專利名稱：用于線性位置采集的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于線性無接觸地采集位置變化的物體的位置的測量裝置，具有一個與該物體剛性連接的、產(chǎn)生磁場的磁場設(shè)備，它經(jīng)歷相應(yīng)于物體的位置變化離開參考位置沿一段測量段的偏移。一種相應(yīng)的測量裝置出自DE 100 44 839 A1。
背景技術(shù)：
對于較大長度(特別是超過0.5cm)的無接觸線性位置測量，已知不同的測量裝置。本文開始部分提到的DE-A1文獻公開了一種位置傳感器，它包括一個在線匝裝置(Leiterschleifeneinrichtung)上移動的、產(chǎn)生磁場的磁場設(shè)備。在此，線匝裝置具有至少一個線圈，該線圈帶有多個互相包圍的導(dǎo)體繞組和從寬側(cè)到窄側(cè)漸縮的外部輪廓、一個與磁場設(shè)備的偏移匹配的延伸、以及通過一個弱磁性層的覆蓋。提供用于對在線匝裝置上得到的、取決于磁飽和的變化的信號進行信號分析的裝置。
由Tvco Electronics(CH)公司的公司展望中公開了一種所謂的PLCD(PermanentmagneticLinearContactlessDisplacement，永磁線性無接觸位移)路徑傳感器，它具有兩個帶有軟磁性磁芯的線圈和一個施主磁鐵。這里，進行關(guān)于一個自身的ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，特定應(yīng)用集成電路)的分析。在此，已知的路徑傳感器必須至少有被測量段的兩倍長。它的結(jié)構(gòu)和按照本文開始部分提到的DE-A1文獻的測量裝置同樣比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，如下構(gòu)造一個具有本文開始部分提到的特征的測量裝置，使其結(jié)構(gòu)比現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)簡單。
根據(jù)本發(fā)明，上述技術(shù)問題是通過在權(quán)利要求1中給出的特征解決的。與此對應(yīng)地應(yīng)該如下構(gòu)造本文開始部分定義的測量裝置，其測量段通過一個具有磁阻特性的帶狀軌構(gòu)成，該帶狀軌在它的兩個相對的長側(cè)面上分別各與一個用普通電阻材料制成的電阻軌接觸，在此，在測量段的末端，為普通電阻材料提供連接端子，在該連接端子上可以量取與磁場設(shè)備的位置相關(guān)的測量信號。
在本發(fā)明的測量裝置中，磁阻材料通過磁場設(shè)備局部在各測量位置飽和，由此在該區(qū)域?qū)w軌的電阻自身相應(yīng)地變化。這樣，可以通過測量在單個連接端子之間的電阻以簡單的方式確定磁場設(shè)備的各個位置。
測量裝置的這一構(gòu)造的優(yōu)點在于，通過電阻的測量、通過平的結(jié)構(gòu)方式和通過一個長度的簡單的測量值確定，該長度至少近似等于測量段的延伸。
本發(fā)明的測量裝置的優(yōu)選的實施方式來自從屬于權(quán)利要求1的權(quán)利要求。在此，可以把根據(jù)權(quán)利要求1的實施方式與一個從屬權(quán)利要求或者優(yōu)選為多個從屬權(quán)利要求的特征組合。與此對應(yīng)地，測量裝置還可以另外具有下述特征-由磁阻材料制成的帶狀軌可以具有一個相應(yīng)于XMR或CMR元件的磁阻層系統(tǒng)。
-取而代之，帶狀軌也可以具有至少一個由粒狀磁阻材料或者磁阻懸浮體制成的層。
-特別是兩個長側(cè)的電阻軌可以在測量段的整個線性延伸范圍內(nèi)伸展。
-測量段的線性延伸在此可以優(yōu)選地超過0.5cm。


下面根據(jù)一個優(yōu)選的實施例參考附圖進一步說明本發(fā)明。附圖中圖1表示本發(fā)明的測量裝置的測量段的俯視圖，以及圖2按照斜視圖示出了帶有按照圖1的測量段的測量裝置。
這里，附圖中相應(yīng)的部件分別用相同的參考符號表示。
具體實施例方式
在根據(jù)本發(fā)明的測量裝置的結(jié)構(gòu)中，從公知的實施方式出發(fā)。下面僅就其根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的部分進行說明。所有其余的部分在該關(guān)聯(lián)上都是現(xiàn)有技術(shù)。
