NL1011265C2

NL1011265C2 - Linear position sensor has two coils magnetically coupled by moveable yoke is more accurate and less temperature sensitive than previous magnetic position sensors

Info

Publication number: NL1011265C2
Application number: NL1011265A
Authority: NL
Inventors: Jan Hendrik Kievits; Roelof Jan Wind
Original assignee: Applied Power Inc
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2000-02-17
Also published as: NL1011265A1

Abstract

The sensor (10) has a core (11) of soft magnetisable material. The input coil (13) is fixed around the core with its plane parallel to the center line (12) of the core. The output coil (14) is at an angle to the center line. The hollow rectangular yoke (15), which is made from magnetisable material is linked to the moving object. The coupling factor between the coils, for an a.c. signal, is proportional to the position of the yoke along the core.

Description

Korte aanduiding: Lineaire positiesensor en inrichting voor het meten van een lineaire verplaatsing met de sensor.Short designation: Linear position sensor and device for measuring linear displacement with the sensor.

De uitvinding heeft betrekking op een lineaire positie- j sensor volgens de aanhef van conclusie 1.The invention relates to a linear position sensor according to the preamble of claim 1.

Tijdens gebruik van een dergelijke sensor wordt aan een van de spoelen, de primaire spoel, een primaire wisselspan-5 ning geleverd waardoor in de andere spoel, de secundaire spoel, een secundaire spanning opgewekt wordt. De amplitude van de secundaire spanning, die gemeten wordt, is afhankelijk van de magnetische koppeling tussen de spoelen, die afhankelijk is van de locatie van de magneetveldkoppelmidde- : 10 len ten opzichte van de kern. 1During use of such a sensor, a primary alternating voltage is supplied to one of the coils, the primary coil, as a result of which a secondary voltage is generated in the other coil, the secondary coil. The amplitude of the secondary voltage, which is measured, depends on the magnetic coupling between the coils, which depends on the location of the magnetic field coupling means relative to the core. 1

Een lineaire positiesensor van de hiervoor genoemde soort is algemeen bekend. Bij de bekende sensor zijn de hartlijnen van de spoelen uitgericht met de hartlijn van de kern die in de lengterichting van de kern loopt. Een van de 15 spoelen is vast om de kern aangebracht en de andere spoel is in de lengterichting ten opzichte van de kern en eventueel 1 over een uiteinde van de kern te verplaatsen. De verplaatsbare spoel kan om een eigen kern gewikkeld zijn.A linear position sensor of the aforementioned type is generally known. In the known sensor, the centerlines of the coils are aligned with the centerline of the core running in the longitudinal direction of the core. One of the 15 coils is fixed around the core and the other coil is longitudinally displaced relative to the core and optionally 1 over one end of the core. The movable coil can be wound around its own core.

Bij de bekende sensor bestaan de verplaatsbare magneet- IThe movable magnet I exist in the known sensor

20 veldkoppelmiddelen in hoofdzaak uit de verplaatsbare spoel.Field coupling means substantially from the movable coil.

De bekende sensor heeft als bezwaar dat het een beperkt meetbereik heeft en het zelfs binnen het beperkte meetbereik voor veel toepassingen te onnauwkeurig is. Omdat de spoelen IThe known sensor has the drawback that it has a limited measuring range and that it is too inaccurate for many applications even within the limited measuring range. Because the coils I

om verschillende media aangebracht zijn en deze media ver- r 25 schillend kunnen reageren op omgevingsfactoren, zoals de temperatuur en de vochtigheid, is een met de sensor verkre- 1have been applied to different media and these media can react differently to environmental factors, such as temperature and humidity, one has been obtained with the sensor 1

gen meetsignaal tevens significant afhankelijk van deze omgevingsfactoren. In dit verband is op te merken dat de magnetische susceptibiliteit van ferromagnetische stoffen 30 zeer sterk afhankelijk is van de temperatuur en de veld- IThe measurement signal is also significantly dependent on these environmental factors. In this regard, it should be noted that the magnetic susceptibility of ferromagnetic materials 30 is very dependent on the temperature and the field.

sterkte.get well soon.

De uitvinding beoogt de bezwaren van de bekende sensor op te heffen. ...... !IThe object of the invention is to eliminate the drawbacks of the known sensor. ......! I

101 i lob ' % - 2 -101 i lob '% - 2 -

Daartoe wordt volgens de uitvinding een lineaire posi-tiesensor volgens conclusie 1 verschaft.According to the invention, a linear position sensor according to claim 1 is provided for this purpose.

