專(zhuān)利名稱(chēng)：導(dǎo)電且優(yōu)選為齒形面的運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)定方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電且優(yōu)選為齒形面相對(duì)一傳感器的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)定方法和裝置，而該傳感器包括至少一產(chǎn)生一交變電磁場(chǎng)的線圈，該電磁場(chǎng)由于在該齒形面和傳感器之間的位置變化引起的反饋而經(jīng)歷一可通過(guò)該線圈測(cè)定的變化。
背景技術(shù)：
人們從實(shí)際運(yùn)用，業(yè)已知道所討論的方法和裝置，而且它們具有特殊價(jià)值，特別是在一第一物體相對(duì)一第二物體在一限定距離內(nèi)移動(dòng)的時(shí)候，例如，磁性軸承、懸浮裝置、齒輪失調(diào)檢測(cè)裝置等等通常就是這樣的。
DE 32 44 420 C2揭示一種磁力懸浮車(chē)輛的距離傳感器。該傳感器包括一個(gè)發(fā)射線圈和兩個(gè)接收線圈，而該發(fā)射線圈設(shè)計(jì)成一長(zhǎng)形扁平線圈，其線圈軸線向該磁力懸浮車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)方向傾斜地延伸。該特別配置在某種程度上降低所謂的槽齒諧波。然而，該傳感器容許測(cè)量的距離僅僅由10mm到15mm。
DE 199 27 759 A1揭示一種裝置，其利用磁性來(lái)測(cè)量在一鐵磁極齒輪和一直接放置在該磁極輪附近的磁敏性傳感器之間的距離，而且該裝置可用來(lái)探測(cè)該齒輪的運(yùn)動(dòng)。該發(fā)明的要點(diǎn)是采用一永久磁鐵，其面對(duì)該齒狀物件的磁極面與該磁極齒輪組件按比例來(lái)說(shuō)夠大，所以該永久磁鐵的中性區(qū)的位置保持不受該磁極齒輪的相應(yīng)位置的影響。該裝置也可以用來(lái)測(cè)定該磁極齒輪的轉(zhuǎn)速、速度和路徑。然而，該裝置的缺點(diǎn)是其精確度低，尤其是在該傳感器和該磁極齒輪之間的距離較大的情況下。
在DE 34 09 448 C2中揭示的一種裝置，其由通過(guò)反應(yīng)軌中的渦流作用的交變磁場(chǎng)的與磁隙相關(guān)的磁阻尼構(gòu)成。關(guān)于這一點(diǎn)，該線圈系統(tǒng)的感抗在一可并聯(lián)或串聯(lián)操作的電容器的幫助下完全抵消，而且由于該電容器，基本上可自該線圈系統(tǒng)的有效電阻來(lái)測(cè)定該距離信號(hào)。在該情況下的一個(gè)缺點(diǎn)在于該整體裝置的測(cè)量精度極大地受到該線圈系統(tǒng)的參數(shù)和該補(bǔ)償電容器的公差的影響，而該些公差在實(shí)際的結(jié)構(gòu)中是不可避免的。

發(fā)明內(nèi)容
所以本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種導(dǎo)電且優(yōu)選為齒形面相對(duì)一傳感器的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)定方法和裝置，其測(cè)定一導(dǎo)電且優(yōu)選為齒形面相對(duì)一傳感器的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，其中有可能在一方面測(cè)量一在一齒形面和一傳感器之間的最大的可能距離，而且在另一方面測(cè)量該槽齒諧波，即在該些齒和槽上面移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)變化，并且盡可能排除由溫度波動(dòng)產(chǎn)生的影響。另外的一個(gè)目的是使到在測(cè)量的同時(shí)可以計(jì)算該齒形面和該傳感器之間的相對(duì)速度。
