本發(fā)明涉及測量設備，可用于確定例如冶金、汽車工業(yè)、起重機、倉庫和生產物流、生產整體自動化等領域中物體的絕對位移。
生產過程中進行經營任務時，提高生產流程的效率非常重要，尤其可通過生產設施中不同時間段上快速準確的物體定位來實現效率的提高。對物體移動進行有效監(jiān)控可創(chuàng)建生產流程的準確映射(例如夜間)，從而減少相應的員工數。
用于測量物體位移的已知方法基于換能器和信號源相對于彼此的位移。例如，數字系統(tǒng)中，僅當換能器接收到來自源的信號才進行處理以獲得物體移動的值。因此，物體位置測量的精度取決于換能器的測量范圍值，同時取決且受限于換能器靈敏度面積。
用于測量物體位移的已知方法(jp0850004，202.12.1996)包括以下內容：在物體上安裝信號源-磁體；沿著移動的路徑設置換能器-霍爾傳感器；將勵磁電流應用于換能器。物體移動時，通過霍爾傳感器讀取電壓值，再計算物體移動的值。
該方法的不利之處是由于取決且受限于換能器靈敏度面積，測量精度低，測量范圍有限。此外，需在每個霍爾傳感器上鋪設電纜，以確保供電和信號的獲取，因而很大程度上使測量系統(tǒng)復雜化。
現有一些用于測量物體位移的已知方法(ru2125235，20.01.1999；ru2117914，20.08.1998)，根據這些方法，將換能器安裝在移動物體上，則超聲波傳播自沿著物體路徑的源。一人測量從源到換能器的信號傳播時間，則該值可用于估計物體的線性移動的值。
這些方法的不利之處是無法測量換能器靈敏度范圍之外的物體位置，無法測量物體向遠距離的移動，因此限制了生產中的使用。
現有一種用于測量物體位移的方法(ru2196300，10.01.2003)，根據該方法，將換能器(一種光電接收器)安裝在移動物體上；使用光學系統(tǒng)，將光信號從沿著物體的光源傳送到換能器，則光電接收器利用輸出信號來估計物體移動的值。
該方法的不利之處是精度低，因為物體移動的值僅取決于光電接收器上光點的位置、大小和強度。使用這種方法，無法測量相當遠距離處的物體移動。此外，由于光學系統(tǒng)、附加光電接收器導致了發(fā)射器的光流不穩(wěn)定性，該方法的實施需使用附加設備，這導致使用不便，以及物體定位的額外費用。
現有一種確定物體絕對位移的已知方法(ru93003536，10.08.1995)，根據該方法，掩模和測量標尺具有數行相同的槽，從而在布置槽時不會有共同的除數。將掩模置于可移動物體上，沿著物體的路徑設置測量標尺；使物體通過，物體的掩模需沿著測量標尺，通過掩模槽和測量標尺的光的強度在預定時間段發(fā)生改變，且每行的周期分數值不具有公共的整除數，從而可確定移動物體的絕對值。
由于任何時間段內掩模和測量標尺具有特定周期，因此該方法在理論上可增加物體定位的測量范圍。但在掩模和測量標尺上使用除數十分耗時且不方便；因此，實際上無法測量相當長距離處的物體位移。此外，移動測定的準確性取決于通過掩模槽之后產生的光強度，就此而言精度很低。
現有一種用于測量物體位移的已知方法(ru1820209，07.06.1993)，最接近本方法，包括以下組件：安裝在可移動物體上的換能器-光敏電荷耦合器。沿著物體移動的路徑，可形成信號源-照明線、信號-光線，其間距離小于換能器長度，可使換能器的循環(huán)輪詢生效。信號源以預定的順序接通，一個信號源用于換能器的每個輪詢周期。接收到輸出信號時，停止對接通信號源的詳盡搜索，轉換輸出信號，確定信號源數量，并由此確定物體的移動。
