位置感测装置和方法及相关组件、系统、交通工具和单元与流程

本发明涉及用于测定物体的位置的装置和方法。

背景技术：

接近度传感器被用来对目标与传感器的接近度进行检测或测量。已知的接近度传感器是基于电感应原理，并且通过对传感器的金属环路的电感进行监测来检测金属目标的接近度。然而，感应式接近度传感器经受来自除目标以外的金属物体的干扰以及电磁干扰。

另一已知的接近度传感器是基于磁致伸缩原理——磁致伸缩材料的形状或尺寸在经受变化的磁场强度时变化。磁体与由磁致伸缩材料构成的部分的变化的接近度可以通过对该由磁致伸缩材料构成的部分的形状或尺寸的总的变化进行测量来测定。形状或尺寸的变化可以例如经由光学部件来进行光学探询，该光学部件的光学特性响应于形状或尺寸的变化而变化。

在一些应用中，在校准之后，接近度传感器可以被用来推断两个物体之间的距离。例如，传感器头可以附接至一个物体，而目标可以附接至不同的物体。然而，传感器头的未对准或目标的未对准均会导致对物体之间的距离的错误测定。例如，如果目标沿垂直于目标-传感器轴线的方向无意地移动，则传感器将指示物体之间的距离比实际上物体之间的距离大。这种移动使重新校准传感器-目标系统和/或触及目标或传感器成为必需以适当地重新对准传感器和/或目标。这是较耗时的，并且这在一些应用中可能由于不能触及目标和/或传感器而成为问题。

技术实现要素：

本发明的第一方面提供了一种用于对具有一个或更多个磁性元件的物体的位置进行测定的装置，该装置包括多个磁致伸缩光学传感器，每个磁致伸缩光学传感器均设置成产生对该传感器与所述一个或更多个磁性元件的接近度进行表征的信号，该装置设置成基于多个这样的接近度信号测定物体的位置。

可选地，所述多个传感器布置成二维阵列或三维阵列。

可选地，该装置设置成测定物体的三维位置。

可选地，该装置设置成针对每个接近度信号确定该接近度信号的特性是否高于第一预定阈值和/或低于第二预定阈值。

可选地，每个传感器均包括位于光导纤维内的光学元件。

可选地，所述多个传感器中的至少两个传感器的光学元件位于同一光导纤维内。

可选地，传感器中的至少一个传感器的光学元件是光纤布拉格光栅(FBG)。

可选地，传感器中的至少一个传感器的光学元件是光纤法布里-珀罗(FFP)干涉仪。

可选地，每个传感器均包括位于光导纤维上的磁致伸缩涂层。

本发明的第二方面提供了一种飞行器门组件，其包括根据第一方面的装置。

可选地，该门组件是增压舱门组件、航空电子内部通道门组件、外部航空电子门组件、货舱门组件以及起落架门组件中的一者。

本发明的第三方面提供了一种起落架组件，其包括根据第一方面的装置。

本发明的第四方面提供了一种下述系统，该系统包括根据第一方面的装置和具有所述一个或更多个磁性元件的物体。

可选地，该系统设置成使得每个传感器均设置成产生对该传感器与物体的仅一个磁性元件的接近度进行表征的信号。

可选地，物体具有第一磁性元件，并且该系统设置成使得所述多个传感器中的每个传感器均设置成产生对该传感器与第一磁性元件的接近度进行表征的信号。

可选地，该装置设置成基于针对每个传感器的对该传感器与第一磁性元件的接近度进行的测定来测定物体的位置。

可选地，物体具有多个磁性元件，并且该系统设置成使得每个传感器均设置成产生对该传感器与所述多个磁性元件中的不同的一个相应磁性元件的接近度进行表征的信号。

可选地，物体具有一个磁性元件，并且所述多个传感器布置成下述阵列：该阵列占用的面积比由物体的所述一个磁性元件所占用的面积大。

可选地，物体是飞行器的门组件的部件。

可选地，物体是飞行器的起落架组件的部件。

可选地，该装置设置成对起落架的下位锁状态、该起落架的上位锁状态、该起落架的减震器压缩参数、该起落架的制动器磨损参数、该起落架的转向架梁旋转参数以及该起落架的转向取向参数中的一者或更多者进行测定。

本发明的第五方面提供了一种下述交通工具，该交通工具包括根据第一方面的装置、或者根据第二方面或第三方面的组件、或者根据第四方面的系统。

可选地，该交通工具是飞行器。

本发明的第六方面提供了一种用于在下述装置处对具有一个或更多个磁性元件的物体的位置进行测定的方法，该装置包括多个磁致伸缩光学传感器，每个磁致伸缩光学传感器均设置成产生对该传感器与所述一个或更多个磁性元件的接近度进行表征的信号，该方法包括产生多个这样的信号以及基于所述多个信号测定物体的位置。

