DE69818256T2

DE69818256T2 - Magnetischer positionsgeber

Info

Publication number: DE69818256T2
Application number: DE69818256T
Authority: DE
Inventors: Claude Oudet; Pierre Gandel; Daniel Prudhamm
Original assignee: MMT SA
Current assignee: MMT SA
Priority date: 1997-06-04
Filing date: 1998-06-04
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2018-06-05
Also published as: US6518749B1; KR20010013445A; FR2764372A1; FR2764372B1; DE69818256D1; EP0986731A1; JP2002502498A; EP0986731B1; WO1998055828A1; KR20010013145A

Description

Die Erfindung betrifft speziell das Gebiet von Sensoren, deren Funktionsprinzip auf der Erfassung der Veränderungen des Magnetflusses beruht, der von einem Permanentmagneten in einer ferromagnetischen Struktur erzeugt wird, die einen Luftspalt aufweist, in dem eine Hall-Sonde oder ein äquivalentes magnet-empfindliches Erfassungsmittel angeordnet ist.
Das allgemeine Prinzip solcher Sensoren ist bekannt. Sie sind beispielsweise beschrieben in den europäischen Patenten EP 51430 , EP 665416 , EP 596068 oder EP 325787 .
Bekannt ist ebenfalls ein im europäischen Patent EP 611951 beschriebener drehbarer Sensor, der aus einem ersten Statorteil besteht, der fest verbunden ist mit einem Magneten in Form einer Halbscheibe, der bezüglich zweier feststehender Statorteile beweglich ist, die miteinander einen Sekundärluftspalt definieren, in dessen Inneren eine Hall-Sonde angeordnet ist.
Ein anderes Patent, das deutsche Patent DE 29520111 , beschreibt einen Sensor mit einem äußeren ringförmigen Statorteil, der einen ringförmigen Luftspalt mit einem inneren Statorteil definiert. Der ringförmige Permanentmagnet ist im Hauptluftspalt angeordnet. Der eine der ringförmigen Statorteile weist einen sekundären Luftspalt auf, in dessen Inneren eine Hall-Sonde angeordnet ist.
In den zwei Fällen taucht der Magnet dauernd insgesamt in den Hauptluftspalt ein und das von der Hall-Sonde erfaßte Signal ist eine Kombination von zwei Magnetfeldern, was keine vollkommene Linearität des Ausgangssignals garantiert.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Realisierung solcher Sensoren zu vereinfachen und die Linearität der Antwort zu verbessern, d.h. die Amplitude des in Abhängigkeit von der Position des mobilen Teils gelieferten elektrischen Signals zu verbessern. Die Erfindung unterscheidet sich von den Sensoren des Standes der Technik hauptsächlich dadurch, daß der Magnet progressiv in den Luftspalt eindringt und nur in einer Endstellung völlig in diesen eintaucht. In den anderen Stellungen taucht der Magnet nur teilweise in den Luftspalt ein und das von der Hall-Sonde abgegebene Signal hängt von dem Grad des Eindringens des Permanentmagneten in den Luftspalt ab. Diese Art der Realisation ermöglicht auch eine Modifizierung der Antwortfunktion durch die Wahl einer besonderen Geometrie des Magneten. Es ist möglich, ein Antwortsignal zu erzeugen, daß einer beliebigen Funktion des Eintauchgrades entspricht, indem man eine Form des Magneten oder eine Form der Statorteile, die den Hauptluftspalt definieren, in der Art wählt, daß die Veränderung beispielsweise der Breite der gewünschten Funktion entspricht. Die Erfindung ist sowohl für lineare wie für drehbare Positionsgeber (Sensoren) anwendbar.
Die Erfindung betrifft einen magnetischen Positionssensor zur Abgabe eines zur Position proportionalen Signals nach Anspruch 1.
Vorteilhafterweise ist die Länge des magnetisierten Teils mindestens gleich C + E, wobei C den Nutzweg des beweglichen Teils und E die Dicke des Hauptluftspalts bezeichnet.
Vorzugsweise ist die Länge des Luftspalts mindestens gleich C + E, worin C den Nutzweg des beweglichen Teils und E die Dicke des Hauptluftsspalts bezeichnet.
