WO2012019927A1 - Wegmessvorrichtung - Google Patents

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WO2012019927A1
WO2012019927A1 PCT/EP2011/063099 EP2011063099W WO2012019927A1 WO 2012019927 A1 WO2012019927 A1 WO 2012019927A1 EP 2011063099 W EP2011063099 W EP 2011063099W WO 2012019927 A1 WO2012019927 A1 WO 2012019927A1
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WO
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measuring
measuring device
holder
measuring section
section
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/063099
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English (en)
French (fr)
Inventor
Achim Zern
Gerd Eckel
Original Assignee
Balluff Gmbh
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Publication date
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Application filed by Balluff Gmbh filed Critical Balluff Gmbh
Priority to BR112013003080A priority Critical patent/BR112013003080A2/pt
Priority to EP11738223.4A priority patent/EP2603776B1/de
Priority to ES11738223.4T priority patent/ES2616261T3/es
Priority to CN201180039589.0A priority patent/CN103069255B/zh
Priority to JP2013523560A priority patent/JP5572264B2/ja
Priority to DK11738223.4T priority patent/DK2603776T3/en
Publication of WO2012019927A1 publication Critical patent/WO2012019927A1/de
Priority to US13/755,343 priority patent/US9182213B2/en

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/14—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/023—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring distance between sensor and object
    • 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
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors
    • 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
    • G01D5/48—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 wave or particle radiation means
    • G01D5/485—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 wave or particle radiation means using magnetostrictive devices

Definitions

  • the invention relates to a path measuring device, comprising at least a first measuring section and a second measuring section, each having an extension in a longitudinal direction and are aligned parallel to each other at least in a measuring range, and at least one position sensor which couples contactlessly to the measuring sections.
  • a redundant path measurement or position determination can be achieved.
  • a corresponding path measuring device can advantageously be used, for example, in safety-relevant applications.
  • Cross-sectional contour a waveguide unit in the interior of the profile, wherein the waveguide of the waveguide unit extends in the longitudinal direction of the profile, an evaluation electronics, and a longitudinally movable outside along the profile magnet known as a position encoder.
  • the profile has over the entire length a paragraphless inner contour and in the
  • Inner contour is at least one insert with an inner contour rotatably in
  • Direction of rotation arranged around the longitudinal axis, which also has any inner corners, outer corners and / or heels.
  • a modular waveguide arrangement is known.
  • a magnetostrictive displacement sensor is known which comprises two sets of signal generating means. Each set includes a waveguide wire.
  • the invention has for its object to provide a distance measuring device of the type mentioned, which can be realized with small dimensions.
  • this object is achieved in the case of the aforementioned path measuring device in that a measuring section holder is provided which extends in the measuring region and has recesses in each of which a measuring section is arranged.
  • the measuring section holder can accommodate a large number of measuring sections, such as two measuring sections or three measuring sections, with a small footprint.
  • the measuring sections can be defined defined with good shock resistance and low vibration susceptibility.
  • At least a third measuring section is provided. This provides a multiply redundant path measuring device, namely a triple redundant path measuring device.
  • a measurement path comprises a waveguide and, in particular, wire waveguides.
  • the waveguide is arranged in a hose and in particular silicone hose.
  • the hose is preferably made of an electrically insulating material. This makes it possible to achieve electrical insulation of the individual measuring sections.
  • the hose is used to store the measuring sections on the measuring section holder. Defined bearing with high shock resistance (without repositioning the waveguides) results in a good linearity for the measuring sections, ie there are small changes in distance between the position transmitter and the waveguide over the entire length of the measuring range.
  • the hose is constricted at spaced locations and, for example, bears against the waveguide. This achieves relative fixation between the waveguide and the tube.
  • the waveguide is thereby fixed with respect to the tube.
  • the fixation is in particular a bearing of the waveguide on the hose with play, the game is defined and is of small extent.
  • the waveguide can then be stored on the measuring section holder via the hose.
  • the measuring section holder is made of a fiber-reinforced material and in particular glass fiber reinforced material and preferably glass fiber reinforced plastic material.
  • the measuring section holder has a low coefficient of thermal expansion. As a result, constraining forces can be minimized on the measuring sections.
  • the measuring section holder can thereby be produced in a simple manner from an electrically insulating material, so that a simple way of electrical insulation of the measuring sections is provided.
  • a fiber orientation is then at least approximately parallel to a longitudinal direction of a measuring path.
  • the recesses are arranged distributed on the Meßordernhalter rotationally symmetrical to a longitudinal axis of the Meßordernhalters.
  • a maximum distance between the measuring sections can be achieved in order to minimize mutual interference.
  • the position transmitter is symmetrically arranged and formed, then it can be achieved in a simple manner that all measuring paths couple in the same way and at the same time at the position transmitter in order to achieve a high degree of redundancy.
  • a recess on the measuring section holder is open at the side. As a result, a measuring section can be easily inserted into the measuring section holder during the production of the position transducer device.
  • a measuring section is surrounded in a recess at an angle of at least 220 ° and preferably at an angle of at least approximately 270 ° of wall material of the recess.
  • a measuring section can be fixed to the measuring section holder in a simpler and more secure manner, in particular in combination with a bearing of a waveguide in a tube.
  • a measuring section is received by the measuring section holder over its entire length in the measuring range. This gives you a defined Alignment of the measuring section over the entire length of the measuring range with high shock stability.
  • the measuring section holder has a cylindrical outer contour. As a result, small outer dimensions can be achieved.
  • a maximum thickness of the measuring section holder is at most 10 mm.
  • a corresponding measuring section holder can be produced, for example, by a pulltrusion method. This makes it possible to produce a multiple and, for example, triple redundant position measuring device in a simple manner with a small installation space.
  • the measuring section holder has T-shaped elements, with respect to its cross section, between which the recesses are formed. It can thereby produce walls between the recesses, which have a uniform wall thickness. Furthermore, regions can be provided which overlap the respective measuring sections and thereby securely fix them to the measuring section holder.
  • the T-shaped elements are arranged in a star shape. This gives a high degree of symmetry for the measuring section holder and thus for the arrangement of the measuring sections.
  • a recess has a first area in which bounding walls have at least approximately a flat side. This makes it possible to realize that these limiting walls have a uniform wall thickness. Accordingly, the manufacture of the Meßumblenhalters is simplified. It is also advantageous if a recess has a second region in which the walls delimiting the recess are rounded. This makes it possible to provide an "overlap area" in which a measuring section surrounded by material of the Meßordernhalters (possibly up to a side opening).
  • the measuring section holder has a central area in which the walls delimiting the recesses have a uniform wall thickness.
  • a mechanically stable measuring section holder can be provided in a simple manner, which can accommodate a plurality of measuring sections and thereby has minimized dimensions.
  • a measuring range length of the measuring sections is at least 2 cm and in particular 2.5 cm, that is, the position of a position sensor can be determined in this length range.
  • the measuring sections are independent of each other and at the same time couple to the same at least one position transmitter in order to achieve high redundancy.
  • a measuring head is provided on which measuring distance holder is arranged and, in particular, is arranged coaxially.
  • a sensor device of the position measuring device can be positioned. This includes in particular coils. Other sensory elements such as piezo elements, Hall elements or magnetostrictive elements are also possible.
  • the measuring sections each have a continuation in the measuring head.
  • a waveguide is possibly guided with surrounding hose without interruption in the measuring head.
  • the measuring head advantageously has larger cross-sectional dimensions than the measuring section holder.
  • sensor elements and in particular pick-up coils in the measuring head can be positioned at a greater distance from one another in order to reduce crosstalk.
  • a holding device for fixing the displacement measuring device to an application is arranged on the measuring head.
  • the holding device comprises in particular a holding plate which is fixed to the measuring head.
  • On the holding plate in turn can be the Wegmessvorraum attached to an application.
  • a coil device is arranged on the measuring head, wherein each measuring section is assigned in each case at least one pick-up coil.
  • the pick-up coil forms a signal converter, which generates an electrical signal by reversing the magnetostrictive effect of magnetic induction, which is then evaluable. Information about the position of the position sensor is contained in this electrical signal.
  • an area of a continuation of the measuring section in the measuring head, which is coupled to the coil device, is positioned offset outwards relative to a longitudinal axis of the measuring section holder.
  • an at least approximately linear alignment is provided in order to achieve an effective coupling between a waveguide and a pick-up coil.
  • Different continuations are oriented in these areas in particular parallel to each other.
  • the continuation of the measuring section has a transition region between the measuring section holder and the coil device and, in particular, the continuation is guided bent in the transition region. This minimally influences the waveguide. It is also advantageous if the pick-up coils, which are assigned to the respective measuring sections, are distributed in a rotationally symmetrical manner to an axis of the measuring head. As a result, pick-up coils which are assigned to different measuring paths have a maximum distance and the risk of crosstalk is reduced.
  • the at least one pick-up coil of the respective measuring path is assigned in each case at least one resistance element.
  • the individual measuring instruments can be normalized relative to each other and also normalized to a measuring interface electronics.
  • the at least one resistance element is arranged on a flexible band and is arranged in particular outside the measuring head.
  • the flexible band is in particular a flex band with corresponding conductors, which is guided to a measurement interface.
  • the flexible band is then also carrier for the at least one resistance element.
  • the measuring head has a coil holder on which a Meßordernhalter carrier is fixed. This results in a simple mechanical construction of the measuring head and the measuring section holder can be fixed in a simple manner.
  • the measuring section holder carrier has a marking device and / or positioning device for the measuring section holder. As a result, in the production of the path measuring device, the measuring section holder can be aligned in a simple manner with respect to the measuring section holder carrier and thus also with respect to the coil holder.
  • the measuring track holder carrier and the bobbin holder have a nose-groove device for rotationally fixed fixing to one another. is orders. This makes it easier to assemble the path measuring device.
  • Coil holder is associated with a nose-groove device for rotational fixation.
  • a locking device which comprises a latch associated with a respective measuring section continuation, which is arranged on a coil holder and fixes the continuation of the measuring section in the coil holder.
  • the coil holder must have corresponding recesses for the measuring section continuations, whereby recesses not provided parallel to an axis of the measuring head or of the measuring section holder also have to be present.
  • an S-shaped guidance of the measuring section and the measuring section continuation is provided.
  • a magnetic device is integrated in the locking device.
  • the magnet device provides a bias magnet, which serves to reduce the crosstalk of different measuring paths to each other. It can thereby be reduced the influence of a current pulse from one measuring section to the pick-up coil of another measuring section.
  • a corresponding magnetic device can be, for example, way realize a plastic-bonded magnet, which simultaneously forms a bar.
  • the measuring sections are individually electrically isolated. As a result, independent measuring sections can be achieved.
  • each measuring section is assigned its own magnetic shielding. Furthermore, it is favorable if a pick-up coil device, which is assigned to a respective measuring path, in each case has its own magnetic shield, wherein each magnetic shield is in particular at its own potential. This minimizes crosstalk.
  • an induction voltage limiting device which influences an edge steepness of current pulses when switching on and / or off.
  • the induction voltage limiting device ensures that for a fall from the highest amplitude to zero in a current pulse when switched off in a period of at least 1.5 ⁇ and in particular of at least 2 ⁇ .
  • the displacement measuring device comprises a magnetostrictive displacement transducer in which an excitation current pulse originating from a measuring interface triggers a measurement.
  • the excitation current pulse is triggered by means of a start signal.
  • the exciting current pulse generates on a waveguide a circular magnetic field, which is bundled due to soft magnetic properties of the waveguide in this.
  • Magnetic field lines of the position sensor are perpendicular to the circular magnetic field at a measuring point and are bundled in the waveguide. In this area, in which the magnetic fields overlap, an elastic deformation due to magnetostriction arises in the micro region of the structure of the waveguide. This elastic deformation causes an elastic wave propagating along the waveguide. A returning transonic wave causes at one
  • the wave travel time is proportional to the distance between the position sensor and the pick-up coil. Through a time measurement, the distance between the pick-up coil and the position sensor can be determined with high accuracy.