De kern en de wikkelingen kunnen in de lengterichting van de kern een relatief grote afmeting hebben, zodat de 5 magnetische veldkoppeling tussen de spoelen eveneens over een relatief grote afstand gerealiseerd kan worden. Omdat de variabiliteit van de magnetische koppeling op diverse wijzen gerealiseerd kan worden en de spoelen beide onbeweeglijk ten opzichte van elkaar om hetzelfde medium aangebracht zijn kan 10 een door de sensor geleverd meetsignaal eenvoudig gecompenseerd worden voor omgevingsfactoren die gemeenschappelijk zijn voor beide spoelen, in het bijzonder de temperatuur, zodat een relatief hoge meetnauwkeurigheid bereikt wordt.The core and the windings can have a relatively large dimension in the longitudinal direction of the core, so that the magnetic field coupling between the coils can also be realized over a relatively large distance. Since the variability of the magnetic coupling can be realized in various ways and the coils are both arranged around the same medium immobile relative to each other, a measuring signal supplied by the sensor can easily be compensated for environmental factors common to both coils, in particular the temperature, so that a relatively high measuring accuracy is achieved.

De variabele magnetische koppeling kan gerealiseerd 15 worden door variabele materiaaleigenschappen en/of een bepaalde locatie en oriëntatie van de spoelen ten opzichte van elkaar.The variable magnetic coupling can be realized by variable material properties and / or a certain location and orientation of the coils relative to each other.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het meten van een lineaire verplaatsing met behulp van 20 een dergelijke lineaire positiesensor volgens conclusie 10. Deze inrichting levert tijdens gebruik een genormeerd posi-tie-indicatiesignaal dat in hoofdzaak onafhankelijk is van de actuele amplitude van de primaire wisselspanning over de primaire spoel en van variatie van de impedanties van de 25 spoelen, in het bijzonder ten gevolge van temperatuursveranderingen .The invention also relates to a device for measuring a linear displacement by means of such a linear position sensor according to claim 10. This device provides, during use, a standardized position indication signal which is substantially independent of the actual amplitude of the primary AC voltage across the primary coil and variation of the impedances of the coils, in particular due to temperature changes.

Andere eigenschappen en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hiernavolgende gedetailleerde toelichting van de uitvinding in combinatie met de bijgevoegde 30 tekeningen, waarin:Other features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed explanation of the invention in combination with the accompanying drawings, in which:

Fig. 1 een perspectivisch aanzicht toont van een eerste uitvoeringsvorm van een lineaire positiesensor volgens de uitvinding;Fig. 1 shows a perspective view of a first embodiment of a linear position sensor according to the invention;

Fig. 2 een diagram toont van een magneetveldkoppelfac-35 tor als functie van een verplaatsingsafstand van een juk van de sensor van fig. 1;Fig. 2 is a diagram of a magnetic field coupling factor as a function of a yoke displacement distance from the sensor of FIG. 1;

Fig. 3 een schema toont met de sensor van fig. 1 voor het meten van de positie van het juk; 1 ς v.Fig. 3 shows a schematic with the sensor of FIG. 1 for measuring the position of the yoke; 1 ς v.

- 3 -- 3 -

Fig. 4 een ander schema toont met de sensor van fig. 1 voor het meten van de positie van het juk;Fig. 4 shows another schematic with the sensor of FIG. 1 for measuring the position of the yoke;

Fig. 5 een perspectivisch aanzicht toont van een tweede uitvoeringsvorm van een lineaire positiesensor volgens de 5 uitvinding;Fig. 5 shows a perspective view of a second embodiment of a linear position sensor according to the invention;

Fig. 6 een diagram toont van een magneetveldkoppelfactor als functie van een verplaatsingsafstand van een juk van de sensor van fig. 5;Fig. 6 is a diagram of a magnetic field coupling factor as a function of a yoke displacement distance from the sensor of FIG. 5;

Fig. 7 een perspectivisch aanzicht toont van een derde 10 uitvoeringsvorm van een lineaire positiesensor volgens de uitvinding;Fig. 7 shows a perspective view of a third embodiment of a linear position sensor according to the invention;

Fig. 8 een diagram toont van een magneetveldkoppelfactor als functie van een verplaatsingsafstand van een juk van de sensor van fig. 7; 15 Fig. 9 een perspectivisch aanzicht toont van een vierde uitvoeringsvorm van een lineaire positiesensor volgens de uitvinding; enFig. 8 is a diagram of a magnetic field coupling factor as a function of a yoke displacement distance from the sensor of FIG. 7; FIG. 9 shows a perspective view of a fourth embodiment of a linear position sensor according to the invention; and

Fig. 10 een diagram toont van een magneetveldkoppelfactor als functie van een verplaatsingsafstand van een juk van 20 de sensor van fig. 9.Fig. 10 shows a diagram of a magnetic field coupling factor as a function of a displacement distance of a yoke from the sensor of FIG. 9.