Der Hauptluftspalt besteht aus dem Zwischenraum zwischen den zwei Statorteilen, dem Raum in dessen Inneren sich der Magnet im Verlauf seines Nutzweges verschieben kann, d. h. des Weges, über den man ein Positionssignal erhalten möchte.
Der Sekundärluftspalt ist der Bereich der Sammlung des Flusses des Hauptluftspalts. Es handelt sich um einen Raum, in dessen Inneren der Permanentmagnet während seines Nutzweges nicht eintaucht.
Vorzugsweise ist die Länge des magnetisierten Teils größer als die Länge des Luftspalts.
Gemäß einer bevorzugten Abwandlung ist der magnetische Positionssensor dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil zwei Magnete aufweist, die über die geringste Dicke in entgegengesetztem Sinn magnetisiert sind, wobei die zwei Magnete in der zur Verschiebung senkrechten Richtung nebeneinander angeordnet sind.
Vorzugsweise weist der bewegliche Teil zwei magnetisierte Magnete von halbzylindrischer Form auf, die im Hauptluftspalt beweglich sind, der zwischen einem zylindrischen Joch und halbzylindrischen Statorteilen definiert ist, wobei diese halbzylindrischen Teile miteinander einen Sekundärluftspalt definieren, der senkrecht zur Drehachse ist.
Vorzugsweise weist der bewegliche Teil mindestens einen dünnen Permanentmagneten von rechteckiger Form auf, der in einem zur Magnetisierungsrichtung senkrechten Luftspalt beweglich ist, der durch eine Statorstruktur von im ganzen "U"-Form definiert ist, wobei die Statorstruktur einen Sekundärluftspalt aufweist, der eine Achse enthält, die parallel zur Verschiebungsrichtung und senkrecht zu den vom Permanentmagneten erzeugten Magnetfeldlinien ist.
Gemäß einer anderen Abwandlung weist der Magnet eine geometrische Verformung auf, die geeignet ist, eine Abweichung von der Linearität in Folge eines magnetischen Lecks (Streuverlusts) oder eines Störfeldes zu kompensieren. Diese Abweichung kann beispielsweise für einen linearen Sensor eine bezüglich der Verschiebungsrichtung geneigte Kante oder für einen drehbaren Sensor eine variable Breite des Magneten sein.
Die Erfindung wird erläutert durch die folgende Beschreibung von nicht begrenzenden Ausführungsbeispielen, die sich auf die beigefügten Zeichnungen beziehen, worin
1 bis 3 zeigen Ansichten jeweils in Perspektive, im Querschnitt und axialen Schnitt gemäß AA' eines Winkelpositionssensors;
4 zeigt den Verlauf der Kurve Spannung/Position gemessen an der Hall-Sonde;
5 bis 7 zeigen Ansichten jeweils in Perspektive, im Querschnitt und im Längsschnitt gemäß BB' eines Linearpositionssensors;
8 und 9 zeigen Ansichten jeweils im Querschnitt und Längsschnitt gemäß CC' eines Winkelpositionssensors;
10 und 11 zeigen einen anderen Winkelpositionssensor;
12 bis 14 zeigen drei Beispiele eines Linearpositionssensors;
15 zeigt ein anderes Beispiel des Drehsensors;
16 und 17 zeigen zwei Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Linearsensors;
18 zeigt eine andere Kurve des Sensors nach der Ausführungsform der 17;
19 zeigt eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Linearsensors.
Die in den 1 bis 15 gezeigten magnetischen Positionssensoren werden vom Anspruch 1 nicht erfaßt. Sie sind nur nützlich zum Verständnis der Erfindung.
Die 1 bis 3 zeigen Ansichten jeweils in Perspektive, im Querschnitt und im Axialschnitt gemäß AA' eines Winkelpositionssensors.
Dieser Winkelpositionssensor weist einen beweglichen Teil 10, der von zwei dünnen Magneten 1, 2 und einem Magnetjoch 3 gebildet ist, und einen von zwei Statoren 4, 5 gebildeten koaxialen festen Teil 20 auf.