  • the primary measurement signal for the time measurement is the excitation current pulse on the waveguide and its reaction pulse, which is supplied with a time delay depending on the position of the position sensor.
  • Figure 1 is a perspective view of an embodiment of a Wegmessvoroplasty invention
  • FIG. 2 shows a perspective partial sectional view of a measuring head region of the displacement measuring device according to FIG. 1;
  • Figure 12 (b) is a schematic representation of a current pulse.
  • FIG. 1 An exemplary embodiment of a position measuring device according to the invention, which is shown in FIG. 1 and designated therein by 10, comprises a displacement transducer 12 and a position transmitter 14.
  • the displacement transducer 12 is designed in particular as a magnetostrictive displacement transducer.
  • the position sensor 14 is a magnet and in particular a permanent magnet, for example in the form of a ring magnet.
  • the displacement transducer 12 comprises a measuring head 16.
  • a displacement device 18 is held on the measuring head 16.
  • the path-length device 18 has a plurality of parallel measuring sections 20a, 20b, 20c (FIGS. 1, 5, 6, 8). In the embodiment shown, a first measuring section 20a, a second measuring section 20b and a third measuring section 20c are provided.
  • the measuring sections 20a, 20b, 20c are aligned parallel to one another and oriented with a linear extension.
  • the position sensor 14 simultaneously couples to the measuring sections 20a, 20b, 20c.
  • the position of the position sensor 14 relative to the displacement transducer 12 can be determined redundantly three times independently of one another via the three measuring paths 20a, 20b, 20c.
  • Such a redundant position determination is advantageous in particular for safety-relevant applications (such as, for example, determining the steam valve position in a nuclear power plant or for determining a pitch of a ship's propeller).
  • the measuring sections 20a, 20b, 20c are arranged on the path-length device 18.
  • the measuring sections 20a, 20b, 20c are associated with a respective measuring section continuation 22a, 22b, 22c, which is positioned in the measuring head 16 (FIGS. 3, 4).
  • the displacement transducer 12 has a measuring section holder 24. This extends in a longitudinal direction 26 along a corresponding axis.
  • the measuring section holder 24 has a cylindrical outer contour (FIGS. 5 to 8). It is arranged in a protective tube (not shown in the drawings).
  • the measuring section holder 24 extends over the entire length of the measuring sections 20a, 20b, 20c, wherein it has a greater length than these measuring sections, as will be explained in more detail below.
  • the Meßordernhalter 24 has a groove-shaped first recess 28a for the first measuring section 20a, a groove-shaped second recess 28b for the second measuring section 20b and a groove-shaped third recess 28c for the third measuring section 28c on.
  • the respective measuring sections 20a, 20b, 20c are arranged.
  • the recesses 28a, 28b, 28c extend in the longitudinal direction 26 and are aligned parallel to one another and oriented parallel to the axis 26.
  • the measuring section holder 24 is made of a fiber-reinforced material and in particular fiber-reinforced plastic material.
  • the fibers are preferably glass fibers.
  • a fiber orientation is at least approximately parallel to the longitudinal direction 26.
  • the measuring distance holder 24 has thereby a low thermal expansion.
  • the measuring section holder 24 is produced, for example, by a pulltrusion method.
  • a maximum thickness D is at most 10 mm (see FIGS. 7 and 8). In a specific embodiment, this thickness is about 6 mm.
  • the Meßordernhalter 24 has related to its cross-section interconnected T-shaped elements 30 ( Figures 7, 8). These T-shaped elements 30 are arranged in a star shape. The T-shaped elements 30 and thus also the recesses 28a, 28b, 28c are arranged distributed uniformly in an angle 32 of 120 ° rotationally symmetrical to the longitudinal direction 26. The T-shaped elements 30 are identical.
  • the respective recesses 28a etc. are separated by walls 34 having a uniform wall thickness.
  • the recesses 28a, etc. are not configured in a circular shape. They have a first region 36, on which the delimiting walls 34 have at least approximately a flat side 38. Corresponding flat sides 38 abut each other, wherein at the transition region 40 is a rounding.
  • the recesses 28a etc. also have a second region 42.
  • the walls 34 are arc-shaped and in particular rounded. In a central area 44 near the axis 26, as mentioned above, the walls 34 have a uniform wall thickness.
  • the recesses 28 a, etc. have an opening 45 to the outside parallel to the longitudinal direction 26.
  • the recesses 28 a, etc. are thereby formed as grooves on the measuring section holder 24.
  • the walls 34 surround the recess in an angular range of at least 220 ° and for example in an angular range of 270 °.
  • a measuring section 20a, etc. arranged at the respective recess 28a etc. is thereby surrounded by wall material of the measuring section holder 24, except for the opening 44.
  • the measuring head 16 has a Meßordernhalter-carrier 46, on which the Meßordernhalter 24 is held ( Figures 1, 2, 9).
  • This Meßordernhalter carrier 46 includes a cylinder sleeve 48 which sits on a pot 50.
  • the pot 50 has an opening 52 which corresponds to an interior 54 of the cylinder sleeve 48. Through this opening 52, the measuring section continuations 22a, 22b, 22c are performed.
  • the pot 50 has on its side facing away from the cylinder sleeve 48 a circumferential collar 56. Between a bottom 58 and the collar 56, a cylindrical space 60 is defined.
  • Markings 62 of a marking device for the measuring section holder 24 are arranged around the opening 52 at the base 58 at an angle of 120 °. These markings 62 correspond to the positions of the measuring sections 20a, 20b, 20c and serve to facilitate assembly.
  • the Meßordernhalter carrier 46 is fixed to a coil holder 64 ( Figures 1, 2, 10) of the measuring head 16, as will be explained in more detail below.
  • the spool holder 64 and the Meßordernhalter carrier 46 is associated with a nose-groove device for mutual rotational fixation.
  • a groove 66 is arranged, for example, in the collar 56 of the measuring section holder carrier 46.
  • the coil holder 64 has a cylindrical shape. In it, recesses 68a, 68b, 68c are arranged corresponding to the number of measuring section continuations 22a, 22b, 22c.
  • the first recess 68a is assigned to the first measuring section continuation 22a
  • the second recess 68b is assigned to the second measuring section continuation 22b
  • the third recess 68c is assigned to the third measuring section continuation 22c.
  • a respective recess 68a, etc. has a first region 70, which extends from an end face 72 of the bobbin holder 64, which faces the Meßumblenhalter- carrier 46, to a central region of the bobbin holder 64.
  • a recess 68a, etc. has a second region 74 which extends from one end of the first region 70 to an end face 76 of the coil holder 64, which faces away from the measuring section holder 24.
  • the second region 74 of the respective recess 68 a, etc. is formed in particular as a cylindrical bore in the coil holder 64.
  • the first region 70 is formed as a depression which is open at the side (FIG. 10).
  • a locking device 78 is provided with respective latches 80a, 80b, 80c, wherein the latch 80a the first portion 70 of the first recess 68a, the latch 80b of the second recess 68b and the latch 80c is associated with the third recess 68c.
  • the latches 80a, 80b, 80c of the locking device 78 are fixed to the first region 70 of the corresponding recess 68a, 68b, 68c, for example by gluing. They leave open an area in which the corresponding measuring section continuation 22a, 22b, 22c is guided in the coil holder 64.
  • the measuring head 16 has an axis 82. This axis 82 is coaxial with the axis 26 of the measuring section holder 24.
  • the measuring section holder 24 is seated centrally on the measuring head 16.
  • the measuring head 16 has a larger diameter than the measuring section holder 24th
  • the second portion 74 of the recess 68a, etc. is offset parallel outward (away from the axis 82) and thereby spaced from the axis 26.
  • the aperture 52 is coaxial with the axis 26 and thus also with the axis 82.
  • the first portion 70 provides a transition area between the opening 52 and the parallel offset second area 74.
  • the first region 70 is designed so that a continuous transition takes place.
  • the recesses 68a, 68b, 68c for the measuring section continuations 22a, 22b, 22c in the coil holder 64 have the same symmetry of the arrangement as the measuring sections 20a, 20b, 20c measuring section holder 24.
  • the recesses 68a, 68b, 68c arranged rotationally symmetrical to the axis 82 and arranged in particular star-shaped with an angular distance of 120 °.
  • the recesses 68a, 68b, 68c are aligned parallel to one another in their second region 74.
  • the coil holder 64 has on its end face 72 a recessed edge region 84, which is adapted to the collar 56 of the Meßumblenhalter-carrier 46.
  • the recessed edge region 84 surrounds a protrusion 86 which is positioned in the space 60.
  • the collar 56 surrounds this survey 86.
  • a nose 88 of the above-mentioned nose-groove device is arranged at the edge region 84.
  • This nose 88 is immersed in the groove 66 of the Meßordernhalter- carrier 46.
  • the nose 88 and the groove 66 are arranged so that the markings 62 are aligned with inlet openings 90 of the recesses 68a, 68b, 68c.
  • the measuring head 16 also has a holding plate 92 (FIGS. 1, 2, 11).
  • This holding plate 92 is fixed to the bobbin holder 64. It has an example triangular first region 94 ( Figure 11), on which a cylindrical flange 96 is seated. This flange 96 is placed on the coil holder 64. A part of the bobbin holder 64 with the end face 72 is through the Flanged flange 96. The flange 96 further surrounds the gauge holder carrier 46.
  • the flange 96 and an opening 98 in the first region 94 define an interior 100 of the support plate 92.
  • the inner space 100 has a first partial area 102 and a second partial area 104.
  • the first partial area 102 is formed in the first area 94 and the second partial area 104 is formed in the flange 96.
  • the second portion 104 has a smaller one
  • the edge region 84 of the bobbin holder 64 projects outwardly beyond a cylindrical outer contour 108 of the bobbin holder 64 (FIG. 10). As a result, an edge collar 110 is formed. This edge collar abuts against the contact surface 106.
  • the coil holder 64 is pushed forward with its end face 76 first through the first portion 102 of the inner space 100 until the edge collar 110 rests against the contact surface 106.
  • the edge collar 110 of the bobbin holder 64 has openings 112, which correspond to the recesses 68a and so on. These openings form grooves of a nose-groove device for rotationally fixing the bobbin holder 64 relative to the holding plate 92. At the contact surface 106 corresponding lugs 114 are arranged. If a nose 114 is in an opening 112 (groove), then the rotation between the holding plate 92 and coil holder 64 is locked.
  • An axial fixation between the holding plate 92 and the coil holder 64 of the measuring head 16 takes place for example by gluing.
  • the fixation of the measuring head 16 is improved by the flange 96, which is designed in particular as a ring nut. Accordingly, an axial fixation between the Meßordernhalter carrier 46 and the coil holder 64 also done by gluing.
  • the flange 96 at least partially overlaps the latch means 78.
  • the displacement transducer 12 can be fixed to an application by screwing or the like, for example.
  • the respective measuring sections 20a, 20b, 20c with their associated measuring section continuations 22a, 22b, 22c each comprise a wire waveguide 118.
  • This wire waveguide 118 is the "actual" measuring section. It is continuously guided in the respective measuring section continuation 22a etc. and measuring section 20a and so on. It is fixed to a damping sleeve 134.
  • This damping sleeve 134 is positioned near one end 122 of the measuring section holder 24.
  • the damping sleeve 134 is a metal element.
  • the wire waveguide 118 is surrounded by a hose 124. This
  • Hose 124 is made of an electrically insulating material and is, for example, a silicone hose. It serves on the one hand for electrical insulation of the wire waveguide 118 and on the other hand for storage and positioning within the corresponding recesses 28a etc. and 68a etc.
  • a return conductor 126 is connected. This is soldered, for example, to the metal element 134 with a soldering point 120.
  • the return conductor 126 is passed through the recesses 28 a, etc. and 68 a, etc., while being outside the corresponding tube 124.
  • the hose 124 is constricted at spaced locations 128 ( Figures 4 to 6, Figure 8) and thereby is the range of motion of the wire waveguide 118 reduced.
