ES2291915T3 - Dispositivo y procedimiento para la determinacion de la trayectoria de un blanco. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para determinar la posición de un blanco (50), especialmente metálico, especialmente para realizar el procedimiento según una de las reivindicaciones 16 a 24, con un mínimo de dos dispositivos de detección (14, 24, 34) que están posicionados a lo lago de un trayecto a vigilar (51) de modo que las curvas de sensibilidad (15, 25, 35) de dispositivos de detección (24, 24, 34) inmediatamente contiguos se solapen al menos parcialmente, presentando los dispositivos de detección (14, 24, 34) cada uno por lo menos una inductividad (16, 26, 36) y por lo menos un oscilador (18, 28, 38), y en función de una distancia del blanco (50) con relación al respectivo dispositivo de detección (14, 24, 34) suministran una señal de distancia, con por lo menos un dispositivo de conversión (19, 29, 39, 59) que está en comunicación activa con los dispositivos de detección (14, 24, 34) para convertir las señales de distancia captadas respectivamente por los dispositivos de detección (14, 24, 34) en señales analógicas, en particular señales de intensidad y/o de tensión, y con por lo menos un dispositivo de evaluación (52) que está en comunicación activa con el dispositivo de conversión o los dispositivos de conversión (19, 29, 39, 59) para determinar y emitir una posición local del blanco (50), a partir de las señales analógicas debidas a los respectivos dispositivo de detección (14, 24, 34), donde por los dispositivos de detección (14, 24, 34) se puede emitir como señal de distancia respectivamente una señal de atenuación del oscilador, caracterizado porque una curva de atenuación de un dispositivo de detección (14, 24, 34) presenta respectivamente zonas parciales de alta resolución local, porque los dispositivos de detección (14, 24, 34) están dispuestos de tal modo que a partir de las zonas parciales de alta resolución local de los distintos dispositivos de detección (14, 24, 34) se puede componer una curva de detección para la totalidad del trayecto a vigilar, y para aumentar la resolución local los dispositivos de detección (14, 24, 34) están dispuestos en dos filas, en particular paralelas y respectivamente decalados entre sí.
Description
Dispositivo y procedimiento para la
determinación de la trayectoria de un blanco.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para la determinación de la posición de un blanco,
especialmente metálico, conforme al preámbulo de la reivindicación
1. En otro aspecto, la invención se refiere a un procedimiento para
determinar la posición de un blanco, especialmente metálico,
conforme al preámbulo de la reivindicación 19.
Un dispositivo genérico presenta como mínimo dos
dispositivos de detección que están posicionados a lo largo de una
trayectoria que se trata de vigilar, de tal modo que las curvas de
sensibilidad de dispositivos de detección inmediatamente contiguos
se solapen al menos parcialmente, para lo cual los dispositivos de
detección presentan como mínimo una inductividad y como mínimo un
oscilador, y que dependiendo de la distancia del blanco al
respectivo dispositivo de detección, suministran una señal de
distancia. Un dispositivo genérico presenta además: como mínimo un
dispositivo de conversión, que está en comunicación activa con los
dispositivos de detección, para convertir las señales de distancia
captadas por los respectivos dispositivos de detección en señales
analógicas, así como por lo menos un dispositivo de evaluación que
está en comunicación activa con el dispositivo de conversión o los
dispositivos de conversión para determinar y emitir una posición de
lugar del blanco a partir de las señales analógicas procedentes de
los respectivos dispositivos de detección.
En el procedimiento genérico se posicionan como
mínimo dos dispositivos de detección a lo largo de un trayecto que
se trata de vigilar, de tal modo que las curvas de sensibilidad de
dispositivos de detección inmediatamente contiguos se solapen al
menos parcialmente, suministrando los dispositivos de detección una
señal de distancia que depende respectivamente de la distancia al
blanco. Además, las señales de distancia captadas respectivamente
por los dispositivos de detección son convertidas en por lo menos un
dispositivo de conversión en señales analógicas, en particular en
señales de intensidad de corriente y/o tensión, y a partir de las
diversas señales analógicas procedentes de los respectivos
dispositivos de detección se determina la posición del blanco.
Esta clase de dispositivos se emplean en una
multitud de procesos industriales dentro del campo de la
automatización. También hay numerosas posibilidades de aplicación
en el campo de la técnica automovilista. Por ejemplo se describe en
el documento DE 102 04 453 A1 un captador de recorrido inductivo
analógico mediante el cual se puede determinar el desplazamiento
relativo entre un asiento de un vehículo y una carrocería del
automóvil. En este caso sirve como principio de medida la variación
de inducción magnética que se provoca durante un movimiento
relativo de un cuerpo de ensayo de un material de alta permeabilidad
magnética. Para el acoplamiento magnético se precisa por lo tanto
un material ferromagnético, por lo que las posibilidades de
utilización del captador inductivo de recorrido allí descrito son
limitadas en cuanto al material del objeto o blanco a perseguir. En
particular, los blancos ferromagnéticos con frecuencia son muy
delicados mecánicamente.
Con vistas a la determinación concreta de las
coordenadas del lugar de un blanco existe otro problema por el
hecho de que las curvas de detección de los dispositivos de
detección o sensores empleados generalmente no permiten una
correspondencia unívoca entre un valor de medida y una posición
definida del objeto con respecto al sensor. Esta clase de sensores,
por ejemplo detectores de proximidad inductivos, suministran más
bien para multitud de posiciones un mismo valor de medida, por
ejemplo para dos puntos situados sobre una recta y opuestos entre
sí con relación a un eje de simetría.
Para remediar el problema último citado se han
empleado bobinas longitudinales basculadas. Pero como entonces la
señal de detección depende mucho de la distancia, se pueden vigilar
sólo unos recorridos muy limitados.
En el documento EP 1 306 649 A1 se describe una
disposición de sensores para determinar una posición de giro o
traslación, donde una pluralidad de bobinas primarias o secundarias
están situadas a lo largo de un trayecto que se trata de vigilar.
Para determinar la posición se recurre a la influencia
electromagnética de las bobinas por parte del blanco.
El documento DE 101 30 572 A1 se refiere a un
sensor de recorrido inductivo para determinar la posición de un
elemento de influencia. Para obtener un sensor de recorrido
inductivo con una longitud de construcción lo más reducida posible
y al mismo tiempo gran precisión de medición, se propone allí reunir
en un circuito una misma capacidad mediante un conmutador con una
multitud de inductividades, dispuestas a lo largo del recorrido.
Como efecto de la medición se emplea en este caso el efecto
transformador, es decir la inducción de tensión en el elemento de
influencia debido a las oscilaciones electromagnéticas en el
respectivo circuito oscilante activado.