Fig. 1 toont een eerste uitvoeringsvorm 10 van een lineaire positiesensor volgens de uitvinding. De sensor 10 omvat een langwerpige kern 11 van magnetiseerbaar materiaal met een hartlijn 12 in de lengterichting van de kern 11. De 25 getoonde kern 11 heeft loodrecht op de hartlijn 12 een rechthoekige doorsnede. De sensor 10 kan echter ook uitgevoerd zijn met een kern met een doorsnede met een andere vorm.Fig. 1 shows a first embodiment 10 of a linear position sensor according to the invention. The sensor 10 comprises an elongated core 11 of magnetizable material with a centerline 12 in the longitudinal direction of the core 11. The core 11 shown has a rectangular cross section perpendicular to the centerline 12. However, the sensor 10 can also be formed with a core with a cross-section of a different shape.

De sensor 10 omvat verder twee spoelen 13, 14 die in : 30 hoofdzaak gescheiden van elkaar en in de lengterichting van de kern 11 met vlakke windingen gewikkeld zijn. De spoelen 13, 14 komen bij een uiteinde van de kern 11 samen en hebben bij het andere uiteinde van de kern 11 een grootste afstand tot elkaar.The sensor 10 further comprises two coils 13, 14 which are wound in planarly separate windings in the longitudinal direction of the core 11. The coils 13, 14 come together at one end of the core 11 and have a greatest distance from each other at the other end of the core 11.

35 Rond de kern 11 met de spoelen 13, 14 is een juk 15 van Γ.Around the core 11 with the coils 13, 14 is a yoke 15 of Γ.

magnetiseerbaar materiaal aangebracht. Het juk 15 heeft, zoals getoond, in het bijzonder een ringvorm en is, zoals aangegeven met de pijlen 16, in de lengterichting van de - 4 - kern 11 om de kern 11 met de spoelen 13, 14 verplaatsbaar.magnetizable material applied. As shown, the yoke 15 has in particular an annular shape and, as indicated by the arrows 16, is movable in the longitudinal direction of the core 11 around the core 11 with the coils 13, 14.

Wanneer het juk 15 onverplaatsbaar of afwezig zou zijn, zouden de spoelen 13, 14 een constante magneetveldkoppelfactor hebben. Een aan een van de spoelen geleverde primaire 5 spanning met een constante amplitude wekt dan in de andere spoel een secundaire spanning op die eveneens een constante amplitude heeft.If the yoke 15 were displaced or absent, the coils 13, 14 would have a constant magnetic field coupling factor. A primary voltage of constant amplitude supplied to one of the coils then generates in the other coil a secondary voltage which also has a constant amplitude.

Het juk 15 versterkt de magnetische koppeling tussen de spoelen 13 en 14. Wanneer het juk 15 in de lengterichting 10 van de kern verplaatst wordt verandert de magnetische veld-koppelfactor tussen de spoelen 13 en 14 als gevolg van de variabele afstand tussen de spoelen 13 en 14. Hierdoor zal ook de amplitude van de secundaire spanning afhankelijk van de positie van het juk 15 variëren en kan door het meten van 15 de amplitude van de secundaire spanning de positie van het juk 15 ten opzichte van de kern 11 gemeten worden.The yoke 15 strengthens the magnetic coupling between the coils 13 and 14. When the yoke 15 is moved in the longitudinal direction 10 of the core, the magnetic field coupling factor between the coils 13 and 14 changes due to the variable distance between the coils 13 and 14. As a result, the amplitude of the secondary voltage will also vary depending on the position of the yoke 15, and by measuring the amplitude of the secondary voltage the position of the yoke 15 relative to the core 11 can be measured.

