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DE10361904A1 - Position and movement determination for an object being displaced over a surface, which is located by electrical and or magnetic measurements at a defined number of locations which are then weighted to determine its position - Google Patents

Position and movement determination for an object being displaced over a surface, which is located by electrical and or magnetic measurements at a defined number of locations which are then weighted to determine its position Download PDF

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Publication number
DE10361904A1
DE10361904A1 DE2003161904 DE10361904A DE10361904A1 DE 10361904 A1 DE10361904 A1 DE 10361904A1 DE 2003161904 DE2003161904 DE 2003161904 DE 10361904 A DE10361904 A DE 10361904A DE 10361904 A1 DE10361904 A1 DE 10361904A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electromagnetic
measuring
arrangement according
determining
measured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2003161904
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Prof. Dr. Dittrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fachhochschule Jena
Original Assignee
Fachhochschule Jena
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fachhochschule Jena filed Critical Fachhochschule Jena
Priority to DE2003161904 priority Critical patent/DE10361904A1/en
Publication of DE10361904A1 publication Critical patent/DE10361904A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/004Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Method for determining the position and movement path of an object (2) over a support surface (1) has the following steps: measurement of physical, especially electrical or magnetic values at predefined measurement locations on the surface with the values being measured in a time-resolved manner as the object moves towards, over or away from a measurement point. The measurements from several locations are compared and the position of an object determined as the wieghted center of the measurements. This center is then monitored over time to determine the movement path of an object. The invention also relates to a corresponding arrangement for carrying out the inventive method.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung der Position und des Bewegungsablaufs für mindestens einen Gegenstand, der über eine Fläche, die auch gekrümmt sein kann, bewegt wird, sowie auf eine Anordnung, die zur Durchführung dieses Verfahrens und alternativ zur Bewegung des Gegenstandes geeignet ist.The The invention relates to a method for determining the position and the movement for at least one object that has an area that is also curved can, is moved, as well as on an arrangement, to carry out this Method and, alternatively, to the movement of the article suitable is.

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Anordnungen bekannt, die es ermöglichen, einen oder mehrere Gegenstände unabhängig voneinander auf einer Fläche zu bewegen. Eine solche Anordnung ist beispielsweise in DE 197 12 893 A1 beschrieben. dort wird ein Gegenstand relativ zu einer ebenen oder gering gewölbten Fläche verschoben. Dabei handelt es sich um einen asynchronen Mehrkoordinatenantrieb, mit dem es bei entsprechender Ansteuerung möglich ist, infolge von Lorentz-Kräften den Gegenstand mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und in verschiedenen Richtungen über die Fläche zu bewegen.From the prior art methods and arrangements are known which make it possible to move one or more objects independently of one another on a surface. Such an arrangement is for example in DE 197 12 893 A1 described. There, an object is moved relative to a flat or slightly curved surface. It is an asynchronous multi-coordinate drive, with which it is possible with appropriate control, to move due to Lorentz forces the object at different speeds and in different directions over the surface.

Eine weitere Anordnung, die bevorzugt dazu geeignet ist, Wafer über eine Fläche hinweg zu transportieren, ist als „transport apparatus" in US 6,160,338 beschrieben. In die Wafer werden kapazitiv elektrische Ströme eingespeist, und es wirkt ein magnetisches Feld auf die stromdurchflossenen Bereiche eines jeden Wafers, so daß Lorentz-Kräfte entstehen, die als Vorschubkräfte genutzt werden und somit die Ortsveränderungen der Wafer relativ zu einer Auflagefläche bewirken.Another arrangement, which is preferably suitable for transporting wafers over an area, is known as a "transport apparatus" US 6,160,338 described. Capacitive electrical currents are fed into the wafers, and a magnetic field acts on the areas of each wafer through which current flows, so that Lorentz forces are generated which are used as feed forces and thus bring about changes in the position of the wafers relative to a support surface.

Bei derartigen Einrichtungen ist es oftmals wünschenswert, die Positionen der sich bewegenden Gegenstände zu erfassen und gegebenenfalls auch den Bewegungsablauf zu beobachten.at Often, such positions are desirable of moving objects to capture and, where appropriate, to observe the movement.

Die Kenntnis der jeweils aktuellen Position eines auf einer Fläche verschiebbaren Gegenstandes ist beispielsweise Voraussetzung dafür, die Antriebseinrichtung so steuern zu können, daß der Gegenstand von einer Istposition in eine vorgegebene Sollposition gelangt. Dabei kommt es nicht nur darauf an, die Istposition exakt zu bestimmen, sondern auch das Erreichen der Sollposition genau zu erfassen.The Knowledge of the current position of a movable on a surface Object is, for example, a prerequisite for the drive device to be able to control that the Object of an actual position in a predetermined target position arrives. It is not only important that the actual position is exact to determine, but also the achievement of the target position exactly capture.

Wird eine Kamera mit nachgeordnetem Bildverarbeitungssystem genutzt, um aus den mit der Kamera aufgenommenen Bildern die aktuellen Positionen des Gegenstandes zu ermitteln, so ist ein verhältnismäßig hoher technischer Aufwand insbesondere dann zu treiben, wenn sich der Gegenstand mit hoher Geschwindigkeit bewegt und daher in schneller Folge sehr viele Bildinformationen verarbeitet und ausgewertet werden müssen.Becomes a camera with downstream image processing system used, from the images taken with the camera, the current positions of the object, so is a relatively high technical effort especially when the object with high Speed moves and therefore in rapid succession a lot of image information processed and evaluated.

