NL2000959C1

NL2000959C1 - Speed sensor for seismologic measuring, for measuring mechanical vibrations, acoustic waves or infrasound waves has static and dynamic parts each having magnet array which exert magnetic force on each other

Info

Publication number: NL2000959C1
Application number: NL2000959A
Authority: NL
Inventors: Johannes Adrianus Antonius Theodorus Dams
Original assignee: Magnetic Innovations B V
Priority date: 2007-10-24
Filing date: 2007-10-24
Publication date: 2009-04-27

Abstract

The speed sensor has a static part (3) and a dynamic part (5) arranged concentrically around it, and axially movable relative to each other. The static part includes a measuring coil (15) for measuring the speed at which the static and dynamic parts are displaced relative to each other. The static and dynamic parts each have magnet arrays which exert a magnetic force on each other. The weight of the dynamic part is opposite in direction and equal in size to the magnetic force experienced by the dynamic part.

Description

Snelheidssensor BESCHRIJVING: 5Speed sensor DESCRIPTION: 5

Gebied van de uitvinding.FIELD OF THE INVENTION

De uitvinding heeft betrekking op een snelheidssensor omvattende een eerste deel en een concentrisch daaraan aanwezig tweede deel, welke delen relatief ten opzichte 10 van elkaar axiaal beweegbaar zijn, waarbij een van de delen statisch en het andere deel dynamisch is, en waarbij één van de delen een meetspoel omvat voor het meten van de snelheid waarmee de beide delen ten opzichte van elkaar verplaatsen, en waarbij het eerste deel ten minste één permanente magneet omvat. Onder een statisch deel dient hier verstaan te worden het deel dat verbonden is met het voorwerp of de omgeving waarvan trillingen 15 of versnellingen of andere parameters gemeten moeten worden. In de praktijk zal dit ‘statische’ deel bewegen en het ‘dynamische deel’ stilstaan.The invention relates to a speed sensor comprising a first part and a second part concentrically thereto, which parts are axially movable relative to each other, one of the parts being static and the other part being dynamic, and wherein one of the parts comprises a measuring coil for measuring the speed at which the two parts move relative to each other, and wherein the first part comprises at least one permanent magnet. A static part is to be understood here to mean the part that is connected to the object or the environment of which vibrations or accelerations or other parameters must be measured. In practice, this "static" part will move and the "dynamic part" will stand still.

Dergelijke sensoren worden onder andere toegepast voor seismologische metingen, het meten van mechanische trillingen, geluidsgolven of infrasone golven. Hierbij wordt het statische deel verbonden met de aarde. Bij trillingen in het aardoppervlak zal het 20 statische deel verplaatsen ten opzichte van het dynamische deel, welke relatieve beweging hierbij wordt gemeten.Such sensors are used for, among other things, seismological measurements, measurement of mechanical vibrations, sound waves or infrasonic waves. Hereby the static part is connected to the earth. With vibrations in the earth's surface, the static part will move relative to the dynamic part, which relative movement is hereby measured.

Stand van de techniek.State of the art.

25 Een dergelijke snelheidssensor is bekend uit GB-A-2366474. Bij deze bekende snelheidssensor is het eerste deel statisch en is het tweede deel gevormd door een spoel die concentrisch in het eerste deel aanwezig is en via bladveren met het eerste deel is verbonden. Het gewicht van de spoel wordt hierbij gedragen door de bladveren, die dus in uitgangstoestand reeds deels doorgeveerd zijn. Door deze doorbuiging van de bladveren 30 zijn de materiaalspanningen in de bladveer al enigszins toegenomen waardoor een eventuele maximale werkslag (begrensd door een maximale toelaatbare materiaal afhankelijke spanning) verkleind wordt. Mede door dit feit hebben dergelijke sensoren een 2 probleem om een lage eigenfrequentie te behalen. Het bewegen van de spoel geeft tevens extra problemen voor wat betreft het realiseren van een robuuste elektrische verbinding tussen de bewegende spoel en het meetsysteem.Such a speed sensor is known from GB-A-2366474. With this known speed sensor, the first part is static and the second part is formed by a coil that is concentrically present in the first part and is connected to the first part via leaf springs. The weight of the coil is in this case supported by the leaf springs, which are thus already partially suspended in the initial state. Due to this bending of the leaf springs 30, the material stresses in the leaf spring have already increased somewhat, so that a possible maximum operating stroke (limited by a maximum permissible material-dependent stress) is reduced. Partly due to this fact, such sensors have a problem in achieving a low natural frequency. Moving the coil also causes additional problems with regard to the realization of a robust electrical connection between the moving coil and the measuring system.