可选地，所述测定基于针对每个传感器的对该传感器与物体的一个磁性元件的接近度进行的测定。

可选地，所述测定包括利用所测定的每个传感器与一个磁性元件的接近度进行双边测量和/或三边测量。

可选地，所述多个传感器布置成二维阵列或三维阵列，并且所述测定包括测定物体的三维位置。

可选地，该方法包括针对每个接近度信号确定该接近度信号的特性是否高于第一预定阈值和/或低于第二预定阈值。

可选地，该方法包括：对物体的所测定的位置进行存储；以及相对于所存储位置对物体的位置进行监测。

本发明的第七方面提供了一种附接至第一物体并用于在对具有一个或更多个磁性元件的第二物体的位置进行测定中使用的单元，该单元包括相对于彼此固定地定位的多个磁致伸缩光学传感器，每个传感器均包括磁致伸缩部和光学元件，该光学元件机械地联接至磁致伸缩部以使得该磁致伸缩部的形状的变化引起该光学元件的光学特性的变化。

附图说明

现在将参照附图仅通过示例的方式对本发明的实施方式进行描述，在附图中：

图1示出了本发明的实施方式的系统的示例的示意性立体图；

图2示出了本发明的实施方式的另一系统的示例的示意性立体图；

图3示出了本发明的实施方式的装置的示例的示意性立体图；

图4示出了本发明的实施方式的装置的示例的示意性立体图；

图5示出了本发明的实施方式的装置的信号处理器的示例的示意图；以及

图6示出了本发明的实施方式的飞行器的示例的示意性侧视图。

具体实施方式

参照图1，示出了根据本发明的实施方式的系统1的示例的示意性立体图。系统1包括装置102和包括磁性元件104的第一物体108。

磁性元件104可以例如固定地附接至物体108，或者可以与物体108本身成一体。磁性元件104可以是例如永磁体或电磁体，或者本身可以由多个磁性元件(未示出)构成。

装置102包括多个传感器11、12、21、22。在本实施方式中，该装置具有布置成二维的二乘二的阵列的第一传感器至第四传感器11、12、21、22，并且第一传感器至第四传感器11、12、21、22根据其在阵列内所处的列M和行N来编号(即，“MN”)。例如，在从磁性元件104的角度来观察时，处于阵列的第一列和第一行的传感器被编号为11。

传感器11、12、21、22中的每一者均设置成产生对传感器11、12、21、22与磁性元件104的接近度进行表征的信号。在本实施方式中，装置102的传感器11、12、21、22中的每一者均设置成产生对传感器11、12、21、22与物体108中的仅一个磁性元件104的接近度进行表征的信号。如下面更详细地说明的，通过使用例如双边测量和/或三边测量，装置102能够使用来自多个传感器11、12、21、22的接近度信号来测定所述一个磁性元件104的位置以及由此测定物体108相对于装置102(例如，相对于传感器11、12、21、22中的至少一者)的位置。以这种方式，装置102可以基于针对装置102的每个传感器11、12、21、22的对该传感器11、12、21、22与所述一个磁性元件104的接近度进行的测定来测定物体108相对于装置102(例如，相对于传感器11、12、21、22中的至少一者)的位置。

在本实施方式中，装置102(例如，传感器11、12、21、22)附接至第二物体106，并且装置102能够对磁性元件104相对于装置102(例如，相对于传感器11、12、21、22中的至少一者)的位置进行测定。替代性地，装置102或其一部分可以与第二物体106本身成一体(例如，传感器11、12、21、22中的一者或更多者可以与第二物体106成一体)。装置102可以被提供有对装置102相对于第二物体106的位置进行表征的数据以及对磁性元件104相对于物体108的位置进行表征的数据，并且因此装置102能够测定物体108相对于第二物体106的位置。例如，第一物体108和第二物体106可以是诸如飞行器的增压舱门组件之类的门组件的部件。因此，系统1可以被用来例如确定舱门相对于飞行器的机身是否适当地关闭。

在本实施方式中，装置102设置成使用来自传感器中的至少三者11、12、21的接近度信号来测定第一物体108相对于装置102(例如，相对于传感器11、12、21中的至少一者)的三维位置。在其他实施方式中，装置102可以设置成使用来自传感器11、12、21中的至少一者的接近度信号来测定第一物体108相对于装置102(例如，相对于传感器11、12、21的至少一者)的一维或二维位置。

