JP2024031954A - Inductive linear displacement sensor device and method for determining the position of a moving object - Google Patents

Inductive linear displacement sensor device and method for determining the position of a moving object Download PDF

Info

Publication number
JP2024031954A
JP2024031954A JP2023136297A JP2023136297A JP2024031954A JP 2024031954 A JP2024031954 A JP 2024031954A JP 2023136297 A JP2023136297 A JP 2023136297A JP 2023136297 A JP2023136297 A JP 2023136297A JP 2024031954 A JP2024031954 A JP 2024031954A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coupling element
displacement sensor
sensor device
linear displacement
measurement signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023136297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
クンツ シュテファン
アレクサンダー ダウト ローベアト
フェラ ジーナ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JP2024031954A publication Critical patent/JP2024031954A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/204Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
    • G01D5/2053Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by a movable non-ferromagnetic conductive element
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01D2205/00Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
    • G01D2205/10Detecting linear movement
    • G01D2205/18Detecting linear movement using magnetic means not otherwise provided for in this subclass

Abstract

【課題】移動体の位置を特定するための誘導式線形変位センサ装置であって、移動体に配置された結合要素と、励起構造体及び受信構造体を有する回路支持体が含まれる測定値検出装置とを備える誘導式線形変位センサ装置を提供する。【解決手段】励起構造体14は、発振器回路に結合され、発振器回路は、周期的な交番信号を励起構造体14に入力し、結合要素3は、励起構造体14と受信構造体16との間の誘導結合に影響を及ぼし、結合要素3と受信構造体16との間の空隙LSが、結合要素3の移動経路BBに沿って開始位置SPと目標位置ZPとの間で変化し、誘導された測定信号MS1,MS2の振幅変化を引き起こし、評価・制御ユニット18が、受信構造体16において測定信号MS1,MS2を評価し、測定信号MS1,MS2の振幅を、結合要素3の移動経路BBにわたって変調し、結合要素3及び移動体の絶対角度位置を特定するように構成されている。【選択図】図1An inductive linear displacement sensor device for determining the position of a moving object, the measurement sensing device comprising a coupling element arranged on the moving object and a circuit support having an excitation structure and a receiving structure. An inductive linear displacement sensor device is provided. An excitation structure (14) is coupled to an oscillator circuit, the oscillator circuit inputs a periodic alternating signal to the excitation structure (14), and a coupling element (3) connects the excitation structure (14) and the reception structure (16). The air gap LS between the coupling element 3 and the receiving structure 16 changes between the starting position SP and the target position ZP along the movement path BB of the coupling element 3, The evaluation and control unit 18 evaluates the measurement signals MS1, MS2 in the receiving structure 16 and changes the amplitude of the measurement signals MS1, MS2 in the movement path BB of the coupling element 3. and is configured to determine the absolute angular position of the coupling element 3 and the mobile body. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、移動体の位置を特定するための誘導式線形変位センサ装置に関する。本発明の対象は、このような誘導式線形変位センサ装置によって実施可能である、移動体の位置を特定するための方法でもある。 The present invention relates to an inductive linear displacement sensor device for determining the position of a moving object. The subject of the invention is also a method for determining the position of a moving body, which can be implemented with such an inductive linear displacement sensor device.

独国特許出願公開第102015206500号明細書(DE102015206500A1)からは、誘導式変位センサが公知であり、この誘導式変位センサは、磁界を発生させるためのプレーナ型の一次コイルと、一次コイルの内側に配置された、ターゲットの位置を検知するための2つのプレーナ型の二次コイルとを備えたコイルシステムを含み、このターゲットは、二次コイルに沿って移動可能である。二次コイルは、それぞれ交差部を有する。この場合、2つの同一の二次コイルは、相互に空間的に分離されて配置されており、それぞれの二次コイルの交差部は、ターゲットの移動方向に対して平行に方向決めされている。 An inductive displacement sensor is known from DE 102015206500 A1, which includes a planar primary coil for generating a magnetic field, and a planar primary coil for generating a magnetic field. The system includes a coil system having two planar secondary coils arranged to sense the position of a target, the target being movable along the secondary coils. The secondary coils each have an intersection. In this case, two identical secondary coils are arranged spatially separated from each other, and the intersection of the respective secondary coils is oriented parallel to the direction of movement of the target.

独国特許出願第602004006168号明細書翻訳(DE602004006168T2)からは、誘導式位置センサが公知であり、この誘導式位置センサは、送信アンテナ及び受信アンテナが形成されている少なくとも1つの平坦な基板と、少なくとも1つの平坦な基板に対して相対的に、この平坦な基板に対して横方向である測定方向に沿って移動するように構成された、中間配置された結合要素とを含む。測定方向に沿った中間配置された結合要素の位置に応じて送信アンテナと受信アンテナとの間の電磁結合が変化し、少なくとも送信アンテナ又は受信アンテナは、第1の軸線を中心とする第1のコイルと、第1の軸線に対して横方向である第2の軸線を中心とする第2のコイルとを有する。 An inductive position sensor is known from German patent application 602004006168 (DE 602004006168 T2), which comprises at least one flat substrate on which a transmitting antenna and a receiving antenna are formed; an intermediately disposed coupling element configured to move relative to at least one flat substrate along a measurement direction transverse to the flat substrate. Depending on the position of the intermediately arranged coupling element along the measuring direction, the electromagnetic coupling between the transmitting antenna and the receiving antenna varies, and at least the transmitting antenna or the receiving antenna has a first axis centered on the first axis. and a second coil centered on a second axis that is transverse to the first axis.

独国特許出願公開第102015206500号明細書(DE102015206500A1)German Patent Application No. 102015206500 (DE102015206500A1) 独国特許出願第602004006168号明細書翻訳(DE602004006168T2)Translation of German patent application No. 602004006168 (DE602004006168T2)