Außerdem benötigen Positionserfassungssysteme, die nach dem vorgenannten Prinzip arbeiten und bei denen die Beobachtung über den gesamten Bewegungsbereich des Gegenstandes hinweg erfolgen soll, verhältnismäßig viel Raum über dem Gegenstand, der oftmals nicht zur Verfügung steht bzw. zur Lösung anderer Aufgaben benötigt wird.In addition, position sensing systems require which work according to the aforementioned principle and in which the observation of the entire range of motion of the object should take place, relatively much Room over the item that is often not available or to solve others Tasks needed becomes.

Dies ist beispielsweise bei der Anordnung zum Bewegen von Gegenständen nach DE 102 61 659.0-22 der Fall. Hier ist mindestens ein Gegenstand auf einer Auflagefläche verschiebbar, wobei die Auflagefläche in eine schwingende Bewegung versetzt wird, während der Schwingung mittels elektromagnetischer Wandler einer oder mehrere der Gegenstände zeitlich begrenzt an die Auflagefläche gekoppelt werden und dadurch Bewegungsenergie von der Auflagefläche auf die Gegenstände übertragen wird. Um die Positionsänderungen der Gegenstände überwachen zu können, ist eine Kamera über der Auflagefläche angeordnet, allerdings mit den vorgenannten Nachteilen.This is for example in the arrangement for moving objects after DE 102 61 659.0-22 the case. Here is at least one item on a support surface displaceable, wherein the support surface in an oscillating motion will, while the vibration by means of electromagnetic transducer one or more of the objects temporally limited to be coupled to the support surface and thereby Movement energy is transferred from the support surface to the objects. To the position changes to monitor the objects to be able to is a camera over the bearing surface arranged, but with the aforementioned disadvantages.

Weiterhin ist aus DE 198 55 685 A1 eine induktive Positionsmeßeinrichtung bekannt, bei der die Positionsbestimmung anhand der Kopplung zwischen einer Transmitterwindung, in die Energie eingespeist wird, und mindestens zweier Empfängerwindungen vorgenommen wird. Dabei wird die Kopplungsänderung durch magnetisch leitfähige Modulatoren, die entlang einer Koordinate angeordnet sind, oder die Änderung der Lage der Windungen zueinander ausgewertet. Nachteilig ist hierbei, daß diese Anordnung zur Bestimmung von Positionen lediglich entlang einer Koordinate geeignet ist.Furthermore, it is off DE 198 55 685 A1 an inductive position measuring device is known in which the position determination based on the coupling between a transmitter winding, is fed to the energy, and at least two receiver windings is made. In this case, the coupling change is evaluated by magnetically conductive modulators, which are arranged along a coordinate, or the change in the position of the turns to each other. The disadvantage here is that this arrangement is suitable for determining positions only along a coordinate.

Mit DE 198 23 059 C2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung der räumlichen Lage eines Körpers mit asymmetrischer Magnetfeldverteilung offenbart. Hierbei wird aus den von mehreren, in Form einer Matrix angeordneten elektromagnetischen Wandlern abgegebenen Signalen die Lage eines Gegenstandes ermittelt, wobei eine asymmetrische Magnetfeldverteilung vorausgesetzt wird und der Gegenstand funktionsbedingt mehrere dieser elektromagnetischen Wandler überdecken muß. Damit ist diese Anordnung lediglich geeignet für Gegenstände, die groß sind im Verhältnis zu den elektromagnetischen Wandlern, oder für eine Matrix, die aus sehr vielen einzelnen elektromagnetischen Wandlern besteht, was nachteilig einen hohen materiellen Aufwand erfordert.With DE 198 23 059 C2 discloses a method and apparatus for detecting the spatial location of a body having asymmetric magnetic field distribution. In this case, the position of an object is determined from the signals emitted by a plurality of electromagnetic signals arranged in the form of a matrix, whereby an asymmetrical magnetic field distribution is assumed and the object must functionally cover several of these electromagnetic transducers. Thus, this arrangement is only suitable for objects that are large in relation to the electromagnetic transducers, or for a matrix that consists of many individual electromagnetic transducers, which disadvantageously requires a high material cost.

Ein weiteres Positionserfassungssystem nach DE 695 11 452 T2 beruht darauf, daß mittels magnetoresistiver Leitungen Magnetfelder detektiert werden, die beispielsweise von einem sich bewegenden Permanentmagneten ausgehen. Dabei werden Widerstandsänderungen ausgewertet und in Informationen über die räumliche Feldverteilung bzw. die Position des Permanentmagneten umgesetzt. Ein solches System ist nachteiligerweise nur über einen verhältnismäßig kleinen Bewegungsbereich realisierbar.Another position detection system after DE 695 11 452 T2 based on the fact that magnetic fields are detected by means of magnetoresistive lines, for example, emanating from a moving permanent magnet. This resistance changes are evaluated and in information about the spatial field distribution or the Position of the permanent magnet implemented. Such a system is disadvantageously feasible only over a relatively small range of motion.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Anordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß mit verhältnismäßig geringem technischen Aufwand eine hinreichend genaue Erfassung der Positionen eines oder mehrerer über eine Fläche bewegter Gegenstände möglich ist und auch qualitative Aussagen über Bewegungsabläufe, insbesondere zurückgelegte Wegstrecken, Geschwindigkeiten und Bewegungsbahnen, gewonnen werden können.From Based on this prior art, the invention has the object based, a method or an arrangement of the aforementioned To develop the kind so that with relatively low technical Expenditure a sufficiently accurate recording of the positions of one or several over one area moving objects possible is and also qualitative statements about movements, in particular covered Trajectories, speeds and trajectories are gained can.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch folgende Verfahrensschritte:

