezeichnet. Das Verhältnis zwischen der Taktlänge TL und dazwischenliegenden Pausen P (entsprechend der Periodendauer PD abzüglich der Taktlänge TL) bzw. der Periodendauer PD ist für ein stromsparendes System gemäß bevorzugten Ausführungsformen vorzugsweise sehr klein gewählt, s.o., beispielsweise mit Werten von etwa 1 :10000 und kleiner, vorzugsweise etwa 1 :100000, und es ist in Fig. 11 , 12 der Übersichtlichkeit halber nicht maßstabsgetreu dargestellt. In einer Darstellung B der Figuren 11 und 12 ist, jeweils schematisiert, das Ansteigen und Wiederabklingen der Messschwingung 7 dargestellt. In einer Darstellung C der Figuren 11 und 12 ist das an dem Ausgang des Vergleichers 77 bereitgestellte und jeweils an dem Setzeingang 81a des Flipflopelementes 81 anliegende Setzsignal 79 dargestellt. In einer Darstellung D der Figuren 11 und 12 ist jeweils ein an dem Rücksetzeingang 81 b des
Flipflopelementes 81 anliegendes Signal dargestellt, das mit dem ersten Taktsignal TS1 bzw. dem Takt 65 übereinstimmt. In einer Darstellung E der Figuren 11 und 12 ist jeweils der Speicherzustand (Ausgangssignal) des Flipflopelementes 81 dargestellt. In einer Darstellung F der Figuren 11 und 12 ist jeweils ein zeitlicher Verlauf eines
Ausgangssignals des Zeitverzögerungsglieds 73 dargestellt, also der zeitlich verzögerte Speicherwert 25‘, der dem Vergleicher 77 zugeführt wird.
Wie in Figur 11 D zu erkennen, wird das Flipflopelement 81 pro erfolgtem Takt 65 zurückgesetzt und weist durchgängig gemäß der Darstellung der Figur 11 E den zurückgesetzten Speicherzustand auf. Wie in Figur 11 B zu erkennen, beginnt nach jedem Ende (fallende Flanke) des jeweiligen Taktes 65 eine der Messschwingungen 7, die aufgrund der Anwesenheit der metallischen Komponente 2 jeweils identische maximale Amplitudenwerte aufweisen, was in Figur 11 B mittels einer gestrichelten horizontalen Linie 2T symbolisiert ist. Diese maximalen Amplitudenwerte 2T
entsprechen vorzugsweise dem jeweiligen ersten und zweiten Amplitudenwert 17, 21 , vgl. auch Fig. 10B. Da die Messschwingung 7 aufklingt und dann wieder abklingt, tritt der jeweils maximale Amplitudenwert erst nach einer gewissen Anzahl von
Schwingungsperioden der betreffenden Messschwingung auf, insbesondere direkt bei dem Übergang von dem Aufklingen in das Abklingen. Das Maximum der jeweils auftretenden Amplituden lässt sich dem Prinzip der vorliegenden Ausführungsformen zufolge wenig aufwändig ermitteln beziehungsweise speichern und ist bereits während der aufklingenden Schwingungen durch die Position bzw. Bewegung der metallischen Komponente 2 beeinflusst. Da sich bei manchen Ausführungsformen die Beeinflussung über der Zeit aufaddiert und bei einem zeitlich verzögert auftretenden Signalmaximum gemessen wird, können eine Empfindlichkeit sowie Qualität der Messung gegenüber konventionellen Ansätzen (z.B. alleinige Betrachtung einer abklingenden Schwingung) weiter verbessert werden.
In der Darstellung F der Figur 11 ist der zeitliche Verlauf des Ausgangssignals des Zeitverzögerungsglieds 73, der zeitlich verzögerte Speicherwert 25‘, eingeschwungen konstant dargestellt. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die metallische
Komponente 2 über eine die Zeitverzögerung des Zeitverzögerungsglieds 73
übersteigende Zeitspanne keine Bewegung relativ zu der Sensorspule 3 (Fig. 9) ausführt.
Im Vergleich dazu ist in Figur 12 zu erkennen, dass eine Amplitude der in Figur 12B gezeigten zweiten Messschwingung 7‘ kurzzeitig die Schwelle 29 überschreitet, beispielsweise aufgrund einer Bewegung der metallischen Komponente 2 relativ zu der Sensorspule 3 (Fig. 9). Dies bewirkt gemäß der Darstellung C der Figur 12 ein nichtverschwindendes Ausgangssignal, nämlich das Setzsignal 79, an dem Ausgang des Vergleichers 77 und damit auch an dem Setzeingang 81a des Flipflopelementes 81. Wie in der Darstellung E der Figur 12 zu erkennen, wird dadurch das
Flipflopelement 81 gesetzt. Das Flipflopelement 81 bleibt bis zum nächsten Takt 65, der ein Rücksetzen bewirkt, gesetzt.
Nach einem dritten in Figur 12 dargestellten Takt ergibt sich eine erneute Erhöhung der Amplitude der dritten Messschwingung 7“, die im Vergleich zu der in Figur 12B dargestellten zweiten Messschwingung 7‘ die Schwelle 29 noch weiter überschreitet. Es wird erneut das Setzsignal 79 erzeugt, wodurch für eine weitere Periode des Taktes 65 das Flipflopelement 81 gesetzt ist. Nach einem vierten der Takte 65 ist die metallische Komponente 2 wieder an die Sensorspule 3 (Fig. 9) angenähert. Es ist zu erkennen, dass infolgedessen die Schwelle 29 durch die vierte Messschwingung 7‘“ nicht überschritten ist und daher das Flipflopelement 81 zurückgesetzt bleibt. Außerdem ist zu erkennen, dass der zeitlich verzögerte Speicherwert 25‘ langsam wieder abfällt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen sind grundsätzlich auch andere
Methoden der Signalauswertung möglich, beispielsweise unter Verwendung von fest vorgegebenen oder dynamisch nachgeregelten Schwellen.
Wie in den Figuren 11 und 12 zu erkennen, wird bei der beschriebenen
Ausführungsform eine Messschwingung 7‘ bzw. der erste Amplitudenwert 17 zu einem ersten Taktdurchgang 19 mit einer nachfolgenden Messschwingung 7“ bzw. einem zweiten Amplitudenwert 21 eines zweiten Taktdurchgangs 23 miteinander verglichen. Dies erfolgt bevorzugt zyklisch pro Taktdurchgang einmal, wobei insbesondere jeweils der Amplitudenwert eines aktuellen Taktdurchgangs mit dem entsprechenden
Amplitudenwert (vorzugsweise jeweils der maximale oder minimale Amplitudenwert) des diesem vorangegangenen Taktdurchgangs verglichen wird.
