[發(fā)明專利]感應(yīng)式位置－或角度測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710169148.8
• 申請日: 2007-11-21
• 公開（公告）號: CN101275857A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬庫斯·艾斯納;米夏埃爾·施賴伯;約瑟夫·哈本沙登
• 申請（專利權(quán)）人: 切瑞有限公司
• 主分類號: G01D5/20
• 分類號: G01D5/20;G01D5/249
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 王波波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種感應(yīng)式位置-或角度測量裝置，其帶有兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)數(shù)字振蕩器，這些數(shù)字振蕩器總是包含一個(gè)測量線圈或者一個(gè)基準(zhǔn)線圈。測量-或基準(zhǔn)線圈排成一個(gè)線圈列，在其附近的運(yùn)動(dòng)測量元件占據(jù)了一個(gè)確定的位置或一個(gè)確定的角度。測量元件可以屬于諸如一個(gè)安裝在汽車變速箱上的變速箱傳感器。在此種應(yīng)用情況下測量元件和變速箱內(nèi)部的選檔-控制裝置機(jī)械的連接在一起。選檔-控制裝置尤其可以是雙向離合器變速箱的一根換檔搖桿。測量元件可以適應(yīng)控制裝置的直線運(yùn)動(dòng)或者比如換檔搖桿所做的圓弧形運(yùn)動(dòng)。在第二種情況下，被導(dǎo)入到一個(gè)圓弧形線圈列上的測量元件根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向作相應(yīng)的彎曲。位置感應(yīng)測量裝置可以反饋出自動(dòng)變速箱剛剛被置于哪一個(gè)檔位。此外它還可以即時(shí)定位變速箱內(nèi)部檔位轉(zhuǎn)換流程的大概時(shí)間和精確位置，比如說上述換檔搖桿在雙向離合器變速箱內(nèi)“嚙合變速器同步環(huán)A”、“中間”和“嚙合變速同步環(huán)B”這些位置之間的移動(dòng)。

背景技術(shù)

感應(yīng)測量裝置優(yōu)選按照渦電流傳感器的原理工作。在本發(fā)明框架內(nèi)，也可以用軟磁性物質(zhì)比如說鐵氧體來制造測量元件以獲得自感改變。不過下面要舉例考慮的不是磁場的強(qiáng)化，而是磁場的衰減。測量線圈的磁場在一個(gè)導(dǎo)電測量元件里產(chǎn)生渦電流，此渦電流反作用于線圈。此外測量線圈的電感也會(huì)受到測量元件相對于線圈的空間位置的影響。這個(gè)可變的電感和一個(gè)電容器的電容一起決定一個(gè)相應(yīng)振蕩器的固有頻率，舉例來說，此振蕩器可以設(shè)計(jì)成科爾皮茲振蕩器。固有頻率的計(jì)算允許位置測量(i)在比如24毫米的測量范圍內(nèi)具有很好的位置精度和(ii)達(dá)到比如1毫秒的時(shí)間精度。

文件DE?42?37?897?A1公開了類似設(shè)計(jì)的一種感應(yīng)傳感器的一個(gè)計(jì)算回路。兩個(gè)測量線圈被設(shè)置成差分傳感器，也就是說，兩個(gè)線圈的電感做出的反向變化與芯線的包入位置(erfassten?Stellung)有關(guān)。每個(gè)測量線圈和兩個(gè)電容組成一個(gè)振蕩器，通過反相放大器可完成一個(gè)數(shù)字科爾皮茲振蕩器。此振蕩器的輸出信號可以直接在一個(gè)數(shù)字計(jì)算回路中進(jìn)行進(jìn)一步處理。振蕩器的振蕩時(shí)間由以下方法確定，即一個(gè)計(jì)數(shù)器被振蕩器信號開啟并且在比如兩個(gè)振蕩周期結(jié)束后停止。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)提高到與一個(gè)時(shí)鐘脈沖頻率同步，這個(gè)時(shí)鐘脈沖頻率由一個(gè)額外的振蕩器提供，并且必然比傳感器振蕩器的頻率高。最后將兩個(gè)反向的傳感器振蕩器的計(jì)數(shù)相減并給出數(shù)字測量結(jié)果。

文件DE?40?38?515?A1公開了另一種長度-或角度測量裝置。比如在機(jī)動(dòng)車上它可以用于調(diào)整車身高度或者測量曲軸的角度位置。作為測量裝置的問題，大的溫度范圍還有環(huán)境情況造成的其他負(fù)面影響是眾所周知的。掃描線圈總是LC-振蕩回路的一部分，LC-振蕩回路就它自身而言要由一個(gè)可控的掃描振蕩器來驅(qū)動(dòng)。振蕩器線路和振蕩回路作為模擬電路產(chǎn)生交變電壓，其頻率由振蕩回路決定，但此頻率在測量期間不是必需變化的。更確切的說，要使用幾個(gè)并排的掃描振蕩器，其振蕩回路在振幅上受到由幾條平行編碼帶產(chǎn)生的衰減或非衰減的影響。為了避免不同掃描線圈之間的干擾，振蕩回路被協(xié)調(diào)成幾個(gè)不同的諧振頻率。每一個(gè)掃描線圈的衰減各需要使用一個(gè)用長度單位校準(zhǔn)過的、交替由金屬導(dǎo)電板和非導(dǎo)電板組成的二進(jìn)制編碼帶。為了在大的溫度范圍內(nèi)獲得準(zhǔn)確的測量結(jié)果，設(shè)置了一個(gè)基準(zhǔn)振蕩器。此基準(zhǔn)振蕩器本質(zhì)上與掃描振蕩器構(gòu)造相同，其空間位置暴露于和掃描振蕩器相同的環(huán)境條件中。基準(zhǔn)振蕩器一直保持在不被衰減的狀態(tài)；此外它被模擬調(diào)整以恒定振幅運(yùn)行。其反映了環(huán)境影響的調(diào)整強(qiáng)度可以用于掃描振蕩器的振幅控制，并可以由此為掃描振蕩器的電壓提供比較值。