Der bewegliche Teil 10 weist im beschriebenen Beispiel zwei dünne halbzylindrische Magnete 1, 2 auf, die sich über einen Bogen von etwa 180° erstrecken. Der erforderliche Winkelwert hängt vom gewünschten Nutzweg ab. Die zwei dünnen Magnete 1, 2 sind übereinander angeordnet und radial im entgegengesetzten Sinn in der Richtung der geringsten Dicke magnetisiert. So weist der eine der Magneten 1 einen äußeren Nordpol und einen inneren Südpol auf, während der andere Magnet 2 einen äußeren Südpol und einen inneren Nordpol aufweist.
Die Magnete 1, 2 sind in Richtung der Drehachse übereinander angeordnet und ausgerichtet und sind im beschriebenen Beispiel miteinander verbunden. Sie sind an ein Magnetjoch 3 angeklebt, das von einem ferromagnetischen Zylinder gebildet ist, beispielsweise eine geglühte Eisen-Nickel-Legierung. Sie können auch realisiert werden durch biegsame Magnete, die durch Splinte aus Messing fixiert sind. Eine nicht gezeigte Achse sorgt für den Drehantrieb des beweglichen Teils 10. Es sei bemerkt, daß als Äquivalent der Teil 10 feststehend und der Teil 20 drehend angetrieben sein kann, da der Sensor tatsächlich die relative Position dieser zwei Teile erfaßt.
Das Magnetjoch 3 und die zwei festen Statorteile 4, 5 definieren miteinander einen ringförmigen Luftspalt (Eisenspalt) 11 mit einer Dicke E.
Der feststehende Teil 20 weist zwei halbringförmige Teile 4, 5 auf, die aus einem ferromagnetischen Material hergestellt sind. Diese zwei Teile 4, 5 sind wie die Magnete 1, 2 übereinander angeordnet und gemäß der Drehachse ausgerichtet. Sie erstrecken sich über einen etwa 170° Bogen. Sie definieren miteinander einen zweiten Luftspalt (Eisenspalt) 6, in dem eine Hall-Sonde 7 oder jeder andere magnetisch empfindliche Bauteil angeordnet ist.
Die Arbeitsweise des Sensors in dieser Abwandlung ist wie folgt: Wenn der bewegliche Teil 10 sich in einer solchen Position befindet, daß die Gesamtheit der Oberfläche der Magnete 1, 2 sich im Luftspalt 11 befindet, was einer Drehung von 90° im anti-trigonometrischen Sinn bezüglich der in 2 dargestellten Position entspricht, entsprechen sich die Bögen der Magnete und des Stators und liegen sich gegenüber.
Der Nordpol des Magneten 1 fällt dann zusammen mit dem oberen Statorpol 4. Das Magnetfeld schließt sich über den Südpol des anderen Magneten 2 durch den zweiten Statorteil 5 und dann das Magnetjoch 3. Der Fluß im zweiten (Meß)-Luftspalt 6 ist dann maximal. Auch das von der Hall-Sonde 7 gelieferte Signal ist maximal.
Wenn die Position des festen Teils 20 und des beweglichen Teils 10 bezüglich der vorangehenden Position um 180° versetzt ist, ist die Induktion im Meß-Luftspalt Null. Der Nordpol des Magneten schließt sich über den Südpol des Magneten in der Luft ohne den Statorweg zu benutzen.
Zwischen diesen zwei Endstellungen verändert sich die Induktion im Magnetspalt in linearer Weise in Abhängigkeit von der Position und ist direkt proportional zu der Fläche Sa der magnetisierten Pole gegenüber den zwei Statoren 4, 5.
Mit Bezug auf 2 werden bezeichnet mit
C der Nutzweg, d. h. die Strecke, über die eine lineare Messung gewünscht wird;
B die radiale Dicke des Hauptluftspalts zwischen den Statoren 4, 5 und dem Magnetjoch 3;
L die radiale Dicke der zwei Magnete;
Br die remanente Induktion der zwei Magnete;
e der Luftspalt auf der Höhe der Meßsonde;
Sa(Θ) die Magnetfläche gegenüber den Statoren für eine gegebene Winkelposition Θ;
SE der Querschnitt des Hauptluftspalts zwischen dem zylindrischen ferromagnetischen Joch 3 und den zwei Statoren 4, 5.