Die Anwesenheit der metallischen Komponente 2 im Bereich der Sensorspule 3 (Fig. 9) verursacht bei manchen Ausführungsformen eine Dämpfung der Messschwingung 7 in der Sensorspule 3, insbesondere aufgrund von durch die Messschwingung 7 bzw. das zu ihr gehörige magnetische Wechselfeld in der Komponente 2 induzierten
Wirbelströmen, und verhindert dadurch wie in Figur 11 C dargestellt ein Setzen des Flipflopelements 81.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist es auch möglich, dass die metallische Komponente 2 eine Eigenresonanzfrequenz des ersten LC-Oszillators bzw. des ersten Messschwingkreises 15 so beeinflusst, dass diese näher an einer Frequenz der
Erregerschwingung 11 liegt und deshalb eine mögliche Resonanz des ersten LC- Oszillators des ersten Messschwingkreises 15 mit dem zweiten LC-Oszillator des Schwingungsgenerators 13 durch die metallische Komponente 2 mehr verstärkt als bedämpft wird. Dadurch kann die Anwesenheit der metallischen Komponente 2 eine Erhöhung der Amplitudenwerte 17, 21 und damit das Setzen des Flipflopelements 81 bewirken.
Figur 13 zeigt schematisch ein Schaltbild eines induktiven Sensors 1 a gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen, der ebenfalls die Erkennung einer Position und/oder Bewegung einer metallischen Komponente 2 ermöglicht. Der Sensor 1 a weist eine erste Sensorspule 3 sowie eine weitere Sensorspule 5 auf, wobei die metallische
Komponente 2 für die o.g. Erkennung z.B. an wenigstens eine der zwei Sensorspulen 3 oder 5 geführt wird.
Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede zu dem in Figur 9 dargestellten induktiven Sensor 1 eingegangen und im Übrigen auf Figur 9 und die zugehörige Beschreibung verwiesen. Im Unterschied zur Darstellung der Figur 9 weist der induktive Sensor 1 a der Figur 13 den ersten Messschwingkreis 15 sowie einen weiteren (zweiten) Messschwingkreis 16 auf. Beide Messschwingkreise 15, 16 sind vorliegend jeweils durch einen LC-Oszillator aufweisend die Elemente 3, 53 bzw. 5, 53‘ gebildet. Die Messschwingkreise 15 und 16 sind über eine jeweilige Kopplungsimpedanz 55, 57 bzw. 55‘, 57 mit dem Erregerschwingkreis 59, 61 des Schwingungsgenerators 13 verbunden, so dass beide Messschwingkreise 15 und 16 gemeinsam durch den
Schwingungsgenerator 13 mit einer entsprechenden Erregerschwingung 11
beaufschlagbar sind. Dementsprechend bildet sich in dem ersten Messschwingkreis 15 eine erste Messschwingung 7 und in dem zweiten Messschwingkreis 16 eine sekundäre Messschwingung 9 aus.
Der erste Messschwingkreis 15 erzeugt ein von der Position und/oder Bewegung der metallischen Komponente 2 abhängiges erstes Ausgangssignal 33. Analog dazu erzeugt der zweite Messschwingkreis 16 ein zweites Ausgangssignal 35. Beide
Ausgangssignale 33, 35 werden einem Differenzverstärker 43 zugeführt, der daraus ein Differenzsignal 31 generiert. Aufgrund der Differenzbildung ist das Differenzsignal 31 grundsätzlich robust gegen auf die Sensorspule 3 sowie die weitere Sensorspule 5 des zweiten Messschwingkreises 16 wirkende Störeinflüsse.
Beide Sensorspulen 3 und 5 können bevorzugt gleich orientiert und insbesondere voreinander oder nebeneinander angeordnet sein. Ein Abstand zwischen den beiden Sensorspulen 3, 5 kann bei manchen Ausführungsformen vorzugsweise so gewählt sein, dass die metallische Komponente 2 gegebenenfalls nur auf einen der beiden Messschwingkreise 15, 16 wirkt ohne den anderen wesentlich zu beeinflussen.
Da die Sensorspulen 3 und 5 bauartbedingt zumindest einen geringen Abstand aufweisen, können Störeinflüsse bei manchen Ausführungsformen jedoch zu einem geringfügig veränderten Differenzsignal 31 führen. Um diesen Effekt ebenfalls zu eliminieren, sind bei manchen Ausführungsformen der Maximalwertspeicher 27 und eine diesem nachgeschaltete Auswerteschaltung 39 so aufgebaut, dass das
Differenzsignal 31 in einem ersten Zeitfenster 49, das in Figur 12 dargestellt ist, mit dem Differenzsignal 31 in einem zweiten Zeitfenster 51 , das ebenfalls in Figur 12 dargestellt ist, verglichen wird. Der Maximalwertspeicher 27 sowie die Auswerteschaltung 39 sind dazu beispielsweise mittels des Taktgebers 63 zeitgesteuert. Dadurch kann elektrische Energie eingespart werden.
Die genaue Funktion sowie mögliche Ausgestaltungen des in Figur 13 dargestellten Maximalwertspeichers 27 werden im Folgenden anhand der Figur 14 näher erläutert. Der Maximalwertspeicher 27 weist einen ersten Teilspeicher 85 auf, der während des ersten Zeitfensters 49 mittels eines elektrischen Schaltelementes auf den Ausgang des Differenzverstärkers 43, also das Differenzsignal 31 geschaltet ist. Analog dazu ist ein zweiter Teilspeicher 87 während des zweiten Zeitfensters 51 ebenfalls mittels eines elektrischen Schaltelementes auf den Ausgang des Differenzverstärkers 43, also das Differenzsignal 31 geschaltet. Der Vergleicher 77 vergleicht die Speicherausgänge des ersten Teilspeichers 85 und des zweiten Teilspeichers 87, also das jeweilige
Differenzsignal 31 des ersten Zeitfensters 49 und des zweiten Zeitfensters 51 miteinander. Falls eine in Figur 14 lediglich mittels des Bezugszeichens 37 angedeutete Differenzschwelle überschritten ist, erzeugt der Vergleicher 77 das Setzsignal 79 zum Setzen des Flipflopelements 81. Die Teilspeicher 85 und 87 können bevorzugt durch den Taktgeber 63 mit elektrischer Energie versorgt werden, sind also in Pausen des Takts 65 beziehungsweise in dadurch vorgegebenen Messpausen im Wesentlichen stromlos. Dadurch kann der Stromverbrauch weiter gesenkt werden.
