KR20180040144A - 측정 변수를 측정하기 위한 디바이스 - Google Patents

측정 변수를 측정하기 위한 디바이스 Download PDF

Info

Publication number
KR20180040144A
KR20180040144A KR1020187003940A KR20187003940A KR20180040144A KR 20180040144 A KR20180040144 A KR 20180040144A KR 1020187003940 A KR1020187003940 A KR 1020187003940A KR 20187003940 A KR20187003940 A KR 20187003940A KR 20180040144 A KR20180040144 A KR 20180040144A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inductor
measurement
measuring
circuit
frequency
Prior art date
Application number
KR1020187003940A
Other languages
English (en)
Inventor
하인리히 아커
Original Assignee
콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
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 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 filed Critical 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
Publication of KR20180040144A publication Critical patent/KR20180040144A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING 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
    • G01D5/00—Mechanical 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
    • G01D5/12—Mechanical 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
    • G01D5/14—Mechanical 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
    • G01D5/20—Mechanical 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
    • G01D5/2006—Mechanical 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 self-induction of one or more coils
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING 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
    • G01D5/00—Mechanical 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
    • G01D5/12—Mechanical 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
    • G01D5/14—Mechanical 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
    • G01D5/20—Mechanical 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
    • G01D5/204—Mechanical 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING 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
    • G01D5/00—Mechanical 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
    • G01D5/12—Mechanical 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
    • G01D5/243—Mechanical 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 phase or frequency of ac
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

본 발명은 측정가능한 양을 측정하기 위한 디바이스에 관한 것이고, 여기서, 제 1 인덕터 (LT) 는 병렬 진동 회로 (P) 를 형성하기 위해 커패시터 (CT) 에 의해 보충되고, 제 1 인덕터 (LT) 는 측정 인덕터 (LS) 와 커플링된다.

Description

측정 변수를 측정하기 위한 디바이스
본 발명은 측정가능한 양을 측정하기 위한 디바이스에 관한 것이다. 특히, 상기 디바이스는 유도성 센서일 수도 있다.
유도성 센서는 통상적으로, 측정가능한 양으로 인한 하나 이상의 유도성 컴포넌트들의 시스템의 하나 이상의 특성 값들의 변동에 기초한다. 이러한 타입의 유도성 컴포넌트들은 실례로 코일, 권선 (winding) 또는 인덕터를 포함할 수도 있다.
다음과 같은 것들이 특성 값들로서 특히 고려된다:
- 자기-인덕턴스 L, 또한 간략히 인덕턴스라고 불림,
- 권선 및 다른 손실에 기여하는 것들의 옴 저항으로 이루어지는 손실 저항 R,
- 허수부 j 와 각 주파수 ω 를 갖는 복소 임피던스 Z　=　jωL　+　R,
- 손실각 δ　=　arctan(Re{Z}/Im{Z}),
- 그리고 또한, 특히 수개의 컴포넌트들 사이의 자기적 커플링 (coupling) 의 경우에, 상호 인덕턴스 M. 상호 인덕턴스 M 은, 다른 것들 중에서도, 다른 도체에서의 알려진 전류에 대한 응답으로서 하나의 도체에서 유도된 전압으로서 간접적으로 측정될 수 있다.
특성 값들의 변동을 초래하는 측정가능한 양들은, 다른 것들 중에서도, 포지션 (position) 또는 길이, 각도, 힘, 압력 또는 토크일 수도 있다. 응용으로서, 자동차의 브레이크 페달에 대한 포지션 센서가 예시적으로 언급될 수도 있다.
유도성 센서들에 대해, 특성 값들의 전기적 측정을 취하기 위해, 특히 당해 기술분야의 종래 기술에서, 회로 엔지니어링의 면에서 2 가지 주요 접근법들이 존재한다:
하나의 접근법은 공진 시스템이다. 가변적 특성 값, 보통 인덕턴스 L 을 갖는 유도성 센서는 발진기 (oscillator) 의 주파수-결정 네트워크의 일부이다. 발진기는 항상 그것의 고유 주파수에서 진동하고, 그 고유 주파수의 가장 중요한 영향 인자는 L 이다. L 의 측정은, 예를 들어 발진기의 진동의 주기들 또는 제로 크로싱들 (zero crossings) 을 카운트함으로써 쉽게 취해질 수 있는 주파수 측정으로 결과적으로 감소되었다.
다른 접근법은 락-인 증폭기 (lock-in amplifier) (또한 위상-감지 정류기, 동기식 복조기 또는 캐리어-주파수 증폭기) 이다. 유도성 센서는 고정된 주파수를 갖는 자극 (stimulus) (전류 또는 전압) 을 수신한다. 신호-프로세싱 회로는 임피던스에 기초하여 각각의 다른 전기적 양 (전압 또는 전류) 을 측정한다. 신호의 프로세싱은 자극의 주파수 주위에서의 이 양의 협대역 필터링, 그리고 후속하여 특성 값을 결정하는 것의 목적을 위한 자극의 지수의 공식화 및 복소 진폭의 결정에 대응한다. 이들 기능들은 선택적으로 아날로그 일렉트로닉스로 또는 주로 디지털 신호 프로세싱 및 소프트웨어로 실현될 수 있다.
양 접근법들은 다양한 불리한 점들을 갖는다.
공진 시스템은, 발진기 당 오직 하나의 진동만이 가능하기 때문에, 유도성 시스템의 레이아웃과 관련하여 제한들을 갖는다. 수개의 신호들은 오직 수개의 독립적인 발진기들 및 유도성 시스템들로만 획득될 수 있고, 그 결과로서, 비율척도적 또는 차분적 측정을 갖는 센서들에 대한 노력은 뚜렷하게 증가된다. 또한, 유도성 시스템은 항상 주파수 종속성들을 보인다 - 즉, 그것은 하나의 주파수에 대해서 최적으로 설계될 수 있을 뿐이다; 발진기의 주파수 범위는 항상 절충안이다. 진동 주파수의 변경을 통해, 실례로, 측정가능한 양에 대한 민감도에 추가하여, 인덕턴스 L 이 추가적으로 주파수-종속적 양에 의해 영향을 받기 때문에, 교차-민감도들은 측정의 결과를 왜곡시킬 수도 있다. 마지막으로, 주파수 측정에 대한 최대 및 최소 카운팅 결과 사이의 차이는, 측정 정확도 및 분해능 (resolution) 에 대한 각각의 요건들이 달성되도록, 최소 값을 초과하여야 한다. 주파수에 의존하여, 최소 측정-시간이 이를 위해 요구되고, 이는 특정 상황들 하에서 간단하게 이용가능하지 않다.