  • the constriction is not so narrow that wave propagation is prevented.
  • a relative position fixation of the wire waveguide 118 to the tube 124 is achieved.
  • the relative position fixation is a storage with (defined, low) clearance. This in turn allows for positional fixation of the wire waveguide 118 to the transducer 12 when the tube 124 is inserted into the recesses 28a etc. and 68 and so on.
  • one or more damping masses 130, 132 are arranged adjacent to the metal element 120.
  • a corresponding damping mass 130, 132 surrounds the wire waveguide 118 in this area and ensures damping of the corresponding mechanical shaft.
  • the damping sleeve 134 is arranged between the damping mass 130 and the soldering point 120.
  • a measuring region 136 of the displacement transducer 12 essentially lies between an end of the damping mass 132, against which the hose 124 abuts, and an end of the cylinder sleeve 48. The distance between them defines the length of the measuring region 136.
  • the wire waveguide 118 and corresponding to the return conductor 126 are also passed through the coil holder 64 through the corresponding recesses 68a, etc. (FIGS. 2 to 4).
  • the wire waveguides 118 of the respective measuring sections 20a, 20b, 20c are guided parallel to one another and parallel to the axis.
  • a transversely offset arrangement takes place, wherein the wire waveguides 118 are again guided parallel to the axis 26 in the second region 74.
  • the first region 70 is designed so that a mechanical shaft can pass through it without hindrance.
  • the wire waveguide 118 is bent in this area with the avoidance of Led corners.
  • the wire waveguide is guided in the manner of an S-shape.
  • the latches 80a, etc. of the latch assembly 78, and a bottom 138 of the first portion 70 of the recesses 68a, etc., are configured to permit "edge-free" ("steadily differentiable") S-shaped guidance of the wire waveguide 118.
  • a sleeve 140 is arranged in the second region 74 of the respective recesses 68a, etc.
  • This sleeve 140 ( Figure 4) is used to determine the positioning of the wire waveguide 118 in this second region 74 of the recess and thereby to the S-guide.
  • the sleeve 140 (spacer sleeve) is glued, for example, in the corresponding second region 74 of the recesses 68 a and so on. It is surrounded by a shielding tube 142.
  • This shielding tube 142 is made of a magnetically shielding material.
  • the coil device 144 in this case comprises (at least) a pick-up coil 146, which is arranged on a measuring section continuation 22a, etc., in the second region 74 of the corresponding recess 68a, etc.
  • the corresponding pick-up coil 146 is in particular glued into the sleeve 140.
  • the pick-up coil 146 is seated with pins 150a, 150b, 150c, 150d of metallic material.
  • the return conductor 126 is wound and soldered thereto.
  • each of the pins 150a, 150b, 150c, 150d has a band 152 with integrated conductors.
  • at least one resistance element 154 is arranged on the band 152.
  • the resistance element of the respective band 152 is seated outside the coil holder 64.
  • Each measuring section 20a with its measuring section continuation 22a, a band with its own resistance element 154 is assigned in each case.
  • a respective band 152 is designed in particular as a flex band. It guides the conductors and is also a carrier of the resistance element 154.
  • the resistance elements 154 allow the respective measuring sections 20a, 20b, 20c to be normalized in relation to one another and also to a subsequent circuit. In particular, inequalities in the electrical behavior of the individual measuring sections 20a, 20b, 20c can be compensated. Due to the easy accessibility of the resistor elements 154, this compensation can be carried out in a simple manner.
  • the mode of operation of the path measuring device 10 will be explained schematically with reference to FIG. 12 (a).
  • An excitation current pulse 156 originating from a measurement interface triggers a measurement as a measurement signal.
  • the excitation current pulse 156 is triggered by means of a start signal.
  • the excitation current pulse 156 generates a circular magnetic field 158, which is due to soft magnetic properties of the waveguide (wire waveguide) 118 bundled in this.
  • the position sensor 14 in particular permanent magnet
  • Its magnetic field lines 162 extend at right angles to the circular magnetic field 158 and are likewise bundled in the waveguide 118.
  • the corresponding pick-up coil 146 is arranged, which generates an electrical signal by reversing the magnetostrictive effect and magnetic induction and delivers it to the measuring interface.
  • the wave travel time from the point of origin to the pick-up coil 146 is directly proportional to the distance between the position sensor 14 and the pick-up coil 146. By means of a time measurement, therefore, the distance between the pick-up coil 146 and the position sensor 14 with high accuracy can be determined.
  • the primary measurement signal for the time measurement is the exciter current pulse 156, which is offset in time as a function of the distance between the pick-up coil 146 and the position sensor 14 of the
  • an exciter current pulse which is sent to a measuring path can induce voltages in the other measuring paths 20b, 20c, especially when switching off. It can therefore be done in principle crosstalk.
  • an induction voltage limiting device 170 which adjusts an edge steepness 172 (FIG. 12 (b)) of an excitation current pulse 156, in particular during switch-off, such that, in particular, a drop from a maximum amplitude 174 to zero over a period of at least 1.5 ⁇ and especially in a period of at least 2 ⁇ and in particular in a period of at least 3 ⁇ .
  • edge steepness 172 FIG. 12 (b)
  • the induction voltage limiting device 170 is realized, for example, by an RCD element.
  • a magnetic device 178 is integrated into the coil holder 64 (FIG. 2).
  • the magnet device 178 is realized, for example, by magnets which are integrated in the corresponding latches 80a, 80b, 80c.
  • the magnet device 178 is a bias magnet device, which serves for reducing the crosstalk between measuring sections 20a, 20b, 20c or measuring section continuations 22a, 22b, 22c. It is thereby possible to reduce the influence of the current pulse on one measuring path on the pick-up coil assigned to another measuring path.
  • the latches 80a, etc. may be, for example, plastic-bonded magnets.
  • the orientation and strength of the magnetic field can be adjusted specifically.
  • current-carrying conductors are guided exactly parallel.
  • interference fields which can be caused by a crossed construction, avoided.
  • the crosstalk due to an increased distance of the pick-up coils 146 is reduced by the staggered arrangement to the axis 26.
  • one or more conductors 180 are additionally arranged in the measuring section holder 24 and the coil holder 64.
  • a conductor 180 is for example guided in parallel.
  • a meandering guide or the like is possible.
  • one or more current-carrying conductor 180 can be with appropriate routing of the conductor 180 and setting the current to compensate for possible crosstalk between different measuring sections 20a, 20b, 20c.
  • the path measuring device 10 functions as follows:
  • the path measuring device 10 is redundant with respect to its measuring sections 20a, 20b, 20c.
  • the distance measuring device 10 is multiply redundant, since three separate measuring sections 20a, 20b, 20c are provided. These measuring sections 20a, 20b, 20c are independent of one another. They independently determine the position of the position sensor 14.
  • Corresponding measures can be used to reduce or prevent crosstalk.
  • the different measuring sections 20a, 20b, 20c are integrated into the measuring section holder 24. This can be realized with a small space (diameter of the order of 7 mm or smaller).
  • the Meßordernhalter 24 is made of a glass fiber reinforced plastic material. As a result, it is directly electrically insulating and has a low thermal expansion. As a result, the forced loading of the measuring sections is greatly reduced.
  • the measuring sections 20a etc. with their measuring section continuation 22a etc. are arranged in an electrically insulating tube, for example made of silicone material.
  • a corresponding hose 124 allows an electrically insulating storage with high shock resistance and low susceptibility to vibration.
  • each measuring section 20a, etc., and measuring section continuations 22a, etc. are laid in an S-shape with two simple bends in the coil holder 64 (at the transition to the first region 70 and at the transition from first area 70 to the second area 74). This allows a compact design with minimal disturbance of the wave propagation.
  • corresponding resistor elements 154 for normalizing the measuring sections 20a, etc. are arranged with the measuring section continuations 22a and so on.
  • the shielding tubes 142 for each measuring section 20a with measuring section continuations 22a etc. are preferably at their own potential, with a separate magnetic shielding being provided for each measuring section 20a etc. with measuring section continuations 22a, etc.

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Abstract

Es wird eine Wegmessvorrichtung (10) bereitgestellt, umfassend mindestens eine erste Messstrecke (20a) und eine zweite Messstrecke (20b), welche jeweils eine Erstreckung in einer Längsrichtung (26) aufweisen und mindestens in einem Messbereich (136) parallel zueinander ausgerichtet sind, mindestens einen Positionsgeber (14), welcher an die Messstrecken berührungslos koppelt, und einen Messstreckenhalter (24), welcher sich in dem Messbereich erstreckt und Ausnehmungen (28a-28c) aufweist, in welchen jeweils eine Messstrecke angeordnet ist.

Description

Wegmessvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Wegmessvorrichtung, umfassend mindestens eine erste Messstrecke und eine zweite Messstrecke, welche jeweils eine Er- streckung in einer Längsrichtung aufweisen und mindestens in einem Messbereich parallel zueinander ausgerichtet sind, und mindestens einen Positionsgeber, welcher an die Messstrecken berührungslos koppelt.
Aus der EP 1 306 650 AI ist eine Wegaufnehmervorrichtung zur Erfassung des Wegs eines Positionsgebers bekannt, welche einen sich in einer Längsrichtung erstreckenden Messfühler aufweist, an welchen der Positionsgeber berührungslos koppelt.
Wenn eine Mehrzahl (mindestens zwei) von Messstrecken, das heißt mindestens zwei Messfühler vorgesehen sind, dann lässt sich eine redundante Wegmessung bzw. Positionsbestimmung erreichen. Eine entsprechende Wegmessvorrichtung lässt sich auf vorteilhafte Weise beispielsweise bei sicher- heitsrelevanten Anwendungen einsetzen.
Aus der DE 10 2004 062 968 AI ist eine Wegmessvorrichtung mit einem Gehäuse in Form eines eigenstabilen, hohlen, umfänglich geschlossenen, stirnseitig dichtbaren Profiles mit in Längsrichtung gleich bleibender
Querschnittskontur, einer Wellenleiter-Einheit im Inneren des Profiles, wobei der Wellenleiter der Wellenleiter-Einheit in Längsrichtung des Profiles verläuft, einer Auswerte-Elektronik, und einem in Längsrichtung außen entlang des Profiles beweglichen Magneten als Positionsgeber bekannt. Das Profil weist über die gesamte Länge eine absatzlose Innenkontur auf und in der
Innenkontur ist wenigstens ein Einsatz mit einer Innenkontur drehfest in
Drehrichtung um die Längsachse angeordnet, die auch beliebige Innenecken, Außenecken und/oder Absätze aufweist. Aus der US 2001/0017539 AI ist eine modulare Wellenleiteranordnung bekannt. Aus der CN 101788259 ist ein magnetostriktiver Verrückungssensor bekannt, welcher zwei Sätze von Signalerzeugungseinrichtungen umfasst. Jeder Satz umfasst einen Wellenleiterdraht.
Aus der DE 197 53 805 AI ist eine Lagerung für Wellenleiter, die der
Fortleitung mechanischer Wellen dient, bekannt, wobei die Lagerung einen hohen Anteil Gas und einen niedrigen Anteil Feststoff aufweist.
Aus der US 4,121,155 ist ein positionsbestimmtes System bekannt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wegmessvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche mit geringen Abmessungen realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Wegmessvorrichtung erfin- dungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Messstreckenhalter vorgesehen ist, welcher sich in dem Messbereich erstreckt und Ausnehmungen aufweist, in welchen jeweils eine Messstrecke angeordnet ist.
An dem Messstreckenhalter lassen sich mit geringem Platzbedarf eine Mehr- zahl von Messstrecken wie beispielsweise zwei Messstrecken oder drei Messstrecken unterbringen .