Figur 15 zeigt in den Darstellungen A bis D unterschiedliche Verläufe des
Differenzsignals 31 des in den Figuren 13 und 14 dargestellten induktiven Sensors 1 a.
In Figur 15A ist der Takt 65 dargestellt. In Figur 15B ist zu erkennen, dass während des Taktes 65 keine Erregerschwingung 11 an den Messschwingkreisen 15 und 16 liegt. Sobald der Takt 65 endet und damit der Erregerschwingkreis nicht mehr bestromt ist, tritt die abklingende Erregerschwingung 11 auf. Gemäß der Darstellung der Figur 15C ist in Folge der Erregung mittels der Erregerschwingung 11 das Differenzsignal 31 aus der Messschwingung 7 und einer weiteren Messschwingung 9 des weiteren
Messschwingkreises 16 z.B. bei Annäherung der metallischen Komponente 2 dargestellt. Die Annäherung der metallischen Komponente 2 führt zu einer
Verstimmung zumindest eines der Messschwingkreise 15 und/oder 16 und dadurch zu einem ansteigenden und wieder abklingenden Differenzsignal 31 , wie im Verlauf Figur 15C dargestellt ist.
In Figur 15D ist zu erkennen, dass das Differenzsignal 31 ohne eine Annäherung der metallischen Komponente 2 im Wesentlichen eine gleichbleibende Grundschwingung aufweist. Diese kann beispielsweise von einer elektromagnetischen Störung, die auf den induktiven Sensor 1a einwirkt, herrühren. Grundsätzlich kann die Störung durch das Bilden des Differenzsignals 31 reduziert werden, jedoch aufgrund eines gegebenenfalls unterschiedlichen Abstandes der Sensorspulen 3 und 5 gegenüber einer Störsignalquelle nicht gänzlich. Um dieses verbleibende Störsignal zu eliminieren, wird das Differenzsignal 31 bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen in dem ersten Zeitfenster 49, das in Figur 12 mittels zwei senkrechen Linien symbolisiert ist im
Vergleich zu einem Verlauf während des zweiten Zeitfensters 51 , das in Figur 15 ebenfalls mittels zwei senkrechten Linien symbolisiert ist, betrachtet. Wie in Figur 15C zu erkennen ist, erzeugt der Vergleicher 77 lediglich dann das Setzsignal 79 falls ein Maximalwert einer Amplitude des Differenzsignals 31 des zweiten Zeitfensters 51 einen Maximalwert der Amplitude des Differenzsignals 31 des ersten Zeitfensters 49 um die Differenzschwelle 37 überschreitet.
Das erste Zeitfenster 49 entspricht bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen insbesondere der Länge des Taktes 65, also einer Taktlänge TL, s. auch Fig. 11. Das zweite Zeitfenster 51 umfasst zumindest einen Teil der durch Kopplung, insbesondere Resonanz, mit der Erregerschwingung 11 in den Messschwingkreisen 15, 16 erzeugten Messschwingungen 7 und 9 und dem daraus gebildeten Differenzsignal 31. Das zweite Zeitfenster 51 schließt sich vorzugsweise direkt an das erste Zeitfenster 49 an und beginnt z.B. sobald der Takt 65 endet bzw. die Erregerschwingung 11 beginnt.
Das erste Zeitfenster 49 zur ersten Ermittlung der Amplitude des Differenzsignals 31 kann bei bevorzugten Ausführungsformen in einem Zeitraum der Bestromung des induktiven Elements 59 liegen oder mit diesem übereinstimmen. Das zweite Zeitfenster 51 zur zweiten Ermittlung der Amplitude des Differenzsignals 31 liegt bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen in einem Bereich einer maximalen Amplitude, insbesondere höchsten Resonanzschwingung, des Differenzsignals 31 und/oder der Messschwingungen 15, 16, wobei die Messung stattfindet. Verändert sich die erste Amplitude, zum Beispiel durch eine auf die Sensorspule 3 und/oder 5 einwirkende Störgröße, so wird diese erfasst und passt bei weiteren bevorzugten
Ausführungsformen den Schwellwert für die zweite Amplitude, also für die eigentliche Messung zum Erkennen der metallischen Komponente 2, entsprechend an.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist es möglich, eine Energieübertragung von dem Schwingungsgenerator 13 auf den bzw. die Messschwingkreise 15 und/oder 16 anstatt über den Kondensator 57 und/oder den Widerstand 55 ganz oder zumindest teilweise über eine induktive Energieübertragungsstrecke (nicht gezeigt) vorzunehmen. Die Spulen 3 und/oder 5 können gegebenenfalls die Energie direkt empfangen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist die Auswerteeinrichtung 1200 (Fig. 7) dazu ausgebildet, wenigstens zwei maximale oder minimale Amplitudenwerte
unterschiedlicher Schwingungsperioden der (selben) Messschwingung 7 (Fig. 10B) miteinander zu vergleichen. Dadurch kann beispielsweise eine Geschwindigkeit des Anklingens und/oder Abklingens der Messschwingung 7 ermittelt werden, aus der die Bewegungsinformation Bl ableitbar ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist die Auswerteeinrichtung 1200 dazu ausgebildet, einen maximalen oder minimalen Amplitudenwert einer ersten
Messschwingung 7‘ (Fig. 12B) von mehreren Messschwingungen 7‘, 7“, .. mit einem entsprechenden maximalen oder minimalen Amplitudenwert wenigstens einer zweiten Messschwingung 7“ der mehreren Messschwingungen zu vergleichen, wobei vorzugsweise die zweite Messschwingung auf die erste Messschwingung folgt, insbesondere direkt (also ohne, dass eine weitere Messschwingung zwischen der ersten und zweiten Messschwingung stattfindet) auf die erste Messschwingung folgt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist das Gerät 1000, 1000a, 1000b, 1000c, 1000d gemäß den vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 15 beschriebenen Ausführungsformen wenigstens eine Funktionskomponente 1030, 1300, 1302 auf, bei der es sich vorliegend z.B. um eine Messeinrichtung handelt, die dazu ausgebildet ist, Schichtdicken zu messen, wobei die Messeinrichtung insbesondere dazu ausgebildet ist, Schichtdicken von Schichten aus Lack und/oder Farbe und/oder Gummi und/oder oder Kunststoff auf Stahl und/oder Eisen und/oder Gusseisen zu messen, und/oder Schichten aus Lack und/oder Farbe und/oder Gummi und/oder oder Kunststoff auf nichtmagnetischen Grundwerkstoffen wie z.B. Aluminium, und/oder Kupfer und/oder Messing.