JP2022541383A - 本体の軸方向位置及び回転位置の決定 - Google Patents

Abstract

長手軸Ａに沿った本体１０の軸方向位置を決定するセンサーデバイスは、長手軸の周りに延在する励起コイル２３と、第１の検出平面Ｐ１内で、励起コイルの近くに配置された１つ以上の第１の検出コイル２１と、第２の検出平面Ｐ２内で、励起コイルの近くに配置された１つ以上の第２の検出コイル２２とを備える。励起回路部は、励起磁界分布を形成するように、励起周波数の電流を励起コイル２３に供給する。検出回路部は、第１の検出コイル及び第２の検出コイルからの励起周波数の信号に基づいて、本体の軸方向位置を決定する。検出回路部は、軸方向位置の決定を、第１の検出コイルからの信号と第２の検出コイルからの信号との間の少なくとも１つの差に基づいて行うように構成されている。本体の回転位置は、少なくとも２つの磁界センサー２４を使用して、本体によって保持される磁石の漂遊磁界を検出することによって決定することができる。磁界センサーは、励起コイル及び検出コイルとともに共通プリント回路基板２５上に配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、本体の軸方向位置及び回転位置の少なくとも一方を決定するセンサーデバイス及び対応する方法に関する。

特許文献１は、多自由度に従う本体の位置を決定するセンサーデバイスを開示している。励起コイルは、導電性本体の周りに延在する。複数のピックアップコイル又は他の磁界センサーは、本体の周囲に沿う異なる角度位置において、励起コイルの近くに配置されている。高周波電流が励起コイルに給送され、その結果、高周波磁界が発生する。高周波磁界の結果として、渦電流が伝導性本体内で発生する。渦電流は、高周波磁界が本体のバルクに入るのを妨げる。したがって、磁力線は、励起コイルと本体との間のギャップに集中する。本体の運動は、磁界分布を変化させることになる。これらの変化は、ピックアップコイルによって捉えられる。本体の一方の側のギャップのサイズを減少させるように本体が１つの方向に移動すると、磁界分布は、基本的に反対方向に移動することになり、それにより、ギャップサイズが増加する側のピックアップコイルは、より大きい信号を受信することになる。励起コイルと本体との間の平均ギャップサイズがその直径と比較して小さい場合、磁界分布の動きは、本体の運動よりもずっと大きいものとすることができる。これは、デバイスの高感度性をもたらす。

特許文献１は、本体上の環状軸フランジ表面を設け、このフランジ表面の面法線が本体の対称軸に沿って延在しており、励起コイル及び／又はピックアップコイルをフランジ表面に軸方向に対向して配置することによって、回転対称本体の軸方向位置をその対称軸に沿って決定することを更に提案している（特許文献１の図７及び図８参照）。フランジ表面とコイルとの間の軸ギャップのサイズは、本体の周りに分配されている全てのピックアップコイルの信号の合計を決定することによって、又は、励起コイルのインピーダンスを評価することによって、評価される。しかしながら、そのような軸センサーデバイスを備える回転機械を組み立てることは、コイルがフランジ表面を通り過ぎて軸方向に移動することができないため、難しい可能性がある。さらに、この種類の配置構成を有する回転対称本体の回転位置を決定することはできない。

特許文献２は、少なくとも２つの同一平面上で同心のセンサーコイルを備える軸方向位置センサーを開示している。センサーコイルは、スラストディスクの回転軸の周りに配置され、軸方向にスラストディスクと対向する。センサーコイルは、センサーコイルが発生する磁界が最も内側のセンサーコイルの内部の領域及び最も外側のセンサーコイルの外部の領域において少なくとも部分的に相殺されるように動作する。スラストディスクの回転状態を検出するために、幾つかのピックアップコイルが、センサーコイル又は別個の励起コイルの近くに設けられている。ピックアップコイルは、スラストディスク上に又はスラストディスクを保持するシャフト上に設けられるノッチの回転位置を検出する。

軸方向位置の決定に関して、特許文献２で提案されているセンサーは、軸方向にターゲットと対向するコイルを必要とする点で、特許文献１に開示されている軸方向位置センサーと同じ欠点を有する。さらに、回転位置の決定に関して、センサーは、ピックアップコイルの近くにノッチを必要とし、それは、軸方向位置の決定を妨げる可能性がある。

国際公開第２００４／０４８８８３号 国際公開第２００６／０７４５６０号

第１の態様において、長手軸に沿った本体の軸方向位置を決定するセンサーデバイスを提供することが本発明の目的であり、センサーデバイスは、非常に柔軟に使用することができ、特に、どのセンサーコイルも、軸面法線を有するフランジ表面に軸方向に対向して配置されることを必要としないで使用され得る。

この目的及び他の目的は、請求項１に規定されるセンサーデバイスによって達成される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項において規定される。

長手軸に沿った本体の軸方向位置を決定するセンサーデバイスが提供される。このセンサーデバイスは、
長手軸の周りに延在する少なくとも１つの励起コイル（すなわち、励起コイルの巻回は長手軸を本質的に閉囲する）と、
本質的に長手軸に垂直な第１の検出平面内の励起コイルの近くに配置された少なくとも１つの第１の検出コイルと、
本質的に長手軸に垂直な第２の検出平面内の励起コイルの近くに配置された少なくとも１つの第２の検出コイルであって、第２の検出平面は第１の検出平面に対してある軸方向距離をもって配置されている、少なくとも１つの第２の検出コイルと、
励起磁界分布を形成するように、励起周波数の電流を励起コイルに供給するように構成された励起回路部と、
励起周波数の少なくとも１つの第１の検出コイルからの信号と少なくとも１つの第２の検出コイルからの信号との間の少なくとも１つの差に基づいて、本体の軸方向位置を決定するように構成された検出回路部と
を備える。

特に簡単な実施の形態において、センサーデバイスは、１つの第１の検出コイル及び１つの第２の検出コイルを備え、両方の検出コイルは長手軸の周りに延在する。この実施の形態は、本体の軸方向位置のみを決定することが所望される場合に特に適する。

他の実施の形態において、センサーデバイスは、本質的に第１の検出平面内の長手軸周りの複数の異なる角度位置に（すなわち、励起コイルの周に沿う異なる角度位置に）配置された複数の第１の検出コイル、及び、本質的に長手軸に垂直な第２の検出平面内の長手軸周りの複数の異なる角度位置に配置された複数の第２の検出コイルを備える。そのような実施の形態において、第１の検出コイル及び第２の検出コイルのそれぞれは、好ましくは長手軸の周りに延在しない。そのような実施の形態において、以下でより詳細に論じることになるように、第１の検出コイル及び第２の検出コイルを使用して、軸方向に沿ってだけでなく、少なくとも１つの更なる自由度に沿っても、本体の位置を決定することが可能である。