  • – Messen der durch einen Gegenstand beeinflußten physikalischen, insbesondere elektrischen und/oder magnetischen Größen an vorgegebenen Meßorten einer Fläche, über die der Gegenstand bewegt wird, wobei die beim Annähern eines Gegenstandes an einen Meßort, beim Entfernen eines Gegenstandes von einem Meßort und bei relativ zu einem Meßort ruhendem Gegenstand erhaltenen Meßwerte zeitaufgelöst in Zuordnung zu den Meßorten erfaßt werden,
  • – Vergleichen der von den einzelnen Meßorten erfaßten Meßwerte miteinander und
  • – Bestimmen des Schwerpunktes der Meßwerte aus diesem Vergleich als Maß für eine aktuelle Position des Gegenstandes, oder
  • – Bestimmen und Verfolgen des Schwerpunktes der Meßwerte anhand der Meßzeiten als Maß für die Positionsänderungen des Gegenstandes während seiner Bewegung.
The object of the invention is achieved by the following method steps:
  • - Measuring the affected by an object physical, in particular electrical and / or magnetic magnitudes at predetermined measuring locations of a surface over which the object is moved, wherein when approaching an object to a measuring location, when removing an object from a measuring location and at relative to measured values obtained at a measuring location of a stationary object are recorded time-resolved in association with the measuring locations,
  • Comparing the measured values recorded by the individual measuring locations with one another and
  • Determining the center of gravity of the measured values from this comparison as a measure of a current position of the object, or
  • - Determining and tracking the center of gravity of the measured values based on the measurement times as a measure of the changes in position of the object during its movement.

Der Schwerpunkt der Meßwerte definiert den Ort, bei dem die Meßwerte stärker von einem Gegenstand beeinflußt sind als bei den übrigen Orten. Demzufolge ist der Schwerpunkt dieser Meßwerte ein Äquivalent für die Position dieses Gegenstandes auf der Fläche.Of the Focus of the measured values defines the location where the measurements are more affected by an object than the rest Places. Consequently, the center of gravity of these measurements is equivalent to the position of this item on the surface.

Mit der Bestimmung des Schwerpunktes der Meßwerte, die einer Meßzeit zugeordnet sind, ist die aktuelle Position des betreffenden Gegenstandes zu dieser Meßzeit bestimmt. Bewegt sich der Gegenstand, ist bei Verfolgung des sich in Abhängigkeit davon zeitlich verändernden Ortes des Schwerpunktes anhand der Meßzeiten der Bewegungsablauf dieses Gegenstandes nachvollziehbar.With determining the center of gravity of the measured values associated with a measuring time are, the current position of the object in question is to this measuring time certainly. If the object moves, it is in pursuit of himself dependent on of which time-changing Location of the center of gravity based on the measuring times of the movement this subject comprehensible.

In entsprechender Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes können sich zusätzliche Verfahrensschritte wie folgt anschließen:

  • – Bestimmen der Wegstrecken, die der Gegenstand zwischen jeweils zwei Positionen zurückgelegt hat,
  • – Bestimmen der Bewegungsbahn des Gegenstandes anhand der über die Zeit ermittelten Positionen, und/oder
  • – Bestimmen der Geschwindigkeit des Gegenstandes, indem die zurückgelegten Wegstrecken zu den Meßzeiten in Beziehung gesetzt werden.
In a corresponding development of the subject invention, additional process steps may follow as follows:
  • Determining the distances covered by the object between each two positions,
  • Determining the trajectory of the object on the basis of the positions determined over time, and / or
  • Determining the speed of the object by relating the distances traveled to the measurement times.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist für einen oder auch für mehrere Gegenstände anwendbar, die über die Fläche bewegt werden. Sind mehrere Gegenstände vorhanden, wird eine entsprechende Anzahl von Schwerpunkten ermittelt, und in Abhängigkeit davon werden die Positionen aller Gegenstände gesondert bestimmt. Insbesondere wenn die Positionsveränderung eines Gegenstandes verfolgt werden soll, sind die Zeitspanne zwischen den einzelnen Messungen und die Bewegungsgeschwindigkeit des Gegenstandes so aufeinander abgestimmt, daß mit die Ortsveränderung des Schwerpunktes mit einer Meßschaltung verfolgt werden kann. Mit der Schwerpunktbestimmung der Meßwerte läßt sich die Position eines Gegenstandes auch dann mit hoher Genauigkeit ermitteln, wenn sich dieser nicht unmittelbar an einem Meßort befindet, wie weiter unten noch näher erläutert wird.The inventive method is for one or even for several items applicable, over the area to be moved. If several items are present, a corresponding number determined by priorities, and depending on the positions of all objects determined separately. Especially if the position change of an object is the time span between the individual measurements and the speed of movement of the object so matched to each other, that with the change of location the center of gravity with a measuring circuit can be tracked. With the focus of the measured values can be the position of an object even with high accuracy determine if it is not located directly at a measuring location, as further below explained becomes.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind zwei Betriebsmodi vorgesehen, wobei in einem ersten, im folgenden als passiv bezeichneten Betriebsmodus an den vorgegebenen Meßorten die von einem oder mehreren Gegenständen beeinflußten Meßwerte erfaßt werden, und in einem zweiten, aktiven Betriebsmodus an vorgegebenen Orten Energie auf die Gegenstände übertragen wird. Letzteres ist beispielsweise in DE 102 61 659.0-22 beschrieben. Die Energieübertra gung erfolgt dabei zu dem Zweck, den Gegenständen Bewegungsimpulse zu vermitteln und sie damit in Bewegung zu versetzen und bei Bedarf auch in vorgegebenen Richtungen in Bewegung zu halten.In a preferred embodiment of the method according to the invention Two modes of operation are provided, being in a first, hereinafter referred to as passively designated operating mode at the predetermined measuring locations the of one or more objects affected readings detected and in a second, active mode of operation at predetermined Place energy on the objects becomes. The latter is described for example in DE 102 61 659.0-22. The energy transfer takes place for the purpose of imparting motion impulses to the objects and to put them on the move and, if necessary, in the prescribed manner To keep directions in motion.