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist das Gerät 1000, 1000a, 1000b, 1000c, 1000d gemäß den vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 15 beschriebenen Ausführungsformen als mobiles Gerät, insbesondere Handgerät, ausgebildet.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist das Gerät gemäß den vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 15 beschriebenen Ausführungsformen eine Steuereinheit 1010 zur Steuerung eines Betriebs des Geräts und insbesondere ggf. vorhandener Funktionskomponenten 1030, 1300, 1302 auf.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in dem Gehäuse 1002 des Geräts ein Sensor 1100, 1100“ angeordnet, der beispielsweise einen Hallsensor aufweist oder darstellt, vgl. Fig. 2A, 2B.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist in dem Gehäuse 1002 des Geräts ein Sensor angeordnet, der als induktiver Sensor 1100“ ausgebildet ist, z.B. gemäß wenigstens einer der vorstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 4bis 15
beschriebenen weiteren bevorzugten Ausführungsformen oder einer Kombination hieraus. Beispielsweise kann der induktive Sensor 1100“ den Aufbau gemäß Fig. 7 aufweisen, wobei eine schaltungstechnische Realisierung zumindest mancher der Komponenten 1130, 1110, 1200 des induktiven Sensors 1100“ beispielsweise ähnlich oder vergleichbar zu den unter Bezugnahme auf Fig. 9 bis 12 und/oder vergleichbar zu den unter Bezugnahme auf Fig. 13 bis 15 beschriebenen Ausführungsformen
realisierbar ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist das Gerät 1000, 1000a, 1000b, 1000c, 10OOd dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von mittels des Sensors 1100, 1100‘, 1100“ ermittelter Bewegungsinformation(en) Bl, die eine Position und/oder Bewegung des Betätigungselements 1004, 1004a, 1004b, 1004c, 1004d charakterisieren, wenigstens eine Schichtdickenmessung durch die Messeinrichtung 1030, 1300 auszuführen bzw. zu starten.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann das Gerät gemäß den
Ausführungsformen von einem Benutzer ergriffen werden, und das Betätigungselement kann aus einer Ruhelage heraus (z.B. gegen die Federkraft einer optionalen
Druckfeder) bewegt werden. Dadurch ergibt sich eine Veränderung der relativen
Position des Betätigungselements bzw. seiner Magnetfeldbeeinflussungskomponente bezogen auf den Sensor, die mittels des Sensors erfassbar ist (beispielsweise unter Nutzung des Hall-Effekts, vgl. Fig. 2A, 2B und/oder von Induktionseffekten, vgl. Fig. 7ff).
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass mithilfe des Sensors 1100, 1100“, 1100“ ermittelt wird, wann sich das Betätigungselement 1004, 1004a, 1004b, 1004c, 1004d wieder in seine Ruhelage zurückbewegt bzw. wann es nicht mehr im Bereich des Sensors 1100, 1100“, 1100“ positioniert ist. In diesem Fall kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen die Steuereinheit 1010
beispielsweise die Messeinrichtung 1030, 1300 und/oder sich selbst wieder in einen Energiesparzustand versetzen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist das Gerät 1000b (Fig. 4) dazu ausgebildet, zumindest zeitweise den Schwingungsgenerator 1130 (Fig. 7) zu deaktivieren, wobei insbesondere das Gerät 1000b dazu ausgebildet ist, den
Schwingungsgenerator 1130 in Abhängigkeit der Bewegungsinformation zumindest zeitweise zu deaktivieren. Dies kann bei solchen Ausführungsformen zweckmäßig sein, bei denen ein von dem induktiven Sensor 1100“erzeugtes Signal 11 , 7, insbesondere umfassend ein magnetisches Wechselfeld, sich ggf. störend auf den Betrieb der Messeinrichtung 1300 auswirken kann.
Aufgrund des bei manchen Ausführungsformen bevorzugt geringen Tastgrades des ersten Taktsignals TS1 und den damit einhergehenden vergleichsweise langen
Taktpausen ist es bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen auch möglich, den Messbetrieb der Messeinrichtung 1300 so mit dem Betrieb des induktiven Sensors 1100“ zu synchronisieren, dass Schichtdickenmessungen durch die Messeinrichtung 1300 innerhalb der Taktpausen des ersten Taktsignals TS1 ausgeführt werden, insbesondere während solcher Phasen der Taktpause(n), während denen eine
Erregerschwingung 11 und vorzugsweise auch eine hierdurch erzeugte
Messschwingung 7 wieder unter einen vorgebbaren Schwellwert abgeklungen sind. Dadurch ergibt sich ein i.w. durch den induktiven Sensor 1100“ unbeeinflusster Betrieb der Messeinrichtung 1300.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist auch denkbar, ein induktives Element, insbesondere eine Spule, sowohl für den Betrieb des induktiven Sensors 1100“ als auch für den Betrieb der Messeinrichtung 1300 zu nutzen. Sofern beispielsweise die Messeinrichtung 1300 eine Spule aufweist, die z.B. für die genannte
Schichtdickenmessung verwendbar ist, kann zumindest zeitweise diese Spule der Messeinrichtung 1300 auch für den Betrieb des induktiven Sensors 1100“ genutzt werden. Beispielsweise kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen der induktive Sensor 1100“ dazu ausgebildet sein, die Spule der Messeinrichtung 1300 zumindest zeitweise als Sensorspule 3 zu verwenden. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist das Gehäuse 1002 zumindest in dem ersten axialen Endbereich 1002a hermetisch dicht.
Die Sensoren 1100, 1100‘, 1100“, 1 , 1 a gemäß den vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen sind bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen vorteilhaft zur Bereitstellung einer Mensch-Maschine-Schnittsteile nutzbar,
beispielsweise unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Betätigungselements 1004, 1004a, 1004b, 1004c, 1004d, wobei eine Magnetgeldbeeinflussungskomponente (z.B. aufweisend einen magnetischen und/oder metallischen Gegenstand bzw. eine metallische Komponente bzw. ein zumindest teilweise metallisch und/oder magnetisch ausgebildetes Betätigungselement) relativ zu dem Sensor bzw. wenigstens einem Sensorelement 1101 (Fig. 2A) bzw. der ersten Sensorspule 1112 (Fig. 4) bewegbar (Translation und/oder Rotation bzw. Mischformen hieraus möglich) angeordnet ist.