Es lässt sich dadurch eine redundante Wegmessvorrichtung realisieren, welche bezüglich eines Wegaufnehmers, welche den Messstreckenhalter umfasst, die gleiche oder ähnliche Abmessungen wie eine Wegmessvorrichtung mit einer einzigen Messstrecke hat. In dem Messstreckenhalter lassen sich die Messstrecken definiert mit guter Schockresistenz und geringer Schwingungsanfälligkeit lagern.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist mindestens eine dritte Messstrecke vor- gesehen. Dadurch wird eine mehrfach redundante Wegmessvorrichtung, nämlich eine dreifache redundante Wegmessvorrichtung bereitgestellt.
Bei einer Ausführungsform umfasst eine Messstrecke einen Wellenleiter und insbesondere Drahtwellenleiter. Durch Ermittlung einer Wellenlaufzeit lässt sich die Position des Positionsgebers und damit eine Wegstrecke ermitteln.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der Wellenleiter in einem Schlauch und insbesondere Silikonschlauch angeordnet ist. Der Schlauch ist vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt. Dadurch lässt sich eine elektrische Isolierung der individuellen Messstrecken erreichen. Weiterhin dient der Schlauch zur Lagerung der Messstrecken an dem Messstreckenhalter. Durch eine definierte Lagerung mit hoher Schockresistenz (ohne Re- positionierung der Wellenleiter) ergibt sich eine gute Linearität für die Messstrecken, das heißt es ergeben sich geringe Abstandsänderungen zwischen dem Positionsgeber und dem Wellenleiter über die gesamte Länge des Messbereichs.
Günstig ist es, wenn an beabstandeten Stellen der Schlauch eingeschnürt ist und beispielsweise an dem Wellenleiter anliegt. Dadurch wird eine relative Fixierung zwischen dem Wellenleiter und dem Schlauch erreicht. Der Wellenleiter ist dadurch bezüglich des Schlauchs fixiert. Die Fixierung ist insbesondere eine Lagerung des Wellenleiters am Schlauch mit Spiel, wobei das Spiel definiert ist und von geringem Umfang ist. Über den Schlauch wiederum lässt sich dann der Wellenleiter an dem Messstreckenhalter lagern.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der Messstreckenhalter aus einem faserverstärkten Material und insbesondere glasfaserverstärkten Material und vorzugsweise glasfaserverstärkten Kunststoffmaterial hergestellt ist. Durch die Verwendung eines faserverstärkten Materials weist der Messstreckenhalter einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizient auf. Dadurch lassen sich Zwangskräfte auf die Messstrecken minimieren. Weiterhin lässt sich dadurch der Messstreckenhalter auf einfache Weise aus einem elektrisch isolierenden Material herstellen, sodass auf einfache Weise für eine elektrische Isolierung der Messstrecken gesorgt wird.
Insbesondere ist dann eine Faserorientierung mindestens näherungsweise parallel zu einer Längsrichtung einer Messstrecke.
Vorteilhaft ist es, wenn die Ausnehmungen am Messstreckenhalter rotationssymmetrisch zu einer Längsachse des Messstreckenhalters verteilt angeordnet sind. Dadurch lässt sich ein maximaler Abstand zwischen den Messstrecken erreichen, um die gegenseitige Beeinflussung zu minimieren. Wenn der Posi- tionsgeber symmetrisch angeordnet und ausgebildet ist, dann lässt sich auf einfache Weise erreichen, dass alle Messstrecken auf die gleiche Art und Weise und gleichzeitig an dem Positionsgeber koppeln, um eine hohe Redundanz zu erreichen. Günstig ist es, wenn eine Ausnehmung an dem Messstreckenhalter seitlich offen ist. Dadurch lässt sich bei der Herstellung der Wegaufnehmervorrichtung eine Messstrecke auf einfache Weise in den Messstreckenhalter einlegen.
Günstig ist es, wenn eine Messstrecke in einer Ausnehmung in einem Winkel von mindestens 220° und vorzugsweise in einem Winkel von mindestens näherungsweise 270° von Wandmaterial der Ausnehmung umgeben ist. Dadurch lässt sich eine Messstrecke auf einfachere und sichere Weise, insbesondere in Kombination mit einer Lagerung eines Wellenleiters in einem Schlauch, an dem Messstreckenhalter fixieren.
Es ist dabei eine Messstrecke über ihre gesamte Länge im Messbereich von dem Messstreckenhalter aufgenommen. Dadurch erhält man eine definierte Ausrichtung der Messstrecke über die gesamte Länge des Messbereichs mit hoher Schockstabilität.
Beispielsweise weist der Messstreckenhalter eine zylindrische Außenkontur auf. Dadurch lassen sich geringe Außenabmessungen erreichen.
Beispielsweise beträgt eine maximale Dicke des Messstreckenhalters höchstens 10 mm. Ein entsprechender Messstreckenhalter lässt sich beispielsweise durch ein Pulltrusionsverfahren herstellen. Es lässt sich dadurch eine mehrfache und beispielsweise dreifache redundante Wegmessvorrichtung auf einfache Weise mit geringem Bauraum herstellen.
Günstig ist es, wenn der Messstreckenhalter bezogen auf seinen Querschnitt T-förmige Elemente aufweist, zwischen welchen die Ausnehmungen gebildet sind. Es lassen sich dadurch Wände zwischen den Ausnehmungen herstellen, welche eine gleichmäßige Wanddicke aufweisen. Ferner lassen sich Bereiche bereitstellen, welche die jeweiligen Messstrecken überlappen und diese dadurch sicher an dem Messstreckenhalter fixieren. Insbesondere sind die T-förmigen Elemente sternförmig angeordnet. Dadurch erhält man eine hohe Symmetrie für den Messstreckenhalter und damit für die Anordnung der Messstrecken.
Bei einer Ausführungsform weist eine Ausnehmung einen ersten Bereich auf, in welchem begrenzende Wände mindestens näherungsweise eine ebene Seite haben. Dadurch lässt es sich realisieren, dass diese begrenzenden Wände eine gleichmäßige Wanddicke aufweisen. Entsprechend ist die Herstellung des Messstreckenhalters vereinfacht. Es ist ferner günstig, wenn eine Ausnehmung einen zweiten Bereich aufweist, in welchem die Ausnehmung begrenzende Wände abgerundet sind. Dadurch lässt sich ein "Überlappbereich" bereitstellen, in welchem eine Messstrecke von Material des Messstreckenhalters (eventuell bis auf eine seitliche Öffnung) umgeben ist.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der Messstreckenhalter einen zent- ralen Bereich aufweist, in welchem die Ausnehmungen begrenzende Wände eine gleichmäßige Wanddicke haben. Dadurch lässt sich auf einfache Weise ein mechanisch stabiler Messstreckenhalter bereitstellen, welcher eine Mehrzahl von Messstrecken aufnehmen kann und dabei minimierte Abmessungen aufweist.
Insbesondere beträgt eine Messbereichslänge der Messstrecken mindestens 2 cm und insbesondere 2,5 cm, das heißt die Position eines Positionsgebers lässt sich in diesem Längenbereich feststellen. Die Messstrecken sind insbesondere unabhängig voneinander und koppeln gleichzeitig an den gleichen mindestens einen Positionsgeber an, um eine hohe Redundanz zu erreichen .
Es ist ferner günstig, wenn ein Messkopf vorgesehen ist, an welchem Mess- Streckenhalter angeordnet ist und insbesondere koaxial angeordnet ist. In dem Messkopf lässt sich eine sensorische Einrichtung der Wegmessvorrichtung positionieren. Diese umfasst insbesondere Spulen. Es sind auch andere sensorische Elemente wie Piezoelemente, Hall-Elemente oder magnetostriktive Elemente möglich.
Die Messstrecken weisen jeweils eine Fortsetzung in den Messkopf auf. Insbesondere ist ein Wellenleiter eventuell mit umgebendem Schlauch ohne Unterbrechung in den Messkopf geführt. Der Messkopf weist vorteilhafterweise größere Querschnittsabmessungen auf als der Messstreckenhalter. Dadurch lassen sich Sensorelemente und insbesondere Pick-Up-Spulen in dem Messkopf in einem größeren Abstand voneinander positionieren, um ein Übersprechen zu reduzieren. Ferner lässt sich der Messkopf dann beispielsweise auch zur Fixierung der Wegmessvorrichtung an einer Anwendung nutzen.
Vorteilhafterweise ist an dem Messkopf eine Halteeinrichtung zur Fixierung der Wegmessvorrichtung an einer Anwendung angeordnet. Die Halteeinrichtung umfasst dabei insbesondere eine Halteplatte, welche an dem Messkopf fixiert ist. Über die Halteplatte wiederum lässt sich die Wegmessvorrichtung an einer Anwendung befestigen. Bei einer Ausführungsform ist an dem Messkopf eine Spuleneinrichtung angeordnet, wobei jeder Messstrecke jeweils mindestens eine Pick-Up-Spule zugeordnet ist. Die Pick-Up-Spule bildet einen Signalwandler, welcher durch Umkehrung des magnetostriktiven Effekts magnetischer Induktion ein elektrisches Signal erzeugt, welches dann auswertbar ist. In diesem elektrischen Signal ist Information über die Position des Positionsgebers enthalten.
Es ist dabei ein Bereich einer Fortsetzung der Messstrecke in dem Messkopf, welcher an die Spuleneinrichtung gekoppelt ist, nach außen versetzt zu einer Längsachse des Messstreckenhalters positioniert. Dadurch lässt sich der Abstand zwischen den Pick-Up-Spulen für die jeweiligen Messstrecken maxi- mieren und dadurch lässt sich wiederum das Übersprechen reduzieren.
In diesem Bereich der Fortsetzung ist insbesondere eine mindestens näherungsweise lineare Ausrichtung vorgesehen, um eine effektive Kopplung zwischen einem Wellenleiter und einer Pick-Up-Spule zu erreichen. Unterschiedliche Fortsetzungen sind in diesen Bereichen insbesondere parallel zueinander orientiert.
Es ist dabei günstig, wenn die Fortsetzung der Messstrecke einen Übergangsbereich zwischen dem Messstreckenhalter und der Spuleneinrichtung aufweist und insbesondere die Fortsetzung im Übergangsbereich gebogen geführt ist. Dadurch wird die Wellenleitung minimal beeinflusst. Es ist ferner günstig, wenn die Pick-Up-Spulen, welche den jeweiligen Messstrecken zugeordnet sind, rotationssymmetrisch zu einer Achse des Messkopfs verteilt angeordnet sind. Dadurch weisen Pick-Up-Spulen, welche unterschiedlichen Messstrecken zugeordnet sind, einen maximalen Abstand auf und die Gefahr des Übersprechens ist reduziert.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der mindestens einen Pick-Up-Spule der jeweiligen Messstrecke jeweils mindestens ein Widerstandselement zugeordnet ist. Durch entsprechende Auswahl der Widerstandselemente lassen sich die einzelnen Messinstrumente relativ zueinander normieren und auch zu einer Messschnittstellenelektronik normieren.
Es ist ferner günstig, wenn das mindestens eine Widerstandselement auf einem flexiblen Band angeordnet ist und insbesondere außerhalb des Mess- kopfs angeordnet ist. Das flexible Band ist insbesondere ein Flex-Band mit entsprechenden Leitern, welche zu einer Messschnittstelle geführt ist. Das flexible Band ist dann auch gleichzeitig Träger für das mindestens eine Widerstandselement. Bei einer Ausführungsform weist der Messkopf einen Spulenhalter auf, an welchem ein Messstreckenhalter-Träger fixiert ist. Es ergibt sich dadurch ein einfacher mechanischer Aufbau des Messkopfs und der Messstreckenhalter lässt sich auf einfache Weise fixieren. Insbesondere weist der Messstreckenhalter-Träger eine Markierungseinrichtung und/oder Positioniereinrichtung für den Messstreckenhalter auf. Dadurch lässt sich bei der Herstellung der Wegmessvorrichtung der Messstreckenhalter auf einfache Weise bezüglich dem Messstreckenhalter-Träger und damit auch gegenüber dem Spulenhalter ausrichten.
Es ist dann ferner günstig, wenn dem Messstreckenhalter-Träger und dem Spulenhalter eine Nase-Nut-Einrichtung zur Drehfixierung aneinander zuge- ordnet ist. Dadurch lässt sich der Zusammenbau der Wegmessvorrichtung erleichtern.