Het diagram van fig. 2 toont voor de sensor 10 van fig. 1 een genormeerde magneetveldkoppelfactor k, in het bereik van 0 tot 1, voor de koppeling van het magnetische veld 2 0 tussen de spoelen 13 en 14 als functie van een genormeerde verplaatsingsafstand x, in het bereik van 0 tot 1, van het juk 15 ten opzichte van de kern 11. Naarmate de afstand tussen de spoelen 13, 14 groter wordt neemt de koppelfactor k af.The diagram of Figure 2 shows for the sensor 10 of Figure 1 a standardized magnetic field coupling factor k, in the range from 0 to 1, for the coupling of the magnetic field 20 between the coils 13 and 14 as a function of a standardized displacement distance x , in the range 0 to 1, of the yoke 15 relative to the core 11. As the distance between the coils 13, 14 increases, the coupling factor k decreases.

25 Fig. 3 toont een schema van een inrichting voor het meten van een lineaire positie waarin de sensor 10 van fig. 1 toegepast is. De inrichting omvat naast de sensor 10 een generator 31 en een meetketen 32. De generator 31 levert een wisselspanning aan een van de spoelen, waardoor in de andere 30 spoel een wisselspanning opgewekt wordt die door de meetketen 32 gemeten wordt. In fig. 3 is zuiver als voorbeeld spoel 13 als primaire spoel gekozen die een wisselspanning van de generator 31 ontvangt en is spoel 14 als secundaire spoel gekozen.FIG. 3 shows a schematic of a linear position measuring apparatus employing the sensor 10 of FIG. 1. In addition to the sensor 10, the device comprises a generator 31 and a measuring circuit 32. The generator 31 supplies an alternating voltage to one of the coils, whereby an alternating voltage is generated in the other coil which is measured by the measuring circuit 32. In Fig. 3 purely as an example coil 13 is chosen as the primary coil which receives an alternating voltage from the generator 31 and coil 14 is selected as the secondary coil.

35 De meetketen 32 levert een uitgangssignaal VI waarvan de amplitude afhankelijk is van de lineaire positie van het juk 15 ten opzichte van de kern 11.The measuring circuit 32 supplies an output signal VI, the amplitude of which depends on the linear position of the yoke 15 with respect to the core 11.

Fig. 4 toont een schema van een alternatieve inrichting : i o I;';:· - 5 - voor het meten van de lineaire positie door middel van de ' lineaire positiesensor 10 van fig. 1. Het schema van fig. 4 is ten opzichte van fig. 3 aangevuld met een tweede meetke-ten 33 en een deler 34. De meetketen 33 meet de door de 5 generator 31 aan de primaire spoel 13 geleverde primaire spanning en levert in overeenstemming daarmee een uitgangssignaal V2.Fig. 4 shows a diagram of an alternative device: for measuring the linear position by means of the linear position sensor 10 of FIG. 1. The diagram of FIG. 4 is relative to FIG. 3 supplemented by a second measuring circuit 33 and a divider 34. The measuring circuit 33 measures the primary voltage supplied to the primary coil 13 by the generator 31 and accordingly supplies an output signal V2.

De deler 34 deelt het uitgangssignaal VI van de meetketen 32 door het uitgangssignaal V2 van de meetketen 33 voor ; 10 het leveren van een uitgangssignaal V3 dat een genormeerd indicatiesignaal voor de positie van het juk 15 ten opzichte van de kern 11 voorstelt. Dat wil zeggen dat het uitgangssignaal V3 van de deler 34 in hoofdzaak ongevoelig is voor gemeenschappelijke variaties van de uitgangssignalen VI en 15 V2, bijvoorbeeld ten gevolge van gemeenschappelijk tempera- tuurvariaties en/of voor een variatie van de aan de primaire spoel 13 geleverde primaire spanning.The divider 34 divides the output signal VI of the measuring circuit 32 by the output signal V2 of the measuring circuit 33; 10 supplying an output signal V3 representing a normalized indication signal for the position of the yoke 15 relative to the core 11. That is, the output signal V3 of the divider 34 is substantially insensitive to common variations of the output signals V1 and 15 V2, for example due to common temperature variations and / or to a variation of the primary voltage supplied to the primary coil 13 .