5 Samenvatting van de uitvinding.Summary of the invention.

Een doel van de uitvinding is het verschaffen van een snelheidssensor van de in de aanhef omschreven soort waarbij de hierboven vermelde nadelen van de bekende snelheidssensor niet of althans minder aanwezig zijn. Hiertoe is de snelheidssensor volgens 10 de uitvinding gekenmerkt, doordat het tweede deel een magneetstelsel, waarbij de polarisatie van de beide magneten in hoofdzaak tegengesteld is aan elkaar. De magneten zijn hierbij zodanig op elkaar afgestemd dat de zwaartekracht op het dynamische deel nagenoeg geheel gecompenseerd wordt door de magnetische kracht op het dynamische deel. Eventueel wordt extra massa toegevoegd aan het dynamische deel, waarbij de massa 15 wordt afgestemd op de werkelijke biaskracht. Hierdoor hoeft het gewicht van het dynamische deel niet door veren gedragen te worden en kan het vrij bewegen waardoor de volledige slag (begrensd door de materiaalspanningen in de bladveren) gebruikt kan worden voor het meten. De biaskracht die opgewekt wordt door de magneten verandert slechts weinig bij verplaatsing van de dynamische magneten ten opzichte van de statische 20 magneten. Hierdoor heeft het magneetsysteem een lage magnetische stijfheid. De variatie van de magnetische biaskracht (magnetische stijfheid) is van het gebruikte systeem dusdanig laag dat dit in combinatie met de massa van het dynamische deel (inclusief eventueel toegevoegde massa) voor een zeer lage eigen frequentie zorgt. Voorts wordt voorkomen (door het feit dat de bewegende massa voor het grootste deel gedragen wordt 25 door magnetische velden met een zeer lage stijfheid), dat in het geval van een zeer slappe bladveer (om dezelfde eigen frequentie te kunnen behalen) de statische doorbuiging en daarbij behorende materiaalspanning te groot zou worden.An object of the invention is to provide a speed sensor of the type described in the preamble, wherein the above-mentioned disadvantages of the known speed sensor are not present or at least less present. To this end, the speed sensor according to the invention is characterized in that the second part is a magnet system, the polarization of the two magnets being substantially opposite to each other. The magnets are hereby matched to each other in such a way that the gravity on the dynamic part is almost entirely compensated by the magnetic force on the dynamic part. Optionally, additional mass is added to the dynamic part, whereby the mass is adjusted to the actual bias force. As a result, the weight of the dynamic part does not have to be supported by springs and can move freely, so that the complete stroke (limited by the material stresses in the leaf springs) can be used for measuring. The bias force generated by the magnets changes only slightly when the dynamic magnets are displaced relative to the static magnets. As a result, the magnet system has a low magnetic rigidity. The variation of the magnetic bias force (magnetic stiffness) of the system used is so low that in combination with the mass of the dynamic part (including any added mass) this ensures a very low inherent frequency. Furthermore, it is prevented (by the fact that the moving mass is for the most part supported by magnetic fields with a very low stiffness) that in the case of a very weak leaf spring (in order to achieve the same own frequency) the static deflection and associated material stress would become too large.

Een uitvoeringsvorm van de snelheidssensor volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat het magneetstelsel een radiaal gemagnetiseerde, ringvormige, verdere 30 permanente magneet omvat.An embodiment of the speed sensor according to the invention is characterized in that the magnet system comprises a radially magnetized, annular, further permanent magnet.

Een andere uitvoeringsvorm van de snelheidssensor volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat het tweede deel ten minste twee verdere permanente magneten 3 omvat, die in axiale richting achter elkaar aanwezig zijn, waarbij één van de verdere magneten anders is georiënteerd dan de beide andere magneten.Another embodiment of the speed sensor according to the invention is characterized in that the second part comprises at least two further permanent magnets 3, which are arranged one behind the other in the axial direction, one of the further magnets being oriented differently from the other two magnets.

