涡电流传感器的制造方法
【专利摘要】一种用传感器线圈(3)进行路径测量的涡电流传感器，该涡电流传感器与测量物体(2)相互作用，该涡电流传感器具有电子连接器(4)，其中所述传感器线圈(3)具有以平面方式构造的多个绕组，其中所述传感器线圈(3)具有开口，所述测量物体(2)能够通过所述开口轴向地移动。
【专利说明】
涡电流传感器
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于传感器的路径测量方法，该传感器与测量物体和/或换能器元件协作和/或相互作用并且该传感器基于所谓的涡电流原理。本发明还涉及被设置在传感器线圈附近的测量物体的路径的检测。传感器和相关测量物体相对于彼此可移动。本发明进一步涉及一种用于路径测量的传感器。
【背景技术】
[0002]用于路径测量的感应性操作的传感器的各种实施例从实践中是已知的。具体地说，无接触路径测量系统是已知的，所述无接触路径测量系统基于磁场强度的变化提供关于相关测量物体或特定换能器元件的运动的信息。
[0003]在已知的组件中，例如使用圆柱形线圈，测量物体移入或移出圆柱形线圈。测量物体具有至少几何上不规则的形状，当测量物体经过线圈时，这种不规则的形状对磁场产生影响。
[0004]此外，用作所谓限位开关的感应性位置传感器是已知的，其中测量物体朝向感应性传感器移动并在感应性传感器前面或借助感应性传感器停住，其中场强的变化被检测并被处理成测量信号。
[0005]已知的是，将感应性位置传感器与电子单元结合以能够产生标准化测量信号，所述标准化测量信号能够在后续的控制设备中被处理。
[0006]电容性路径测量的同样已知原理基于理想板电容器的操作模式。两个板电极由传感器和相对的测量物体形成。在恒定的交流电流流过传感器电容器的情况下，传感器上交流电流的振幅与电容器电极的距离成比例。电容性传感器被设计用于无接触路径、距离和位置测量。借助控制器检测测量物体与传感器的距离的变化，并对其处理并作为用于进一步处理阶段的测量值提供。为了取得可靠的测量，必须确保传感器和测量物体之间不变的介电常数，因为测量系统不仅依赖于诸电极的距离还对测量间隙内的电介质的变化有反应。因此，电容性位置传感器系统特别适用于实验室和工业中的高精度应用，例如在洁净室区域中。然而，为了这个原因，它们依赖于洁净和干燥的环境。此外，它们在制造和应用方面而目都是复杂的。
[0007]传感器对于由于功能原因必须进行线性运动的传动设备而言尤为需要。
[0008]这也包括来回移动的机械部件以及电机交通工具和发动机中的传动设备。通常必须确定特定元件的位置以获知后者的位置并能够经由下游控制系统开始接下去的步骤。
[0009]这些功能尤其实现在人力传动、液压阀和气缸、离合器和各种致动元件中，例如脚踩踏板。
[0010]此外，自动传动中的换挡杆的换挡位置的检测、材料或产品的热膨胀的检测、径向辊移位的测量、内燃机的应用、制动踏板和许多其它应用是其它应用领域。
[0011]当在前面的情形中使用传感器时，传感器严重地暴露在湿气、灰尘、油、油脂和机械应力下。因此，需要在粗糙工业环境(包括应力、灰尘和温度)下提供高精度的传感器。
[0012]对于这些应用，越来越多根据所谓涡电流原理工作的传感器系统被使用。
[0013]涡电流指在时变磁场内延伸的电导体中或在时间上恒定但空间上不均匀的磁场内移动的导体中感应的电流。涡电流测试特别用于材料的非破坏性测试以及材料的表征，并基于祸电流的振幅和相位的测量。
[0014]涡电流原理用于导电材料上的测量，所述导电材料可具有铁磁性质和非铁磁性质两者。高频交流电流流过被纳入到传感器壳体内的线圈。电磁线圈场在导电测量物体内感应涡电流，从而改变作为结果的线圈交流电阻。这种阻抗的改变产生电信号，该电信号与测量物体离传感器线圈的距离成比例。涡电流传感器以无接触和无磨损方式检测朝向金属物体的距离。从传感器线圈发出的高频场线不显著地受非金属材料的干扰，这就是为什么即使在重污染、应力和油的情形下也能执行测量的原因。此外，这种具体特征允许在涂有塑料的金属物体上进行测量，由此例如允许层厚度的检测。所有这些都是已知的。
