JPH03504158A

JPH03504158A - 回転角度を測定するための測定装置

Info

Publication number: JPH03504158A
Application number: JP1504059A
Authority: JP
Inventors: ツイーアー，ペーター; クラーマー，クラウス
Original assignee: ローベルトボツシユゲゼルシヤフトミツトベシユレンクテルハフツング
Priority date: 1988-05-04
Filing date: 1989-04-14
Publication date: 1991-09-12
Also published as: DE3815074C2; KR900700848A; ES2014077A6; DE3815074A1; EP0414699A1; WO1989011077A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】回転角度を測定するための測定装置背景技術本発明は、請求項１の上位概念に記載した形式の、回転角度を測定するための測定装置に関する。このような公知の測定装置では、軸の回転が、相対運動を行う２つのディスクによって測定される。この場合、各ディスクには、スリットがそれぞれ導電性の範囲として形成されている。さらに、各ディスクの端面におけるスリットのこの範囲には、高周波数の交流を流されるコイルが配置されている。

このような構成の２つのディスクが相対的に運動すると、ディスクの非導電性の面積つまりスリットの開口面積が変化して、その結果、コイルを流れる電流の減衰量が変化する。しかし、この公知測定装置には、各ディスクの軸が互いに正確にセンタリングされねばならない、といった欠点がある。それにより、場合によっては軸方向の遊びが測定ミスを引起こしてしまう。

発明の利点請求項１に記載された特徴を備えた本発明による測定装置の利点は、上記公知の測定装置に比べて小型に構成されていると、といった点にある。また、本発明による測定装置の半径方向の遊びと軸方向の遊びとはによる測定装置の半径方向の遊びと軸方向の遊びとは、充分に補償される。さらに、測定信号の分解度が極めて大きく、比較的大きな測定可能角度範囲内での測定信号の直線性が著しく良い。さらにまた、本発明による測定装置に設けられたコイルは、エツチング技術的又は厚膜技術的に予め製作されて、スリーブの内壁に接着される。これにより、コイルと導電体との間隔が最小限に狭められるので、測定感度が高められる。

このような構成の測定装置においては、特に小型の構成にもかかわらず、比較的大きな角度範囲が測定されるようになっている。また、導電体が測定コイルの軸線に対して垂直に運動するので、特に良好な測定結果が得られる。

請求項１に記載の測定装置は、請求項２以下に記載の手段によって有利に構成される。

図面本発明の測定装置の実施例は、図面及び以下の記載において詳しく説明されている。第１図はコイルを取付けられたスリーブの斜視図、第２図は導電体の斜視図である。

実施例の説明第１図では、非導電性材料から成るスリーブ形状の支持体が、符号ＩＯによって示されており、この支持体１０の内壁には４つのコイル１１．＋２．１３．１４が配置されている。そして、これら４つのコイルのうちでそれぞれ２つのコイル１１．１３又は１２，１４が、直径方向に向かい合って配置されている。測定装置の測定角度はこれらコイル１１〜１４の大きさによって規定される。また、コイル１１−１４は蛇行部形状に配置されていてもよいが、方形に配置されていてもよい。有利には、コイル１１〜１４は平行コイルとして形成されており、かつフィルム状に支持体１０の内壁に接着されている。さらに、コイル１１−１４は、適当な形状のフレキシブルなフィルムに公知のエツチング技術又は厚膜技術によって取付けられていてもよい。しかしまた、支持フィルムが支持体ｌＯの外壁に取付けられていてもよい。また、コイルはワイヤを巻かれていてもよい。

第２図には、鏡像対称的は導電体２０が示されている。そして、導電性材料から成る２つの範囲２１，２２がこの導電体２０に設けられている。これらの範囲２１．２２は上記コイルＩｔ、１２又は１３．１４に向かっており、かつ支持体ｌＯの半径に相応した半径を有している。さらに、上記２つの範囲２１．２２の間には非導電性の範囲２３．２４が設けられている。

これらの範囲２３．２４は切欠き又は切欠きから生じるエアギャップとして形成されていてもよいが、非導電性材料の表面によって形成されていてもよい。ところで、上記の各範囲２１．２２の角度範囲は各コイル１１〜１４の角度範囲よりも大きい。従って、各範囲２１．２２が常に２つのコイルを少なくとも部分的に覆うこととなる。このような構成の導電体２０は全体的に導電性材料から製作されていてもよいが、範囲２１．２２の、コイル１１−１４に向いた表面だけを導電性材料から成る層によって被覆されていてもよい。

この導電体２０は、回転運動を検出されるべき構成部材（図示せず）と接続されている。

本発明による測定装置は、誘導的測定原理又は渦電流的測定原理に基づいて作動する。そして、渦電流的測定原理に基づく場合には、コイル１１〜１４が高周波数の交流を流される。さらに、回転角度を測定するために、導電体２０が支持体ＩＯ内で回転させられる。この場合にコイル１１−１４の所に発生した交番磁界が、導電体２０の金属表面に渦電流を生ぜしめる。