根據(jù)本發(fā)明，上述的關(guān)于提供一導(dǎo)電且優(yōu)選為齒形面相對(duì)一傳感器的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)定方法的目的可以通過(guò)一種具有以下步驟的方法來(lái)達(dá)成。所述方法為一種導(dǎo)電且優(yōu)選為齒形面(22)相對(duì)一傳感器(3)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的一種測(cè)定方法，而所述傳感器包括至少一產(chǎn)生一交變電磁場(chǎng)的線圈(16)，所述電磁場(chǎng)由于在所述齒形面(22)和所述傳感器(3)之間的位置變化引起的反饋而經(jīng)歷一可通過(guò)所述線圈(16)測(cè)定的變化，所述方法的特征在于所述位置變化由所述線圈(16)的耦合阻抗(Zc)導(dǎo)出，而且利用一在所述傳感器(3)和所述齒形面(22)之間的距離d來(lái)測(cè)定所述線圈(16)的復(fù)耦合阻抗(Zc)的實(shí)數(shù)部份(Rc)和虛數(shù)部份(Xc)，所述距離d基于所述測(cè)定值且同時(shí)采用一算法為基來(lái)計(jì)算。
此外，上述的關(guān)于提供一導(dǎo)電且優(yōu)選為齒形面相對(duì)一傳感器的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)定裝置的目的可以通過(guò)一種具有以下技術(shù)特征的裝置來(lái)達(dá)成。所述裝置為一種導(dǎo)電且優(yōu)選為齒形面(22)相對(duì)一傳感器(3)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的一種測(cè)定裝置，而所述傳感器包括至少一產(chǎn)生一交變電磁場(chǎng)的線圈(16)，所述電磁場(chǎng)由于在所述齒形面(22)和所述傳感器(3)之間的位置變化引起的反饋而經(jīng)歷一可通過(guò)所述線圈(16)測(cè)定的變化，所述裝置的特征在于所述線圈(16)的耦合阻抗(Zc)可以測(cè)量，通過(guò)設(shè)置一特別排列的測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)量所述線圈(16)的復(fù)耦合阻抗(Zc)的實(shí)數(shù)部份(Rc)和虛數(shù)部份(Xc)，并且基于所述測(cè)量來(lái)計(jì)算所述傳感器(3)和所述齒形面(22)之間的距離d和相對(duì)速度或轉(zhuǎn)速。
該傳感器還可以包括一具有至少兩個(gè)線圈的線圈系統(tǒng)，其可代替一單一線圈。在該情況下，該第二線圈可以有利地用作補(bǔ)償漂移或其它的影響。
基于該些測(cè)量值，可以通過(guò)函數(shù)(1)來(lái)求出該齒形面和該傳感器之間的距離dd=f(Rc,Xc,XcRc)---(1)]]>通過(guò)自方程式(2)的函數(shù)的周期時(shí)間，于是就有可能通過(guò)方程式(3)來(lái)推斷出該齒形面和傳感器之間的相對(duì)速度v或轉(zhuǎn)速
Fx=f(XcRc)---(2)]]>v=LT(Fx)---(3)]]>其中L是一齒和一槽的長(zhǎng)度的和(參照?qǐng)D3a)，而T(Fx)是該函數(shù)Fx的周期時(shí)間。
在一較佳的配置中，有可能使用同一線圈產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)和作為接收線圈。這樣可減少該測(cè)量方法要求的時(shí)間和材料和使該測(cè)量裝置簡(jiǎn)單及易于操作，與此同時(shí)可預(yù)防一些可能的誤差源。
該復(fù)耦合阻抗(Zc)的實(shí)數(shù)部份(Rc)和虛數(shù)部份(Xc)的計(jì)算可以采用一數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)行，該模型一方面描述該產(chǎn)生一交變場(chǎng)的線圈并且在另一方面描述該導(dǎo)電、齒形面對(duì)該線圈的由該傳感器和該齒形面之間的位置變化引起的耦合阻抗Zc的影響。
該耦合阻抗Zc的實(shí)數(shù)和虛數(shù)部份可以根據(jù)下列的方程式的理論來(lái)測(cè)定Rc=k0ωηe-32αdf1(k1,ω,σ,μ)f3(k3,ω,σ,μ)---(4)]]>
Xc=k0ωηe-32αdf2(k2,ω,σ,μ)f3(k3,ω,σ,μ)---(5)]]>其中d為該傳感器和該齒形面之間的距離，ω為激勵(lì)頻率，而σ和μ分別為該齒形面材質(zhì)的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率。
從方程式(4)和(5)就可明顯看出Rc和Xc基本上與距離d按指數(shù)規(guī)律地變化。
從這些方程式，就可以同樣地通過(guò)以下方程式來(lái)計(jì)算該復(fù)耦合阻抗Zc的相角Фc 在一初步的概算中，相角Фc與距離d無(wú)關(guān)。
