JP2000514192A - Sensor element - Google Patents

Sensor element

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JP2000514192A
JP2000514192A JP10524181A JP52418198A JP2000514192A JP 2000514192 A JP2000514192 A JP 2000514192A JP 10524181 A JP10524181 A JP 10524181A JP 52418198 A JP52418198 A JP 52418198A JP 2000514192 A JP2000514192 A JP 2000514192A
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    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage

Abstract

(57)【要約】 センサ素子は、相互に相対的に可動に支承されている磁気的発信器及び所属のセンサ装置機構を有する。簡単な構成のもとで機械的影響干渉要因に対して磁気的発信器(10)を信頼性を以て保護し得るため、磁気的発信器(10)は、反磁性又は常磁性シェル外被(6)内に配置されており、該反磁性又は常磁性シェル外被(6)は、センサ装置機構(11)に対して閉じられている。 (57) Abstract The sensor element has a magnetic transmitter and an associated sensor device mechanism which are movably supported relative to each other. Since the magnetic transmitter (10) can be reliably protected against mechanical influence interference factors in a simple configuration, the magnetic transmitter (10) is provided with a diamagnetic or paramagnetic shell jacket (6). ), The diamagnetic or paramagnetic shell jacket (6) being closed with respect to the sensor arrangement (11).

Description

【発明の詳細な説明】 センサ素子 本発明は独立請求項形式の請求の範囲の上位概念によるセンサ素子に関する。 前記種類の公知のセンサ素子(DE3844578C2)はトーション捩れシ ャフトを介して軸方向に連結された2つの磁気発信器を有し、該磁気発信器は回 転角度に対する尺度として周方向に延びる磁気的コード化部を有する円リングと して構成されている。トーション捩れシャフトは自動車のステアリングギヤの一 部であり、軸受ケーシング内に他の伝動−及び駆動部分と共に回転可能に支承さ れている。磁気的発信器の半径方向領域にて伝動装置ギヤケーシングは、貫通口 を有し、この貫通口を通って、伝動装置ギヤケーシングの外側にフランジ結合さ れたセンサ装置機構は、磁気的発信器のシリンダ状の套面のごく近くのところま で導かれている。この構成の場合、磁気的発信器は外部の機械的影響に対して保 護されているが所定の個所に設けられるべき貫通口及びセンサ装置機構と伝動装 置ギヤケーシングとの間でシールないしシーリングが必要である。 本発明の課題とするところは、磁気的発信器とセンサ装置機構との間の結合区 間の領域にて、簡単化され た構成を可能にするセンサ素子を提供することにある。 前記課題は請求項1の特徴を成す構成要件により解決される。有利な発展形態 は、更なる請求項に記載されている。 本発明によるセンサ素子の構成では磁気的発信器は、少なくともセンサ装置機 構に対して閉じられたシェル外被内に設けられており、該シェル外被は、磁気的 発信器を移動方向で直ぐ側に近寄って包囲し、磁気的発信器の機械的影響障害作 用に対する信頼性のある保護を保証する。ここで、シェル外被は、磁気的発信器 から発生する磁力線に対して、少なくとも十分透過性がある、即ち、反磁性又は 常磁性である。有利にはシェル外被のため、高い窒素含有量及び大きな硬度を有 する窒素添加合金鋼ないし窒素強化鋼が使用される。 磁気的発信器は、永久磁石材料から成る管、又はロッドの形式で作製され、長 手方向に延びる磁気的コーディングで構成され得る。この実施形態では、当該磁 気的発信器は、例えば液圧式パワーステアリングアクチュエータの中空ロッド内 に配置され得、該液圧式パワーステアリングアクチュエータではそれの外套面全 体に亘って閉じられた管状のピストンロッドがその中に配置された磁気的発信器 と共にアクチュエータケーシング内に長手方向に移動可能に支承されている。ア クチュエータケーシングからのピストンロッドの出口 個所にて、又は隣接する位置固定の支持体にセンサ装置機構をピストンロッドに 対して半径方向に位置固定的にセッティング固着できる。ここでセンサ装置機構 は、ピストンロッドの長手方向移動の際、磁気的発信器のコード化部から読出さ れるべき情報をセンシングする。 磁気的発信器が周方向に延びる磁気的コーディング部を有する1つの円ディス ク又は円リングを以て構成される場合、当該の磁気的発信器は、中空ステアリン グシャフト内に配置され得、ここでセンサ装置機構は、ステアリングシャフトを 支承する支持体に、又は他の隣接する支持体に配置され得、有利には、ステアリ ングシャフトは、磁気的に透過性の材料から構成され、有利には大きな硬度を有 し、0.3重量%より多い窒素含有量を有するオーステナイト鋼から構成される 。磁気的発信器は、同心的にステアリングシャフトの外側外套面上に位置固定的 にセッティング固着され、ステアリングシャフトに取付られた固有のシェル外被 により保護を施され得る。 シェル外被内で位置固定的にセッティング固着される磁気的発信器は、シェル 外被と共に、又は、磁気的発信器及びシェル外被を包囲する1つの構成部分と共 に可動に支承され、それに対して、センサ装置機構は、位置固定的に配置される 。個々で明らかであることは、尺度スケールとして構成された磁気的発信器と所 属 のセンサ装置機構との間の半径方向間隔が、極ピッチに依存する幅広い限界内、 例えば0〜15mmで変化し得、ここでセンサ装置機構内に生じている信号を大 して減衰させずに変化し得る。従って、センサ装置機構の取付が、わずかな調節 抵抗を以て達成可能であり、そして、わずかな付加容積ボリュウムのもとで当該 の機械的コンポーネント内への自由度のある統合化性が可能である。 センサ装置機構は、それぞれ1つの磁気的発信器に配置された複数の個別磁界 感応形センサを有し得る。亦、相互に並列的に配置された部分磁気的発信器から 複数の磁気的発信器を形成し、該部分磁気的発信器にはそれぞれ少なくとも1つ の個別センサが配属され、前記の複数の部分磁気的発信器は異なるコーディング 部を支持し、その結果移動運動により各部分磁気的発信器から読出されたパルス 信号から、相対的のみならず絶対的回動角度又は長手方向移動距離を導出できる 。更に、センサ装置機構は、磁気抵抗形センサ、ホールセンサ及び誘導性センサ を磁気的発信器の移動距離に亘り磁気的極性において変化する磁界のセンシング のため有し得る。 特に有利には、著しく高い窒素含有量を有する大きな硬度のオーステナイト鋼 をセンサに対するシェル外被及び/又は管材料として使用するとよい。その並進 及び角度運動を測定すべき高負荷の構造エレメントの 場合、そのことは特に有利であり、ことに、液圧式アクチュエータ、ダンパ、引 張又は圧縮ロッド−これらはスリーブ、ブッシング内にて案内される−及び極め て種々様々のリニヤ駆動機構に対して有利である。 以下本発明を1つの実施形態の基本構成略図を用いて詳述する。 図1は、液圧アクチュエータにおけるリニヤ距離変位−センサ素子を示し、 図2は、回転可能なシャフトに配属された回転角−センサ素子を示し、 図3は、磁気的抵抗素子から成るブリッジ回路の基本構成を示し、 図4は、測定されるべき磁界に対して相対的なセンサの位置関係を示し、 図5は、測定距離変位に依存しての長さセンサにおける信号電圧の特性図を示 す。 図6は、異なる相の2つの周期的磁気コイルによる絶対的な長さ測定の基本手法 を示す。 直線的に調整移動可能な液圧アクチュエータ1−これは自動車におけるステア リング補助手段に使用されているものである−は、ピストン2を有し、該ピスト ン2は、シリンダ空間3内で軸方向調整移動可能に支承されている。シリンダ空 間3は、両端にて軸方向で閉じられ、端壁4にて貫通口を有し、該貫通口を通っ て、滑りシール5を介してそれぞれピストンロッドは 、貫通されており、ピストン2に固定的に保持され、それの調整移動方向を向い ている。ピストンロッド6の両端にリンク7が設けられており、該リンク7を介 して各ステアリングロッド8が、図示されてない車輪の制御角度を制御するため リンク結合されている。ピストン2の前後で軸方向に、制御圧力導管9がシリン ダ空間3内に連通しており、前記制御圧力導管9を介して、ピストン2、ひいて はピストンロッド6の長手方向調整が液圧的に制御される。 ピストンロッド6は、少なくとも部分長に亘って中空に構成されており、或1 つの領域で磁気的発信器10を備え、前記領域はピストン2の調整移動距離に亘 って端壁4外に位置する。磁気的発信器10は、ピストンロッド6内で、それの 切欠部のない外套により保護を施されて設けられている。磁気的発信器10は、 それのアクティブな長さに亘って磁気的にコーディングされている、換言すれば 、磁気的に逆に極性付けられた複数磁気ゾーンが相並ぶ。磁気的発信器10の調 整移動領域にて、隣接する端壁4にて、センサ装置機構11が、位置固定的にセ ッティング固着されており、前記センサ装置機構11は、磁気的発信器と磁気的 に結合されており、ピストンロッドに長手方向移動のもとでそれの捕捉領域内に て生じる、数及び/移相に従っての極切換えをセンシング捕捉し、評価ユニット に相応の信号シーケンスを転送する。ここで、ピスト ンロッド6は、非磁性のオーステナイト鋼から成り、その結果、センサ装置機構 11へ向かっての磁気的結合はシェル外被によって少なくとも殆ど影響を受けず に伝達される。有利には高窒化ないし高窒素オーステナイト鋼が使用される。 高窒化ないし高窒素鋼は、0.2重量%より大、有利には0.4重量%より大 の窒素含有量を有する窒素添加合金鋼ないし窒素強化鋼であり、特に有利には窒 素含有量は、0.4〜1重量%である。窒素添加合金鋼ないし窒素強化鋼(stic kstofflegierterStahl)は900Mpaより大の高い降伏点、殊に2500Mp aまでの降伏点を有する。有利には窒素添加合金鋼ないし窒素強化鋼は、付加的 にクロム及びマンガンを有する。窒素強化鋼ないし窒素添加合金鋼の特別な利点 とするところは、耐腐食性、硬質そして同時に非磁性的であり、殊に機械的に加 工され得、ここで磁気的マルテンサイト成分を形成する−このことは通常のオー ステナイト鋼において通常起こる−ことがないということである。このことによ り、著しく負荷を受け、及び/又は高い表面品質を有すべき構成部材においても 鋼の使用で可能になる。表面の品質改善のため、殊に、滑らかな表面を獲得する ための付加的クローム鍍金は当該の材料では不要である。むしろ、直接的に加工 し得る。 前述の窒素強化鋼ないし窒素添加合金鋼は、通常の 、殊にオーステナイト鋼と異なって著しく高い窒素含有量を有し、所謂エレクト ロスラグー加圧再溶解プロセスで作製可能であり、このプロセスにより高窒化な いし高窒素鋼部分を比較的大きな寸法で、殊に、数m長及び数デシメートルの直 径の寸法で作製することが可能である。そのような窒素強化鋼ないし窒素添加合 金鋼の例は次の通りである。少なくとも0.4重量%殊に0.4〜1.4重量% の窒素含有量を有するCrMn1818鋼、0.65重量%窒素を有する種類の 鋼1.38416、0.95重量%窒素を有する種類の鋼1.4456。鋼はμ <1.5の透磁率を有するので、磁気的に透過性があるものと見なし得る。鋼は 、高い靭性及び大きな降伏点を有し、耐腐食性である。 通常のオーステナイト鋼は、窒素含有分を有する限り、最大ほぼ0.3重量% の窒素含有量が形成可能である。通常オーステナイト鋼は、有利にはたんに磁気 センサの強化のため使用されるが、磁気的発信器におけるシェル外被材料として は、加工及び/又は硬化の際形成され得るマルテンサイト成分の故に使用できな い。従ってピストンロッド6として少なくとも0.4重量%の窒素含有分を有す る高窒化ないし高窒素オーステナイト鋼を使用すると有利である、それというの は当該のピストンロッドは、十分硬質であり、加工の際変態マルテンサイトを形 成せず、従って、マルテン サイトをオーステナイトに変態ないし転移するための熱的後処理が必要ないから である。ピストンロッドの表面は、直ちに艶出し研摩及び研削可能でありその結 果、表面の改質及び硬化のためのピストンロッド6の表面のクローム鍍金は、必 要でない。 