また、磁界によって作用を及ぼされる導電体２０の表面積が増大するにつれて、渦電流がより多く生ぜしめられるようになる。このように生じる渦電流の強さは、導電体２０特に導電体２０の表面の製作に使用される材料の種類と、コイル１１−１４と導電体２０の表面との間隔の大きさとによって規定される。さて、発生した渦電流によってコイル交流抵抗が小さくされ、それによってコイル１１− １４にかけられる電圧が下げもれる。また、導電体２０が回転運動を行うと、各コイルＩＩ〜１４に対向した、導電体２０の範囲２１．２２の表面積がそれぞれ変化する。この場合、相前後して位置する２対のコイル１１．１２又は１３，１４では、一方の対のコイルに向いた導電体２０の表面積の増大量が、他方の対のコイルに向いた導電体２０の表面積の減少量と等しくなっている。さらに、導電体２０が鏡像対称的に形成されているので、渦電流抵抗の変化が、互いに対向する２つのコイル１１．１３又は１２．１４間にも作用を及ぼす。即ち、直径方向に対向するこのような２つのコイル１１．１３又は１２．１４は、各磁力方向を同方向に、つまり各磁力方向をセンサ軸線から離れる方向に又は各磁力方向をセンサ軸線へ近づく方向に制御される。これに対して、相前後して支持体１０に支持された２つのコイル１１．１２又は１３．１４は、各磁力方向を逆方向に制御される。また、測定ミスが生じないようにするためには、互いに対向する２つのコイルＩｆ、１３又は１２．１４の電圧を加算し、次いでその合計を整流し、最後に相前後して位置する２つのコイル１１．１２又は１３．１４の電圧を減算する。さらに、例えば組立て時に、支持体ｌＯの軸線と導電体２０の軸線とが正確に重ならない場合には、測定装置にわずかな半径方向の遊びが生じてしまう。しかし、導電体２０もコイル１１〜１４も軸対称的に構成されているので、一方の側に生じた電圧の増大は、他方の側に生じた電圧の減少によって補償される。また、各コイル１１−１４の幅が導電体２０の幅よりも大きくなっているか又は小さくなっているかしているので、組立て時に生じる軸方向の遊びも補償される。

この場合には、直径方向に対向して生じる測定ミスも補償される。

当然ながら、４つのコイルの代わりに４つよりも多くのコイルを使用することができる。これによって、小さな測定角度が規定されるのである。また、導電体は約３６０°の回転運動を行うことができる。しかし、実際の測定範囲はコイルの長さによって制限されており、コイルの個数に応じて同じ範囲が何回も繰返して測定される。

ＦＩＧ、　Ｉ　　　　　　　　ＦＩＯ，２国際調査報告国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．非導電性材料から成る支持体（１０）に取付けられたセンサコイル（１１，１２，１３，１４）によって回転角度を無接触式に測定するための測定装置であって、コイル（１１，１２，１３，１４）の減衰量が、導電体（２０）の、コイル（１１，１２，１３，１４）に対応配置されて導電性材料から成る範囲（２１，２２）の大きさの相対的な変化によって変化させられる形式のものにおいて、コイル（１１，１２，１３，１４）が中空シリンダ形状の支持体（１０）に取付けられており、導電体（２０）がこの支持体（１０）内に配置されて支持体（１０）に対して相対的に運動するようになっていることを特徴とする、回転角度を測定するための測定装置。
２．直径方向に対向する２つのコイル（１１，１３又は１２，１４）が支持体（１０）に取付けらている、請求項１記載の測定装置。
３．４つのコイル（１１，１２，１３，１４）が支持体（１０）に取付けられており、これら４つのコイルのうちで互いに対向するコイル（１２，１４）が各磁力方向を同方向に制御されており、これら４つのコイルのうちで回転方向に相前後して位置するコイルが各磁力方向を逆方向に制御されており、導電体（２０）の運動時に、まず一方の２つのコイルが強く減衰され、次に他方の２つのコイルが弱く減衰される、請求項１又は２記載の測定装置。
４．導電体（２０）が、支持体（１０）の曲率に相応してそれぞれ湾曲して互いに対向した、導電性材料から成る範囲（２１，２２）を有しており、かつこれらの範囲（２１，２２）よりも導電性の小さな範囲（２３，２４）をこれらの範囲（２１，２２）の間に有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の測定装置。
５．上記４つのコイル（１１，１２，１３，１４）の測定電圧が整流されて、相前後して位置するコイルの測定電圧が減算される、請求項１から４までのいずれか１項記載の測定装置。
６．コイル（１１，１２，１３，１４）が支持フイルム上に配置にされており、支持フィルムが支持体（１０）の内側又は外側に取付けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の測定装置。
７．コイル（１１，１２，１３，１４）がエッチング技術によって支持フィルムに取付けられている、請求項６記載の測定装置。
８．コイル（１１，１２，１３，１４）が厚膜技術によって支持フィルムに取付けられている、請求項６記載の測定装置。