락-인 증폭기는, 다른 한편으로는, 일정한 주파수에서 동작하고, 그 뿐만 아니라, 이 주파수에서 자극을 필요로 한다. 이들 가해진 진동들의 주파수는 자유롭게 선택될 수 있지만, 유도성 시스템의 주파수 종속성 때문에, 이것은 공진에서의 동작에 대한 - 즉, 고유 주파수에서의 진동들과의, 모순에 기여한다. 따라서, 공진의 다음과 같은 이점들이 이용될 수 없다. 공진기로서 동작되는 유도성 시스템은, 그것의 고유 주파수에서, 측정을 용이하게 하는 특별히 높은 진폭을 달성하는 것이 가능하다는 점에서, 이미 필터를 구성한다. 이 주파수로부터 뚜렷하게 벗어난 주파수를 갖는 간섭들은 필터 작용에 의해 억제된다. 또한, 공진에서, 진동을 유지하기 위한 유도성 시스템의 전력 요건은, 모든 다른 파라미터들이 동일하게 유지되는 경우에, 가장 낮다. 자극의 주어진 전력에서, 특히 높은 진폭이 결과적으로 가능하다. 물론, 이들 2 가지 이점들은, 하나의 경우에 측정의 관점으로부터, 그리고 다른 경우에 자극의 관점으로부터, 동일한 상태의 일들을 나타낸다.
따라서, 본 발명의 목적은, 특히, 종래 기술에 비해 향상된, 측정가능한 양을 측정하기 위한 대안적인 디바이스를 이용가능하게 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이것은 청구항 제 1 항에서 청구된 바와 같은 디바이스에 의해 달성된다. 유리한 구성들은 실례로 종속 청구항들로부터 얻을 수 있다. 청구항들의 내용은 분명한 참조에 의해 설명의 내용을 이룬다.
본 발명은 측정가능한 양을 측정하기 위한 디바이스에 관한 것이다. 디바이스는 제 1 인덕터를 갖는다. 그것은 측정가능한 양을 감지하도록 설계되고 제 1 인덕터와 커플링되는 측정 인덕터를 갖는다. 그것은 추가적으로, 병렬 진동 회로 (parallel oscillating circuit) 를 형성하기 위해 제 1 인덕터까지 접속되는 커패시터를 갖는다.
디바이스는 여기 주파수로 진동하도록 병렬 진동 회로를 여기 (excite) 하도록 설계된 여기 회로를 갖는다. 또한, 그것은 측정가능한 양을 나타내는 값을 측정하는 목적을 위해 적어도 측정 인덕터에 접속되는 측정 회로를 갖는다.
본 발명에 따른 디바이스에 의해, 진동 회로에서의 측정가능한 인덕턴스가 측정될 수 있다. 이것은, 진동 회로가 스스로 진동하고, 원칙적으로, 오직 손실된 에너지가 추적되기 때문에, 에너지를 절약한다. 이에 따라, 강제된 진동이 발생한다. 이것은 공진의 이점들의 이용을 허용하고, 상기 고려된 공진 시스템의 제한들로부터 자유롭다.
여기 회로 및/또는 측정 회로는, 실례로, 전자적 또는 전기적 컴포넌트들로서, 마이크로프로세서들, 마이크로제어기들로서, 애플리케이션-특정적 집적 회로들로서 또는 몇몇 다른 방식으로 구현될 수도 있다.
특히, 다음과 같은 것들이 측정가능한 양을 나타내는 값으로서 고려사항으로 들어간다:
- 자기-인덕턴스 L, 또한 간략히 인덕턴스라고 불림,
- 권선 및 다른 손실에 기여하는 것들의 옴 저항으로 이루어지는 손실 저항 R,
- 허수부 j 와 각 주파수 ω 를 갖는 복소 임피던스 Z　=　jωL　+　R,
- 손실각 δ　=　arctan(Re{Z}/Im{Z}),
- 그리고 또한, 특히 수개의 컴포넌트들 사이의 자기적 커플링의 경우에, 상호 인덕턴스 M. 상호 인덕턴스 M 은, 다른 것들 중에서도, 다른 도체에서의 알려진 전류에 대한 반응으로서 하나의 도체에서 유도된 전압으로서 간접적으로 측정될 수 있다.
측정가능한 양은 통상적으로 측정가능한 양을 나타내는 값으로부터 추론될 수 있다; 실례로, 측정가능한 양은 계산되거나 테이블에서 찾아질 수 있다.
선호되는 버전에 따르면, 본 발명은, 여기 주파수가, 병렬 진동 회로의 공진 주파수로부터, 최대 25%, 바람직하게는 최대 20%, 특히 바람직하게는 최대 15%, 더욱 더 바람직하게는 최대 10% 만큼 상이한 것을 제공한다. 그리하여 유리한 여기가 달성된다. 공진 주파수에서의 동작은 통상적으로 의도되지 않지만, 보통 제한하는 경우로서 허용될 수 있다.
여기 주파수는 바람직하게는 조정가능하다. 특히, 가변 주파수를 갖는 엘리먼트에 의해 제어될 수 있다. 이러한 엘리먼트는, 실례로, 제어가능한 발진기일 수도 있다. 여기 주파수는, 실례로, 소프트웨어에 의해 또한 조정가능할 수도 있다. 이것은 여기 주파수의 또는 자극의 변조를 허용한다. 대안적으로, 여기 주파수는 또한 고정되도록 미리결정되었을 수도 있다.
여기 회로는 우선적으로 측정 회로에 여기 주파수를 공급하도록 설계될 수도 있다. 그리하여, 여기 주파수는 소망된 신호의 더 양호한 재구성의 목적을 위해 측정 회로에서 사용될 수 있다.
측정 회로는, 특히, 락-인 증폭기의 형태를 취할 수도 있다. 후자는 또한, 위상-감지 정류기, 동기식 복조기 또는 캐리어-주파수 증폭기로서 지정될 수도 있고, 본원에 관련된 용도에 대해 유리한 것으로 증명되었다.
제 1 인덕터, 측정 인덕터 및/또는 커패시터는 바람직하게는, 1% 와 10% 사이의, 바람직하게는 1% 의, 또는 1% 미만의, 각각의 공차 (tolerance) 를 갖는 컴포넌트들이다. 공차는 통상적으로 공칭 값 (nominal value) 으로부터, 설계 사양으로 인해, 최대의 편차 (deviation) 를 미리결정한다. 대응하여 본 경우에서의 낮은 공차들은, 낮은 공차의 경우에 병렬 진동 회로의 공진 주파수의 최대 편차가 또한 대응하여 낮기 때문에, 특히 대량 생산의 면에서 디바이스의 기본 설계를 용이하게 한다.
하나의 버전에 따르면, 측정 인덕터는 제 1 인덕터와 동전기적으로 (galvanically) 커플링된다. 추가적인 버전에 따르면, 측정 인덕터는 제 1 인덕터와 자기적으로 커플링된다. 측정 인덕터는, 특히, 측정 트랜스듀서의 형태를 취함으로써 제 1 인덕터와 커플링될 수도 있다. 이러한 타입의 버전들은 통상적인 적용들에 대해 유리한 것으로 판명되었다.