在本实施方式中，装置102能够得到对所述三个传感器11、12、21中的每一者相对于所述三个传感器11、12、21中的每个其他传感器的相应位置进行表征的数据。例如，传感器11、12、21相对于彼此的位置可以例如通过如下方式来固定——将每个传感器11、12、21固定地连接至共用的安装单元(未示出)上的已知位置，并且该装置可以对关于传感器11、12、21的相对位置的存储信息进行访问。替代性地，传感器11、12、21能够移动，并且装置102可以接收对传感器11、12、21在其移动时相对于彼此的位置进行表征的数据。应当理解的是，虽然在图1中传感器11、12、21、22被示出为成方形的二维阵列，但是情况不一定是这样。倘若装置102已知传感器11、12、21、22中的每一者相对于彼此的相对位置，则传感器11、12、21、22可以布置成任何想得到的布置。因此，在其他实施方式中，传感器可以布置成与二乘二的阵列不同的阵列。

来自第一传感器至第三传感器11、12、21的接近度信号分别指示磁性元件104与第一传感器至第三传感器11、12、21中的每一者之间的距离。装置102随后可以利用所指示出的这些距离结合关于传感器11、12、21相对于彼此的位置的信息来执行三边测量计算，以测定磁性元件104相对于装置102的位置。

磁性元件104相对于装置102的位置可以被用来测定磁性元件104距离第一传感器至第三传感器11、12、21的平面的距离，即如图1中所示的磁性元件104相对于装置102的z坐标。因此，可以测定第一物体108与第二物体106之间的距离。

例如，如果第一物体108是飞行器的舱门，并且第二物体106是飞行器的舱门门框，则可以对舱门与门框之间的距离进行测定。例如通过确定所测得的舱门与门框之间的距离是否小于预定值，可以使用该距离来确定舱门是否已完全关闭。

对第一物体108与第二物体106之间的距离进行的测定不受下述方面的影响：磁性元件104在第一本体108的平面中的位置偏移、或第一本体108在该平面中的位置偏移。此外，对第一物体108与第二物体106之间的距离进行的测定不受装置102在第二本体106的平面中的偏移或第二本体106在此平面(即，图1中所示的xy平面)中的偏移的影响。因此，磁性元件104、第一本体108、装置102以及第二本体106中的任一者在与如图1中所示的xy平面平行的平面中的无意移动将不会导致对第一本体108与第二本体106之间的距离的错误测定。此外，这种移动并不使装置-元件系统的重新校准、或元件104相对于装置102(例如，相对于传感器11、12、21中的至少一者)的位置的重新调节成为必需。

对磁性元件104相对于装置102(例如，相对于传感器11、12、21中的至少一者)的位置进行的测定还可以被用来对第一本体108相对于第二本体106在平行于图1中所示的xy平面的平面中的偏移量进行监测。例如，可以根据三边测量计算来测定元件104的相对于装置102的x偏移量和/或y偏移量，并且该x偏移量和/或y偏移量可以被监测以测定该x偏移量和/或y偏移量随时间的任意变化。在舱门示例中，这可以被用来例如对门组件在多次打开及关闭之后的结构变化进行监测以及例如警告工程师门机构可能需要被重新对准。

例如，在对舱门进行安装或将装置102安装到舱门上期间或在对门机构或类似物进行重新对准之后，对第一本体108相对于第二本体106在平行于xy平面的平面中的偏移量进行的测定还可以在安装过程的“示教”模式下进行使用。例如，在第一次安装舱门或类似物时，元件104可以不与装置102完全对准，并且可以在平行于图1中所示的xy平面的平面中偏移，并且装置102将相应地确定存在一定的偏移量。然而，例如可以由工程师经由编程接口等向装置102提供所确定的偏移量与(比如说门相对于门框的)正确对准相对应的指示，并且此确定的偏移量可以被存储。换句话说，向装置102“教导”：给定的偏移量对应于第一物体108和第二物体106的正确对准，并且因此相对于该初始确定的偏移量监测随后的偏移量。以这种方式，可以简化例如装置102的安装或包括装置102或类似物的舱门的安装。

