用于运行磁致伸缩传感器的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于运行磁致伸缩传感器的方法、用于执行该方法的控制装置以及一种具有该控制装置的磁致伸缩传感器。
【背景技术】
[0002]由DE10 2006 018 480 Al已知了一种用于通过磁致伸缩传感器测量机械压力的方法。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，改善已知的方法。
[0004]所述目的通过独立权利要求的特征来实现。优选扩展构型是从属权利要求的主题。
[0005]根据本发明的一个方面，一种用于运行磁致伸缩传感器的方法，所述磁致伸缩传感器具有磁致伸缩元件和用于检测磁致伸缩元件的磁阻的测量敏感元件/测量检出元件，所述方法包括以下步骤:将交变场耦合到磁致伸缩元件中。
[0006]所给出的方法基于这样的构思:磁致伸缩传感器的输出信号由于磁致伸缩元件上的磁滞的原理而存在误差，所述误差特别显著地在符号交变的情况下施加在磁致伸缩元件上并且在待测量的输入信号中出现。但在所给出的方法的范围内已可知，在迟滞时在磁致伸缩元件上也产生饱和效应。这就是说，如果在磁致伸缩元件上施加已知的交变输入信号，则迟滞效应对于全部加载在所述交变输入信号上的待测量信号而言明显下降。已知的输入信号于是仅在处理磁致伸缩传感器的包含待测量信号的输出信号时仍须例如通过计算予以考虑。
[0007]因为通过磁致伸缩传感器测量物理场，所以选择交变场作为先前提及的已知的交变输入信号。众所周知，物理场描述物理参量的空间分布，所述物理参量在所给出的方法的扩展构型中例如可以是磁场强度或机械场强度，例如压力。由此，交变场可以是机械交变场或交变磁场。作为替换方案，可同时使用两个场类型。
[0008]在所给出的方法的一个附加扩展构型中，交变场是由直流分量和交变分量构成的混合场。该扩展构型基于这样的构思:磁致伸缩元件的上述迟滞曲线具有磁化曲线和去磁曲线。在磁致伸缩元件上的待测量场被取消之后，在磁致伸缩元件上在磁致伸缩元件的目前自由的极面之间建立新的磁场。所得到的用于这个磁场的值被称为磁工作点。通过施加具有直流分量和交流分量的混合场而实现:磁致伸缩元件持续地在所述磁工作点被磁化。在此，直流分量将磁化度提高到磁工作点，交流分量负责不重新失去磁化度。以此方式，用磁致伸缩传感器进行的测量全部在磁致伸缩元件的去磁曲线上执行，由此，即使待测量输入信号(场)进行符号交变时也几乎不产生相移。
[0009]测量敏感元件可以是可检测磁致伸缩元件的磁致伸缩效应的任意一个元件。在一个特殊的扩展构型中，测量敏感元件包括转换器，所述转换器具有初级线圈和次级线圈，所述初级线圈和次级线圈分别绕磁致伸缩元件缠绕。以此方式，磁致伸缩效应以及由此待测量场可用简单方式基于两个线圈之间的由于磁致伸缩效应而变化的耦合因子来检测。
[0010]待耦合的交变场在此可在任意一个位置上耦合到磁致伸缩元件中。但优选交变场在初级线圈与次级线圈之间耦合到磁致伸缩元件中，这是因为在两个线圈之间的位置上耦合因子被最强烈地影响，由此，通过所给出的方法产生的作用最大。
[0011]在所给出的方法的另一个扩展构型中，基于电激励信号激励交变场。在此，电激励信号可基于任意一种换能器原理变换成待耦合的交变场。因此，作为换能器例如考虑机械的压电元件，也考虑磁线圈。
[0012]在一个优选扩展构型中，所给出的方法包括步骤:基于电激励信号对来自测量敏感元件的输出信号滤波。对于滤波在此应理解为这样的步骤:在所述步骤中至少将激励信号的信号分量从输出信号去除。这可通过任意一种滤波功能、例如混频来执行。