선호되는 버전에 따르면, 본 발명은,
- 병렬 진동 회로는 Vt　*　Vt　/　V0 의 값을 최대화함으로써 획득되는 최대 양호도 (quality factor) 를 가지고,
- 여기서 Vt 는 병렬 진동 회로의 공진 주파수에서의 커패시턴스 및 제 1 인덕턴스의 각각의 값들로부터의 커패시턴스의 그리고 제 1 인덕턴스의 최대 편차에서의 코일 전류와 피드-라인 (feed-line) 전류의 비율을 나타내며, 그리고
- 여기서 V0 는 병렬 진동 회로의 공진 주파수에서의 커패시턴스 및 제 1 인덕턴스의 각각의 값들에서의 코일 전류와 피드-라인 전류의 비율을 나타냄
이라는 것을 제공한다.
최대 양호도는, 특히 병렬 진동 회로에 저항기 (resistor) 를 연결함으로써, 제한될 수 있다.
최대 편차는 통상적으로 공차에 의해 미리결정된다 - 즉, 최대 편차는, 상기에서 이미 언급된 바와 같이, 각각의 컴포넌트의 공칭 값으로부터 미리결정된다.
양호도에 관련된 그리고 방금 언급된 유리한 버전에 관련된 몇몇 언급들이 아래에서 주어질 것이다.
- 예를 들어, 코일들 및 커패시터들과 같은 - 전기 엔지니어링의 수동 컴포넌트들은 통상적으로 1% 와 10% 사이에 놓인 그들의 특성 값들의 공차들을 가지고 보통 판매용으로 제공된다. 1% 보다 심지어 더 낮은 값들은 보통 컴포넌트들의 매우 높은 비용들을 초래한다. 반면에, 10% 보다 더 많은 공차들은 어떤 의미에서든간에 회로들을 설계하는 것을 어렵게 만든다. 진동 회로가 특성 값들 L 및 C (커패시턴스) 를 갖는 공차들에 구속되는 컴포넌트들로부터 구성되는 경우에, ω0 　= 　1/√(LC) 가 공진 주파수에 대한 진동 공식으로부터 초래되어서, 공진 주파수 ω0 　의 공차는 컴포넌트들의 공차들의 기하 평균 √(LC) 에 대응하게 된다. 보통의 컴포넌트들로 구성되는 진동 회로들의 공진 주파수의 공차는 따라서 마찬가지로 1% 에서부터 10% 까지의 범위에 있다. 진동 회로가, 그것의 공칭 공진 주파수가 자극의 주파수 - 즉, 여기 주파수 - 와 일치하는 방식으로 설계되는 경우에, 실제 공진 주파수는 ±　1　% 내지 ±　10　% 만큼 벗어나는 것으로 가정되어야 한다.
진동 회로들의 중요한 특성은 그들의 양호도 Q 이다. 이것은 회로에서 옴 저항 때문에 그리고 자유 진동의 감쇠 때문에 발생하는 손실들의 평가이다. 양호도가 더 높을수록, 손실들은 더 낮고 감쇠는 더 느리다.
도 1 은 자극 - 즉, 여기 회로에 의한 여기와 관련하여 진동 회로를 형성하기 위해 유도성 시스템을 보충하는 이익에 대한 양호도의 효과를 보여주는 곡선들의 패밀리를 도시한다. 플롯팅된 것은 자극의 전류 ISt 에 대한 여기된 인덕터에 기인한 전류 IL 의 비율이다. 진동 회로를 형성하기 위해 유도 시스템을 보충하는 일이 없는 경우에, 거기에는 추가적인 전류 경로가 존재하지 않기 때문에, 이 비율은 항상 1 과 동일할 것이다. 전류 IL 은, 자기 플럭스가 그것에 의해 생성되기 때문에, 유용한 전류에 대응하고, 반면에 전류 ISt 는 복소성에 대응하기 때문에, 플롯팅된 지수는 이익에 대한 평가 인자를 의미한다. 1 보다 더 큰 값들은 이득에 대응한다. 이러한 이익은 공진-회로 주파수 ω0 에 대해 정규화된 각 주파수 ω 에 걸쳐 플롯팅되었다. 패밀리 파라미터는 양호도이다; 각각의 곡선에서 ω0 에서의 값은 양호도의 값에 대응한다 - 즉, 곡선들은 (최상부로부터 저부로) 값들 8; 6; 4; 2; 1; 1/√2 을 갖는 양호도 Q 를 나타낸다.
이제, 실례로, ±　10　% 만큼 공진-회로 주파수 ω0 로부터 벗어나는 주파수들에서 진동 회로를 형성하기 위해 유도성 시스템을 보충하는 이익을 고려하는 경우에, 높은 이익이 비단 공칭 주파수에서 뿐만 아니라 이들 주파수들에 대해서도 또한 발생할 수도 있음이 확립될 수 있다. 하지만, 양호도가 더 높을수록, 공진-회로 주파수 ω0 에서의 이익 및 ±　10　% 만큼 벗어나는 주파수에서의 이익의 비율은 더 높다. 그 이유는, 공진 상승의 대역폭이 증가하는 양호도와 함께 훨씬 더 좁아지게 된다는 알려진 관계 때문이다. 본 명세서에서 설명된 디바이스의 설계에 대해, 다음과 같은 목적들의 충돌이 따라서 존재한다. 한편으로는, 양호도는 가능한 한 높은 품질-결정된 이익에 대해 가능한 한 높아야만 하고, 다른 한편으로는, 중앙 (공진) 에서 그리고 공차의 범위의 마진들에서 이익의 높은 비율은 이용가능성의 감소를 가져오고, 이는 다음과 같이 설명된다. 임의의 종래의 측정 시스템은, 아날로그든 또는 디지털이든 간에, 통상적으로 초과되어서는 안되는, 최대 입력 진폭을 갖는다. 이 최대치의 한계들 내에서, 상대적인 분해능은 입력 신호에 대해 비례하고, 이는 입력-신호 범위 내의 입력 신호의 가장 작은 식별가능한 스텝은 일정하기 때문이다. 이제 공진의 경우에서 입력-신호 범위가 충분히 고갈되는 경우에, 도 1 로부터 초래되는 이익이 또한 충분히 이용될 수 있다. 하지만, 공차의 범위의 마진들에서, 중앙 (공진) 에서 그리고 공차의 범위의 마진들에서 이익의 비율로부터 초래되는 인자에 의해 이익은 감소되었다.