应当理解的是，在上述示例中，装置102不对磁性元件104位于由传感器11、12、21限定的平面的哪一侧(即，所测定的z坐标是正的还是负的)进行测定。然而，这样的信息可以在校准期间被测定或被存储并且能够被装置102得到，并且一旦系统1被安装，此信息就可以被假设成不改变。因此，在这方面，磁性元件104的测定位置是三维位置。替代性地，装置102可以包括成三维阵列的传感器(未在图1中示出)。例如，可以存在相对于传感器11、12、21沿如图1中所示的z方向偏移的附加传感器(未在图1中示出)。传感器11、12、21的接近度信号与来自附加传感器(未在图1中示出)的接近度信号的比较提供了对磁性元件104位于由传感器11、12、21限定的平面的哪一侧(即，所测定的z坐标是正的还是负的)的指示，并且因此可以测定磁性元件104的三维位置。作为另一示例，可以存在多个附加传感器(未在图1中示出)，例如，用于第一传感器至第四传感器11、12、21、22中的每一者的附加传感器均相对于第一传感器至第四传感器11、12、21、22沿如图1中所示的z方向偏移。应当理解的是，利用来自成三维阵列的传感器中的三个或更多个传感器的接近度信号进行的三边测量计算可以结合来自不处于由所述三个或更多个传感器限定的平面中的任何第四传感器的接近度信号来使用，以限定磁性元件104的三维位置。还应当理解的是，倘若每个传感器相对于彼此的位置均能够被装置102得到，则可以采用传感器的任何可想到的三维构型。

图1中所示的装置102的第四传感器22可以被用在三边测量计算中以改善对磁性元件104相对于装置102的位置进行的测定。例如，装置102可以进行四次三边测量计算：一次三边测量计算针对传感器11、传感器12、传感器22；一次三边测量计算针对传感器12、传感器22、传感器21；一次三边测量计算针对传感器22、传感器21、传感器11；以及一次三边测量计算针对传感器21、传感器11、传感器12。可以算出这些计算结果的平均数以提供对关于磁性元件104相对于装置102(例如，相对于传感器11、12、21、22中的至少一者)的位置的更可靠的测定。替代性地，来自所有四个传感器11、12、21、22的接近度信号都可以被用在“多边测量”计算中，以测定磁性元件104相对于装置102(例如，相对于传感器11、12、21、22中的至少一者)的位置。

应当理解的是，在上述实施方式的变型中，可以使用包括三个和超过三个的任意数目的传感器。

还应当理解的是，即使仅使用所述四个传感器11、12、21、22中的两个传感器(例如，第一传感器11和第二传感器12)，仍可以测定磁性元件104相对于装置102的位置。例如，如果磁性元件104相对于装置102的运动限制于仅在图1中所示的zx平面中进行，则此信息可以结合利用来自第一传感器11和第二传感器12的接近度信号进行的双边测量计算来使用，以测定磁性元件104相对于装置102(例如，相对于传感器11、12中的至少一者)的位置。与上文类似，根据该测定的位置，可以以不受传感器的沿着x轴的偏移影响的方式测定第一物体108与第二物体102之间的距离。替代性地，与上文类似，例如，可以对第一物体108和/或第二物体102的在x轴上随时间的偏移量进行监测。

在本实施方式中，磁性元件104的面向装置102的面积比由第一传感器至第四传感器11、12、21、22的阵列所占用的面积小。也就是说，在本实施方式中，第一物体108具有一个磁性元件104，并且传感器11、12、21、22布置成下述阵列：该阵列占用的面积比由第一物体108的所述一个磁性元件104所占用的面积大。这允许对第一物体108相对于装置102(例如，相对于传感器11、12、21、22中的至少一者)的位置进行更精确的测定。然而，磁性元件104的面向装置102的面积不需要必须比由第一传感器至第四传感器11、12、21、22的阵列所占用的面积小，并且在其他实施方式中，情况可能不是这样。

在另一实施方式中，装置102可以设置成将来自第一传感器至第四传感器11、12、21、22的相应的接近度信号与一个或更多个阈值进行比较，以测定磁性元件104相对于装置102的近似三维位置。

在本实施方式中，装置102设置成将来自第一传感器至第四传感器11、12、21、22的相应的接近度信号与两个阈值——所谓的“确保致动”阈值和所谓的“确保退动”阈值——进行比较。如果第一传感器至第四传感器11、12、21、22中的给定传感器的接近度信号低于确保致动阈值，则可以确定磁性元件104位于距离该给定传感器的一定的第一相关联距离内(在本文中也被称为“靠近”状态)。例如，第一相关联距离可以是一毫米。如果第一传感器至第四传感器11、12、21、22中的给定传感器的接近度信号高于确保退动阈值，则可以确定磁性元件104不位于距离该给定传感器的一定的第二相关联距离内(在本文中也被称为“远离”状态)。例如，第二相关联距离可以是三毫米。如果第一传感器至第四传感器11、12、21、22中的给定传感器的接近度信号高于确保致动阈值并且低于确保退动阈值，则可以不确保靠近/远离状态，并且因此在位置测定中可以不使用该读数。