El objeto del documento DE 42 13 866 A1 es un
sensor de posición para determinar movimientos lineales o rotativos
con alta resolución. Para resolver el problema de facilitar un
sensor robusto, que entre otras cosas permita un alto grado de
resolución, se propone prever en el sensor un dispositivo para
llevar a cabo un análisis de muestra que analice los valores
característicos de las inductividades.
El documento DE 197 38 839 A1 se refiere a un
sensor inductivo de ángulos. Para poder generar del modo más
sencillo posible a partir de las señales de partida senoidales de
las bobinas captadoras una señal de salida del sensor relacionadas
linealmente con la posición del elemento rotor, se propone en este
escrito un sensor de ángulos en el cual un dispositivo selector
selecciona en función de las señales de salida momentáneas de una
multitud de bobinas de captación, por lo menos una de las señales de
salida y determina a partir de ésta la posición momentánea del
elemento del rotor. El documento DE 31 00 486 da a conocer un
dispositivo para la captación de la posición de un objeto metálico
mediante varios sensores que están posicionados a lo largo de una
trayectoria que se trata de vigilar y cuyas curvas de sensibilidad
se solapan al menos parcialmente.
El objetivo de la invención es el de describir
un dispositivo y un procedimiento para la captación de la
trayectoria de un blanco, donde en comparación con las soluciones
conocidas por el estado de la técnica exista un número
considerablemente mayor de posibilidades de aplicación.
Este objetivo se resuelve mediante el
dispositivo que presenta las características de la reivindicación 1
y mediante el procedimiento con las características de la
reivindicación 16.
Realizaciones ventajosas del dispositivo
conforme a la invención así como perfeccionamientos del
procedimiento conforme a la invención constituyen el objeto de las
reivindicaciones subsidiarias.
El dispositivo genérico está perfeccionado de
acuerdo con la invención por el hecho de que los dispositivos de
detección pueden emitir como señal de distancia sendas señales de
atenuación del oscilador.
Como primera idea esencial de la invención se
puede considerar que como principio de detección ya no se recurre,
tal como sucede en el estado de la técnica, a la inducción provocada
por un objeto de alta permeabilidad, es decir de un objeto
ferromagnético, sino que se utiliza la atenuación de un oscilador
causada por el blanco. Dado que esa atenuación en principio se
puede justificar para un número cualquiera de objetos metálicos y
no solo para objetos ferromagnéticos, se pueden perseguir en
principio cualesquiera blancos metálicos, en particular también
blancos metálicos robustos, por ejemplo de acero inoxidable. De este
modo se amplía considerablemente el campo de aplicación en
comparación con el estado de la técnica.
Como otra idea fundamental de la presente
invención se puede considerar la colocación de una pluralidad de
dispositivos de detección, es decir un mínimo de dos, a lo largo de
una trayectoria a vigilar. De este modo no solamente se pueden
vigilar en principio trayectorias de cualquier longitud y cualquier
forma, sino que además se pueden eliminar eventuales ambigüedades
de las señales de detección mediante una evaluación adecuada. Para
ello se sitúan los dispositivos de detección conforme a la invención
de modo que las curvas de sensibilidad de dispositivos de detección
inmediatamente contiguos se solapen al menos parcialmente.
El dispositivo objeto de la invención permite
por lo tanto la captación lineal de la trayectoria de un objeto
metálico. La disposición de la trayectoria puede tener para ello una
longitud cualquiera y adoptar formas cualesquiera, por ejemplo
rectilínea, circular o en zig-zag. En principio se
pueden determinar también trayectorias bidimensionales y
tridimensionales.
Un requisito típico en los procesos industriales
que se puede resolver excelentemente con la presente invención
consiste en que un objeto o un blanco se deberá captar a lo largo de
un determinado recorrido de por ejemplo 100 mm de longitud, con una
precisión mínima de 1 mm. En un caso especial de esto, el objeto se
encuentra siempre a la misma distancia axial de los dispositivos de
detección o los sensores.
Cuando se trata de captar recorridos en un
espacio bidimensional, se habla a este respecto también de una
captación de recorrido en dos direcciones o una captación de
recorrido en superficie, entonces puede ser conveniente utilizar
inductividades de forma adecuada, por ejemplo especialmente
pequeñas. Esto es especialmente conveniente si las trayectorias a
determinar presentan unos radios de curvatura especialmente
pequeños.
En una variante especialmente ventajosa del
dispositivo conforme a la invención, los dispositivos de detección
se caracterizan respectivamente por una curva de atenuación
correspondiente a la curva de sensibilidad, presentando esta curva
de atenuación respectivamente unas zonas parciales de alta
resolución local. La curva de atenuación se corresponde con la
amplitud de oscilación del oscilador, que preferentemente se
mantiene en autorresonancia, registrada en función de la posición
del blanco respecto al dispositivo de detección.
En esta variante especialmente preferida los
dispositivos de detección están dispuestos entonces de modo que a
partir de las zonas parciales de alta resolución local de los
distintos dispositivos de detección se pueda componer una curva de
detección para la totalidad del trayecto a vigilar.
Las curvas de sensibilidad se normalizan de modo
conveniente.
De este modo se puede conseguir una elevada
resolución local en todas partes a lo largo del trayecto a
vigilar.
En unos perfeccionamientos preferidos, las
distancias de los dispositivos de detección se eligen de tal modo
que en las zonas parciales de alta resolución local, la resolución
local sea en todas partes mayor del 10%, preferentemente en todas
partes mayor del 20% y muy preferentemente mayor del 40% de la
resolución local máxima. Naturalmente se pueden conseguir con unas
densidades de sensor mayores también unas configuraciones en las
que por ejemplo la resolución local no descienda en ningún punto por
debajo del 90% del valor máximo.
Para conseguir una resolución local uniforme es
además conveniente disponer los dispositivos de detección
equidistantes a lo largo del recorrido. Los dispositivos de
detección pueden estar situados por ejemplo en una fila.
En una situación en las que la extensión lateral
de los sensores es mayor que una distancia óptima con respecto a la
resolución, los dispositivos de detección pueden estar situados por
ejemplo decalados entre sí, por ejemplo en filas paralelas.
En otra configuración útil del dispositivo
conforme a la invención, que puede emplearse por ejemplo en un
dispositivo de sujeción por fuerza, está previsto un dispositivo de
guiado para conducir el elemento blanco a lo largo del trayecto a
vigilar.
En este caso se puede tratar por ejemplo de un
carril guía en el cual está dispuesto desplazable un blanco
metálico.
Una ventaja esencial de la presente invención
consiste en que no es preciso establecer unos requisitos rigurosos
en cuanto al blanco metálico, pudiendo tratarse por ejemplo de una
simple plaquita metálica.