高窒化ないし高窒素オーステナイト鋼を使用することは、殊に磁気尺度スケー ルのため及び/又は、保護カバーとしての使用目的のため、有利な加工特性及び それの硬度並びに耐腐食性故に特に必要である。ショックアブゾーバ、ピストン ロッド、液圧ロッド及び類似の高い負荷を受ける構造部材を、殊に位置定めのた めの磁気的尺度スケールと関連付けて、併せて構成すれば特にコンパクト化及び 周囲条件からの影響の受け難さが有利に達成される。磁気的発信器及び操作器は 、統合化され得、それにより、それらの構成部材の特にスペースの節減される配 置が可能になる。 磁気的発信器の保護の施された配置構成のためには、当該の実施例では、付加 的構成部品とか外部套面の付加的加工は必要ない。よって、滑りシールの領域に おけるシール性、封隙性を以ての終端部が確保されそして、加工装置は、液圧ア クチュエータ1の端面4にて、直接信号検出を行い得る。この場合磁気的発信器 10はゾーンごとに磁化可能な材料から成る棒又は管として、中空のピストンロ ッド6内に位置固定され得る。よって、磁気的発信器10とセンサ装置機構11 とから成る磁気エレメントは、液圧アクチュエータ1の構成体内に統合化され得 る。ここで、磁気的発信器10は、相互に並列に延びる複数の部分磁気的発信器 から成り得る。各部分磁気的発信器には少なくとも1つの個別センサが配属され ており、その結果安全上の理由からセンサの障害を検出できる。ここで、1つの 磁気的発信器ないし1つの部分磁気的発信器に複数の個別センサを配属し、安全 確実性を高め得る。液圧アクチュエータ1の両端面4に相応のセンサ素子を設け ることもできる。 図2に示すように、円リング状に構成された磁気的発信器10の配置構成が示 されており、該磁気的発信器10は、1つの回転可能に支承された軸上に同心的 に配置されており、前記軸は、殊に自動車のステアリングシャフトとして構成さ れている。磁気的発信器10は、それの周方向でそれの套面に亘って延在してい て、各1つの磁気的コード化部を支持しており、該磁気的コード化部は、磁気的 発信器10に対して半径方向に位置する位置固定的に配置されたセンサ装置機構 11を用いて読出され得る。非磁性鋼又は他の適当な反磁性鋼又は常磁性材料、 特に有利には高窒化ないし高窒素オーステナイト鋼から成るシャフト11の構成 の場合、磁気的発信器10は、相応に適合された中空空間内に、シャフト11中 に保護を施して配置され得る。そうでなければ、殊に高窒化ないし高窒素オース テナイト鋼から成る、直径において適合化された非磁性の外部シェル外被を、個 々に磁気的発信器10に対して、又は共通にシャフト11上に固着し、十分な機 械的保護を保証すると好適である。但し、亦、シャフト11上に保護を施されず に配置された磁気的発信器10の場合、外部管を、殊に少なくとも0.4重畳% の窒素含有量及び900Mpaより大の降伏点を有する窒素添加合金鋼ないし窒 素強化鋼から成る管をそれと同心的に位置固定的に配置し、その上にセンサ装置 機構11を直接的に固着することも可能である。ここで、亦、各磁気的発信器1 0を複数の相互に並列的に配置された部分磁気的発信器から構成し、各部分磁気 的発信器に少なくとも1つの個別センサを配属することも可能である。 特に有利であるのは、磁気的発信器及び被監視ユニットが1つのユニットを形 成し、目盛りスケール及び尺度、度量が外側に向かって光学的及び機械的に識別 可能でないようにする。殊に、次のことが回避される、即ちシェル外被12又は ピストンロッド6の外面に、表面の機械的強度を損なうと共に可能性のある破断 箇所及び/又は腐食箇所として高負荷構成部材の耐用寿命を損なう磁気的マーキ ングを施し、取付なければならないことが回避される。 磁気的発信器の有利な構成は、シェル外被6,12の内面上に強磁性層を設け ることであり、この強磁性 層の熱膨張は、シェル外被6,12のそれとは異ならないものである。強磁性層 はコード化され得、又は相応に構造化され得、そして、マッシブな磁気尺度スケ ールにとって替わる。それにより、有利な重量節減が可能である。 磁気的発信器の更なる有利な構成は、中実材料から作成された、又は、貫通口 を施されたロッド上に磁気的発信器10の磁気的領域を設け、前記ロッドは、少 なくとも1個所でシェル外被6,12と固定的に結合されており、シェル外被6 ,12の膨張率に適合された膨張率を有するものである。特に熱的負荷及びひど い温度変化の場合にも、測定は、センサ装置機構の相異なる熱膨張の影響を受け ない。 有利には、シェル外被6,12にて、2つの尺度スケール10を設け、該2つ の尺度スケールは、それぞれ異なる相互間隔を有する磁気的領域を有し、その結 果両尺度スケールは、同じ全長のもとで絶対位置の決定のため異なる周期数を有 する。特に有利には、シェル外被6,12内に2つの尺度スケール10が並列的 に、相互に上下に配置され、前記2つの尺度スケール10は、それぞれ異なる相 互間隔を有する磁気領域を有し、その結果両尺度スケールは同じ全長のもとで、 1だけ異なる周期の数を有する。 磁気抵抗センサチップ、例えば、DE4237540C4から公知のものは、 相応の光学的センサチップ に類似して開発されたものである。そのようなチップは、Barber極構造を 有する磁気抵抗センサストリップから成る2つの完全なホイートストーンブリッ ジを有する。磁気的発信器10に対するセンサストリップの配置構成が図3に示 してある。ブリッジの抵抗はチップ上に次のように配置されている、即ち、すベ てのBarber極構造が同じ方向を有し、外部磁界にて、同じ抵抗変化を受け るように配置されている。要するに、それは、ブリッジの零状態にて信号を送出 しない。ブリッジの励振は、磁気的コード化された磁気的発信器10により可能 である。第1ブリッジのストリップと第2ブリッジのストリップとの間に、尺度 スケール上にて周期長の各1/4だけのずれが生じている。尺度スケール10の 検出されるべき磁界に対するセンサエレメントの相対的配置関係を図4に示す。 そのことから明らかなように、2つのブリッジからの信号が、相互に90°位相 ずれしている、換言すれば、評価及び補間のためサイン及びコサイン−信号が得 られる。相応の測定結果が図5に示してある。図5には、測定されたサイン及び コサイン信号−出力電圧(0.1Vステップ)、それにより求められた測定距離 変位s(極長)及び、センサと尺度スケールの表面との2mm間隔のもとでの実 際の測定距離変位(0.1極長)に対する偏差δを示す。磁気抵抗センサは半導 体技術上公知のマイクロ構造テクノロジィにより作製 される。このことは1つのチップ上での個別センサの所要の精確な相対位置を保 証する。 リニヤセンサの新開発において、センサチップ及び磁気的発信器は、次のよう に選定設計されている、即ち、広い間隔領域に亘り、間隔に依存しない信号振幅 が得られるように選定設計されている。このことは、磁気的発信器からの間隔に より迅速に低下する磁界強度を来すけれども可能である。それは、150℃の温 度まで使用できる。センサエレメント及び磁気的発信器の最適間隔は、磁気的発 信器の尺度スケール周期より幾らか小にすべきである。それにより、0.01m mまでの間隔を検出できる。 磁気抵抗性発信器センサは、次のような利点を有する。高いフィールド強度の 場合磁界強度への信号の依存性は大したことはないようになる。ブリッジ回路に より、信号オフセットがなくなり、温度効果は十分に補償される。取付組立は、 わずかな調整コストで行われ、センサはわずかな容積に基づき機械的コンポーネ ント内に容易に集積化、統合化可能である。それは十分な測定速度を可能にする 。 目盛りスケール上での磁気的マークを所定のように可変できる目盛りスケール の場合、絶対的な距離変位測定を行うこともできる。公知の絶対距離変位測定シ ステムは、磁気的マークに立脚しており、該磁気的マークは、それぞれ異なる周 期長を以て磁気的発信器と して、2つの尺度スケール上に取付られている。ここで重要なことは、両尺度ス ケールは、同じ全長のもとで1だけ異なる周期長を有しなければならないことで ある。そのような2重尺度スケールから、作用している周期の番号を決定し得る 。 図6を用いて評価プロセスを説明する。算出された距離変位は、鋸歯状カーブ である。測定誤差δは、最大1%の端数である。相応のポジシヨンのところに位 置する、軌跡ないしトラックの最後の周期の位相に対する補間値に、絶対的測定 値の粗位置値が加えられ、精度を高めるものである。 磁気的尺度スケールの読出のためにはホールセンサは、磁気抵抗と同様に良好 に適する。ホールセンサは、有利である、それというのは、半導体技術上公知の マイクロ構造テクノロジィを用いて有利なコストで、作製可能であり、わずかな 付加容積を要し、当該の機械的コンポーネント内に統合化可能であり、十分な測 定速度を許容するからである。 ホールセンサ−信号は、フィールド強度に、ひいては間隔に著しく依存する。 このことは、取付の際著しくわずかなトレランスを要する。誘導性センサは、半 導体技術から公知の方法では容易には作成できない。それというのは、寸法は比 較的大であるからである。 センサエレメントの磁気的尺度スケールの読出の際、前述のセンサの精度及び 感度の確保のため、高窒化 ないし高窒素オーステナイト鋼の使用が特に有利である、それというのは、この 高窒化ないし高窒素オーステナイト鋼は非磁性的であり測定を妨害しないからで ある。 当該鋼の特に有利な機械的特性、殊に大きな強度及び硬度の故に、通常のオー ステナイト鋼におけるわずかな厚さを以てシェル外被6,12の外壁を構成する ことが可能になり、その結果、磁気的発信器10とセンサ11との間隔を最小化 できる。1つの外被管は、R4を以ての半径Rへの幾何学的慣性能率ないし二次 的面積能率の依存性の故に直径仝体の0.25〜0.33の典型的肉厚を有する 。これにより、そのような配置構成の大きな重量が生ぜしめられる。0.4重量 %より多い窒素を有する高窒化ないし高窒素オーステナイト鋼の使用により、磁 気的発信器のシェル外被の肉厚をほぼ5%、殊に、10%減少でき、面も、シェ ル外被の安定性、強さは、損なわれない。 特に磁界強度依存のセンサの場合、磁気的信号の読み取りの為のセンサの場合 信号強度はセンサと磁気発信器との間のわずかな間隔の場合過比例的に増大する ことに磁気抵抗センサの場合間隔を最適化することが可能である;最適の間隔は 次のようにして調整セッティングされる、即ち尺度スケール周期がセンサと磁気 発信器との間の間隔に相応するようにするのである。最初の可能な間隔は、シェ ル外被の肉厚である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                                Sensor element   The invention relates to a sensor element according to the preamble of the independent claim.   A known sensor element of the above kind (DE38444478C2) is a torsion torsional It has two magnetic transmitters axially connected via a shaft, the magnetic transmitters being A circular ring with a circumferentially extending magnetic coding as a measure for the roll angle; It is configured. A torsion torsion shaft is one of the steering gears of a car. Part which is rotatably mounted together with other transmission and drive parts in the bearing casing. Have been. In the radial region of the magnetic transmitter the transmission gear casing is Through which the flange is connected to the outside of the transmission gear casing. The sensor arrangement is located very close to the cylindrical jacket of the magnetic transmitter. Is led by. In this configuration, the magnetic transmitter protects against external mechanical effects. Protective but through-holes to be provided at predetermined locations, sensor device mechanisms and transmissions Sealing or sealing is required between the stationary gear casing.   