EP4022749A1 - Sensorsystem und verfahren zum betrieb eines sensorsystems - Google Patents

Sensorsystem und verfahren zum betrieb eines sensorsystems

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EP4022749A1
EP4022749A1 EP21749091.1A EP21749091A EP4022749A1 EP 4022749 A1 EP4022749 A1 EP 4022749A1 EP 21749091 A EP21749091 A EP 21749091A EP 4022749 A1 EP4022749 A1 EP 4022749A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
magnetic field
distance
sensor system
rotor
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.)
Pending
Application number
EP21749091.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Kuran
Norbert Reindl
Thomas Haslinger
Thomas Wisspeintner
Guenter Schallmoser
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.)
Micro Epsilon Messtechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Micro Epsilon Messtechnik GmbH and Co KG
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 Micro Epsilon Messtechnik GmbH and Co KG filed Critical Micro Epsilon Messtechnik GmbH and Co KG
Publication of EP4022749A1 publication Critical patent/EP4022749A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • 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
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G01R33/096—Magnetoresistive devices anisotropic magnetoresistance sensors

Definitions

  • the invention relates to a sensor system with a distance sensor for detecting the distance between two objects that can move relative to one another and a magnetic field sensor for detecting a magnetic field between the objects.
  • the invention relates to a method for operating a sensor system.
  • the air gap between the rotor and stator in electrical machines is important for the functionality and service life of the machine.
  • the gap should be as small as possible so that the efficiency of the machine is as high as possible.
  • a large air gap reduces the magnetic force between the rotor and stator.
  • the gap must not be too small so that the rotor and stator do not come into contact, especially in the case of changing operating conditions. In general, this applies both to rotating electrical machines and to linear motors with the air gap between the rotor (corresponds to the rotor) and the stator (corresponds to the stator).
  • the gap must first be set correctly during assembly. Furthermore, it is desirable to monitor the gap during operation.
  • the gap can change due to wear, e.g. of the bearings, or due to changing loads during operation. The gap should therefore be monitored so that there is no contact when the machine is running and thus no major damage.
  • EP 1 870 987 discloses a clearance gap measurement assembly consisting of a clearance gap dimension measurement device and a clearance gap magnetic flux measurement device which, time and position synchronized, obtains a clearance gap dimension input signal and a clearance gap magnetic flux input signal simultaneously from similar locations.
  • AD converters In order to be able to record two analog signals simultaneously with a sufficiently high resolution, two AD converters are required, which record the measurement signals for the gap and the magnetic field simultaneously, i.e. at the same time. This requires two fast, high-resolution AD converters. These must also be synchronized exactly, which places high demands on the timing and thus on the computer (microcontroller, computer, etc.).
  • the present invention is therefore based on the object of designing and developing a sensor system in such a way that a distance and a magnetic field can be reliably detected with structurally simple means and thus inexpensively. Furthermore, a method for operating a sensor system is to be specified, in which reliable operation is made possible with simple means and thus inexpensively.
  • a sensor system is specified with a distance sensor for detecting the distance between two mutually movable objects and a magnetic field sensor for detecting a magnetic field between the objects, in particular for detecting a gap width and a magnetic field between a rotor and a stator or between a rotor and a stator, and with a selection device, wherein a measurement signal from the distance sensor or a measurement signal from the magnetic field sensor can be fed to further processing via the selection device.
  • the underlying object is achieved by the features of claim 12.
  • This specifies a method for operating a sensor system, preferably according to one of claims 1 to 11, with a distance sensor for detecting the distance between two objects that are movable relative to one another and a magnetic field sensor for detecting a magnetic field between the objects, in particular for measuring a gap width and a Magnetic field between a rotor and a stator or between a rotor and a stator, and with a selection device, wherein a measurement signal from the distance sensor or a measurement signal from the magnetic field sensor is fed to further processing via the selection device.
  • the sensor system is used in particular to monitor the gap width between a stator and a rotor, i.e. the distance between the stator and the rotor, and the magnetic field in the gap.
  • the distance sensor can advantageously be a capacitive distance sensor or an inductive distance sensor or an optical distance sensor or an eddy current sensor.
  • the capacitive distance sensor has a measuring electrode whose shape can be adapted to the geometric requirements.
  • a capacitive sensor has the advantage that it is particularly easy to implement, with the other inductive distance sensors, optical distance sensors or eddy current sensors mentioned above also being able to be used and supplying reliable measured values.
  • the magnetic field sensor can be a flux sensor or a Hall sensor or a magnetoresistive sensor (MR sensor), in particular an anisotropic magnetoresistive sensor (AMR sensor) or a giant magnetoresistive sensor (GMR sensor), act.
  • a flux sensor detects the magnetic flux between objects.
  • the selection device can have a multiplexer.
  • a multiplexer By arranging a multiplexer, one measurement signal from the distance sensor or one from the magnetic field sensor can be fed to further processing in a simple manner, for example alternately in each case.
  • a preamplifier can be arranged between the selection device and the distance sensor and/or a preamplifier can be arranged between the selection device and the magnetic field sensor.
  • an analog-to-digital converter and/or a computer are arranged.
  • only a single analog/digital converter is arranged, which is possible due to the selection device, since the measurement signals from the distance sensor and the magnetic field sensor are fed to the analog/digital converter one after the other be able. If a plurality of distance sensors and magnetic field sensors are arranged, these can be combined in pairs and a single analog/digital converter and possibly a single multiplexer can be provided for each such pair.
  • At least one temperature sensor for detecting the temperature can be arranged in the area between the moving objects, for example a gap between the rotor and the stator or between the rotor and the stator.