목적은 레이아웃 (layout) 의 한계들 내에서 센서 시스템의 최적의 설계이다. 무엇보다 먼저, 목적은 컴포넌트 특성 값들 L 및 C - 또는, 보다 정확히 말하자면, 그들의 기하 평균 √(LC) - 를 가능한 한 낮게 유지하기 위한 것이다. 이와 관련하여, 최근에 1% 의 그리고 그보다 더 양호한 공차들을 갖는 커패시터들이 이용가능하게 되었고 더 싸게 되었다는 것이 도움이 된다. 하지만 최적화를 위해 주요하게 중요한 것은 양호도의 최적의 선택에 있다. 일반적으로, 높은 양호도 값들은 √(LC) 항의 낮은 공차들과 결합할 때에만 유리하게 이용될 수 있다. 이하에서 설명되는 설계 방법은 따라서, 적합한, 좁게 공차가 허용되는 커패시터들의 이용가능성의 기초 상에서 그리고 각각의 적용에 대해 유도성 시스템의 레이아웃의 기초 상에서, √(LC) 에 대한 공차를 확립하는 아이디어에 기초하고, 이로부터 그러면 최적의 양호도가 계산될 수 있다.
√(LC) 의 공차의 경우에, 각 주파수 ω 의 공차는 또한 진동 공식에 의해 결정되었다. 도 1 로부터, IL/ISt 에 대한 값은 이제 ω0 (공진) 및 ωT (공진에 의해 주어진 각 주파수; 더 낮은 주파수 한계, 더 높은 한계 또는 양자 모두가 선택될 수도 있다) 에 대해 판독될 수 있다. 이것은 또한 수치적으로 행해질 수 있다; 주어진 양호도의 병렬 진동 회로에 대한 피드-라인 전류 ISt 로부터의 그리고 코일 전류 IL 로부터의 도 1 의 계산은 기본적인 전기 엔지니어링이고 여기서 당연하게 취해진다. 결과로서, 양들 V0　=　IL(ω0)/ISt(ω0) 및 Vt　=　IL(ωT)/ISt(ωT) 가 이제 알려진다. 주파수 ωT 에 대해, 그것은 그러면, 측정 시스템의 입력-전압 범위가 고갈되는 분수는 Vt/V0 항에 의해 주어진다는 것이 성립한다. 이 주파수에서, 진동 회로를 형성하기 위해 유도성 신호를 보충함으로써 획득되는 이익은 Vt 와 동일하다. 결과적으로, 전체 시스템이 진동 회로를 형성하기 위해 유도성 신호를 보충하는 것으로부터 이익이 되는 인자는 2 개의 항들의 곱: Vt2/V0 에 상당한다. 아래에 놓인 식들의 기본적인 변환들에 의해, 이 인자는 ω0, ωT 및 Q 의 함수로서 계산될 수 있다. 시스템의 최적화는 그러면 Vt2/V0 를 최대화하는 것에 있고, 그 결과로서, Q 에 대한 결과는 ω0 및 ωT 의 함수로서 발생한다. 추가적인 기본적인 수학적 변환들에 의해, Q 는 또한 ω0 및 ωT 의 함수로서 플롯팅될 수 있다. 이러한 표현으로부터, Q 는 직접 판독될 수 있고, 이러한 방식으로, Q 에 대한 값들의, 최대 값을 발견하기 위한 계산 내로의 반복되는 치환은 생략된다. 양자의 경우들에서, Q 에 대한 결과들은 항상 최대 값들이다 - 즉, ω0 및 ωT 로 적절하게 설계된 시스템에 대해, Q 는 계산된 값들을 절대로 초과하지 않을 것이고, 그 이유는, 그렇지 않은 경우에, 측정 시스템의 밑에 놓인 입력-신호 범위가 위반될 것이기 때문이다. Q 의 계산된 값이 미치지 못하는 경우에, 위반은 발생하지 않는다; 측정 시스템의 입력-신호 범위는 단지 고갈되지 않는다. 이것은 진동 회로의 설계에 대해 중요하고, 그 이유는, 너무 높은 양호도 Q 는 옴 저항을 추가함으로써 항상 직선적인 방식으로 감소될 수 있기 때문이다; 하지만, 특정 상황들 하에서, 유도성 시스템의 특성들에 의해 주어진 낮은 양호도 Q 를 구조적으로 증가시키는 것은 큰 어려움들을 야기한다. 그 이유는, 유도성 컴포넌트들에서의 손실 저항의 기생 특성이고, 이는 특히 센서 인덕터들에서 종종 높고, 그 이유는, 그들의 권선들이 확장되고 자기 회로들이 개방되어 있기 때문이다.
종합적으로, 상기 설명의 언급들로부터 요약하면, 다음과 같은 유리한 절차 또는 다음과 같은 방법들이 초래된다:
1. 유도성 시스템의 설계 (대부분 본원의 주제 밖임)
2. 유도성 시스템의 작업 주파수의 확립 (그것이 설계에 의해 결정되므로, 대부분 본원의 주제 밖임)
3. 가장 낮은 가능한 공차를 갖는 커패시터의 선택 (이것은, 특히 상업적 기준들에 따라 행해질 수 있다)
4. 컴포넌트 값들 L 및 C 의 공차의 기하 평균의 계산
5. (4.) 로부터 주파수 ωT 의 결정
6. Vt2/V0 의 반복된 계산 및 최대화; 선택된 파라미터들에 있어서의 결과는 최대로 허용가능한 양호도 Q 임
7. L, C 로 이루어진 진동 회로의 양호도 및 그것의 구조적으로 결정된 손실 저항이 최대로 허용가능한 양호도 Q 미만인가? 그런 경우라면, 종료됨.
8. 그렇지 않은 경우에, 저항기를 진동 회로 내로 삽입하여 양호도를 최대로 허용가능한 값으로 감소시킴.
방금 설명된 방법 단계들은, 전체로서 또는 하위조합으로, 본 발명의 독립적인 양태를 나타낼 수도 있음을 이해하여야 한다.
이들 언급들로부터, 특히 양호도의 결정과 관련하여 상기 설명된 절차가 도출될 수 있다.
측정가능한 양은, 실례로, 측정 인덕터에서의 자기 코어의 포지션을 변경함으로써 감지될 수 있다. 이것은 측정 인덕터의 인덕턴스의 값을 변경할 수도 있다.
측정가능한 양은 또한, 측정 인덕터와 제 1 인덕터 사이의 간격 (spacing) 을 변경함으로써 감지될 수 있다. 이것은 통상적으로 측정 트랜스듀서로서의 실현에 대응하고, 이 경우에 자기 커플링이 변경된다.
또한, 측정가능한 양은, 실례로, 측정 인덕터 및 제 1 인덕터에 인접한 자성 및 도전성 엘리먼트의, 비-자성 및 도전성 엘리먼트의, 또는 자성 및 비-도전성 엘리먼트의 포지션을 변경함으로써 감지될 수 있다. 이것은 상이한 작업들 및 상황들에 대한 적응을 허용한다. 엘리먼트는, 실례로, 제 1 인덕터 및 측정 인덕터 사이에 또는 심지어 나란히 배열될 수도 있다. 상기 엘리먼트의 포지션의 변경의 결과로서, 제 1 인덕터와 측정 인덕터 사이의 커플링이 변경된다.
자기 및 도전성 엘리먼트는 실례로 강철로 이루어질 수도 있다. 비-자기 및 도전성 엘리먼트는 실례로 알루미늄으로 이루어질 수도 있다. 자기 및 비-도전성 엘리먼트는 실례로 페라이트로 이루어질 수도 있다.