En la zona de gran cubrimiento del sensor por
parte del blanco existe en la mayoría de los casos una zona
relativamente grande con escasa pendiente de la curva de
sensibilidad, es decir de la curva de atenuación. En esta zona se
puede conseguir por lo tanto sólo una resolución local reducida. En
el caso extremo de máximo recubrimiento, la resolución local
incluso llega a ser nula. Con el fin de reducir esta zona de escasa
resolución puede ser conveniente que los dispositivos de detección
estén dispuestos a lo largo del trayecto a vigilar de tal modo que
en cada caso sólo puedan quedar recubiertos parcialmente por el
blanco.
Alternativa o adicionalmente, el objeto puede
estar también realizado o elegido en sus dimensiones de tal modo
que un dispositivo de detección individual, es decir por lo tanto un
sensor, no pueda quedar totalmente cubierto por el blanco.
Convenientemente puede suceder que los
dispositivos de detección estén situados a lo largo del trayecto a
vigilar de tal modo, o que el blanco esté realizado de tal modo que
los dispositivos de detección sólo puedan quedar recubiertos por el
blanco en un 90%, preferentemente sólo en un 85% y muy
preferentemente sólo en un 80%.
En una realización especialmente preferida se
prevé por lo menos un sistema multiplexador entre un sistema de
conversión y una multitud de dispositivos de detección. De este modo
se puede reducir notablemente el volumen de circuitos y con ello
los
costes.
costes.
Pero cuando se precise una seguridad de
funcionamiento especialmente elevada o si un dispositivo de
detección ha de ser intercambiable junto con un dispositivo de
conversión como unidad independiente, puede ser conveniente que a
cada dispositivo de detección le corresponda un dispositivo de
conversión. En principio las inductividades pueden estar dispuestas
con una orientación cualquiera con respecto al trayecto a vigilar.
Pero en particular se pueden utilizar también bobinas
longitudinales invertidas. Para poder vigilar con un único
dispositivo de detección un trayecto lo más grande posible, es
decir para que baste un número lo más reducido posible de
dispositivos de detección con relación al trayecto, es sin embargo
conveniente que las inductividades, en particular las bobinas de
los dispositivos de detección se dispongan con sus ejes en dirección
transversal, en particular ortogonal con respecto al trayecto a
vigilar.
Un buen compromiso entre la fiabilidad de la
detección y la deseada reducción al mínimo de los dispositivos de
detección se logra si los dispositivos de detección están dispuestos
de tal manera que el solape en el plano de las curvas de
sensibilidad de los dispositivos de detección inmediatamente
contiguos entre sí está entre el 20% y el 50%, en particular entre
el 25% y el 35%.
En una realización especialmente sencilla del
dispositivo conforme a la invención está previsto que al menos en
una parte de los dispositivos de detección la inductividad sea parte
del oscilador. En ese caso se puede reducir al mínimo el número de
componentes necesarios.
Para numerosas aplicaciones, por ejemplo cuando
se trata de determinar un recorrido esencialmente lineal, puede ser
suficiente si los dispositivos de detección puedan captar
respectivamente una distancia radial del blanco a un eje de la
inductividad.
Un procedimiento de la clase antes descrita está
perfeccionado conforme a la invención por el hecho de que como
señal de distancia se emplean en cada caso señales de atenuación de
los osciladores de los dispositivos de detección.
Los efectos y ventajas relacionados con esto se
explicaron anteriormente con relación al dispositivo conforme a la
invención.
En una variante especialmente preferida del
procedimiento se disponen los dispositivos de detección de tal
modo que a partir de zonas parciales de alta resolución local de las
curvas de atenuación de los distintos dispositivos de detección se
pueda componer una curva de detección para la totalidad del trayecto
a vigilar, y que para determinar la posición del blanco se comparan
los valores de atenuación medidos con datos previamente aprendidos,
en particular captados de modo puntual.
De este modo se puede conseguir una
determinación de la posición muy precisa y especialmente bien
reproductible.
Para ello se conduce convenientemente el blanco
a lo largo del trayecto a vigilar para captar los datos de
aprendizaje, registrándose al mismo tiempo la posición del blanco y
las respectivas señales de atenuación de los dispositivos de
detección. Este proceso se puede repetir varias veces, promediando a
continuación los datos de medición obtenidos para obtener una curva
de calibrado.
Este procedimiento permite en principio también
una determinación tridimensional del lugar, en cuyo caso se varía
entonces durante la captación de los datos de aprendizaje del lugar
del blanco también en dirección transversal al trayecto a vigilar,
y donde también se registran al mismo tiempo las respectivas
posiciones y las respectivas señales de atenuación.
Para conseguir una resolución local
especialmente elevada es conveniente recurrir a la curva de
atenuación de aquel dispositivo de detección en el que se mida en
la posición actual del blanco la atenuación segunda en magnitud.
Entonces no se está ni en la zona del mínimo de atenuación ni en las
zonas planas de las curvas de atenuación, muy alejado del mínimo.
Más bien se mide la atenuación segunda en magnitud cuando el blanco
se encuentra en la zona del flanco izquierdo o derecho del
mínimo.
De acuerdo con una idea básica de la presente
invención se puede conseguir que la evaluación sea independiente de
la distancia y/o de la posición de la evaluación si para la
evaluación se recurre a una pareja de valores compuesta de la señal
de atenuación para la cual se midió la atenuación segunda en
magnitud, y la señal de atenuación en la que se midió la atenuación
máxima.
En las variantes sencillas de la evaluación de
datos se interpola entre puntos de los datos aprendidos para
determinar la posición del blanco.
Para simplificar la evaluación se pueden además
para efectuar la evaluación aproximar respectivamente por medio de
rectas tramos parciales de las curvas de atenuación de los
dispositivos de detección.
En el tratamiento de las señales analógicas que
puede realizarse mediante hardware adecuado, por ejemplo
microcontroladores, se puede tener en cuenta o bien sólo un tramo
de una bobina o se evalúan simultáneamente varias bobinas y a
continuación se forma a partir de los diferentes valores una
proporción para determinar el punto exacto del trayecto, en
particular de modo unívoco.
La evaluación proporcional resulta procedente en
el caso de blancos de cierta anchura o cuando haya una densidad
mayor de dispositivos de detección o sistemas de bobinas.
Otras características y ventajas de la invención
se describen a continuación haciendo referencia a las Figuras
esquemáticas adjuntas.