  • the temperature also allows conclusions to be drawn about the operating state of the device, for example an electrical machine. Too high a temperature can negatively affect the electrical properties of the machine or cause damage.
  • the operational safety of the machine and thus of the entire system can be increased by means of integrated condition monitoring.
  • Separate temperature sensors could be saved through the combination with the distance sensor and the magnetic field sensor.
  • a temperature sensor e.g. a thermocouple or a PT100
  • the distance sensor and the magnetic field sensor and possibly the temperature sensor and/or the selection device and/or an analog/digital converter and/or a computer can be arranged on a common substrate or in a common housing.
  • the substrate can be a printed circuit board or a ceramic substrate, for example.
  • the distance sensor is surrounded by the coil. Due to the concentric arrangement, the two measured variables are recorded at the same point. But you could Arrange the level sensor and magnetic field sensor next to each other.
  • a very practical solution is to arrange the sensors one behind the other on a substrate. By integrating the two measurements in one housing or on one substrate, significant cost advantages can be achieved, since, for example, the mechanical connection/mounting to the mechanics only has to take place once. This makes it easier to align the sensors to one another both during installation and later maintenance.
  • the substrate is designed in one layer, which represents a particularly simple construction.
  • the distance sensor and the magnetic field sensor can then be arranged in one plane.
  • the substrate can be multi-layered, for example a multi-layer printed circuit board or a multi-layer ceramic, in particular using LTCC technology.
  • An arrangement on different levels of the substrate would thus also be possible, with the distance sensor and the magnetic field sensor being able to be arranged offset from one another or also one behind the other. Due to the multi-layer arrangement, the coil can also be multi-layered. In this way, a sufficiently high inductance can be achieved without expanding the area of the coil too much.
  • a position sensor can be arranged to determine the position of the first component relative to the second component. For example, a rotation angle between a stator and a rotor can be detected in this way. If the positioning of the position sensor relative to the distance sensor and the magnetic field sensor is known, changes in individual poles in the rotor or stator can be detected by detecting the angle of rotation. Such significant changes are, in particular, changes in the magnetic field of individual poles, which in the case of electromagnetic poles can indicate a winding short. An assignment of the error to the respective pole is of particular advantage here. In the case of linear motors, the position and thus the relative position between rotor and stator would be recorded in a completely analogous manner.
  • the position of the first component relative to the second component can advantageously be determined via a position sensor. Furthermore, it is conceivable that, taking into account the position detected by the position sensor, a spatial assignment of the detected distance and/or the detected magnetic field takes place. It is therefore not necessary to record distance and magnetic field strength signals at the same time. The detection of a currently applicable angle of rotation or a relative position to a distance or magnetic field strength value makes this requirement unnecessary. Distance and magnetic field strength sensors can thus be evaluated separately in terms of time and space. The signals could be combined again in a further computer unit, in particular they could also be offset against one another.
  • the distance values and the magnetic field strength values can be evaluated separately from one another in terms of time and/or space.
  • the distance values and the magnetic field strength values can be calculated with one another in such a way that a distance dependency of the magnetic field strength detection is compensated.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a sensor system according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the arrangement of a sensor system according to the invention on the components to be monitored
  • 3 shows the arrangement of the sensor system according to the invention on the components to be monitored in a further schematic representation
  • FIG. 4 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a distance sensor and a magnetic field sensor of a sensor system according to the invention
  • FIG. 5 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of the electronics required for processing the measurement signals of a sensor system according to the invention
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a further exemplary embodiment of the electronics of a sensor system according to the invention required for processing the measurement signals
  • FIG. 7 shows a schematic representation of an embodiment of the electronics required for processing the measurement signals of a sensor system according to the invention.
  • FIG. 8 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of the electronics required for processing the measurement signals of a sensor system according to the invention.
  • Fig. 1 shows a sensor system for detecting geometric and magnetic variables, namely a distance sensor 1 and a magnetic field sensor 2, which are arranged in a common housing 18.
  • the distance sensor 1 for example a capacitive distance sensor 1, measures the distance between the first object 3 and the second object 4 in the gap 5.
  • the first object 3 is a rotor and the second object 4 is a stator of an electrical machine 6 (cf. FIG. 2).
  • an electrical machine it can be any other arrangement that has a rotor and a stator or a lithium near drive.
  • Fig. 2, 3 it can be clearly seen that several pairs of distance sensor 1 and magnetic field sensor 2 are arranged around the rotor 3 and the stator 4 around.
  • the capacitive distance sensor 1 is realized by a measuring electrode 7, the shape of which can be adapted to the geometric requirements.
  • a capacitive distance sensor 1 other types of distance sensors, for example inductive, optical or eddy current sensors, could also be used.
  • the measuring electrode 7 is shown in FIG. 4 .
  • the magnetic field sensor 2 is a flux sensor that detects the magnetic flux in the gap 5 . It consists of at least one conductor loop 8 forming a coil 9 .
  • the coil 9 lies in the plane of the substrate 10 and with a corresponding arrangement of the substrate 10 in the gap 5 almost perpendicular to the magnetic field lines.
  • the distance sensor 1 and the magnetic field sensor 2 are advantageously arranged in or on a common substrate 10 .
  • This can be a printed circuit board or a ceramic substrate, for example.
  • the capacitive distance sensor 1 is surrounded by the coil 9 . Due to the concentric arrangement, the two measured variables are recorded at the same point.
  • distance sensor 1 and magnetic field sensor 2 could also be arranged next to one another. As a very practical solution, the sensors can also be installed one behind the other on a common element.