装置102可以使用传感器11、12、21、22中的每一者的靠近/远离状态来测定磁性元件104相对于装置102(例如，相对于传感器11、12、21、22中的至少一者)的近似三维位置。例如，如果所有四个传感器11、12、21、22都被确定为处于靠近状态，则可以确定磁性元件104所在的空间，并且可以对磁性元件104相对于装置102的x位移、y位移和z位移中的每一者均设置上限。在这种情况下，例如可以推断出物体108既靠近装置102又不相对于装置102(以及由此不相对于第二物体106)偏移。在另一示例中，如果第一传感器11和第三传感器21被确定为处于靠近状态，而第二传感器12和第四传感器22被确定为处于远离状态，则可以确定磁性元件104所在的不同空间。在这种情况下，例如可以推断出，物体108靠近装置102(并且因此靠近第二物体106)，而物体108相对于装置102沿负x方向偏移。在另一示例中，如果第一传感器11被确定为处于靠近状态，而第二传感器12、第三传感器21和第四传感器22被确定为处于远离状态，则可以确定磁性元件104所在的不同空间。在这种情况下，例如可以推断出，物体108靠近装置102(并且因此靠近第二物体106)，而物体108相对于装置102沿负x方向和负y方向偏移。

上述示例性构型提供了对磁性元件104与装置102的接近度的简单且稳健的测定，该测定不受xy平面中的偏移的影响，或者替代性地，该测定可以被用来对下述方面进行测定：磁性元件104相对于装置102的接近度和对磁性元件104相对于装置102的xy偏移量的指示。

参照图2，示出了根据本发明的实施方式的另一系统2的示例的示意性立体图。

本实施方式的系统2包括第一物体(为了清楚起见，未在图2中示出)的磁性元件204和附接至第二物体(为了清楚起见，未在图2中示出)的装置202。装置202包括多个传感器11、12、13、14。在本实施方式中，装置202具有布置成一维的一乘四的阵列的第一传感器至第四传感器11、12、13、14。与上文类似，第一传感器至第四传感器11、12、13、14中的每一者均设置成产生对传感器11、12、13、14与磁性元件204的接近度进行表征的信号。在本实施方式中，磁性元件204的长度跨越传感器11、12、13、14的阵列的长度。应当理解的是，虽然磁性元件204在图2中被示出为单个块体，但是磁性元件204还可以代替地包括跨越元件204的长度的多个磁体或电磁部件(未示出)。例如，可以针对第一传感器至第四传感器11、12、13、14中的每一者均存在一个磁体。也就是说，第一物体(为了清楚起见，未在图2中示出)可以具有多个磁性元件(未示出)，并且装置202的每个传感器11、12、13、14均可以设置成产生对传感器11、12、13、14与所述多个磁性元件中的不同的一个相应磁性元件的接近度进行表征的信号。

装置202和磁性元件204在本实施方式中设置成使得装置202的纵向轴线和磁性元件204的纵向轴线关于轴线AA分开角度Q。轴线AA垂直于包括装置202的纵向轴线的平面，并且垂直于磁性元件204的纵向轴线。在本实施方式中，磁性元件204相对于装置202(例如，相对于传感器11、12、13、14中的至少一者)的运动被限制成围绕轴线AA的旋转。作为示例，在下述情况下可能存在这种设置：轴线AA是门的铰链，装置202附接至门框，并且磁性元件204附接至门。

应当理解的是，如果装置202距离轴线AA的距离和磁性元件204(或多个磁性元件)距离轴线AA的距离是已知的，则装置202与磁性元件204之间的角度Q可以利用三角法根据对来自第一传感器至第四传感器11、12、13、14的接近度信号进行的分析来测定。在已测定角度Q的情况下，装置202随后可以对包括磁性元件204的第一物体相对于装置202所附接至的第二物体的位置进行测定。

替代性地，来自第一传感器至第四传感器11、12、13、14的接近度信号可以与如上所述的一个或更多个阈值进行比较，以确定第一传感器至第四传感器11、12、13、14中的每一者相对于磁性元件204的靠近/远离状态。在此示例中，可以通过对第一传感器至第四传感器11、12、13、14中的每一者的靠近/远离状态进行分析来获得包括磁性元件204(或多个磁性元件)的物体的位置的近似值。例如，如果第一传感器11示出了靠近状态，而第二传感器至第四传感器12、13、14示出了远离状态，则可以确定磁性元件204所在的角度Q的范围。例如，可以根据这样的信息确定磁性元件204所附接至的门相对于门框仅部分地关闭(而非完全关闭)。随着装置202与磁性元件204之间的角度Q减小，第二传感器至第四传感器12、13、14中的每一者的状态将从远离状态改变成靠近状态，并且因此可以对例如门关闭的进度进行监测。假如所有的第一传感器至第四传感器11、12、13、14的靠近/远离状态的变化仍然都可以被监测，则对角度Q的变化的进度进行的这种监测不受下述方面的影响：磁性元件204在其纵向轴线的方向上的偏移以及装置202在其纵向轴线的方向上的偏移。