第１の検出コイル及び第２の検出コイルは、軸方向に対向する第１の検出コイル及び第２の検出コイルの対を形成するように配置することができる。この場合、各対の第１の検出コイル及び第２の検出コイルは、好ましくは長手軸に沿う投影において一致する。軸方向位置の決定は、その場合、軸方向に対向する第１の検出コイル及び第２の検出コイルの各対からの信号間の差の全合計に基づく、又は同等に、全ての第１の検出コイルからの信号の合計と全ての第２の検出コイルからの信号の合計との間の差に基づくことができる。合計及び差は、配線によって、すなわち、所望の合計及び差を得るようにコイルを直列構成で及び逆直列構成で接続することによって、アナログハードウェアによって（例えば、アナログ加算器及び減算器によって）、デジタルハードウェア及びソフトウェアによって（例えば、検出コイルからの信号をデジタル化し、それらをソフトウェアで加算及び減算することによって）、又は、これらの可能性の組み合わせによって、得ることができる。

幾つかの実施の形態において、センサーデバイスは、長手軸の周りの複数の異なる角度位置において励起コイルの近くに配置された複数の第３の検出コイルを更に備える。これらの更なる検出コイルは、その場合、第１の検出コイル及び第２の検出コイルの代わりに又はそれに加えて、軸方向と異なる少なくとも１つの自由度に沿って、本体の位置を決定するために使用することができる。

幾つかの実施の形態において、検出回路部は、本体の軸方向位置に加えて、少なくとも１つの半径方向に沿う本体の半径方向位置を決定するように構成されている。そのような決定は、第１の検出コイルによって検出される信号及び第２の検出コイルによって検出される信号の少なくとも１つの和に基づくことができる。特に、和は、軸方向に対向する第１の検出コイル及び第２の検出コイルの各対からの信号について形成することができ、線形結合は、長手軸の周りの（すなわち、本体の周に沿う、又は同等に、励起コイルの周に沿う）異なる角度位置に配置された対についてのそのような合計をなし得る。他の実施の形態において、半径方向位置の決定は、第３の検出コイルからの信号に基づくことができる。この場合においても、本体の周に沿う異なる角度位置における第３の検出コイルからの信号の線形結合を形成することができる。

幾つかの実施の形態において、検出回路部は、本体の軸方向位置に加えて、少なくとも１つの半径方向傾斜軸の周りの本体の（特に、検出平面に対するその長手軸の）傾斜位置を決定するように構成されている。そのような決定は、第１の検出コイルによって検出される信号と第２の検出コイルによって検出される信号との間の少なくとも２つの差を比較することに基づくことができる。ここで、それぞれの差は、長手軸の周りの異なる角度位置についての信号から生成される。

励起コイルは、好ましくは、検出平面に関して対称的に配置される。特に、励起コイルは検出平面の間に配置することができる。幾つかの実施の形態において、励起コイルは、本質的に励起平面内に配置され、励起平面は、第１の検出平面と第２の検出平面との間に、そして好ましくは、第１の検出平面及び第２の検出平面から等距離に配置される。そのような実施の形態において、励起コイル及び検出コイルは、長手方向に沿う投影において半径方向にオーバーラップすることができる。他の実施の形態において、励起コイルは、第１の巻線及び第２の巻線を備え、第１の巻線は本質的に第１の検出平面内に配置され、第２の巻線は本質的に第２の検出平面内に配置される。そのような実施の形態において、第１の検出コイルが、第１の巻線の半径方向外側に配置され、第２の検出コイルが、第２の巻線の半径方向外側に配置されることが好ましい。励起コイル及び検出コイルの他の相対的配置構成も、もちろん可能である。

本開示の文脈における２つのコイルについて、一方のコイルにおけるＡＣ電流が他方のコイルにおいて相当のＡＣ電圧を誘起するように誘導結合される場合、２つのコイルは互いに「近くに」配置されていると理解される。一般に、励起コイルと各検出コイルとの間の軸方向距離及び半径方向距離は、５０ｍｍよりも大きくあるべきでなく、より好ましくは、２０ｍｍ以下である。典型的には、特に、軸方向距離は、これよりもずっと短く、例えば、１０ｍｍよりも短い、又は更に５ｍｍよりも短いことになる。

本開示の文脈におけるコイルについて、ある特定の平面（例えば、第１の検出平面若しくは第２の検出平面又は励起平面）からのコイルの巻回の平均軸方向距離が、第１の検出平面と第２の検出平面との間の軸方向距離よりも十分に小さい場合、コイルは「本質的に」上記平面内に配置されていると理解される。特に、上記平面からのコイルの巻回の平均距離は、好ましくは検出平面間の距離の２５％以下である。同様に、２つのコイルの軸方向距離が、第１の検出平面と第２の検出平面との間の軸方向距離よりも十分に小さい、特に、後者の軸方向距離の２５％よりも短い場合、２つのコイルは「本質的に」同じ平面内に配置されていると理解される。

第１の検出平面と第２の検出平面との間の軸方向距離は、典型的には、１ミリメートル～数ミリメートルのサイズであることになる。しかしながら、幾つかの実施の形態において、それはかなり大きいものとすることもできる。特に、上記軸方向距離は、好ましくは、少なくとも１ｍｍ、より好ましくは少なくとも１．５ｍｍ、又は少なくとも２ｍｍである。

センサーデバイスは、有利には、本体上の導電性ターゲットとともに使用され、ターゲットは、その外周上に、長手軸に沿って変化する少なくとも１つの半径方向寸法を有する。励起コイルは、ターゲットの周囲に延在する。すなわち、ターゲットは、励起コイルの半径方向内側に配置されている。励起コイルは、励起磁界分布がターゲット内に渦電流を励起するように、ターゲットの十分に近くに配置されている。渦電流は、励起磁界分布がターゲットのバルクに入るのを妨げる（いわゆる、表皮深さのスケールの厚さを有する表面における薄いゾーンを除く）。したがって、ターゲットの軸方向運動は、ターゲットの周りの磁界分布を変化させることになる。磁界分布は、検出コイルによって検出される。２つの異なる軸方向に離間した検出平面内の検出コイルからの信号間の差を形成することによって、軸方向位置の非常に高感度の測定を行うことができる。

ターゲットは、本体に接続されるように構成された別個の要素として形成することができる。あるいは、ターゲットは、本体の一体部分とすることができる。有利な実施の形態において、ターゲットは、長手軸の周りに延在する、本体の周面上の半径方向に突出するリングを備える。他の実施の形態において、ターゲットは、本体の周面内に環状ノッチを備え、ノッチは長手軸の周りに延在する。有利には、リング又はノッチは、軸方向に沿う長さを有し、この長さは、第１の検出平面と第２の検出平面との間の軸方向距離の５０％～２００％、好ましくは６７％～１５０％、より好ましくは８０％～１２５％、そして最も好ましくは９０％～１１０％である。リング又はノッチは、その外周上で、反対方向を向き、第１の検出平面と第２の検出平面との間の軸方向距離の５０％～２００％、好ましくは６７％～１５０％、より好ましくは８０％～１２５％、そして最も好ましくは９０％～１１０％である軸方向距離を有する、第１の周縁エッジ構造及び第２の周縁エッジ構造を画定することができる。こうして、ターゲットの軸方向運動は、磁界分布に特に強く影響を及ぼし、センサーデバイスの高感度をもたらす。

センサーデバイスの高感度を達成するために、好ましくは、励起コイルとターゲットとの間に小さい半径方向ギャップのみが存在している。ターゲットが回転対称である場合、最小平均ギャップサイズ（長手軸の周りの全ての角度位置にわたって平均され、この平均の最小は、長手軸に沿うターゲットの全ての軸方向位置にわたって取得される）は、好ましくは、ターゲットの外径の１０％以下、より好ましくは５％以下である。値で言うと、平均ギャップサイズは、好ましくは、５ｍｍ以下、特に、２ｍｍ以下である。