這些方程式的設(shè)置和其不同部份不會(huì)在此作更詳細(xì)的論述。然而，應(yīng)該注意的是Rc、Xc和tanФc的測(cè)定可以用來(lái)計(jì)算該齒形面和該線圈系統(tǒng)之間的距離d和相對(duì)速度(或轉(zhuǎn)速)。在計(jì)算的范疇內(nèi)來(lái)說(shuō)，有可能考慮到該齒形面的電磁特性μ和σ。
根據(jù)方程式(4)和(5)且通過(guò)以下的方程式就可提供一有利的變型來(lái)測(cè)定該導(dǎo)電且優(yōu)選為齒形面和該產(chǎn)生一交變場(chǎng)的傳感器之間的距離d
d=k1·XcRc-ln(Xc)---(7)]]>在該情況下，通過(guò)方程式(7)計(jì)算該傳感器和齒形面之間的距離d是特別有利的，因?yàn)榛旧喜粫?huì)有槽齒諧波。
同時(shí)，通過(guò)方程式(2)和(3)有可能測(cè)定一具有均距相隔的齒和槽的表面相對(duì)于該傳感器的相對(duì)速度v(或轉(zhuǎn)速)。
如上所述，該傳感器可以包括一用來(lái)產(chǎn)生一交變場(chǎng)并作為一接收線圈的測(cè)量線圈。然而，也有可能采用兩個(gè)線圈，其中一個(gè)用來(lái)產(chǎn)生該交變場(chǎng)，而另一個(gè)可用作為一測(cè)量線圈。在該兩種情況下，該測(cè)量線圈皆可以由該根據(jù)方程式(4)和(5)的數(shù)學(xué)模型來(lái)描述。該測(cè)量線圈然后可以這樣制定以致于該數(shù)學(xué)模型可用于計(jì)算線圈參數(shù)。采用該數(shù)學(xué)模型使到有可能減少所謂的槽齒諧波，即在該些齒和槽上移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的測(cè)量線圈阻抗變化。
為了進(jìn)一步減少槽齒諧波，可產(chǎn)生一有利的變型，其中該測(cè)量線圈的磁場(chǎng)單一性地向該運(yùn)動(dòng)方向增加，與距離無(wú)關(guān)地，直到該測(cè)量線圈的中心，并且再以同一方式單一性地減少。這樣一種磁場(chǎng)圖可以實(shí)現(xiàn)，例如，使該測(cè)量線圈的部份繞組做成垂直于該運(yùn)動(dòng)方向以致于該些部份的電感份量可以大大地減小并且從而對(duì)該測(cè)量結(jié)果幾乎沒(méi)有影響。
此外，補(bǔ)償溫度對(duì)該測(cè)量線圈的耦合阻抗或Rc和Xc的影響是有利的。為此，該線圈系統(tǒng)除該測(cè)量線圈之外可以包括一補(bǔ)償線圈(參比線圈)，其阻抗與距離d無(wú)關(guān)。在該情況下，重要的是在該傳感器和齒形面之間的距離d達(dá)到最大且在該齒形面對(duì)該測(cè)量線圈沒(méi)有影響的時(shí)候，該參比線圈的質(zhì)量相等于該測(cè)量線圈的質(zhì)量。要滿(mǎn)足這些必要條件可以通過(guò)該些線圈參數(shù)，例如，諸如繞數(shù)、導(dǎo)線直徑等等。該兩個(gè)線圈的實(shí)數(shù)和虛數(shù)部份的一加權(quán)減法然后使到有可能補(bǔ)償溫度的影響。在一具體的配置中，該測(cè)量線圈和該補(bǔ)償線圈可以由具有一相同的固定頻率的交流電流來(lái)激勵(lì)。
根據(jù)該些信號(hào)，該測(cè)量線圈的復(fù)耦合阻抗(Zc)的實(shí)數(shù)部份(Rc)和虛數(shù)部份(Xc)的制備可以實(shí)現(xiàn)為兩種變型。在一第一變型中，該復(fù)耦合阻抗Zc的實(shí)數(shù)和虛數(shù)部份，例如，有可能由以下的三個(gè)步驟來(lái)測(cè)定1.在沒(méi)有該齒形面的情況下測(cè)定該測(cè)量線圈的阻抗Zc的實(shí)數(shù)部份Re[Zo]和虛數(shù)部份Im[Zo]。
2.在該齒形面的影響下測(cè)定該測(cè)量線圈的阻抗Zm的實(shí)數(shù)部份Re[Zm]和虛數(shù)部份Im[Zm]。
3.根據(jù)該步驟1和2的數(shù)值，然后就有可能通過(guò)以下的方程式以減法求出該復(fù)耦合阻抗Zc的實(shí)數(shù)部份和虛數(shù)部份Rc＝Rm-RoXc＝Xm-Xo。
在一第二變型中，該復(fù)耦合阻抗Zc的實(shí)數(shù)和虛數(shù)部份可以由以下的兩個(gè)步驟來(lái)進(jìn)行測(cè)定1.通過(guò)一根據(jù)該些測(cè)量和參比線圈的阻抗的加權(quán)減法直接地求出該復(fù)耦合阻抗Zc＝Zm-Zo。
2.根據(jù)該復(fù)耦合阻抗Zc，求出該實(shí)數(shù)部份Rc和虛數(shù)部份Xc。