应当理解的是，虽然在上述示例中所监测的进度是装置202相对于磁性元件204(或多个磁性元件)的绕轴线AA的受约束旋转的进度，但是情况不一定必须是这样。例如，在其他实施方式中，装置202相对于磁性元件204(或多个磁性元件)的受约束的运动可以包括装置202相对于磁性元件204(或多个磁性元件)的同时的旋转和平移、或者平移和随后的旋转。受约束的运动可以包括磁性元件(或多个磁性元件)204相对于传感器11、12、13、14的线性运动。例如，可以沿着预定路径(未在图2中示出)布置多个传感器11、12、13、14，并且可以参照来自传感器11、12、13、14中的每一者的接近度信号对包括一个或更多个磁性元件的物体沿着预定路径(未在图2中示出)行进的进度进行监测。受约束的运动还可以包括装置202和/或磁性元件(或多个磁性元件)204绕与轴线AA不同的轴线的旋转——例如，绕垂直于轴线AA的轴线的旋转。例如，可以围绕盘状件(未在图2中示出)的圆周布置多个传感器11、12、13、14，并且可以参照来自传感器11、12、13、14中的每一者的接近度信号对该盘状件相对于包括一个或更多个磁性元件的物体的旋转进行监测。因此，应当理解的是，所述多个传感器11、12、13、14以及一个或更多个磁性元件204可以适当地定位成对任意限定的受约束的相对运动的进度进行监测，以测定包括磁性元件(或多个磁性元件)204的物体相对于装置202(例如，相对于传感器11、12、13、14中的至少一者)的位置。

现在将参照图3和图4对根据本发明的一些示例性实施方式的用于对包括一个或更多个磁性元件的物体的位置进行测定的相应装置3、4进行描述。

参照图3，装置3包括多个磁致伸缩光学传感器11、12、13。本实施方式的装置3的第一传感器至第三传感器11、12、13中的每一者均包括磁致伸缩部506和光学元件512，光学元件512在514处机械地联接至磁致伸缩部506以使得磁致伸缩部506的形状的变化引起光学元件512的光学特性的变化。在本实施方式中，所有的第一传感器至第三传感器11、12、13的光学元件512都位于同一光导纤维502内。然而，在其他实施方式中，光学元件512可以位于相应的不同的光导纤维中。在本实施方式中，光导纤维502在514处结合或粘附至磁致伸缩部506。磁致伸缩部506可以为传感器11、12、13中的每一者所共用。替代性地，可以针对第一传感器至第三传感器11、12、13中的每一者存在不同的磁致伸缩部。在图3中所示的实施方式中，用于所有的第一传感器至第三传感器11、12、13的磁致伸缩部506为由磁致伸缩材料制成的板510。

磁致伸缩部506包括一种或更多种磁致伸缩材料——即，其形状或尺寸在经受变化的磁场强度时变化的材料。例如，磁致伸缩部506可以由选自包括钴、镍、Tb_xDy_1-xFe₂(x～0.3)(如Terfenol-D)以及Fe₈₁Si_3.5B_13.5C₂(如)的组中的一种或更多种磁致伸缩材料制成。

第一传感器至第三传感器11、12、13中的一者或每一者的光学元件512可以是例如光纤布拉格光栅(Fibre Bragg Grating，FBG)。FBG为分布式布拉格反射器，该分布式布拉格反射器位于光导纤维内并且包括纤芯的折射率沿着该光导纤维的一段长度的周期性变化。从FBG反射的光带的波长取决于纤维的轴向应变。当FBG机械地联接至传感器的磁致伸缩部(例如，结合至、附接至该磁致伸缩部、或绕该磁致伸缩部紧密地卷绕)时，该磁致伸缩部的形状或尺寸的变化使FBG中的轴向应变改变，这又使能够由FBG反射的光带的波长改变。因此，通过对从与磁致伸缩部结合的FBG反射的光进行监测，可以测定磁性元件104与该磁致伸缩部(以及由此与传感器11、12、13)的接近度。