発明の開示
独立請求項1の特徴を有する誘導式線形変位センサ装置は、移動経路に沿って移動する、導電性の結合要素が配置された移動体の絶対位置を、少なくとも1つの受信構造体の高められた周期性において、少なくとも2つの誘導された測定信号から簡単に特定することができるという利点を有する。通常、少なくとも1つの受信構造体は、測定範囲にわたって複数の測定信号周期が生じるように構成される。このことにより、信号分解能がより高くなり、ひいては移動体の特定された位置のずれが小さくなる。この場合、結果として生じる多義性に起因して移動体の絶対位置をもはや測定信号から特定不可能であることが、欠点であるとみなすことができる。結合要素と少なくとも1つの受信構造体との間の空隙が、移動体の移動経路にわたって変化することにより、少なくとも1つの受信構造体の高められた周期性において、測定信号から絶対角度位置を特定することが可能となる。なぜなら、測定範囲にわたる可変の空隙が、少なくとも2つの測定信号に同様に影響を及ぼすからである。本発明の本質的な着想は、可変の空隙によって引き起こされる、少なくとも2つの測定信号から特定されたベクトルのベクトル長さ又は振幅に対する絶対位置の変調にある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION An inductive linear displacement sensor device having the features of independent claim 1 provides an inductive linear displacement sensor device for determining the absolute position of a mobile body moving along a travel path, on which an electrically conductive coupling element is arranged, of at least one receiving structure. The increased periodicity has the advantage that it can be easily determined from at least two induced measurement signals. Typically, the at least one receiving structure is configured such that a plurality of measurement signal periods occur over the measurement range. This results in higher signal resolution and thus a smaller deviation in the identified position of the moving object. In this case, it can be considered a disadvantage that the absolute position of the mobile body can no longer be determined from the measurement signal due to the resulting ambiguity. The air gap between the coupling element and the at least one receiving structure varies over the travel path of the mobile body, thereby determining the absolute angular position from the measured signal at an increased periodicity of the at least one receiving structure. becomes possible. This is because a variable air gap over the measurement range affects at least two measurement signals in the same way. The essential idea of the invention lies in the modulation of the absolute position relative to the vector length or amplitude of the vector determined from at least two measurement signals, caused by a variable air gap.

本発明の実施形態は、移動体の位置を特定するための誘導式線形変位センサ装置であって、移動体に配置された導電性の結合要素と、少なくとも1つの励起構造体及び少なくとも1つの受信構造体を有する少なくとも1つの回路支持体が含まれる少なくとも1つの測定値検出装置とを備える誘導式線形変位センサ装置を提供する。少なくとも1つの励起構造体は、少なくとも1つの発振器回路に結合されており、少なくとも1つの発振器回路は、動作中、周期的な交番信号を少なくとも1つの励起構造体に入力する。結合要素は、少なくとも1つの励起構造体と少なくとも1つの受信構造体との間の誘導結合に影響を及ぼす。この場合、結合要素と少なくとも1つの受信構造体との間の空隙が、結合要素の移動経路に沿って開始位置と目標位置との間で変化し、少なくとも2つの誘導された測定信号の振幅変化を引き起こす。少なくとも1つの評価・制御ユニットが、少なくとも1つの受信構造体において誘導された少なくとも2つの測定信号を評価し、誘導された少なくとも2つの測定信号の振幅を、導電性の結合要素の移動経路にわたって変調するさらなる情報を考慮して、結合要素及び移動体の現在の位置を表す現在の絶対角度位置を特定するように構成されている。 Embodiments of the present invention provide an inductive linear displacement sensor device for determining the position of a moving body, comprising: an electrically conductive coupling element disposed on the moving body; at least one excitation structure and at least one receiving structure; an inductive linear displacement sensor device comprising: at least one measurement detection device including at least one circuit support having a structure; The at least one excitation structure is coupled to at least one oscillator circuit, and the at least one oscillator circuit inputs a periodic alternating signal to the at least one excitation structure during operation. The coupling element affects inductive coupling between the at least one excitation structure and the at least one reception structure. In this case, the air gap between the coupling element and the at least one receiving structure varies between the starting position and the target position along the movement path of the coupling element, resulting in an amplitude change of the at least two induced measurement signals. cause. At least one evaluation and control unit evaluates the at least two measurement signals induced in the at least one receiving structure and modulates the amplitudes of the at least two measurement signals induced over the travel path of the electrically conductive coupling element. The device is configured to determine a current absolute angular position representing a current position of the coupling element and the mobile body, taking into account further information about the coupling element and the moving object.

さらに、このような誘導式線形変位センサ装置によって実施可能である、移動体の位置を特定するための方法が提案される。この場合、動作中、周期的な交番信号が少なくとも1つの励起構造体に入力される。導電性の結合要素が、移動体に接続され、少なくとも1つの励起構造体と少なくとも1つの受信構造体との間の誘導結合を形成する。少なくとも1つの受信構造体を介して少なくとも2つの異なる測定信号が誘導され、少なくとも2つの周期性のうちのそれぞれ1つの周期性を有する近似的に三角関数的な信号として提供される。少なくとも2つの測定信号と、少なくとも2つの測定信号の振幅に対して変調されたさらなる情報とに基づいて、結合要素及び移動体の絶対位置を表す現在の絶対角度位置が特定される。 Furthermore, a method is proposed for determining the position of a mobile body, which can be implemented with such an inductive linear displacement sensor device. In this case, during operation, a periodic alternating signal is input to the at least one excitation structure. An electrically conductive coupling element is connected to the moving body and forms an inductive coupling between the at least one excitation structure and the at least one reception structure. At least two different measurement signals are induced via the at least one receiving structure and are provided as approximately trigonometric signals having a periodicity of each of the at least two periodicities. On the basis of the at least two measurement signals and further information modulated on the amplitudes of the at least two measurement signals, a current absolute angular position is determined which represents the absolute position of the coupling element and of the mobile body.

本明細書における評価・制御ユニットとは、検出されたセンサ信号を処理又は加工又は評価する電気的なアセンブリ又は電気回路であると理解することができる。好ましくは、評価・制御ユニットを、ASICモジュール(ASIC:特定用途向け集積回路)として構成することができる。評価・制御ユニットは、ハードウェア及び/又はソフトウェアによって構成することができる少なくとも1つのインタフェースを有し得る。ハードウェアによって構成されている場合には、インタフェースを、例えばASICモジュールの一部とすることができる。しかしながら、インタフェースを、別個の集積回路とすることも、又は、少なくとも部分的にディスクリート部品から構成することも、可能である。ソフトウェアによって構成されている場合には、インタフェースを、例えばその他のソフトウェアモジュールに隣接してマイクロコントローラ上に設けられたソフトウェアモジュールとすることができる。 An evaluation and control unit in this specification can be understood as an electrical assembly or circuit that processes or processes or evaluates the detected sensor signals. Preferably, the evaluation and control unit can be constructed as an ASIC module (ASIC: application-specific integrated circuit). The evaluation and control unit can have at least one interface that can be configured by hardware and/or software. If implemented in hardware, the interface may be part of an ASIC module, for example. However, it is also possible for the interface to be a separate integrated circuit or to consist at least partially of discrete components. If implemented in software, the interface can be, for example, a software module mounted on a microcontroller adjacent to other software modules.

「励起構造体」とは、以下においては、少なくとも1つの発振器回路によって入力された交番信号を送出する、所定の巻線数を備えた送信コイルであると理解することができる。 An "excitation structure" in the following can be understood as a transmission coil with a predetermined number of windings, which emits an alternating signal input by at least one oscillator circuit.