측정 인덕터는 특히 포지션, 길이, 각도, 힘, 압력 및/또는 토크의 형태로 측정가능한 양을 감지하도록 설계될 수도 있다. 이것은 통상적인 적용 시나리오들에 대응한다.
측정 회로는 측정 인덕터를 통해 다음과 같은 특성 값들 중 하나 이상을 측정하도록 우선적으로 설계된다:
- 자기 인덕턴스 또는 인덕턴스
- 손실 저항
- 복소 임피던스
- 손실각
- 제 1 인덕터에 대한 상호 인덕턴스.
측정가능한 양은 통상적으로 이러한 특성 값들로부터 추론될 수 있다.
추가적인 전개에 따르면, 본 발명은 디바이스가 2 개, 3 개 또는 3 개보다 많은 측정 인덕터들을 갖는 것을 제공한다. 이들은 실례로 개별적으로 또는 함께 이동가능하도록 설계될 수도 있다. 그것들은, 특히, 동일한 측정가능한 양에 의해 영향을 받을 수도 있어서, 외란 변수들의, 특히 온도의, 보상이 가능하다.
특히, 디바이스는 제 1 측정 인덕터 및 제 2 측정 인덕터를 가질 수도 있고, 제 1 인덕터는 제 1 인덕터의 제 1 종방향 단부 (longitudinal end) 에서 배열되고, 제 2 인덕터는 제 1 인덕터의 제 2 종방향 단부에서 배열된다. 이러한 버전은 통상적인 적용들에 대해 유리한 것으로 판명되었다.
본 발명에 따른 디바이스는, 실례로, 발진기, 선택적 증폭기, 유도성 시스템, 진동-회로 커패시터, 선택적 측정 증폭기 및 측정 시스템, 특히 측정 디바이스를 가질 수도 있다. 증폭기는 발진기의 신호를 증폭시키고; 그것은, 특히, 발진기의 출력이 이미 충분히 강한 신호를 제공하는 경우에는 없어도 된다. 이 신호, 또는 증폭기의 신호는, 진동 회로를 형성하기 위해 커패시터에 의해 보충되는 유도성 시스템에 대해 자극을 구성한다. 특히, 상기에서 이미 언급된 제 1 인덕터 및 마찬가지로 이미 언급된 측정 인덕터는 유도성 시스템으로서 간주될 수도 있다. 측정 시스템에 대해 출력 신호가 너무 약한 경우에, 추가적인 측정 증폭기가 사용될 수 있고; 그렇지 않은 경우에, 특히, 측정 시스템은, 실례로, 유도성 시스템 상에서 픽업되는 하나 이상의 전기적인 양들에 의해, 유도성 시스템에 직접 연결될 수 있다. 측정 시스템은, 실례로, 아날로그 또는 디지털 기술, 및 적절한 경우에 소프트웨어를 이용하여 구현된 락-인 증폭기 (또는 위상-감지 정류기, 동기식 복조기 또는 캐리어-주파수 증폭기) 로서 실현될 수도 있고, 레퍼런스 신호로서 발진기 신호의 도움으로 유도성 시스템의 하나 이상의 특성 값들을 확인할 수도 있다.
유도성 시스템의 그리고 본 명세서에서 설명된 컴포넌트들의 조합의 기술된 설계 덕분에, 공진의 특성인 바와 같이, 측정을 위해 중요한 양들의 상승이 락-인 증폭기로부터 알려진 바와 같이 신호-프로세싱 경로와 관련하여 접속될 수 있는 것이 보장된다. 결과로서, 유도성 센서 시스템의 전류 요건이 감소되고, 및/또는, 그것의 측정 분해능이 증가된다. 개방형 자기 회로들을 갖는 유도성 센서 시스템들의 실제적인 설계를 위해, Vt2/V0 에 대해 3 에서부터 8 까지의 범위 내의 통상적인 값들이 유리하게 사용되거나 예상될 수 있다.
추가적인 특징들 및 이점들이, 첨부된 도면들을 참조하여 이하에서 설명되는 실시형태로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자 (이하, '통상의 기술자' 라 함) 에 의해 얻어질 것이다.
도 1 은 본원에서 상기 이미 고려되었던, 양호도의 예시적인 진행들을 도시한다.
도 2 는 본 발명에 따른 디바이스의 일 실시형태를 도시한다.
도 1 은 상기 문장에서 추가적으로 이미 언급되고 설명되었다.
도 2 는 측정가능한 양을 측정하기 위한 본 발명에 따른 디바이스의 일 실시형태를 도시하고, 여기서, 유도성 시스템은 제 1 인덕터 (LT) 및 측정 인덕터 (LS) 로 이루어진 측정 트랜스듀서로서 실현된다.
제 1 인덕터 (LT) 는 병렬 진동 회로 (P) 를 형성하기 위해 커패시터 (CT) 까지 연결된다.
본 경우에서, 디바이스의 설계는 증폭기의 사용이 필요없도록 하는 것이다. 본 경우에서, 병렬 진동 회로 (P) 의 양호도 (Q) 를 감소시킬 목적을 위해 추가적인 옴 저항을 삽입하는 것이 또한 필요하고, 그 이유는, 제 1 인덕터 (LT) 의 기생 저항이 양호도 (Q) 를 허용가능한 범위 내로 유지하기에 충분하기 때문이다.
병렬 진동 회로 (P) 를 여기하는 목적을 위해, 여기 회로는 발진기를 포함하는 전압 소스 V_St 의 형태로 제공된다. V_St 는 따라서, 여기 주파수 또는 작업 주파수로 그리고 고정된 진폭으로 진동한다. 전압 소스 V_St 를 통과하는 전류는 병렬 진동 회로 (P) 의 실제 자극이다. 이 전류의 값은 커패시터 (CT) 및 제 1 인덕터 (LT) 로 이루어지는 링크된 병렬 진동 회로 (P) 의 임피던스에 의존한다. 이 진동 회로의 높은 양호도의 경우에, 제 1 인덕터 (LT) 를 통과하는 전류는 전압 소스 (V_St) 를 통과하는 전류보다 훨씬 더 높다.
제 1 인덕터 (LT) 를 통해 흐르고 있는 전류 덕분에, 측정 인덕터 (LS) 까지 또한 연장되는 자기 플럭스가 생성된다.
측정 인덕터 (LS) 를 또한 통과하는 제 1 인덕터 (LT) 의 자기 플럭스의 퍼센티지는 측정가능한 양에 의존한다. 실례로, 측정 인덕터 (LS) 로부터의 제 1 인덕터 (LT) 의 간격은 그것을 측정하기 위해서 변경될 수도 있다. 하지만, 실례로, 연성-자기 코어 또는 전기적으로 전도성인 바디가 또한 제 1 인덕터 (LT) 와 측정 인덕터 (LS) 사이에 위치될 수도 있고, 그것의 움직임이 측정된다.