センサーデバイスを備える機械を簡単に組み立て及び分解するために、励起コイル及び検出コイルは、長手方向に沿う投影において、ターゲットと半径方向に重ならない、又は、渦電流がその中で励起されるターゲットの部分と少なくとも半径方向に重ならない。特に、励起コイル及び／又は検出コイルに軸方向に面する軸フランジ表面をターゲットが備えないことが好ましい。こうして、ターゲットの関連部分を、衝突することなくコイルの配置構成に容易に挿入し、そこから取り外すことができる。これは、もちろん、コイルと半径方向に実際にオーバーラップする本体上の他の構造物、例えば軸磁気軸受用のスラストディスクといったものが存在することを排除しない。重要なことは、これらの構造が、本センサーデバイス用のターゲットを形成しない、すなわち、それらが、センサーデバイスによる測定プロセスに関わらないことである。

励起周波数は、表皮深さを磁界分布がターゲットに入ることができる表皮深さまで最小にするために、かつ、他の電流、例えば、制御電流からの干渉を回避するために、比較的高くあるべきである。有利には、励起周波数は少なくとも１００ｋＨｚである。幾つかの実施の形態において、励起周波数は、少なくとも２００ｋＨｚ、少なくとも５００ｋＨｚ、少なくとも１ＭＨｚ、又は更に少なくとも２ＭＨｚである。一方、励起周波数は、マイクロ波の場合と同様に、導波路効果を回避するために高過ぎるべきでない。例えば、励起周波数は、１００ＭＨｚ以下であるように選択することができる。幾つかの実施の形態において、励起周波数は２０ＭＨｚ以下又は１０ＭＨｚ以下である。

ターゲットが、励起コイル及び検出コイルについて磁気コアを形成することを回避するために、ターゲットは、好ましくは、強磁性でない。その結果、外部磁界に対する電磁波耐性が改善する。

励起コイル及び検出コイルは、有利には、少なくとも１つのプリント回路基板上に、特に、単一共通プリント回路基板上に又は何らかの適切な接続構造によって接続された２つ以上の軸方向に積層されたプリント回路基板のアセンブリ上に、形成されたプリントコイルである。プリント回路基板は、当技術分野で既知であるように、絶縁層によって分離された複数の導電性層を有することができる。各コイルを、導電性層の１つ以上の導電性層内に形成することができる。コイルが２つの導電性層内に形成され、各層が同じ巻回数のコイルを保持する場合、コイルは、これらの２つの層間に、より正確に言えば、これらの２つの層間の軸中心に位置する平面内に本質的に配置されると考えることができる。この概念は、コイルが３つ以上の層上に形成される又はコイルが異なる層において異なる巻回数を有する状況に容易に一般化することができる。

長手軸に沿った本体の軸方向位置を決定する対応する方法は、
長手軸の周りに延在する少なくとも１つの励起コイルを本体の周りに配置することと、
本質的に長手軸に垂直な第１の検出平面内の励起コイルの近くに少なくとも１つの第１の検出コイルを配置することと、
長手軸に垂直な第２の検出平面内の励起コイルの近くに少なくとも１つの第２の検出コイルを配置することであって、第２の検出平面は第１の検出平面に対してある軸方向距離に配置されている、配置することと、
励起磁界分布を形成するように、励起周波数の電流を励起コイルに供給することと、
励起周波数の少なくとも１つの第１の検出コイルによって検出される信号及び少なくとも１つの第２の検出コイルによって検出される信号との間の少なくとも１つの差に基づいて、本体の軸方向位置を決定することと
を含む。

本発明のセンサーデバイスとともに上記で論じた、励起コイル及び検出コイルの互いに対する考えられる配置構成に関する全ての考察は、本発明の方法にも適用可能である。この方法は、上記で論じたように、本体の軸方向位置に加えて、少なくとも１つの半径方向に沿う本体の半径方向位置及び／又は少なくとも１つの半径方向傾斜軸の周りの本体の傾斜位置を決定することを更に含むことができる。

第２の態様において、センサーデバイスを提供することが本発明の目的であり、センサーデバイスは、本体の長手軸の周りの回転に対する回転位置を含む、多自由度に沿う本体の位置の決定を可能にし、センサーデバイスは、本体が回転対称形状を有する場合でも、本体の回転位置を決定することができ、センサーデバイスは簡単なセットアップを有する。

この目的は、長手軸を規定する本体の位置を、多自由度に沿って決定するセンサーデバイスによって達成される。このセンサーデバイスは、
少なくとも１つのプリント回路基板と、
長手軸の周りに延在する少なくとも１つの励起コイルと、
励起コイルの近くに配置された複数の検出コイルであって、励起コイル及び検出コイルは、少なくとも１つのプリント回路基板上のプリントコイルとして形成されている、複数の検出コイルと、
少なくとも１つの磁界センサーであって、励起コイル及び／又は検出コイルの少なくとも一方とともに少なくとも１つのプリント回路基板上に配置され、本体によって保持される磁石の漂遊磁界を検出するように構成されている、少なくとも１つの磁界センサーと、
励起磁界分布を形成するように、励起周波数の電流を励起コイルに供給するように構成された励起回路部と、
検出コイルから受信される励起周波数の信号に基づいて、本体の軸方向位置、半径方向位置、及び傾斜位置の少なくとも１つを決定するように構成された検出回路部であって、少なくとも１つの磁界センサーからの信号に基づいて、長手軸の周りの本体の回転位置を決定するように更に構成された、検出回路部と
を備える。

多くの回転電気機械において、電気モーター又は発電機を形成するためにステーターコイルと相互作用するように、強い永久磁石又はＤＣ電流が供給される電磁石がローター本体上に存在する。本発明において、１つ以上の磁界センサーは、軸、半径方向、及び／又は傾斜センサーの少なくとも１つのコイルとともに、共通プリント回路基板上に配置されている。これらの磁界センサーは、ローター本体上のそのような磁石からの漂遊磁界を捉える。磁界センサーからの信号は、ローター本体の回転位置を決定するために使用される。したがって、ローター本体の回転対称を崩すことになる本体上のノッチを設ける必要性はない。さらに、磁界センサー用の別個のプリント回路基板を設けることは必要ない。それにより、複雑さ及び空間要件が低減される。

本発明の第１の態様及び第２の態様は、もちろん、容易に組み合わせることができる。

幾つかの実施の形態において、単一の多軸磁界センサーが使用される。他の実施の形態において、複数の単一軸又は多軸磁界センサーが使用される。この場合、磁界センサーは、有利には、長手軸の周りの複数の異なる角度位置において、少なくとも１つのプリント回路基板上に配置されている。幾つかの実施の形態において、検出回路部は、本体の半径方向変位の影響を補正するために、長手軸の周りの複数の異なる角度位置に配設された磁界センサーからの信号の線形結合を決定するように構成されている。検出コイルと同じプリント回路基板上に配設された磁界センサーが検出コイルとオーバーラップすることを回避するために、磁界センサーは、有利には、隣接する検出コイル間に位置する角度位置に配置されている。