従属請求項に記載されている手段及び発展形態によって、独立請求項1に記載されている、移動体の位置を特定するための誘導式線形変位センサ装置と、独立請求項8に記載されている、移動体の位置を特定するための方法とを有利に改善することが可能である。 By means of the measures and developments specified in the dependent claim, an inductive linear displacement sensor device for determining the position of a moving body as defined in independent claim 1 and as defined in independent claim 8 , it is possible to advantageously improve the method for locating a mobile object.

少なくとも1つの受信構造体が、少なくとも2つの受信コイルを有し得ることが特に有利である。この場合、少なくとも2つの受信コイルは、それぞれ1つの周期的に反復するループ構造を有し得るものであり、ループ構造の幾何形状は、誘導された少なくとも2つの測定信号が近似的に三角関数的な信号として生じるように構成されている。 It is particularly advantageous that at least one receiving structure can have at least two receiving coils. In this case, the at least two receiver coils may each have one periodically repeating loop structure, the geometry of the loop structure being such that the induced at least two measurement signals are approximately trigonometric. It is configured so that it is generated as a signal.

誘導式線形変位センサ装置の有利な実施形態においては、少なくとも1つの受信構造体は、厳密に2つの受信コイルを有し得るものであり、厳密に2つの受信コイルは、少なくとも2つの周期性のうちのそれぞれ1つの周期性を有する。この場合、第1の受信コイルは、正弦チャネルを形成することができ、第2の受信コイルは、余弦チャネルを形成することができる。少なくとも1つの評価・制御ユニットは、正弦チャネルの第1の測定信号と余弦チャネルの第2の測定信号とから逆正接関数によって対応する角度値を特定するように構成可能であり、移動経路上の結合要素の現在の位置は、角度値に基づいている。代替的に、少なくとも1つの受信構造体は、少なくとも3つの受信コイルを有し得るものであり、少なくとも3つの受信コイルは、少なくとも2つの周期性のうちのそれぞれ1つの周期性を有し、かつ、多相システムを形成する。この場合、少なくとも1つの評価・制御ユニットは、多相システムの測定信号の適当な位相変換を実施し、逆正接関数を用いて対応する角度値を特定するように構成可能であり、移動経路上の結合要素の現在の位置は、角度値に基づいている。 In an advantageous embodiment of the inductive linear displacement sensor device, the at least one receiving structure can have exactly two receiving coils, the exactly two receiving coils having at least two periodic Each of them has one periodicity. In this case, the first receive coil may form a sine channel and the second receive coil may form a cosine channel. The at least one evaluation and control unit is configurable to determine a corresponding angle value from the first measurement signal of the sine channel and the second measurement signal of the cosine channel by an arctangent function, and The current position of the connected element is based on the angle value. Alternatively, the at least one receiving structure may have at least three receiving coils, each of the at least three receiving coils having a periodicity of one of the at least two periodicities, and , forming a polymorphic system. In this case, the at least one evaluation and control unit can be configured to carry out a suitable phase transformation of the measurement signal of the polyphase system and to determine the corresponding angular value using an arctangent function. The current position of the connected element in is based on the angle value.

誘導式線形変位センサ装置のさらなる有利な実施形態においては、少なくとも1つの評価・制御ユニットは、移動経路上の結合要素の現在の絶対位置を、特定された角度値と、誘導された少なくとも2つの測定信号の変化する振幅に関する情報とに基づいて特定するようにさらに構成可能である。 In a further advantageous embodiment of the inductive linear displacement sensor device, the at least one evaluation and control unit determines the current absolute position of the coupling element on the movement path by the determined angular value and the at least two guided and information regarding changing amplitudes of the measurement signal.

誘導式線形変位センサ装置のさらなる有利な実施形態においては、評価・制御ユニットは、自動的な増幅制御において、結合要素の現在の絶対位置を特定する際に現在の増幅係数を考慮するようにさらに構成可能である。このような自動的な増幅制御は、例えば、少なくとも1つの評価・制御ユニットの出力部において可能な限り最良の信号対雑音比を達成するために使用可能である。 In a further advantageous embodiment of the inductive linear displacement sensor device, the evaluation and control unit is further configured to take into account the current amplification factor in determining the current absolute position of the coupling element in the automatic amplification control. Configurable. Such automatic amplification control can be used, for example, to achieve the best possible signal-to-noise ratio at the output of the at least one evaluation and control unit.

本方法の有利な実施形態においては、結合要素及び移動体の絶対角度位置を特定するために、誘導された測定信号から形成される、又は、誘導された測定信号から変換された信号から形成されるベクトルの長さ及び角度を、特定及び評価することができる。 In an advantageous embodiment of the method, in order to determine the absolute angular position of the coupling element and of the mobile body, a signal is formed from the induced measurement signal or from a signal converted from the induced measurement signal. The length and angle of the vector can be identified and evaluated.

本発明の1つの実施例を図面に示し、以下の記載においてより詳細に説明する。本発明の他の実施例を図面に示し、以下の記載においてより詳細に説明する。図面においては、同一又は類似の機能を実施するコンポーネント又は要素には、同一の参照符号が付されている。 An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail in the following description. Other embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description. In the drawings, components or elements that perform the same or similar functions are provided with the same reference symbols.

移動体の位置を特定するための本発明に係る誘導式線形変位センサ装置の実施例の概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of an embodiment of an inductive linear displacement sensor device according to the invention for determining the position of a moving object; FIG. 図1の本発明に係る誘導式線形変位センサ装置の2つの測定信号の概略特性曲線図である。2 is a schematic characteristic curve diagram of two measurement signals of the inductive linear displacement sensor device according to the invention of FIG. 1; FIG. 図2の2つの測定信号から形成されたリサジュー図形の概略図である。3 is a schematic illustration of a Lissajous figure formed from the two measurement signals of FIG. 2; FIG. 移動体の位置を特定するための本発明に係る方法の実施例の概略フローチャートである。1 is a schematic flowchart of an embodiment of a method according to the invention for locating a mobile object;