유도성 시스템의 파라미터의 변경을 가져오는 임의의 배열이 원칙적으로 사용될 수도 있음이 언급되어야 한다.
측정 인덕터 (LS) 에서의 자기 플럭스는 통상적으로 측정 시스템 (MS) 에 공급되는 전압을 유발한다. 측정 시스템 (MS) 이 마찬가지로 전압 소스 (V_St) 에 링크되기 때문에, 락-인 증폭기로서 구현될 때, 유도된 전압을 크기 및 위상의 면에서 측정하는 것이 가능하고, 이에 의해, 여기 주파수 주위의 협대역 필터링을 달성하는 것이 가능하다.
추가적인 측정 인덕터 (LS) 의 추가에 의해 그리고 측정 시스템 (MS) 의 추가적인 입력들에 대한 링크에 의해, 수개의 독립적인 신호들이 동일한 자극으로 - 즉, 동일한 여기 주파수로 공급될 수 있다.
본원에 속하는 청구항들은 보다 확장적인 보호의 달성의 포기를 구성하지 아니한다.
방법의 과정에서, 특징 또는 특징들의 그룹이 절대적으로 필요하지는 않은 것으로 판명되는 정도까지, 특징 또는 특징들의 그룹을 더 이상 갖지 않는 적어도 하나의 독립 청구항의 형성은 이제 이미 본 출원인의 부분에 대해 고군분투되었다. 이와 관련하여, 실례로, 출원일에 존재하는 청구항의 하위조합의, 또는, 출원일에 존재하는 청구항의, 추가적인 특징들에 의해 제한되는, 하위조합이 의문일 수도 있다. 이러한 청구항들 또는 재형성되어야 할 특징들의 조합들은 본원의 개시에 의해 커버되는 것으로서 이해되어야 한다.
도면들에서 도시된 및/또는 다양한 버전들 또는 실시형태들에서 설명된 본 발명의 구성들, 특징들 및 변형들은 서로 임의적으로 결합될 수 있다는 사실에 대해 더욱더 주의가 필요하다. 개별적 또는 수개의 특징들은 서로 임의적으로 교환될 수 있다. 이것 밖에서 발생하는 특징들의 조합들은 본원의 개시에 의해 함께 커버되는 것으로서 이해되어야 한다.
종속 청구항들에서의 하위의 언급들은 하위의 종속적인 청구항들의 특징들에 대한 자율적인, 목적적인 보호의 달성의 포기로서 이해되어서는 아니된다. 이들 특징들은 또한 다른 특징들과 임의적으로 결합될 수 있다.
다른 특징들과 함께, 단지 상세한 설명에서 개시된 특징들, 또는 상세한 설명에서 또는 청구항에서 단지 개시된 특징들은 원칙적으로 본 발명에 대해 본질적인 독립적인 중요도의 것일 수도 있다. 그것들은 따라서 종래 기술로부터의 한계설정의 목적을 위해 청구항들에서 개별적으로 또한 포함될 수도 있다.

Claims (15)

  1. 측정가능한 양을 측정하기 위한 디바이스로서,
    - 제 1 인덕터 (LT),
    - 상기 측정가능한 양을 감지하도록 설계되고 상기 제 1 인덕터 (LT) 와 커플링되는 측정 인덕터 (LS),
    - 병렬 진동 회로 (P) 를 형성하기 위해 상기 제 1 인덕터 (LT) 까지 접속되는 커패시터 (CT),
    - 여기 주파수로 진동하도록 상기 병렬 진동 회로 (P) 를 여기하도록 설계된 여기 회로 (V_St), 및
    - 상기 측정가능한 양을 나타내는 값을 측정하기 위해 적어도 상기 측정 인덕터 (LS) 에 접속되는 측정 회로 (MS) 를 갖는, 측정가능한 양을 측정하기 위한 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    - 상기 여기 주파수는 상기 병렬 진동 회로 (P) 의 공진 주파수로부터 최대 25%, 바람직하게는 최고 20%, 특히 바람직하게는 최고 15%, 더욱 더 바람직하게는 최고 10% 만큼 상이한 것을 특징으로 하는 측정가능한 양을 측정하기 위한 디바이스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 여기 주파수는 조정가능하고 특히 가변 주파수를 갖는 엘리먼트에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 측정가능한 양을 측정하기 위한 디바이스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 여기 회로 (V_St) 는 상기 측정 회로 (MS) 에 상기 여기 주파수를 공급하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 측정가능한 양을 측정하기 위한 디바이스.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 측정 회로 (MS) 는 락-인 증폭기 (lock-in amplifier) 의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 측정가능한 양을 측정하기 위한 디바이스.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 제 1 인덕터 (LT), 상기 측정 인덕터 (LS) 및/또는 상기 커패시터 (CT) 는 1% 와 10% 사이의, 바람직하게는 1% 의, 또는 1% 미만의 각각의 공차를 갖는 컴포넌트들인 것을 특징으로 하는 측정가능한 양을 측정하기 위한 디바이스.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 측정 인덕터 (LS) 는 상기 제 1 인덕터 (LT) 와 동전기적으로 (galvanically) 커플링되는 것을 특징으로 하는 측정가능한 양을 측정하기 위한 디바이스.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서
    - 상기 측정 인덕터 (LS) 는 상기 제 1 인덕터 (LT) 와 자기적으로 커플링되는 것을 특징으로 하는 측정가능한 양을 측정하기 위한 디바이스.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 병렬 진동 회로 (P) 는 Vt　*　Vt　/　V0 의 값을 최대화함으로써 획득되는 최대 양호도 (quality factor) 를 가지고,
    - 여기서 Vt 는 상기 병렬 진동 회로 (P) 의 공진 주파수에서의 커패시턴스 (CT) 및 제 1 인덕턴스 (LT) 의 각각의 값들로부터의 상기 커패시턴스 (CT) 의 그리고 상기 제 1 인덕턴스 (LT) 의 최대 편차에서의 코일 전류와 피드-라인 전류의 비율을 나타내며, 그리고
    - 여기서 V0 는 상기 병렬 진동 회로 (P) 의 상기 공진 주파수에서의 커패시턴스 (CT) 및 제 1 인덕턴스 (LT) 의 각각의 값들에서의 코일 전류와 피드-라인 전류의 비율을 나타내는 것을 특징으로 하는 측정가능한 양을 측정하기 위한 디바이스.