[0015]其应用的一个示例来自DE101 17 724 Al，该文献描述了一种用于确定可旋转金属轴上的转矩的设备。涡电流传感器的传感器头径向地朝向轴指向。轴的导电性根据被施加至轴的转矩而改变。这种改变引起涡电流传感器的耦合功率的改变，所述耦合功率的改变在评估电子组件中被检测。如此，能够可靠地检测轴的转矩而没有实质结构性干预并且不会对轴作出实质的构造改变。
[0016]其应用的又一示例示出在DE 10 2011 102 829 Al中，该文献涉及一种用于抑制机动交通工具传动的换向齿轮啮合的锁定设备。
[0017]涡电流技术一般用于检测部件的位移或者至少两个部件的间距内的线性或旋转变化，其结果是例如速度和加速度的相关推导。
[0018]然而，在实践应用中，前面提到的涡电流路径测量方法仅允许检测范围从5mm至1mm内的离测量物体的距离。因此，可能的应用受到限制，因为对于最大尺寸的要求被强加在这些传感器上，所述最大尺寸的要求取决于安装布置。
[0019]此外，在传统祸电流路径测量传感器中，对要检查的物体执行连续感测或测量，其中总体感测或测量过程中的特定点或事件(例如特定开关点)被选出。然而，这牵涉到对传感器本身的可能使用的不必要限制。
[0020]同样需要将由传感器检测的测量值可靠地发送至下游的评估和控制单元。在这方面，外部影响同样必须不歪曲信号。
【实用新型内容】
[0021]因此，本发明的目的是提出一种用于传感器的根据涡电流原理的路径测量方法以及一种根据涡电流原理的设备，其与测量物体和/或换能器元件协作并相互作用。
[0022]本发明的另一目的是以容易制造的方式研发出一种用于路径测量的无接触传感器，测量物体可以是简单的机械部件并且感应性传感器还能够在困难的外部条件下工作。另外，位置公差会被避免。
[0023]又一目的是构造尽可能小的传感器并扩大测量范围。
[0024]此外，涡电流传感器应当被设计成实现路径、距离、位移、位置的无接触检测，另外实现振荡和振动的无接触检测。在解释本发明的上下文中，所有这些功能被概括在术语“路径测量”下。
[0025]另外，涡电流传感器在没有壳体和容纳在壳体中时都应当可靠地发挥功能。
[0026]此外，应当可以使用标准电子器件。
[0027]此外，应当可以提供一种传感器和方法，其中一致地和/或完全地确保感应测量物体的运动的感测或检测的结果，以便可以从该完整信号确定中获得综合信息，例如从正至负的梯度变化，并反之亦然地允许确定运动路径的方向改变。
[0028]根据本发明，关于测量方法的技术问题是通过权利要求1的特征解决的。至于位置传感器，问题是通过权利要求5的特征解决的。
[0029]独立权利要求涉及路径测量方法和用于路径测量的传感器的实施例。
[0030]在下面的描述、示例性实施例和权利要求中，使用下面列出的术语，这些术语具有下列含义:
[0031]路径测量方法一一一种适于检测测量物体和/或换能器元件沿轴向的位置改变并借助传感器将其转换成电信号的测量方法。为了简化，下文中将其称为测量物体/换能器元件，或为了进一步简化，将其称为测量物体。
[0032]传感器一一一种能够借助测量线圈布置检测场强变化(例如由移动的测量物体引起)的物理单元。该术语被特别地理解为表示感测元件、拾音器、测量元件、检测器、探针，尽管这不旨在作为限制。
[0033]测量物体一一一种部件，优选地是机械设备的部件，其能够执行纵向运动，由此影响位置传感器的现存磁场。
[0034]换能器元件一一一种根据位置提供物理值的元件，该物理值导致电、磁或感应性换能器信号。