発明の実施形態
図1及び図2から見て取れるように、移動体の位置を特定するための本発明に係る誘導式線形変位センサ装置1の図示の実施例は、詳細には図示されていない移動体に配置された導電性の結合要素3と、少なくとも1つの励起構造体14及び少なくとも1つの受信構造体16を有する少なくとも1つの回路支持体12が含まれる少なくとも1つの測定値検出装置10とを含む。少なくとも1つの励起構造体14は、図示されていない少なくとも1つの発振器回路に結合されており、少なくとも1つの発振器回路は、動作中、周期的な交番信号を少なくとも1つの励起構造体14に入力する。結合要素3は、少なくとも1つの励起構造体14と少なくとも1つの受信構造体16との間の誘導結合に影響を及ぼす。結合要素3と少なくとも1つの受信構造体16との間の空隙LSが、結合要素3の移動経路BBに沿って開始位置SPと目標位置ZPとの間で変化し、少なくとも2つの誘導された測定信号MS1,MS2の振幅変化を引き起こす。少なくとも1つの評価・制御ユニットは、少なくとも1つの受信構造体16において誘導された少なくとも2つの測定信号MS1,MS2を評価し、誘導された少なくとも2つの測定信号MS1,MS2の振幅を、導電性の結合要素3の移動経路BBにわたって変調するさらなる情報を考慮して、結合要素3及び移動体の現在の位置を表す現在の絶対角度位置を特定する。
EMBODIMENTS OF THE INVENTION As can be seen from FIGS. 1 and 2, the illustrated embodiment of an inductive linear displacement sensor device 1 according to the invention for determining the position of a moving body is shown in FIG. and at least one measurement value detection device 10, which includes at least one circuit carrier 12 with at least one excitation structure 14 and at least one reception structure 16. . The at least one excitation structure 14 is coupled to at least one oscillator circuit (not shown), the at least one oscillator circuit inputting a periodic alternating signal to the at least one excitation structure 14 during operation. . The coupling element 3 effects an inductive coupling between at least one excitation structure 14 and at least one reception structure 16. The air gap LS between the coupling element 3 and the at least one receiving structure 16 varies between a starting position SP and a target position ZP along the movement path BB of the coupling element 3, and at least two guided measurements are performed. This causes amplitude changes in signals MS1 and MS2. At least one evaluation and control unit evaluates the at least two measurement signals MS1, MS2 induced in the at least one receiving structure 16 and determines the amplitude of the at least two measurement signals MS1, MS2 induced in the conductive structure. Taking into account the further information modulating over the movement path BB of the coupling element 3, a current absolute angular position is determined which represents the current position of the coupling element 3 and the mobile body.

図1からさらに見て取れるように、誘導式線形変位センサ装置1の図示の実施例は、透明に図示されている回路支持体12に組み込まれた、2つの受信コイル16A,16Bを有する単一の受信構造体16を含む。2つの受信コイル16A,16Bは、それぞれ1つの周期的に反復するループ構造16.1A,16.1B,16.2A,16.2Bを有し、これらのループ構造16.1A,16.1B,16.2A,16.2Bの幾何形状は、図2から見て取れるように、誘導された2つの測定信号MS1,MS2が近似的に三角関数的な信号として生じるように構成されている。回路支持体12は、多層のプリント回路基板12Aとして形成されている。図1からさらに見て取れるように、2つの受信コイル16A,16Bの個々の反復するループ構造16.1A,16.1B,16.2A,16.2Bは、それぞれ1つの正弦形状を有し、第2の受信コイル16Bの反復するループ構造16.1B,16.2Bは、第1の受信コイル16Aの反復するループ構造16.1A,16.2Aに対して90°シフトされている。図1からさらに見て取れるように、2つの受信コイル16A,16Bの反復するループ構造16.1A,16.1B,16.2A,16.2Bの複数の区分が、回路支持体12のそれぞれ異なる層に配置されており、これにより、重複を簡単に回避することができる。反復するループ構造16.1A,16.1B,16.2A,16.2Bのうちの、それぞれ異なる層に配置された区分同士は、スルーホールコンタクト16.3を介して電気的に相互に接続されている。さらに、第1の受信コイル16Aは、目標位置ZPにおいて詳細には図示されていない反転点を有し、これにより、それぞれ第1の受信コイル16Aの2つの逆向きの反復するループ構造16.1A,16.2Aの間に、それぞれ異なる向きを有する磁場が誘導される複数の面が形成される。この場合、これらの面のペアの数が、受信構造体16の第1の受信コイル16Aの周期性を決定する。第2の受信コイル16Bも、目標位置ZPにおいて詳細には図示されていない反転点を有し、これにより、それぞれ第2の受信コイル16Bの2つの逆向きの反復するループ構造16.1B,16.2Bの間に、それぞれ異なる向きを有する磁場が誘導される複数の面が形成される。この場合、これらの面のペアの数が、受信構造体16の第2の受信コイル16Bの周期性を決定する。図示の実施例においては、2つの受信コイルは、2つの周期性のうちのそれぞれ1つの周期性を有する。さらに、受信構造体16の第1の受信コイル16Aは、第1の測定信号MS1を提供する正弦チャネルを形成する。受信構造体16の第2の受信コイル16Bは、第2の測定信号MS2を提供する余弦チャネルを形成する。この場合、ASICモジュール18Aとして構成されている評価・制御ユニット18は、2つの測定信号MS1,MS2から逆正接関数を用いて、対応する角度位置を特定し、移動経路BB上の結合要素3の現在の位置は、この角度位置に基づいている。 As can be further seen from FIG. 1, the illustrated embodiment of the inductive linear displacement sensor device 1 consists of a single receiver with two receiver coils 16A, 16B, integrated in a transparently illustrated circuit carrier 12. A structure 16 is included. The two receiving coils 16A, 16B each have one periodically repeating loop structure 16.1A, 16.1B, 16.2A, 16.2B, which loop structures 16.1A, 16.1B, The geometry of 16.2A, 16.2B, as can be seen in FIG. 2, is configured such that the two induced measurement signals MS1, MS2 occur as approximately trigonometric signals. The circuit carrier 12 is formed as a multilayer printed circuit board 12A. As can be further seen from FIG. 1, the individual repeating loop structures 16.1A, 16.1B, 16.2A, 16.2B of the two receiving coils 16A, 16B each have a sinusoidal shape and a second The repeating loop structure 16.1B, 16.2B of the first receiver coil 16B is shifted by 90° with respect to the repeating loop structure 16.1A, 16.2A of the first receiver coil 16A. As can be further seen from FIG. 1, a plurality of sections of repeating loop structures 16.1A, 16.1B, 16.2A, 16.2B of the two receiver coils 16A, 16B are arranged in respective different layers of the circuit support 12. This makes it easy to avoid duplication. The sections of the repeating loop structures 16.1A, 16.1B, 16.2A, 16.2B, respectively arranged in different layers, are electrically interconnected via through-hole contacts 16.3. ing. Furthermore, the first receiver coil 16A has a reversal point, not shown in detail, at the target position ZP, which results in two opposite repeating loop structures 16.1A of the first receiver coil 16A, respectively. , 16.2A, a plurality of surfaces are formed in which magnetic fields each having a different direction are induced. In this case, the number of these plane pairs determines the periodicity of the first receiving coil 16A of the receiving structure 16. The second receiving coil 16B also has a reversal point, not shown in detail, at the target position ZP, thereby resulting in two opposite repeating loop structures 16.1B, 16 of the second receiving coil 16B, respectively. .2B, a plurality of surfaces are formed in which magnetic fields each having a different orientation are induced. In this case, the number of these plane pairs determines the periodicity of the second receiving coil 16B of the receiving structure 16. In the illustrated embodiment, the two receive coils each have one of two periodicities. Furthermore, the first receiving coil 16A of the receiving structure 16 forms a sinusoidal channel providing the first measurement signal MS1. The second receiving coil 16B of the receiving structure 16 forms a cosine channel providing a second measurement signal MS2. In this case, the evaluation and control unit 18, which is configured as an ASIC module 18A, uses an arctangent function from the two measurement signals MS1, MS2 to determine the corresponding angular position of the coupling element 3 on the movement path BB. The current position is based on this angular position.