Günstig ist es, wenn an dem Spulenhalter eine Halteeinrichtungs-Platte fixiert ist. Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine Halteeinrichtung zur Fixierung der Wegaufnehmervorrichtung an einer Anwendung bereitstellen.
Es ist dann ferner günstig, wenn der Halteeinrichtungs-Platte und dem
Spulenhalter eine Nase-Nut-Einrichtung zur Drehfixierung zugeordnet ist.
Dadurch lässt sich auf einfache Weise die Halteeinrichtungs-Platte an dem Spulenhalter bezüglich Drehbarkeit fixieren .
Es ist ferner günstig, wenn eine Riegeleinrichtung vorgesehen ist, welche einen einer jeweiligen Messstrecken-Fortsetzung zugeordneten Riegel umfasst, welcher an einem Spulenhalter angeordnet ist und die Fortsetzung der Messstrecke im Spulenhalter fixiert. Der Spulenhalter muss für die Messstrecken- Fortsetzungen entsprechende Ausnehmungen aufweisen, wobei auch nicht parallel zu einer Achse des Messkopfs bzw. des Messstreckenhalters vorgesehene Ausnehmungen vorhanden sein müssen. Insbesondere ist eine S-förmige Führung der Messstrecke und der Messstrecken-Fortsetzung vorgesehen. Durch das Vorsehen eines Riegels lässt sich eine entsprechende Ausnehmung von seitlich außen herstellen, ohne dass eine Schrägbohrung oder dergleichen vorgesehen werden muss. Über den zugeordneten Riegel wird die Ausnehmung dann geschlossen und es lässt sich dabei gleichzeitig auch eine definierte Positionierung einer Messstrecken-Fortsetzung erreichen.
Es kann dabei vorgesehen sein, dass eine Magneteinrichtung in die Riegeleinrichtung integriert ist. Die Magneteinrichtung stellt einen Bias-Magneten bereit, welcher zur Verringerung des Übersprechens unterschiedlicher Mess- strecken aufeinander dient. Es kann dadurch der Einfluss eines Stromimpuls von einer Messstrecke auf die Pick-Up-Spule einer anderen Messstrecke verringert werden. Eine entsprechende Magneteinrichtung lässt sich beispiels- weise über einen kunststoffgebundenen Magneten realisieren, welcher gleichzeitig einen Riegel bildet.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Messstrecken individuell elektrisch isoliert sind. Dadurch lassen sich unabhängige Messstrecken erreichen.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn jeder Messstrecke eine eigene magnetische Abschirmung zugeordnet ist. Ferner ist es günstig, wenn eine Pick-Up-Spuleneinrichtung, welche einer jeweiligen Messstrecke zugeordnet ist, jeweils eine eigene magnetische Abschirmung aufweist, wobei jede magnetische Abschirmung insbesondere auf einem eigenen Potential liegt. Dadurch lässt sich das Übersprechen minimieren.
Es ist ferner günstig, wenn eine Induktionsspannungs-Begrenzungseinrichtung vorgesehen ist, welche eine Flankensteilheit von Stromimpulsen beim Einschalten und/oder Ausschalten beeinflusst. Insbesondere sorgt die Induk- tionsspannungs-Begrenzungseinrichtung dafür, dass für einen Abfall von der höchsten Amplitude auf Null bei einem Stromimpuls beim Ausschalten in einem Zeitraum von mindestens 1,5 με und insbesondere von mindestens 2 με erfolgt. Dadurch werden Induktionsspannungen, welche an anderen Messstrecken bzw. Messstrecken-Fortsetzungen erzeugt werden können, minimiert, und die Gefahr des Übersprechens wird verringert.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass in dem Messstreckenhalter mindestens ein zusätzlicher Leiter angeordnet ist. Über diesen zusätzlich geführten Leiter, welcher elektrisch parallel zu entsprechenden Wellenleitern der Messstrecke geführt ist, lässt sich eventuell ein Übersprechen kompensieren. Dies lässt sich durch entsprechende Stromstärke und auch über die Art und Weise der Verlegung des mindestens einen zusätzlichen Leiters erreichen. Die Wegmessvorrichtung umfasst insbesondere einen magnetostriktiven Wegaufnehmer, beim dem ein von einer Messschnittstelle stammender Erregerstromimpuls eine Messung auslöst. Der Erregerstromimpuls wird mittels eines Startsignals ausgelöst. Der Erregerstromimpuls erzeugt auf einem Wellenleiter ein zirkuläres Magnetfeld, welches aufgrund weichmagnetischer Eigenschaften des Wellenleiters in diesem gebündelt wird. An einer Messstelle verlaufen Magnetfeldlinien des Positionsgebers rechtwinklig zum zirkulären Magnetfeld und werden im Wellenleiter gebündelt. In diesem Bereich, in dem sich die Magnetfelder überlagern, entsteht im Mikrobereich des Gefüges des Wellen- leiters eine elastische Verformung aufgrund von Magnetostriktion. Diese elastische Verformung bewirkt eine sich längs des Wellenleiters ausbreitende elastische Welle. Eine rücklaufende transsonare Welle bewirkt an einer
Pick-Up-Spule durch Umkehrung des magnetostriktiven Effekts und magnetische Induktion ein elektrisches Signal . Die Wellenlaufzeit ist proportional zum Abstand zwischen dem Positionsgeber und der Pick-Up-Spule. Über eine Zeitmessung kann der Abstand zwischen der Pick-Up-Spule und dem Positionsgeber mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Das primäre Messsignal für die Zeitmessung ist der Erregerstromimpuls auf dem Wellenleiter und sein Reaktionsimpuls, welcher zeitversetzt in Abhängigkeit von der Position des Posi- tionsgebers geliefert wird.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen :
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Wegmessvorrichtung;
Figu eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 gemäß Figur 1; Figu eine perspektivische Teilschnittansicht auf einen Messkopfbereich der Wegmessvorrichtung gemäß Figur 1 ; eine weitere perspektivische Schnittansicht eines Messkopfs; eine Teilansicht eines Messstreckenhalters; eine perspektivische Schnittansicht längs der Linie 6-6 gemäß Figur 5; eine Schnittansicht eines Messstreckenhalters; eine ähnliche Ansicht wie Figur 7 mit darin angeordneten Messstrecken (entsprechend einer Schnittansicht längs der Linie 8-8 gemäß Figur 6); eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Messstreckenhalter-Trägers; eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Spulenhalters; eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Halteplatte; eine schematische Darstellung eines Wellenleiters zur Erläuterung dessen Funktionsweise; und
Figur 12(b) eine schematische Darstellung eines Stromimpulses.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wegmessvorrichtung, welches in Figur 1 gezeigt ist und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst einen Weg aufnehmer 12 und einen Positionsgeber 14. Der Wegaufnehmer 12 ist insbesondere als magnetostriktiver Wegaufnehmer ausgebildet. Der Positionsgeber 14 ist ein Magnet und insbesondere ein Permanentmagnet beispielsweise in Form eines Ringmagnets. Der Wegaufnehmer 12 umfasst einen Messkopf 16. An dem Messkopf 16 ist eine Wegstreckeneinrichtung 18 gehalten. Die Wegstreckeneinrichtung 18 weist dabei eine Mehrzahl von parallelen Messstrecken 20a, 20b, 20c auf (Figuren 1, 5, 6, 8). Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind eine erste Messstrecke 20a, eine zweite Messstrecke 20b und eine dritte Messstrecke 20c vorgesehen. In einem Messbereich sind die Messstrecken 20a, 20b, 20c parallel zueinander ausgerichtet und mit linearer Erstreckung orientiert. Der Positionsgeber 14 koppelt gleichzeitig an die Messstrecken 20a, 20b, 20c. Da- durch lässt sich die Position des Positionsgebers 14 zu dem Wegaufnehmer 12 redundant dreifach über die drei Messstrecken 20a, 20b, 20c unabhängig voneinander ermitteln. Eine solche redundante Positionsermittlung ist vorteilhaft insbesondere für sicherheitsrelevante Anwendungen (wie beispielsweise für die Dampfventilpositionsbestimmung in einem Kernkraftwerk oder für die Ermitt- lung eines Pitches einer Schiffsschraube).
Die Messstrecken 20a, 20b, 20c sind an der Wegstreckeneinrichtung 18 angeordnet. Den Messstrecken 20a, 20b, 20c ist eine jeweilige Messstrecken- Fortsetzung 22a, 22b, 22c zugeordnet, welche in dem Messkopf 16 positioniert ist (Figuren 3, 4).
Der Wegaufnehmer 12 weist einen Messstreckenhalter 24 auf. Dieser erstreckt sich in einer Längsrichtung 26 entlang einer entsprechenden Achse. Der Messstreckenhalter 24 weist eine zylindrische Außenkontur (Figuren 5 bis 8) auf. Er ist in einem Schutzrohr angeordnet (in den Zeichnungen nicht gezeigt).
Der Messstreckenhalter 24 erstreckt sich über die gesamte Länge der Messstrecken 20a, 20b, 20c, wobei er eine größere Länge als diese Messstrecken aufweist, wie untenstehend noch näher erläutert wird.
Der Messstreckenhalter 24 weist eine nutförmige erste Ausnehmung 28a für die erste Messstrecke 20a, eine nutförmige zweite Ausnehmung 28b für die zweite Messstrecke 20b und eine nutförmige dritte Ausnehmung 28c für die dritte Messstrecke 28c auf. In diesen Ausnehmungen 28a, 28b, 28c sind die jeweiligen Messstrecken 20a, 20b, 20c angeordnet. Die Ausnehmungen 28a, 28b, 28c erstrecken sich in der Längsrichtung 26 und sind parallel zueinander ausgerichtet und dabei parallel zu der Achse 26 orientiert.
Der Messstreckenhalter 24 ist aus einem faserverstärkten Material und insbesondere faserverstärkten Kunststoffmaterial hergestellt. Bei den Fasern handelt es sich vorzugsweise um Glasfasern. Eine Faserorientierung ist dabei mindestens näherungsweise parallel zu der Längsrichtung 26. Der Mess- Streckenhalter 24 weist dadurch eine geringe Wärmeausdehnung auf.
Der Messstreckenhalter 24 ist beispielsweise durch einen Pulltrusionsverfahren hergestellt. Bei einem Ausführungsbeispiel beträgt eine maximale Dicke D (Durchmesser) höchstens 10 mm (siehe Figuren 7 und 8). Bei einem kon- kreten Ausführungsbeispiel liegt diese Dicke bei ca. 6 mm .
Der Messstreckenhalter 24 weist bezogen auf seinen Querschnitt miteinander verbundene T-förmige Elemente 30 auf (Figuren 7, 8). Diese T-förmigen Elemente 30 sind sternförmig angeordnet. Die T-förmigen Elemente 30 und damit auch die Ausnehmungen 28a, 28b, 28c sind in einem Winkel 32 von 120° rotationssymmetrisch zu der Längsrichtung 26 gleichmäßig verteilt angeordnet. Die T-förmigen Elemente 30 sind gleich ausgebildet.
Die jeweiligen Ausnehmungen 28a usw. sind durch Wände 34 getrennt, welche eine gleichmäßige Wandstärke aufweisen. Die Ausnehmungen 28a usw. sind nicht kreisförmig ausgestaltet. Sie weisen einen ersten Bereich 36 auf, an welchem die begrenzenden Wände 34 mindestens näherungsweise eine ebene Seite 38 haben. Entsprechende ebene Seiten 38 stoßen aufeinander, wobei an dem Übergangsbereich 40 eine Abrundung vorliegt.