Erfolgt die Umschaltung zwischen diesen beiden Betriebsmodi kurzzeitig abwechselnd, so können die Gegenstände bewegt werden, und während der Bewegung können unter Anwendung der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ihre jeweiligen Positionen bestimmt bzw. verfolgt werden.He follows switching between these two modes of operation alternately for a short time, so can things be moved, and during the Can move using the method steps according to the invention their determined or tracked respective positions.

Besonders vorteilhaft wird die Energieübertragung auf die Gegenstände jeweils an denselben Orten vorgenommen, an denen auch die Erfassung der Meßwerte erfolgt.Especially advantageous is the energy transfer on the objects in each case at the same places where the registration of the readings he follows.

Es ist möglich, jedoch nicht erforderlich, daß der Gegenstand auf der Fläche aufliegt. Der Gegenstand kann gleitend unmittelbar aufliegen, oder beispielsweise durch eine Gleitschicht, wie etwa eine dünne Luftschicht, von der Fläche getrennt sein.It is possible, but not required, for the article to rest on the surface. The article may be slidably in direct contact, or for example by a sliding layer, such as a thin layer of air, to be separated from the surface.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin gelöst mit einer Anordnung zur Ermittlung der Positionen und des Bewegungsablaufes für mindestens einen in den Koordinaten X, Y bewegten Gegenstand, umfassend

  • – eine Auflagefläche für den Gegenstand, die im wesentlichen in der von den Koordinaten X, Y aufgespannten Ebene liegt,
  • – eine Vielzahl von elektromagnetischen Wandlern, die parallel zur Auflagefläche nebeneinander angeordnet sind und von denen jeder einen Meßort Ox,y auf der Auflagefläche definiert, und mit denen durch den Gegenstand beeinflußte physikalische, insbesondere elektrische und/oder magnetische Werte gemessen werden,
  • – eine Meßschaltung, die mit den elektromagnetischen Wandlern in Verbindung steht und dabei in zeitlicher Folge die Meßwerte erfaßt, die jeweils beim Annähern eines Gegenstandes, beim Entfernen eines Gegenstandes und bei relativ zu den elektromagnetischen Wandlern ruhendem Gegenstand gemessen werden,
  • – eine Auswerteschaltung, die mit der Meßschaltung verbunden ist und in der die Meßwerte zeitaufgelöst den Meßorten Ox,y zugeordnet sowie zur Ermittlung des Meßwertschwerpunktes miteinander verknüpft werden zwecks – Bestimmung der Positionen Px,y für einen oder mehrere Gegenstände, – Bestimmung der Wegstrecke, die ein Gegenstand zwischen zwei Meßzeiten bzw. zwischen zwei Positionen Px,y zurückgelegt hat, – Bestimmung der Geschwindigkeit eines Gegenstandes, indem die Positionen Px,y zu den zurückgelegten Wegstrecken in Beziehung gesetzt werden, und/oder – Bestimmung der Bewegungsbahn eines Gegenstandes anhand der den verschiedenen Meßzeiten zugeordneten Positionen Px,y während seiner Bewegung über die Auflagefläche sowie
  • – eine Informationsausgabe zur Darstellung der Ergebnisse.
The object of the invention is further achieved with an arrangement for determining the positions and the sequence of movements for at least one object moved in the coordinates X, Y, comprising
  • A support surface for the object, which lies substantially in the plane defined by the coordinates X, Y,
  • A plurality of electromagnetic transducers arranged side by side parallel to the support surface and each of which defines a measuring location O x, y on the support surface and with which physical, in particular electrical and / or magnetic values influenced by the object are measured,
  • A measuring circuit which is in communication with the electromagnetic transducers and in chronological order detects the measured values which are respectively measured during the approach of an object, during the removal of an object and when the object is at rest relative to the electromagnetic transducers,
  • An evaluation circuit which is connected to the measuring circuit and in which the measured values are assigned to the measuring locations O x, y in a time-resolved manner and linked together to determine the measured value centroid for the purpose of determining the positions P x, y for one or more objects, determining the distance measuring an object between two measuring times or between two positions P x, y , determining the speed of an object by relating the positions P x, y to the distances covered, and / or determining the trajectory of a path Object on the basis of the different measuring times associated positions P x, y during its movement over the support surface and
  • - an information release to present the results.

Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, die weiter oben angegebenen Verfahrensschritte zur Positionsbestimmung auszuführen, wie nachfolgend erläutert wird.With Such an arrangement makes it possible for the further specified above method steps for position determination perform, as explained below becomes.

Vorteilhaft ist die Auflagefläche als die Summe der Außenflächen nebeneinander angeordneter und fest miteinander verbundener elektromagnetischer Wandler gebildet. Die Abstände zwischen den elektromagnetischen Wandlern und den Gegenständen werden klein ausgeführt und somit energetische Verluste gering gehalten.Advantageous is the bearing surface as the sum of the outer surfaces next to each other arranged and firmly interconnected electromagnetic Transducer formed. The distances between the electromagnetic transducers and the objects made small and thus kept energy losses low.

Bevorzugt sind die elektromagnetischen Wandler in einem Array aus Zeilen i und Spalten j angeordnet, wobei die Zeilen i parallel zur Koordinatenrichtung X und die Spalten j parallel zur Koordinatenrichtung Y ausgerichtet sein können. So befindet sich jeder der elektromagnetischen Wandler an einem durch die Koordinaten X und Y definierten Meßort Ox,y der Auflagefläche.Preferably, the electromagnetic transducers are arranged in an array of rows i and columns j, wherein the rows i can be aligned parallel to the coordinate direction X and the columns j parallel to the coordinate direction Y. Thus, each of the electromagnetic transducers is located at a measuring location O x, y of the support surface defined by the coordinates X and Y.

Die Gegenstände können magnetisch leitend ausgebildet sein, wobei beim Annähern oder Entfernen eines Gegenstandes die Änderung der Induktivität der elektromagnetischen Wandler gemessen wird, oder die Gegenstände sind elektrisch leitend ausgebildet, so daß beim Annähern oder Entfernen eines Gegenstandes die Induzierung von Wirbelströmen in den elektromagnetischen Wandlern gemessen wird. Selbstverständlich können auch beide Effekte zur Auswertung genutzt werden.The objects can be formed magnetically conductive, wherein when approaching or removing of an object the change the inductance the electromagnetic transducer is measured or the objects are electrically conductive, so that when approaching or removing an object the induction of eddy currents measured in the electromagnetic transducers. Of course you can too both effects are used for evaluation.

Vorzugsweise bestehen die elektromagnetischen Wandler im wesentlichen aus einer Spule und einem topfförmigen Joch, das aus magnetisch leitfähigem Material, zum Beispiel aus Stahl oder Ferrit, gefertigt ist. Dabei können die Außenflächen der Joche die Auflagefläche für den Gegenstand bilden.Preferably consist the electromagnetic transducer essentially from a Coil and a cup-shaped Yoke made of magnetically conductive Material, for example, made of steel or ferrite, is made. there can the outer surfaces of the Yokes the bearing surface for the To form an object.

Zur Ermittlung der Meßwerte werden an die Spulen Spannungsimpulse gelegt, und die Meßschaltung ist ausgelegt zur Erfassung der Zeit für den jeweils durch einen Spannungsimpuls verursachten Stromanstieg in einer Spule bis zum Erreichen eines Refe renzwertes, oder zur Erfassung der Stromamplitude, die aufgrund eines Spannungsimpulses innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne erreicht wird.to Determination of the measured values voltage pulses are applied to the coils, and the measuring circuit is designed to detect the time for each by a voltage pulse current increase in a coil until a reference value is reached, or to detect the current amplitude due to a voltage pulse is reached within a predetermined period of time.

Alternativ dazu kann in der Meßschaltung eine Brückenschaltung zur Induktivitätsbestimmung vorgesehen sein oder es können Schaltungsanordnungen zur Bestimmung der Resonanzfrequenz der Spulen im Zusammenwirken mit Kondensatoren, zur Messung der Kapazität oder zur Messung des Spannungsanstiegs bzw. des Spannungsabfalls vorhanden sein.alternative this can be done in the measuring circuit bridge circuit intended for Induktivitätsbestimmung be or can be Circuit arrangements for determining the resonant frequency of the coils in cooperation with capacitors, for measuring the capacitance or for Measurement of voltage rise or voltage drop present be.

Die Auswerteschaltung ist mit einem Rechenalgorithmus ausgestattet, der in der Lage ist, den Schwerpunkt der von benachbarten elektromagnetischen Wandlern erhaltenen Meßwerte und damit die aktuelle Position Px,y eines Gegenstandes zu bestimmen. In Sonderfällen kann sich die Position Px,y eines Gegenstandes mit einem Meßort Ox,y decken. In der Regel jedoch wird die Position Px,y dem Schwerpunkt der Meßwerte entsprechend zwischen mehreren Meßorten Ox,y liegen.The evaluation circuit is equipped with a calculation algorithm which is able to determine the center of gravity of the measured values obtained from adjacent electromagnetic transducers and thus the current position P x, y of an object. In special cases, the position P x, y of an object can coincide with a measuring location O x, y . As a rule, however, the position P x, y will correspond to the center of gravity of the measured values between a plurality of measuring locations O x, y .