[0035]金属目标--一种金属测量物体，由例如钢、镍、铜、招的金属材料制成或包含例如钢、镍、铜、铝的金属材料，从而也可以是涂有金属层的塑料部件。
[0036]传感器线圈一一一种部件，由多个局部绕组和/或层构成并优选地与振荡器协作产生测量目的所需的磁场。优选地，它由铜制成。
[0037]微控制器一一一种电子电路，其基本上将用于激励振荡电路的振荡器、电压调节器、评估电路以及输出和保护电路的功能结合起来。
[0038]平面的一一当线圈和/或其层基本上是平坦的、平面的，优选地是平滑的、直的、光滑的、无皱褶的时的一种特征。
[0039]轴一一就几何结构而言包括轴、柄、旗杆、拉杆、全浮轴、驱动轴、轴杆、主轴或滚轴，特别是金属目标和/或测量物体。
[0040]位置传感器一一一种设备，其不仅检测路径和距离，还检测位移、位置以及振荡和振动。
[0041]涡电流测试一一(也称涡电流方法)，一种用于测试测量物体或换能器元件的电方法。在测试期间，线圈产生变化的磁场，该磁场在要被测试的材料中感应涡电流。当执行测量时，使用传感器通过由涡电流产生的磁场来检测涡电流的密度，该传感器也优选地包含激励线圈。测得的参数可以是朝向激励信号的振幅和相位位移。特别地基于已知磁场来执行涡电流测试，所述已知磁场通过传感器线圈与金属元件协作产生。由于磁场和金属目标之间的相互作用改变，在金属目标中产生涡电流，其进而在产生磁场的电路中造成能量损失。由于能量损失能被测量并且能量损失随着增大的相互作用而增大并因此导致涡电流的增大，也控制激励电路的微控制器将能量损失值转换成近似值。为了完备，将针对本说明书的前言部分中给出的这个原理作出解释。
[0042]根据本发明，提出了一种用于传感器的路径测量方法以及一种传感器，其中传感器线圈被配置成使其包括若干个单独绕组，这些绕组依次相互连接以形成传感器线圈。
[0043]本说明书中提到的示例不牵涉任何限制。它们的目的仅仅是提供特别是功能或效果的示例。
[0044]优选地，传感器检测是以完全无接触和/或无触摸的方式执行的。
[0045]此外，尤为优选地，传感器检测通过自动地检测应用条件和/或环境条件和/或通过适应这些条件(例如适应机动交通工具中的齿轮选择杠杆的当前位置)来执行。
[0046]此外，根据本发明，位置传感器设有由多个平面绕组构成的传感器线圈。同样由平面绕组形成的平面线圈当然可以被配置成形成环或任何其它需要的几何结构。
[0047]所需的磁场通过选择适当数量的单独平面线圈或通过适当地互相连接的多个线圈(如果需要的话)来产生。
[0048]在许多情形下，为测量物体提供线圈。
[0049]多个绕组优选地例如借助诸如环氧玻璃纤维织物的常规绝缘材料而彼此绝缘，用户能够根据想要的用途以特定于产品的方式选择绝缘材料。
[0050]单独线圈和/或多个线圈由多层印刷电路板(所谓的PCB)形成，所述多层印刷电路板由至少两个平面绕组构成。这里，可运用已知的蚀刻方法进行制造，但其它制造方法也是可行的。
[0051 ]在根据本发明的实施例中，这种多层线圈的厚度可以限制在1mm至16mm，或甚至可以更小。然而，在另一实施例中，根据应用领域或制造中要求的花费，厚度可以更大。
[0052]在各个层上被布置在彼此顶部上的绕组优选地是串联连接的。印刷电路板例如具有面朝上和面朝下的两个层。另外，可以以常规方式提供更多的层。
[0053]平面绕组各自被布置在载体介质上。
[0054]因此，通过选择适当数量以平面方式构造的这类线圈，可在宽范围上确定传感器线圈的电感，藉此配合设置在电子单元中的振荡器，也可在宽范围上调节可能的工作频率。
[0055]单独的平面绕组可以这样的方式实现:作为单个元件，它具有尽可能大的电感。如此，可以达到的是，彼此结合的平面绕组的数量能够被最小化。
[0056]优选实施例可以是平面绕组被布置在双面印刷电路板的任一侧上。