磁界センサーは、低周波磁界を検出することが可能である任意のタイプのセンサー、例えば、ホールセンサー又は磁気抵抗センサー等とすることができる。磁界センサーは、その長手軸の周りでの本体の回転周波数によって決定される周波数範囲内で動作し、その周波数範囲は、典型的には、数ｋＨｚよりも低いスケールであり、確かに、典型的には励起コイルに供給される１００ｋＨｚよりも高い励起周波数よりもずっと低い。したがって、有利には、磁界センサーは、励起磁界分布の励起周波数よりも低い動作帯域幅を有する。代替的に又は付加的に、検出回路部は、磁界センサーによって検出される信号から励起周波数を、フィルターを通すことで除去する少なくとも１つの周波数フィルターを備えることができる。

検出回路部は、検出コイルから受信される励起周波数の信号から決定される本体の半径方向位置に基づいて、磁界センサーの少なくとも１つからの少なくとも１つの磁界信号を補正するように更に構成することができる。

長手軸を規定する本体の位置を、多自由度に沿って決定する対応する方法は、
長手軸の周りに延在する少なくとも１つの励起コイルを本体の周りに配置することと、
励起コイルの近くに複数の検出コイルを配置することであって、励起コイル及び検出コイルは、少なくとも１つのプリント回路基板上のプリントコイルとして形成されている、配置することと、
励起磁界分布を形成するように、励起周波数の電流を励起コイルに供給することと、
検出コイルから受信される励起周波数の信号に基づいて、本体の軸方向位置、本体の半径方向位置、及び長手軸の傾斜位置のうちの少なくとも１つを決定することと、
少なくとも２つの磁界センサーを使用して、本体によって保持された磁石の漂遊磁界を検出することであって、磁界センサーは、励起コイル及び／又は検出コイルとともに、長手軸の周りの少なくとも２つの異なる角度位置において少なくとも１つのプリント回路基板上に配置されている、検出することと、
漂遊磁界に基づいて、長手軸の周りの本体の回転位置を決定することと
を含む。

この方法は、検出コイルから受信される励起周波数の信号から決定される本体の半径方向位置に基づいて、磁界センサーの少なくとも１つからの少なくとも１つの磁界信号を補正することを含むことができる。

本発明の一実施形態によるセンサーデバイスを備える回転電気機械の部分を非常に概略的に示す斜視図である。 第１の実施形態によるセンサーデバイスを通る中心縦断面を非常に概略的に示す図である。 第２の実施形態によるセンサーデバイスを通る中心縦断面を非常に概略的に示す図である。 第３の実施形態によるセンサーデバイスを通る中心縦断面を非常に概略的に示す図である。 第２の実施形態によるセンサーデバイスの上面図を非常に概略的に示す図である。 第４の実施形態によるセンサーデバイスの上面図を非常に概略的に示す図である。 本発明によるセンサーの動作を示す励起回路部及び検出回路部の例示的なブロック図である。

本発明の好ましい実施形態は、図面を参照して以下で説明され、図面は、本発明の好ましい実施形態を示すためのものであり、本発明を制限するためのものではない。

図１は、本発明の一実施形態によるセンサーデバイスを備える回転電気機械の部分を非常に概略的に示す。図１が一定比例尺に従っていないことは理解されよう。

回転電気機械は、ローター本体１０を備える。ローター本体１０は、ローター本体１０の長手軸に対応する回転軸Ａの周りで回転するようにステーター（図示せず）内に支持されている。ローター本体１０は、軸受（図示せず）によってステーター内に支持されている。軸受は、磁気軸受、特に、能動型磁気軸受とすることができる。

Ｎ極及びＳ極を有する永久磁石１１は、ステーター上のステーター巻線（図示せず）と相互作用するようにローター本体１０上に取り付けられている。ステーター巻線及び永久磁石１１は、ともに電気モーター又は発電機を形成する。永久磁石１１の磁化の方向は、回転軸Ａを横切る。

以下の方向が、図１において規定される。Ｚ方向は、回転軸Ａの公称方向を指定する。すなわち、回転軸Ａは、ローター本体１０の平衡位置においてＺ方向に沿って延在する。Ｚ方向からの回転軸Ａの偏向はローター本体１０の「傾斜」と呼ばれる。本例において、Ｚ方向は鉛直方向である。しかしながら、Ｚ方向は、空間内の任意の方向であってよい。Ｘ方向及びＹ方向は半径方向と呼ばれる。本例において、それらは水平方向である。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は互いに直交している。Ａ軸の周りのローターの回転位置は、回転角φとして指定される。

回転機械は、センサーデバイスの場所においてステーターに対するローター本体の半径方向位置、軸方向位置、傾斜位置、及び回転位置を決定するセンサーデバイス２０を備える。センサーデバイス２０は、多層プリント回路基板（ＰＣＢ）２５を備える。プリント回路基板２５は、中央開口を画定する環状形状を有する。ローター１０は、この開口を通過している。単一のプリント回路基板の代わりに、２つ以上の別個のプリント回路基板の積層体が設けられること、及び、積層体内のプリント回路基板が、ともに接続され、任意選択でスペーサによって軸方向に離間することも考えられる。

プリント回路基板２５は、複数の腎臓形の第１の検出コイル２１を保持する。本例において、４つの第１の検出コイル２１が存在する。しかしながら、他の実施形態において、３つ、５つ、６つ、又はそれより多い第１の検出コイルが存在してもよい。第１の検出コイル２１は、本質的に共通の第１の検出平面内に配置されている。第１の検出コイル２１は、例えば、プリント回路基板２５の上層内に又は最上層２つ以上の層内に形成することができる。それぞれの第１の検出コイル２１は、ローター本体１０を閉囲していない。第１の検出コイル２１は、ローター本体１０の周に沿う異なる角度位置に、好ましくは、互いに等しい角度距離となるように、配置されている。本例では、隣接する第１の検出コイルは、角度方向にオーバーラップしていないが、この方向にある程度のオーバーラップが存在していてもよい。この場合、隣接する第１の検出コイルは、異なる層内に設けられていなければならないことになる。これらの層が十分に密接して配置される場合、第１の検出コイルは、本質的に共通の第１の検出平面内に配設されているとやはり考えることができる。

プリント回路基板２５は、複数の第２の検出コイルを更に保持し、複数の第２の検出コイルは、本質的に第１の検出平面の下のある軸方向距離にある第２の検出平面内に配設されている。例えば、第２の検出コイルは、プリント回路基板２５の下層内に又は最下層のうちの２つ以上の最下層内に配設することができる。第２の検出コイルは図１では見られない。第２の検出コイルは、第１の検出コイル２１と同様の構成であり、第１の検出コイル２１と同様に配置されている。第１の検出平面内のそれぞれの第１の検出コイル２１について第２の検出平面内に厳密に１つの第２の検出コイルが存在する。Ｚ軸に沿う投影において、第２の検出平面内のそれぞれの第２の検出コイルは、第１の検出平面内のその対応する第１の検出コイル２１と本質的に一致する。換言すれば、センサーデバイス２０は、２つの異なる検出平面内に互いに合同な第１の検出コイル及び第２の検出コイルの複数の対を備える。本例において、そのような４つの対が存在する。