按照圖1，本發(fā)明的測量裝置的測量段2包括一個由磁阻材料制成的帶狀軌3。為此特別采用層系統(tǒng)，如從XMR薄層元件或者CMR薄層元件公知的(例如參見文獻“XMR-Technologien”-TechnologieanalyseMagnetismus；Bd.2，VDI-Technologiezentrum“Physikalische Technologien”，Düsseldorf(DE)，1997，第11到46頁)那樣。不過，也可以使用任何其它其導(dǎo)電性取決于磁場變化的材料。于是，例如已知粒狀磁性材料(例如參見DE 44 25 356 C2)。為制造相應(yīng)的層也可以使用懸浮體，它們具有帶有磁和電特性的非常小的在液體介質(zhì)中彌散分布的微粒，例如用上述粒狀材料制成。在帶狀軌3的兩個相對的長側(cè)分別導(dǎo)電連接安裝一個由一種普通電阻材料制成的帶或者軌4a或4b。該電阻軌在測量段的相對的端側(cè)末端分別配備了電氣連接端子A、C或者B、D。
從圖2中看出，測量裝置5帶有圖1所示的具有線性延伸或長度L的測量段2。裝置5具有一個產(chǎn)生磁場的磁場設(shè)備，特別是形式為施主磁鐵6的磁場設(shè)備。該施主磁鐵在縱向上優(yōu)選地在測量段2的整個延伸L范圍上面特別超過0.5cm無接觸移動。它與一個未詳細說明的、要采集其關(guān)于測量段的位置的物體剛性連接。在此，該位置對應(yīng)于關(guān)于參考位置x0的偏移x。通過施主磁鐵6在測量位置x上帶狀軌3的磁阻材料在一個區(qū)域3a內(nèi)被飽和，由此在該位置電阻相應(yīng)地減小。于是在該區(qū)域3a上造成電阻軌4a和4b之間以較小的電阻的連接。
為采集位置，在測量連接端子A和B或者C和D之間進行電阻測量。相應(yīng)的測量路徑在圖2中用M1或者M2通過虛線表示。此外，作為第三電流路徑還可以測量連接端子A和D或者B和C之間的電阻。從相應(yīng)的三個測量值然后可以唯一確定施主磁鐵的位置x。在有利地設(shè)計測量裝置的情況下，可能甚至僅從兩個測量路徑M1和M2的值就足以確定位置。
在本發(fā)明的測量裝置5中，將由施主磁鐵6線性掠過的部分視為測量段2的線性延伸L。也就是說，電阻軌4a和4b和/或磁阻軌3能夠具有和延伸L不同的長度。
權(quán)利要求
1.一種測量裝置(5)，用于線性無接觸采集位置變化的物體的位置，具有一個與該物體剛性連接的、產(chǎn)生磁場的磁場設(shè)備(6)，該磁場設(shè)備經(jīng)歷相應(yīng)于物體的位置變化的從一個參考位置(x0)沿測量段(2)的偏移(x)，其特征在于，所述測量段(2)通過一個具有磁阻特性的帶狀軌(3)構(gòu)成，該帶狀軌在它的兩個相對的長側(cè)分別與一個用普通電阻材料制成的電阻軌(4a，4b)接觸，其中在該測量段(2)的末端為普通電阻材料提供連接端子(A至D)，在其上可以量取與磁場設(shè)備(6)的位置(x)相關(guān)的測量信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，具有磁阻特性的帶狀軌(3)具有對應(yīng)于XMR或者CMR元件的磁阻層系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，具有磁阻特性的帶狀軌(3)包含具有粒狀磁阻材料的層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，具有磁阻特性的帶狀軌(3)具有由帶有該特性的微粒的懸浮體構(gòu)成的層。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，兩個長側(cè)電阻軌(4a，4b)在測量段(2)的整個線性延伸(L)的范圍內(nèi)伸展。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，所述測量段(2)的線性延伸(L)超過0.5cm。
全文摘要
一種測量裝置(5)，用于線性無接觸采集位置變化的物體的位置，具有一個產(chǎn)生磁場的磁場設(shè)備(6)，該磁場設(shè)備經(jīng)歷相應(yīng)于物體的位置變化的從一個參考位置(x
文檔編號G01D5/16GK1926402SQ200580006596
公開日2007年3月7日 申請日期2005年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月1日
發(fā)明者詹斯·豪赫, 克勞斯·路德維格 申請人:西門子公司