The object of the present invention is to provide a coupling section between the magnetic transmitter and the sensor arrangement. Simplified in the area between It is an object of the present invention to provide a sensor element which enables an improved configuration.   This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous developments Is set forth in the further claims.   In the configuration of the sensor element according to the invention, the magnetic transmitter is at least a sensor device. A shell shell closed to the truss, said shell shell being magnetically Enclose the transmitter close to the immediate side in the direction of movement to prevent the mechanical effect of the magnetic transmitter Guarantee reliable protection against Here, the shell jacket is a magnetic transmitter At least sufficiently permeable to the magnetic field lines emanating from Paramagnetic. High nitrogen content and high hardness, advantageously due to the shell jacket A nitrogen-added alloy steel or a nitrogen-reinforced steel is used.   Magnetic transmitters are made in the form of tubes or rods made of permanent magnet material, It may consist of a magnetic coding extending in the hand direction. In this embodiment, the magnetic The pneumatic transmitter is, for example, in the hollow rod of a hydraulic power steering actuator. And the hydraulic power steering actuator has an entire outer surface thereof. Magnetic transmitter having a tubular piston rod closed throughout the body disposed therein In addition, it is supported in the actuator casing movably in the longitudinal direction. A Piston rod outlet from the actuator casing The sensor device mechanism is attached to the piston rod at a location or on an adjacent fixed support. On the other hand, the setting can be fixedly fixed in the radial direction. Where the sensor device mechanism Is read from the coded part of the magnetic transmitter during the longitudinal movement of the piston rod. Sensing the information to be done.   One circular disc with a magnetic transmitter having a circumferentially extending magnetic coding When configured with a circular stirrup or a circular ring, the magnetic Can be located within the steering shaft, wherein the sensor device mechanism It can be arranged on a bearing support or on another adjacent support, advantageously The bearing shaft is made of a magnetically permeable material and advantageously has a high hardness. And composed of an austenitic steel having a nitrogen content of more than 0.3% by weight . The magnetic transmitter is fixed concentrically on the outer mantle surface of the steering shaft Unique shell jacket fixed to the steering shaft and attached to the steering shaft Can be protected by   The magnetic transmitter fixedly set and fixed in the shell jacket is With the jacket or with one component surrounding the magnetic transmitter and the shell jacket. Movably mounted, whereas the sensor arrangement is arranged in a fixed manner . What is evident individually is that the magnetic transmitter and the location configured as a scale scale Genus The radial spacing between the sensor arrangements is within wide limits depending on the pole pitch, For example, it can vary from 0 to 15 mm, where the signal occurring in the sensor arrangement is large. And can change without attenuation. Therefore, the mounting of the sensor device Achievable with resistance and with a small additional volume Flexible integration into the mechanical components of a vehicle is possible.   The sensor arrangement comprises a plurality of individual magnetic fields, each arranged on one magnetic transmitter. It may have a sensitive sensor. Also, from partial magnetic transmitters arranged in parallel with each other Forming a plurality of magnetic transmitters, each of said partial magnetic transmitters having at least one Individual sensors are assigned, and the plurality of partial magnetic transmitters have different coding. Pulse read from each partial magnetic oscillator by a moving motion From the signal, it is possible to derive not only relative but also absolute rotation angle or longitudinal movement distance . Further, the sensor device mechanism includes a magnetoresistive sensor, a hall sensor, and an inductive sensor. Of a magnetic field that varies in magnetic polarity over the distance traveled by a magnetic transmitter For have.   Particularly advantageously, high hardness austenitic steels with a significantly higher nitrogen content May be used as a shell jacket and / or tubing for the sensor. Its translation And the high-load structural elements whose angular movements are to be measured This is particularly advantageous in the case of hydraulic actuators, dampers, pulls, Tension or compression rods-these are guided in sleeves, bushings-and extremely This is advantageous for various linear drive mechanisms.   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to a schematic diagram of a basic configuration of one embodiment.   FIG. 1 shows a linear distance displacement-sensor element in a hydraulic actuator,   FIG. 2 shows a rotation angle-sensor element assigned to a rotatable shaft;   FIG. 3 shows a basic configuration of a bridge circuit including a magnetic resistance element,   FIG. 4 shows the position of the sensor relative to the magnetic field to be measured,   FIG. 5 shows a characteristic diagram of the signal voltage in the length sensor depending on the measured distance displacement. You. Fig. 6 shows the basic method of absolute length measurement using two periodic magnetic coils of different phases. Is shown.   