Een verdere uitvoeringsvorm van de snelheidssensor volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat het eerste deel twee permanente magneten omvat, waarvan de 5 eerder genoemde magneet deel uitmaakt, welke magneten in axiale richting op afstand van elkaar aanwezig zijn, en waarbij van de vier magneten er één anders is georiënteerd dan de andere drie. De magneten kunnen hierbij eenvoudig uit één blok vervaardigd worden waardoor een minimale spreiding in materiaaleigenschappen verkregen wordt.A further embodiment of the speed sensor according to the invention is characterized in that the first part comprises two permanent magnets, of which the aforementioned magnet forms part, which magnets are spaced apart in the axial direction, and one of the four magnets is different than the other three. The magnets can easily be manufactured from one block, whereby a minimal spread in material properties is obtained.

Bij voorkeur is het eerste deel statisch en het tweede deel dynamisch, 10 waarbij het dynamische deel in het statische deel aanwezig is en waarbij de meetspoel onderdeel is van het statische deel.The first part is preferably static and the second part dynamic, the dynamic part being present in the static part and the measuring coil being part of the static part.

Nog een verdere uitvoeringsvorm van de snelheidssensor volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat tussen de beide delen ten minste één spoel of elektrische geleider in het magneetveld aanwezig is, die met het statische deel is verbonden. Deze 15 spoel is bij voorkeur kortgesloten door een elektrische weerstand en zorgt voor een bepaalde mate van demping van het dynamische deel ten opzichte van het statische deel. Afhankelijk van de gewenste demping zijn er één of meer kortgesloten spoelen of elektrische geleiders aanwezig. Ook kan een condensator met de spoel(en) of elektrische geleider(s) verbonden zijn om een frequentie afhankelijke demping te realiseren.A still further embodiment of the speed sensor according to the invention is characterized in that at least one coil or electrical conductor is present in the magnetic field between the two parts and is connected to the static part. This coil is preferably short-circuited by an electrical resistance and provides a certain degree of damping of the dynamic part relative to the static part. Depending on the desired damping, one or more short-circuited coils or electrical conductors are present. A capacitor can also be connected to the coil (s) or electrical conductor (s) to realize a frequency-dependent damping.

20 Weer een verdere uitvoeringsvorm van de snelheidssensor volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat het tweede deel voorts een derde verdere magneet omvat, waarbij de middelste van de verdere magneten anders georiënteerd is dan de beide buitenste verdere magneten. Bij voorkeur omvat in dit geval ook het eerste deel drie magneten. Hierdoor kan de benodigde verticale biaskracht nagenoeg volledig tot nul 25 gereduceerd worden en daarmee precies afgestemd worden op de bewegende massa van het dynamische deel.Yet another embodiment of the speed sensor according to the invention is characterized in that the second part further comprises a third further magnet, the middle of the further magnets being oriented differently than the two outermost magnets. In this case the first part preferably also comprises three magnets. As a result, the required vertical bias force can be reduced almost completely to zero and thus be precisely adjusted to the moving mass of the dynamic part.

Nog weer een verdere uitvoeringsvorm van de snelheidssensor volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat het tweede deel voorts een vierde verdere magneet omvat, waarbij de beide middelste van de verdere magneten anders georiënteerd zijn dan 30 de beide buitenste verdere magneten. De magnetische veldrichting van de twee bovenste verdere magneten van het dynamische deel is hierbij tegengesteld aan die van de beide onderste verdere magneten, waardoor de magnetische biaskracht tegengesteld is en 4 opgeheven wordt. Ook hierbij kan de benodigde verticale biaskracht nagenoeg volledig tot nul gereduceerd worden en daarmee precies afgestemd worden op de bewegende massa van het dynamische deel en omvat het eerste deel in dit geval bij voorkeur vier magneten.Yet another embodiment of the speed sensor according to the invention is characterized in that the second part further comprises a fourth further magnet, the two middle of the further magnets being oriented differently than the two outermost further magnets. The magnetic field direction of the two upper further magnets of the dynamic part is hereby opposite to that of the two lower further magnets, whereby the magnetic bias force is opposed and 4 is canceled. Here too, the required vertical bias force can be reduced almost completely to zero and thus be precisely adjusted to the moving mass of the dynamic part, and in this case the first part preferably comprises four magnets.