  10. 제 9 항에 있어서,
    - 상기 최대 양호도는 상기 병렬 진동 회로 (P) 에서 저항기를 접속시킴으로써 제한되는 것을 특징으로 하는 측정가능한 양을 측정하기 위한 디바이스.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정가능한 양은,
    - 상기 측정 인덕터 (LS) 에서의 자기 코어의 포지션을 변경시키는 것에 의해,
    - 상기 측정 인덕터 (LS) 와 상기 제 1 인덕터 (LT) 사이의 간격을 변경시키는 것에 의해, 및/또는
    - 상기 측정 인덕터 (LS) 및 상기 제 1 인덕터 (LT) 에 인접한
    - 자성의 및 도전성의 엘리먼트
    - 비-자성의 및 도전성의 엘리먼트, 또는
    - 자성의 및 비-도전성의 엘리먼트
    의 포지션을 변경시키는 것에 의해
    감지되는 것을 특징으로 하는 측정가능한 양을 측정하기 위한 디바이스.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 인덕터 (LS) 는 포지션, 길이, 각도, 힘, 압력 및/또는 토크의 형태로, 측정가능한 양을 감지하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 측정가능한 양을 측정하기 위한 디바이스.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 측정 회로 (MS) 는 상기 측정 인덕터 (LS) 를 통해 다음과 같은 특성 값들:
    - 자기-인덕턴스 또는 인덕턴스,
    - 손실 저항,
    - 복소 임피던스,
    - 손실각,
    - 상기 제 1 인덕터에 대한 상호 인덕턴스
    중 하나 이상을 측정하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 측정가능한 양을 측정하기 위한 디바이스.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 디바이스는 2 개, 3 개 또는 3 개보다 많은 측정 인덕터들 (LS) 을 갖는 것을 특징으로 하는 측정가능한 양을 측정하기 위한 디바이스.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 디바이스는 제 1 측정 인덕터 (LS) 및 제 2 측정 인덕터 (LS) 를 가지고, 상기 제 1 측정 인덕터 (LS) 는 상기 제 1 인덕터 (LT) 의 제 1 종방향 단부에서 배열되고, 상기 제 2 측정 인덕터 (LS) 는 상기 제 1 인덕터 (LT) 의 제 2 종방향 단부에서 배열되는 것을 특징으로 하는 측정가능한 양을 측정하기 위한 디바이스.
KR1020187003940A 2015-08-11 2016-07-29 측정 변수를 측정하기 위한 디바이스 KR20180040144A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015215330.4 2015-08-11
DE102015215330.4A DE102015215330A1 (de) 2015-08-11 2015-08-11 Induktive Sensoren mit Betriebsfrequenz nahe der Resonanz
PCT/EP2016/068156 WO2017025353A1 (de) 2015-08-11 2016-07-29 Vorrichtung zum messen einer messgrösse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180040144A true KR20180040144A (ko) 2018-04-19

Family

ID=56683916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187003940A KR20180040144A (ko) 2015-08-11 2016-07-29 측정 변수를 측정하기 위한 디바이스

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10527461B2 (ko)
EP (1) EP3335011B1 (ko)
KR (1) KR20180040144A (ko)
CN (1) CN107923765B (ko)
DE (2) DE102015215330A1 (ko)
WO (1) WO2017025353A1 (ko)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10642435B2 (en) * 2018-03-29 2020-05-05 Cirrus Logic, Inc. False triggering prevention in a resonant phase sensing system
US11537242B2 (en) 2018-03-29 2022-12-27 Cirrus Logic, Inc. Q-factor enhancement in resonant phase sensing of resistive-inductive-capacitive sensors
US10921159B1 (en) 2018-03-29 2021-02-16 Cirrus Logic, Inc. Use of reference sensor in resonant phase sensing system
US11092657B2 (en) 2018-03-29 2021-08-17 Cirrus Logic, Inc. Compensation of changes in a resonant phase sensing system including a resistive-inductive-capacitive sensor
US10725549B2 (en) 2018-03-29 2020-07-28 Cirrus Logic, Inc. Efficient detection of human machine interface interaction using a resonant phase sensing system
US10908200B2 (en) 2018-03-29 2021-02-02 Cirrus Logic, Inc. Resonant phase sensing of resistive-inductive-capacitive sensors
US10948313B2 (en) 2019-02-26 2021-03-16 Cirrus Logic, Inc. Spread spectrum sensor scanning using resistive-inductive-capacitive sensors
US10935620B2 (en) 2019-02-26 2021-03-02 Cirrus Logic, Inc. On-chip resonance detection and transfer function mapping of resistive-inductive-capacitive sensors
US11402946B2 (en) 2019-02-26 2022-08-02 Cirrus Logic, Inc. Multi-chip synchronization in sensor applications
US11536758B2 (en) 2019-02-26 2022-12-27 Cirrus Logic, Inc. Single-capacitor inductive sense systems
CN112630541A (zh) * 2019-10-08 2021-04-09 无锡华润矽科微电子有限公司 电感品质因数测量方法及相应的电感品质因数测量电路
US11079874B2 (en) 2019-11-19 2021-08-03 Cirrus Logic, Inc. Virtual button characterization engine
US11579030B2 (en) 2020-06-18 2023-02-14 Cirrus Logic, Inc. Baseline estimation for sensor system
US11835410B2 (en) 2020-06-25 2023-12-05 Cirrus Logic Inc. Determination of resonant frequency and quality factor for a sensor system
US11868540B2 (en) 2020-06-25 2024-01-09 Cirrus Logic Inc. Determination of resonant frequency and quality factor for a sensor system
US11619519B2 (en) 2021-02-08 2023-04-04 Cirrus Logic, Inc. Predictive sensor tracking optimization in multi-sensor sensing applications
US11821761B2 (en) 2021-03-29 2023-11-21 Cirrus Logic Inc. Maximizing dynamic range in resonant sensing
US11808669B2 (en) 2021-03-29 2023-11-07 Cirrus Logic Inc. Gain and mismatch calibration for a phase detector used in an inductive sensor
US11507199B2 (en) 2021-03-30 2022-11-22 Cirrus Logic, Inc. Pseudo-differential phase measurement and quality factor compensation
US11979115B2 (en) 2021-11-30 2024-05-07 Cirrus Logic Inc. Modulator feedforward compensation
US11854738B2 (en) 2021-12-02 2023-12-26 Cirrus Logic Inc. Slew control for variable load pulse-width modulation driver and load sensing

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2732499A (en) * 1956-01-24 Low distortion generator
US2368052A (en) * 1941-04-29 1945-01-23 Patents Res Corp Electric translating system
US2409876A (en) 1942-03-07 1946-10-22 Gen Motors Corp Shaft torsion measuring means
GB665630A (en) 1949-02-17 1952-01-30 Nat Res Dev Improvements in or relating to coupling unit for capacitance pick-up
DE1616084C3 (de) * 1967-02-16 1974-05-16 Tesla, N.P., Prag Schaltungsanordnung zur Gütefaktormessung
US4493039A (en) * 1980-05-06 1985-01-08 President And Directors Of Georgetown University Apparatus and method for image reproduction of materials using their magnetic and electric properties
DE3102439A1 (de) * 1981-01-26 1982-08-05 Contis electronische Controlinstrumente GmbH, 8192 Geretsried Induktiver weggeber mit einer luftspule und einem in die luftspule eintauchenden kern, dessen jeweils momentane eintauchtiefe abgetastet werden soll
IT209873Z2 (it) * 1987-01-16 1988-11-04 Itt Ind Riunite Srl Dispositivo circuitale per il rilevamento dell'assetto di veicoli.