Besonders bevorzugt kann das Prinzip gemäß den Ausführungsformen auch bei Geräten mit teilweise oder vollständig hermetisch dicht (luftdicht) gekapselten
Gehäusen 1002 verwendet werden, weil die genutzten Messprinzipien (z.B. Messung Magnetfeld (z.B. mittels Flallsensor) und/oder Induktion, vgl. die mit der
Messschwingung 7 zusammenhängenden magnetischen Wechselfelder) durch die Gehäusewand i.d.R. nicht wesentlich beeinträchtigt werden. Insbesondere ist vorteilhaft auch keinerlei elektrische, insbesondere galvanische, Verbindung zwischen dem
Betätigungselement und dem Sensor erforderlich.
Weitere mögliche Einsatzgebiete für das Prinzip gemäß den Ausführungsformen sind Geräte mit Schaltern oder anderen Betätigungselementen für explosionsgeschützte Räume, Tauchsportanwendungen, und insbesondere alle weiteren Gebiete, bei denen eine galvanische Kontaktierung nachteilig und/oder unerwünscht ist. Außerdem
Anwendungen, bei denen eine Bedienung mit haptischer Rückmeldung, eine Kapselung und/oder ein extrem geringer Stromverbrauch gewünscht sind, beispielsweise energieautarke, batteriebetriebene und/oder mobile Geräte.
Das Prinzip gemäß den vorliegenden Ausführungsformen ermöglicht vorteilhaft die Bereitstellung von Geräten mit einer sehr energieeffizienten Erkennung einer Position und/oder Bewegung wenigstens eines Betätigungselements. Ferner sind bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen auch mehrere Betätigungselemente an einem (selben) Gerät vorstellbar, deren Position und/oder Bewegung durch einen oder ggf. auch mehrere Sensoren ermittelbar ist.
Weiter vorteilhaft kann alternativ oder ergänzend zu einer„binären“ Erfassung von Positionen („Betätigungselement ist im Bereich des Hallsensors bzw. der Sensorspule“ / „Betätigungselement ist nicht im Bereich des Hallsensors bzw. der Sensorspule“) bzw. Bewegungszuständen (Bewegung des Betätigungselements zu dem Hallsensor bzw. der Sensorspule hin / von dem Hallsensor bzw. der Sensorspule weg) bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen auch eine Positionsbestimmung mit feinerer
Ortsauflösung erfolgen. Hierfür können beispielsweise mehrere Schwellwerte für die vorstehend z.B. unter Bezugnahme auf Fig. 10B beschriebenen Ausführungsformen vorgesehen werden, deren Überschreitung z.B. mittels mehrerer Vergleicher 77 auswertbar ist.
Der Begriff Erkennen einer Bewegung ist weit auszulegen, insbesondere kann darunter verstanden werden, ob eine Distanz zwischen dem Betätigungselement und dem Sensor statisch ist und/oder sich vergrößert und/oder sich verkleinert und/oder einen vorgebbaren ersten Schwellwert überschreitet und/oder einen vorgebbaren zweiten Schwellwert unterschreitet, und/oder ob das Betätigungselement an den Sensor hinbewegt wird und/oder dort anwesend ist und/oder von dem Sensor wegbewegt wird und/oder dort nicht anwesend ist. Alternativ oder zusätzlich sind bei weiteren
bevorzugten Ausführungsformen auch andere Auswertungen möglich, beispielsweise mittels fest vorgegebenen und/oder dynamisch nachgeregelten Schwellen für einen Absolutwert der Amplitude. Die Amplitudenwerte werden bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen bevorzugt als jeweils maximale Amplitudenwerte ermittelt, also zwischen Aufklingen und Abklingen der jeweiligen Messschwingung, beispielsweise wenn ein Signalmaximum der jeweiligen Messschwingung auftritt.

Claims

Patentansprüche
1. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) mit einem Gehäuse (1002) und einem relativ zu dem Gehäuse (1002) bewegbaren
Betätigungselement (1004; 1004a; 1004b; 1004c; 1004d), wobei das
Betätigungselement (1004; 1004a; 1004b; 1004c; 1004d) wenigstens eine Magnetfeldbeeinflussungskomponente (1040) aufweist, die dazu ausgebildet ist, ein magnetisches Feld zu erzeugen und/oder zu beeinflussen, wobei das Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1004d) einen Sensor (1100; 1100‘; 1100“; 1 ; 1 a) zum Erkennen einer Position und/oder einer Bewegung des
Betätigungselements (1004; 1004a; 1004b; 1004c; 1004d) und/oder der
Magnetfeldbeeinflussungskomponente (1040) aufweist.
2. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach Anspruch 1 , wobei die Magnetfeldbeeinflussungskomponente (1040) wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist: einen Permanentmagnet (1041 ), ein
magnetisierbares Element, eine elektrisch leitfähige Komponente (1042), eine metallische Komponente (1042).
3. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die
Magnetfeldbeeinflussungskomponente (1040) zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig, in das Betätigungselement (1004; 1004a; 1004b; 1004c; 1004d) integriert ist.
4. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die
Magnetfeldbeeinflussungskomponente (1040) a) unlösbar mit dem
Betätigungselement (1004; 1004a; 1004b; 1004c; 1004d) verbunden ist oder b) integraler Bestandteil des Betätigungselements (1004; 1004a; 1004b; 1004c; 1004d) ist.
5. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Betätigungselement (1004;
1004a; 1004b; 1004c; 1004d) als Spritzgussteil ausgebildet ist, und wobei die Magnetfeldbeeinflussungskomponente (1040) zumindest teilweise in das Betätigungselement (1004; 1004a; 1004b; 1004c; 1004d) integriert, insbesondere eingegossen, ist, vorzugsweise vollständig in das
Betätigungselement (1004; 1004a; 1004b; 1004c; 1004d) integriert,
insbesondere eingegossen, ist.
6. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Betätigungselement (1004;
1004a; 1004b; 1004c; 1004d) hülsenförmig ausgebildet ist.
7. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Betätigungselement (1004;
1004a; 1004b; 1004c; 1004d) koaxial um das Gehäuse (1002) des Geräts (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) herum angeordnet ist.
8. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Betätigungselement (1004;
1004a; 1004b; 1004c; 1004d) an dem Gehäuse (1002) axial hin- und
herbewegbar angeordnet ist.
9. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Sensor (1100; 1100‘; 1 ; 1 a) wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist: einen magnetoresistiven Sensor (1101 ), insbesondere Hallsensor, einen induktiven Sensor, einen Reed- Sensor, insbesondere Reed-Schalter.
10. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der vorstehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine Komponente (1010; 1300) des Geräts in Abhängigkeit der Position und/oder Bewegung des
Betätigungselements (1004; 1004a; 1004b; 1004c; 1004d) und/oder der
Magnetfeldbeeinflussungskomponente (1040) a) aktivierbar und/oder
deaktivierbar ist und/oder b) von einem ersten Betriebszustand in wenigstens einen zweiten Betriebszustand versetzbar ist.
11. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (1002) eine im wesentlichen kreiszylindrische Grundform aufweist, und wobei das
Betätigungselement (1004d) eine im wesentlichen hohlzylindrische Grundform aufweist und einen ersten axialen Endbereich (1002a) des Gehäuses (1002) koaxial umgibt.
12. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach Anspruch 11 , wobei wenigstens eine Komponente des Sensors (1100; 1100‘; 1 ; 1 a) innerhalb des Gehäuses (1002) und in dem ersten axialen Endbereich (1002a) angeordnet ist, wobei insbesondere wenigstens ein Hallsensor (1101 ) oder wenigstens eine Sensorspule (1112) oder wenigstens ein Reed-Schalter des Sensors in dem ersten axialen Endbereich (1002a) angeordnet ist.
13. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei radial zwischen dem Gehäuse (1002) und dem, insbesondere hohlzylindrischen, Betätigungselement (1004c; 1004d) ein Federelement (1005), insbesondere eine Druckfeder (1005), vorgesehen ist.
14. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (1002) a) die Schutzart 67 gemäß DIN EN 60529 aufweist und/oder b) zumindest in einem bzw. dem ersten axialen Endbereich (1002a) hermetisch dicht ist.
15. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) eine Auswerteeinrichtung (1200) aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine die Position und/oder Bewegung des Betätigungselements (1004;
1004a; 1004b; 1004c; 1004d) charakterisierende Bewegungsinformation (Bl) in Abhängigkeit eines Ausgangssignals (os1 ) des Sensors (1100; 1100‘; 1 ; 1 a) zu ermitteln (120).
16. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die
Magnetfeldbeeinflussungskomponente (1040) des Betätigungselements (1004; 1004a; 1004b; 1004c; 1004d) wenigstens eine metallische Komponente (1042) aufweist, wobei der Sensor (1100; 1 ; 1 a) ein induktiver Sensor ist, wobei der induktive Sensor (1100; 1 ; 1 a) aufweist: einen eine Sensorspule (1112) aufweisenden ersten Messschwingkreis (1110; 15), in dem eine erste
Messschwingung (MS; 7) erzeugbar ist, und einen Schwingungsgenerator (1130; 13), der dazu ausgebildet ist, eine Erregerschwingung (ES; 11 ) zu erzeugen und zumindest zeitweise den ersten Messschwingkreis (1110; 15) mit der
Erregerschwingung (ES; 11 ) zu beaufschlagen (110), wobei das Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) eine Auswerteeinrichtung (1200) aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine die Position und/oder Bewegung des
Betätigungselements (1004; 1004a; 1004b; 1004c) charakterisierende
Bewegungsinformation (Bl) in Abhängigkeit der ersten Messschwingung (MS; 7) zu ermitteln (120).
17. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach Anspruch 16, wobei der Schwingungsgenerator (1130; 13) dazu ausgebildet ist, mehrere zeitlich aufeinanderfolgende Erregerschwingungen (ES; 11 ) zu erzeugen und den ersten Messschwingkreis (1110; 15) mit den mehreren
Erregerschwingungen (ES; 11 ) zu beaufschlagen, wodurch sich insbesondere eine der Anzahl der mehreren zeitlich aufeinanderfolgende Erregerschwingungen (ES; 11 ) entsprechende Mehrzahl von Messschwingungen (MS; 7) ergibt.
18. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach Anspruch 17, wobei der Schwingungsgenerator (1130; 13) dazu ausgebildet ist, periodisch mit einer ersten Taktfrequenz die mehreren Erregerschwingungen (ES; 11 ) zu erzeugen und den ersten Messschwingkreis (1110; 15) mit den periodisch erzeugten Erregerschwingungen (ES; 11 ) zu beaufschlagen, wobei insbesondere die erste Taktfrequenz zwischen etwa 0,5 Hertz und etwa 800 Hertz beträgt, bevorzugt zwischen etwa 2 Hertz und etwa 100 Hertz, besonders bevorzugt zwischen etwa 5 Hertz und etwa 20 Hertz.
19. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei der Schwingungsgenerator (1130; 13) dazu ausgebildet ist, den ersten Messschwingkreis (1110; 15) so mit der
Erregerschwingung (ES; 11 ) zu beaufschlagen, dass die erste Messschwingung (MS; 7) eine aufklingende und anschließend wieder abklingende Schwingung ist.
20. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei der erste Messschwingkreis (MS; 15), insbesondere zum Erzeugen einer aufklingenden und anschließend wieder abklingenden Messschwingung (MS; 7), in Resonanz mit der Erregerschwingung (ES; 11 ) bringbar ist.
21. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der Ansprüche 16 bis 20, wobei der erste Messschwingkreis (1110; 15) ein erster LC-Oszillator mit einer ersten Resonanzfrequenz ist, wobei die
Sensorspule (1112; 3) ein induktives Element des ersten LC-Oszillators ist, und wobei ein kapazitives Element (53) des ersten LC-Oszillators parallel zu der Sensorspule (1112; 3) geschaltet ist, wobei insbesondere der
Schwingungsgenerator (1130; 13) dazu ausgebildet ist, die Erregerschwingung (ES; 11 ) mit einer zweiten Frequenz zu erzeugen, wobei die zweite Frequenz zwischen etwa 60 Prozent und etwa 140 Prozent der ersten Resonanzfrequenz des ersten LC-Oszillators beträgt, wobei insbesondere die zweite Frequenz zwischen etwa 80 Prozent und etwa 120 Prozent der ersten Resonanzfrequenz des ersten LC-Oszillators beträgt, wobei insbesondere die zweite Frequenz zwischen etwa 95 Prozent und etwa 105 Prozent der ersten Resonanzfrequenz des ersten LC-Oszillators beträgt.
22. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der Ansprüche 18 bis 21 , wobei der Schwingungsgenerator (1130; 13) einen zweiten LC-Oszillator (59, 61 ) aufweist und einen Taktgeber (63), der dazu ausgebildet ist, den zweiten LC-Oszillator mit einem ersten Taktsignal (TS1 ) oder einem von dem ersten Taktsignal (TS1 ) abgeleiteten Signal zu beaufschlagen, das die erste Taktfrequenz und eine vorgebbare Taktlänge (TL) aufweist, wobei insbesondere die vorgebbare Taktlänge (TL) zwischen etwa 100 Nanosekunden und etwa 1000 Millisekunden beträgt, insbesondere zwischen etwa 500
Nanosekunden und etwa 10 Mikrosekunden, besonders bevorzugt etwa eine Mikrosekunde.
23. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der Ansprüche 16 bis 22, wobei der erste Messschwingkreis (1110; 15), insbesondere zumindest zeitweise, induktiv mit dem Schwingungsgenerator
(1130; 13) gekoppelt ist und/oder wobei der erste Messschwingkreis (1110; 15) kapazitiv mit dem Schwingungsgenerator (1130; 13) gekoppelt ist.
24. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens einem der Ansprüche 16 bis 23, wobei die Auswerteeinrichtung (1200) dazu ausgebildet ist, wenigstens zwei maximale oder minimale Amplitudenwerte unterschiedlicher Schwingungsperioden der Messschwingung (MS; 7)
miteinander zu vergleichen.
25. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der Ansprüche 17 bis 24, wobei die Auswerteeinrichtung (1200) dazu ausgebildet ist, einen maximalen oder minimalen Amplitudenwert einer ersten Messschwingung (MS1 ; 7‘) der mehreren Messschwingungen (MS; 7) mit einem entsprechenden maximalen oder minimalen Amplitudenwert einer zweiten Messschwingung (MS2; 7“) der mehreren Messschwingungen zu vergleichen, wobei vorzugsweise die zweite Messschwingung (MS2, 7“) auf die erste
Messschwingung (MS1 ; 7‘) folgt, insbesondere direkt auf die erste
Messschwingung (MS1 ; 7‘) folgt.
26. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der Ansprüche 18 bis 25, wobei die Auswerteeinrichtung (1200) dazu ausgebildet ist, einen ersten Amplitudenwert (17) der Messschwingung (7; MS1 ) eines ersten Taktdurchgangs (19) mit einem Amplitudenwert (21 ) der
Messschwingung (7; MS2) eines zweiten Taktdurchgangs (23) zu vergleichen, wobei das Vergleichen insbesondere eine Differenzbildung umfasst.
27. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der Ansprüche 16 bis 26, wobei wenigstens ein zweiter Messschwingkreis (16) vorgesehen ist, der eine zweite Sensorspule (5) aufweist, und in dem eine sekundäre Messschwingung erzeugbar ist, und wobei der
Schwingungsgenerator (1130; 13) dazu ausgebildet ist, auch den zweiten Messschwingkreis (16) zumindest zeitweise mit der Erregerschwingung (11 ) zu beaufschlagen, wobei die Auswerteeinrichtung (1200) dazu ausgebildet ist, die die Position und/oder Bewegung des Betätigungselements (1004; 1004a; 1004b; 1004c) charakterisierende Bewegungsinformation (Bl) in Abhängigkeit der ersten Messschwingung (7) und der sekundären Messschwingung zu ermitteln.
28. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der Ansprüche 16 bis 27, wobei die Auswerteeinrichtung (1200) einen Vergleicher (77) aufweist, der dazu ausgebildet ist, einen Amplitudenwert (21 ) der Messschwingung (7; MS1 , MS2) mit einem Vorgabewert zu vergleichen, wobei insbesondere eine Vorgabewerterzeugungseinrichtung (VG) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, den Vorgabewert zu erzeugen, wobei die
Vorgabewerterzeugungseinrichtung (VG) insbesondere dazu ausgebildet ist, den Vorgabewert zumindest zeitweise a) als statischen Wert und/oder zumindest zeitweise b) in Abhängigkeit eines Amplitudenwerts der Messschwingung (MS; MS1 , MS22; 7) zu erzeugen.
29. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach Anspruch 28, wobei ein Flipflopelement (81 ) vorgesehen ist, dessen Setzeingang (81 a) mit einem Ausgang des Vergleichers (77) verbunden oder verbindbar ist, und dessen Rücksetzeingang (81 b) mit einem Taktsignal, insbesondere dem ersten Taktsignal (TS1 ), beaufschlagbar ist, wobei insbesondere ein Tiefpass (83) vorgesehen ist, und wobei ein Ausgang des Flipflopelements (81 ) mit einem Eingang des Tiefpasses (83) verbunden ist.
30. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der Ansprüche 16 bis 29, wobei das Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) zur Ausführung der folgenden Schritte ausgebildet ist: periodisches Erzeugen (150) von mehreren Erregerschwingungen (ES; 11 ), insbesondere abklingenden Erregerschwingungen (ES; 11 ), mittels des
Schwingungsgenerators (1130; 13), und Beaufschlagen (160) des ersten
Messschwingkreises (1110; 15) mit den mehreren Erregerschwingungen (11 ), wobei insbesondere der erste Messschwingkreis (1110; 15) so mit den mehreren Erregerschwingungen (ES; 11 ) beaufschlagbar ist, dass a) der erste
Messschwingkreis (1110; 15), vorzugsweise zumindest in etwa, in Resonanz mit einer jeweiligen Erregerschwingung (ES; 11 ) versetzt wird und/oder b) die Messschwingung (MS; MS1 , MS2; 7) als aufklingende und anschließend wieder abklingende Schwingung erhalten wird.
31. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der Ansprüche 15 bis 30, wobei das Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) wenigstens eine Funktionskomponente (1300, 1302) aufweist, und wobei das Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) dazu ausgebildet ist, einen Betriebszustand und/oder einen Wechsel eines Betriebszustands der wenigstens einen Funktionskomponente (1300, 1302) in Abhängigkeit von der
Bewegungsinformation (Bl) zu steuern.
32. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens
einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Gerät (1000; 1000a; 1000b;
1000c; 1000d) eine Messeinrichtung (1030; 1300) aufweist, die dazu ausgebildet ist, Schichtdicken zu messen, wobei die Messeinrichtung (1030; 1300)
insbesondere dazu ausgebildet ist, Schichtdicken von Schichten aus Lack und/oder Farbe und/oder Gummi und/oder oder Kunststoff auf Stahl und/oder Eisen und/oder Gusseisen zu messen, und/oder Schichten aus Lack und/oder Farbe und/oder Gummi und/oder oder Kunststoff auf nichtmagnetischen
Grundwerkstoffen wie z.B. Aluminium, und/oder Kupfer und/oder Messing.
33. Elektronisches Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach Anspruch 32, wobei das Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der Bewegungsinformation (Bl) wenigstens eine
Schichtdickenmessung durch die Messeinrichtung (1300) auszuführen.