Linearly adjustable hydraulic actuator 1-this is a steering The one used in the ring assist means has a piston 2 and the piston The shaft 2 is supported in the cylinder space 3 so as to be movable in the axial direction. Cylinder empty The gap 3 is axially closed at both ends, has a through hole at the end wall 4, and passes through the through hole. And the piston rods respectively through the sliding seal 5 , Penetrated and fixedly held by the piston 2, facing the adjusting movement direction thereof. ing. Links 7 are provided at both ends of the piston rod 6. Each steering rod 8 controls a control angle of a wheel (not shown). Linked. In the axial direction before and after the piston 2, the control pressure line 9 is Through the control pressure conduit 9 and the piston 2 and thus the The longitudinal adjustment of the piston rod 6 is hydraulically controlled.   The piston rod 6 is configured to be hollow at least over a partial length. A magnetic transmitter 10 in one area, said area covering the adjusting travel of the piston 2 Is located outside the end wall 4. The magnetic transmitter 10 has its piston rod 6 inside It is provided protected by a jacket without a notch. The magnetic transmitter 10 Magnetically coded over its active length, in other words A plurality of magnetic zones which are magnetically oppositely polarized are arranged side by side. Key of the magnetic transmitter 10 In the adjustment movement area, the sensor device mechanism 11 is fixedly positioned on the end wall 4 adjacent thereto. The sensor device mechanism 11 is fixed to a magnetic transmitter and a magnetic transmitter. And within its capture area under longitudinal movement of the piston rod Sensing and capturing pole switching according to the number and / or phase shift that occurs, and an evaluation unit To the corresponding signal sequence. Where the fixie The rod 6 is made of non-magnetic austenitic steel, and as a result, the sensor device mechanism The magnetic coupling towards 11 is at least hardly affected by the shell jacket Is transmitted to Preferably, a high nitrided or high nitrogen austenitic steel is used.   Highly nitrided or high nitrogen steels are greater than 0.2% by weight, advantageously greater than 0.4% by weight. Nitrogen-added alloy steel or nitrogen-strengthened steel having a nitrogen content of The elemental content is 0.4-1% by weight. Nitrogen-added alloy steel or nitrogen-reinforced steel (stic kstofflegierterStahl) has a high yield point of more than 900 Mpa, in particular 2500 Mp a yield point up to a. Advantageously, the nitrogen-added alloy steel or nitrogen-reinforced steel is Contains chromium and manganese. Special advantages of nitrogen strengthened steel or nitrogen-added alloy steel Where they are corrosion-resistant, hard and at the same time non-magnetic, Where it forms a magnetic martensite component-which What happens normally in austenitic steel is that nothing happens. By this Components that must be significantly loaded and / or have high surface quality This is possible with the use of steel. To improve the quality of the surface, especially to obtain a smooth surface No additional chrome plating is required for such materials. Rather, processing directly I can do it.   The aforementioned nitrogen-reinforced steel or nitrogen-added alloy steel is In particular, unlike austenitic steels, they have a significantly higher nitrogen content and are It can be manufactured by the Rosslagou pressure remelting process, The high-nitrogen steel part should be of relatively large dimensions, in particular of several meters long and several decimeters. It is possible to manufacture with the size of the diameter. Such nitrogen strengthened steel or nitrogen addition Examples of steel are as follows. At least 0.4% by weight, especially 0.4-1.4% by weight 1818 steel with a nitrogen content of 0.65% by weight nitrogen Steel 1.38416, a steel 1.4456 of the type with 0.95% by weight nitrogen. Steel is μ Since it has a magnetic permeability of <1.5, it can be regarded as magnetically permeable. Steel is It has high toughness and large yield point, and is corrosion resistant.   Normal austenitic steels have a maximum nitrogen content of approximately 0.3% by weight Can be formed. Usually austenitic steels are advantageously only magnetic Used to enhance the sensor, but as shell material in magnetic transmitters Cannot be used because of the martensitic component that can be formed during processing and / or curing. No. Therefore, the piston rod 6 has a nitrogen content of at least 0.4% by weight. It is advantageous to use a high nitrided or high nitrogen austenitic steel Indicates that the piston rod is sufficiently hard and forms transformed martensite during processing. Does not produce No thermal post-treatment is required to transform or transform the site to austenite It is. The surface of the piston rod can be immediately polished and ground, As a result, chrome plating on the surface of the piston rod 6 for surface modification and hardening is indispensable. It is not necessary.   The use of high nitrided or high nitrogen austenitic steels is particularly Processing characteristics and / or for the purpose of use as a protective cover Particularly necessary because of its hardness and corrosion resistance. Shock absorber, piston Rods, hydraulic rods and similar high-load structural components are particularly suitable for positioning. Especially in conjunction with the magnetic scale scale for Insensitivity to ambient conditions is advantageously achieved. The magnetic transmitter and actuator are Can be integrated, thereby reducing the arrangement of those components, in particular space. Placement becomes possible.   