用作相应传感器11、12、13的光学元件512的多个FBG可以全部位于一个、共用的光导纤维中。例如，能够由位于光纤中的一个FBG反射的波长的范围可以与能够由同一光纤中的第二FBG反射的波长的范围不同。因此，第一FBG可以允许探询第二FBG所需的波长范围透过，并且第一FBG和第二FBG可以允许探询第三FBG所需的波长范围透过，等等。因此，第一传感器至第三传感器11、12、13的光学元件512可以位于单个光导纤维中，这减轻了重量并且降低了探询传感器11、12、13所需的连接的复杂性。

在另一示例中，第一传感器至第三传感器11、12、13中的一者或每一者的光学元件512可以是光纤法布里-珀罗干涉仪(Fibre Fabry-Perot interferometer，FFP)。FFP包括位于光导纤维内并隔开一定距离的两个反射表面。从反射表面中的第一反射表面反射的光与从所述反射表面中的第二反射表面反射的光相干涉。这两个反射光束之间的相位差随光的波长和反射表面之间的距离而变。因此，对于探询光的固定波长来说，所述两个反射表面之间的距离的变化引起从FFP反射的光的功率的相关联的变化。替代性地，当使用宽带探询光源时，所述两个反射表面之间的距离的变化引起从FFP反射的光的光谱的相关联变化——即，由FFP最强烈地反射的光带的波长的相关联的变化。通过与传感器的磁致伸缩部机械地联接(例如与该磁致伸缩部机械地结合、附接或者绕该磁致伸缩部紧密地卷绕)的FFP，该磁致伸缩部的形状或尺寸的变化使FFP中的反射表面之间的距离改变，这又使能够由FFP反射的光带的波长改变。因此，通过对从与磁致伸缩部机械地联接的FFP反射的光进行监测，可以测定磁性元件104与磁致伸缩部506(以及由此与传感器11、12、13)的接近度。

应当指出的是，从实践上来讲，为了避免由不同的FFP 512提供的接近度信号之间的干涉，这些FFP位于分开的相应的光导纤维(未在图3中示出)中。

在图4中示意性地示出了根据本发明的另一示例性实施方式的装置4的磁致伸缩光学传感器11、12、13的另一示例性构型。

参照图4，第一传感器至第三传感器11、12、13中的每一者的磁致伸缩部604均由光导纤维602上的磁致伸缩涂层(或包层)610提供，光学元件606位于光导纤维602内。磁致伸缩涂层610取消了对将光学元件606机械地联接至单独的磁致伸缩板(例如，图3中的板510)的需要，并且因此减小了装置4所需的安装空间并减轻了装置4的重量。

在图5中示意性地示出了用于对来自上述装置102、202、3、4中的任一者的传感器11、12、21、22的接近度信号进行处理的示例性系统5。根据本发明的一些示例性实施方式，接近度信号处理系统5形成位置测定装置102、202、3、4的一部分。

参照图5，系统5包括第一分光器702、第二分光器704、第三分光器706、光源708、处理器710、两个光测量器712、714以及模拟数字转换器716。处理器710通信地连接至光测量器712、714。光源708可以是例如调谐激光器或宽带光源。光源708设置成将光输出到第三分光器706中。第三分光器706将从光源708所接收到的光分成两个部分，并且这两个部分分别被给送到第一分光器702和第二分光器704中。从第三分光器706所接收到的那部分光通过光导纤维从第一分光器702被传送至位于该光导纤维(未在图5中示出)内的磁致伸缩光学传感器(例如，图1中的传感器11和传感器21)的光学元件。从第三分光器706所接收到的那部分光通过不同的光导纤维从第二分光器704被传送至位于该光导纤维(未在图5中示出)内的磁致伸缩光学传感器(例如，图1中的传感器12和传感器22)的光学元件。如上所述，磁致伸缩光学传感器11、12、21、22的光学元件根据磁性元件104(未在图5中示出)与每个传感器的接近度来反射光。反射光反向沿着光导纤维往下传递分别通过第一分光器702和第二分光器704至第一光测量器712和第二光测量器714。

在一个实施方式中，光源708可以是宽带光源。在这种情况下，第一光测量器712和第二光测量器714可以是设置成对从相应的磁致伸缩光学传感器11、12、21、22的光学元件反射的光的波长进行测量的相应的波长计。处理器710对由光测量器712、714测得的波长(或多个波长)进行处理，并且(例如经由校准)将所测得的波长转换成磁致伸缩光学传感器11、12、21、22与磁性元件104(未在图5中示出)之间的相应的测定距离。