Die Induktion Be im Meßluftspalt ist im wesentlichen gleich Be(Θ) (2.Br.L.Sa(Θ))/(2.Se.E + SE.e)
Die Ringbreite der zwei Statoren 4, 5 muß mindestens gleich C + E sein, damit der Sensor eine Linearität von über 99% über die gesamte Skala des Signals für einen Nutzweg C aufweist.
4 zeigt die an der Hall-Sonde gemessene Kurve Spannung/Position. Man stellt fest, daß diese Kurve eine sehr große Linearität zeigt.
Die 5 bis 7 zeigen Ansichten jeweils in Perspektive, im Querschnitt und Längsschnitt gemäß BB' eines erfindungsgemäßen Sensors der linearen Position.
Wie die Winkelvariante weist der Sensor einen beweglichen Teil 10 und einen festen Teil 20 auf.
Der bewegliche Teil weist zwei dünne Magnete 1, 2 von rechteckiger Form auf, die in Richtung der geringsten Dicke im entgegengesetzten Sinn magnetisiert sind. Sie sind senkrecht zur Verschiebungsrichtung ausgerichtet.
In diesem Beispiel ist das Magnetjoch 3 nicht an die Magnete 1, 2 angeklebt sondern feststehend. Es ist gebildet von einer Platte aus einem ferromagnetischen Material, beispielsweise einer geglühten Eisen-Nickel-Legierung.
Die zwei Statorteile 4, 5 definieren miteinander einen zweiten Luftspalt 6, in dem eine Hall-Sonde 7 angeordnet ist. Die Länge der zwei Statoren ist vorzugsweise größer als C + E, um eine gute Linearität zu garantieren. Der bewegliche Teil ermöglicht einen Weg zwischen einer Endstellung, in der die Magnete 1, 2 völlig oder teilweise aus dem Hauptluftspalt 11 herausgetreten sind und einer zweiten Endstellung, in der sie in den Luftspalt 11 eingeführt sind.
Dieses Beispiel ermöglicht die Statorstruktur zu verkürzen im Vergleich mit Sensoren des Standes der Technik.
Die 8 und 9 zeigen Ansichten jeweils im Querschnitt und Längsschnitt gemäß CC' eines anderen Winkelpositionssensors.
Der bewegliche Teil 10 hat die Form einer Scheibe oder eines Scheibenbogens. Er weist einen Scheibenteil auf, der das Magnetjoch 3 bildet und zwei Magnete 1, 2 in Form von Halbringsektoren stützt, die sich über Winkelbögen in der Größenordnung von 180° erstrecken. Sie sind im entgegengesetzten Sinn quer und parallel zur Drehachse magnetisiert. Die zwei Statorteile 4, 5 sind ebenfalls durch halbringförmige Bögen gebildet, die sich über etwas weniger als 180° erstrecken. Sie definieren miteinander eine halbringförmige Rinne, die den zweiten Luftspalt 6 bildet, in dessen Inneren die Hall-Sonde 7 angeordnet ist. Die Hall-Sonde liefert ein elektrisches Signal, das proportional zum Grad des Eingriffs der magnetisierten Teile 1, 2 in den Hauptluftspalt 3 ist.
Es ist im übrigen möglich, eine Struktur auszuführen, die nur einen einzigen Magneten und einen einzigen Statorteil aufweist. Eine solche Variante ist in den 10 und 11 gezeigt.
In diesem Beispiel weist der Sensor nur einen Magneten 1 auf, der in der Richtung der geringsten Dicke parallel zur Drehachse magnetisiert ist. Das Schließen des Flusses erfolgt durch den halbscheibenformigen Sektor 4, der den Statorteil bildet, die Hall-Sonde 7 und das Magnetjoch 3.
Die 12 bis 14 zeigen drei andere Beispiele eines Linearsensors.