  • a common line 11 By combining distance sensor 1 and magnetic field sensor 2 in a common housing or on a common substrate 10, a common line 11 can be arranged.
  • the substrate 10 has a single layer.
  • the distance sensor 1 and the magnetic field sensor 2 are then arranged in a common plane.
  • the substrate 10 has a multi-layer design, ie a multi-layer printed circuit board or a multi-layer ceramic, with for example in LTCC technology.
  • An arrangement on different levels of the substrate 10 would thus also be possible, with the distance sensor 1 and the magnetic field sensor 2 being able to be arranged offset from one another or one behind the other.
  • the coil 9 can also have a multi-layer design, as shown in FIG. As a result, a sufficiently high inductance can be achieved without expanding the area of the coil 9 too much.
  • FIG 3 also shows that a position sensor 16 is arranged, which serves to determine a rotation angle between the first object 3 (stator) and the second object 4 (rotor).
  • the electronics required for processing the measurement signals are shown in FIGS. After that, it can likewise be arranged on the substrate 10 .
  • the electronics only consist of signal pre-processing. This could, for example, be (analogue) preamplifiers 12, 12', which amplify the two signals so that they can be transmitted to the downstream electronics at a higher signal level. Filtering of the signals, for example low-pass, high-pass or band-pass filters, is also possible.
  • the electronics contain a selection device 13, preferably a multiplexer 13, and an analog/digital converter 14.
  • the multiplexer 13 has, for example, at least two inputs and one output.
  • the distance signal is present at one input and the magnetic field signal at the second input.
  • First, only the first input is switched through, so that the first signal (e.g. distance) is present at the analog/digital converter 14 and can be digitized.
  • the second input is then switched through so that the second signal (e.g. magnetic flux) is present at the analog/digital converter 14 and can be digitized.
  • the two signals are then processed in a computer 15, for example a microcontroller.
  • the multiplexer 13 can be designed either as a separate component or as a component integrated in an analog/digital converter 14, both solutions can be implemented with standard components.
  • the computer 15 can also be arranged on the substrate 10 . Filtering can also be done digitally in the computer 15 . The complete evaluation of the signals can thus already take place on the substrate 10 .
  • the two measurement signals can then be transmitted to the downstream evaluation electronics either via separate lines or via a common line 11 . If an analog/digital converter 13 is used, the signals are then transmitted to the downstream electronics via a digital interface.
  • the advantage of the digital interface is that it is immune to interference from the electromagnetic environment in the electrical machine.
  • the evaluation of the signals can be carried out in the computer 15 by placing them in different relationships with one another depending on the requirements: Mechanical variables such as air gap (min, max) across all individual poles or the eccentricity, conicity, ovality of the rotor or stator and, for example, shaft displacement of the rotor due to bearing wear.
  • Mechanical variables such as air gap (min, max) across all individual poles or the eccentricity, conicity, ovality of the rotor or stator and, for example, shaft displacement of the rotor due to bearing wear.
  • the magnetic field of individual poles can be measured as a significant electrical variable, which can even be distance-compensated by calculating the respective distance signals.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 7 corresponds to the exemplary embodiment from FIG. 5, a temperature sensor 17 being additionally arranged. Furthermore, the exemplary embodiment according to FIG. 8 corresponds to the exemplary embodiment from FIG. 6, with a temperature sensor 17 also being arranged.

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Abstract

Ein Sensorsystem mit einem Abstandssensor (1) zur Erfassung des Abstands von zwei gegeneinander beweglichen Objekten (3, 4) und einem Magnetfeldsensor (2) zur Erfassung eines Magnetfeldes zwischen den Objekten (3, 4), insbesondere zur Erfassung einer Spaltbreite und eines Magnetfeldes zwischen einem Rotor und einem Stator oder zwischen einem Läufer und Ständer, und mit einer Auswahleinrichtung (13), wobei über die Auswahleinrichtung (13) wahlweise ein Messsignal des Abstandssensors (1) oder ein Messsignal des Magnetfeldsensors (2) einer weiteren Verarbeitung zuführbar ist. Des Weiteren ist ein Verfahren zum Betrieb eines Sensorsystems beschrieben.

Description

SENSORSYSTEM UND VERFAHREN ZUM BETRIEB EINES SENSORSYSTEMS
Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem mit einem Abstandssensor zur Erfassung des Abstands von zwei gegeneinander beweglichen Objekten und einem Magnetfeldsensor zur Erfassung eines Magnetfeldes zwischen den Objekten.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Sensorsystems.
Der Luftspalt zwischen Rotor und Stator in elektrischen Maschinen ist wichtig für die Funktionalität und Lebensdauer der Maschine. Einerseits soll der Spalt möglich klein sein, damit der Wirkungsgrad der Maschine möglichst groß ist. Ein großer Luftspalt reduziert die magnetische Kraft zwischen Rotor und Stator. Andererseits darf der Spalt nicht zu klein sein, damit es nicht zu einer Berührung von Rotor und Stator kommt, insbesondere bei wechselnden Betriebszuständen. Ganz allgemein gilt dies sowohl für rotierende elektrische Maschinen, als auch für Linearmotoren mit dem Luftspalt zwischen Läufer (entspricht dem Rotor) und Ständer (entspricht dem Stator).
Der Spalt muss zunächst bei der Montage korrekt eingestellt werden. Weiterhin ist es wünschenswert, den Spalt auch im laufenden Betrieb zu überwachen. Der Spalt kann sich durch Verschleiß z.B. der Lager, oder aufgrund wechselnder Lasten im Betrieb ändern. Damit es bei laufender Maschine nicht zu einer Berührung und damit zu einem großen Schaden kommt, sollte der Spalt also überwacht werden.