該方法可增加物體移動的測量距離。但這種情況下，出現輸出信號前，由于對接通信號源進行詳盡搜索，因此確定物體移動值的總時間會增加。在該方法以及類似測量中，測量精度取決于換能器靈敏度的面積。
本發(fā)明旨在增加物體可移動的距離，并開發(fā)用于測量物體位移的方法，其中可使用不同類型的信號源，包括磁體和/或電磁體以及不同類型的換能器，例如，磁致伸縮換能器。
該技術成果在于增加了移動物體的測量精度，提高了對換能器接收到信息進行處理的速度，并可輸出物體和/或換能器位置的相關數據。
使用了位移測量方法，從而實現了該技術效果，該位移測量方法包括以下步驟：將換能器安裝在物體上，沿著物體的路徑設有信號源，在每個路徑段布置特殊的信號源，由此確定信號源的數量變化和/或任何兩個信號源之間的距離變化；信號通過安裝的換能器發(fā)送到移動物體，再接收來自換能器的輸出信號并報告測量范圍內信號源的位置；再確定物體和/或換能器的位置，測量距離大于換能器有效區(qū)域長度的位移。
信號源的布置可通過改變信號源的數量和/或任何兩個信號源之間的距離來確定，從而在物體路徑的任何段均可提供這些信號源的不重復唯一組合。這樣可隨時明確識別換能器的位置，進一步更精確地確定物體移動的位置，增加物體位移的測量精度，并可增加物體可移動的距離。
可通過僅改變所述信號源的數量來確定每個路徑段中信號源的唯一組合。這種情況下，在位移換能器的靈敏度區(qū)域中，可定位來自不同數量信號源的唯一組合，從而可唯一地識別物體和/或換能器的位置并確定其位移。物體移動距離可超過換能器靈敏度區(qū)域的范圍。
可通過改變任何兩個所述信號源之間的距離來確定每個路徑段信號源的唯一組合。這種情況下，可在任何1d-、2d-、3d-、nd-維度上布置信號源。位移換能器在其靈敏度區(qū)域的任何位置均具有相同數量信號源的唯一組合，這些信號源布置在空間中而不重復，從而可唯一地識別物體的位置并確定其位移。
此外，可通過改變信號源的數量和任何兩個信號源之間的距離來確定物體移動的每個路徑處信號源的唯一組合。這種情況下，任何兩個信號源之間具有不同距離的1d、2d、3d、nd測量中不同數量信號源的唯一組合可位于換能器的靈敏度區(qū)域中，從而可唯一地識別物體的位置并確定其位移。
接收不重復信號組合的信號源不僅可確定物體和/或換能器的位置和移動，如需要，還可精確地識別信號源的數量及其他參數。
該方法可通過任何信號源和換能器來實現。
可使用磁體和/或電磁體、含有磁體和/或電磁體的元件、含有磁體/電磁體的結構作為信號源。
信號源功能中，可使用例如光源、熱源、任何類型的輻射源、動能源、壓力源、超聲波、具有感應和/或電容物理性質的任何材料，即幾乎任何材料、具有編碼信息的源，例如，條形碼、2d代碼、3d代碼nd代碼，其中n是整數。
可使用磁致伸縮換能器、包含磁致伸縮換能器的各種設計作為換能器，也可使用霍爾換能器、光電管、磁致伸縮換能器、電感和電容換能器、輻射換能器、壓力換能器和其他能量轉換器作為換能器；
此外，還可使用識別系統(tǒng)的組件，例如讀取器(處理器)和附接天線(讀/寫頭)作為換能器，而附屬物(芯片、數據載體)可作為信號源。
根據所使用的信號源和位移換能器的類型，可使用適當的設備來處理從位移換能器接收的輸出信號。待處理的信息可通過不同的接口和協議傳輸，如模擬接口、tcp/ip、io-link、asinterface、profinet、profibus、devicenet、canopen、ethercat、ethernet、varan。