プリント回路基板２５は、励起コイルも保持する。本例において、励起コイルは、第１の検出平面と第２の検出平面との間のプリント回路基板２５の１つ以上の中央層内に配設され、図１では見えない。励起コイルは、ローター本体１０の周りに延在する。すなわち、励起コイルの巻回は、回転軸Ａを閉囲する。

最後に、プリント回路基板２５は、複数の磁界センサー２４を保持している。本例において、磁界センサー２４は、第１の検出コイル２１の巻回が、同様にそこに形成されているプリント回路基板２５の上層に配設されている。しかしながら、プリント回路基板２５の下層に磁界センサー２４を配設することも考えられる。磁界センサー２４は、異なる位置に、好ましくは、ローター１０の周に沿う等しい角度距離に、配置されている。本例において、そのような４つの磁界センサー２４が存在する。それぞれの磁界センサー２４は、ローター１０の周に沿って、２つの隣接する第１の検出コイル２１間に配置されている。

ローター本体１０は、その周面上に、例えば、銅又はアルミニウムでできた導電性で非強磁性の材料のターゲットリング１２を保持している。ターゲットリング１２は、センサーデバイス２０の励起コイル及び検出コイル用のターゲットを形成している。ターゲットリング１２は、ローター本体１０とは別個に作ることができる。あるいは、ターゲットリング１２は、ローター本体１０の一体部分とすることができる。後者の場合、ローター本体全体は導電性であることになる。リング形状である代わりに、ターゲットは異なる形状を有することができる。特に、ターゲットはディスク形状とすることができる。ターゲットリング１２は、プリント回路基板２５の中央開口の半径方向内部に配設されている。ターゲットリング１２と環状プリント回路基板２５の内周との間には、環状半径方向ギャップ１３が存在している。ターゲットリング１２は、永久磁石１１から軸方向に離間している。

処理回路部３０は、励起コイル、検出コイル、及び磁界センサーに接続されている。処理回路部の動作については、後により詳細に論じる。

励起コイル及び検出コイルの考えられる配置構成について、ここで図２を参照して説明する。

図２にて、プリント回路基板２５は、３つの異なる平面を規定する。これらの平面のそれぞれは、Ｚ方向に対して垂直に延在する。第１の検出コイル２１は、第１の検出平面Ｐ１内に配置されている。第２の検出コイル２２は、第２の検出平面Ｐ２内に配置されている。第１の検出平面Ｐ１及び第２の検出平面Ｐ２は、非ゼロ距離Ｄだけ軸方向に離間している。励起コイル２３は、励起平面ＰＥ内に配置されている。励起平面は、検出平面Ｐ１とＰ２との間で軸方向に中央に位置している。励起コイル２３は、Ｚ軸に沿う投影において、第１の検出コイル２１及び第２の検出コイル２２と重なる。この例では、更なる第３の検出コイル２６が、励起コイルから半径方向外側の励起平面ＰＥ内に配置されている。更なるコイルの目的は、後に更に説明する。

励起平面及び検出平面は、プリント回路基板の特定の導電性層と必ずしも一致しない。励起コイル及び／又は検出コイルのそれぞれが、２つ以上の隣接する導電性層内に巻回を有する場合、平面ＰＥ、Ｐ１、及びＰ２のそれぞれは、プリント回路基板の２つ以上のそのような隣接する層によって規定することができる。例えば、第１の検出平面Ｐ１は、プリント回路基板の２つの最上層によって規定することができ、この場合、これらの２つの層間に位置すると考えることができる。

ターゲットリング１２は、回転軸Ａに沿って長さＬを有し、その長さＬはＺ方向に沿う第１の検出平面Ｐ１と第２の検出平面Ｐ２との間の距離Ｄに本質的に対応する。ターゲットリング１２は、その外周において、反対を向く２つの周縁エッジ構造を有している。ターゲットリング１２の外周面がターゲットリング１２の上側軸端面と交わる第１の（上側の）周縁エッジ１５が存在する。ターゲットリング１２の外周面がターゲットリング１２の下側軸端面と交わる第２の（下側の）周縁エッジ１６が存在する。これらのエッジは、回転軸Ａに沿って反対の配向を有する。

処理回路部３０は、動作時に、典型的には１００ｋＨｚ～１００ＭＨｚの範囲内にある、励起周波数の高周波電流を励起コイルに供給する。電流は、高周波励起磁界分布を形成する。磁界分布は、ターゲットリング内に渦電流を励起する。渦電流は、磁界分布がターゲットリングのバルクに入るのを妨げる。これは、励起コイル２３とターゲットリング１２の周面との間の半径方向ギャップ１３内での磁界分布の集中をもたらす。

ある半径方向に沿うローター本体１０の半径方向変位は、ターゲットリング１２の一方の半径方向側でギャップサイズを減少させ、反対の半径方向側でギャップサイズを増加させる。これは、ターゲットリング１２の運動方向と逆の方向への磁界分布の変位をもたらす。結果として、一方の半径方向側の第１の検出コイル２１及び第２の検出コイル２２は、もう一方の半径方向側の第１の検出コイル２１及び第２の検出コイル２２よりも小さい信号を受信する。半径方向変位を、この差に基づいて決定することができる。

ローター本体１０の軸方向変位は、プリント回路基板２５の内部のターゲットリング１２の軸方向位置を変化させる。正のＺ方向に沿うローター本体１０の上方変位は、ターゲットリング１２を同様に上方に移動させる。それにより、下側周縁エッジ１６は、検出平面Ｐ１とＰ２との間の軸方向位置まで移動し、一方、上側周縁エッジ１５は、第１の（上側の）検出平面Ｐ１の上の軸方向位置まで移動する。それにより、磁界分布は、第１の（上側の）検出コイル２１のうちの任意の１つの検出コイル２１の位置における磁界が、対応する第２の（下側の）検出コイル２２の位置における磁界と異なるように変化する。ローター本体１０の全体の軸方向変位は、この信号差に基づいて決定することができる。特に、差は、ターゲットリング１２の周に沿う検出コイルの全ての対にわたって合計することができる。

ローター本体１０の傾斜変位は、ローター本体の一方の半径方向側の検出コイルの対の信号差を、対向する半径方向側の検出コイルの対の信号差と比較することによって決定することができる。

図３は、第２の実施形態を示す。励起コイル２３は、２つの巻線２３１、２３２を有する。第１の巻線２３１は、第１の検出コイル２１の半径方向内側で第１の検出平面Ｐ１内に配設されている。第２の巻線２３２は、第２の検出コイル２２の半径方向内側で第２の検出平面Ｐ２内に配設されている。巻線２３１、２３２は、同じ巻回数を有する。巻線２３１、２３２は直列に接続されている。

図４は、第３の実施形態を示す。励起コイル及び検出コイルは、第１の実施形態の場合と同様に配置されている。しかしながら、ターゲットリング１２の代わりに、ノッチ１４がローター本体１０内に設けられている。ノッチ１４に近いローター本体１０の部分は、励起コイル及び検出コイル用のターゲットを形成する。図４の平衡位置において、磁界分布はノッチ１４内に集中するであろう。ローター本体１０が変位すると、磁界分布はローター本体とともに移動するであろう。これはやはり、第１の検出コイル２１及び第２の検出コイル２２における異なる信号をもたらす。