Estas muestran:
Figura 1 una representación esquemática de un
primer ejemplo de realización del dispositivo conforme a la
invención;
Figura 2 una representación esquemática de la
variación de las curvas de sensibilidad de una multitud de
dispositivos de detección de un dispositivo conforme a la
invención;
Figura 3 una representación esquemática de un
segundo ejemplo de realización del dispositivo conforme a la
invención;
Figura 4 otra vista esquemática del trazado de
las curvas de atenuación de tres sensores de un dispositivo
conforme a la invención así como una posibilidad de evaluación;
Figura 5 otra representación de las curvas de
atenuación de tres sensores de un dispositivo conforme a la
invención con distancia diferente al blanco;
Figura 6 una representación ampliada de las
curvas de atenuación de tres sensores de un dispositivo conforme a
la invención;
Figura 7 una representación esquemática de datos
aprendidos;
Figura 8 una vista esquemática en sección de un
dispositivo conforme a la invención; y
Figura 9 una vista parcial esquemática de un
dispositivo conforme a la invención.
La Figura 1 muestra en una representación
esquemática un primer ejemplo de realización de un dispositivo 10
conforme a la invención. A lo largo del trayecto 51 que se trata de
vigilar sobre una banda transportadora 56, que puede ser por
ejemplo una cinta transportadora, están situados un total de tres
dispositivos de detección 14, 24, 34. Los dispositivos de detección
14, 24, 34 presentan respectivamente un sistema de bobinas con una
inductividad 12, 26, 36 como parte de un oscilador 18, 28, 38.
Los dispositivos de detección 14, 24, 34
aprovechan el efecto, activo también en el caso de detectores de
proximidad, de la atenuación de una inductividad que es parte de un
oscilador cuando el blanco que se trata de determinar se lleva a
las proximidades de esta inductividad 16, 26, 36. En función de la
posición relativa de un objeto 50 que se trata de vigilar respecto
a las inductividades 16, 26, 36 se atenúan por los tanto los
osciladores 18, 28, 38. Para la conversión en señales analógicas de
estas atenuaciones captadas respectivamente por los dispositivos de
detección 16, 26, 36, en particular en señales de intensidad y/o de
tensión, los osciladores 18, 28, 38 están unidos respectivamente a
dispositivos convertidores 19, 29, 39.
Las señales de medición suministradas por los
dispositivos de conversión 19, 29, 39 son ambiguas por razones de
principio metrológicas, de modo que a partir de una determinada
señal de medición todavía no se puede deducir unívocamente una
determinada posición en el espacio del blanco 50. Por este motivo
los dispositivos convertidores 19, 29, 39 están unidos a un
dispositivo de evaluación común 52 para determinar una posición de
lugar unívoca a partir de las señales analógicas procedentes de los
respectivos dispositivos de detección 19, 29, 39.
A diferencia de los interruptores de proximidad
analógicos, en el dispositivo 10 representado en la Figura 1 no se
mide la distancia entre el blanco 50 y las superficies del sensor,
sino que manteniéndose una misma distancia axial se mide la
variación de atenuación debido a la variación de recubrimiento de
las inductividades 16, 26, 36 por el blanco 50, lo que equivale a
la distancia lateral, es decir radial respecto al centro de la
bobina o al eje de la bobina.
El subsiguiente tratamiento mediante hardware
correspondiente, por ejemplo por medio de un microcontrolador que
aquí no está representado, permite enlazar las curvas de
sensibilidad de tal modo que la correspondencia resulta unívoca y
se pueda emitir una única señal que reproduzca el trayecto.
Para esto se puede proceder a una evaluación
simple o también a una evaluación proporcional. En el primer caso
que se explica a continuación haciendo referencia a la Figura 2 se
tienen en cuenta respectivamente sólo fragmentos de las curvas de
sensibilidad para un dispositivo de detección individual. En la
evaluación proporcional se evalúan simultáneamente varias bobinas y
a partir de las señales analógicas obtenidas se forman proporciones
para determinar de este modo el punto exacto del trayecto.
En una salida 53 se facilita una señal analógica
que en el presente ejemplo referido a un eje de coordenadas 62
representa una posición unívoca del lugar del blanco 50 que se trata
de vigilar, cuyo sentido de movimiento está indicado por la flecha
55.
En principio son también posibles dispositivos
de evaluación con varias salidas que indican la posición de un
blanco 50 referido a otros ejes de coordenadas.
Otro ejemplo de realización de un dispositivo
conforme a la invención está representado esquemáticamente en la
Figura 3.
Componentes equivalente están indicados
respectivamente con las mismas referencias que en la Figura 1.
A diferencia del ejemplo de la Figura 1, se ha
previsto allí entre los osciladores 18, 28, 38 y un dispositivo
convertidor común 59 un dispositivo multiplexador 54 para conmutar
entre los distintos osciladores 18, 28, 38. Puesto que solamente se
necesita un dispositivo convertidor 59, esta variante resulta
especialmente adecuada para aplicaciones en las que sea preciso
vigilar un trayecto especialmente grande 51, es decir cuando se
precise un número especialmente grande de dispositivos de detección
14, 24, 34.
En cuanto al restante funcionamiento, la
realización según la Figura 3 se corresponde con el ejemplo descrito
con relación a la Figura 1.
En la Figura 2 se ha representado
esquemáticamente la variación de las curvas de sensibilidad 15, 25,
35, 45 de un total de cuatro dispositivos de detección. Se ha
representado en cada caso la señal de salida del correspondiente
dispositivo convertidor en el eje vertical 64, con relación a la
coordenada del lugar sobre el eje horizontal 66.
Tal como se puede ver por la Figura 2, las
curvas de sensibilidad 15, 25, 35, 45 presentan respectivamente un
mínimo 17, 27, 37, 47, lo que corresponde a una distancia mínima
entre el blanco 50 con relación a la inductividad respectiva 16,
26, 36, es decir a una máxima atenuación. Entonces el blanco 50 está
situado directamente delante de la respectiva inductividad 16, 26,
36. En el presente ejemplo, los ejes de las bobinas de las
inductividades 16, 26, 36 están dispuestos perpendicularmente al
trayecto 51 que se trata de vigilar, lo cual se refleja en el
trazado simétrico de las curvas de sensibilidad 15, 25, 35, 45 a
ambos lados del mínimo 17, 27, 37, 47. Cuanto más se aleje el
objeto 50 del blanco 17, 27, 37, 47, tanto mayor será el valor de
la correspondiente curva de sensibilidad 15, 25, 35, 45, o tanto
menor es la atenuación respectiva.
Los dispositivos de detección están dispuestos
entre sí de tal modo que por ejemplo las curvas de sensibilidad 35,
45 correspondientes a dispositivos de detección contiguos se solapan
aproximadamente en un 30% de su superficie. La zona de solape está
indicada en este caso por la referencia 58. Los experimentos han
demostrado que con valores de solape del orden del 30% se puede
conseguir una seguridad suficiente en la determinación del lugar,
mientras que es todavía razonable el número de dispositivos de
detección necesarios.