Neben einer rein geometrischen Spaltmessung, d.h. einer Messung des Abstandes zwischen Rotor und Stator, ist es für den Betrieb elektrischer Maschinen häufig wünschenswert, das Magnetfeld im Spalt zu erfassen. Aus dem Magnetfeld kann beispielsweise der Zustand der Wicklungen oder auch der Wirkungsgrad der Maschine bestimmt werden. Im Stand der Technik gibt es bereits Messsysteme, die einerseits die Spaltabmessung und andererseits das Magnetfeld bzw. den Magnetfluss im Spalt messen. In EP 1 870 987 wird eine Freiraumspaltmessgruppe offenbart, die aus einer Freiraumspalt-Abmessungsmessvorrichtung und einer Freiraumspalt- Magnetflussmessvorrichtung besteht, die zeit- und positionssynchronisiert ein Freiraumspaltabmessungs-Eingangssignal und ein Freiraumspalt- Magnetflusseingangssignal simultan von ähnlichen Stellen erzielt.
In der EP 1 870 987 werden die Messsignale für Abstand und Magnetfluss simultan, d.h. gleichzeitig verarbeitet. Die hierfür verwendeten Spannungssignale müssen also gleichzeitig aufbereitet werden, so dass der nachfolgende Prozessor diese verarbeiten kann. Wie die Aufbereitung erfolgt, ist nicht offenbart. Dies erfordert jedoch mindestens zwei AD-Wandler, die gleichzeitig Analogsignale verarbeiten können. Dies ist aufwändig und mit Kosten verbunden.
Um zwei analoge Signale gleichzeitig mit genügend hoher Auflösung erfassen zu können, sind zwei AD-Wandler notwendig, die die Messsignale beispielsweise für den Spalt und das Magnetfeld simultan, d.h. gleichzeitig erfassen. Dazu sind zwei schnelle, hochauflösende AD-Wandler erforderlich. Diese müssen außerdem exakt synchronisiert werden, was hohe Anforderungen an das Timing und damit an den Rechner (Microcontroller, Computer o.ä.) stellt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Sensorsystem derart auszugestalten und weiterzubilden, dass mit konstruktiv einfachen Mitteln und somit kostengünstig eine zuverlässige Erfassung eines Abstands sowie eines Magnetfeldes möglich ist. Des Weiteren soll ein Verfahren zum Betrieb eines Sensorsystems angegeben werden, bei dem mit einfachen Mitteln und somit kostengünstig ein zuverlässiger Betrieb ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe in Bezug auf das Sensorsystem durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Damit ist ein Sensorsystem angegeben mit einem Abstandssensor zur Erfassung des Abstands von zwei gegeneinander beweglichen Objekten und einem Magnetfeldsensor zur Erfassung eines Magnetfeldes zwischen den Objekten, insbesondere zur Erfassung einer Spaltbreite und eines Magnetfeldes zwischen einem Rotor und einem Stator oder zwischen einem Läufer und Ständer, und mit einer Auswahleinrichtung, wobei über die Auswahleinrichtung wahlweise ein Messsignal des Abstandssensors oder ein Messsignal des Magnetfeldsensors einer weiteren Verarbeitung zuführbar ist.
In Bezug auf das Verfahren wird die zugrundeliegende Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst. Damit ist ein Verfahren zum Betrieb eines Sensorsystems, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , angegeben, mit einem Abstandssensor zur Erfassung des Abstands von zwei gegeneinander beweglichen Objekten und einem Magnetfeldsensor zur Erfassung eines Magnetfeldes zwischen den Objekten, insbesondere zur Messung einer Spaltbreite und eines Magnetfeldes zwischen einem Rotor und einem Stator oder zwischen einem Läufer und Ständer, und mit einer Auswahleinrichtung, wobei über die Auswahleinrichtung wahlweise ein Messsignal des Abstandssensors oder ein Messsignal des Magnetfeldsensors einerweiteren Verarbeitung zugeführt wird.
In erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, dass entgegen eines Vorurteils der Fachwelt eine simultane, also gleichzeitige Erfassung bzw. Bearbeitung zweier Messsignale nicht notwendig ist. Es ist eine wesentliche Vereinfachung, wenn die zwei Messsignale unmittelbar nacheinander aufgenommen bzw. verarbeitet werden. Somit ist keine Synchronisierung erforderlich, wodurch der Aufbau bzgl. der benötigten Komponenten erheblich vereinfacht wird, so dass Kosten eingespart werden. Das Sensorsystem dient insbesondere zur Überwachung der Spaltbreite zwischen einem Stator und einem Rotor, d.h. des Abstands zwischen dem Stator und dem Rotor, sowie des Magnetfeldes in dem Spalt.