[0013]在所给出的方法的一个特别优选的扩展构型中，输出信号的滤波通过低通滤波器执行，所述低通滤波器的截止频率与交变场的频率相关。这种低通滤波器也可在没有激励信号直接存在于所述低通滤波器上的情况下运行，这是因为所述低通滤波器仅仅需要激励信号的以及由此交变场的通常不变化的频率，由此，滤波可特别简单地执行。
[0014]根据本发明的另一个方面，设置有控制装置，被控制装置设置用于实施根据所给出的方法任意之一。
[0015]在所给出的控制装置的一个扩展构型中，所给出的装置具有存储器和处理器。在此，所给出的方法以计算机程序的形式储存在存储器中，当计算机程序从存储器加载到处理器中时，处理器被设置用于实施所述方法。
[0016]根据本发明的另一个方面，计算机程序包括程序代码单元，当计算机程序在计算机或所给出的装置任意之一上实施时，所述程序代码单元用于执行所给出的方法任意之一的全部步骤。
[0017]根据本发明的另一个方面，计算机程序产品包括程序代码，所述程序代码存储在计算机可读的数据载体上，当所述程序代码在数据处理装置上实施时，所述程序代码执行所给出的方法任意之一。
[0018]根据本发明的另一个方面，磁致伸缩传感器包括所给出的控制装置任意之一。
[0019]磁致伸缩传感器可在任意一种应用中、例如在车辆中用于检测扭力轴上的力矩、如转向轴上的力矩或轴承上的支承力。
[0020]因此，根据本发明的另一个方面，车辆包括所给出的磁致伸缩传感器任意之一。
【附图说明】
[0021]结合对实施例进行的下述说明可更清楚且明确地理解本发明的上述特性、特征和优点及其实现的方式和方法，结合附图详细描述所述实施例，其中:
[0022]图1示出车辆的示意性视图，
[0023]图2示出转向角传感器的示意性视图，
[0024]图3示出车轮支承力传感器的示意性视图，
[0025]图4示出磁致伸缩的测量接收器的迟滞曲线，
[0026]图5示出图4的迟滞曲线的一个局部，以及
[0027]图6示出图2的转向角传感器或图3的车轮支承力传感器的电路。
【具体实施方式】
[0028]附图中，相同的技术元件设置有相同的附图标记并且仅描述一次。
[0029]参考图1，图1示出了车辆2的示意性视图。
[0030]车辆2以本身已知的方式包括底盘4，所述底盘可移动地承载在前轮6和后轮8上。前轮6的车轮偏转在此可借助于方向盘10来调整，其中，图2中标示出的转向角12通过方向盘10调整并且通过转向杆14传递给转向角传感器16，所述转向角传感器于是将转向角12以电输出信号30输出，所述电输出信号又可用于控制未不出的、调整车轮偏转的致动器。
[0031]另外，车辆2包括车轮支承力传感器18，通过所述车轮支承力传感器可测量与车辆2的底面正交的、在图3中标示出的机械负载状态20。所述负载状态22例如可用于求得车辆2的过载。
[0032]参考图2，图2示出了转向角传感器16的示意性视图。
[0033]转向角传感器16包括具有初级线圈24和次级线圈26的转换器22，所述初级线圈和次级线圈以彼此间确定的距离分别绕转向杆14缠绕。转向杆14在本实施形式中由磁致伸缩材料制成，由此，初级线圈24和次级线圈26通过转向杆14彼此耦合。
[0034]转向轴14例如可用未进一步示出的方式在一侧固定。如果转向轴14通过方向盘10扭转一个转向角12，则转向轴14的磁致伸缩材料建立未进一步示出的磁场并且由此改变初级线圈24与次级线圈26之间的耦合。馈入到初级线圈24中的传递信号28由此根据施加在转向轴14上的