For a protected arrangement of a magnetic transmitter, in this embodiment an additional No additional processing of the mechanical components or outer jacket is required. Therefore, in the area of the sliding seal The end of the sealing and sealing properties is secured, and the processing equipment is Signal detection can be performed directly on the end face 4 of the actuator 1. In this case a magnetic transmitter Numeral 10 is a rod or tube made of a magnetizable material for each zone, and a hollow piston rod. Can be fixed in the pad 6. Therefore, the magnetic transmitter 10 and the sensor device mechanism 11 Can be integrated into the structure of the hydraulic actuator 1 You. Here, the magnetic transmitter 10 includes a plurality of partial magnetic transmitters extending in parallel with each other. Can consist of At least one individual sensor is assigned to each partial magnetic transmitter As a result, sensor failures can be detected for safety reasons. Where one Multiple individual sensors are assigned to a magnetic transmitter or one partial magnetic transmitter for safety Can increase certainty. Corresponding sensor elements are provided on both end faces 4 of the hydraulic actuator 1 You can also.   As shown in FIG. 2, the arrangement of the magnetic transmitter 10 formed in a circular ring shape is shown. And the magnetic transmitter 10 is concentric on one rotatably mounted shaft. The shaft is configured, in particular, as a steering shaft of a motor vehicle. Have been. The magnetic transmitter 10 extends in its circumferential direction over its sleeve. And supports one magnetic coding part each, and the magnetic coding part is a magnetic coding part. A sensor device mechanism that is fixed in position and located radially with respect to the transmitter 10 11 can be read. Non-magnetic steel or other suitable diamagnetic steel or paramagnetic material, Particularly preferably, the construction of the shaft 11 made of a high nitrided or high nitrogen austenitic steel In this case, the magnetic transmitter 10 is mounted in the shaft 11 in a correspondingly adapted hollow space. Can be placed with protection. Otherwise, especially high nitriding or high nitrogen aus A diameter-adapted non-magnetic outer shell shell made of tenite steel Affixed to the magnetic transmitter 10 or to the common shaft 11 It is preferable to ensure mechanical protection. However, also, there is no protection on the shaft 11 In the case of a magnetic transmitter 10 arranged at Alloyed steel having a nitrogen content of and a yield point greater than 900 MPa A tube made of elementally reinforced steel is concentrically arranged in a fixed position, and a sensor device It is also possible to fix the mechanism 11 directly. Here, also, each magnetic transmitter 1 0 comprises a plurality of partial magnetic oscillators arranged in parallel with each other, It is also possible to assign at least one individual sensor to the active transmitter.   It is particularly advantageous that the magnetic transmitter and the monitored unit form one unit. Scales, scales and scales, optically and mechanically distinguished outwards Make it impossible. In particular, the following is avoided: the shell jacket 12 or The outer surface of the piston rod 6 may have a fracture that impairs the mechanical strength of the surface and possibly Magnetic mark that impairs the useful life of high-load components as spots and / or corroded spots The need to apply and install is avoided.   An advantageous configuration of the magnetic oscillator is to provide a ferromagnetic layer on the inner surfaces of the shell jackets 6,12. Is that this ferromagnetic The thermal expansion of the layers is not different from that of the shell jackets 6,12. Ferromagnetic layer Can be coded or structured accordingly, and the massive magnetic scale To take over. Thereby, advantageous weight savings are possible.   A further advantageous configuration of the magnetic transmitter is that it is made from a solid material or has a through hole. A magnetic region of the magnetic transmitter 10 is provided on a rod provided with At least one portion is fixedly connected to the shell jackets 6 and 12 and the shell jacket 6 , 12 having an expansion coefficient adapted to the expansion coefficient. Especially thermal load and severe Even in the event of a temperature change, the measurement is affected by the different thermal expansions of the sensor arrangement. Absent.   Advantageously, two scale scales 10 are provided at the shell jackets 6,12, Scale scales have magnetic regions with different spacings from each other. Both scales have different numbers of periods for determining absolute position under the same overall length. I do. Particularly advantageously, two scale scales 10 are arranged in parallel in the shell jackets 6,12. The two scale scales 10 are arranged one above the other, With magnetic domains that are spaced from one another, so that both scale scales, under the same overall length, It has a number of periods that differ by one.   Magneto-resistive sensor chips, for example those known from DE 42 37 540 C4, Corresponding optical sensor chip It was developed similar to. Such chips have a Barber pole structure Complete Wheatstone bridges comprising magnetoresistive sensor strips Having di. The arrangement of the sensor strip with respect to the magnetic transmitter 10 is shown in FIG. I have. The bridge resistors are located on the chip as follows: All Barber pole structures have the same direction and receive the same resistance change in an external magnetic field. It is arranged so that. In short, it sends out a signal in the zero state of the bridge do not do. Excitation of the bridge is possible with a magnetically coded magnetic transmitter 10 It is. A scale between the strip of the first bridge and the strip of the second bridge; There is a shift of 1/4 of the cycle length on the scale. Scale of 10 FIG. 4 shows the relative arrangement of the sensor elements with respect to the magnetic field to be detected. As can be seen, the signals from the two bridges are 90 ° out of phase with each other. Offset, in other words, sine and cosine signals are obtained for evaluation and interpolation. Can be The corresponding measurement results are shown in FIG. FIG. 5 shows the measured signature and Cosine signal-output voltage (0.1V step), measured distance obtained by it The displacement s (pole length) and the actual distance between the sensor and the scale scale surface at 2 mm spacing The deviation δ with respect to the measured distance displacement (0.1 pole length) at this time is shown. Magnetoresistive sensor is semiconductive Fabricated by microstructure technology known in body technology Is done. This preserves the required precise relative position of the individual sensors on one chip. Testify.   