存在有各種各樣的以一有利的方式來(lái)改進(jìn)和進(jìn)一步發(fā)展本發(fā)明的啟示的可能性。為此，可以在一方面參照本發(fā)明的權(quán)利要求和在另一方面參照以下對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例及有關(guān)附圖的詳細(xì)敘述。通過(guò)本發(fā)明的較佳實(shí)施例與有關(guān)附圖的結(jié)合，還可更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的啟示的大體上的較佳改進(jìn)和進(jìn)一步發(fā)展。在附圖中圖1所示為一根據(jù)本發(fā)明的一導(dǎo)電且優(yōu)選為齒形面相對(duì)一傳感器的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)定裝置的框圖的示意圖；圖2a所示為一根據(jù)本發(fā)明的一測(cè)量自一齒輪的距離和測(cè)量該齒輪的速度的裝置的一第一實(shí)施例的電感傳感器的示意圖；圖2b所示為該在圖2a中的傳感器的一更精密的示意圖；圖3a所示為一根據(jù)本發(fā)明的一測(cè)量一磁力懸浮車(chē)輛自其異型導(dǎo)軌的距離和測(cè)量該車(chē)輛速度的裝置的一第二實(shí)施例的電感傳感器的示意圖；圖3b所示為該在圖3a中的傳感器的一更精密的示意圖；圖4所示為一在圖2和圖3中且使用平面技術(shù)的傳感器的示意圖；圖5所示為一根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一實(shí)施例的傳感器的示意圖；圖6所示為一說(shuō)明該計(jì)算距離作為在該齒形面對(duì)面的不同位置x的實(shí)際測(cè)量距離的一函數(shù)的曲線圖；以及圖7所示為一顯示該函數(shù)Fx作為該在不同距離d的位置x的一函數(shù)的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
圖1以示意圖示出一根據(jù)本發(fā)明的一導(dǎo)電且優(yōu)選為齒形面相對(duì)一傳感器的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)定裝置的框圖。根據(jù)圖1所示的電路，一振蕩器1產(chǎn)生一具有某一固定頻率f的正弦電壓U1-和在同時(shí)產(chǎn)生一具有同一固定頻率f的第二正弦電壓U2-，其相對(duì)于電壓U1-有90°相差。該電壓U1-與一激勵(lì)器2的輸入端連接，該激勵(lì)器激勵(lì)一由一測(cè)量線圈和一參比線圈組成的傳感器3。
自該些測(cè)量和參比線圈的測(cè)量信號(hào)在一放大器4中形成一差。該差在一倍增器5中以信號(hào)U1-放大，并且在一倍增器6中以信號(hào)U2-放大。在通過(guò)低通濾波器7和8之后，產(chǎn)生兩個(gè)電壓Uc1和Uc2，Uc1與該線圈系統(tǒng)的復(fù)耦合阻抗Zc的實(shí)數(shù)部份(Rc)成比例，而Uc2則與虛數(shù)部份(Xc)成比例。該兩個(gè)電壓通過(guò)一模數(shù)轉(zhuǎn)換器9來(lái)數(shù)字化。在一微控制器10中，一要求的距離d可以，例如，基于該方程式(1)來(lái)計(jì)算。此外，有可能用方程式(2)和(3)計(jì)算速度v。最后，借助于一電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器11，還可以使該距離d的特性線性化。
圖2a所示為一傳感器3，其可同時(shí)測(cè)量，例如為了測(cè)定不平衡性，其與一成一齒輪13形狀的測(cè)試物件12的距離以及該齒輪13的速度。傳感器3包括一扁平的鐵磁線圈支承件14，其可配合該齒輪13的曲率，而且其表面裝有一線圈系統(tǒng)15。
在圖2b中更精密地示出該線圈系統(tǒng)15，其并且包括一測(cè)量線圈16，該線圈這樣構(gòu)造以致于在其每一繞組部份17皆垂直于該齒輪的運(yùn)動(dòng)方向(y方向)延伸的情況下，使多條導(dǎo)線絞合在一起。該測(cè)量線圈16在x方向上的長(zhǎng)度大致相當(dāng)于該齒輪13的一槽齒的間距。一補(bǔ)償線圈18在該線圈支承件14上繞成一環(huán)形線圈，從而使該些線圈參數(shù)與該測(cè)試物件12無(wú)關(guān)。在圖2中所示的另外的一電子部件19通過(guò)一電纜20與該測(cè)量線圈16連接。
圖3a所示的布置示出一設(shè)計(jì)來(lái)裝入一磁力懸浮車(chē)輛內(nèi)的傳感器3。該布置計(jì)劃用來(lái)測(cè)定該車(chē)輛自一異型導(dǎo)軌的距離d和該車(chē)輛的速度。圖3a與圖2中的相同部件用相同的數(shù)字代表。