Las curvas de sensibilidad de los dispositivos
de detección que están situados separados entre sí respectivamente
por otro dispositivo de detección se solapan en el ejemplo
representado en la Figura 3 aproximadamente en un 10% de su
superficie. La zona de solape de las curvas 25, 45 mostrada a título
de ejemplo está identificada con la referencia 60.
Para la evaluación se utilizan únicamente los
tramos de las curvas de sensibilidad 15, 25, 35 señalados con la
línea más gruesa 68. Las zonas 68 de las curvas de sensibilidad 15,
25, 35 corresponden precisamente a las zonas de mayor resolución
local de estas curvas de atenuación.
Otros ejemplos de la variación de las curvas de
sensibilidad o atenuación 25, 35, 45 están representados en las
Figuras 4 a 6. Allí se ha trazado respectivamente la amplitud de
oscilación del oscilador del respectivo dispositivo de detección en
unidades normalizadas sobre la ordenada 64 con respecto a la
posición del blanco 50 a lo largo del trayecto a vigilar. La
posición está indicada en milímetros en la abscisa 66. Componentes
equivalentes están señalados en las Figuras 4 a 6 respectivamente
con las mismas referencias.
La estructura del dispositivo 10 utilizado para
ello está representada esquemáticamente en las Figuras 8 y 9. El
dispositivo 10 consta esencialmente de una placa de circuitos
impresos 80 sobre la cual están dispuestos un total de catorce
sensores 82. El círculo representado respectivamente para los
sensores 82 corresponde aproximadamente al perímetro de un núcleo
de bobina de la inductividad del oscilador.
Como blanco u objeto a controlar 50 sirve en el
ejemplo representado una delgada plaquita metálica 50 que descansa
móvil en unas ranuras guía 92 de un dispositivo de guiado. Como se
puede ver por la Figura 8, la placa de circuitos impresos 80 está
posicionada con relación al dispositivo de guiado 90 de modo que el
blanco 50 se conduzca pasando por encima de los distintos sensores
cuando se desplaza a lo largo de las ranuras de guiado 92.
El dispositivo 10 representado en las Figuras 8
y 9 puede emplearse en un dispositivo de sujeción por fuerza
mediante el cual se sujetan por ejemplo en la fabricación de
automóviles dos chapas que se vayan a soldar entre sí. Un
dispositivo de sujeción por fuerza de este tipo desplaza por ejemplo
mediante aire comprimido sus mordazas aproximándolas hasta hacer
tope en las chapas que se trata de sujetar. El blanco 50 está para
ello unido mecánicamente con las mordazas de modo que la posición
angular está relacionada por medio de una función monótona con la
posición lineal del blanco en el dispositivo de guiado 90, que en
una configuración alternativa también puede estar realizado como
cilindro. La posición del blanco 50 se mide entonces mediante el
dispositivo 10 conforme a la invención.
Antes de iniciar el trabajo propiamente dicho se
registran en el ejemplo de realización representado del dispositivo
10 conforme a la invención y de acuerdo con una variante del
procedimiento conforme a la invención unas curvas de calibrado o
aprendizaje, para lo cual el respectivo blanco 50 se conduce a lo
largo del trayecto a vigilar y se registra al mismo tiempo la
posición del blanco 50 y las correspondientes atenuaciones de los
distintos sensores 82. La determinación de la posición del objeto
durante el registro de las curvas de aprendizaje puede efectuarse
en el caso más sencillo sirviéndose de una regla graduada.
Para conseguir unas propiedades sensiblemente
idénticas de los sensores para los distintos dispositivos de
detección se compensan los sensores en un primer paso, por ejemplo
mediante una plancha de acero que se sitúa de tal manera delante de
la placa de circuitos impresos 80 que todos los sensores 82
presenten la misma distancia a esta placa.
El registro de las curvas de aprendizaje da
lugar a un haz de curvas de la clase representada en las Figuras 4
a 6.
Durante el régimen de medición propiamente dicho
se determina entonces la posición respectiva a partir de las
señales de atenuación concretas que se hayan medido, sirviéndose de
las curvas de aprendizaje.
Las curvas de aprendizaje se pueden captar por
ejemplo cuatro veces, formando a continuación un valor medio.
También existe la posibilidad de captar las curvas de aprendizaje
para la aplicación concreta respectivamente con las piezas que se
trate de sujetar durante el funcionamiento efectivo del dispositivo
de sujeción por fuerza, o sea por ejemplo las chapas.
A causa de diversos efectos, en particular por
desgaste del mecanismo, desgaste de los recubrimientos de plástico
o suciedad se puede alterar la posición angular de las mordazas del
dispositivo de sujeción por fuerza y/o la posición lineal del
blanco 50 en estado cerrado, a pesar de que no haya cambiado el
espesor respectivo de las chapas colocadas.
Si al comienzo de la determinación del uso se
registran una vez las posiciones extremas, es decir los estados
"mordazas abiertas" y "mordazas cerradas sobre chapa", se
puede obtener una información sobre el desgaste del dispositivo de
sujeción por fuerza si se registra al mismo tiempo la posición del
blanco 50 en estado cerrado a lo largo de una fase de trabajo
prolongada. Por ejemplo, si la posición del blanco 50 se aleja más
de un valor predeterminado de la posición predeterminada
inicialmente, se puede sustituir el dispositivo de amarre por
fuerza o al menos unas partes del mismo.
En principio existe también la posibilidad de
captar de nuevo curvas de calibrado o aprendizaje después de un
determinado tiempo de funcionamiento.
En ejemplos de realización especialmente
preferidos del dispositivo de sujeción por fuerza varía la relación
de transmisión del mecanismo a lo largo de la carrera angular de las
mordazas de apriete. Cuanto más se van cerrando las mordazas de
apriete tanto mayor es el desplazamiento lineal del blanco 50 por
unidad angular.
La Figura 4 muestra un detalle de las curvas de
atenuación 25, 35, 45 de tres sensores 82 dispuestos contiguos
entre sí. Con la recta vertical 70 se indica por ejemplo una
posición del blanco 50. También está dibujada respectivamente la
amplitud de oscilación máxima de los tres osciladores de los
sensores 82. En el ejemplo concreto, los ejes de los sistemas de
bobinas están separados entre sí 8 mm a lo largo del trayecto a
vigilar. La geometría del elemento de atenuación, es decir del
blanco 50, es decisiva para la variación de las curvas de
atenuación 25, 35, 45.
Las curvas representadas en la Figura 4 se han
registrado con un elemento de atenuación, es decir un blanco 50,
con una anchura de 8 mm. En la Figura 9 se indica esta anchura con
el corchete 57. Si el blanco 50 es más ancho o más estrecho se
desplazan los puntos de intersección de las curvas y la resolución
local a lo largo del trayecto a vigilar se va reduciendo ya que
entonces es preciso recurrir para la evaluación a zonas de curvas
que tienen menor pendiente. En estas zonas, la amplitud de la
tensión es menor, por lo que las dispersiones, imprecisiones de
medida, eventuales variaciones de temperatura, etc. cobran mayor
importancia con lo cual se reduce la resolución.