Een verdere uitvoeringsvorm van de snelheidssensor volgens de uitvinding 5 is gekenmerkt, doordat het tweede deel via één of meer bladveren is verbonden met het eerste deel, welke bladveer/bladveren in radiale richting relatief stijf en in axiale richting slap zijn, waarbij het magnetische veld een negatieve stijfheid heeft die de positieve axiale stijfheid van de bladveer/bladveren geheel of ten dele opheft, en waarbij de som van de stijfheden zorgt voor een lage eigenfrequentie van de bewegende massa. De bladveer of de 10 bladveren dienen ervoor om het dynamische deel radiaal in het midden te houden.A further embodiment of the speed sensor according to the invention is characterized in that the second part is connected via one or more leaf springs to the first part, which leaf spring / leaf springs are relatively stiff in the radial direction and slack in the axial direction, the magnetic field being a has negative stiffness which cancels all or part of the positive axial stiffness of the leaf spring / leaf springs, and wherein the sum of the stiffnesses ensures a low natural frequency of the moving mass. The leaf spring or the leaf springs serve to keep the dynamic part radially in the middle.

Bij voorkeur is de afstand tussen twee in axiale richting achter elkaar aanwezige magneten afstelbaar. Hierdoor kan de magnetische kracht ingesteld worden, waardoor onder andere de invloed van temperatuurverandering gecompenseerd kan worden.The distance between two magnets located one behind the other in the axial direction is preferably adjustable. As a result, the magnetic force can be adjusted, whereby, among other things, the influence of temperature change can be compensated.

15 Om verandering van de magnetische kracht als gevolg van de temperatuurverandering van de magneten te compenseren zijn bij voorkeur de materialen waaruit één of beide delen zijn vervaardigd zodanig op elkaar afgestemd dat bij uitzetting/inkrimping van de delen ten gevolge van temperatuurverandering de axiale afstand tussen de magneten en daarmee de magnetische kracht zodanig verandert dat deze 20 de verandering van de magnetische kracht als gevolg van de temperatuurverandering van de magneten geheel of ten dele compenseert. Een mechanische verstelling van de verticale afstand tussen de magneten in de vorm van schroefdraad of vulplaatjes is hierbij ook mogelijk.In order to compensate for a change in the magnetic force as a result of the temperature change of the magnets, the materials from which one or both parts are made are preferably matched to each other such that upon expansion / contraction of the parts due to temperature change the axial distance between magnets and thus the magnetic force changes in such a way that it fully or partially compensates for the change in the magnetic force due to the temperature change of the magnets. A mechanical adjustment of the vertical distance between the magnets in the form of threads or shims is also possible.

Opgemerkt wordt dat de snelheidssensor volgens de uitvinding ook gebruikt 25 kan worden voor het onderdrukken/dempen van trillingen van bijvoorbeeld een machineonderdeel. Hiertoe dient de snelheidssensor op het betreffende machine onderdeel aangebracht te worden. Indien de frequentie van de trillingen boven de eigen frequentie van de snelheidsensor komt zal er een snelheidsverschil optreden tussen het statische deel van de snelheidssensor verbonden met het machine-onderdeel en het dynamische deel van de 30 snelheidssensor. Door het kortsluiten van de meetspoel middels weerstand of condensator en eventuele ander kortgesloten elektrische geleiders in de snelheidssensor zal de trilling ten dele onderdrukt worden door de snelheidssensor. Eventueel kan de snelheidssensor 5 opgenomen worden in een regelsysteem waarin de trilling gemeten worden en naar een regeleenheid gestuurd wordt die de snelheidssensor middels de meetspoelen aanstuurt zodanig dat het dynamische deel een trilling gaat uitvoeren die tegengesteld is aan de trilling van het machine-onderdeel en daarmee de trilling dempt/onderdrukt. Hiervoor is 5 het gewenst dat de massa van het dynamische deel groot is.It is noted that the speed sensor according to the invention can also be used for suppressing / damping vibrations of, for example, a machine part. For this purpose, the speed sensor must be fitted on the relevant machine part. If the frequency of the vibrations exceeds the speed sensor's own frequency, a speed difference will occur between the static part of the speed sensor connected to the machine part and the dynamic part of the speed sensor. By short-circuiting the measuring coil through a resistor or capacitor and any other short-circuited electrical conductors in the speed sensor, the vibration will be partially suppressed by the speed sensor. Optionally, the speed sensor 5 can be incorporated in a control system in which the vibration is measured and sent to a control unit that controls the speed sensor by means of the measuring coils such that the dynamic part starts to perform a vibration that is opposite to the vibration of the machine part and therefore dampens / suppresses the vibration. For this it is desirable that the mass of the dynamic part is large.

Beknopte omschrijving van de tekeningen.Brief description of the drawings.