In the new development of linear sensors, the sensor chip and magnetic transmitter , That is, the signal amplitude independent of the interval over a wide interval area Is selected and designed to obtain This is due to the distance from the magnetic transmitter. It is possible, though resulting in a faster decreasing magnetic field strength. It has a temperature of 150 ° C Can be used up to degrees. The optimum distance between the sensor element and the magnetic It should be somewhat smaller than the scale scale period of the transmitter. Thereby, 0.01m m can be detected.   The magnetoresistive transmitter sensor has the following advantages. High field strength In that case, the dependence of the signal on the magnetic field strength becomes less significant. For bridge circuits Thus, there is no signal offset, and the temperature effect is sufficiently compensated. The mounting assembly is It takes place at low adjustment costs and the sensor is It can be easily integrated and integrated within a client. It allows sufficient measuring speed .   Scale scale that can change magnetic marks on the scale scale as predetermined In this case, an absolute distance displacement measurement can be performed. Known absolute distance displacement measurement system The stem rests on magnetic marks, each of which has a different circumference. With a magnetic transmitter And mounted on two scale scales. What is important here is that both scales Kale must have a different period length by one under the same overall length is there. From such a dual scale scale, the number of the working cycle can be determined .   The evaluation process will be described with reference to FIG. The calculated distance displacement is a sawtooth curve It is. The measurement error δ is a fraction of 1% at the maximum. Place in the right position The absolute value of the interpolated value for the phase of the last cycle of the track or track The coarse position value of the value is added to enhance the accuracy.   Hall sensors are as good as magnetoresistors for reading magnetic scales Suitable for. Hall sensors are advantageous because they are well known in the semiconductor arts. Manufacturable at a favorable cost using microstructure technology, Requires additional volume, can be integrated into the mechanical components in question, and has sufficient This is because a constant speed is allowed.   The Hall sensor signal is highly dependent on the field strength and thus on the spacing. This requires very little tolerance during installation. Inductive sensor It cannot be easily prepared by a method known from conductor technology. Because dimensions are ratio Because it is relatively large.   When reading out the magnetic scale of the sensor element, the accuracy and High nitridation to ensure sensitivity Or the use of high-nitrogen austenitic steel is particularly advantageous because High nitrided or high nitrogen austenitic steels are non-magnetic and do not interfere with measurements. is there.   Due to the particularly advantageous mechanical properties of the steel, in particular its high strength and hardness, the usual automatic Construct outer walls of shell jackets 6, 12 with a small thickness in austenitic steel To minimize the distance between the magnetic transmitter 10 and the sensor 11 it can. One jacket tube has a geometric inertia or quadratic coefficient of inertia to radius R with R4. Has a typical thickness of 0.25 to 0.33 of the diameter 仝 due to the dependence of the area efficiency . This results in a large weight of such an arrangement. 0.4 weight The use of high-nitrided or high-nitrogen austenitic steels with more than The thickness of the shell of the gas transmitter can be reduced by approximately 5%, in particular by 10%, The stability and strength of the jacket are not impaired.   Especially in the case of sensors that depend on the magnetic field strength, in the case of sensors for reading magnetic signals Signal strength increases overproportionally for small spacings between sensor and magnetic transmitter In particular, in the case of a magnetoresistive sensor, the spacing can be optimized; The adjustment setting is as follows, ie the scale period is The distance from the transmitter should be adapted. The first possible interval is Is the thickness of the jacket.

【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成10年4月21日(1998.4.21) 【補正内容】 請求の範囲 1. 相互に相対的に可動に支承されている磁気的発信器及び所属のセンサ装置 機構を有するセンサ素子であって、磁気的発信器(10)は、反磁性又は常磁性 の剛性シェル外被(6,12)内に配置されており、前記剛性シェル外被(6, 12)はセンサ装置機構(11)に対して閉じられているセンサ素子において、 シェル外被(6,12)は、0.4重量%より多い窒素を含むオーステナイ ト鋼から成り、900Mpa〜2500Mpaの降伏点を有することを特徴とす るのセンサ素子。 2. 磁気的発信器(10)は、長手方向に延びている磁気的コード化部を有す るロッド又は管の形式で構成されていることを特徴とする請求の範囲1記載のセ ンサ素子。 3. 磁気的発信器(10)は、長手方向に延びている磁気的コード化部を有す る円形ディスク又は円形リングの形式で構成されていることを特徴とする請求の 範囲1記載のセンサ素子。 4. 磁気的発信器(10)は、シェル外被6,12)内に固定的にセッティン グ固着されていることを特徴とする請求の範囲1又は2から3までのうち何れか 1項記載のセンサ素子。 5. シェル外被(6,12)は磁気的発信器と共に可動に支承されており、セ ンサ装置機構(11)は相応に位置固定的に配置されていることを特徴とする請 求の範囲1又は2から4までのうち1項記載のセンサ素子。 6. センサ装置機構(11)は、複数の磁界感応性個別センサを有し、該個別 センサは、各1つの磁気的発信器(10)に配属されていることを特徴とする請 求の範囲1又は2から5までのうち1項記載のセンサ素子。 7. 磁気的発信器(10)は、相互に並列的に配置された部分磁気的発信器を 有し、各磁気的発信器に、複数の個別センサが配属されていることを特徴とする 請求の範囲1又は2から5までのうち1項記載のセンサ素子。 8. 