正如圖3b最佳地示出那樣，該傳感器3包括一扁平的鐵磁線圈支承件14，其表面裝有一測(cè)量線圈16以致于其定向于x方向的繞組部份21放置于該支承件14面對(duì)一齒形面22的表面上。該在y方向上布置的繞組部份17放置于該支承件14遠(yuǎn)離該齒形面22的表面上。在該配置中，該參比線圈18同樣地在該支承件14上延伸為一環(huán)形線圈。
圖4所示為一在圖2和圖3中所示的布置，而該線圈則是采用平面技術(shù)來(lái)制成的。
圖5所示為該傳感器3的另一實(shí)施例，其中該測(cè)量線圈16的在y方向上延伸的繞組部份17的磁場(chǎng)由一相反磁場(chǎng)抵消。這可以通過(guò)兩個(gè)在y-z平面上卷繞的繞組部份23來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，該些繞組部份17的磁場(chǎng)被消除，所以只有該些繞組部份21的磁場(chǎng)仍然對(duì)該測(cè)量起重要作用。該些繞組部份23的其余磁場(chǎng)不再與該測(cè)量有關(guān)。
在圖6中，該距離d的計(jì)算值作為該實(shí)際距離z的一函數(shù)來(lái)繪制。當(dāng)該傳感器3的參數(shù)、在該齒形面22上的不同位置x輸入后。就會(huì)變得顯而易見(jiàn)，即該計(jì)算值d大致上與該傳感器3相對(duì)于該齒形面22的位置x無(wú)關(guān)。所以，本發(fā)明的方法適合于對(duì)該要求距離z作一精確的測(cè)定。
正如圖7最佳地示出那樣，該函數(shù)Fx的穩(wěn)恒部分幾乎與該傳感器3和該齒形面22之間的距離d無(wú)關(guān)。所以一合適的比較器電平可測(cè)定在兩連續(xù)的上升及下降坡道的時(shí)間。然后可用該周期時(shí)間T(Fx)且根據(jù)方程式(3)來(lái)測(cè)定該齒形面22相對(duì)于該傳感器3的速度或轉(zhuǎn)速。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電且優(yōu)選為齒形面(22)相對(duì)一傳感器(3)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)定方法，而所述傳感器包括至少一產(chǎn)生一交變電磁場(chǎng)的線圈(16)，所述電磁場(chǎng)由于在所述齒形面(22)和所述傳感器(3)之間的位置變化引起的反饋而經(jīng)歷一可通過(guò)所述線圈(16)測(cè)定的變化，所述方法的特征在于所述位置變化由所述線圈(16)的耦合阻抗(Zc)導(dǎo)出，而且利用一在所述傳感器(3)和所述齒形面(22)之間的距離d來(lái)測(cè)定所述線圈(16)的復(fù)耦合阻抗(Zc)的實(shí)數(shù)部份(Rc)和虛數(shù)部份(Xc)，所述距離d基于所述測(cè)定值且同時(shí)采用一算法為基來(lái)計(jì)算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述傳感器(3)包括一具有至少兩個(gè)線圈的線圈系統(tǒng)(15)，其中第二個(gè)線圈用來(lái)補(bǔ)償漂移或其它的影響。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于以下的數(shù)學(xué)函數(shù)d=f(Rc,Xc,XcRc)]]>作為算法，通過(guò)以下的函數(shù)v=LT(Fx)]]>求出所述齒形面(22)和傳感器(3)之間的相對(duì)速度v或轉(zhuǎn)速，其中L是一齒和一槽的長(zhǎng)度的和，而T(Fx)是以下函數(shù)Fx的周期時(shí)間Fx=f(XcRc).]]>
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于采用一數(shù)學(xué)模型來(lái)計(jì)算所述線圈系統(tǒng)(15)的復(fù)耦合阻抗(Zc)的實(shí)數(shù)部份(Rc)和虛數(shù)部份(Xc)，所述模型描述一用來(lái)產(chǎn)生一交變場(chǎng)的線圈系統(tǒng)(15)并且考慮到所述齒形面(22)對(duì)所述線圈阻抗的影響。