Es wird darauf hingewiesen, dass auch mehrere Abstandssensoren und Magnetfeldsensoren vorgesehen sein können, wobei diese vorzugsweise paarweise angeordnet sein können, beispielsweise auf einem gemeinsamen Substrat. Sofern das Sensorsystem zur Spaltüberwachung zwischen einem Rotor und einem Stator verwendet wird, können beispielsweise Paare von Abstandssensoren und Magnetsensor in Umfangsrichtung verteilt um Rotor bzw. Stator angeordnet sein. ln vorteilhafter Weise kann es sich bei dem Abstandssensor um einen kapazitiven Abstandssensor oder einen induktiven Abstandssensor oder einen optischen Abstandssensor oder einen Wirbelstromsensor handeln. Der kapazitive Abstandssensor weist im einfachsten Fall eine Messelektrode auf, deren Form an die geometrischen Anforderungen angepasst werden kann. Ein kapazitiver Sensor weist den Vorteil auf, dass er besonders einfach zu realisieren ist, wobei auch die weiteren voranstehend genannten induktiven Abstandssensoren, optische Abstandssensoren oder Wirbelstromsensoren verwendet werden können und zuverlässige Messerwerte liefern.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann es sich bei dem Magnetfeldsensor um einen Flusssensor oder um einen Hallsensor oder um einen mag- netoresistiven Sensor (MR-Sensor), insbesondere um einen anisotropen magne- toresistiven Sensor (AMR-Sensor) oder um einen Riesenmagnetowiderstand- Sensor (GMR-Sensor), handeln. Bei einem Flusssensor wird der magnetische Fluss zwischen den Objekten erfasst. In weiter vorteilhafter Weise kann der Magnetfeldsensor eine Leiterschleife oder mehrere Leiterschleifen aufweisen, die eine Spule bilden, in welchen aufgrund der Flussänderung gemäß dem Induktionsgesetz Uind = d /dt eine Spannung Uind induziert wird. Eine solche Konstruktion ist besonders einfach und kostengünstig zu realisieren.
In besonders vorteilhafter Weise kann die Auswahleinrichtung einen Multiplexer aufweisen. Durch die Anordnung eines Multiplexers kann auf einfache Weise jeweils ein Messsignal des Abstandssensors oder des Magnetfeldsensors der weiteren Verarbeitung zugeführt werden, beispielsweise jeweils abwechselnd.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann zwischen der Auswahleinrichtung und dem Abstandssensor ein Vorverstärker angerordnet sein und/oder kann zwischen der Auswahleinrichtung und dem Magnetfeldsensor ein Vorverstärker angerordnet sein. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass ein Analog-ZDigital- Wandler und/oder ein Rechner angeordnet sind. In besonders vorteilhafter Weise ist lediglich ein einziger Analog/Digital-Wandler angeordnet, was aufgrund der Auswahleinrichtung möglich ist, da die Messsignale des Abstandssensors und des Magnetfeldsensors nacheinander dem Analog/Digital-Wandler zugeführt werden können. Sofern mehrere Abstandssensoren und Magnetfeldsensoren angeordnet sind, können diese paarweise zusammengefasst sein und für ein jedes solches Paar jeweils ein einziger Analog/Digital-Wandler vorgesehen sein und ggf. ein einziger Multiplexer.
In weiter vorteilhafter Weise kann mindestens ein Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur in dem Bereich zwischen den beweglichen Objekten, beispielsweise einem Spalt zwischen Rotor und Stator oder zwischen Läufer und Ständer angeordnet sein. Die Temperatur lässt ebenfalls Rückschlüsse auf den Betriebszustand der Vorrichtung, beispielsweise elektrischer Maschine zu. Eine zu hohe Temperatur kann die elektrischen Eigenschaften der Maschine negativ beeinflussen oder zu Beschädigungen führen. Durch eine integrierte Zustandsüberwachung kann die Betriebssicherheit der Maschine und somit der Gesamtanlage erhöht werden. Durch die Kombination mit dem Abstandssensor und dem Magnetfeldsensor könnten separate Temperatursensoren eingespart werden. Für die Temperaturmessung gibt es verschiedene Ausprägungen: a) Anbringen eines Temperaturfühlers (z.B. ein Thermoelement, oder ein PT100) auf oder in dem Substrat. b) Aufbringen einer Leiterschleife auf oder in dem Substrat, wobei diese mit Gleichstrom gespeist wird und über die Änderung des ohmschen Widerstandes auf die Temperatur geschlossen wird. c) Besonders vorteilhaft wäre die Verwendung einer vorhandenen Leiterschleife oder Spule des Magnetfeldsensors, wobei diese mit Gleichstrom gespeist wird und der ohmsche Widerstand gemessen wird.
Diese Temperatursignale könnten ebenfalls mit dem Multiplexer auf den AD- Wandler gegeben werden.
Alternativ oder zusätzlich können Abstandssensor und der Magnetfeldsensor und ggf. der Temperatursensor und/oder die Auswahleinrichtung und/oder ein Analog- /Digital-Wandler und/oder ein Rechner, auf einem gemeinsamen Substrat oder in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Das Substrat kann beispielsweise eine Leiterplatte oder ein Keramiksubstrat sein. Beispielsweise ist der Abstandssensor von der Spule umgeben. Durch die konzentrische Anordnung werden die beiden Messgröße an derselben Stelle aufgenommen. Man könnte aber Ab- standssensor und Magnetfeldsensor auch nebeneinander anordnen. Als sehr praktikable Lösung kann man die Sensoren auch hintereinander auf einem Substrat anordnen. Durch die Integration der beiden Messungen in einem Gehäuse bzw. auf einem Substrat lassen sich deutliche Kostenvorteile erzielen, da beispielsweise die mechanische Anbindung/Montage an die Mechanik nur einmal erfolgen muss. Dies erleichtert sowohl bei der Montage als auch bei späteren Wartungen die Ausrichtung der Sensoren zueinander.