Los valores de amplitud resultantes para la
posición de la recta vertical 70 para las tres curvas de atenuación
25, 35, 45 aquí consideradas se aprovechan para la evaluación de la
posición.
El procedimiento más sencillo para determinar la
posición consiste en aproximar mediante rectas las curvas que se
obtienen por el solape de los sistemas de bobinas, entre los
respectivos puntos de intersección. Esto se ha representado en la
Figura 4 a título de ejemplo para la zona entre los puntos de
intersección de las rectas 25 y 35. Esta zona se aproxima en la
Figura 4 mediante una recta 72. En este procedimiento se utiliza un
único sistema de bobinas para calcular la posición del blanco 50.
Para ello se miden las atenuaciones de todos los sistemas de
bobinas, y se utiliza para la evaluación de la posición la bobina
que tenga la segunda mayor atenuación, ya que esta bobina presenta
la variación de tensión de mayor pendiente en la zona
considerada.
Pero este procedimiento todavía se puede
mejorar, ya que una variación de la distancia del blanco 50 en
dirección transversal al trayecto que se trata de vigilar también
da lugar a variaciones de atenuación de los sensores 82. Por este
motivo también se reduce la resolución, ya que la distancia del
blanco 50, es decir el elemento de atenuación, respecto al
dispositivo 10 en dirección transversal al trayecto a vigilar
provoca para un sensor individual 82 el mismo efecto que un
desplazamiento lateral del blanco 50 a lo largo del trayecto a
vigilar. Del mismo modo, cuando se aproxima el blanco 50 a un
sensor individual 82 que da lugar a una atenuación más intensa del
oscilador, es indiferente si esta aproximación se realiza a lo largo
del trayecto a vigilar o en dirección transversal al mismo.
Si se varía la distancia del blanco 50, es decir
el elemento de atenuación, respecto al dispositivo 10 en dirección
transversal al trayecto a vigilar, varían también notablemente las
amplitudes de atenuación de los osciladores de los respectivos
sensores 82. Esto se puede ver claramente en la Figura 5, donde se
incrementó en 0,5 mm la distancia del blanco 50 con respecto a los
trazados de las curvas de la Figura 4.
En la Figura 5 se ha trazado además la recta 72
que corresponde a la linealización del trazado de la curva 25 entre
los puntos de intersección de la curva 25 con las curvas 35 y 45 de
la Figura 4. Además se ha dibujado en la Figura 5 una recta 74 para
aquella curva 25, que corresponde al trazado linealizado de la zona
parcial entre los puntos de intersección de la curva 25 con las
curvas 35 y 45.
Las curvas de atenuación 25, 35 y 45 dibujadas
en la Figura 4 se obtuvieron para una distancia de 2,5 mm entre el
blanco 50 y los sensores 82. Las curvas 25, 35 y 45 de la Figura 5
corresponden a una situación en la que el blanco 50 está separado 3
mm de los sensores 82.
Del diferente trazado de las rectas 72 y 74 se
obtiene en el caso más desfavorable en la zona relevante entre los
puntos de intersección de la curva 25 con las curvas 35 y 45, una
desviación en la determinación de la posición, es decir un error de
posición de 1,35 mm. La resolución y precisión de la determinación
de la posición se limitan por lo tanto considerablemente cuando el
elemento de atenuación no mantiene con gran exactitud una distancia
predeterminada respecto a los sensores 82.
Para el requisito especificado por el cliente de
+/- 1 mm en caso de una variación de distancia máxima del blanco de
un total de 1,5 mm, el procedimiento aquí descrito por lo tanto no
resultaría adecuado.
Para tener en cuenta esta circunstancia se ha
desarrollado conforme a la invención un procedimiento de evaluación
mediante el cual el cálculo de la posición es en gran medida
independiente de la distancia del elemento de atenuación, es decir
del blanco 50 respecto a los sensores 82 que forman el sistema de
bobinas.
En este procedimiento se tiene en cuenta
adicionalmente la atenuación de la bobina que está situada
directamente debajo de la banderilla de atenuación, es decir
directamente debajo del blanco 50. Éste es el sensor que es objeto
de la máxima atenuación. Para la determinación de la posición a lo
largo del trayecto a vigilar no se emplea además ya ninguna recta
interpolada.
Esto se explica mediante las Figuras 6 y 7.
La posición del blanco 50 indicada en la Figura
6 por la recta vertical 70 está situada entre los puntos de
intersección A y B de la curva 25 con la curva 35 ó 45
respectivamente. En esta zona, la tensión U1 de la curva de
atenuación 25 es mayor que la tensión U2 dada por el trazado de la
curva 35 de una de las bobinas contiguas, pero es inferior a la
tensión U3 de la otra bobina contigua que está representada por la
curva 45. Las tensiones de los diferentes sensores 82 están
normalizadas o escaladas en una gama de 0,1 a 1 V. En general se
puede normalizar o escalar para valores cualesquiera. La única
condición es que todos los sistemas de bobinas, es decir todos los
sensores 82, se hayan escalado o normalizado individualmente a una
gama definida para compensar las tolerancias entre las distintas
bobinas y componentes de las unidades de evaluación, por ejemplo de
los osciladores. Esto puede realizarse por ejemplo de modo que los
osciladores se ajusten a una misma amplitud a igualdad de
recubrimiento de todas las bobinas e igual distancia del elemento de
atenuación, es decir el blanco 50, con respecto a las bobinas. En
la práctica esto puede efectuarse mediante la compensación durante
la atenuación simultánea de todas las bobinas mediante una gran
plancha de acero situada a una distancia definida.
Una idea clave del procedimiento de evaluación
es la de aprovechar el hecho de que para cada pareja de valores de
tensiones U1 y U2 en la gama entre el punto A al punto B existe
exactamente una posición correspondiente, con lo cual resulta
posible una correspondencia unívoca. A cada uno de estas parejas de
valores se le puede asignar de forma igualmente exacta una
distancia, es decir una separación entre el blanco 50 y los sensores
82 en dirección transversal al trayecto a vigilar.
En general se entiende en la presente
descripción bajo el concepto de "posición" el lugar del blanco
50 en un punto determinado del trayecto a vigilar. A diferencia de
ello se designa por "distancia" la separación respectiva del
blanco 50 respecto a los sensores 82 en dirección transversal al
trayecto a vigilar.