Hieronder zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van in de 10 tekeningen weergegeven uitvoeringsvoorbeelden van de snelheidssensor volgens de uitvinding. Hierbij toont:The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments of the speed sensor according to the invention shown in the drawings. Hereby shows:

Figuur 1 een eerste uitvoeringsvorm van de snelheidssensor volgens de uitvinding in doorsnede voorzien van drie magneten;Figure 1 shows a first embodiment of the speed sensor according to the invention in cross section provided with three magnets;

Figuur 2 een bovenaanzicht van de in figuur 1 weergegeven snelheidssensor; 15 Figuur 3 een tweede uitvoeringsvorm van de snelheidssensor volgens de uitvinding in doorsnede voorzien van vier magneten;Figure 2 is a top view of the speed sensor shown in Figure 1; Figure 3 shows a second embodiment of the speed sensor according to the invention in cross section provided with four magnets;

Figuur 4 een derde uitvoeringsvorm van de snelheidssensor volgens de uitvinding in doorsnede voorzien van spoelen t.b.v. demping van het dynamische deel;Figure 4 shows a third embodiment of the speed sensor according to the invention in cross section provided with coils for damping the dynamic part;

Figuur 5 een vierde uitvoeringsvorm van de snelheidssensor volgens de 20 uitvinding in doorsnede voorzien van zes magneten; enFigure 5 shows a fourth embodiment of the speed sensor according to the invention in section with six magnets; and

Figuur 6 een vijfde uitvoeringsvorm van de snelheidssensor volgens de uitvinding in doorsnede voorzien van acht magneten.Figure 6 shows a fifth embodiment of the speed sensor according to the invention in cross section provided with eight magnets.

Gedetailleerde omschrijving van de tekeningen.Detailed description of the drawings.

2525

In de figuren 1 en 2 is het magneetsysteem van een eerste uitvoeringsvorm van de snelheidssensor volgens de uitvinding in doorsnede respectievelijk bovenaanzicht weergegeven. De behuizing en overige delen van de snelheidssensor zijn in deze en de verdere figuren weggelaten. De snelheidssensor 1 heeft een statisch, eerste deel 3 en een 30 concentrisch daarin aanwezig dynamisch, tweede deel 5. Deze beide delen 3,5 zijn relatief ten opzichte van elkaar axiaal beweegbaar.Figures 1 and 2 show the magnet system of a first embodiment of the speed sensor according to the invention in cross-section and top view, respectively. The housing and other parts of the speed sensor are omitted in this and the further figures. The speed sensor 1 has a static, first part 3 and a dynamic, second part 5 concentrically present therein. These two parts 3,5 are axially movable relative to each other.

Het statische deel 3 heeft een permanente magneet 7 waarbij de magnetische 6 flux en daarmee de Noord-Zuid oriëntatie door de magneet met pijlen is aangegeven. Het dynamische deel 5 heeft twee verdere permanente magneten 9 en 11, die op een cilindrische drager 13 zijn bevestigd en in axiale richting op afstand van elkaar aanwezig zijn. De verdere magneet 9 is hierbij tegengesteld georiënteerd aan de overige magneten, 5 7 en 11.The static part 3 has a permanent magnet 7, the magnetic 6 flux and thus the North-South orientation is indicated by arrows with the magnet. The dynamic part 5 has two further permanent magnets 9 and 11, which are mounted on a cylindrical carrier 13 and are spaced apart in the axial direction. The further magnet 9 is herein opposed to the other magnets, 7 and 11.

Het statische deel 3 is voorzien van twee meetspoelen 15 voor het meten van de snelheid waarmee de beide delen ten opzichte van elkaar bewegen. Beide meetspoelen zijn in serie geschakeld en hebben dezelfde wikkelrichting en bij voorkeur een gelijk aantal wikkelingen. Door optimalisatie van de afmetingen van de meetspoelen kan een 10 snelheidsafhankelijk meetsignaal met zeer kleine vervorming van het signaal over de gehele slag van het bewegende deel gerealiseerd worden. Het statische deel 3 is voorts eventueel voorzien van een correctiespoel (niet in de figuren weergegeven). Door deze correctiespoel kan ook een stroom gestuurd worden om een extra kracht te genereren om eventuele temperatuurinvloeden op de magnetische biaskracht te compenseren.The static part 3 is provided with two measuring coils 15 for measuring the speed at which the two parts move relative to each other. Both measuring coils are connected in series and have the same winding direction and preferably an equal number of windings. By optimizing the dimensions of the measuring coils, a speed-dependent measuring signal with very small distortion of the signal over the entire stroke of the moving part can be realized. The static part 3 is further optionally provided with a correction coil (not shown in the figures). A current can also be sent through this correction coil to generate an additional force to compensate for any temperature influences on the magnetic bias force.