Weiterhin ist es denkbar, dass das Substrat einlagig ausgeführt ist, was eine besonders einfache Konstruktion darstellt. Der Abstandssensor und der Magnetfeldsensor können dann in einer Ebene angeordnet sein. In besonders vorteilhafter Weise kann das Substrat mehrlagig ausgeführt sein, beispielsweise eine mehrlagige Leiterplatte oder eine Mehrschicht-Keramik, insbesondere in LTCC-Technik. Damit wäre auch eine Anordnung auf verschiedenen Ebenen des Substrates möglich, wobei der Abstandssensor und der Magnetfeldsensor versetzt zueinander oder auch hintereinander angeordnet sein können. Durch die mehrlagige Anordnung kann auch die Spule mehrlagig ausgeführt werden. Dadurch kann eine genügend hohe Induktivität erzielt werden, ohne die Fläche der Spule zu sehr auszudehnen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Lagesensor zur Bestimmung der Lage des ersten Bauteils gegenüber dem zweiten Bauteil angeordnet sein. Beispielsweise kann dadurch ein Drehwinkel zwischen einem Stator und einem Rotor erfasst werden. Sofern die Positionierung des Lagesensors gegenüber dem Abstandssensor und dem Magnetfeldsensor bekannt ist, können über die Erfassung des Drehwinkels Veränderungen in einzelnen Polen in Rotor oder Stator erkannt werden. Solche signifikanten Veränderungen sind insbesondere Veränderungen im Magnetfeld einzelner Pole, die bei elektromagnetischen Polen auf einen Wicklungsschluß hindeuten können. Eine Zuordnung des Fehlers zum jeweiligen Pol ist hier von besonderem Vorteil. Bei Linearmotoren würde in ganz analoger Weise die Lage und somit die Relativposition zwischen Läufer und Ständer erfasst werden. ln vorteilhafter Weise kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren über einen Lagesensor die Lage des ersten Bauteils gegenüber dem zweiten Bauteil bestimmt werden. Des Weiteren ist es denkbar, dass unter Berücksichtigung der von dem Lagesensor erfassten Lage eine räumliche Zuordnung des erfassten Abstands und/oder des erfassten Magnetfeldes erfolgt. Somit ist es nicht erforderlich, Abstands- und Magnetfeldstärkesignale zeitgleich zu erfassen. Die Erfassung eines jeweilig geltenden Drehwinkels oder einer Relativposition zu einem Abstands- o- der Magnetfeldstärkewert erübrigt diese Anforderung. Abstands- und Magnetfeldstärkesensoren können damit problemlos zeitlich und räumlich getrennt ausgewertet werden. In einer weiteren Rechnereinheit könnten die Signale wieder kombiniert werden, insbesondere auch miteinander verrechnet werden.
In weiter vorteilhafter Weise können die Abstandswerte und die Magnetfeldstärkewerte zeitlich und/oder räumlich getrennt voneinander ausgewertet werden. Alternativ oder zusätzlich können die Abstandswerte und die Magnetfeldstärkewerte derart miteinander verrechnet werden, dass eine Abstandsabhängigkeit der Magnetfeldstärkeerfassung kompensiert wird.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die den Ansprüchen 1 und 12 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensorsystems,
Fig. 2 in einer schematischen Darstellung die Anordnung eines erfindungsgemäßen Sensorsystems an den zu überwachenden Bauteilen, Fig. 3 in einer weiteren schematischen Darstellung die Anordnung des erfindungsgemäßen Sensorsystems an den zu überwachenden Bauteilen,
Fig. 4 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Abstandssensors und eines Magnetfeldsensors eines erfindungsgemäßen Sensorsystems,
Fig. 5 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel der für die Verarbeitung der Messsignale erforderlichen Elektronik eines erfindungsgemäßen Sensorsystems,
Fig. 6 in einer schematischen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel der für die Verarbeitung der Messsignale erforderlichen Elektronik eines erfindungsgemäßen Sensorsystems,
Fig. 7 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel der für die Verarbeitung der Messsignale erforderlichen Elektronik eines erfindungsgemäßen Sensorsystems, und
Fig. 8 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel der für die Verarbeitung der Messsignale erforderlichen Elektronik eines erfindungsgemäßen Sensorsystems.
Anhand der Figuren wird neben dem erfindungsgemäßen Sensorsystem auch das erfindungsgemäße Verfahren erläutert. Fig. 1 zeigt ein Sensorsystem zur Erfassung geometrischer und magnetischer Größen, nämlich einen Abstandssensor 1 und einen Magnetfeldsensor 2, die in einem gemeinsamen Gehäuse 18 angeordnet sind.. Der Abstandssensor 1 , beispielsweise ein kapazitiver Abstandssensor 1 , misst den Abstand zwischen dem ersten Objekt 3 und dem zweiten Objekt 4 im Spalt 5. Bei dem ersten Objekt 3 handelt es sich um einen Rotor und bei dem zweiten Objekt 4 um einen Stator einer elektrischen Maschine 6 (vgl. Fig. 2). Neben einer elektrischen Maschine kann es sich um eine beliebige andere Anordnung handeln, die einen Rotor und einen Stator aufweist oder auch um einen Li- nearantrieb. In Fig. 2, 3 ist deutlich zu erkennen, dass mehrere Paare von Abstandssensor 1 und Magnetfeldsensor 2 um den Rotor 3 bzw. den Stator 4 herum angeordnet sind.
In Fig. 4 ist der Aufbau eines exemplarischen Sensorsystems dargestellt. Der kapazitive Abstandssensor 1 wird im einfachsten Fall durch eine Messelektrode 7 realisiert, deren Form an die geometrischen Anforderungen angepasst werden kann. Anstelle eines kapazitiven Abstandssensors 1 könnten auch andere Arten von Abstandssensoren, beispielsweise induktive, optische oder Wirbelstromsensoren verwendet werden. Des Weiteren ist in Fig. 4 die Messelektrode 7 dargestellt.