[0057]如果多个平面绕组被集成在所谓的多层印刷电路板内且如果两个以上的平面线圈能够由此相互连接，则实现传感器线圈的又一优选实施例。
[0058]姑且不说调节传感器线圈的电感的可能性，通过根据本发明的实施例制造出具有稳定结构的传感器线圈，它不需要任何额外措施来用于其保护。
[0059]传感器线圈通过以平面方式构造的多个线圈依次地形成，优选地借助互相连接形成。已令人惊讶地得出，通过提供以平面方式构造的线圈，可省去铁磁线圈，消除位置公差，优选地使用标准电子器件并尤其地省去专用集成电路(所谓ASIC)。
[0060]平面绕组中的每一个设计具有空白内区。这意味着测量物体和/或换能器元件和/或金属目标能够在平面线圈的中心内来回移动。
[0061]平面绕组使用印刷电路技术适当地制造。例如，可在双面印刷电路板的任一侧上将平面绕组中的一个与其它平面绕组同心地布置。
[0062]作为传感器线圈的优选实施例，多个这样的平面线圈通过制造多层印刷电路板来实现。作为结果的各线圈的级联允许取得线圈的所需电感。
[0063]所描述的传感器线圈的结构具有的优势在于:线圈本身不必通过缠绕操作在要被单独制造的绝缘绕组本体上产生。
[0064]多层印刷电路板提供同样具有几何形状和必要保护的传感器线圈，包括固定和绝缘装置，所述固定和绝缘装置必须在之后以其它线圈形式附连。
[0065]用于传感器的路径测量方法包括:将与振荡器结合的传感器元件调谐至一谐振频率或调谐至特定振荡频率，并由此通过将多个单独绕组相互连接而产生由传感器线圈形成的电感。
[0066]优选地，线圈具有布置在中心的孔式凹口或开口。
[0067]因此，线圈可接纳轴。该轴形成测量物体，由此形成换能器元件和/或金属目标。
[0068]轴包含例如金属、镍、铜或铝。
[0069]轴优选地具有管状设计。
[0070]根据本发明的传感器一一其中测量物体/换能器元件具有变化的几何形状，尤其是以横截面变化的形式一一是尤为优选的。
[0071]这种横截面改变的优选实施例是环形槽、孔、一侧平坦部分或变化的材料。
[0072]在尤为优选的实施例中，测量物体/换能器元件具有这样的区域，该区域具有从小直径至较大直径的连续过渡，由此实现位置的准模拟确定。
[0073]路径测量方法的又一实施例可以是:部件可在任何情况下移动靠近传感器并且由于其几何设计可确定其位置。
[0074]此外，在存在几何不规则性的情况下，也可检测和评估突然的改变。
[0075]尤其，圆锥设计引入实质性优势，因为这种布置使得能够借助轴向运动进行感测、检测或测量，而不需要受振动或不利因素影响或甚至干扰的感测处理。
[0076]这意味着测量物体/换能器元件出现在传感器线圈的区域内，但与线圈相比可通过执行轴向运动而改变其位置，并且与线圈相比，由此横截面改变。因此，圆锥设计是有优势的。
[0077]根据应用领域，本领域内技术人员可选择不同几何形状的实施例。
[0078]如果轴例如借助三维支承件被安装在套管或壳体内或被安装在管状段内，这种优势更加适用，所述三维支承件有助于进一步降低可能的振动并因此进一步提高感测处理的准确性。如此，很大程度地对环境影响形成保护。
[0079]结果，所谓的电噪声同样被降低。
[0080]由于这种特殊的圆锥设计，可检测离测量物体更大的距离。通过这种设计，可以检测在25mm至40mm或更大距离上的测量物体，当然也可以检测在小于25mm的距离上的测量物体。
[0081]反之亦然，与传统现有技术相比，可由此减小传感器的框架尺寸。这牵涉到对于制造的成本优势。
[0082]尤其在该优选实施例中，测量物体可因此具有变化的几何形状，但优选地通过线圈内的测量物体的纵向运动仍然被完全地检测出。由于例如轴的圆锥设计造成的不同间距，当轴执行轴向运动时，传感器线圈检测例如要被检测的部件的位置、位移和距离或其它特征，例如表面纹理中的缺陷。