磁気的発信器(10)は、中空ピストンロッド(6)内に配置されており 、該中空ピストンロッド(6)は、液圧式パワーステアリングシステム−アクチ ュエータ(1)のケーシング内に長手方向に移動可能に配置されており、センサ 装置機構(11)は、ピストンロッド(6)に対して半径方向にアクチュエータ ケーシングに固定的にセッティング固着されていることを特徴とする請求の範囲 1,2又は4から7までのうち何れか1項記載のセンサ素子。 9. 磁気的発信器(10)はリング状に構成されて おり、回転可能に支承されたステアリングシャフト(12)内に、又はその上に 位置固定されていることを特徴とする請求の範囲1又は3から7までのうち1項 記載のセンサ素子。 10. ステアリングシャフト(12)は、磁気的発信器(10)と共に1つの 軸方向で閉じられた定置の管内に配置されており、センサ装置機構(11)は位 置固定に保持されていることを特徴とする請求の範囲9記載のセンサ素子。 11. 磁気的発信器(10)は、少なくとも0.4重量%の窒素含有量を包含 するオーステナイト鋼から成るシェル外被(6,12)により囲繞されているこ とを特徴とする請求の範囲1から10までのうちいずれか1項又は複数項記載の センサ素子。 12. シェル外被(6,12)の内面上に、強磁性層が配置されており、該強 磁性層の熱膨張率は、シェル外被(6,12)のそれと異なるものでないことを 特徴とする請求の範囲1から11までのうちいずれか1項又は複数項記載のセン サ素子。 13. 磁気的発信器(10)の磁気領域が、中実材料から作成された、又は貫 通孔を開けられたロッド上に取付られており、該ロッドは、少なくとも1個所に て、シェル外被(6,12)に固定的に結合されており、シェル外被(6,12 )の膨張係数に適合化された膨張係数を有することを特徴とする請求 の範囲1から12までのうち何れか1項又は複数項記載のセンサ素子。 14. シェル外被(6,12)に2つの尺度スケール(10)が配置されてお り、該2つの尺度スケールは、それぞれ相互に異なる間隔を以て磁気領域を有し ており、その結果2つの尺度スケール(10)は、同じ全長のもとで絶対位置の 決定のため異なる周期数を有することを特徴とする請求の範囲1から13までの うちいずれか1項又は複数項記載のセンサ素子。 15. シェル外被(6,12)内には、2つの尺度スケール(10)が相互に 並行に、且つ、上下に配置されており、該2つの尺度スケール(10)は、それ ぞれ相互に異なる間隔を有する磁気的領域を有し、その結果両尺度スケールは、 同じ全長のもとで1だけ異なる周期数を有することを特徴とする請求の範囲1か ら14までのうちいずれか1項又は複数項記載のセンサ素子。[Procedure of Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act [Submission date] April 21, 1998 (1998.4.21) [Correction contents]                                The scope of the claims 1. Magnetic transmitters and associated sensor devices mounted movably relative to one another A sensor element having a mechanism, wherein the magnetic transmitter (10) is diamagnetic or paramagnetic. Are disposed within the rigid shell jacket (6, 12). 12) is a sensor element closed with respect to the sensor device mechanism (11),     The shell jacket (6,12) is made of austenitic steel containing more than 0.4% by weight of nitrogen. Characterized by having a yield point of 900 Mpa to 2500 Mpa. Sensor element. 2. The magnetic transmitter (10) has a magnetic coding extending in the longitudinal direction. 2. The cell according to claim 1, wherein the cell is configured in the form of a rod or a tube. Sensor element. 3. The magnetic transmitter (10) has a magnetic coding extending in the longitudinal direction. In the form of a circular disk or a circular ring. The sensor element according to range 1. 4. The magnetic transmitter (10) is fixedly set in the shell jacket (6, 12). Any one of claims 1 or 2 to 3, characterized in that the 2. The sensor element according to claim 1. 5. The shell jacket (6, 12) is movably supported together with the magnetic transmitter, and The sensor device (11) is arranged correspondingly fixedly in position. 5. The sensor element according to claim 1, wherein the sensor element is in the range 1 or 2 to 4. 6. The sensor device mechanism (11) has a plurality of magnetic field-sensitive individual sensors, A sensor, characterized in that the sensors are assigned to a respective magnetic transmitter (10). 6. The sensor element according to claim 1, wherein the sensor element is in the range 1 or 2 to 5. 7. The magnetic transmitter (10) includes partial magnetic transmitters arranged in parallel with each other. Characterized in that a plurality of individual sensors are assigned to each magnetic transmitter The sensor element according to any one of claims 1 or 2 to 5. 8. The magnetic transmitter (10) is arranged in the hollow piston rod (6) , The hollow piston rod (6) is a hydraulic power steering system-actuator. The sensor is disposed in the casing of the heater (1) so as to be movable in the longitudinal direction, and the sensor The device mechanism (11) radially moves the actuator with respect to the piston rod (6). Claims wherein the setting is fixedly fixed to the casing. The sensor element according to any one of 1, 2, and 4 to 7. 9. The magnetic transmitter (10) is formed in a ring shape In or on a rotatably mounted steering shaft (12) 9. The method according to claim 1, wherein the position is fixed. The sensor element according to any one of the preceding claims. 10. The steering shaft (12), together with the magnetic transmitter (10), It is arranged in a stationary tube which is closed axially and the sensor device mechanism (11) is 10. The sensor element according to claim 9, wherein the sensor element is held fixed. 11. The magnetic transmitter (10) contains a nitrogen content of at least 0.4% by weight Surrounded by a shell jacket (6, 12) made of austenitic steel The method according to any one or more of claims 1 to 10, wherein Sensor element. 12. A ferromagnetic layer is disposed on the inner surface of the shell jacket (6, 12). The thermal expansion coefficient of the magnetic layer is not different from that of the shell jacket (6, 12). The sensor according to any one or more of claims 1 to 11, Sa element. 13. The magnetic region of the magnetic transmitter (10) is made from solid material or It is mounted on a perforated rod, which is located at least in one place. And is fixedly connected to the shell jacket (6, 12). ) Having an expansion coefficient adapted to the expansion coefficient of 13. The sensor element according to any one or more of ranges 1 to 12. 14. Two scale scales (10) are located on the shell jacket (6, 12) The two scale scales have magnetic domains at different intervals from each other. As a result, the two scale scales (10) have the absolute position under the same overall length. Claims 1 to 13 having different numbers of periods for the determination. The sensor element according to any one or more of the above. 15. Within the shell jacket (6, 12) two scale scales (10) are mutually Arranged in parallel and one above the other, the two scale scales (10) Each having magnetic regions with different spacing from each other, so that both scale scales Claim 1 characterized by having a different number of periods by one under the same overall length 15. The sensor element according to any one of claims 14 to 14.

