DE3613200A1 - Positionssensor - Google Patents

Positionssensor

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Publication number
DE3613200A1
DE3613200A1 DE19863613200 DE3613200A DE3613200A1 DE 3613200 A1 DE3613200 A1 DE 3613200A1 DE 19863613200 DE19863613200 DE 19863613200 DE 3613200 A DE3613200 A DE 3613200A DE 3613200 A1 DE3613200 A1 DE 3613200A1
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DE
Germany
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hall element
position sensor
permanent magnet
magnetic circuit
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Withdrawn
Application number
DE19863613200
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English (en)
Inventor
Franz Benda
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Mannesmann VDO AG
Original Assignee
Mannesmann VDO AG
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Publication date
Application filed by Mannesmann VDO AG filed Critical Mannesmann VDO AG
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Publication of DE3613200A1 publication Critical patent/DE3613200A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/023—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring distance between sensor and object

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Positionssen­ sor, bei welchem ein von der Position eines ersten Teils gegenüber einem zweiten Teil, welches in Bezug auf das erste Teil beweglich ist, abhängiges elektri­ sches Signal mit Hilfe eines Hallelementes ableitbar ist, wobei das Hallelement an dem ersten Teil und ein Permanentmagnet an dem zweiten Teil angeordnet ist.
Zur elektrischen Erfassung der Position von bewegli­ chen Teilen von Maschinen, Vorrichtungen und derglei­ chen sind Positionssensoren bekannt, bei denen ein Permanentmagnet an einem Hallelement vorbeibewegt wird. Bei einer anderen Ausführung derartiger Senso­ ren sind sowohl das Hallelement als auch der Perma­ nentmagnet feststehend angeordnet, während an dem bewegten Teil ein Abschirmblech vorgesehen ist, das je nach Position des bewegten Teils mehr oder weni­ ger in einen Spalt zwischen dem Hallelement und dem Permanentmagnet eintaucht.
Die bekannten Anordnungen weisen den Nachteil auf, daß sich die Magnetisierung und die damit erzeugte Ausgangsspannung des Hallelementes nur allmählich in Abhängigkeit von der Position ändern. Wird mit Hilfe eines derartigen Positionssensors die Ableitung eines elektrischen Signals bereits bei einer gerin­ gen Bewegung gefordert, so kann dies zwar durch ent­ sprechende Schaltungen erreicht werden. Es ergeben sich jedoch ein höherer technischer Aufwand und die Notwendigkeit Justierungen vorzunehmen, wenn die Ableitung des elektrischen Signals unabhängig von Fertigungstoleranzen und Alterungserscheinungen stets genau bei der gleichen Position erfolgen soll.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Ver­ meidung der vorgenannten Nachteile einen Positions­ sensor anzugeben.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß am ersten Teil ferner ein geschlossener magnetischer Kreis vorgesehen ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der magnetische Kreis von einem dreischenkligen Kern aus weichmagnetischem Material gebildet ist, dessen Mittelschenkel einen Spalt zur Aufnahme des Hallele­ mentes und zum Durchtritt des Permanentmagnets auf­ weist.
Hierdurch ergibt sich eine einfache und stabile Kon­ struktion des erfindungsgemäßen Positionssensors, welche besonders günstig derart ausgeführt ist, daß die Außenschenkel gemeinsam einen Kreisring bilden.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung in zwei Ansichten dargestellt und nachfolgend beschrieben.
Ein Magnetkern 1 ist auf einem nicht dargestellten feststehenden Teil angeordnet, während ein Permanent­ magnet 2 an einem in Pfeilrichtung beweglichen Teil 3 befestigt ist.
Mit Hilfe eines Hallelementes 4 mit einem aktiven Bereich 12 wird ein elektrisches Signal erzeugt, welches an den Anschlüssen 5 entnommen werden kann. Das elektrische Signal soll bei einer vorgegebenen Position des beweglichen Teils 3 möglichst schlagar­ tig von einem Wert auf einen anderen springen.
Dazu ist bei dem dargestellten Positionssensor ein geschlossener magnetischer Kreis vorgesehen, der vom Magnetkern 1 gebildet wird. Dabei ist der Magnetkern 1 als dreischenkliger Kern ausgebildet, dessen Mittelschenkel 7 einen Spalt 6 aufweist und dessen Außenschenkel 8, 9 einen Kreisring bilden.
Der Spalt 6 ist ausreichend groß, um das Hallelement 4 aufzunehmen und einen freien Durchtritt für den Permanentmagneten 2 zu gewährleisten. Dabei sind im Sinne eines möglichst großen Kraftflusses die ver­ bleibenden Luftspalte möglichst so klein zu wählen, wie es die Toleranzen der nicht dargestellten Lage­ rung des beweglichen Teils 3 erlauben.
Der Permanentmagnet 2 besteht aus zwei Teilen 10, 11, welche in entgegengesetzter Richtung gepolt sind. Dadurch wird erreicht, daß beim Eindringen des Permanentmagneten 2 in den Magnetkern 1 zunächst eine Magnetisierung in der einen Richtung erfolgt, was eine Ausgangsspannung des Hallelementes mit einer ersten Polarität zur Folge hat, und daß bei weiterem Eindringen die Magnetisierungsrichtung und damit die Polarität der Ausgangsspannung weitgehend schlagartig umgekehrt werden.

Claims (3)

1. Positionssensor, bei welchem ein von der Position eines ersten Teils gegenüber einem zweiten Teil, welches in Bezug auf das erste Teil beweglich ist, abhängiges elektrisches Signal mit Hilfe eines Hall­ elementes ableitbar ist, wobei das Hallelement an dem ersten Teil und ein Permanentmagnet an dem zwei­ ten Teil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß am ersten Teil ferner ein geschlossener magnetischer Kreis (1) vorgesehen ist.
2. Positionssensor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der magnetische Kreis von einem drei­ schenkligen Kern (1) aus weichmagnetischem Material gebildet ist, dessen Mittelschenkel (6) einen Spalt (7) zur Aufnahme des Hallelementes (4) und zum Durch­ tritt des Permanentmagnets (2) aufweist.
3. Positionssensor nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Außenschenkel (8, 9) gemeinsam einen Kreisring bilden.
DE19863613200 1986-04-18 1986-04-18 Positionssensor Withdrawn DE3613200A1 (de)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3809887A1 (de) * 1988-03-24 1989-10-05 Teves Gmbh Alfred Sensor zur messung mechanischer bewegungsgroessen
EP0525754A1 (de) * 1991-07-29 1993-02-03 Asmo Co. Ltd. Stellantrieb für eine Motorleerlaufsteuerung
DE10202309A1 (de) * 2002-01-23 2003-07-31 Bosch Gmbh Robert Wegsensor mit magnetoelektrischem Wandlerelement
DE102012219173A1 (de) * 2012-10-22 2014-04-24 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Sensorsystem und Kolben-Zylinder-Anordnung, insbesondere zur Verwendung in einem Kupplungsbetätigungssystem in einem Kraftfahrzeug

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