使用該方法可在制造過程中獲得關于物體時間和地點的精確信息，從而提高生產管理的效率。
該圖展出了用于實施所主張用于測量物體位移方法的裝置，包括位于物體2上的換能器1，沿著物體移動2路徑安裝的信號源3，從而可實現唯一信號的布置，通過改變信號源3的數量和/或任何兩個信號源之間3的距離來確定每個路徑點上的源。
例如作為換能器，磁致伸縮線性位移換能器1可設于移動物體上。位移測量范圍為a，沿著物體路徑放置磁體和/或電磁體3。應考慮每個路徑段a使用相同數量的磁體和/或電磁體的情況，但兩個磁體和/或電磁體之間的距離正在改變(參見圖)。因此，在等于磁致伸縮位移換能器測量范圍a的第一路徑段，磁體和/或電磁體彼此靠近設置以形成第一唯一的組。在長度為a的第二相似路徑段處，設有第二組磁體和/或電磁體，其中例如最右邊的磁體和/或電磁體在距離δ處偏移。在長度為a的第三相似路徑段處設有第三組磁體和/或電磁體，例如最右邊的磁體和/或電磁體在例如距離2δ處偏移；此外，在該處物體可移動的距離超過磁致伸縮換能器的敏感區(qū)域長度。這樣得出結論，在與換能器靈敏度區(qū)域相對的任何路徑段具有信號源的非重復組合，從而可唯一地識別物體的位置并確定其位移。
此外，等于磁致伸縮位移換能器測量范圍a的每個路徑段處的磁體和/或電磁體可以此方式布置，從而使磁體和/或電磁體之間的距離保持相同，但數量改變。因此，第一路徑段可設有兩個磁體和/或電磁體，第二路徑段可設有三個磁體和/或電磁體等。
在與換能器靈敏度區(qū)域相對的任何路徑段具有信號源的非重復組合，從而可唯一地識別物體的位置并確定其位移。
可使用替代的布置。若磁體和/或電磁體的數量以及任何兩個磁體和/或電磁體之間的距離改變時，磁體和/或電磁體置于等于磁致伸縮換能器測量范圍a的任何路徑段，即第一路徑段，例如，兩個磁體和/或電磁體以其間距離δ設置，在第二路徑段處有三個磁體和/或電磁體，其中第一和第二磁體和/或電磁體之間的距離為δ，第二和第三磁體和/或電磁體等之間的距離為2δ等；同時物體移動的距離也超過磁致伸縮換能器敏感度區(qū)域的長度；這種情況下，可明確地確定位置和物體的位移。
將關于唯一信號源布置的數據預先記錄到用于輸出信號處理的設備。當物體沿著設有磁體和/或電磁體的路徑移動時，磁致伸縮換能器可輸出與具有磁致伸縮位移換能器的物體相對的每個磁體和/或電磁體位置的值。將接收的值傳送到處理設備，該處理設備將該值與先前接收的磁體和/或電磁體的位置數據進行比較，并確定物體的位置及其位移。
如需要，通過來自磁致伸縮位移換能器的輸出信號，還可確定影響該位移換能器的信號源數量或信號源的任何其它參數。
物體可能產生位移的增加距離可計算如下：例如，巴魯夫公司的換能器可用作磁致伸縮線性位移換能器。其非線性值為30μm，測量范圍為4500mm；使用該換能器和兩個信號源時，應考慮到每個路徑段上信號源之間的距離(31μm)會發(fā)生變化，信號源之間的最小要求距離應不小于60mm，可得到：
所述信號源的唯一位置。
因此，使用雙信號源的總測量范圍如下：
4,500х70,645＝317,902,500mm＝3,179km(2)
精度為30μm。
結果，用于測量物體位移的方法可增加物體位移測量的精度并明顯增加物體可移動距離，可增加從磁致伸縮換能器接收到信息的分析速度和物體位置的檢測速度及其在生產區(qū)域中的位移，從而提高整個生產流程的效率。位移測量僅需一個磁致伸縮換能器，簡化了供電以及測量方法。此外，為了實施該方法，可使用各種信號源、位移換能器和用于處理輸出信號的相應設備，從而該方法可通用。