15 Het dynamische deel 5 is via bladveren 17 (eventueel zowel verbonden met de bovenzijde als de onderzijde van deel 5) verbonden met het statische deel 3. Deze bladveren 17 dienen voor de radiale positionering van het dynamische deel ten opzichte van het statische deel. Hiertoe zijn de bladveren in radiale richting stijf en zijn zij ten behoeve van een lage eigenfrequentie in axiale richting slap. De bladveren 17 zullen een 20 geringe axiale stijfheid hebben maar daardoor toch bij verplaatsing van het dynamische deel ten opzichte van het statische deel een verandering van axiale kracht tussen beide onderdelen veroorzaken. In het geval dat de snelheidssensor 1 een negatieve magnetische stijfheid heeft, wordt deze ongewenste axiale stijfheid van de bladveren geheel of gedeeltelijk gecompenseerd.The dynamic part 5 is connected to the static part 3 via leaf springs 17 (possibly both connected to the top and bottom of part 5). These leaf springs 17 serve for the radial positioning of the dynamic part relative to the static part. To this end, the leaf springs are stiff in the radial direction and they are limp for the purpose of a low natural frequency in the axial direction. The leaf springs 17 will have a low axial stiffness, but will nevertheless cause a change in axial force between the two parts when the dynamic part is displaced relative to the static part. In the case that the speed sensor 1 has a negative magnetic stiffness, this undesired axial stiffness of the leaf springs is fully or partially compensated.

25 De constructie van de snelheidsmeter 1 volgens de uitvinding is erg robuust omdat enkel de magneten 9 en 11 bewegen en er geen elektrische draden met het dynamische deel 5 verbonden hoeven te zijn. Door de twee tegen elkaar gerichte axiale magneten 9 en 11, die een min of meer radiaal magneetveld genereren ter hoogte van de ruimte tussen beide magneten, hoeven geen radiaal gemagnetiseerde ringen gebruikt te 30 worden waardoor de fabricagekosten laag kunnen blijven. Voorts is door de tussen het deel 5 en de meetspoelen 15 aanwezige radiale speling een eventuele radiale slag niet meteen mechanisch beperkt.The construction of the speedometer 1 according to the invention is very robust because only the magnets 9 and 11 move and no electrical wires need be connected to the dynamic part 5. Due to the two axial magnets 9 and 11 directed against each other, which generate a more or less radial magnetic field at the space between the two magnets, no radially magnetized rings need be used, as a result of which the manufacturing costs can remain low. Furthermore, due to the radial clearance present between the part 5 and the measuring coils 15, any radial stroke is not immediately mechanically limited.

77

In figuur 3 is een tweede uitvoeringsvorm van de snelheidssensor volgens de uitvinding in doorsnede weergegeven. Alle onderdelen die gelijk zijn aan die van de eerste uitvoeringsvorm zijn hierbij met dezelfde verwijzingscijfers aangegeven. Bij deze snelheidssensor 21 heeft het statische deel 3 twee permanente magneten 7A en 7B, die in 5 axiale richting op afstand van elkaar aanwezig zijn. Door de afstand tussen de magneten 7A en 7B en/of de afstand tussen de magneten 9 en 11 te variëren kan de magnetische kracht ingesteld worden. Een beperkte variatie in magnetische biaskracht door verandering van de afstand tussen magneten 9 en 11 en/of 7A en 7B zal ook maar een geringe verandering in de stijfheidskarakteristiek van de snelheidssensor opleveren.Figure 3 shows a second embodiment of the speed sensor according to the invention in cross section. All parts that are the same as those of the first embodiment are here designated by the same reference numerals. With this speed sensor 21, the static part 3 has two permanent magnets 7A and 7B, which are spaced apart in the axial direction. The magnetic force can be adjusted by varying the distance between magnets 7A and 7B and / or the distance between magnets 9 and 11. A limited variation in magnetic bias force due to a change in the distance between magnets 9 and 11 and / or 7A and 7B will also only result in a slight change in the stiffness characteristic of the speed sensor.