Fig. 5 toont een tweede uitvoeringsvorm 50 van een lineaire positiesensor volgens de uitvinding. De sensor 50 20 van fig. 6 verschilt van de sensor 10 van fig. 1 doordat bij de sensor 50 de spoelen 53 en 54 elkaar, gezien in de lengterichting van de kern 11, in het midden van de kern 11 kruisen en de spoelen 53, 54 bij elk uiteinde van de kern 11 een grootste afstand hebben. Hierdoor heeft de sensor 50, 2 5 zoals getoond in het diagram van fig. 6 en gezien in de lengterichting van de kern 11, in het midden een maximale -Fig. 5 shows a second embodiment 50 of a linear position sensor according to the invention. The sensor 50 of Fig. 6 differs from the sensor 10 of Fig. 1 in that at the sensor 50, the coils 53 and 54 intersect, viewed in the longitudinal direction of the core 11, in the center of the core 11 and the coils 53 54 are at the greatest distance from each end of the core 11. As a result, the sensor 50, 25, as shown in the diagram of Fig. 6 and viewed in the longitudinal direction of the core 11, has a maximum in the center -

magneetveldkoppeling tussen de spoelen 53, 54 en bij de Lmagnetic field coupling between coils 53, 54 and at the L

uiteinden van de kern 11 een kleinste.ends of the core 11 a smallest.

Fig. 7 toont een derde uitvoeringsvorm 70 van een 30 lineaire positiesensor volgens de uitvinding. De sensor 70 heeft een langwerpige kern 71 van magnetiseerbaar materiaal met een hartlijn 72 en een ronde doorsnede loodrecht op de _ hartlijn 72. Om de kern 71 is in de lengterichting van de kern 71 een platte spoel 73 gewikkeld en is een andere spoel = 35 74 gewikkeld die tussen de uiteinden van de kern 71 een schroeflijn volgt. In de uitvoeringsvorm van fig. 7 volgt de spoel 74 een halve rondgang om de kern 71. Afhankelijk van de toepassing kan de schroeflijn echter ook over meer of 'i .> <' . -\ , r - 6 - minder dan een halve rondgang gevolgd worden.Fig. 7 shows a third embodiment 70 of a linear position sensor according to the invention. The sensor 70 has an elongated core 71 of magnetizable material with a centerline 72 and a round cross-section perpendicular to the centerline 72. A flat coil 73 is wound around the core 71 in the longitudinal direction of the core 71 and another coil = 35 74 that follows a helix between the ends of the core 71. In the embodiment of Fig. 7, the coil 74 follows a half-turn around the core 71. Depending on the application, however, the helix can also extend over more or "." - \, r - 6 - be followed less than half a tour.

Een juk 75 van magnetiseerbaar materiaal is verplaatsbaar om de kern 71 met de spoelen 73 en 74 aangebracht. Bij de sensor 70 van fig. 7 hebben de spoelen 73 en 74 bij de 5 uiteinden van de kern 71 een kleinste afstand tot elkaar, in het midden van de kern 71, gezien in de lengterichting, staan de vlakken van de spoelen 73 en 74 loodrecht op elkaar. Hierdoor, zoals getoond in fig. 8, is wanneer het juk 75 zich bij de uiteinden van de kern 71 bevindt de koppeling 10 van het magneetveld tussen de spoelen 73 en 74 het grootst maar met tegengestelde polariteit en is de koppeling in het midden nul. Hierdoor ontstaat rond het midden (x = 0,5) een lineair gedeelte dat steiler is dan bij de eerste en tweede sensoruitvoeringsvormen 10 en 50. Hierdoor zijn de meetge-15 voeligheid en de meetnauwkeurigheid in het midden van de kern groter.A yoke 75 of magnetizable material is movably disposed about core 71 with coils 73 and 74. In the sensor 70 of Fig. 7, the coils 73 and 74 have a small distance at the ends of the core 71, in the center of the core 71, viewed in the longitudinal direction, the surfaces of the coils 73 and 74 perpendicular to each other. Because of this, as shown in Fig. 8, when the yoke 75 is at the ends of the core 71, the magnetic field coupling 10 between the coils 73 and 74 is greatest but of opposite polarity and the coupling in the center is zero. This creates a linear section around the center (x = 0.5) that is steeper than in the first and second sensor embodiments 10 and 50. This increases the measurement sensitivity and measurement accuracy in the center of the core.