En los casos más frecuentes de aplicación se
trata de determinar la posición del blanco 50. A continuación se
explica cómo se puede realizar esto sirviéndose de una pareja de
valores. Pero en principio cabe también la posibilidad de evaluar
la distancia del elemento de atenuación, es decir del blanco 50,
respecto a los sensores 82, como magnitud de proceso. En este caso
la evaluación es en gran medida idéntica.
La variación de la posición en función de las
dos magnitudes U1 y U2 se puede efectuar registrando valores de
medida en pasos definidos. Para ello se varía la posición del blanco
50 con una amplitud de pasos definida, y en cada posición se vuelve
a variar la distancia del blanco 50 con una amplitud de paso
definida.
Las parejas de valores de medida obtenidas de
este modo se pueden aproximar entonces mediante procedimientos
matemáticos, de modo que se pueda realizar también una determinación
exacta de la posición entre estos valores de medición. En una
variante sencilla se interpola por ejemplo entre los distintos
puntos sirviéndose de una tabla de valores de medida. Para ello se
anotan las parejas de valores de medida en una tabla bidimensional
con los ejes U1 y U2, y en las respectivas líneas de la tabla se
anota la posición correspondiente. Una tabla de este tipo está
representada en la Figura 7.
Para determinar la posición, se busca ahora en
la tabla el valor más próximo a la respectiva pareja de valores, y
mediante los valores contiguos se calcula por interpolación la
posición efectiva del blanco 50 que se trata de vigilar.
Por ejemplo se determina la pareja de valores
(U1, U2) = (0,535; 0,28) por medición. El valor inmediato más bajo
que figura en la tabla es a15. La posición efectiva del blanco 50 se
puede calcular ahora por interpolación entre los valores a15, a16,
a25 y a26.
Si en lugar de rellenar la tabla con los valores
correspondientes a las respectivas posiciones, se anotan los
correspondientes a diferentes distancias, se puede efectuar del
mismo modo el cálculo de la distancia del elemento de atenuación
con independencia de la posición. Utilizando ambas tablas se puede
realizar además una determinación bidimensional, o en el caso de
una disposición adecuada de los sistemas de bobinas, por ejemplo en
un rectángulo, también una determinación tridimensional.
El cálculo mediante la tabla y la interpolación
resulta especialmente adecuado para sistemas de baja potencia, que
plantee requisitos reducidos en cuanto a la potencia de cálculo. Si
se dispone de más potencia de cálculo se puede aproximar la
variación de la posición o la variación de la distancia de las
parejas de valores también mediante una función lineal continua. De
este modo hay posibilidad de efectuar un cálculo más exacto u
obtener mayor resolución.
Con vistas a la resolución local que pueda
alcanzarse juega un papel importante la disposición de los sensores,
o dicho más exactamente: la distancia de los sensores. Si se
considera por ejemplo la curva de atenuación de un único sensor 82,
la resolución en la zona del brazo izquierdo y derecho del mínimo es
grande, pero en los demás casos es pequeña. En el mínimo es
prácticamente cero. En la variante representada en las Figuras 8 y
9, las distancias de los sensores 82 se han elegido precisamente de
modo que entre los puntos de intersección de las curvas 25, 35, 45
queden prácticamente sólo zonas de gran pendiente, es decir que en
todas partes la resolución es alta.
Otra mejora de la resolución local puede
conseguirse eligiendo las dimensiones del blanco 50 de modo que los
distintos sensores 82 ya no se puedan recubrir totalmente. En los
ensayos realizados han demostrado por ejemplo que entre 8/9 y 9/9
de recubrimiento de un sensor prácticamente no se observa ya ninguna
variación de atenuación.
Si se elige ahora el blanco que se trata de
vigilar algo más pequeño se puede conseguir que los mínimos de las
curvas de atenuación resulten más nítidos. El blanco 50 representado
en la Figura 9 presenta una anchura 57 de 8 mm, mientras que el
diámetro de los sensores 82 es respectivamente de 9 mm.
Debido al requisito de una elevada resolución
constante en todo el trayecto resulta una distancia determinada de
los sensores 82. Pero si esta distancia es menor que el diámetro de
los sensores, se puede elegir, como en el presente ejemplo, una
disposición en zig-zag.
En la situación aquí representada, el blanco es
una plaquita metálica con una longitud de 16 mm, una anchura de 8
mm y un espesor de 1 mm. El diámetro de los sensores es de 9 mm.
Como distancia ideal de los sensores con vistas a obtener una
elevada resolución local se calcularon 8 mm. La totalidad de los 14
sensores están dispuestos, tal como se puede ver en la Figura 9,
decalados entre sí en dos filas, siendo la distancia entre los
puntos medios de dos sensores 82 de una misma fila de 16 mm. La
distancia al sensor 82 más próximo en el lado opuesto es
respectivamente de 10 mm.
El blanco 50 está por lo tanto dimensionado
precisamente de modo que un sensor individual 82 no pueda quedar
nunca totalmente recubierto.
Con una disposición correspondiente se pueden
vigilar naturalmente también trayectos no rectilíneos. Para ello
basta con disponer los sensores 82 a lo largo de una curva.
Con la presente invención se da a conocer un
sistema de medición de recorridos lineal inductivo para la
determinación de un objeto metálico en un trayecto definido, con el
cual se pueden vigilar en principio trayectos de cualquier longitud
y cualquier forma, y que en particular permite también la vigilancia
de blancos metálicos robustos, que no tienen por qué ser
ferromagnéticos.
Claims (24)
1. Dispositivo para determinar la posición de un
blanco (50), especialmente metálico, especialmente para realizar el
procedimiento según una de las reivindicaciones 16 a 24, con un
mínimo de dos dispositivos de detección (14, 24, 34) que están
posicionados a lo lago de un trayecto a vigilar (51) de modo que las
curvas de sensibilidad (15, 25, 35) de dispositivos de detección
(24, 24, 34) inmediatamente contiguos se solapen al menos
parcialmente, presentando los dispositivos de detección (14, 24,
34) cada uno por lo menos una inductividad (16, 26, 36) y por lo
menos un oscilador (18, 28, 38), y en función de una distancia del
blanco (50) con relación al respectivo dispositivo de detección
(14, 24, 34) suministran una señal de distancia, con por lo menos un
dispositivo de conversión (19, 29, 39, 59) que está en comunicación
activa con los dispositivos de detección (14, 24, 34) para
convertir las señales de distancia captadas respectivamente por los
dispositivos de detección (14, 24, 34) en señales analógicas, en
particular señales de intensidad y/o de tensión, y con por lo menos
un dispositivo de evaluación (52) que está en comunicación activa
con el dispositivo de conversión o los dispositivos de conversión
(19, 29, 39, 59) para determinar y emitir una posición local del
blanco (50), a partir de las señales analógicas debidas a los
respectivos dispositivo de detección (14, 24, 34),
donde por los dispositivos de detección (14,
24, 34) se puede emitir como señal de distancia respectivamente una
señal de atenuación del oscilador,
caracterizado porque
una curva de atenuación de un dispositivo de
detección (14, 24, 34) presenta respectivamente zonas parciales de
alta resolución local,
porque los dispositivos de detección (14, 24,
34) están dispuestos de tal modo que a partir de las zonas parciales
de alta resolución local de los distintos dispositivos de detección
(14, 24, 34) se puede componer una curva de detección para la
totalidad del trayecto a vigilar, y para aumentar la resolución
local los dispositivos de detección (14, 24, 34) están dispuestos
en dos filas, en particular paralelas y respectivamente decalados
entre sí.