全てのこれらの実施形態において、半径方向変位及び軸方向変位をともに検出するために第１の検出コイル２１及び第２の検出コイル２２を使用する代わりに、第３の検出コイル２６が、半径方向変位を検出するために使用され得、一方、第１の検出コイル２１及び第２の検出コイル２２は、軸方向変位及び場合によっては傾斜変位を検出するためにだけ使用される。これは、信号処理を簡略化することができる。特に、第１の検出コイル２１及び第２の検出コイル２２の各対は、逆直列構成で直接接続されて、各対からの差信号を、そのような差を形成する電子機器の必要性なしで、直接得ることができる。

励起コイル２３の周に沿って分配された複数の第１の検出コイル２１及び対応する第２の検出コイル２２を設ける代わりに、単に単一の第１の検出コイル２１及び単一の第２の検出コイル２２を設けることも可能であり、これらのコイルのそれぞれは長手軸Ａの周りに（又は、同等に、本体１０の周りに）延在し得る。これらの２つのコイルは、逆直列構成で接続されて、これらのコイルから差信号を直接得ることができる。本体１０の軸方向位置を、こうして特に簡単に決定することができる。この場合、励起コイルの周に沿う異なる位置に配置された第３の検出コイル２６は、本体の半径方向変位を決定するために設けられ得る。

もちろん、励起コイル及び検出コイルの多くの他の構成が可能である。同様に、ターゲットの多くの他の構成が可能である。例えば、ターゲットは、必ずしも鋭利なエッジ構造を有する必要はない。

図５は、第２の実施形態による、励起コイル及び検出コイル並びに磁界センサーの配置構成を、第１の検出平面Ｐ１の上からの図で示す。４つの第１の検出コイル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄは、第１の検出平面Ｐ１内でターゲットリング１２の周にわたって等間隔に分配されている。各第１の検出コイルの下に、対応する合同な第２の検出コイルが第２の検出平面Ｐ２内に配置されている。回転軸Ａに向かって検出コイルから半径方向にオフセットした状態で、励起コイル２３１の上側巻線２３１が見える。磁界センサー２４は、励起コイル２３の周に沿って隣接する第１の検出コイル２１ａ～２１ｄの間に配設されている。

この実施形態において、半径方向変位、軸方向変位、及び傾斜変位の検出を、以下の通りに例示することができる。半径方向変位を検出するために、各第１の検出コイル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄと対応する第２の検出コイルとから受信される信号が加算される。これは、４つの和信号Σａ、Σｂ、Σｃ、及びΣｄをもたらし、第１の検出コイル及び第２の検出コイルの各対について１つの和信号が存在する。Ｘ方向に沿う半径方向変位は、そのような和信号間の差Ｓｘ＝Σａ－Σｃに基づいて決定され、一方、Ｙ方向に沿う半径方向変位は、差Ｓｙ＝Σｂ－Σｄに基づいて決定される。

軸方向変位を検出するために、第１の検出コイル及び第２の検出コイルの各対から受信される信号は減算される。これは、４つの差信号Δａ、Δｂ、Δｃ及びΔｄをもたらし、各対について１つの差信号が存在する。ローター本体１０の軸方向変位は、これらの差信号の合計Ｓｚ＝Δａ＋Δｂ＋Δｃ＋Δｄに基づいて決定される。

Ｘ－Ｚ平面内の傾斜変位は、Ｘ方向に沿うローター本体の対向する側の差信号間の差Ｔｘ＝Δａ－Δｃに基づいて決定される。同様に、Ｙ－Ｚ平面内の傾斜変位は、Ｙ方向に沿うローター本体の対向する側の差信号間の差Ｔｙ＝Δｂ－Δｄに基づいて決定される。

傾斜変位の決定は、いわゆるディスクローターの場合にしばしばそうであるように、ターゲットの直径が検出平面Ｐ１及びＰ２の軸方向距離Ｄと比較して大きい場合に、特に高感度で実施することができる。例えば、ターゲットの直径が１０ｃｍである場合、ターゲットリング１２の中心の周りの１度の傾斜は、ターゲットリング１２の一方の半径方向側における外周の約０．９ｍｍの軸方向変位、及び、半径方向対向する側における同じ大きさであるが異なる方向の軸方向変位を引き起こすことになる。これは、検出平面Ｐ１、Ｐ２が数ミリメートル以下だけ離間する場合に容易に検出可能である。好ましくは、第１の検出平面Ｐ１と第２の検出平面Ｐ２との間の軸方向距離に対するターゲットの直径の比は、少なくとも５、特に少なくとも１０、より好ましくは少なくとも２０である。

磁界センサー２４は、励起コイル及び検出コイルと独立に動作する。これらのセンサーは、モーター又は発電機の磁石１１からの漂遊磁界を検出する。図５の例では、４つの磁界センサー信号が得られる。直径上に対向する磁界センサーの各対からの信号を、ローター本体１０の半径方向変位の影響を最小にするために減算することができる。これは、２つの互いに直交する方向に沿う２つの差信号をもたらし、２つの差信号から、ローター本体１０の回転位置を、当技術分野で既知の方法を使用して容易に決定することができる。

図６は、３つの第１の検出コイル２１、３つの第２の検出コイル２２（図６では見えない）、及び３つの磁界センサー２４のみが設けられた第４の実施形態を示す。やはり、第１の検出コイル２１及び第２の検出コイル２２の各対からの信号の和及び差が形成される。これらの和及び差の適切に重み付けされた線形結合を形成することによって、図５に関連して説明したのと同じ趣旨で、ローター本体の半径方向変位、軸変位、及び傾斜変位をやはり決定することが容易に可能である。３つの磁界センサーの信号の線形結合を形成することによって、２つの互いに直交する方法に沿う信号が得られる。ローター本体１０の回転位置は、これらの信号から容易に決定することができる。

１８０度異なる角度距離の２つの異なる角度位置に２つのみの磁界センサーを、又は、単一の多軸磁界センサーのみを設けることも可能である。この場合、磁界センサーからの信号は、ローター本体１０の半径方向変位によって影響を受けることになり、その影響を、線形結合を形成することによってはもはや補償することができない。しかしながら、この影響を、検出コイル２１、２２及び／又は２６から得られる半径方向変位信号に基づいてやはり補正することができる。

図７は、処理回路部３０の考えられる実施形態を示す。この実施形態において、処理回路部は、励起回路部３１及び検出回路部３２を備える。励起回路部３１は、励起コイル２３に励起周波数の高周波電流を供給する発振器を備える。電圧が、第１の検出コイル２１及び第２の検出コイル２２内に誘起される。検出回路部は、第１の検出コイル２１及び第２の検出コイル２２から受信される電圧信号を互いから減算する減算器３３と、それに続く、望ましくない外乱をフィルターを通すことで除去する、励起周波数を中心周波数とするバンドパスフィルター３４とを備える。バンドパスフィルターからの出力は、復調器／ＡＤＣ３５に給送され、復調器／ＡＤＣ３５は、励起周波数の減算器３３からの出力の振幅の尺度である低周波信号を得るために、高周波信号を復調する。この信号は、デジタル化され出力される。出力は、検出コイル２１、２２の対に近いターゲット部分の軸方向変位を示す。同様に、加算器３６は、第１の検出コイル２１及び第２の検出コイル２２から受信される電圧信号を加算する。加算器からの出力は、やはり、バンドパスフィルター３７を通過し、復調器／ＡＤＣ３８にて復調されデジタル化される。その出力は、検出コイル２１、２２の対に近いターゲット部分の半径方向位置を示す。図７には、検出コイルの一対のみが対応する処理回路部とともに示されている。検出コイルの他の対についての処理回路部は同一である。検出コイルの異なる対についての処理回路部の出力は、その後、結合され、更なるソフトウェアの処理を受けることができる。