誘導式線形変位センサ装置1の図示されていない代替的な実施例においては、少なくとも1つの受信構造体16は、周期的に反復するループ構造を備えた少なくとも3つの受信コイルを有する。少なくとも3つの受信コイルは、多相システムを形成する。この場合、対応する評価・制御ユニット18は、好ましくはクラーク変換を用いて多相システムの信号の適当な位相変換を実施し、変換された2つの測定信号MS1,MS2から逆正接関数を用いて、対応する角度位置を特定する。 In an alternative embodiment, not shown, of the inductive linear displacement sensor device 1, the at least one receiving structure 16 has at least three receiving coils with a periodically repeating loop structure. At least three receive coils form a polyphase system. In this case, the corresponding evaluation and control unit 18 carries out a suitable phase transformation of the signals of the polyphase system, preferably using a Clark transformation, and extracts from the two transformed measurement signals MS1, MS2 using an arctangent function. , identify the corresponding angular position.

図1からさらに見て取れるように、ターゲットとも称することができる結合要素3,3A,3Bは、結合要素3Aがプリント回路基板12Aの表面まで第1の間隔AAを有する第1の位置と、結合要素3Bがプリント回路基板12Aの表面まで第2の間隔ABを有する第2の位置とにある。このことはつまり、空隙LSは、結合要素3Aの図示の第1の位置では第1の間隔AAに相当し、結合要素3Bの図示の第2の位置では第2の間隔ABに相当するということを意味する。受信コイル16A,16Bにおいて誘導される電圧の高さは、空隙LSに依存している。公知の線形変位センサ装置の場合、典型的には、一定の信号対雑音比を達成するために一定の空隙LSが選択される。結合要素3が移動経路Bに沿って非平行に案内されることにより、空隙LSが可変となり、このことは、誘導される電圧又は測定信号MS1,MS2の高さ又は振幅に影響を及ぼす。結合要素3が測定範囲全体にわたって移動経路Bに沿って移動することにより、図2の復調された測定信号MS1,MS2がもたらされる。図3の複素平面において、測定信号MS1,MS2は、開始位置SPと目標位置ZPとの間の結合要素3の位置に応じて図示のリサジュー図形に沿って移動するベクトルVA,VBを表す。この場合、ベクトル長さは、空隙LSによって影響を受ける。図3には例として、図1に示されている結合要素3,3A,3Bの2つの位置についてのベクトルVA,VBが示されている。目標位置ZPは、最小の空隙LSと、ひいては最大の信号振幅とを有する測定範囲の端部に相当する。同様に、開始位置SPは、最大の空隙LSと、最小の信号振幅とを有する測定範囲の端部に相当する。2つの周期性に起因して、電気的な位相角度a及びbから絶対位置を推定することはできない。なぜなら、測定範囲全体にわたってベクトルVA,VBが2回転するからである。可変の空隙LSによって引き起こされる変動するベクトル長さを追加的な情報として考慮するだけで、結合要素3の絶対位置に対する一義的な対応付けが可能となる。このことはつまり、評価・制御ユニット18が、移動経路BB上の結合要素3の現在の絶対位置を、特定された角度値と、誘導された少なくとも2つの測定信号MS1,MS2の変化する振幅に関する情報とに基づいて特定するということを意味する。結合要素3及び移動体の絶対角度位置又は絶対位置を特定するために、評価・制御ユニットは、誘導された測定信号MS1,MS2から形成される、又は、誘導された測定信号MS1,MS2から変換された信号から形成される、対応するベクトルVA,VBの長さ及び角度a,bを特定して、これらを評価する。 As can be further seen from FIG. 1, the coupling elements 3, 3A, 3B, which can also be referred to as targets, are arranged in a first position where the coupling element 3A has a first distance AA to the surface of the printed circuit board 12A and in a first position where the coupling element 3B has a first distance AA to the surface of the printed circuit board 12A. is at a second position having a second distance AB to the surface of printed circuit board 12A. This means that the air gap LS corresponds to a first spacing AA in the first illustrated position of the coupling element 3A and to a second spacing AB in the illustrated second position of the coupling element 3B. means. The height of the voltage induced in the receiving coils 16A, 16B depends on the air gap LS. For known linear displacement sensor devices, a constant air gap LS is typically selected to achieve a constant signal-to-noise ratio. Due to the non-parallel guiding of the coupling element 3 along the movement path B, the air gap LS is variable, which influences the induced voltage or the height or amplitude of the measurement signals MS1, MS2. The movement of the coupling element 3 along the movement path B over the entire measurement range results in the demodulated measurement signals MS1, MS2 of FIG. In the complex plane of FIG. 3, the measurement signals MS1, MS2 represent vectors VA, VB that move along the illustrated Lissajous diagram depending on the position of the coupling element 3 between the starting position SP and the target position ZP. In this case, the vector length is influenced by the air gap LS. FIG. 3 shows by way of example the vectors VA, VB for the two positions of the coupling elements 3, 3A, 3B shown in FIG. The target position ZP corresponds to the end of the measurement range with the smallest air gap LS and thus the largest signal amplitude. Similarly, the starting position SP corresponds to the end of the measurement range with the largest air gap LS and the smallest signal amplitude. Due to the periodicity of the two, it is not possible to estimate the absolute position from the electrical phase angles a and b. This is because the vectors VA and VB rotate twice over the entire measurement range. A unique mapping to the absolute position of the coupling element 3 is possible simply by considering the varying vector length caused by the variable air gap LS as additional information. This means that the evaluation and control unit 18 determines the current absolute position of the coupling element 3 on the movement path BB with respect to the determined angular value and the changing amplitude of the at least two induced measurement signals MS1, MS2. It means to identify based on information. In order to determine the absolute angular position or absolute position of the coupling element 3 and of the moving body, the evaluation and control unit generates or converts the derived measurement signals MS1, MS2 from the derived measurement signals MS1, MS2. The lengths and angles a, b of the corresponding vectors VA, VB formed from the obtained signals are identified and evaluated.