10 In figuur 4 is een derde uitvoeringsvorm van de snelheidssensor volgens de uitvinding in doorsnede weergegeven. Alle onderdelen die gelijk zijn aan die van de eerste uitvoeringsvorm zijn hierbij weer met dezelfde verwijzingscijfers aangegeven. Bij deze snelheidssensor 31 is het statische deel 3 voorzien van een kortgesloten spoel 33. Deze spoel 33 zorgen voor demping van het dynamische deel 5 ten opzichte van het statische 15 deel 3.Figure 4 shows a third embodiment of the speed sensor according to the invention in cross section. All parts that are the same as those of the first embodiment are again designated with the same reference numerals. With this speed sensor 31, the static part 3 is provided with a short-circuited coil 33. This coil 33 provides for damping of the dynamic part 5 relative to the static part 3.

In figuur 5 is een vierde uitvoeringsvorm van de snelheidssensor volgens de uitvinding in doorsnede weergegeven. Alle onderdelen die gelijk zijn aan die van de eerste uitvoeringsvorm zijn hierbij weer met dezelfde verwijzingscijfers aangegeven. Deze snelheidssensor 41 is voorzien van zes magneten, drie statische magneten 43A-43C en drie 20 dynamische magneten 45 A-45C. Hiermee kan de benodigde verticale biaskracht nagenoeg volledig tot nul gereduceerd worden en daarmee precies afgestemd worden op de bewegende massa van het dynamische deel. Voorts zijn er vier meetspoelen 47 aanwezig. Alle vier de meetspoelen worden in serie geschakeld en hebben bij voorkeur een gelijk aantal wikkelingen, waarbij de bovenste twee spoelen een wikkelrichting hebben 25 tegengesteld aan de beide onderste spoelen. Het is ook mogelijk om de twee middelste spoelen of de twee buitenste spoelen weg te laten of kort te sluiten middels een weerstand of te vervangen door een elektrische geleider en daarmee voor een bepaalde mate van demping van het dynamische deel ten opzichte van het statische deel te zorgen. Afhankelijk van de gewenste demping zijn er één of meer kortgesloten spoelen of elektrische geleiders 30 aanwezig. Ook kan een condensator met de spoel(en) of elektrische geleider(s) verbonden zijn om een frequentie afhankelijke demping te realiseren.Figure 5 shows a fourth embodiment of the speed sensor according to the invention in cross section. All parts that are the same as those of the first embodiment are again designated with the same reference numerals. This speed sensor 41 is provided with six magnets, three static magnets 43A-43C and three dynamic magnets 45A-45C. With this, the required vertical bias force can be reduced almost completely to zero and can therefore be precisely adjusted to the moving mass of the dynamic part. Furthermore, four measuring coils 47 are present. All four measuring coils are connected in series and preferably have an equal number of windings, the upper two coils having a winding direction opposite to the two lower coils. It is also possible to omit or short-circuit the two middle coils or the two outer coils by means of a resistor or to replace them with an electrical conductor and thereby to achieve a certain degree of damping of the dynamic part relative to the static part. to care. Depending on the desired damping, one or more short-circuited coils or electrical conductors 30 are present. A capacitor can also be connected to the coil (s) or electrical conductor (s) to realize a frequency-dependent damping.

In figuur 6 is een vijfde uitvoeringsvorm van de snelheidssensor volgens de 8 uitvinding in doorsnede weergegeven. Alle onderdelen die gelijk zijn aan die van de eerste uitvoeringsvorm zijn hierbij weer met dezelfde verwijzingscijfers aangegeven. Deze snelheidssensor 51 is voorzien van acht magneten, vier statische magneten 53A-53D en vier dynamische magneten 55A-55D. Ook hier zijn vier meetspoelen 57 aanwezig. Het 5 magneetsysteem van deze snelheidssensor 51 is een dubbele uitvoering van het magneetsysteem van de in figuur 3 getoonde snelheidssensor. De magnetische veldrichting van de twee bovenste dynamische magneten is echter tegengesteld aan die van de beide onderste dynamische magneten, waardoor de magnetische biaskracht tegengesteld is en opgeheven wordt. Een beperktere magnetische biaskracht kan nu weer opgewekt worden 10 door verandering van de afstand tussen de magneten 53A-53D en 55A-55D, hetgeen maar een zeer geringe verandering in de stijfheidskarakteristiek van de snelheidssensor oplevert.Figure 6 shows a fifth embodiment of the speed sensor according to the invention in section. All parts that are the same as those of the first embodiment are again designated with the same reference numerals. This speed sensor 51 is provided with eight magnets, four static magnets 53A-53D and four dynamic magnets 55A-55D. Here too four measuring coils 57 are present. The magnet system of this speed sensor 51 is a double embodiment of the magnet system of the speed sensor shown in Figure 3. However, the magnetic field direction of the two upper dynamic magnets is opposite to that of the two lower dynamic magnets, whereby the magnetic bias force is opposed and canceled. A more limited magnetic bias force can now be generated again by changing the distance between the magnets 53A-53D and 55A-55D, which results in only a very slight change in the stiffness characteristic of the speed sensor.