[0083]作为测量物体与静止布置的传感器线圈形成对比的运动的替代，通过运动逆变换，传感器线圈当然也可被配置成可移动的，而测量物体是静止的。
[0084]测量物体通过具有孔状凹口或开口的线圈的运动根据涡电流原理被转换成线性电信号，该线性电信号根据要求由微处理器进一步处理。结果，用户能够毫无困难地识别测量物体的相应位置。
[0085]因此，例如通过预定的或其它已知的参数，能够快速地检测与标准结果的偏差。
[0086]传感器包括:与传感器线圈协作的至少一个电子单元；以及用于提供供电电压并发送信号的电子连接器。前面提到的组件可被结合在共用的壳体内。壳体可以常规方式构形。
[0087]测量物体/换能器元件位于传感器线圈附近并沿轴向纵向移动，由此改变线圈区域内的场强，并同时改变来自传感器线圈和振荡器的振荡电路的频率。借助评估电路，这些改变被检测到并被转换成适于进一步处理的测量变量。所获得的信息通过评估电路被发送至微控制器。微控制器使用特别是存储的程序序列来处理所获得的信息，并从中形成能够在外部设备中被进一步处理的控制信号。输出和保护电路被设置在电子单元内以用于无故障操作。
[0088]为了确保稳定的操作并满足要求的测量条件，进一步将电压调节器分配给电子单
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[0089]在路径测量方法的又一实施例中，当达到特定参数时，可提供根据所谓阈值开关特征的开关功能，这取决于来自振荡器和传感器线圈的振荡电路中达到的特定参数。
[0090]此外，测量物体/换能器元件可具有一部件，通过该部件与要被测量和/或要被检测的物体接触或连接。在这方面，该部件与测量物体/换能器元件可由相同材料制成。
[0091]该部件可借助管道在中心引导。在所有三个维度上产生支承的该管道可以是例如布置在套管、壳体或其它管状段中的内环。
[0092]可以以不同的方式进一步形成前述路径测量传感器的布置。
[0093]为了这个目的，特别地，确保该部件与要被检测的部件连续接触的压缩弹簧可被分配给测量物体/换能器元件。
[0094]作为压缩弹簧的替代，同样可使用其它弹力的(具体来说弹性的)结构，由此使得测量物体能够相对于要被检测的部件运动，该运动很大程度上是没有游隙的。
[0095]在其中系统无法提供恰当的几何形状、位置或材料的测量物体的较佳实施例中，通过用套管、壳体或管状段延长壳体(尤其是塑料封装件)，可将弹簧加载的测量物体作为一体的滑动物体收纳和封装在传感器壳体内，其中一体的滑动物体能被引导通过放置在套管、壳体或管状段任一侧上的元件。测量物体保持位于密封的PCB部分的外侧上，由此导致用于电子器件部分的密闭的且尤其是密封的系统。压缩弹簧确保与来自系统的致动机构(其例如可以是柱塞或凸轮)的连续接触。
[0096]在传感器线圈的印刷电路板上的电子单元的布置不可能或被认为不充分的情形下，额外的印刷电路板可承载该电子单元并被连接至传感器线圈。
[0097]因此，本发明的优势是:它允许使用带传感器线圈的传感器执行路径测量方法，所述传感器线圈由多个单独的平面线圈构成，其中传感器可在宽范围的参数上使用，同时足够强健并且制造成本低。
[0098]使用传感器的路径测量方法以如下方式执行:测量物体/换能器元件被布置在传感器线圈的中心并能够朝向线圈轴线移动。
[0099]路径测量方法的工作模式包括通过施加工作电压首先激活被布置在传感器中的电子单元。存在于电子单元内的振荡器与传感器线圈配合激励振荡，该振荡的特定频率因变于振荡器和传感器线圈的参数而产生，并且传感器线圈建立磁场。
[0100]各种测量任务可通过根据本发明的路径测量方法来执行。例如，它可用于确定可移动的杆、销、轴或壳体组件的位置。
[0101]在自动人力传动或离合器组件的位置确定中的使用是尤为优选的。