Fig. 9 toont een vierde uitvoeringsvorm 90 van een lineair positiesensor volgens de uitvinding. De sensor 90 van fig. 9 verschilt van de sensor 70 van fig. 7 doordat de 20 vlakke spoel 73 vervangen is door een spoel 93 die evenals de spoel 74 een schroeflijn, maar met tegengestelde draai richting, volgt. Hierdoor hebben de spoelen 74 en 93 niet alleen bij de uiteinden van de kern 71 maar ook in het midden daartussen een kleinste afstand tot elkaar. Hierdoor 25 is ook in het midden van de kern 71, zoals getoond in fig. 10, de koppelf actor voor het magnetische veld tussen de spoelen 74 en 93 maximaal maar met tegengestelde polariteit ten opzichte van de koppelfactor k bij de uiteinden van de kern 71. Terwijl het in fig. 8 voor de sensor 70 getoonde 30 diagram een enkel nulpunt bij x = 0,5 heeft, heeft het in fig. 10 voor de sensor 90 getoonde diagram twee nulpunten, te weten bij x = 0,25 en x = 0,75. Hierdoor is de kromme van fig. 10 bij elk nulpunt steiler dan bij het enkele nulpunt van fig. 8, zodat in de omgeving van de nulpunten van de 35 sensor 90 de meetgevoeligheid en de meetnauwkeurigheid groter zijn.Fig. 9 shows a fourth embodiment 90 of a linear position sensor according to the invention. The sensor 90 of Fig. 9 differs from the sensor 70 of Fig. 7 in that the flat coil 73 is replaced by a coil 93 which, like the coil 74, follows a helical line, but with the opposite direction of rotation. As a result, the coils 74 and 93 have a shortest distance from each other not only at the ends of the core 71, but also in the middle between them. As a result, also in the center of the core 71, as shown in Fig. 10, the coupling factor for the magnetic field between the coils 74 and 93 is maximum but with opposite polarity to the coupling factor k at the ends of the core 71 While the diagram shown in Fig. 8 for the sensor 70 has a single zero at x = 0.5, the diagram shown in Fig. 10 for the sensor 90 has two zeros, namely at x = 0.25 and x = 0.75. As a result, the curve of Fig. 10 is steeper at each zero point than at the single zero point of Fig. 8, so that in the vicinity of the zero points of the sensor 90, the measuring sensitivity and the measuring accuracy are greater.

De kern 11, 71 en het juk 15, 75 kunnen uit verschil lend magnetiseerbaar materiaal bestaan. Bij voorkeur bestaan - 7 - zij uit zacht magnetisch materiaal.The core 11, 71 and the yoke 15, 75 may consist of different magnetizable material. They preferably consist of soft magnetic material.

Omdat de koppelfactor k voor een magneetveld tussen het paar op de kern 11, 71 aangebrachte spoelen afhankelijk is van de magnetische eigenschappen van het materiaal van de 5 kern 11, 71 en van het juk 15, 75, kan de gewenste variabele magneetveldkoppeling ook gerealiseerd worden door in de lengterichting van de kern 11, 71 de magnetische eigenschappen van de kern 11, 71 te variëren. Een dergelijke variatie kan bestaan uit het in de lengterichting van de kern 11, 71 10 op de omtrek ervan en al of niet verdiept aanbrengen van een of meer stroken materiaal waarvan de magnetische permeabiliteit verschilt van de magnetische permeabiliteit van de rest van de kern 11, 71 en met, gezien in de lengterichting van de kern 11, 71, variabele afmetingen. Een of meer lege 15 verdiepingen of verhogingen beantwoorden hier ook aan. Bij toepassing van een dergelijke variatie van magnetische eigenschappen van de kern 11, 71 kunnen de op de kern gewikkelde spoelen over de gehele lengte van de kern evenwijdig aan elkaar gewikkeld zijn of elkaar zelfs overlappen. Door 20 bovendien de niet-evenwijdigheid van de spoelen, zoals volgens de fig. 1, 5, 7, 9, toe te passen worden de meetei- genschappen versterkt.Since the coupling factor k for a magnetic field between the pair of coils arranged on the core 11, 71 depends on the magnetic properties of the material of the core 11, 71 and of the yoke 15, 75, the desired variable magnetic field coupling can also be realized by varying the magnetic properties of the core 11, 71 in the longitudinal direction of the core 11, 71. Such a variation may consist of longitudinally applying the core 11, 71 10 on its periphery and deepening or not deepening one or more strips of material whose magnetic permeability differs from the magnetic permeability of the rest of the core 11, 71 and having variable dimensions when viewed in the longitudinal direction of the core 11, 71. One or more empty 15 floors or elevations also correspond to this. When such a variation of magnetic properties of the core 11, 71 is used, the coils wound on the core can be wound parallel to one another or even overlap over the entire length of the core. Moreover, by applying the non-parallelism of the coils, as according to Fig. 1, 5, 7, 9, the measuring properties are enhanced.