Der Magnetfeldsensor 2 ist im einfachsten Fall ein Flusssensor, der den magnetischen Fluss im Spalt 5 erfasst. Er besteht aus mindestens einer Leiterschleife 8, die eine Spule 9 bilden. Die Spule 9 liegt in der Ebene des Substrates 10 und bei entsprechender Anordnung des Substrates 10 im Spalt 5 nahezu senkrecht zu den Magnetfeldlinien.
In vorteilhafter Weise sind der Abstandssensor 1 und der Magnetfeldsensor 2 in bzw. auf einem gemeinsamen Substrat 10 angeordnet. Dies kann beispielsweise eine Leiterplatte oder ein Keramiksubstrat sein. Beispielsweise ist der kapazitiver Abstandssensor 1 von der Spule 9 umgeben. Durch die konzentrische Anordnung werden die beiden Messgröße an derselben Stelle aufgenommen. Man könnte aber Abstandssensor 1 und Magnetfeldsensor 2 auch nebeneinander anordnen. Als sehr praktikable Lösung kann man die Sensoren auch hintereinander auf einem gemeinsamen Element aufbauen.
Durch die Kombination von Abstandssensor 1 und Magnetfeldsensor 2 in einem gemeinsamen Gehäuse bzw. auf einem gemeinsamen Substrat 10 kann eine gemeinsame Leitung 11 angeordnet werden.
In der einfachsten Ausführung ist das Substrat 10 einlagig ausgeführt. Der Abstandssensor 1 und der Magnetfeldsensor 2 sind dann in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. In besonders vorteilhafter weise ist das Substrat 10 mehrlagig ausgeführt, d.h. eine mehrlagige Leiterplatte oder eine Mehrschicht-Keramik, bei- spielsweise in LTCC-Technik. Damit wäre auch eine Anordnung auf verschiedenen Ebenen des Substrates 10 möglich, wobei der Abstandssensor 1 und der Magnetfeldsensor 2 versetzt zueinander oder auch hintereinander angeordnet sein können. Durch die mehrlagige Anordnung kann auch die Spule 9 mehrlagig ausgeführt werden, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Dadurch kann eine genügend hohe Induktivität erzielt werden, ohne die Fläche der Spule 9 zu sehr auszudehnen.
In Fig. 3 ist des Weiteren gezeigt, dass ein Lagesensor 16 angeordnet ist, der zur Bestimmung eines Drehwinkels zwischen dem ersten Objekt 3 (Stator) und dem zweiten Objekt 4 (Rotor) dient.
Die für die Verarbeitung der Messsignale erforderliche Elektronik ist in den Fig. 5 bis 8 gezeigt. Danach kann diese ebenfalls auf dem Substrat 10 angeordnet sein. Im einfachsten Fall besteht die Elektronik nur aus einer Signalvorverarbeitung. Dies könnten beispielsweise (analoge) Vorverstärker 12, 12‘ sein, die die beiden Signale verstärken, so dass sie mit höherem Signalpegel an die nachfolgende Elektronik übermittelt werden können. Auch eine Filterung der Signale, beispielsweise Tiefpass- Hochpass- oder auch Bandpassfilter ist möglich.
Besonders vorteilhaft ist eine möglichst frühzeitige digitale Verarbeitung der Signale. Dazu enthält die Elektronik eine Auswahleinrichtung 13, bevorzugter Weise einen Multiplexer 13, und einen Analog/Digital-Wandler 14. Der Multiplexer 13 hat beispielsweise mindestens zwei Eingänge und einen Ausgang. An einem Eingang liegt das Abstandssignal an, am zweiten Eingang das Magnetfeldsignal. Zunächst wird nur der erste Eingang durchgeschaltet, so dass am Analog/Digital-Wandler 14 Signal das erste Signal (z.B. Abstand) anliegt und digitalisiert werden kann. Anschließend wird der zweite Eingang durchgeschaltet, so dass am Analog/Digital-Wandler 14 das zweite Signal (z.B. Magnetfluss) anliegt und digitalisiert werden kann. Die Verarbeitung der beiden Signale erfolgt dann in einem Rechner 15, beispielsweise einem Microcontroller.
Der Multiplexer 13 kann sowohl als separates Bauelement als auch in einem Analog/Digital-Wandler 14 integriertes Bauelement ausgeführt sein, beide Lösungen sind mit Standardbauteilen umsetzbar. Der Rechner 15 kann ebenfalls auf dem Substrat 10 angeordnet sein. Eine Filterung kann im Rechner 15 auch auf digitale Weise erfolgen. Somit kann auf dem Substrat 10 bereits die vollständige Auswertung der Signale erfolgen.
Es ist auch möglich, Teile der Signalverarbeitung bis hin zur vollständigen Signalverarbeitung entfernt vom Substrat 10 in einer eigenen Auswerteelektronik zu platzieren. Auf dem Substrat 10 wären dann nur die notwendigsten Bausteine wie der Abstandssensor 1 und der Magnetfeldsensor 2 enthalten.
Die beiden Messsignale können dann entweder über getrennte Leitungen oder über eine gemeinsame Leitung 11 an die nachfolgende Auswerteelektronik übertragen werden. Bei Verwendung eines Analog/Digital-Wandlers 13 werden dann die Signale über eine digitale Schnittstelle an die nachfolgende Elektronik übermittelt. Die digitale Schnittstelle hat den Vorteil, dass sie störsicher ist gegenüber dem elektromagnetischen Umfeld in der elektrischen Maschine.