誘導式線形変位センサ装置1の図示の実施例においては、評価・制御ユニット18は、自動的な増幅制御を実施し、これにより、結合要素3の現在の絶対位置を特定する際に現在の増幅係数が考慮される。 In the illustrated embodiment of the inductive linear displacement sensor device 1, the evaluation and control unit 18 implements an automatic amplification control, whereby the current amplification is coefficients are taken into account.

図4からさらに見て取れるように、上述した誘導式線形変位センサ装置1によって実施可能である、移動体の位置を特定するための本発明に係る方法100の図示の実施例は、動作中、周期的な交番信号が少なくとも1つの励起構造体14に入力されるステップS100を含む。この場合、導電性の結合要素3が、移動体に接続され、少なくとも1つの励起構造体14と少なくとも1つの受信構造体16との間の誘導結合を形成する。ステップS110においては、少なくとも1つの受信構造体16を介して少なくとも2つの異なる測定信号MS1,MS2が誘導され、ステップS120において、少なくとも2つの周期性のうちのそれぞれ1つの周期性を有する近似的に三角関数的な信号として提供される。ステップS130においては、少なくとも2つの測定信号MS1,MS2と、少なくとも2つの測定信号MS1,MS2の振幅に対して変調されたさらなる情報とに基づいて、結合要素3及び移動体の絶対位置を表す現在の絶対角度位置が特定される。 As can further be seen from FIG. 4, the illustrated embodiment of the method 100 according to the invention for determining the position of a mobile body, which can be carried out by means of the above-described inductive linear displacement sensor device 1, periodically The method includes a step S100 in which an alternating signal is input to at least one excitation structure 14. In this case, an electrically conductive coupling element 3 is connected to the mobile body and forms an inductive coupling between the at least one excitation structure 14 and the at least one reception structure 16. In step S110, at least two different measurement signals MS1, MS2 are induced via the at least one receiving structure 16, and in step S120, approximately Provided as a trigonometric signal. In step S130, on the basis of the at least two measurement signals MS1, MS2 and further information modulated on the amplitudes of the at least two measurement signals MS1, MS2, a current The absolute angular position of is determined.

方法100の図示の実施例においては、ステップS130において、結合要素3及び移動体の絶対角度位置を特定するために、誘導された測定信号MS1,MS2から形成される、又は、誘導された測定信号MS1,MS2から変換された信号から形成されるベクトルVA,VBの長さ及び角度a,bが、特定及び評価される。 In the illustrated embodiment of the method 100, in step S130, the derived measurement signals MS1, MS2 are formed or derived from the derived measurement signals MS1, MS2 in order to determine the absolute angular position of the coupling element 3 and the mobile body. The lengths and angles a, b of the vectors VA, VB formed from the signals transformed from MS1, MS2 are determined and evaluated.

図1からさらに見て取れるように、ターゲットとも称することができる結合要素3,3A,3Bは、結合要素3Aがプリント回路基板12Aの表面まで第1の間隔AAを有する第1の位置と、結合要素3Bがプリント回路基板12Aの表面まで第2の間隔ABを有する第2の位置とにある。このことはつまり、空隙LSは、結合要素3Aの図示の第1の位置では第1の間隔AAに相当し、結合要素3Bの図示の第2の位置では第2の間隔ABに相当するということを意味する。受信コイル16A,16Bにおいて誘導される電圧の高さは、空隙LSに依存している。公知の線形変位センサ装置の場合、典型的には、一定の信号対雑音比を達成するために一定の空隙LSが選択される。結合要素3が移動経路Bに沿って非平行に案内されることにより、空隙LSが可変となり、このことは、誘導される電圧又は測定信号MS1,MS2の高さ又は振幅に影響を及ぼす。結合要素3が測定範囲全体にわたって移動経路Bに沿って移動することにより、図2の復調された測定信号MS1,MS2がもたらされる。図3の複素平面において、測定信号MS1,MS2は、開始位置SPと目標位置ZPとの間の結合要素3の位置に応じて図示のリサジュー図形に沿って移動するベクトルVA,VBを表す。この場合、ベクトル長さは、空隙LSによって影響を受ける。図3には例として、図1に示されている結合要素3,3A,3Bの2つの位置についてのベクトルVA,VBが示されている。目標位置ZPは、最小の空隙LSと、ひいては最大の信号振幅とを有する測定範囲の端部に相当する。同様に、開始位置SPは、最大の空隙LSと、最小の信号振幅とを有する測定範囲の端部に相当する。2つの周期性に起因して、電気的な位相角度a及びbから絶対位置を推定することはできない。なぜなら、測定範囲全体にわたってベクトルVA,VBが2回転するからである。可変の空隙LSによって引き起こされる変動するベクトル長さを追加的な情報として考慮するだけで、結合要素3の絶対位置に対する一義的な対応付けが可能となる。このことはつまり、評価・制御ユニット18が、移動経路BB上の結合要素3の現在の絶対位置を、特定された角度値と、誘導された少なくとも2つの測定信号MS1,MS2の変化する振幅に関する情報とに基づいて特定するということを意味する。結合要素3及び移動体の絶対角度位置又は絶対位置を特定するために、評価・制御ユニットは、誘導された測定信号MS1,MS2から形成される、又は、誘導された測定信号MS1,MS2から変換された信号から形成される、対応するベクトルVA,VBの長さ及び角度a,bを特定して、これらを評価する。 As can be further seen from FIG. 1, the coupling elements 3, 3A, 3B, which can also be referred to as targets, are arranged in a first position where the coupling element 3A has a first distance AA to the surface of the printed circuit board 12A and in a first position where the coupling element 3B has a first distance AA to the surface of the printed circuit board 12A. is at a second position having a second distance AB to the surface of printed circuit board 12A. This means that the air gap LS corresponds to a first spacing AA in the first illustrated position of the coupling element 3A and to a second spacing AB in the illustrated second position of the coupling element 3B. means. The height of the voltage induced in the receiving coils 16A, 16B depends on the air gap LS. For known linear displacement sensor devices, a constant air gap LS is typically selected to achieve a constant signal-to-noise ratio. Due to the non-parallel guiding of the coupling element 3 along the movement path B B , the air gap LS is variable, which influences the induced voltage or the height or amplitude of the measurement signals MS1, MS2. The movement of the coupling element 3 along the movement path B B over the entire measurement range results in the demodulated measurement signals MS1, MS2 of FIG. In the complex plane of FIG. 3, the measurement signals MS1, MS2 represent vectors VA, VB that move along the illustrated Lissajous diagram depending on the position of the coupling element 3 between the starting position SP and the target position ZP. In this case, the vector length is influenced by the air gap LS. FIG. 3 shows by way of example the vectors VA, VB for the two positions of the coupling elements 3, 3A, 3B shown in FIG. The target position ZP corresponds to the end of the measurement range with the smallest air gap LS and thus the largest signal amplitude. Similarly, the starting position SP corresponds to the end of the measurement range with the largest air gap LS and the smallest signal amplitude. Due to the periodicity of the two, it is not possible to estimate the absolute position from the electrical phase angles a and b. This is because the vectors VA and VB rotate twice over the entire measurement range. A unique mapping to the absolute position of the coupling element 3 is possible simply by considering the varying vector length caused by the variable air gap LS as additional information. This means that the evaluation and control unit 18 determines the current absolute position of the coupling element 3 on the movement path BB with respect to the determined angular value and the changing amplitude of the at least two induced measurement signals MS1, MS2. This means identifying based on information. In order to determine the absolute angular position or absolute position of the coupling element 3 and the moving body, the evaluation and control unit generates or converts the derived measurement signals MS1, MS2 from the derived measurement signals MS1, MS2. The lengths and angles a, b of the corresponding vectors VA, VB formed from the obtained signals are identified and evaluated.