Uit het voorgaande zal duidelijk zijn dat de op een ~ langwerpige kern aangebrachte wikkelingen van een sensor 25 volgens de uitvinding op verschillende locaties en met r verschillende oriëntaties ten opzichte van elkaar aangebracht kunnen zijn om, afhankelijk van de toepassing van de sensor, een gewenst verloop van de magneetveldkoppelfactor k als functie van de verplaatsingsaf stand van het juk te 30 realiseren. Het is bijvoorbeeld mogelijk over een relatief lange kern meerdere maxima van de koppelfactor k te realiseren, waardoor, door het tellen van het passeren van maxima tijdens het verplaatsen van het juk, een ruwe positiemeting gedaan kan worden en tussen twee maxima een aanvullende 35 fijne positiemeting gedaan kan worden.From the foregoing it will be clear that the windings of an sensor 25 according to the invention arranged on an elongated core can be arranged at different locations and with different orientations relative to each other in order to obtain a desired course, depending on the use of the sensor. of the magnetic field coupling factor k as a function of the displacement distance of the yoke. For example, it is possible to realize several maxima of the coupling factor k over a relatively long core, so that, by counting the passing of maxima during the displacement of the yoke, a rough position measurement can be made and an additional fine position measurement between two maxima can be done.

Claims

Linear position sensor (10, 50, 70, 90), comprising two coils (13, 14; 53, 54; 73, 74; 74, 93), an elongated core (11, 71) of magnetizable material passing through at least one of the coils is surrounded, and magnetic field-5 coupling means adapted to be displaced in the longitudinal direction of the core, thereby changing a magnetic coupling factor between the coils, characterized in that both coils in the longitudinal direction of the core the core are wound, the coils have a variable magnetic coupling along the length in the longitudinal direction of the core, and the movable magnetic field coupling means consists of a yoke of magnetizable material arranged around the core and the coils.

Linear position sensor according to claim 1, characterized in that the core (11, 71) consists of soft magnetic material.

Linear position sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the yoke (15, 75) consists of soft magnetic material.

Linear position sensor according to any preceding claim, characterized in that the yoke (15, 75) is annular. 25

Linear position sensor (10, 50), characterized in that each coil (15, 14; 53, 54) has a flat winding surface over a distance over which the yoke (15) is effectively movable and the winding surfaces of the coils are not parallel to be.

Linear position sensor (70) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a coil (74) of the coils (73, 74) over a distance over which the yoke (75) is effectively displaceable flat winding face and the other coil (74) has a winding face that follows a helix - 9.

Linear position sensor (90) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that both coils (74, 93) have winding surfaces following opposing helical lines over a distance over which the yoke (75) is effectively displaceable.

Linear position sensor according to any preceding claim, characterized in that the core (11, 71) has a variable magnetic permeability in the longitudinal direction.

Linear position sensor according to claim 8, characterized in that the core (11, 71) has a lengthwise strip of material of variable dimensions and the strip has a magnetic permeability different from the magnetic permeability of the rest of the core. i

A linear displacement measuring device comprising an AC voltage generator (31), a measuring circuit (32) and a linear position sensor (10, 50, 70, 90) consisting of two coils (13, 14; 53 , 54; 73, 74; 74, 93), an elongated core (11, 71) of magnetizable material surrounded by at least one of the coils, and magnetic field coupling means suitable for longitudinal direction of the core to be displaced thereby changing a magnetic coupling factor between the coils, one of the coils being connected to the generator 5 and the other coil being connected to the measuring circuit. I 3. for supplying an output signal through the measuring circuit. the amplitude of which depends on the position of the magnetic field coupling means, characterized in that both coils are wound around the core in the longitudinal direction of the core, the coils a certain distance in the longitudinal direction of the core e and variable magnetic coupling Σ: ζ and the movable magnetic field coupling means consists of a yoke of magnetizable material arranged around the core and the coils, one coil connected to a second -10 measuring circuit (33) to provide a second output signal whose amplitude is dependent on a signal supplied to the one coil by the generator (31), and a divider (34) which divides the output signals of the measuring circuits 5 (32, 33) to provide a position indication- signal. 1 Γ, '0 £ * J t' .- *: ^