[發明專利]具有人工神經網絡的非接觸式位置/距離傳感器及其操作方法

有效

• 申請號: 201480084568.4
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN107209874B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 佐爾坦·坎特;佐爾坦·波利克;阿提拉·薩博
• 申請（專利權）人: 巴魯夫公司
• 主分類號: G06N3/10
• 分類號: G06N3/10;G06N3/04
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;吳啟超

本發明涉及一種用于確定目標對象的距離、空間定向、材料屬性等的非接觸式位置和/或距離傳感器，并且就一種用于根據本發明的操作非接觸式位置和/或距離傳感器的方法而言，設有具體地是至少兩個傳感器元件，所述至少兩個傳感器元件形成傳感器模塊(100)，并且借助至少一個人工神經網絡(110)共同評估由所述至少兩個傳感器元件提供的信號(103)。

技術領域

本發明涉及一種非接觸式位置和/或距離傳感器和/或一種用于根據獨立權利要求操作所述非接觸式位置和/或距離傳感器的方法。

背景技術

在計量領域，已知非接觸式工作的位置和/或距離傳感器。文件US 5 898 304 A1公開具有人工神經網絡(ANN)的對應傳感器布置，其中設有電感應線圈和估算單元，可借助所述電感應線圈和評估單元檢測、處理和評估相應測量的感應信號。

本文描述的ANN包括輸入層、至少一個(隱蔽)中間層、輸出層和設置在兩個單獨層之間的連接點處的權重。在學習或培訓階段確定加權因子的合適值，其中在具有已知材料的多個不同目標對象(目標)上并且距傳感器已知距離進行試驗測量。傳感器布置意圖適合用于確定距離和厚度，而不管考慮中的目標對象的材料。

就前述距離測量系統而言，由測量線圈測量測量的感應信號或感應數據經受借助于人工神經網絡(ANN)的光譜分析。這種情況的基礎是測量光譜對距目標對象的空間距離的依賴性。就光譜分析而言，具體對隨時間改變的測定量進行數值計算，更確切地說在當前情況下為電壓和電流。然而，前述數值計算要求大量的計算工作并且因此妨礙傳感器的緊湊設計和經濟性實現方式。

文件EP 1 462 661 A1公開一種用于流體活塞-氣缸布置的位置傳感器，所述位置傳感器具有多個基本相同的傳感器元件，借助所述多個基本相同的傳感器元件覆蓋大的檢測范圍。具體地，在此情況下選擇傳感器元件的與評估和/或進一步處理最相關的信號。在本文中傳感器布置包括由布置在氣缸壁中的霍耳效應傳感器形成的傳感器陣列，所述傳感器陣列具有在活塞的移動方向上彼此間隔的至少兩個霍爾效應傳感器并且還具有可通過電流作用的線圈。具體地，可借助由線圈產生的磁場根據線圈電流調節霍爾效應傳感器的切換點。這種方法不僅實現對單獨霍爾效應傳感器的電子選擇，而且實現單獨霍爾效應傳感器之間的內插，由此霍爾效應傳感器的數目可保持低，同時具有高精度的位置檢測。

文件DE 197 51 853 A1公開一種用于具有分離檢測區域的感應位置傳感器的掃描器元件，所述感應位置傳感器還包括具有相同或相似測量原理的傳感器元件。檢測區域由交替布置的導電不導電分區組成，其中掃描器元件包括載體元件，用于產生均勻電磁激勵場的多個激勵元件以及一或多個扁平傳感器繞組布置在所述載體元件上。具體地，具有不同周期性的傳感器繞組的兩個相鄰掃描軌跡和與掃描軌跡側向相鄰的相應激勵元件布置在載體元件上，使得在掃描軌跡區域中形成均勻的電磁激勵場。

此外，文件WO 94/08258 A1公開一種用于對物體沿著通道的移動進行分類的方法，其中使用沿著物體的移動方向布置并且布置在通道內的多個傳感器以便檢測物體。這里，對應通過事件的片段化表示借助人工神經網絡進行分類。

發明內容

本發明的問題是指定以上提及類型的位置傳感器和/或距離傳感器，其進一步發展本文詳述的現有技術。

本發明基于使位置傳感器和/或距離傳感器配備有至少兩個探針或傳感器元件以及聯合地評估借助人工神經網絡從至少兩個傳感器元件遞送的測量信號的概念。

對應測量單元優選地具有至少兩個傳感器元件，所述至少兩個傳感器元件可被經測量變量以及可能的測量和環境條件影響并且具有物理上等效或類似的測量或操作原理，但是優選地具有不同的特征曲線。具有先前提及的人工神經網絡的對應評估單元優選地被校準過程或者教授/學習過程訓練。

就根據本發明的位置傳感器和/或距離傳感器而言，可提出至少兩個傳感器元件靜態地或動態地操作，例如在脈沖操作下操作。