Claims (9)

移動体の位置を特定するための誘導式線形変位センサ装置(1)であって、前記移動体に配置された導電性の結合要素(3)と、少なくとも1つの励起構造体(14)及び少なくとも1つの受信構造体(16)を有する少なくとも1つの回路支持体(12)が含まれる少なくとも1つの測定値検出装置(10)とを備える誘導式線形変位センサ装置(1)において、
前記少なくとも1つの励起構造体(14)は、少なくとも1つの発振器回路に結合されており、前記少なくとも1つの発振器回路は、動作中、周期的な交番信号を前記少なくとも1つの励起構造体(14)に入力し、
前記結合要素(3)は、前記少なくとも1つの励起構造体(14)と前記少なくとも1つの受信構造体(16)との間の誘導結合に影響を及ぼし、
前記結合要素(3)と前記少なくとも1つの受信構造体(16)との間の空隙(LS)が、前記結合要素(3)の移動経路(BB)に沿って開始位置(SP)と目標位置(ZP)との間で変化し、少なくとも2つの誘導された測定信号(MS1,MS2)の振幅変化を引き起こし、
少なくとも1つの評価・制御ユニット(18)が、
前記少なくとも1つの受信構造体(16)において誘導された少なくとも2つの測定信号(MS1,MS2)を評価し、
前記誘導された少なくとも2つの測定信号(MS1,MS2)の振幅を、前記導電性の結合要素(3)の前記移動経路(BB)にわたって変調するさらなる情報を考慮して、前記結合要素(3)及び前記移動体の現在の位置を表す現在の絶対角度位置を特定する
ように構成されている、
誘導式線形変位センサ装置(1)。
An inductive linear displacement sensor device (1) for determining the position of a moving body, comprising an electrically conductive coupling element (3) arranged on said moving body, at least one excitation structure (14) and at least one In an inductive linear displacement sensor device (1) comprising at least one measurement value detection device (10) comprising at least one circuit carrier (12) with one receiving structure (16),
The at least one excitation structure (14) is coupled to at least one oscillator circuit, the at least one oscillator circuit transmitting a periodic alternating signal to the at least one excitation structure (14) during operation. and enter
said coupling element (3) effects an inductive coupling between said at least one excitation structure (14) and said at least one reception structure (16);
An air gap (LS) between the coupling element (3) and the at least one receiving structure (16) provides a starting position (SP) and a target position along the movement path (BB) of the coupling element (3). (ZP) causing an amplitude change of at least two induced measurement signals (MS1, MS2);
At least one evaluation and control unit (18)
evaluating at least two measurement signals (MS1, MS2) induced in said at least one receiving structure (16);
modulating the amplitude of the at least two induced measurement signals (MS1, MS2) over the travel path (BB) of the electrically conductive coupling element (3), taking into account further information on the coupling element (3); and configured to identify a current absolute angular position representing the current position of the mobile object.
Inductive linear displacement sensor device (1).
前記少なくとも1つの受信構造体(16)は、少なくとも2つの受信コイル(16A,16B)を有する、
請求項1に記載の誘導式線形変位センサ装置(1)。
the at least one receiving structure (16) having at least two receiving coils (16A, 16B);
Inductive linear displacement sensor device (1) according to claim 1.
前記少なくとも2つの受信コイル(16A,16B)は、それぞれ1つの周期的に反復するループ構造(16.1A,16.1B,16.2A,16.2B)を有し、
前記ループ構造(16.1A,16.1B,16.2A,16.2B)の幾何形状は、前記誘導された少なくとも2つの測定信号(MS1,MS2)が近似的に三角関数的な信号として生じるように構成されている、
請求項2に記載の誘導式線形変位センサ装置(1)。
the at least two receiving coils (16A, 16B) each have one periodically repeating loop structure (16.1A, 16.1B, 16.2A, 16.2B);
The geometry of the loop structure (16.1A, 16.1B, 16.2A, 16.2B) is such that the at least two induced measurement signals (MS1, MS2) occur as approximately trigonometric signals. It is configured as follows.
Inductive linear displacement sensor device (1) according to claim 2.
前記少なくとも1つの受信構造体(16)は、2つの受信コイル(16A,16B)を有し、前記2つの受信コイル(16A,16B)は、少なくとも2つの周期性のうちのそれぞれ1つの周期性を有し、
第1の受信コイル(16A)は、正弦チャネルを形成し、第2の受信コイル(16B)は、余弦チャネルを形成し、
前記少なくとも1つの評価・制御ユニット(18)は、前記正弦チャネルの第1の測定信号(MS1)と前記余弦チャネルの第2の測定信号(MS2)とから逆正接関数によって対応する角度値を特定するように構成されており、前記移動経路(BB)上の前記結合要素(3)の現在の位置は、前記角度値に基づいている、
請求項3に記載の誘導式線形変位センサ装置(1)。
The at least one receiving structure (16) has two receiving coils (16A, 16B), each of the two receiving coils (16A, 16B) having a periodicity of at least two periodicities. has
The first receiver coil (16A) forms a sine channel, the second receiver coil (16B) forms a cosine channel,
The at least one evaluation and control unit (18) determines a corresponding angle value from the first measurement signal (MS1) of the sine channel and the second measurement signal (MS2) of the cosine channel by an arctangent function. the current position of the coupling element (3) on the movement path (BB) is based on the angle value;
Inductive linear displacement sensor device (1) according to claim 3.
前記少なくとも1つの受信構造体(16)は、少なくとも3つの受信コイルを有し、前記少なくとも3つの受信コイルは、少なくとも2つの周期性のうちのそれぞれ1つの周期性を有し、かつ、多相システムを形成し、
前記少なくとも1つの評価・制御ユニット(18)は、前記多相システムの測定信号の適当な位相変換を実施し、逆正接関数を用いて対応する角度値を特定するように構成されており、前記移動経路(BB)上の前記結合要素(3)の現在の位置は、前記角度値に基づいている、
請求項3に記載の誘導式線形変位センサ装置(1)。
The at least one receiving structure (16) has at least three receiving coils, each of the at least three receiving coils having a periodicity of at least two of the periodicities and having a polyphasic form a system,
The at least one evaluation and control unit (18) is configured to carry out a suitable phase transformation of the measurement signal of the polyphase system and to determine the corresponding angle value using an arctangent function, the current position of said coupling element (3) on the movement path (BB) is based on said angle value;
Inductive linear displacement sensor device (1) according to claim 3.
前記少なくとも1つの評価・制御ユニット(18)は、前記移動経路(BB)上の前記結合要素(3)の現在の絶対位置を、特定された前記角度値と、前記誘導された少なくとも2つの測定信号(MS1,MS2)の変化する振幅に関する情報とに基づいて特定するようにさらに構成されている、
請求項4又は5に記載の誘導式線形変位センサ装置(1)。
The at least one evaluation and control unit (18) determines the current absolute position of the coupling element (3) on the movement path (BB) by the determined angular value and by the derived at least two measurements. and information regarding changing amplitudes of the signals (MS1, MS2).
Inductive linear displacement sensor device (1) according to claim 4 or 5.
前記評価・制御ユニット(18)は、自動的な増幅制御において、前記結合要素(3)の現在の絶対位置を特定する際に現在の増幅係数を考慮するようにさらに構成されている、
請求項4乃至6のいずれか一項に記載の誘導式線形変位センサ装置(1)。
The evaluation and control unit (18) is further configured to take into account the current amplification factor when determining the current absolute position of the coupling element (3) in automatic amplification control.
Inductive linear displacement sensor device (1) according to any one of claims 4 to 6.
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の誘導式線形変位センサ装置(1)によって実施可能である、移動体の位置を特定するための方法(100)であって、
動作中、周期的な交番信号が少なくとも1つの励起構造体(14)に入力され、
導電性の結合要素(3)が、前記移動体に接続され、前記少なくとも1つの励起構造体(14)と少なくとも1つの受信構造体(16)との間の誘導結合を形成し、
前記少なくとも1つの受信構造体(16)を介して少なくとも2つの異なる測定信号(MS1,MS2)が誘導され、少なくとも2つの周期性のうちのそれぞれ1つの周期性を有する近似的に三角関数的な信号として提供され、
前記少なくとも2つの測定信号(MS1,MS2)と、前記少なくとも2つの測定信号(MS1,MS2)の振幅に対して変調されたさらなる情報とに基づいて、前記結合要素(3)及び前記移動体の絶対位置を表す現在の絶対角度位置が特定される、
方法(100)。
A method (100) for determining the position of a mobile body, implementable by an inductive linear displacement sensor device (1) according to any one of claims 1 to 7, comprising:
In operation, a periodic alternating signal is input to the at least one excitation structure (14);
an electrically conductive coupling element (3) is connected to the mobile body and forms an inductive coupling between the at least one excitation structure (14) and the at least one reception structure (16);
At least two different measurement signals (MS1, MS2) are induced via said at least one receiving structure (16), approximately trigonometric, each having a periodicity of one of at least two periodicities. provided as a signal,
Based on the at least two measurement signals (MS1, MS2) and further information modulated on the amplitude of the at least two measurement signals (MS1, MS2), the coupling element (3) and the a current absolute angular position representing the absolute position is determined;
Method (100).
前記結合要素(3)及び前記移動体の絶対角度位置を特定するために、前記誘導された測定信号(MS1,MS2)から形成される、又は、前記誘導された測定信号(MS1,MS2)から変換された信号から形成されるベクトル(VA,VB)の長さ及び角度(a,b)が、特定及び評価される、
請求項8に記載の方法(100)。
is formed from the derived measurement signals (MS1, MS2) or from the derived measurement signals (MS1, MS2) in order to determine the absolute angular position of the coupling element (3) and of the mobile body. The length and angle (a, b) of the vector (VA, VB) formed from the transformed signal are identified and evaluated;
The method (100) of claim 8.
JP2023136297A 2022-08-25 2023-08-24 Inductive linear displacement sensor device and method for determining the position of a moving object Pending JP2024031954A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022208798.4A DE102022208798A1 (en) 2022-08-25 2022-08-25 Inductive linear displacement sensor arrangement and method for determining a position of a movable body
DE102022208798.4 2022-08-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024031954A true JP2024031954A (en) 2024-03-07