In diesen Beispielen weist der magnetisierte Teil einen einzigen dünnen Magneten 1 auf. Dieser Magnet dringt mehr oder weniger vollständig in den Hauptluftspalt 11 ein. Das vom dünnen Magneten 1 erzeugte Magnetfeld schließt sich durch einen Statorteil 4, einen zweiten Luftspalt 6, in dem eine Hall-Sonde angeordnet ist, und das Magnetjoch 3. Der Meß-Luftspalt 6 wird von einer Rinne gebildet, die in einer Ebene angeordnet ist, die zu den vom Permanentmagneten 1 erzeugten Feldlinien senkrecht ist. Diese Ebene enthält eine zur Verschiebungsachse des beweglichen Teils 10 parallele Achse. Der feste Teil besteht aus einem ferromagnetischen Teil mit einem U-Querschnitt, wobei der Magnet mehr oder weniger zwischen die zwei Schenkel dieses "U" eindringt, die so miteinander den Hauptluftspalt definieren. Der zweite Luftspalt ist entweder an einem der Schenkel dieses "U" oder im Boden des "U" vorgesehen. Der Magnet verschiebt sich senkrecht zu diesem "U"-Querschnitt. Er ist quer magnetisiert, d. h. gemäß einer Achse senkrecht zu den zwei "U"-Schenkeln. Der Magnet kann an Ort und Stelle magnetisiert werden, nach dem Zusammenbau des Sensors.
Bei der in 12 gezeigten Abwandlung ist der Meßspalt senkrecht zur Ebene des Magnets und des Hauptluftspalts 11.
In 13 ist eine Abwandlung gezeigt, bei der der zweite Luftspalt 6 ein enger Schlitz ist, der in der Verlängerung des Hauptluftspalts 11 vorgesehen ist. In 14 verlängert dieser zweite Luftspalt 6 den Hauptluftspalt 11.
Bei den in 12 bis 14 dargestellten Beispielen ist die Induktion Be im Meßspalt im wesentlichen gleich: Be(x) (Br.L.Sa(x))/(Se.E + SE.e)worin x die Position des Magneten in der Richtung des Eingriffs bezeichnet.
15 zeigt eine andere Abwandlung eines Drehsensors mit nur einem Magneten 1 von halbzylindrischer Form, der radial im Sinne der kleinsten Dicke senkrecht zur Drehachse magnetisiert ist. Der Magnet 1 weist im Ganzen die Form einer Dachpfanne auf, in die sich über etwa 180° erstreckt. Er ist an ein Magnetjoch 3 angeklebt, das von einem ferromagnetischen Zylinder gebildet ist. Die vom Magneten 1 und dem Magnetjoch 3 gebildete Anordnung bildet den beweglichen Teil bezüglich eines festen Teils, der von einem halbringförmigen Stator 4 aus einem ferromagnetischen Material gebildet ist.
Der Magnet 1 greift wie in den vorangehenden Abwandlungen in einen ringförmigen Hauptluftspalt 11 von der Dicke E ein. Das Schließen des Flusses folgt mittels des Stators 4 und des zylindrischen Magnetjochs 3 über die Hall-Sonde 7 senkrecht zur Drehachse in einem den Hauptluftspalt verlängernden Luftspalt.
16 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors der linearen Verschiebung. Dieser Sensor liefen ein Signal, das proportional zum Grad des Eingriffs der Teile in den Hauptluftspalt 11 ist. Dieser Hauptluftspalt 11 ist begrenzt durch zwei gegenüberliegende trapezförmige Flächen 3, 4. Der Magnet 1 verschiebt sich in einer Schrägrichtung bezüglich der Vorderkante der ferromagnetischen Flächen 3, 4, so daß der Grad des Eingriffs des Magneten in den Luftspalt sich in Abhängigkeit von der Position des Magneten in dieser Schrägrichtung verändert. Diese Ausführungsform ermöglicht die Realisierung eines Sensors, dessen Nutzweg gleich seiner Länge ist.
17 zeigt eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Linearsensors mit einem Magneten 1, der in einem Hauptluftspalt 11 beweglich ist, der zwischen einem Magnetjoch 3 und einem Stator 4 vorgesehen ist. Der Magnet weist zwei Kanten 20, 21 auf, die sich in der Verschiebungsrichtung erstrecken und zueinander nicht parallel sind. Dadurch, daß die eine der Kanten 21 einen von 0° verschiedenen Winkel mit der Verschiebungsachse bildet, kann ein spezifisches Gesetz der Veränderung eingeführt werden.
Die Eingriffsfläche ist nämlich nicht mehr proportional der Position x des Magneten sondern ändert sich gemäß einem Gesetz S(x) = ax(bx + c), worin a, b und c Koeffizienten sind, die mit der Geometrie des Magneten zusammenhängen. Die Veränderung der Induktion wird stets wiedergegeben durch die Formel: Be(x) (Br.L.Sa(x))/(Se.E+SE.e).