Hoewel in het voorgaande de uitvinding is toegelicht aan de hand van de tekeningen, dient te worden vastgesteld dat de uitvinding geenszins tot de in de tekeningen getoonde uitvoeringsvormen is beperkt. De uitvinding strekt zich mede uit tot alle van de 15 in de tekeningen getoonde uitvoeringsvormen afwijkende uitvoeringsvormen binnen het door de conclusies gedefinieerde kader. Zo kunnen de buitenste en binnenste magneten ook met elkaar verwisseld worden waardoor er andere configuraties van de magneetsystemen ontstaan.Although in the foregoing the invention has been elucidated with reference to the drawings, it should be noted that the invention is by no means limited to the embodiments shown in the drawings. The invention also extends to all embodiments deviating from the embodiments shown in the drawings within the scope defined by the claims. This way, the outer and inner magnets can also be interchanged, creating different configurations of the magnet systems.

Claims

A speed sensor comprising a first part and a second part concentrically present thereon, which parts are axially movable relative to each other, one of the parts being static and the other part being dynamic, and wherein one of the 5 parts comprises a measuring coil for measuring the speed at which the two parts move relative to each other, and wherein the first part comprises at least one permanent magnet, characterized in that the second part comprises a magnet system, the polarization of the two magnets being substantially opposite together.

2. Speed sensor as claimed in claim 1, characterized in that the magnet system comprises a radially magnetized, annular, further permanent magnet.

3. Speed sensor as claimed in claim 1, characterized in that the magnet system comprises at least two further permanent magnets which are arranged one behind the other in the axial direction, one of the further magnets being oriented differently than the other two magnets.

4. Speed sensor as claimed in claim 3, characterized in that the first part comprises two permanent magnets of which the said magnet forms part, which magnets are spaced apart in the axial direction, and of which one of the four magnets is oriented other than the other three.

A speed sensor as claimed in claim 3 or 4, characterized in that the first part is static and the second part is dynamic, the dynamic part being present in the static part, and wherein the measuring coil is part of the static part.

6. Speed sensor as claimed in claim 3,4 or 5, characterized in that at least one coil or electrical conductor is present in the magnetic field between the two parts, which is connected to the static part.

Speed sensor according to claim 6, characterized in that the coil or electrical conductor is connected to a capacitor.

8. Speed sensor as claimed in any of the foregoing claims 3 to 7, characterized in that the second part further comprises a third further magnet, wherein the middle of the further magnets is oriented differently than the two outermost further magnets.

Speed sensor according to claim 8, characterized in that the first part also comprises three magnets.

10. Speed sensor as claimed in claim 8, characterized in that the second part further comprises a fourth further magnet, wherein the two middle of the further magnets are oriented differently than the two outermost further magnets.

11. Speed sensor as claimed in claim 10, characterized in that the first part also comprises four magnets.

12. Speed sensor as claimed in any of the foregoing claims 2 to 11, characterized in that the second part is connected via one or more leaf springs to the first part, which leaf spring / leaf springs are stiff in the radial direction and slack in the axial direction, wherein the magnetic field has a negative stiffness which cancels all or part of the positive axial stiffness of the leaf spring / leaf springs, and wherein the sum of the stiffnesses ensures a low natural frequency of the moving mass.

13. Speed sensor as claimed in any of the foregoing claims 2 to 12, characterized in that the distance between two magnets present one behind the other in the axial direction can be adjusted.

Speed sensor as claimed in any of the foregoing claims 2 to 13, characterized in that the materials from which one or both parts are made are matched to each other in such a way that upon expansion / contraction of the parts due to temperature change the axial distance between the magnets and thus the magnetic force changes so that it compensates for the change in the magnetic force due to the temperature change of the magnets.