2. Dispositivo según la reivindicación 1
caracterizado porque
en las zonas parciales de alta resolución la
resolución local es en todas partes superior al 10%, preferentemente
en todas partes superior al 20% y muy preferentemente en todas
partes superior al 40% de la resolución local máxima.
3. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 ó 2, caracterizado porque los dispositivos de detección
(14, 24, 34) están dispuestos equidistantes a lo largo del
trayecto.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizado por estar previsto un dispositivo de
guiado para conducir el blanco (50) a lo largo del trayecto a
vigilar.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizado porque en el sistema de guiado está
previsto un blanco (50) dispuesto desplazable.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 5, caracterizado porque los dispositivos de detección
(14, 24, 34) están dispuestos a lo largo del trayecto a vigilar de
modo que cada uno sólo pueda ser recubierto parcialmente por el
blanco (50).
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 6, caracterizado porque los dispositivos de detección
(14, 24, 34) están dispuestos a lo largo del trayecto a vigilar de
modo que solamente puedan quedar recubiertos cada uno por el blanco
(50) en un 90%, preferentemente sólo en un 85% y muy preferentemente
sólo en un 80%.
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 7, caracterizado porque las dimensiones del blanco (50)
están elegidas de modo tal o éste está configurado de modo tal que
un dispositivo de detección (14, 24, 34) sólo pueda quedar
recubierto parcialmente por el blanco (50).
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 8, caracterizado porque el blanco (50) es una plaquita
metálica.
10. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque a cada
dispositivo de detección (14, 24, 34) le corresponde un dispositivo
convertidor (19, 29, 39, 59).
11. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por estar previsto como
mínimo un dispositivo multiplexador (54) entre un dispositivo
convertidor (59) y una pluralidad de dispositivos de detección (14,
24, 34).
12. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque las
inductividades (16, 26, 36), en particular las bobinas de los
dispositivos de detección (14, 24, 34) están dispuestas con sus ejes
en dirección transversal, en particular ortogonal con respecto al
trayecto a vigilar (51).
13. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque por lo menos en
una parte de los dispositivos de detección (14, 24, 34) la
inductividad (16, 26, 36) está prevista como parte del oscilador
(18, 28, 38).
14. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque los
dispositivos de detección (14, 24, 34) están dispuestos de tal modo
que la superficie de solape de las curvas de sensibilidad (15, 25,
35) o curvas de atenuación de dispositivos de detección (14, 24,
34) inmediatamente contiguos entre sí está entre el 20% y 50%, en
particular entre el 25% y el 35%.
15. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque los
dispositivos de detección (14, 24, 34) pueden captar cada uno una
distancia radial del blanco (50) a un eje de la inductividad (16,
26, 36).
16. Procedimiento para la determinación de la
posición de un blanco (50), especialmente metálico, en el cual se
posicionan como mínimo dos dispositivos de detección (14, 24, 34) a
lo largo de un trayecto (51) que se trata de vigilar, de tal modo
que las curvas de sensibilidad (15, 25, 35) de dispositivos de
detección (14, 24, 34) inmediatamente contiguos entre sí se solapen
al menos parcialmente, suministrando los dispositivos de detección
(14, 24, 34) cada uno una señal de distancia en función de la
distancia del blanco,
en el que las señales de detección captadas
respectivamente por los dispositivos de detección (14, 24, 34) son
convertidas por lo menos por un dispositivo de conversión (19, 29,
39, 59) en señales analógicas, en particular en señales de
intensidad y/o de tensión, y en el que a partir de las diferentes
señales analógicas debidas a los respectivos dispositivos de
detección (14, 24, 34) se determina la posición del blanco
(50),
donde como señal de distancia se utilizan
respectivamente señales de atenuación de los osciladores de los
dispositivos de detección (14, 24, 34),
caracterizado porque para la evaluación
se utiliza la señal de atenuación del dispositivo de detección que
tenga la atenuación segunda en magnitud.
17. Procedimiento según la reivindicación 16,
caracterizado porque los dispositivos de detección (14, 24,
34) están dispuestos de tal manera que a partir de las zonas
parciales de alta resolución local de las curvas de atenuación de
los distintos dispositivos de detección (14, 24, 34) se puede
componer una curva de detección para la totalidad del trayecto a
vigilar, y
porque para determinar la posición del blanco
(50) se comparan los valores de atenuación medidos con datos
aprendidos previamente captados, en particular de modo puntual.
18. Procedimiento según la reivindicación 17,
caracterizado porque para captar los datos de aprendizaje se
conduce el blanco (50) a lo largo del trayecto a vigilar,
registrándose al mismo tiempo la posición del blanco (50) y las
respectivas señales de atenuación de los dispositivos de detección
(14, 24, 34).
19. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 17 ó 18, caracterizado porque durante la
captación de los datos de aprendizaje se varía también la posición
del blanco (50) en dirección transversal al trayecto que se ha de
vigilar, registrándose también aquí al mismo tiempo las posiciones
respectivas y las respectivas señales de atenuación.
20. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 16 a 19, caracterizado porque se normalizan
las curvas de sensibilidad (15, 25, 35) de los dispositivos de
detección (14, 24, 34).
21. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 16 a 20, caracterizado porque para la
evaluación se utiliza una pareja de valores compuesta de la señal de
atenuación que tenga la atenuación segunda en magnitud y la máxima
atenuación.
22. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 17 a 21, caracterizado porque se interpola
entre puntos de los datos de aprendizaje para determinar la posición
del blanco (50).
23. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 17 a 22, caracterizado porque para efectuar
la evaluación los tramos parciales de las curvas de atenuación se
aproximan respectivamente por medio de rectas.
24. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 16 a 23, caracterizado porque para la
evaluación se tiene en cuenta respectivamente sólo un tramo de un
dispositivo de detección (14, 24, 34) o porque se evalúan
simultáneamente varios dispositivos de detección (14, 24, 34), en
particular se forman relaciones a partir de las señales
analógicas.
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---|---|---|---|
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