Die Antwort wird nun eine parabolische Antwort wie in 18 gezeigt.
Eine solche Abwandlung ermöglicht die Kompensation der Nicht-Linearität in Folge eines magnetischen Lecks (Streuverlusts) oder eines Störelements.
Die 19 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors für lineare Bewegung.
Er besteht aus zwei Platten aus Weicheisen 50, 51, welche die zwei Statorteile bilden. Diese Platten weisen einen Teil 52, 53 von variabler Breite auf, im vorliegenden Fall im dargestellten Beispiel von Dreiecksform, der nach hinten durch einen Teil 54, 55 verlängert ist, der die Verbindung mit dem zweiten Luftspalt bildet.
Der Hauptluftspalt ist definiert zwischen den zwei Teilen 52, 53 von variablem Querschnitt. Der zweite Luftspalt liegt zwischen den zwei hinteren Teilen 54, 55. Diese Platten sind vorn und hinten an zwei Flanschen 56, 57 montiert, die senkrecht zur Ebene der Statorteile sind. Die Flansche bestehen aus Kunststoff. Die Gesamtanordnung bildet eine starre Struktur.
Der Permanentmagnet 59 hat eine rechteckige Form. Er ist in einem Rahmen 60 aus Kunststoff montiert, der fest mit einer Steuerstange 61 verbunden ist. Diese Steuerstange durchsetzt Öffnungen 62, 63, die in den Flanschen 56, 57 vorgesehen sind. Die Stange 61 sorgt für die Verschiebung des Magneten 59 im Hauptluftspalt von dreieckiger Form in der beschriebenen Weise. Der Grad des Eindringens verändert sich zwischen einem kleinsten Wert, wenn der Magnet gegen den vorderen Flansch 57 (rechts in 19) zurückgedrückt ist, und einem größten Wert, wenn der Magnet 59 zum entgegengesetzten Ende des Hauptluftspalts zurückgedrückt ist, wobei er auf der Höhe des Beginns der hinteren Teile 54, 55 der Statorteile anhält.

Claims

Magnetischer Positionssensor zur Abgabe eines zur Position proportionalen elektrischen Signals, bestehend aus einem beweglichen Teil, der mindestens einen dünnen Permanentmagneten (1) aufweist, der quer in Richtung der geringsten Dicke magnetisiert und in einem Hauptluftspalt (11) senkrecht zur Magnetisierungsrichtung beweglich ist, wobei der Spalt (11) durch mindestens zwei ferromagnetische Teile (3, 4) definiert ist, die miteinander einen zweiten Luftspalt definieren, der einen magnetischsensiblen Sensor aufweist, wobei der bewegliche Teil so konstruiert ist, daß das Eindringen eines magnetisierten Teils in den Hauptluftspalt (11) teilweise auf einem Teil des Nutzweges erfolgt und zwar so, daß der magnetisch-sensible Sensor ein Signal abgibt, das proportional zum Grad des Eindringens des magnetisierten Teils in diesen Hauptluftspalt ist, wobei der magnetisierte Teil dieses Sensors einen einzigen Magneten (1) aufweist, der sich gemäß einer schrägen Richtung gegenüber der Vorderkante der ferromagnetischen Flächen (3, 4) verschiebt, so daß der Grad des Eindringens des Magneten (1) in den Hauptluftspalt (11) in Abhängigkeit von der Position des Magneten gemäß dieser schrägen Richtung variiert, und der magnetisch-sensible Sensor in dem zweiten Spalt angeordnet ist, der sich in einer Ebene befindet, die senkrecht zu den vom Permanentmagneten erzeugten Feldlinien liegt.
Magnetischer Positionssensor nach Anspruch 1, wobei die Länge des magnetisierten Teils mindestens C + E entspricht, wobei C den Nutzweg des beweglichen Teils beschreibt und E die Dicke des Hauptluftspaltes.
Magnetischer Positionssensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Länge des Hauptluftspaltes (11) mindestens C + E entspricht und C den Nutzweg des beweglichen Teils beschreibt und E die Dicke des Hauptluftspaltes.