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4其中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于把不同的線圈用于產(chǎn)生所述交變電磁場(chǎng)和用作為接收(測(cè)量)線圈(16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5其中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于用以下三個(gè)步驟來(lái)測(cè)定所述測(cè)量線圈(16)的復(fù)耦合阻抗(Zc)的實(shí)數(shù)部份(Rc)和虛數(shù)部份(Xc)a)在沒(méi)有所述齒形面的影響下測(cè)量所述測(cè)量線圈(16)的復(fù)阻抗Zo的實(shí)數(shù)部份Re[Zo]和虛數(shù)部份Im[Zo]，而Zo＝Re[Zo]+j*Im[Zo]；b)在所述齒形面的影響下測(cè)量所述測(cè)量線圈(16)的復(fù)阻抗Zm的實(shí)數(shù)部份Re[Zm]和虛數(shù)部份Im[Zm]，而Zm＝Re[Zm]+j*Im[Zm]；c)通過(guò)以下的方程式計(jì)算所述復(fù)耦合阻抗Zc＝Re[Zc]+j*Im[Zc]的實(shí)數(shù)部份Rc和虛數(shù)部份XcRc＝Re[Zc]＝Re[Zm]-Re[Zo]Xc＝Im[Zc]＝Im[Zm]-Im[Zo]。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6其中一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在計(jì)算所述Rc和Xc時(shí)考慮到所述齒形面(22)的材質(zhì)的電導(dǎo)率σ和磁導(dǎo)率μ。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7所述的方法，其特征在于所述測(cè)量在10千赫至2兆赫之間的寬頻范圍內(nèi)進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求2-8所述的方法，其特征在于所述線圈系統(tǒng)(15)包括一測(cè)量線圈(16)和一參比線圈(18)，所述參比線圈用來(lái)補(bǔ)償溫度以及測(cè)定Rc和Xc。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于在所述傳感器(3)和所述齒形面(22)之間的距離d達(dá)到最大時(shí)，所述測(cè)量線圈(16)的質(zhì)量Qm和所述參比線圈(18)的質(zhì)量QR相同。
11.一種導(dǎo)電且優(yōu)選為齒形面(22)相對(duì)一傳感器(3)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)定裝置，具體地說(shuō)為實(shí)施權(quán)利要求1-10其中一項(xiàng)所述的方法的裝置，而所述傳感器包括至少一產(chǎn)生一交變電磁場(chǎng)的線圈(16)，所述電磁場(chǎng)由于在所述齒形面(22)和所述傳感器(3)之間的位置變化引起的反饋而經(jīng)歷一可通過(guò)所述線圈(16)測(cè)定的變化，所述裝置的特征在于所述線圈(16)的耦合阻抗(Zc)可以測(cè)量，通過(guò)設(shè)置一特別排列的測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)量所述線圈(16)的復(fù)耦合阻抗(Zc)的實(shí)數(shù)部份(Rc)和虛數(shù)部份(Xc)，并且基于所述測(cè)量來(lái)計(jì)算所述傳感器(3)和所述齒形面(22)之間的距離d和相對(duì)速度或轉(zhuǎn)速。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述傳感器(3)包括一具有至少兩個(gè)線圈的線圈系統(tǒng)(15)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的裝置，其特征在于為了產(chǎn)生一交變場(chǎng)，所述傳感器(3)包括一可通過(guò)一數(shù)學(xué)模型描述的測(cè)量線圈(16)，其中所述測(cè)量線圈(16)可以這樣構(gòu)成以致于所述數(shù)學(xué)模型可用于計(jì)算所述線圈參數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于所述測(cè)量線圈(16)只有一層繞組。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-14其中一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于不同的線圈可用于產(chǎn)生所述交變電磁場(chǎng)和用作為接收(測(cè)量)線圈(16)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11-15其中一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述測(cè)量線圈(16)的磁場(chǎng)單一性地向運(yùn)動(dòng)方向增加且與距離無(wú)關(guān)地直到所述測(cè)量線圈(16)的中心，此后磁場(chǎng)再單一性地減少。
