JP2017532573A - 位置検出器、位置測定装置、およびそのための作動方法 - Google Patents
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Claims (17)
- 電子式の位置測定装置(1000)のための位置検出器(100)において、前記位置検出器(100)は、周期的な磁気信号(S)を生成するための信号生成装置(110)と、前記信号生成装置(110)に電気エネルギーを供給するための電気エネルギー供給装置(120)とを有している位置検出器(100)。
- 前記電気エネルギー供給装置(120)は少なくとも1つの特に局所的なエネルギー蓄積器(122)、特にコンデンサ、バッテリ、および/または蓄電池を有している、請求項1に記載の位置検出器(100)。
- 前記電気エネルギー供給装置(120)は、機械エネルギー、熱エネルギー、放射エネルギー、ならびに/または磁界および/もしくは電界から取り出されるエネルギーを電気エネルギーへ変換するために構成された少なくとも1つのエネルギー変換器(124)を有している、請求項1または2に記載の位置検出器(100)。
- 前記信号生成装置(110)は少なくとも1つのオシレータを有している、請求項1〜3のいずれか1項に記載の位置検出器(100)。
- 周期的な信号(S)は約1キロヘルツから約200キロヘルツの範囲内の、特に約10キロヘルツから約20キロヘルツの範囲内の周波数成分を有している、請求項1〜4のいずれか1項に記載の位置検出器(100)。
- 請求項1〜5のいずれか1項に基づいて構成された、測定経路(MW)に沿って可動の位置検出器(100)の位置(x)を判定するための位置測定装置(1000)において、前記位置測定装置(1000)は前記位置検出器(100)により生成される磁気信号(S)を検出するために測定経路(MW)に沿って配置された少なくとも1つの第1の導体ループ(L1)を有しており、前記第1の導体ループ(L1)は前記位置検出器(100)の信号生成装置(110)と前記第1の導体ループ(L1)との間の磁気結合が前記位置検出器(100)の位置(x)に依存して変化するように構成されており、且つ磁気信号(S)により前記第1の導体ループ(L1)で生成される第1の信号(s1)に依存して位置(x)を判定するための評価装置(1010)を有している位置測定装置(1000)。
- 前記位置検出器(100)により生成される磁気信号(S)を検出するために少なくとも区域的に測定経路(MW)に沿って配置された第2の導体ループ(L2)がさらに設けられており、前記評価装置(1010)は第1の信号(s1)に依存し、且つ磁気信号(S)により前記第2の導体ループ(L2)で生成される第2の信号(s2)に依存して位置(x)を判定するために構成されており、前記第1の導体ループ(L1)の特に少なくとも1つの区域は測定経路(MW)の参照位置(x0)に関して実質的にほぼ正弦形の推移を有しており、前記第2の導体ループ(L2)の少なくとも1つの区域は測定経路(MW)の参照位置(x0)に関して実質的にほぼ余弦形の推移を有している、請求項6に記載の位置測定装置(1000)。
- 少なくとも1つの導体ループ(L1)は、少なくとも1つの前記導体ループ(L1)の微分面積要素(dA)の大きさが測定経路(MW)の座標軸(x)に沿って設定可能な関数に従って変化するように構成されている、請求項6または7に記載の位置測定装置(1000)。
- 少なくとも3つの導体ループ(L1,L2,L3)が設けられており、第1の導体ループ(L1)に割り当てられる関数は正弦関数であり、第2の導体ループ(L2)に割り当てられる関数は余弦関数であり、第3の導体ループ(L3)に割り当てられる関数は定数である、請求項8に記載の位置測定装置(1000)。
- 電子式の位置測定装置(1000)のための位置検出器(100)を作動させる方法において、前記位置検出器(100)は信号生成装置(110)により周期的な磁気信号(S)を生成し、電気エネルギー供給装置(120)が前記信号生成装置(110)に電気エネルギーを供給する方法。
- 前記電気エネルギー供給装置(120)はエネルギー変換器(124)により機械エネルギー、熱エネルギー、放射エネルギー、ならびに/または磁界および/もしくは電界から取り出されるエネルギーを電気エネルギーへと変換し、特に局所的なエネルギー蓄積器(122)で、特にコンデンサ、バッテリおよび/または蓄電池で少なくとも一時的に蓄積する、請求項10に記載の方法。
- 特に請求項1から請求項5のいずれか1項に基づいて構成された、測定経路(MW)に沿って可動の位置検出器(100)の位置(x)を判定するための位置測定装置(1000)を作動させる方法において、前記位置測定装置(1000)は前記位置検出器(100)により生成される磁気信号(S)を検出するために測定経路(MW)に沿って配置された少なくとも1つの第1の導体ループ(L1)を有しており、前記第1の導体ループ(L1)は前記位置検出器(100)の信号生成装置(110)と前記第1の導体ループ(L1)との間の磁気結合が前記位置検出器(100)の位置(x)に依存して変化するように構成されており、磁気信号(S)により前記第1の導体ループ(L1)で生成される第1の信号(s1)に依存して評価装置(1010)が位置(x)を判定する方法。
- 前記位置検出器(100)により生成される磁気信号(S)を検出するために少なくとも区域的に測定経路(MW)に沿って配置された第2の導体ループ(L2)がさらに設けられており、前記評価装置(1010)は第1の信号(s1)に依存し、且つ磁気信号(S)により前記第2の導体ループ(L2)で生成される第2の信号(s2)に依存して位置(x)を判定し、好ましくは前記第1の導体ループ(L1)の少なくとも1つの区域は測定経路(MW)の参照位置(x0)に関して実質的にほぼ正弦形の推移を有しており、前記第2の導体ループ(L2)の少なくとも1つの区域は測定経路(MW)の参照位置(x0)に関して実質的にほぼ余弦形の推移を有している、請求項12に記載の方法。
- 少なくとも1つの導体ループ(L1)は少なくとも1つの前記導体ループ(L1)の微分面積要素(dA)の大きさが測定経路(MW)の座標軸(x)に沿って設定可能な関数に従って変化するように構成されている、請求項12または13に記載の方法。
- 少なくとも3つの導体ループ(L1,L2,L3)が設けられており、第1の導体ループ(L1)に割り当てられる関数は正弦関数であり、第2の導体ループ(L2)に割り当てられる関数は余弦関数であり、第3の導体ループ(L3)に割り当てられる関数は定数であり、前記評価装置(1010)は第1の信号(s1)に依存し、磁気信号(S)により前記第2の導体ループ(L2)で生成される第2の信号(s2)に依存し、且つ磁気信号(S)により前記第3の導体ループ(L3)で生成される第3の信号(s3)に依存して位置(x)を判定する、請求項14に記載の方法。
- 前記第2の信号(s2)は位相ずれした第2の信号(s2’)を得るために90度だけ位相シフトされ、前記第1の信号(s1)は総和信号(s4)を得るために位相ずれした前記第2の信号(s2’)に加算され、位置(x)を判定するために前記総和信号(s4)と第3の信号(s3)との間で位相比較が実行される、請求項15に記載の方法。
- 位相比較は次の各ステップを有しており、すなわち、前記総和信号(s4)が第1のデジタル信号に変換され、前記第3の信号(s3)が第2のデジタル信号に変換され、位置(x)を判定するために時間測定の方式で前記第1および前記第2のデジタル信号の位相が比較される、請求項16に記載の方法。
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