DE3903278C2 (de) 1989-02-03 1995-09-28 Rexroth Mannesmann Gmbh Induktive Wegaufnehmeranordnung
DE4120806A1 (de) * 1990-07-03 1993-01-14 Pepperl & Fuchs Induktiver naeherungsschalter
GB2257528A (en) 1991-06-18 1993-01-13 Colebrand Ltd Locating the position of ferrous reinforcement in a structure
US5293137A (en) * 1992-05-26 1994-03-08 Tavis Corporation Digital transducer system including two reactive transducers forming resonant oscillator circuits
DE4330140C2 (de) * 1993-09-07 1997-07-17 Ifm Electronic Gmbh Induktiver Näherungsschalter
DE19710591A1 (de) 1997-03-14 1998-09-17 Engler Winfried Dipl Ing Fh Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Messung der Materialfeuchte im Hochfeuchtebereich
ATE295628T1 (de) * 1997-08-22 2005-05-15 Detra Sa Induktiver näherungssensor mit induktive nachführung aufweisender oszillatorschaltung
DE19757689C2 (de) 1997-12-23 2001-02-15 Siedle Horst Gmbh & Co Kg Induktiver Meßumformer für Wege
US6668668B1 (en) * 1999-02-08 2003-12-30 Stanley Assembly Technologies Non-contacting sensors
US6215365B1 (en) * 1999-06-04 2001-04-10 Pepperl + Fuchs Inductive proximity sensor oscillator
DE60029113T2 (de) * 1999-09-30 2006-12-07 Honeywell Inc. Störfeldfestes näherungssensorsystem mit einer impedanzauswertung durch nachführen einer resonanzfrequenz
DE19958769A1 (de) * 1999-12-07 2001-06-13 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Auswertung einer Sensoreinrichtung
US6724191B1 (en) * 2000-05-09 2004-04-20 Admiralty Corporation Systems and methods useful for detecting presence and/or location of various materials
DE10127990C2 (de) 2001-06-08 2003-08-07 Vogt Electronic Ag Vorrichtung zur Befeuchtungserkennung
CA2414724C (en) * 2002-12-18 2011-02-22 Cashcode Company Inc. Induction sensor using printed circuit
US7068028B2 (en) * 2003-09-12 2006-06-27 Intellectual Property Llc Method and apparatus for metal target proximity detection at long distances
JP2009539075A (ja) * 2006-05-29 2009-11-12 エヌシーティーエンジニアリング ゲーエムベーハー 対象物の位置を測定するセンサ装置、および方法
DE102006026543B4 (de) * 2006-06-07 2010-02-04 Vogt Electronic Components Gmbh Lagegeber und zugehöriges Verfahren zum Erfassen einer Position eines Läufers einer Maschine
DE102006046531A1 (de) 2006-09-29 2008-04-03 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Drehgeber und Verfahren zu dessen Betrieb
EP1965177B1 (en) * 2007-02-27 2019-10-02 Senstronic, S.A. Inductive presence or position sensor
US10003862B2 (en) * 2007-03-15 2018-06-19 Endotronix, Inc. Wireless sensor reader
DE102008015837A1 (de) 2008-03-27 2009-10-01 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmessgerät und Verfahren zu dessen Betrieb
US8450997B2 (en) * 2009-04-28 2013-05-28 Brown University Electromagnetic position and orientation sensing system
DE102009027997A1 (de) * 2009-07-24 2011-01-27 Robert Bosch Gmbh Messeinrichtung zur telemetrischen Auswertung eines Sensors und Messsystem
US8947074B1 (en) * 2009-12-07 2015-02-03 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Inductive position sensor
GB0921872D0 (en) * 2009-12-15 2010-01-27 Isis Innovation Asset detection apparatus and method
US9642958B2 (en) * 2011-08-19 2017-05-09 Leviticus Cardio Ltd. Coplanar wireless energy transfer
WO2013157979A1 (ru) 2012-04-19 2013-10-24 Общество С Ограниченной Ответственностью "Энергосервис 2.0" Система дистанционного измерения и контроля физических величин и способ дистанционного измерения и контроля физических величин
FR2998364B1 (fr) * 2012-11-19 2015-01-02 Continental Automotive France Capteur inductif de vehicule automobile comportant des oscillateurs electriques adaptes a former par phenomene de resonance electrique une tension alternative aux bornes d'une bobine d'excitation
US9068949B2 (en) * 2013-02-04 2015-06-30 Purdue Research Foundation System and method for multiplex spectroscopic imaging
US9995778B1 (en) * 2014-09-26 2018-06-12 David Fiori, Jr. Sensor apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015215330A1 (de) 2017-02-16
DE112016003645A5 (de) 2018-05-17
CN107923765A (zh) 2018-04-17
US10527461B2 (en) 2020-01-07
EP3335011A1 (de) 2018-06-20
CN107923765B (zh) 2021-04-27
WO2017025353A1 (de) 2017-02-16
US20180313669A1 (en) 2018-11-01
EP3335011B1 (de) 2020-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20180040144A (ko) 측정 변수를 측정하기 위한 디바이스
US8008909B2 (en) Analysis and compensation circuit for an inductive displacement sensor
Nopper et al. A wireless sensor readout system—Circuit concept, simulation, and accuracy
JP6515107B2 (ja) 複数の共振センサに対する単一チャネルインタフェースを備えた誘導性位置感知
US9383392B2 (en) Current sensor
CN101963514B (zh) 用于遥测分析传感器的测量装置以及测量系统
US8441251B2 (en) Proximity sensor
US9214937B2 (en) Inductive proximity sensor
CN108027254B (zh) 用于对测量变量进行测量的器件
CN109952492A (zh) 旋转角传感器以及用于旋转角传感器的定子元件
US10001388B2 (en) Circuit arrangement and method for controlling a displacement measurement sensor
JP4398911B2 (ja) 変位センサ
US6938462B2 (en) Device for measuring viscosity and/or density
GB2054867A (en) Eddy-current distance measuring apparatus
US10151728B2 (en) Method for operating a resonance-measuring system and respective resonance system
JP4312438B2 (ja) 巻線型磁気センサ
US20150233853A1 (en) Method and circuit for evaluating a physical quantity detected by a sensor
JPS618639A (ja) 磁歪式トルク検出装置
RU2670355C1 (ru) Устройство для измерения температуры
US10488451B2 (en) Method for operating an inductive conductivity measuring device and respective inductive conductivity measuring device
N. Makarov et al. Second-order RLC circuits
US20160268970A1 (en) Sensitivity variable loop gain oscillator sensor system
SU1760310A1 (ru) Устройство дл бесконтактного измерени рассто ний
RU2642148C1 (ru) Измеритель перемещений
US10585055B2 (en) Method for operating an inductive conductivity meter and respective conductivity meter

Legal Events

Date Code Title Description
WITB Written withdrawal of application