Family

ID=89905439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023136297A Pending JP2024031954A (en) 2022-08-25 2023-08-24 Inductive linear displacement sensor device and method for determining the position of a moving object

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2024031954A (en)
CN (1) CN117629043A (en)
DE (1) DE102022208798A1 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE360805T1 (en) 2003-11-29 2007-05-15 Tt Electronics Technology Ltd INDUCTIVE POSITION MEASURING DEVICE AND METHOD
DE102015206500A1 (en) 2014-05-09 2015-11-12 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Inductive displacement sensor and piston-cylinder arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022208798A1 (en) 2024-03-07
CN117629043A (en) 2024-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10036656B2 (en) Position detecting system based on inductive sensing
US6002250A (en) Electronic linear scale using a self-contained, low-power inductive position transducer
JP3804971B2 (en) Position encoder
US6259249B1 (en) Induction-type position measuring apparatus
EP1902277B1 (en) Linear and rotational inductive position sensor
CN110657826B (en) Scale structure for inductive position encoder
US11293744B2 (en) Method for increasing the position measurement accuracy using inductive position sensor
US6646434B2 (en) Magnetic encoder
CN112444191B (en) Inductive angle sensor
JP2019506613A (en) Rotation angle sensor
US11662225B2 (en) Inductive sensor device for determining a longitudinal position of a moveable object along a sensitive axis of the sensor device and method for operating a sensor device of this kind
JP2002340611A (en) Non-contact linear position sensor for motion control application
US8736255B2 (en) Sensor arrangement and method for determining the position and/or change in position of a measurement object
US20170074682A1 (en) Position measuring apparatus and method for operating the position measuring apparatus
CN112585428A (en) Inductive sensor device with cross-coupled tracks
JP2024031954A (en) Inductive linear displacement sensor device and method for determining the position of a moving object
CN110546465B (en) Device for determining the angle of a rotating component
JP2018524587A (en) Method and apparatus for detecting an object
JP3749955B2 (en) Inductive two-dimensional position detector
EP4053509A1 (en) Target and receiver for an inductive sensor
JP7294902B2 (en) electromagnetic induction encoder
US6469501B1 (en) Conductive system for measuring the linear and angular positions of one object relative to another
US11248935B2 (en) Position sensor with varying output slope
JP2005077150A (en) Induction type position detector
JP2021096160A (en) Scale and encoder

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230925

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231003