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß die Spulen der elektromagnetischen Wandler auf einer Leiterplatte angeordnet und die Anschlußleitungen für die Spulen über Durchkontaktierungen mit einzelnen leitenden Ebenen der Leiterplatte verbunden sind. Die Joche können dabei vorteilhaft in Form von Platten aus dem magnetisch leitenden Material ausgebildet und unmittelbar unter den Spulen bzw. in einer die Spulen tragenden Isolationsschicht der Leiterplatte angeordnet sein.An advantageous embodiment of the arrangement according to the invention is that the coils of the electromagnetic transducer arranged on a circuit board and the leads for the coils via vias connected to individual conductive levels of the circuit board are. The yokes can be advantageously formed in the form of plates of the magnetically conductive material and disposed directly under the coils or in an insulating layer of the circuit board carrying the coils.

Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem gelöst mit einer Anordnung der vorbeschriebenen Art, bei der an vorgegebenen Meßorten Ox,y der Auflagefläche elektromagnetische Wandler positioniert sind, die abwechselnd passiv zur Meßwertaufnahme oder aktiv zur Energieübertragung auf einen oder mehrere der Gegenstände betrieben werden können, wobei im passiven Betriebsmodus die Positionsbestimmung für die Gegenstände auf der Auflagefläche vorgenommen wird und im aktiven Betriebsmodus Bewegungsimpulse von der beispielsweise mit einer Kreisfrequenz schwingenden Auflagefläche auf die Gegenstände übertragen werden.The object of the invention is also achieved with an arrangement of the type described, in which at predetermined measuring locations O x, y of the bearing surface electromagnetic transducers are positioned, which can be operated alternately passively for Meßwertaufnahme or active for energy transfer to one or more of the objects, said in the passive operating mode, the position determination for the objects on the support surface is made and in the active operating mode, motion impulses are transmitted from the support surface, which oscillates, for example, at an angular frequency, to the objects.

Der fortwährende Wechsel zwischen beiden Betriebmodi ist besonders vorteilhaft dann möglich, wenn die elektromagnetischen Wandler, wie bereits erwähnt, im wesentlichen aus einer Spule und einem topfförmigen Joch bestehen. Einerseits können mit den passiv betriebenen und dabei als Induktoren wirkenden elektromagnetischen Wandlern die zur Positionsbestimmung erforderlichen Meßwerte erfaßt werden, andererseits wird im aktiven Betrieb, bei dem die Spulen der elektromagnetischen Wandler mit einem Strom vorgegebener Stärke beaufschlagt werden, Bewegungsenergie von der Auflagefläche auf die Gegenstände übertragen, wie dies ausführlich in DE 102 61 659.0-22 beschrieben ist.Of the ongoing Switching between two modes of operation is especially beneficial then possible if the electromagnetic transducer, as already mentioned, essentially of one Coil and a cup-shaped Yoke exist. On the one hand can with the passively operated and thereby acting as inductors electromagnetic Converters the measured values required for position determination are detected, on the other hand, in active operation, in which the coils of the electromagnetic Transducer can be charged with a current of predetermined strength, kinetic energy from the support surface transfer the objects, like this in detail in DE 102 61 659.0-22 is described.

Die im zweiten Betriebsmodus aktivierten elektromagnetischen Wandler erzeugen im Zusammenwirken mit einem sich in ihrem Wirkungsbereich befindenden Gegenstand eine Normalkraft FN, durch die der Gegenstand an die Auflagefläche gekoppelt wird.The activated in the second mode of operation electromagnetic transducer in cooperation with an object located in its area of action produce a normal force F N , through which the object is coupled to the support surface.

Diese Normalkraft FN kann so groß gwählt werden, daß keine Relativbewegung zwischen der schwingenden Auflagefläche und dem Gegenstand stattfindet, so daß die Bewegung der Auflagefläche auf den Gegenstand übertragen wird, und zwar so lange, bis die Deaktivierung der betreffenden elektromagnetischen Wandler veranlaßt und infolge dessen die Wirkung der Normalkraft FN aufgehoben oder verringert wird.This normal force F N can be so large that no relative movement takes place between the oscillating support surface and the object, so that the movement of the support surface is transferred to the object, until such time as the deactivation of the relevant electromagnetic transducer causes and as a result the effect of the normal force F N is canceled or reduced.

Der dabei übertragene Bewegungsimpuls hat eine Richtung, die durch den Bewegungsverlauf bzw. die Bewegungsrichtungen der Auflagefläche während der Aktivierungszeit der elektromagnetischen Wandler bestimmt wird, und der Gegenstand wird in einer entsprechenden Richtung beschleunigt.Of the thereby transferred Movement impulse has a direction which is determined by the course of movement or the directions of movement of the support surface during the activation time the electromagnetic transducer is determined, and the object becomes accelerated in a corresponding direction.

Dieser Vorgang der Ankopplung und Übertragung von Bewegungsimpulsen erfolgt zyklisch durch Ansteuerung der elektromagnetischen Wandler, in deren Wirkungsbereich sich ein Gegenstand befindet. In den Pausen zwischen jeweils zwei Ansteuerungen zur Bewegungsübertragung sind die elektromagnetischen Wandler nicht aktiv, sondern sie stehen als Meßwertaufnehmer zur Erfassung der Meßwerte im Zusammenhang mit der Positionsbestimmung der Gegenstände zur Verfügung.This Process of coupling and transmission of motion impulses occurs cyclically by controlling the electromagnetic Transducers in whose sphere an object is located. In the breaks between two actuators for transmission of motion The electromagnetic transducers are not active, but they stand as a transducer for recording the measured values in connection with the position determination of the objects for Available.