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Claims (1)

【特許請求の範囲】 1. 相互に相対的に可動に支承されている磁気的発信器及び所属のセンサ装置 機構を有するセンサ素子において、 磁気的発信器(10)は、反磁性又は常磁性の剛性シェル外被(6,12) 内に配置されており、前記剛性シェル外被(6,12)はセンサ装置機構(11 )に対して閉じられていることを特徴とするセンサ素子。 2. 磁気的発信器(10)は、長手方向に延びている磁気的コード化部を有す るロッド又は管の形式で構成されていることを特徴とする請求の範囲1記載のセ ンサ素子。 3. 磁気的発信器(10)は、長手方向に延びている磁気的コード化部を有す る円形ディスク又は円形リングの形式で構成されていることを特徴とする請求の 範囲1記載のセンサ素子。 4. 磁気的発信器(10)は、シェル外被(6,12)内に固定的にセッテイ ング固着されていることを特徴とする請求の範囲1又は2から3までのうち何れ か1項記載のセンサ素子。 5. シェル外被(6,12)は磁気的発信器と共に可動に支承されており、セ ンサ装置機構(11)は相応に位置固定的に配置されていることを特徴とす る請求の範囲1又は2から4までのうち何れか1項記載のセンサ素子。 6. センサ装置機構(11)は、複数の磁界感応性個別センサを有し、該個別 センサは、各1つの磁気的発信器(10)に配属されていることを特徴とする請 求の範囲1又は2から5までのうち何れか1項記載のセンサ素子。 7. 磁気的発信器(10)は、相互に並列的に配置された部分磁気的発信器を 有し、各部分磁気的発信器に、複数の個別センサが配属されていることを特徴と する請求の範囲1又は2から6までのうち何れか1項記載のセンサ素子。 8. 磁気的発信器(10)は、中空ピストンロッド(6)内に配置されており 、該中空ピストンロッド(6)は、液圧式パワーステアリングシステム−アクチ ュエータ(1)のケーシング内に長手方向に移動可能に配置されており、センサ 装置機構(11)は、ピストンロッド(6)に対して半径方向にアクチュエータ ケーシングに固定的にセッティング固着されていることを特徴とする請求の範囲 1,2又は4から7までのうち何れか1項記載のセンサ素子。 9. 磁気的発信器(10)はリング状に構成されており、回転可能に支承され たステアリングシャフト(12)内に、又はその上に位置固定されていることを 特徴とする請求の範囲1又は3から7までのう ち1項記載のセンサ素子。 10. ステアリングシャフト(12)は、磁気的発信器(10)と共に1つの 軸方向で閉じられた定置の管内に配置されており、センサ装置機構(11)は位 置固定に保持されていることを特徴とする請求の範囲9記載のセンサ素子。 11. シェル外被(6,12)は0.4重量%より多い窒素を含むオーステナ イト鋼から成り、900Mpa〜2500Mpaの降伏点を有することを特徴と する請求の範囲1から10までのうち何れか1項又は複数項記載のセンサ素子。 12. 磁気的発信器(10)は、少なくとも0.4重量%の窒素含有量を包含 するオーステナイト鋼から成るシェル外被(6,12)により囲繞されているこ とを特徴とする請求の範囲lから11までのうち何れか1項又は複数項記載のセ ンサ素子。 13. シェル外被(6,12)の内面上に、強磁性層が配置されており、該強 磁性層の熱膨張率は、シェル外被(6,12)のそれと異なるものでないことを 特徴とする請求の範囲1から12までのうち何れか1項又は複数項記載のセンサ 素子。 14. 磁気的発信器(10)の磁気領域が、中実材料から作成された、又は貫 通孔を開けられたロッド上に取付られており、該ロッドは、少なくとも1個所に て、シェル外被(6,12)に固定的に結合さ れており、シェル外被(6,12)の膨張係数に適合化された膨張係数を有する ことを特徴とする請求の範囲1から13までのうち何れか1項又は複数項記載の センサ素子。 15. シェル外被(6,12)に2つの尺度スケール(10)が配置されてお り、該2つの尺度スケールは、それぞれ相互に異なる間隔を以て磁気領域を有し ており、その結果2つの尺度スケール(10)は、同じ全長のもとで絶対位置の 決定のため異なる周期数を有することを特徴とする請求の範囲1から14までの うち何れか1項又は複数項記載の装置。 16. シェル外被(6,12)内には、2つの尺度スケール(10)が相互に 並行に、且つ、上下に配置されており、該2つの尺度スケール(10)は、それ ぞれ相互に異なる間隔を有する磁気的領域を有し、その結果両尺度スケールは、 同じ全長のもとで1だけ異なる周期数を有することを特徴とする請求の範囲1か ら15までのうち何れか1項又は複数項記載の装置。[Claims] 1. Magnetic transmitters and associated sensor devices mounted movably relative to one another In a sensor element having a mechanism,     The magnetic transmitter (10) comprises a diamagnetic or paramagnetic rigid shell jacket (6, 12). And the rigid shell jacket (6, 12) is provided with a sensor device mechanism (11). A) the sensor element is closed to 2. The magnetic transmitter (10) has a magnetic coding extending in the longitudinal direction. 2. The cell according to claim 1, wherein the cell is configured in the form of a rod or a tube. Sensor element. 3. The magnetic transmitter (10) has a magnetic coding extending in the longitudinal direction. In the form of a circular disk or a circular ring. The sensor element according to range 1. 4. The magnetic transmitter (10) is fixedly set in the shell jacket (6, 12). Any one of claims 1 or 2 to 3, wherein The sensor element according to claim 1. 5. The shell jacket (6, 12) is movably supported together with the magnetic transmitter, and Characterized in that the sensor device mechanism (11) is correspondingly fixedly arranged. The sensor element according to any one of claims 1 or 2 to 4, wherein 6. The sensor device mechanism (11) has a plurality of magnetic field-sensitive individual sensors, A sensor, characterized in that the sensors are assigned to a respective magnetic transmitter (10). The sensor element according to any one of claims 1 or 2 to 5. 7. The magnetic transmitter (10) includes partial magnetic transmitters arranged in parallel with each other. Characterized in that a plurality of individual sensors are assigned to each partial magnetic transmitter. The sensor element according to any one of claims 1 or 2 to 6, wherein: 8. The magnetic transmitter (10) is arranged in the hollow piston rod (6) , The hollow piston rod (6) is a hydraulic power steering system-actuator. The sensor is disposed in the casing of the heater (1) so as to be movable in the longitudinal direction, and has a sensor. The device mechanism (11) radially moves the actuator with respect to the piston rod (6). Claims wherein the setting is fixedly fixed to the casing. The sensor element according to any one of 1, 2, and 4 to 7. 9. The magnetic transmitter (10) is ring-shaped and is rotatably supported. Fixed in or on the steering shaft (12) Claims 1 or 3 through 7 The sensor element according to claim 1. 10. The steering shaft (12), together with the magnetic transmitter (10), It is arranged in a stationary tube which is closed axially and the sensor device mechanism (11) is 10. The sensor element according to claim 9, wherein the sensor element is held fixed. 11. The shell jacket (6,12) is austena containing more than 0.4% by weight of nitrogen Characterized by having a yield point of 900 Mpa to 2500 Mpa The sensor element according to any one of claims 1 to 10, wherein 12. The magnetic transmitter (10) contains a nitrogen content of at least 0.4% by weight Surrounded by a shell jacket (6, 12) made of austenitic steel The method according to any one or more of claims 1 to 11, characterized in that: Sensor element. 13. A ferromagnetic layer is disposed on the inner surface of the shell jacket (6, 12). The thermal expansion coefficient of the magnetic layer is not different from that of the shell jacket (6, 12). The sensor according to any one or more of claims 1 to 12, characterized in that: element. 14. The magnetic region of the magnetic transmitter (10) is made from solid material or It is mounted on a perforated rod, which is located at least in one place. And fixedly connected to the shell jacket (6, 12). And has an expansion coefficient adapted to the expansion coefficient of the shell jacket (6, 12) The method according to any one or more of claims 1 to 13, characterized in that: Sensor element. 15. Two scale scales (10) are located on the shell jacket (6, 12) The two scale scales have magnetic domains at different intervals from each other. As a result, the two scale scales (10) have the absolute position under the same overall length. Claims 1 to 14 characterized by having a different number of periods for the determination. An apparatus according to any one or more of the preceding claims. 16. Within the shell jacket (6, 12) two scale scales (10) are mutually Arranged in parallel and one above the other, the two scale scales (10) Each having magnetic regions with different spacing from each other, so that both scale scales Claim 1 characterized by having a different number of periods by one under the same overall length Item 15. The apparatus according to any one or more of items 15 to 15.
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