34. Verfahren zum Betreiben eines elektronischen Geräts (1000; 1000a; 1000b;
1000c; 1000d) mit einem Gehäuse (1002) und einem relativ zu dem Gehäuse (1002) bewegbaren Betätigungselement (1004; 1004a; 1004b; 1004c; 1004d), wobei das Betätigungselement (1004; 1004a; 1004b; 1004c; 1004d) wenigstens eine Magnetfeldbeeinflussungskomponente (1040) aufweist, die dazu
ausgebildet ist, ein magnetisches Feld zu erzeugen und/oder zu beeinflussen, wobei das Gerät (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1004d) einen Sensor (1100;
1100‘; 1100“; 1 ; 1 a) zum Erkennen einer Position und/oder einer Bewegung des Betätigungselements (1004; 1004a; 1004b; 1004c; 1004d) und/oder der
Magnetfeldbeeinflussungskomponente (1040) aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Erkennen (90) einer Bewegung des Betätigungselements (1004;
1004a; 1004b; 1004c; 1004d), und, optional, Steuern (92) eines Betriebs wenigstens einer Komponente (1010, 1030) des Geräts (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d), insbesondere in Abhängigkeit der Erkennung (90) der Bewegung.
35. Verwendung eines elektronischen Geräts (1000; 1000a; 1000b; 1000c; 1000d) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 33 und/oder des Verfahrens nach Anspruch 34 zur Messung wenigstens einer physikalischen Größe, insbesondere einer Schichtdicke wenigstens einer Lackschicht.
EP18830466.1A 2017-12-20 2018-12-19 Elektronisches gerät mit sensor Withdrawn EP3728987A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017130822 2017-12-20
DE102018211025.5A DE102018211025A1 (de) 2017-12-20 2018-07-04 Elektronisches Gerät mit induktivem Sensor
PCT/EP2018/085954 WO2019121988A1 (de) 2017-12-20 2018-12-19 Elektronisches gerät mit sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3728987A1 true EP3728987A1 (de) 2020-10-28

Family

ID=66768078

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18830798.7A Withdrawn EP3728988A1 (de) 2017-12-20 2018-12-19 Elektronisches gerät mit induktivem sensor
EP18830466.1A Withdrawn EP3728987A1 (de) 2017-12-20 2018-12-19 Elektronisches gerät mit sensor

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18830798.7A Withdrawn EP3728988A1 (de) 2017-12-20 2018-12-19 Elektronisches gerät mit induktivem sensor

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20210164766A1 (de)
EP (2) EP3728988A1 (de)
DE (3) DE102018211029A1 (de)
WO (2) WO2019121988A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102315414B1 (ko) * 2019-07-18 2021-10-21 주식회사 다모아텍 인덕티브 센싱과 정전용량형 센싱을 이용하는 터치 포스 센서 및 그 동작 방법
CN113595544B (zh) * 2021-08-06 2024-05-24 杭州嘉隆物联网科技有限公司 一种电感式全密封防爆键盘系统及使用方法
FR3131957B1 (fr) * 2022-01-17 2024-01-05 St Microelectronics Grenoble 2 Excitation et lecture d'un réseau d'oscillateurs LC

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE857278C (de) * 1941-06-07 1952-11-27 Philips Nv Vorrichtung zur magnetischen Bestimmung der Staerke einer aus unmagnetischem oder schwach magnetischem Material bestehenden Schicht
DE2345848C3 (de) * 1973-09-12 1986-06-19 ELEKTRO-PHYSIK Hans Nix & Dr.-Ing. E. Steingroever GmbH & Co KG, 5000 Köln Elektromagnetischer Schichtdickenmesser
DE3318900A1 (de) * 1983-05-25 1984-11-29 Werner Turck Gmbh & Co Kg, 5884 Halver Annaeherungsschalter mit minimalem strombedarf
DE4137485A1 (de) * 1991-11-14 1993-05-19 Schering Ag Schaltvorrichtung
DE29620044U1 (de) * 1996-11-19 1997-01-09 List-Magnetik Dipl.-Ing. Heinrich List GmbH, 70771 Leinfelden-Echterdingen Schichtdicken-Meßgerät
EP1580889B1 (de) 2004-03-26 2007-12-05 Senstronic, S.A. Induktiver Annäherungssensor

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019121988A1 (de) 2019-06-27
DE102018211029A1 (de) 2019-06-27
WO2019121974A1 (de) 2019-06-27
EP3728988A1 (de) 2020-10-28
US20210164766A1 (en) 2021-06-03
DE202018006650U1 (de) 2021-10-21
DE102018211025A1 (de) 2019-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2527795B1 (de) Positionssensor, Aktor-Sensor-Vorrichtung und Verfahren zur induktiven Erfassung einer Position
WO2019121988A1 (de) Elektronisches gerät mit sensor
CH672383A5 (de)
EP2666023B1 (de) Strommessvorrichtung
DE602004010486T2 (de) Induktiver Annäherungssensor
DE102007007551A1 (de) Induktiver Näherungssensor
EP0311128B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erregung eines Schwingkreises
EP0264408A1 (de) Induktiver näherungssensor
DE4325406B4 (de) Näherungsschalter
DE102009045460B3 (de) Induktiver Näherungssensor und Verfahren zur Auswertung von analogen Ausgangssignalen mindestens eines Schwingkreises eines induktiven Näherungssensors
EP2511918A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Lage eines Gegenstandes an einem Elektromagneten
DE102017128472A1 (de) Induktiver Näherungsschalter und Verfahren zum Betreiben eines induktiven Näherungsschalters
EP0561054B1 (de) Verfahren und Messvorrichtung zur Messung der Zeitkonstanten eines elektrischen Wegaufnehmers
DE102018211024A1 (de) Verfahren und Sensorvorrichtung zum Erkennen einer Annäherung an zwei kapazitive Sensorelektroden
WO1997044639A1 (de) Verfahren zum steuern eines digitalen sensors und digitaler sensor
EP2181456B1 (de) Verfahren zur detektierung des schaltzustandes
EP2425207B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur messung einer relativbewegung eines targets
DE19903750C2 (de) Näherungssensor
DE19523373C2 (de) Magnetischer Resonanzsensor
DE10064507B4 (de) Magnetfeldempfindlicher Näherungssensor
DE102017128471A1 (de) Induktiver Näherungsschalter und Verfahren zum Betreiben eines induktiven Näherungsschalters
DE3824267C2 (de)
DE102007004387A1 (de) Verfahren und Anordnung zum Messen der Stromstärke eines elektrischen Stroms sowie Bussystem
EP3015826B1 (de) Sensorvorrichtung, Bedienwerkzeug und Verfahren zum Bedienen selbiger
DE102021126700A1 (de) Induktive Sensoranordnung zur Erfassung einer Lageänderung eines Betätigungselements und Betätigungsanordnung

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20200709

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20220117

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20220528