[0102]进一步的优选使用可以是液压缸、齿条、线性驱动器和其它部件的位置确定，假设这些部件的地点/位置可借助路径测量而被检测。
[0103]路径测量方法可以以如下方式配置:关于测量物体/换能器元件的实际位置连续地执行路径测量。
[0104]由于该路径测量方法牵涉到借助金属物体影响振荡电路，因此可以以如下方式选择振荡参数:传感器不仅对铁磁材料作出响应，还对任何其它金属材料作出响应。由此，尤其对线圈而言，甚至能够省去铁磁材料。
[0105]路径测量方法的一个实施例提供该传感器配有开关功能。这意味着，当测量物体/换能器元件到达特定位置时，传感器输出信号值。
[0106]传感器线圈与形成微处理器的一部分的振荡器结合地工作，藉此作为结果的振荡电路被激励并且在根据特定应用选择的频率下振荡。
[0107]为了保持振荡频率充分稳定，微控制器可额外地配有电压调节器和温度补偿电路。
[0108]由测量物体/换能器元件引起的场强变化同样引起振荡电路工作在的谐振频率的变化。经由同样形成微控制器的一部分的评估电路，可确定标称频率的变化并且相应测量值和/或信息被发送至实际微控制器模块。借助永久存储程序，后者能对评估单元的测量值进行检测和评估，并经由输出电路输出它们。
[0109]传感器的供电电压可通过连接器被提供。微控制器的输出信号同样可通过同一连接器或另一连接器被发送。
[0110]在又一实施例中，位置传感器的共同壳体可借助在测量物体/换能器元件区域内的两侧上的壳体延长，其中测量物体/换能器元件在所述壳体内被轴向地引导。结合被设置在壳体内的压缩弹簧，能确保没有游隙。被布置在测量物体/换能器元件另一端上的引导轴衬用于其精确的、同心的引导。
[0111]在其中系统无法提供恰当的几何形状、位置或材料的测量物体的又一实施例中，通过由管状段延长壳体(尤其是塑料封装件)，可将弹簧加载测量物体作为一体的滑动物体收纳和封装在传感器壳体内，其中一体的滑动物体能被引导通过放置在管状元件任一侧上的元件。测量物体保持位于密封的PCB部分的外侧上，由此导致用于电子器件部分的密闭的且尤其是密封的系统。压缩弹簧确保与来自系统的致动机构(其例如可以是柱塞或凸轮)的连续接触。
[0112]如果必要，承载微控制器的印刷电路板可以或者与形成传感器线圈的多层印刷电路板完全相同，或者其可作为独立的印刷电路板纳入到壳体的附加延伸部分内。
[0113]在优选实施例中，具有前述各个部件的位置传感器作为紧凑单元收纳到共同壳体内。
[0114]特别优选地，线圈被封装在塑料壳体内，并且传感器轴当使用时或形成传感器的一部分时是密闭的，更优选地是密封的，这意味着例如油可在测量物体周围流动，也就是在两种应用中:即当传感器轴使用时，还有当检测或测量借助轴发生时。这意味着，在PCB、电子器件的两种应用中，塑料壳体内的油以存在密闭系统的方式被密封。
【附图说明】
[0115]下面参照一些示例性实施例和附图对本发明进行更为详细地描述，在附图中:
[0116]图1示出传感器的基本构造的侧视图；
[0117]图2示出传感器的后视图；
[0118]图3示出具有在套管内引导的测量物体/换能器元件的传感器的实施例；
[0119]图4示出图3所示的传感器的又一实施例；
[0120]图5示出传感器的方框图。
【具体实施方式】
[0121]根据本发明的路径测量方法使用位置传感器I执行，该位置传感器I与测量物体/换能器元件2协作和/或相互作用。
[0122]传感器包括:与传感器线圈3协作的至少一个电子单元；以及用于提供供电电压并发送信号的电子连接器4。前面提到的组件被结合在共同壳体16内。壳体16可以以常规方式被构形。
[0123]路径测量方法的工作模式包括通过施加工作电压首先激活被布置在传感器中的电子单元。存在于电子单元内的振荡器11与传感器线圈3配合激励振荡，该振荡的特定频率是因变于振荡器11和传感器线圈3的参数而产生的，并且传感器线圈3建立磁场。