在另一实施方式中，光源708可以是可调谐窄带光源，如可调谐激光器。在这种实施方式中，第一光测量器712和第二光测量器714可以是设置成对从相应的磁致伸缩光学传感器11、12、21、22的光学元件反射的光的强度进行测量的光电二极管。模拟数字转换器716可以设置成将模拟的光电二极管信号转换成随后提供至处理器710的数字信号。在此示例中，处理器710设置成控制可调谐激光器708以不同的波长连续地发射光，并且同时对从光电二极管712、714所接收到的光强度信号进行监测。因此，处理器710可以确定所检测到的反射光的最高强度对应于哪个发射波长，并且由此确定在该时间点由磁致伸缩光学传感器11、12、21、22的光学元件最大程度地反射的光的波长。处理器710随后可以(例如经由校准)将所确定的波长转换成磁致伸缩光学传感器11、12、21、22与磁性元件104(未在图5中示出)之间的相应的测定距离。

在一个示例性实施方式中，分光器702、704中的一者可以设置成将从光源708所接收到的光的一部分引导到具有诸如FBG或FPP之类的光学元件的控制光导纤维中，其中，该光学元件位于控制光导纤维内，但是没有机械地联接至由磁致伸缩材料构成的部分(未在图5中示出)。从该控制光导纤维的光学元件反射的光的波长将不随与磁场源的接近度变化而变化，但是将例如随温度变化而变化。因此，在该控制光纤内所反射的光的波长可以由处理器710(例如，经由校准)用来对装置102(未在图5中示出)附近的温度变化进行校正。

应当理解的是，虽然在图5中示出了两个分光器702、704以及相关联的两个光测量器712、714，但是在其他实施方式中可以存在任意数目的分光器和相关联的光测量器。分光器和相关联的光测量器的数目可以是基于磁致伸缩光学传感器11、12、21、22的行数或列数、或磁致伸缩光学传感器11、12、21、22的数目、或所需的控制光导纤维的数目，以例如对不同的磁致伸缩光学传感器附近的不同的温度变化进行控制。还应当理解的是，作为如上面参照图5所描述的多路复用和处理的替代性方案，可以使用诸如时间多路复用或相多路复用之类的任何其他合适的多路复用或者可以使用对来自磁致伸缩光学传感器11、12、21、22中的每一者的接近度信号的任何其他合适的处理。

参照图6，示出了根据本发明的实施方式的飞行器的示例的示意性侧视图。飞行器6包括飞行器门组件300，该组件300可以包括上述装置中的任一装置。飞行器6可以包括上述系统中的任一系统。体现本发明的系统和装置可以被包括在飞行器6中的除门组件300之外的机构。这些机构包括例如增压舱门组件、航空电子内部通道门组件、外部航空电子设备门组件、货舱门组件以及起落架门组件。飞行器6包括起落架组件400，该组件400可以包括上述装置和系统中的任一装置和系统。上述系统和装置可以被用在起落架组件400中以测定一个或更多个起落架参数。起落架参数可以包括下述中的一者：起落架的下位锁状态或上位锁状态(即，指示起落架是锁定在“向下”位置还是“向上”位置)、起落架的减震器压缩参数(即，指示减震器被压缩的程度)或制动器磨损参数(即，指示起落架轮的制动器受磨损的程度)、起落架的转向架梁旋转参数或转向取向参数(即，指示起落架轮相对于飞行器的轴线旋转的程度)、或者任何其他可想到的取决于物体相对于另一物体的接近度或位置的起落架参数。上述系统和装置可以被用在飞行器的任何可想到的部件中，该飞行器的物体或部件在该飞行器中相对于彼此移动。这些物体或部件可以包括例如诸如襟翼和副翼之类的飞行器机翼的部件或者例如飞行器的驾驶舱的诸如飞行器控制件之类的部件等。此外，体现本发明的系统和装置可以被包括在不同于飞行器的诸如公路车辆或轨道车辆之类的其他交通工具中。

上述传感器阵列中的任何一种阵列均可以用单元、模块或部件来体现，该单元、模块或组件附接至第一物体而且用于对具有一个或更多个磁性元件的第二物体相对于第一物体的位置进行测定。在一些实施方式中，所述单元、模块或部件将包括相对于彼此固定地定位的多个磁致伸缩光学传感器，每个传感器均包括磁致伸缩部和光学元件，该光学元件机械地联接至磁致伸缩部以使得该磁致伸缩部的形状的变化引起该光学元件的光学特性的变化。

上述实施方式应当被理解为本发明的说明性示例。应当理解的是，关于任一实施方式所描述的任意特征可以单独地使用或者结合所描述的其他特征组合来使用，并且还可以结合实施方式中的任何其他实施方式的一个或更多个特征或者所述实施方式中的任何其他实施方式的任意组合来使用。此外，还可以在不背离本发明的所附权利要求中限定的范围的情况下采用上面未描述的等同物和变型。