Die Ausnehmungen 28a usw. weisen ferner einen zweiten Bereich 42 auf. In diesem sind die Wände 34 bogenförmig ausgestaltet und insbesondere abgerundet. In einem zentralen Bereich 44 in der Nähe der Achse 26 haben die Wände 34, wie oben erwähnt, eine gleichmäßige Wanddicke. Die Ausnehmungen 28a usw. weisen eine Öffnung 45 zur Außenseite parallel zur Längsrichtung 26 auf. Die Ausnehmungen 28a usw. sind dadurch als Nuten an dem Messstreckenhalter 24 ausgebildet. Die Wände 34 umgeben dabei die Ausnehmung in einem Winkelbereich von mindestens 220° und beispielsweise in einem Winkelbereich von 270°. Eine an der jeweiligen Ausnehmung 28a usw. angeordnete Messstrecke 20a usw. ist dadurch bis auf die Öffnung 44 von Wandmaterial des Messstreckenhalters 24 umgeben.
Der Messkopf 16 weist einen Messstreckenhalter-Träger 46 auf, an welchem der Messstreckenhalter 24 gehalten ist (Figuren 1, 2, 9). Dieser Messstrecken- halter-Träger 46 umfasst eine Zylinderhülse 48, welche an einem Topf 50 sitzt. Der Topf 50 hat eine Öffnung 52, welche zu einem Innenraum 54 der Zylinderhülse 48 korrespondiert. Durch diese Öffnung 52 sind die Messstrecken-Fortsetzungen 22a, 22b, 22c durchgeführt. Ferner weist der Topf 50 an seiner der Zylinderhülse 48 abgewandten Seite einen umlaufenden Bund 56 auf. Zwischen einem Boden 58 und dem Bund 56 ist ein zylindrischer Raum 60 definiert.
Um die Öffnung 52 sind an dem Boden 58 in einem Winkel von 120° verteilte Markierungen 62 einer Markierungseinrichtung für den Messstreckenhalter 24 angeordnet. Diese Markierungen 62 entsprechen den Positionen der Messstrecken 20a, 20b, 20c und dienen zur Montageerleichterung.
Der Messstreckenhalter-Träger 46 ist an einem Spulenhalter 64 (Figuren 1, 2, 10) des Messkopfs 16 fixiert, wie unten noch näherstehend erläutert wird. Dem Spulenhalter 64 und dem Messstreckenhalter-Träger 46 ist eine Nase- Nut-Einrichtung zur gegenseitigen Drehfixierung zugeordnet. Dazu ist beispielsweise in dem Bund 56 des Messstreckenhalter-Trägers 46 eine Nut 66 angeordnet. Der Spulenhalter 64 hat eine zylindrische Gestalt. In ihm sind entsprechend der Anzahl der Messstrecken-Fortsetzungen 22a, 22b, 22c Ausnehmungen 68a, 68b, 68c angeordnet. Die erste Ausnehmung 68a ist dabei der ersten Messstrecken-Fortsetzung 22a zugeordnet, die zweite Ausnehmung 68b ist der zweiten Messstrecken-Fortsetzung 22b zugeordnet und die dritte Ausnehmung 68c ist der dritten Messstrecken-Fortsetzung 22c zugeordnet. Eine jeweilige Ausnehmung 68a usw. weist dabei einen ersten Bereich 70 auf, welcher sich von einer Stirnseite 72 des Spulenhalters 64, welche dem Messstreckenhalter- Träger 46 zugewandt ist, bis zu einem mittleren Bereich des Spulenhalters 64 erstreckt. Weiterhin weist eine Ausnehmung 68a usw. einen zweiten Bereich 74 auf, welcher sich von einem Ende des ersten Bereichs 70 bis zu einer Stirnseite 76 des Spulenhalters 64 erstreckt, welche dem Messstreckenhalter 24 abgewandt ist.
Der zweite Bereich 74 der jeweiligen Ausnehmung 68a usw. ist insbesondere als zylindrische Bohrung in dem Spulenhalter 64 ausgebildet. Der erste Bereich 70 ist als Vertiefung ausgebildet, welche seitlich offen ist (Figur 10). Zum seitlichen Verschließen des ersten Bereichs 70 der Ausnehmungen 68a usw. ist eine Riegeleinrichtung 78 mit jeweiligen Riegeln 80a, 80b, 80c vorgesehen, wobei der Riegel 80a dem ersten Bereich 70 der ersten Ausnehmung 68a, der Riegel 80b dem der zweiten Ausnehmung 68b und der Riegel 80c dem der dritten Ausnehmung 68c zugeordnet ist. Die Riegel 80a, 80b, 80c der Riegeleinrichtung 78 sind an dem ersten Bereich 70 der entsprechenden Ausneh- mung 68a, 68b, 68c beispielsweise durch Verklebung fixiert. Sie lassen dabei einen Bereich frei, in welchem die entsprechende Messstrecken-Fortsetzung 22a, 22b, 22c in dem Spulenhalter 64 geführt ist.
Der Messkopf 16 hat eine Achse 82. Diese Achse 82 ist koaxial zur Achse 26 des Messstreckenhalters 24. Der Messstreckenhalter 24 sitzt zentral an dem Messkopf 16. Der Messkopf 16 hat dabei einen größeren Durchmesser als der Messstreckenhalter 24. Der zweite Bereich 74 der Ausnehmung 68a usw. ist parallel nach außen (von der Achse 82 weg) versetzt und dadurch beabstandet zu der Achse 26. Die Öffnung 52 liegt koaxial zu der Achse 26 und damit auch zu der Achse 82. Der erste Bereich 70 stellt einen Übergangsbereich zwischen der Öffnung 52 und dem parallel versetzten zweiten Bereich 74 bereit. Der erste Bereich 70 ist dabei so ausgestaltet, dass ein kontinuierlicher Übergang erfolgt.
Die Ausnehmungen 68a, 68b, 68c für die Messstrecken-Fortsetzungen 22a, 22b, 22c im Spulenhalter 64 weisen die gleiche Symmetrie der Anordnung wie die Messstrecken 20a, 20b, 20c Messstreckenhalter 24 auf. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen 68a, 68b, 68c rotationssymmetrisch zu der Achse 82 angeordnet und insbesondere sternförmig angeordnet mit einem Winkelabstand von 120°. Die Ausnehmungen 68a, 68b, 68c sind in ihrem zweiten Bereich 74 parallel zueinander ausgerichtet.
Der Spulenhalter 64 hat an seiner Stirnseite 72 einen zurückgesetzten Randbereich 84, welcher an dem Bund 56 des Messstreckenhalter-Trägers 46 an- gepasst ist. Der zurückgesetzte Randbereich 84 umgibt eine Erhebung 86, welche in dem Raum 60 positioniert ist. Der Bund 56 umgibt diese Erhebung 86.
An dem Randbereich 84 ist eine Nase 88 der oben erwähnten Nase-Nut-Einrichtung angeordnet. Diese Nase 88 ist in die Nut 66 des Messstreckenhalter- Trägers 46 eingetaucht. Dadurch ist eine relative Drehbarkeit zwischen dem Spulenhalter 64 und dem Messstreckenhalter-Träger 46 gesperrt. Die Nase 88 und die Nut 66 sind dabei so angeordnet, dass die Markierungen 62 auf Eintrittsöffnungen 90 der Ausnehmungen 68a, 68b, 68c ausgerichtet sind.
Der Messkopf 16 weist ferner eine Halteplatte 92 auf (Figuren 1, 2, 11). Diese Halteplatte 92 ist an dem Spulenhalter 64 fixiert. Sie weist einen beispielsweise dreieckförmigen ersten Bereich 94 auf (Figur 11), an welchem ein zylindrischer Flansch 96 sitzt. Dieser Flansch 96 ist auf den Spulenhalter 64 aufgesetzt. Ein Teil des Spulenhalters 64 mit der Stirnseite 72 ist durch den Flansch 96 durchgetaucht. Der Flansch 96 umgibt ferner den Messstreckenhalter-Träger 46.
Der Flansch 96 und eine Öffnung 98 in dem ersten Bereich 94 definieren einen Innenraum 100 der Halteplatte 92. In dem Innenraum 100 ist der erwähnte Teil des Spulenhalters 64 sowie ein Teilbereich des Messstreckenhalter-Trägers 46 (nämlich der Topf 50) positioniert. Der Innenraum 100 hat dabei einen ersten Teilbereich 102 und einen zweiten Teilbereich 104. Der erste Teilbereich 102 ist in dem ersten Bereich 94 gebildet und der zweite Teilbereich 104 ist in dem Flansch 96 gebildet. Der zweite Teilbereich 104 weist einen kleineren
Durchmesser auf als der erste Teilbereich 102. Dadurch ist eine insbesondere ringförmige Anlagefläche 106 gebildet.
Der Randbereich 84 des Spulenhalters 64 steht nach außen über eine zylind- rische Außenkontur 108 des Spulenhalters 64 hervor (Figur 10). Dadurch ist ein Randbund 110 gebildet. Dieser Randbund liegt an der Anlagefläche 106 an. Bei der Herstellung des Wegaufnehmers 12 wird dabei der Spulenhalter 64 mit seiner Stirnseite 76 voraus zuerst durch den ersten Teilbereich 102 des Innenraums 100 durchgeschoben, bis der Randbund 110 an der Anlagefläche 106 anliegt.
Der Randbund 110 des Spulenhalters 64 weist Durchbrechungen 112 auf, welche mit den Ausnehmungen 68a usw. korrespondieren. Diese Durchbrechungen bilden Nuten einer Nase-Nut-Einrichtung zur Drehfixierung des Spulenhalters 64 relativ zu der Halteplatte 92. An der Anlagefläche 106 sind entsprechende Nasen 114 angeordnet. Wenn eine Nase 114 in einer Durchbrechung 112 (Nut) liegt, dann ist die Drehbarkeit zwischen Halteplatte 92 und Spulenhalter 64 gesperrt.
Eine axiale Fixierung zwischen der Halteplatte 92 und dem Spulenhalter 64 des Messkopfs 16 erfolgt beispielsweise durch Verklebung. Die Fixierung des Messkopfs 16 wird durch den insbesondere als Ringmutter ausgebildeten Flansch 96 verbessert. Entsprechend kann eine axiale Fixierung zwischen dem Messstreckenhalter-Träger 46 und dem Spulenhalter 64 ebenfalls durch Verklebung erfolgen .
Bei einer Ausführungsform überdeckt der Flansch 96 mindestens teilweise die Riegeleinrichtung 78.
An dem ersten Bereich 94 der Halteplatte 92 sind bei einer Ausführungsform durchgehende Öffnungen 116 angeordnet. Dadurch lässt sich der Wegaufnehmer 12 beispielsweise an einer Anwendung über Verschraubung oder der- gleichen fixieren.
Die jeweiligen Messstrecken 20a, 20b, 20c mit ihren zugeordneten Messstrecken-Fortsetzungen 22a, 22b, 22c umfassen jeweils einen Drahtwellenleiter 118. Dieser Drahtwellenleiter 118 ist die "eigentliche" Messstrecke. Er ist durchgehend in der jeweiligen Messstrecken-Fortsetzung 22a usw. und Messstrecke 20a usw. geführt. Er ist an einer Dämpfungshülse 134 fixiert. Diese Dämpfungshülse 134 ist in der Nähe eines Endes 122 des Messstreckenhalters 24 positioniert. Die Dämpfungshülse 134 ist ein Metallelement. Der Drahtwellenleiter 118 ist von einem Schlauch 124 umgeben. Dieser
Schlauch 124 ist aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt und ist beispielsweise ein Silikonschlauch. Er dient einerseits zur elektrischen Isolierung des Drahtwellenleiters 118 und andererseits zur Lagerung und Positionierung innerhalb der entsprechenden Ausnehmungen 28a usw. und 68a usw.
Mit der Dämpfungshülse 134 ist ein Rückleiter 126 verbunden. Dieser ist beispielsweise an dem Metallelement 134 mit einem Lötpunkt 120 angelötet. Der Rückleiter 126 ist durch die Ausnehmungen 28a usw. und 68a usw. geführt, wobei er außerhalb des entsprechenden Schlauchs 124 liegt.