17.根據(jù)權(quán)利要求11-16其中一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述測(cè)量線圈(16)包括一扁平支承件(14)，而所述測(cè)量線圈(16)的定向于x方向的繞組部份(21)是放置于所述支承件(14)的面對(duì)所述齒形面(22)的表面上，而在y方向上延伸的繞組部份(17)則布置于所述支承件(14)的遠(yuǎn)離所述齒形面(22)的表面上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于所述支承件(14)在所述運(yùn)動(dòng)方向上的尺寸大體上相等于一齒槽的間距。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的裝置，其特征在于所述支承件(14)由一鐵磁性且電導(dǎo)性差的材料制作，諸如塑性鐵素體。
20.根據(jù)權(quán)利要求17-19其中一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述支承件(14)由與所述齒形面(22)相同的鐵磁性材料制作。
21.根據(jù)權(quán)利要求11-20其中一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于在每一所述繞組部份(17)在y方向上延伸的情況下，使多條導(dǎo)線絞合在一起。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于所述測(cè)量線圈(16)采用平面技術(shù)制成。
23.根據(jù)權(quán)利要求11-22其中一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于在y方向上延伸的所述繞組部份(17)的磁場(chǎng)可由一相反磁場(chǎng)抵消。
24.根據(jù)權(quán)利要求12-23其中一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述線圈系統(tǒng)(15)包括一參比線圈(18)，所述參比線圈的參數(shù)基本上不受所述齒形面(22)的影響。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于所述參比線圈(18)做成一環(huán)形線圈。
26.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的裝置，其特征在于在所述傳感器(3)和所述齒形面(22)之間的距離達(dá)到最大時(shí)，所述測(cè)量線圈(16)的質(zhì)量相當(dāng)于所述參比線圈(18)的質(zhì)量。
27.根據(jù)權(quán)利要求11-26其中一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于設(shè)有一計(jì)算機(jī)和一存儲(chǔ)器。
全文摘要
一種導(dǎo)電且優(yōu)選為齒形面(22)相對(duì)一傳感器(3)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)的一種測(cè)定方法和裝置，而所述傳感器包括至少一產(chǎn)生一交變電磁場(chǎng)的線圈(16)，所述電磁場(chǎng)由于在所述齒形面(22)和所述傳感器(3)之間的位置變化引起的反饋而經(jīng)歷一可通過(guò)所述線圈(16)測(cè)定的變化，所述方法和裝置這樣設(shè)置以致于所述位置變化由所述線圈(16)的耦合阻抗(Z
文檔編號(hào)G01B7/02GK1774615SQ200480010313
公開(kāi)日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2004年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月30日
發(fā)明者S·蒙德尼科夫, M·內(nèi)特切維斯基, F·蒙德尼科夫, W·格羅瑪, M·瑟蘭 申請(qǐng)人:微-埃普西龍測(cè)量技術(shù)有限兩合公司