各磁界センサー２４からの信号は、励起周波数より十分に低いカットオフ周波数を有するローパスフィルター３９を通過し、ＡＤＣにてデジタル化される。その出力から、ローター本体１０の回転位置を決定することができる。磁石１１の漂遊磁界を決定する回路部の帯域幅が、励起コイル及び検出コイル用の励起周波数よりもずっと低いため、対応する信号通路間のクロストークは無視できるほどである。

図７が単に例として提供されること、及び、励起回路部及び検出回路部を多くの異なる方法で構成することができることが理解される。例えば、各検出コイルからの信号を、別々に処理し、デジタル化することができ、また、全ての更なる処理を完全にデジタル的に実施することができる。他の実施形態において、更なる和及び差を、信号のデジタル化の前にアナログハードウェアによって形成することができる。更に他の実施形態において、検出コイルを、所望の和又は差を直接提供する構成で更に実配線することができる。

多くの他の修正を、本発明の範囲を逸脱することなく行うことができる。

１０ ローター本体
１１ 永久磁石
１２ ターゲットリング
１３ 半径方向ギャップ
１４ ノッチ
１５ 周縁エッジ
１６ 周縁エッジ
２０ センサーデバイス
２１ 第１の検出コイル
２１ａ～２１ｄ 第１の検出コイル
２２ 第２の検出コイル
２３ 励起コイル
２３１ 第１の巻線
２３２ 第２の巻線
２４ 磁界センサー
２５ プリント回路基板
２６ 第３の検出コイル
３０ 処理回路部
３１ 励起回路部
３２ 検出回路部
３３ 減算器
３４ バンドパスフィルター
３５ 復調器／ＡＤＣ
３６ 加算器
３７ バンドパスフィルター
３８ 復調器／ＡＤＣ
３９ ローパスフィルター／ＡＤＣ
Ａ 回転軸
Ｚ 軸方向
Ｘ、Ｙ 半径方向
Ｐ１ 第１の検出平面
Ｐ２ 第２の検出平面
ＰＥ 励起平面
Ｄ 軸方向距離
Ｌ ターゲットリングの長さ
Ｎ Ｎ極
Ｓ Ｓ極

Claims (15)