Der Schlauch 124 ist an beabstandeten Stellen 128 (Figuren 4 bis 6, Figur 8) eingeschnürt und dadurch ist der Bewegungsspielraum des Drahtwellenleiters 118 verringert. Die Einschnürung ist nicht so eng, dass die Wellenpropagation verhindert wird. Dadurch ist eine relative Positionsfixierung des Drahtwellenleiters 118 zu dem Schlauch 124 erreicht. Die relative Positionsfixierung ist eine Lagerung mit (definiertem, geringem) Spiel . Dies wiederum ermöglicht eine Positionsfixierung des Drahtwellenleiters 118 an dem Wegaufnehmer 12, wenn der Schlauch 124 in die Ausnehmungen 28a usw. und 68 usw. eingelegt ist.
In den Ausnehmungen 28a usw. des Messstreckenhalters 24 sind benachbart zu dem Metallelement 120 ein oder mehrere Dämpfungsmassen 130, 132 angeordnet. Eine entsprechende Dämpfungsmasse 130, 132 umgibt in diesem Bereich den Drahtwellenleiter 118 und sorgt für eine Dämpfung der entsprechenden mechanischen Welle. Zwischen der Dämpfungsmasse 130 und dem Lötpunkt 120 ist die Dämpfungshülse 134 angeordnet.
Ein Messbereich 136 des Wegaufnehmers 12 liegt im Wesentlichen zwischen einem Ende der Dämpfungsmasse 132, an welchem der Schlauch 124 anliegt, und einem Ende der Zylinderhülse 48. Der Abstand dazwischen definiert die Länge des Messbereichs 136.
Der Drahtwellenleiter 118 und entsprechend der Rückleiter 126 sind durch die entsprechenden Ausnehmungen 68a usw. auch durch den Spulenhalter 64 geführt (Figuren 2 bis 4). In dem Messstreckenhalter 24 sind die Drahtwellenleiter 118 der jeweiligen Messstrecken 20a, 20b, 20c parallel zueinander und parallel zur Achse geführt. Durch den Durchgang durch den ersten Bereich 70 der Ausnehmungen 68a usw. erfolgt eine querversetzte Anordnung, wobei die Drahtwellenleiter 118 in dem zweiten Bereich 74 wieder parallel zur Achse 26 geführt sind. Der erste Bereich 70 ist so ausgestaltet, dass eine mechanische Welle durch ihn ohne Behinderung laufen kann. Insbesondere ist dazu der Drahtwellenleiter 118 in diesem Bereich gebogen mit der Vermeidung von Ecken geführt. Insbesondere ist der Drahtwellenleiter in der Art einer S-Form geführt.
Die Riegel 80a usw. der Riegeleinrichtung 78 sowie ein Boden 138 des ersten Bereichs 70 der Ausnehmungen 68a usw. sind entsprechend ausgebildet, um eine "kantenfreie" ("stetig differenzierbare") S-förmige Führung des Drahtwellenleiters 118 zu ermöglichen.
In dem zweiten Bereich 74 der jeweiligen Ausnehmungen 68a usw. ist eine Hülse 140 angeordnet. Diese Hülse 140 (Figur 4) dient zur Festlegung der Positionierung des Drahtwellenleiters 118 in diesem zweiten Bereich 74 der Ausnehmung und dadurch zur S-Führung. Die Hülse 140 (Distanzhülse) ist beispielsweise in den entsprechenden zweiten Bereich 74 der Ausnehmungen 68a usw. eingeklebt. Sie ist von einem Abschirmrohr 142 umgeben. Dieses Abschirmohr 142 ist aus einem magnetisch abschirmenden Material hergestellt.
An dem Spulenhalter 64 ist eine Spuleneinrichtung 144 gehalten. Die Spuleneinrichtung 144 umfasst dabei (mindestens) eine Pick-Up-Spule 146, welche an einer Messstrecken-Fortsetzung 22a usw. in den zweiten Bereich 74 der entsprechenden Ausnehmung 68a usw. angeordnet ist. Die entsprechende Pick-Up-Spule 146 ist insbesondere in die Hülse 140 eingeklebt.
In der Hülse 140 sitzt die Pick-Up-Spule 146 mit Stiften 150a, 150b, 150c, 150d aus metallischem Material. Um den Stift 150a ist der Rückleiter 126 gewickelt und mit diesem verlötet.
Um den Stift 150d ist der Drahtwellenleiter 118 gewickelt. An den Stiften 150a, 150b, 150c, 150d sitzt jeweils ein Band 152 mit integrierten Leitern. An dem Band 152 wiederum ist (mindestens) jeweils ein Widerstandselement 154 angeordnet. Das Widerstandselement des jeweiligen Bands 152 sitzt dabei außerhalb des Spulenhalters 64. Jeder Messstrecke 20a mit ihrer Messstrecken-Fortsetzung 22a ist dabei jeweils ein Band mit eigenem Widerstandselement 154 zugeordnet. Ein jeweiliges Band 152 ist insbesondere als Flex-Band ausgebildet. Es führt die Leiter und ist auch ein Träger des Widerstandselements 154. Durch die Widerstandselemente 154 lassen sich die jeweiligen Messstrecken 20a, 20b, 20c in Relation zueinander und auch zu einer nachfolgenden Schaltung normieren. Es lassen sich insbesondere Ungleichheiten im elektrischen Verhalten der einzelnen Messstrecken 20a, 20b, 20c kompensieren. Durch die einfache Zugänglichkeit der Widerstandselemente 154 lässt sich diese Kompensation auf einfache Weise durchführen.
Anhand Figur 12(a) wird schematische die Funktionsweise der Wegmessvorrichtung 10 erläutert:
Ein von einer Messschnittstelle stammender Erregerstrompuls 156 löst als Messsignal eine Messung aus. Der Erregerstromimpuls 156 wird dabei mittels eines Startsignals ausgelöst. Der Erregerstromimpuls 156 erzeugt ein zirkuläres Magnetfeld 158, welches aufgrund weichmagnetischer Eigenschaften des Wellenleiters (Drahtwellenleiters) 118 in diesem gebündelt wird. An einer Messstelle 160 des Wellenleiters 118 ist der Positionsgeber 14 (insbesondere Permanentmagnet) positioniert. Dessen Magnetfeldlinien 162 verlaufen rechtwinklig zum zirkulären Magnetfeld 158 und sind ebenfalls im Wellenleiter 118 gebündelt.
In einem Bereich, in welchem sich das zirkuläre Magnetfeld 158 und das vom Positionsgeber 14 erzeugte Magnetfeld überlagern, entsteht im Mikrobereich des Gefüges des Wellenleiters 118 eine elastische Verformung aufgrund von Magnetostriktion. Diese elastische Verformung wiederum bewirkt eine sich längs des Wellenleiters 118 in entgegengesetzte Richtungen 164, 166 ausbreitende elastische Welle. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit dieser Welle im Wellenleiter 118 liegt insbesondere in der Größenordnung von ca. 2800 m/s und ist weitgehend unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen. An dem Ende 122 der entsprechenden Messstrecke sind die Dämpfungsmassen 130, 132 angeordnet. Durch diese wird die zu dem Ende 122 laufende transsonare Welle weggedämpft, sodass der rückreflektierte Anteil der Welle bei der Signaldetektion gegenüber der direkt propagierenden Welle vernach- lässigbar ist.
Am anderen Ende 168 ist die entsprechende Pick-Up-Spule 146 angeordnet, welche durch Umkehrung des magnetostriktiven Effekts und magnetische Induktion ein elektrisches Signal erzeugt und dieses an die Messschnittstelle lie- fert.
Die Wellenlaufzeit vom Entstehungsort bis zur Pick-Up-Spule 146 ist direkt proportional zum Abstand zwischen dem Positionsgeber 14 und der Pick-Up- Spule 146. Mittels einer Zeitmessung kann daher der Abstand zwischen der Pick-Up-Spule 146 und dem Positionsgeber 14 mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Das primäre Messsignal für die Zeitmessung ist der Erregerstromimpuls 156, welcher zeitversetzt in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen der Pick-Up-Spule 146 und dem Positionsgeber 14 von der
Pick-Up-Spule 146 an die Messschnittstelle geliefert wird.
Es ist grundsätzlich so, dass ein Erregerstromimpuls, welcher auf eine Messstrecke (beispielsweise die Messstrecke 20a) gesandt wird, Spannungen in den anderen Messstrecken 20b, 20c induzieren kann, vor allem beim Ausschalten . Es kann also grundsätzlich ein Übersprechen erfolgen.
Erfindungsgemäß ist eine Induktionsspannungs-Begrenzungseinrichtung 170 vorgesehen, welche eine Flankensteilheit 172 (Figur 12(b)) eines Erregerstromimpulses 156 insbesondere beim Ausschalten derart einstellt, dass insbesondere ein Abfall von einer maximalen Amplitude 174 auf Null in einem Zeitraum von mindestens 1,5 με und insbesondere in einem Zeitraum von mindestens 2 με und insbesondere in einem Zeitraum von mindestens 3 με erfolgt. Durch die Einstellung einer entsprechenden Flankensteilheit wird die Größe von induzierten Spannungen reduziert.
Es ist dabei auch möglich, dass eine entsprechende endliche Flankensteilheit 176 beim Einschalten eingestellt wird. Die Induktionsspannungs-Begrenzungs- einrichtung 170 ist beispielsweise durch ein RCD-Glied realisiert.
Bei einer Ausführungsform ist in den Spulenhalter 64 eine Magneteinrichtung 178 integriert (Figur 2). Die Magneteinrichtung 178 ist beispielsweise durch Magnete realisiert, welche in die entsprechenden Riegel 80a, 80b, 80c integriert sind. Die Magneteinrichtung 178 ist eine Bias-Magneteinrichtung, welche zum Verringern des Übersprechens zwischen Messstrecken 20a, 20b, 20c bzw. Messstrecken-Fortsetzungen 22a, 22b, 22c dient. Es lässt sich dadurch der Einfluss des Stromimpulses auf einer Messstrecke auf die einer anderen Mess- strecke zugeordnete Pick-Up-Spule verringern.
Die Riegel 80a usw. können beispielsweise kunststoffgebundene Magnete sein. Die Ausrichtung und Stärke des Magnetfelds kann gezielt eingestellt werden. Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es vorgesehen, dass stromführende Leiter exakt parallel geführt werden. Dadurch werden Störfelder, die durch eine verkreuzte Bauweise entstehen können, vermieden.
Im Messkopf 16 ist das Übersprechen aufgrund eines vergrößerten Abstands der Pick-Up-Spulen 146 durch die versetzte Anordnung zu der Achse 26 reduziert.
Bei einer Variante einer Ausführungsform sind in dem Messstreckenhalter 24 und dem Spulenhalter 64 zusätzlich ein oder mehrere Leiter 180 (Figur 5) an- geordnet. Ein Leiter 180 ist beispielsweise parallel geführt. Auch eine mäanderartige Führung oder dergleichen ist möglich. Durch einen oder mehrere stromführende Leiter 180 lässt sich bei entsprechender Verlegung des Leiters 180 und Einstellung der Stromstärke ein mögliches Übersprechen zwischen unterschiedlichen Messstrecken 20a, 20b, 20c kompensieren.
Die erfindungsgemäße Wegmessvorrichtung 10 funktioniert wie folgt:
Die Wegmessvorrichtung 10 ist bezüglich ihrer Messstrecken 20a, 20b, 20c redundant. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Wegmessvorrichtung 10 mehrfach redundant, da drei getrennte Messstrecken 20a, 20b, 20c vorgesehen sind. Diese Messstrecken 20a, 20b, 20c sind unabhängig von- einander. Sie ermitteln unabhängig voneinander die Position des Positionsgebers 14.
Durch entsprechende Maßnahmen lässt sich ein Übersprechen reduzieren bzw. verhindern.