[0124]测量物体/换能器元件2位于传感器线圈3附近并移动，由此改变线圈10区域内的场强并同时改变来自传感器线圈3和振荡器11的振荡电路的频率。借助评估电路14，这些改变被检测并被转换成适于进一步处理的测量变量。所获得的信息通过评估电路14被发送至微控制器13。微控制器使用特别是存储的程序序列来处理所获得的信息，并从中形成能够在外部设备中被进一步处理的控制信号。输出和保护电路15被设置在电子单元内以用于无故障操作。
[0125]为了确保稳定的操作并满足要求的测量条件，进一步将电压调节器12分配给电子单元。
[0126]此外，路径测量方法的特定特征是，传感器线圈3包括以平面方式构造的多个线圈。
[0127]路径测量方法可以以如下方式配置:关于测量物体/换能器元件2的实际位置连续地执行路径测量。
[0128]在路径测量方法的又一实施例中，当达到特定参数时，可提供根据所谓阈值开关特征的开关功能，这取决于来自振荡器11和传感器线圈3的振荡电路中达到的特定参数。
[0129]根据本发明的一种通过传感器的路径测量方法是尤为优选的，其中测量物体/换能器元件2具有几何不规则性。这意味着测量物体/换能器元件2出现在传感器线圈3的区域内，但可改变其位置并因此改变横截面。
[0130]这种横截面改变的优选实施例是环形槽、孔、一侧平坦部分或变化的材料。
[0131]路径测量方法的又一实施例可以是:部件以任何程度靠近传感器线圈3。
[0132]在路径测量方法的特别优选的实施例中，测量物体/换能器元件2具有这样的区域，该区域具有从小直径至较大直径的连续过渡，由此实现位置的准模拟确定。
[0133]此外，测量物体/换能器元件2可具有部件5，通过该部件5与要被测量的部件接触或连接。
[0134]各种测量任务可通过根据本发明的路径测量方法来执行。例如，它可用于确定可移动的杆、销、轴或壳体组件的位置。
[0135]在自动人力传动或离合器组件的位置确定中的使用是尤为优选的。
[0136]进一步的优选使用可以是液压缸、齿条、线性驱动器和其它部件的位置确定，假设这些部件的地点/位置可借助路径测量而被检测。
[0137]如前面已描述的那样，传感器由至少一个传感器线圈3、一个电子单元和一个壳体16(未示出)构成。
[0138]根据本发明，传感器线圈3包括以平面方式构造的多个线圈，这些平面线圈中的每一个都位于载体介质上。
[0139]因此，通过选择适当数量以平面方式构造的这类线圈，可在宽范围上确定传感器线圈3的电感，藉此配合设置在电子单元内的振荡器11，也可在宽范围上调节可能的工作频率。
[0140]单独的平面线圈可以以这样的方式实现:作为单个元件，它具有尽可能大的电感。如此，可以达到的是，彼此结合的平面线圈的数量能被最小化。
[0141]优选实施例可以是平面线圈被布置在双面印刷电路板的任一侧上。
[0142]如果多个平面线圈被集成在所谓的多层印刷电路板内且如果两个以上的平面线圈能够由此相互连接，则实现传感器线圈3的又一优选实施例。
[0143]姑且不说调节传感器线圈3的电感的可能性，通过根据本发明的实施例制造出具有稳定结构的传感器线圈3，它不需要任何额外措施来用于其保护。
[0144]能够进一步根据各种操作条件来形成根据本发明的位置传感器I。由此，在一个实施例中，测量物体/换能器元件2能够被设置在套管8’内。如此，它很大程度地被保护而免受环境影响。
[0145]确保部件5与要被检测的部件的连续接触的压缩弹簧7可被分配给测量物体/换能器元件2。
[0146]部件5可借助管道6在中心引导。