Magnetischer Positionssensor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Länge des magnetisierten Teils größer als die Länge des Luftspaltes ist.
Magnetischer Positionssensor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die ferromagnetischen Teile (3, 4) halb-zylindrisch sind und der Sensor die Winkelposition des halb-röhrenförmigen Permanentmagneten (1, 2) ortet.
Magnetischer Positionssensor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der bewegliche Teil zwei Magnete (1, 2) aufweist, die in entgegengesetztem Sinn, gemäß der geringsten Dicke magnetisiert sind, wobei die beiden Magnete in der zur Verschiebung senkrechten Richtung nebeneinander liegen.
Magnetischer Positionssensor nach Anspruch 1, wobei der dünne Magnet (1) rechtekkig ist und der Hauptluftspalt (11) durch eine Statorstruktur in allgemeiner „U-Form" definiert ist und die Statorstruktur den zweiten Spalt darstellt, der eine Achse aufweist, die parallel zur Verschieberichtung und senkrecht zu den vom Permanentmagneten erzeugten magnetischen Feldlinien liegt.
Magnetischer Positionssensor nach Anspruch 1, wobei der Sensor einen einzigen halbzylindrischen Magneten (1) aufweist, der gemäß der Richtung der geringsten Dicke radial magnetisiert ist, sowie ein durch einen ferromagnetischen Zylinder gebildetes Joch (3), wobei die durch den Magneten (1) und das Joch (3) gebildete Einheit den beweglichen Teil gegenüber einem feststehenden Teil bildet, der wiederum von einem halb-ringförmigen, aus ferromagnetischem Werkstoff bestehenden Stator (4) gebildet ist; wobei der Magnet (1) in den ringförmigen Hauptluftspalt (11) mit der Dicke E eingreift und der magnetische Fluß über den Stator (4) und das zylindrische Joch (3) durch den Sensor geschlossen wird, wobei es sich bei dem Sensor um eine Hall-Sonde (7) handelt, die senkrecht zur Drehachse in dem zweiten Spalt liegt, der den Hauptluftspalt verlängert.
Magnetischer Positionssensor nach Anspruch 1, wobei der Magnet sich gemäß einer schrägen Richtung gegenüber der Vorderkante der ferromagnetischen Flächen (3, 4) so verschieben kann, daß der Grad des Eingriffs des Magneten in den Hauptluftspalt in Abhängigkeit von der Position des Magneten gemäß dieser schrägen Richtung variiert.
Magnetischer Positionssensor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Magnet oder der Hauptluftspalt eine variable Breite aufweisen.
Magnetischer Positionssensor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Magnet eine geometrische Form aufweist, die den Ausgleich einer Linearitätsabweichung ermöglicht, die auf einen magnetischen Streuverlust oder ein Störfeld zurückzuführen ist.
Magnetischer Positionssensor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Hauptluftspalt eine geometrische Form aufweist, die den Ausgleich einer Linearitätsabweichung ermöglicht, die auf einen magnetischen Streuverlust oder ein Störfeld zurückzuführen ist.
Magnetischer Positionssensor nach Anspruch 1, wobei der Sensor aus zwei Platten (50, 51) besteht, die zwei Statorteile bilden, wobei diese Platten vordere Teile (52, 53) aufweisen, die den Hauptluftspalt (11) mit variabler Breite definieren und die hinten durch einen Teil (54, 55) verlängert sind, der die Verbindung mit dem zweiten Spalt bildet. Diese Platten sind vorne und hinten an Flanschen (56, 57) montiert, die senkrecht zur Ebene der Statorteile liegen; der Sensor umfaßt außerdem einen Permanentmagneten (59), der fest mit einer Steuerstange (61) verbunden ist, die die Verschiebung des Magneten in dem dreieckigen Hauptluftspalt bewirken kann, wobei der Durchdringungsgrad zwischen einem Minimalwert, wenn der Magnet gegen den vorderen Flansch (57) angedrückt wird, und einem Maximalwert, wenn der Magnet (59) an das entgegengesetzte Ende des Hauptluftspalt gedrückt wird und in Höhe des Anfangs der hinteren Teile (54, 55) der Statorteile stehen bleibt, variiert.