1. 長手軸（Ａ）に沿った本体（１０）の軸方向位置を決定するセンサーデバイスであって、
   前記長手軸（Ａ）の周りに延在する少なくとも１つの励起コイル（２３）と、
   本質的に前記長手軸（Ａ）に垂直な第１の検出平面（Ｐ１）内の前記励起コイル（２３）の近くに配置された少なくとも１つの第１の検出コイル（２１）と、
   本質的に前記長手軸（Ａ）に垂直な第２の検出平面（Ｐ２）内の前記励起コイル（２３）の近くに配置された少なくとも１つの第２の検出コイル（２２）であって、前記第２の検出平面は前記第１の検出平面に対してある軸方向距離に配置されている、少なくとも１つの第２の検出コイル（２２）と、
   励起磁界分布を形成するように、励起周波数の電流を前記励起コイル（２３）に供給するように構成された励起回路部（３１）と、
   前記第１の検出コイル（２１）及び前記第２の検出コイル（２２）からの前記励起周波数の信号に基づいて、前記本体（１０）の前記軸方向位置を決定するように構成された検出回路部（３２）と
   を備え、
   前記検出回路部（３２）は、前記軸方向位置の前記決定を、前記少なくとも１つの第１の検出コイル（２１）からの信号と前記少なくとも１つの第２の検出コイル（２２）からの信号との間の少なくとも１つの差に基づいて行うように構成されていることを特徴とする、センサーデバイス。
2. 本質的に前記第１の検出平面（Ｐ１）内の前記長手軸（Ａ）の周りの複数の異なる角度位置に配置された複数の第１の検出コイル（２１）、及び、本質的に前記長手軸（Ａ）に垂直な前記第２の検出平面（Ｐ２）内の前記長手軸（Ａ）の周りの複数の異なる角度位置に配置された複数の第２の検出コイル（２２）を備える、及び／又は、
   前記長手軸の周りの複数の異なる角度位置において、前記励起コイル（２３）の近くに配置された複数の第３の検出コイル（２６）を備える、
   請求項１に記載のセンサーデバイス。
3. 前記検出回路部は、前記本体（１０）の前記軸方向位置に加えて、
   少なくとも１つの半径方向に沿った前記本体（１０）の半径方向位置、あるいはとりわけ、それは前記第１の検出コイル（２１）によって検出される信号及び前記第２の検出コイル（２２）によって検出される信号の少なくとも１つの合計に基づいている、及び／又は、前記第３の検出コイル（２６）によって検出される信号に基づいている、及び、
   少なくとも１つの半径方向傾斜軸の周りの前記本体（１０）の傾斜位置、あるいはとりわけ、それは前記第１の検出コイル（２１）によって検出される信号と前記第２の検出コイル（２２）によって検出される信号との少なくとも２つの差であって、各差は、前記長手軸（Ａ）の周りの異なる角度位置についての信号から形成される、少なくとも２つの差を比較することに基づいている、
   のうちの少なくとも一方を決定するように構成されている、
   請求項２に記載のセンサーデバイス。
4. 前記励起コイル（２３）は、前記第１の検出平面（Ｐ１）と前記第２の検出平面（Ｐ２）との間に配置され、あるいはとりわけ、本質的に前記長手軸（Ａ）に垂直に延在して前記第１の検出平面（Ｐ１）と前記第２の検出平面（Ｐ２）との間に配置された励起平面（ＰＥ）内に配置され、該励起平面（ＰＥ）は、好ましくは前記第１の検出平面（Ｐ１）及び前記第２の検出平面（Ｐ２）から等距離に配置されている、又は
   前記励起コイル（２３）は、第１の巻線（２３１）及び第２の巻線（２３２）を備え、前記第１の巻線（２３１）は本質的に前記第１の検出平面（Ｐ１）内に配置され、前記第２の巻線（２３２）は本質的に前記第２の検出平面（Ｐ２）内に配置され、好ましくは前記少なくとも１つの第１の検出コイル（２１）は前記第１の巻線（２３１）の半径方向外側に配置され、好ましくは前記少なくとも１つの第２の検出コイル（２２）は前記第２の巻線（２３２）の半径方向外側に配置されている、
   請求項１～３のいずれか一項に記載のセンサーデバイス。
5. 前記本体（１０）上に導電性のターゲット（１２）を更に備え、該ターゲット（１２）は、該ターゲット（１２）の外周上に、前記長手軸（Ａ）に沿って変化する半径方向寸法を有し、
   前記励起コイル（２３）及び前記ターゲット（１２）は、前記励起磁界分布が前記ターゲット（１２）内で渦電流を励起するように構成され配置され、前記渦電流は、前記励起磁界分布が前記ターゲットに入るのを本質的に妨げ、好ましくは前記励起コイル（２３）並びに前記第１の検出コイル（２１）及び前記第２の検出コイル（２２）は、前記長手方向に沿う投影において、前記渦電流が励起される前記ターゲットの部分とオーバーラップしない、
   請求項１～４のいずれか一項に記載のセンサーデバイス。
6. 前記ターゲット（１２）は、前記本体（１０）の周面上で半径方向に突出するリング又は前記周面内の環状ノッチを備え、該リング又はノッチは、前記長手軸（Ａ）の周りに延在し、
   好ましくは前記リング又はノッチは、前記第１の検出平面と前記第２の検出平面との間の軸方向距離の５０％～２００％である前記長手方向に沿う長さを有し、及び／又は、好ましくは前記リング又はノッチは、前記リング又はノッチの外周上で、反対方向を向いた、前記第１の検出平面と前記第２の検出平面との間の前記軸方向距離の５０％～２００％の軸方向距離を有する、第１の周縁エッジ構造及び第２の周縁エッジ構造を画定している、
   請求項５に記載のセンサーデバイス。
7. 前記ターゲット（１２）は強磁性でない、請求項５又は６に記載のセンサーデバイス。
8. 前記励起周波数は、１００ｋＨｚ～１００ＭＨｚの範囲内にある、請求項１～７のいずれか一項に記載のセンサーデバイス。
9. 前記励起コイル（２３）並びに前記第１の検出コイル（２１）及び前記第２の検出コイル（２２）は、少なくとも１つのプリント回路基板（２５）上に形成されたプリントコイルである、請求項１～８のいずれか一項に記載のセンサーデバイス。
10. 少なくとも１つの磁界センサー（２４）を更に備え、該少なくとも１つの磁界センサー（２４）は、前記長手軸（Ａ）の周りの異なる角度位置で、前記少なくとも１つのプリント回路基板（２５）上に配置され、該少なくとも１つの磁界センサーは、前記本体（１０）によって保持された磁石（１１）の漂遊磁界を検出するように構成されており、
    前記検出回路部は、前記少なくとも１つの磁界センサー（２４）からの信号に基づいて、前記長手軸（Ａ）の周りの前記本体（１０）の回転位置（φ）を決定するように、前記少なくとも１つの磁界センサー（２４）を動作させるように構成されている、
    請求項９に記載のセンサーデバイス。
11. 長手軸（Ａ）を規定する本体（１０）の位置を、多自由度に沿って決定するセンサーデバイスであって、
    少なくとも１つのプリント回路基板（２５）と、
    前記長手軸（Ａ）の周りに延在する少なくとも１つの励起コイル（２３）と、
    前記励起コイル（２３）の近くに配置された複数の検出コイル（２１、２２）であって、前記励起コイル（２３）及び該検出コイル（２１、２２）は、前記少なくとも１つのプリント回路基板（２５）上のプリントコイルとして形成されている、複数の検出コイル（２１、２２）と、
    励起磁界分布を形成するように、励起周波数の電流を前記励起コイル（２３）に供給するように構成された励起回路部（３１）と、
    前記検出コイル（２１、２２）から受信される前記励起周波数の信号に基づいて、前記本体（１０）の軸方向位置、半径方向位置、及び傾斜位置のうちの少なくとも１つを決定するように構成された検出回路部（３２）と
    を備え、
    該センサーデバイスは、少なくとも１つの磁界センサー（２４）を更に備え、該少なくとも１つの磁界センサー（２４）は、前記励起コイル（２３）及び／又は前記検出コイル（２１、２２）とともに前記少なくとも１つのプリント回路基板上に配置され、該少なくとも１つの磁界センサーは、前記本体（１０）によって保持された磁石（１１）の漂遊磁界を検出するように構成されていること、及び、
    前記検出回路部（３２）は、前記少なくとも１つの磁界センサー（２４）からの信号に基づいて、前記長手軸（Ａ）の周りの前記本体（１０）の回転位置（φ）を決定するように構成されていること
    を特徴とする、センサーデバイス。
12. 各磁界センサー（２４）は、隣接する検出コイル（２１、２２）の間に位置する角度位置に配置されている、請求項１０又は１１に記載のセンサーデバイス。
13. 前記少なくとも１つの磁界センサー（２４）は、前記励起磁界分布の励起周波数よりも低い動作帯域幅を有し、及び／又は、
    前記検出回路部（３２）は、前記少なくとも１つの磁界センサー（２４）によって検出される信号から前記励起周波数をフィルターを通すことで除去するための少なくとも１つの周波数フィルターを備える、
    請求項１０～１２のいずれか一項に記載のセンサーデバイス。
14. 長手軸（Ａ）に沿った本体（１０）の軸方向位置を決定する方法であって、
    前記長手軸（Ａ）の周りに延在する少なくとも１つの励起コイル（２３）を前記本体（１０）の周りに配置することと、
    本質的に前記長手軸（Ａ）に垂直な第１の検出平面（Ｐ１）内の前記励起コイル（２３）の近くに少なくとも１つの第１の検出コイル（２１）を配置することと、
    本質的に前記長手軸（Ａ）に垂直な第２の検出平面（Ｐ２）内の前記励起コイル（２３）の近くに少なくとも１つの第２の検出コイル（２２）を配置することであって、前記第２の検出平面は前記第１の検出平面に対してある軸方向距離をもって配置されている、配置することと、
    励起磁界分布を形成するように、励起周波数の電流を前記励起コイル（２３）に供給することと、
    前記第１の検出コイル（２１）及び前記第２の検出コイル（２２）によって検出される前記励起周波数の信号に基づいて、前記本体（１０）の前記軸方向位置を決定することと
    を含み、
    前記軸方向位置の前記決定は、前記少なくとも１つの第１の検出コイル（２１）によって検出される信号と前記少なくとも１つの第２の検出コイル（２２）によって検出される信号との間の少なくとも１つの差に基づくことを特徴とする、方法。
15. 長手軸（Ａ）を規定する本体（１０）の位置を、多自由度に沿って決定する方法であって、
    前記長手軸（Ａ）の周りに延在する少なくとも１つの励起コイル（２３）を前記本体（１０）の周りに配置することと、
    前記励起コイル（２３）の近くに複数の検出コイル（２１、２２）を配置することであって、前記励起コイル（２３）及び前記検出コイル（２１、２２）は、共通プリント回路基板（２５）上のプリントコイルとして形成されている、配置することと、
    励起磁界分布を形成するように、励起周波数の電流を前記励起コイル（２３）に供給することと、
    前記検出コイル（２１、２２）から受信される前記励起周波数の信号に基づいて、前記本体（１０）の軸方向位置、半径方向位置、及び傾斜位置のうちの少なくとも１つを決定することと
    を含み、
    少なくとも２つの磁界センサー（２４）を使用して、前記本体（１０）によって保持された磁石（１１）の漂遊磁界を検出することであって、前記磁界センサー（２４）は、前記長手軸（Ａ）の周りの異なる角度位置において前記プリント回路基板（２５）上に配置されている、検出することと、
    前記漂遊磁界に基づいて、前記長手軸（Ａ）周りの前記本体（１０）の回転位置（φ）を決定することと
    を更に含むことを特徴とする、方法。

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