[0147]在其中系统无法提供恰当的几何形状、位置或材料的测量物体2的又一实施例中，通过用管状段8”’延长壳体(尤其是塑料封装件)16，可将弹簧7加载测量物体2作为一体的滑动物体收纳和封装在传感器壳体16内，其中一体的滑动物体被引导通过能够被放置在管状段8”’任一侧上的元件6，如图3所示。测量物体2保持位于密封的PCB部分的外侧上，由此导致用于电子器件部分的密闭的且尤其是密封的系统。压缩弹簧7确保与来自系统的致动机构(其例如可以是柱塞或凸轮)的连续接触。
[0148]在传感器线圈的印刷电路板上的电子单元的布置不可能的情形下，额外的印刷电路板9可承载该电子单元并被连接至传感器线圈3。
[0149]因此，本发明的优势是:它允许使用带传感器线圈的传感器执行路径测量方法，所述传感器线圈由多个单独的平面线圈构成，其中传感器可在宽范围的参数上使用，同时足够强健并且制造成本低。
[0150]附图标记列表
[0151]1.位置传感器
[0152]2.测量物体、换能器元件、金属目标、轴
[0153]3.传感器线圈
[0154]4.连接器
[0155]5.部件
[0156]6.管道
[0157]7.压缩弹簧
[0158]8’套管
[0159]8” 壳体
[0160]8”，管状段
[0161]9.印刷电路板
[0162]10.线圈
[0163]11.振荡器
[0164]12.电压调节器
[0165]13.微控制器
[0166]14 Λ平估电路
[0167]15.输出和保护电路
[0168]16.壳体
【主权项】
1.用传感器线圈(3)进行路径测量的涡电流传感器，该涡电流传感器与测量物体(2)相互作用，该涡电流传感器 -具有电子连接器(4)， -其中所述传感器线圈(3)具有以平面方式构造的多个绕组， -其中所述传感器线圈(3)具有开口，所述测量物体(2)能够通过所述开口轴向地移动。2.如权利要求1所述的涡电流传感器，其特征在于，所述测量物体(2)具有变化的几何形状和/或具有连续变化的横截面的部分。3.如权利要求2所述的涡电流传感器，其特征在于，所述测量物体(2)具有圆锥形状。4.如权利要求2或3所述的涡电流传感器，其特征在于，所述测量物体(2)具有部件(5)，其通过所述部件(5)接触或连接于要被检测的物体。5.如权利要求1所述的涡电流传感器，其特征在于，所述测量物体(2)被布置在套管(8’)内或者在壳体(8”)内或者在管状段(8” ’)内。6.如权利要求5所述的涡电流传感器，其特征在于，所述测量物体(2)被三维地支承在所述套管(8’)内或者在所述壳体(8”)内或者在所述管状段(8” ’)内。7.如权利要求1所述的涡电流传感器，其特征在于，可将弹性结构分配给所述测量物体⑵。8.如权利要求7所述的涡电流传感器，其特征在于，所述弹性结构是压缩弹簧(7)。9.如权利要求1所述的涡电流传感器，其特征在于，所述传感器还具有印刷电路板(9)。10.如权利要求1所述的涡电流传感器，其特征在于，所述涡电流传感器包括壳体(16)，所述壳体(16)封闭所述传感器线圈(3)、所述电子连接器(4)以及所述测量物体(2)。11.如权利要求2或3所述的涡电流传感器，其特征在于，所述传感器线圈(3)的以平面方式构造的所述绕组均被布置在载体上。12.如权利要求1所述的涡电流传感器，其特征在于，所述传感器线圈(3)的以平面方式构造的所述绕组被集成在多层印刷电路板内。13.如权利要求1所述的涡电流传感器，其特征在于，所述传感器包含用于检测振荡电路的参数的评估电路。14.如权利要求13所述的涡电流传感器，其特征在于，所述传感器包括电子单元，所述电子单元包含微控制器(13)，借助所述微控制器(13)，使用存储的程序，所述评估电路(14)的值可被处理并输出至输出和保护电路(15)。
【文档编号】G01B7/02GK205581321SQ201520699806
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2015年9月10日
【发明人】艾伦·卡尔·博尼齐, 史蒂夫·萨拉
【申请人】迈梭电子马耳他股份有限公司