Die unterschiedlichen Messstrecken 20a, 20b, 20c sind in den Messstreckenhalter 24 integriert. Dieser lässt sich mit kleinem Bauraum (Durchmesser in der Größenordnung von 7 mm oder kleiner) realisieren. Der Messstreckenhalter 24 ist aus einem glasfaserverstärkten Kunststoffmaterial hergestellt. Dadurch ist er direkt elektrisch isolierend und weist eine geringe Wärmedehnung auf. Dadurch ist die Zwangsbelastung der Messstrecken stark reduziert. Die Messstrecken 20a usw. mit ihrer Messstrecken- Fortsetzung 22a usw. sind in einem elektrisch isolierenden Schlauch beispielsweise aus Silikonmaterial angeordnet. Ein entsprechender Schlauch 124 erlaubt eine elektrisch isolierende Lagerung bei hoher Schockbeständigkeit und geringer Schwingungsanfälligkeit.
Der Wellenleiter 118 jeder Messstrecke 20a usw. und Messstrecken- Fortsetzungen 22a usw. ist S-förmig verlegt mit zwei einfachen Biegungen im Spulenhalter 64 (am Übergang zum ersten Bereich 70 und am Übergang vom ersten Bereich 70 zum zweiten Bereich 74). Dies erlaubt eine kompakte Bauweise mit minimaler Störung der Wellenausbreitung.
Auf dem Flex-Band 152 sind entsprechende Widerstandselemente 154 zur Normierung der Messstrecken 20a usw. mit den Messstrecken-Fortsetzungen 22a usw. angeordnet.
Die Abschirmrohre 142 für jede Messstrecke 20a mit Messstrecken- Fortsetzungen 22a usw. liegen vorzugsweise auf eigenem Potential, wobei für jede Messstrecke 20a usw. mit Messstrecken-Fortsetzungen 22a usw. eine eigene magnetische Abschirmung vorgesehen ist.
Bezugszeichenliste
Wegmessvorrichtung
Wegaufnehmer
Positionsgeber
Messkopf
Wegstreckeneinrichtung
a Erste Messstrecke
b Zweite Messstrecke
c Dritte Messstrecke
a Erste Messstrecken- Fortsetzungb Zweite Messstrecken-Fortsetzungc Dritte Messstrecken-Fortsetzung
Messstreckenhalter
Längsrichtung
a Erste Ausnehmung
b Zweite Ausnehmung
c Dritte Ausnehmung
T-förmige Elemente
Winkel
Wand
Erster Bereich
Ebene Seite
Übergangsbereich
Zweiter Bereich
Zentraler Bereich
Öffnung
Messstreckenhalter-Träger
Zylinderhülse
Topf
Öffnung
Innenraum Bund
Boden
Raum
Markierung
Spulenhalter
Nut
a Erste Ausnehmungb Zweite Ausnehmungc Dritte Ausnehmung
Erster Bereich
Stirnseite
Zweiter Bereich
Stirnseite
Riegeleinrichtunga Riegel
b Riegel
c Riegel
Achse
Randbereich
Erhebung
Nase
Eintrittsöffnung
Halteplatte
Erster Bereich
Flansch
Öffnung
0 Innenraum
2 Erster Teilbereich
4 Zweiter Teilbereich6 Anlagefläche
8 zylindrische Außenkontur0 Randbund
2 Durchbrechung 114 Nase
116 Öffnung
118 Drahtwellenleiter
120 Lötpunkt
122 Ende
124 Schlauch
126 Rückleiter
128 Stelle
130 Dämpfungsmasse
132 Dämpfungsmasse
134 Dämpfungshülse
136 Messbereich
138 Boden
140 Hülse
142 Abschirmrohr
144 Spuleneinrichtung
146 Pick-Up-Spule
150a Stift
150b Stift
150c Stift
150d Stift
152 Band
154 Widerstandselement
156 Erregerstrom im puls
158 Magnetfeld
160 Messstelle
162 Magnetfeldlinien
164 Richtung
166 Richtung
168 Ende
170 Induktionsspannungs-Begrenzungseinrichtung
172 Flankensteilheit
174 maximale Amplitude 176 Flankensteilheit 178 Magneteinrichtung 180 Leiter

Claims

Patentansprüche
1. Wegmessvorrichtung, umfassend mindestens eine erste Messstrecke (20a) und eine zweite Messstrecke (20b), welche jeweils eine Er- streckung in einer Längsrichtung (26) aufweisen und mindestens in einem Messbereich (136) parallel zueinander ausgerichtet sind, mindestens einen Positionsgeber (14), welcher an die Messstrecken (20a, 20b) berührungslos koppelt, und einen Messstreckenhalter (24), welcher sich in dem Messbereich (136) erstreckt und Ausnehmungen (28a, 28b; 28c) aufweist, in welchen jeweils eine Messstrecke (20a, 20b) angeordnet ist.
2. Wegmessvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eine dritte Messstrecke (20c).
3. Wegmessvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messstrecke (20a) einen Wellenleiter (118) und insbesondere Drahtwellenleiter (118) umfasst.
4. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter (118) in einem Schlauch (124) und insbesondere Silikonschlauch angeordnet ist.
5. Wegmessvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an beabstandeten Stellen (128) der Schlauch (124) eingeschnürt ist.
6. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messstreckenhalter (24) aus einem faserverstärkten Material und insbesondere glasfaserverstärkten Material hergestellt ist.
7. Wegmessvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Faserorientierung mindestens näherungsweise parallel zu einer Längsrichtung (26) einer Messstrecke (20a; 20b; 20c).
8. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (28a, 28b, 28c) am Messstreckenhalter (24) rotationssymmetrisch zu einer Längsachse (26) des Messstreckenhalters (24) verteilt angeordnet sind.
9. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausnehmung (28a; 28b; 28c) an dem Messstreckenhalter (24) seitlich offen ist.
10. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messstrecke (20a; 20b; 20c) in einer Ausnehmung (28a; 28b; 28c) in einem Winkel (32) von mindestens 220° und vorzugsweise in einem Winkel (32) von mindestens näherungsweise 270° von Wandmaterial der Ausnehmung (28a; 28b; 28c) umgeben ist.
11. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messstrecke (20a; 20b; 20c) über ihre gesamte Länge im Messbereich (136) von dem Messstreckenhalter (24) aufgenommen ist.
12. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messstreckenhalter (24) eine zylindrische Außenkontur (108) hat.
13. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine maximale Dicke (D) des Messstreckenhalters (24) höchstens 10 mm beträgt.
14. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messstreckenhalter (24) bezogen auf seinen Querschnitt T-förmige Elemente (30) aufweist, zwischen welchen die Ausnehmungen (28a; 28b; 28c) gebildet sind.
15. Wegmessvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die T-förmigen Elemente (30) sternförmig angeordnet sind.
16. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausnehmung (28a; 28b; 28c) einen ersten Bereich (36) aufweist, in welchem begrenzende Wände (34) mindestens näherungsweise eine ebene Seite (38) haben.
17. Wegmessvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausnehmung (28a; 28b; 28c) einen zweiten Bereich (42) aufweist, in welchem die Ausnehmung (28a; 28b; 28c) begrenzende Wände (34) abgerundet sind.
18. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messstreckenhalter (24) einen zentralen Bereich aufweist, in welchem die Ausnehmungen (28a; 28b; 28c) begrenzenden Wände (34) eine gleichmäßige Wanddicke haben.
19. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messstrecken (20a; 20b; 20c) im Messbereich (136) linear ausgerichtet sind.
20. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messbereichslänge der Messstrecken (20a; 20b; 20c) mindestens 2 cm beträgt.
21. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messstrecken (20a; 20b; 20c) unabhängig voneinander sind und gleichzeitig an den gleichen mindestens einen Positionsgeber (14) koppeln .
22. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch einen Messkopf (16), an welchem der Messstreckenhalter (24) angeordnet ist und insbesondere koaxial angeordnet ist.
23. Wegmessvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Messstrecken (20a; 20b; 20c) jeweils eine Fortsetzung (22a; 22b; 22c) in den Messkopf (16) aufweisen.
24. Wegmessvorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf (16) größere Querschnittsabmessungen aufweist als der Messstreckenhalter (24).
25. Wegmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Messkopf (16) eine Halteeinrichtung (92) zur Fixierung der Wegmessvorrichtung an einer Anwendung angeordnet ist.
26. Wegmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Messkopf (16) eine Spuleneinrichtung (144) angeordnet ist, wobei jeder Messstrecke (20a; 20b; 20c) jeweils mindestens eine Pick-Up-Spule (146) zugeordnet ist.
27. Wegmessvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich einer Fortsetzung (22a; 22b; 22c) der Messstrecke in dem Messkopf (16), welche an die Spuleneinrichtung (144) gekoppelt ist, nach außen versetzt zu einer Längsachse (26) des Messstreckenhalters (24) positioniert ist.
28. Wegmessvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Bereich der Fortsetzung (22a; 22b; 22c) mindestens näherungsweise linear ausgerichtet ist.
29. Wegmessvorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Fortsetzung (22a; 22b; 22c) der Messstrecke einen Übergangsbereich zwischen dem Messstreckenhalter (24) und der Spuleneinrichtung (144) aufweist und insbesondere dass die Fortsetzung (22a; 22b; 22c) im Übergangsbereich gebogen geführt ist.
30. Wegmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Pick-Up-Spulen (146), welche den jeweiligen Messstrecken (20a; 20b; 20c) zugeordnet sind, rotationssymmetrisch zu einer Achse (82) des Messkopfs (16) verteilt angeordnet sind.
31. Wegmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens einen Pick-Up-Spule (146) der jeweiligen Messstrecke (20a; 20b; 20c) jeweils mindestens ein Widerstandselement (154) zugeordnet ist.
32. Wegmessvorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Widerstandselement (154) auf einem flexiblen Band (152) angeordnet ist und insbesondere außerhalb des Messkopfs (16) angeordnet ist.
33. Wegmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf (16) einen Spulenhalter (64) aufweist, an welchem ein Messstreckenhalter-Träger (46) fixiert ist.
34. Wegmessvorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Messstreckenhalter-Träger (46) eine Markierungseinrichtung (62) und/oder Positioniereinrichtung für den Messstreckenhalter (24) aufweist.
35. Wegmessvorrichtung nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass dem Messstreckenhalter-Träger (46) und dem Spulenhalter (64) eine Nase-Nut-Einrichtung zur Drehfixierung aneinander zugeordnet ist.
36. Wegmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Spulenhalter (64) eine Halteeinrichtungs- Platte (92) fixiert ist.
37. Wegmessvorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteeinrichtungs-Platte (92) und dem Spulenhalter (64) eine Nase- Nut-Einrichtung zur Drehfixierung zugeordnet ist.
38. Wegmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 37, gekennzeichnet durch eine Riegeleinrichtung (78), welche einen einer jeweiligen Messstrecken-Fortsetzung (22a; 22b; 22c) zugeordneten Riegel (80a; 80b; 80c) umfasst, welcher an einem Spulenhalter (64) angeordnet ist und die Fortsetzung (22a; 22b; 22c) der Messstrecke im Spulenhalter (64) fixiert.
39. Wegmessvorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass eine Magneteinrichtung (178) in die Riegeleinrichtung (78) integriert ist.
40. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messstrecken (20a; 20b; 20c) individuell elektrisch isoliert sind.
41. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Messstrecke (20a; 20b; 20c) eine eigene magnetische Abschirmung (142) zugeordnet ist.
42. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pick-Up-Spuleneinrichtung (146), welche einer jeweiligen Messstrecke (20a; 20b; 20c) zugeordnet ist, jeweils eine eigene magnetische Abschirmung (142) aufweist.
43. Wegmessvorrichtung nach Anspruch 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, dass jede magnetische Abschirmung (142) auf einem eigenen Potential liegt.
44. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Induktionsspannungs-Begrenzungs- einrichtung (170), welche eine Flankensteilheit (172; 176) von Stromimpulsen (156) beim Einschalten und/oder Ausschalten beeinflusst.
45. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Messstreckenhalter (24) mindestens ein zusätzlicher Leiter (180) angeordnet ist. Wegmessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Ausbildung als magnetostriktive Weg Vorrichtung.
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