Es ist auch möglich, das mit der Ansteuerung der elektromagnetischen Wandler verbundene Ein- und Ausschalten des Stromes zur Erfassung der Meßwerte zu nutzen. Wird die Anordnung in dieser Weise genutzt, so ist es besonders vorteilhaft, die Meßwerte wie schon dargelegt anhand der Zeit für den jeweils durch einen Spannungsimpuls verursachten Stromanstieg in einer Spule bis zum Erreichen eines Referenzwertes zu erfassen. Denn zur Erzeugung der Normalkräfte FN ist es notwendig, periodisch Ströme durch die Spulen der elektromagnetischen Wandler zu leiten, so daß diese gleichzeitig zur Ermittlung der Meßwerte genutzt werden können. Alternativ ist es aber beispielsweise auch möglich, die Meßwerte mit Hilfe einer Brückenschaltung in den Zeitspannen zu erfassen, in denen gerade kein Strom zur Erzeugung von Normalkräften F fließt oder dieser Strom konstant ist.It is also possible to use the switching on and off of the current connected to the control of the electromagnetic transducer for the purpose of detecting the measured values. If the arrangement is used in this way, it is particularly advantageous to detect the measured values as already stated on the basis of the time for the current increase in a coil caused in each case by a voltage pulse until a reference value is reached. Because to generate the normal forces F N , it is necessary to periodically conduct currents through the coils of the electromagnetic transducer, so that they can be used simultaneously to determine the measured values. Alternatively, however, it is also possible, for example, to detect the measured values with the aid of a bridge circuit in the time periods in which no current is currently flowing to generate normal forces F or this current is constant.

Der Wechsel zwischen den beiden Betriebsmodi ist mit einer Umschalteinrichtung erzielbar, welche die elektromagnetischen Wandler im passiven Betriebsmodus mit der Meßschaltung und im aktiven Betriebsmodus mit einer Ansteuereinrichtung verbindet, wie sie aus DE 102 61 659.0-22 bekannt ist.Of the Change between the two operating modes is with a switching device achievable which the electromagnetic converter in the passive mode of operation with the measuring circuit and connects in the active operating mode with a drive device, as it is known from DE 102 61 659.0-22.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigenThe Invention will be explained in more detail with reference to embodiments. In the corresponding Drawings show

1 eine Prinzipdarstellung der Anordnung mit in Zeilen i und Spalten j matrixförmig angeordneten elektromagnetischen Wandlern sowie zwei Gegenständen, die über den elektromagnetischen Wandlern frei beweglich angeordnet sind, 1 a schematic diagram of the arrangement with in rows i and columns j matrix-shaped electromagnetic converters and two objects which are arranged to be freely movable over the electromagnetic transducers,

2 eine vergrößert dargestellte Einzelheit A aus 1 , aus der die Ausbildung der elektromagnetischen Wandler und deren Verbindung mit einer Meßschaltung ersichtlich ist, 2 an enlarged detail A shown 1 showing the design of the electromagnetic transducer and its connection to a measuring circuit,

3 ein Beispiel für eine Meßschaltung, die jedem der elektromagnetischen Wandler zugeordnet ist, 3 an example of a measuring circuit associated with each of the electromagnetic transducers,

4 die Abhängigkeit der von einem elektromagnetischen Wandler abgegebenen Meßwerte von einem in der Nähe befindlichen Gegenstand, 4 the dependence of the measured values emitted by an electromagnetic transducer on a nearby object,

5 die schematische Darstellung eines Sensors, bestehend aus einer Spule und einem Joch, und eines darüber befindlichen Gegenstandes (5a) sowie die Darstellung der von dem elektromagnetischen Wandler abgegebenen, vom Gegenstand beeinflußten Meßwerte in einem Diagramm (5b), 5 the schematic representation of a sensor consisting of a coil and a yoke, and an overlying article ( 5a ) and the representation of the measured values emitted by the electromagnetic transducer and influenced by the object ( 5b )

6 die Draufsicht auf einen Ausschnitt der Auflagefläche mit matrixförmig angeordneten elektromagnetischen Wandlern und einem auf den elektromagnetischen Wandlern aufliegenden Gegenstand (6a) sowie Beispiele für die im Speicher einer Meßschaltung abgelegten, von dem Gegenstand beeinflußten Meßwerte (6b), 6 the top view of a section of the support surface with matrix-shaped arranged electromagnetic transducers and a resting on the electromagnetic transducers object ( 6a ) and examples of the stored in the memory of a measuring circuit, influenced by the subject measured values ( 6b )

7 eine Darstellung zur Ermittlung der Position Px,y eines Gegenstandes, der sich in der Nähe mehrerer benachbarter elektromagnetischer Wandler befindet, 7 a representation for determining the position P x, y of an object which is in the vicinity of a plurality of adjacent electromagnetic transducer,

8 eine vorteilhafte Ausgestaltung der Auflagefläche mit spezieller Ausbildung der elektromagnetischen Wandler auf einer Leiterplatte, 8th an advantageous embodiment of the support surface with special design of the electromagnetic transducer on a circuit board,

9 die Prinzipdarstellung einer Anordnung, die sowohl zur Übertragung von Bewegungsimpulsen von der Auflagefläche auf einen oder mehrere Gegenstände als auch zur Bestimmung der Positionen dieser Gegenstände geeignet ist, 9 the schematic representation of an arrangement which is suitable both for transmitting movement impulses from the support surface to one or more objects and for determining the positions of these objects,

10 die Möglichkeit der Ermittlung der Meßwerte bei einer mit einer Kreisfrequenz schwingenden Auflagefläche in verschiedenen Phasen der Schwingung. 10 the possibility of determining the measured values at a bearing surface oscillating at an angular frequency in different phases of the oscillation.