Die Auswertung der Signale kann im Rechner 15 durchgeführt werden, indem diese je nach Anforderung in unterschiedliche Beziehung zueinander gesetzt werden: Mechanische Größen wie z.B. Luftspalt, (Min, Max) über alle einzelnen Pole oder die Exzentrizität, Konizität, Ovalität, des Rotors oder Stators sowie beispielsweise eine Wellenverlagerung des Rotors aufgrund von Lagerverschleiß.
Als wesentliche elektrische Größe kann das Magnetfeld einzelner Pole gemessen werden, das bei Verrechnung der jeweiligen Abstandssignale sogar abstandskompensiert werden kann.
Das in Fig. 7 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 5, wobei zusätzlich ein Temperatursensor 17 angeordnet ist. Des Weiteren entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 6, wobei zusätzlich ein Temperatursensor 17 angeordnet ist.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Vermeidung von Wie- derholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.
Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend be- schriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.
B ezugszeichenliste
1 Abstandssensor
2 Magnetfeldsensor
3 erstes Objekt
4 zweites Objekt
5 Spalt
6 elektrische Maschine
7 Messelektrode
8 Leiterschleife
9 Spule 0 Substrat 1 Leitung 2 Vorverstärker 3 Auswahleinrichtung 4 Analog-ZDigital-Wandler5 Rechner 6 Lagesensor 7 Temperatursensor 8 Gehäuse

Claims

A n s p r ü c h e
1. Sensorsystem mit einem Abstandssensor (1) zur Erfassung des Abstands von zwei gegeneinander beweglichen Objekten (3, 4) und einem Magnetfeldsensor (2) zur Erfassung eines Magnetfeldes zwischen den Objekten (3, 4), insbesondere zur Erfassung einer Spaltbreite und eines Magnetfeldes zwischen einem Rotor und einem Stator oder zwischen einem Läufer und einem Ständer, und mit einer Auswahleinrichtung (13), wobei über die Auswahleinrichtung (13) wahlweise ein Messsignal des Abstandssensors (1) oder ein Messsignal des Magnetfeldsensors (2) einer weiteren Verarbeitung zuführbar ist.
2. Sensorsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Abstandssensor (1) um einen kapazitiven Abstandssensor oder einen induktiven Abstandssensor oder einen optischen Abstandssensor oder einen Wirbelstromsensor handelt.
3. Sensorsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Magnetfeldsensor (2) um einen Flusssensor oder um einen Hallsensor oder um einen magnetoresitiven Sensor (MR-Sensor), insbesondere um einen anisotropen magnetoresitiven Sensor (AMR-Sensor) oder um einen Rie- senmagnetowiderstand-Sensor (GMR-Sensor), handelt.
4. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (2) eine oder mehrere Leiterschleifen (8) aufweist.
5. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahleinrichtung (13) einen Multiplexer (13) aufweist.
6. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Auswahleinrichtung (13) und dem Abstandssensor (1) ein Vorverstärker (12) angerordnet ist und/oder dass zwischen der Auswahleinrichtung (13) und dem Magnetfeldsensor (2) ein Vorverstärker (12‘) angerordnet ist.
7. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Analog-ZDigital-Wandler (14), vorzugsweise lediglich ein einziger Analog- /Digital-Wandler (14), und/oder ein Rechner (15) angeordnet sind.
8. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Temperatursensor (17) zur Erfassung der Temperatur in dem Bereich zwischen den beweglichen Objekten (3, 4) angeordnet ist.
9. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandssensor (1) und der Magnetfeldsensor (2) und ggf. der Temperatursensor (17) und/oder die Auswahleinrichtung (13) und/oder ein Analog-ZDigital- Wandler (14) und/oder ein Rechner (15), auf einem gemeinsamen Substrat (10) angeordnet sind.
10. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandssensor (1) und der Magnetfeldsensor (2) nebeneinander auf einem gemeinsamen Substrat (10) angeordnet sind oder dass der Abstandssensor (1) und der Magnetfeldsensor (2) hintereinander bzw. übereinander in bzw. auf verschiedenen Lagen eines mehrlagigen Substrats (10) angeordnet sind.
11. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lagesensor (16) zur Bestimmung der Lage des ersten Bauteils (3) gegenüber dem zweiten Bauteil (4) angeordnet ist, insbesondere zur Bestimmung eines Drehwinkels zwischen einem Stator und einem Rotor oder einer Relativposition zwischen einem Läufer und einem Ständer.
12. Verfahren zum Betrieb eines Sensorsystems, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , mit einem Abstandssensor (1) zur Erfassung des Abstands von zwei gegeneinander beweglichen Objekten (3, 4) und einem Magnetfeldsensor (2) zur Erfassung eines Magnetfeldes zwischen den Objekten (3, 4), insbesondere zur Messung einer Spaltbreite und eines Magnetfeldes zwischen einem Rotor und einem Stator oder zwischen einem Läufer und Ständer, und mit einer Auswahleinrichtung (13), wobei über die Auswahleinrichtung (13) wahlweise ein - 16 -
Messsignal des Abstandssensors (1) oder ein Messsignal des Magnetfeldsensors (2) einer weiteren Verarbeitung zugeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass über einen Lagesensor (16) die Lage des ersten Bauteils (3) gegenüber dem zweiten Bauteil (4) bestimmt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass unter Berücksichtigung der von dem Lagesensor (16) erfassten Lage eine räumliche Zuordnung des erfassten Abstands und/oder des erfassten Magnetfeldes erfolgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandswerte und die Magnetfeldstärkewerte zeitlich und/oder räumlich getrennt voneinander ausgewertet werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandswerte und die Magnetfeldstärkewerte derart miteinander verrechnet werden, dass eine Abstandsabhängigkeit der Magnetfeldstärkeerfassung kompensiert wird.
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