1 zeigt eine Auflagefläche 1, die sich in den Koordinaten X und Y erstreckt und auf der hier beispielsweise zwei Gegenstände 2 aufliegen. Die Gegenstände 2 sind auf der Auflagefläche 1 frei beweglich und in ihrer Anzahl prinzipiell variabel. Die Anzahl ist lediglich abhängig von dem Anwendungszweck der Anordnung und von der Größe der Gegenstände 2 in Bezug auf die Ausdehnung der Auflagefläche 1. 1 shows a support surface 1 which extends in the coordinates X and Y and on this example, two objects 2 rest. Things 2 are on the support surface 1 freely movable and in principle variable in number. The number depends only on the purpose of the arrangement and the size of the objects 2 in relation to the extent of the support surface 1 ,

Die Auflagefläche 1 ist als Oberfläche eines Verbundes aus einer Vielzahl von elektromagnetischen Wandlern 3 gebildet, die mittels einer Vergußmasse 4, beispielsweise einem Oxidharz, zusammengehalten werden.The bearing surface 1 is as the surface of a composite of a variety of electromagnetic transducers 3 formed by means of a potting compound 4 , For example, an oxide resin, held together.

Die elektromagnetischen Wandler 3 sind in einem Array aus Zeilen i = a, b, c ... und Spalten j = a, b, c ... angeordnet. Auf diese Weise definiert jeder der elektromagnetischen Wandler 3 einen Ort Ox,y auf der Auflagefläche 1, der jeweils durch den Schnittpunkt einer Zeile i und einer Spalte j gegeben ist.The electromagnetic transducer 3 are arranged in an array of lines i = a, b, c ... and columns j = a, b, c .... This defines each of the electromagnetic transducers 3 a location O x, y on the support surface 1 each given by the intersection of a row i and a column j.

In 2 ist eine Einzelheit A aus 1 vergrößert dargestellt. Daraus ist ersichtlich, daß die elektromagnetischen Wandler 3 im wesentlichen aus einer Spule 5 und einem topffömigen, die Spule 5 aufnehmenden Joch 6 bestehen. Das Joch 6 ist aus einem magnetisch leitfähigen Material, bevorzugt aus Stahl oder Ferrit, gefertigt. Von den Wicklungen der Spulen 5 sind Anschlußleitungen 7 herausgeführt.In 2 is a detail A out 1 shown enlarged. It can be seen that the electromagnetic transducer 3 essentially from a coil 5 and a topffömigen, the coil 5 receiving yoke 6 consist. The yoke 6 is made of a magnetically conductive material, preferably made of steel or ferrite. From the windings of the coils 5 are connecting cables 7 led out.

Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die hier dargestellte Ausführung der elektromagnetischen Wandler 3 lediglich beispielhaft ist. Zur Positionsbestimmung kann jede andere Art von elektromagnetischen Wandlern 3 verwendet werden, die dazu geeignet ist, durch die Gegenstände 2 beeinflußte physikalische, insbesondere elektrische und/oder magnetische Werte sowie deren zeitliche Veränderungen zu erfassen.It is expressly understood that the illustrated embodiment of the electromagnetic transducer 3 is merely exemplary. For positioning any other type of electromagnetic transducer can be used 3 used, which is suitable, by the objects 2 affected physical, in particular electrical and / or magnetic values and their temporal changes to detect.

Die elektromagnetischen Wandler 3 sind über die Anschlußleitungen 7 mit einer Meßschaltung 8 verbunden, die in 2 ebenfalls symbolisch angedeutet ist.The electromagnetic transducer 3 are over the leads 7 with a measuring circuit 8th connected in 2 also symbolically indicated.

In 3 ist beispielhaft die Meßwerterfassung mit einem elektromagnetischen Wandler 3 dargestellt. Die dazu genutzte und hier dargestellte Schaltungsanordnung besteht im wesentlichen aus einem Befehlsgeber 9 und einem Komparator 10 und ist in die Meßschaltung 8 (vgl. 2) integriert.In 3 is an example of the measured value acquisition with an electromagnetic transducer 3 shown. The circuit arrangement used and shown here consists essentially of a command generator 9 and a comparator 10 and is in the measuring circuit 8th (see. 2 ) integrated.

Mit Hilfe des Befehlsgebers 9 wird der Zeitpunkt bestimmt, bei dem ein Schalter 11 kurzzeitig geschlossen und dadurch der elektromagnetische Wandler 3 über die An schlußleitungen 7 an die Spannungsquelle +U gelegt wird. Als Schalter 11 werden vorteilhaft Transistoren genutzt. Mit dem Schließen des Schalters 11 beginnt der Anstieg eines Stromes i in der Spule 5.With the help of the commander 9 the time is determined at which a switch 11 closed briefly and thus the electromagnetic transducer 3 on the connection lines 7 is connected to the voltage source + U. As a switch 11 Advantageously, transistors are used. With the closing of the switch 11 begins the rise of a current i in the coil 5 ,

Der Stromanstieg wird mit einer in 3 symbolisch angedeuteten Strommeß-Einrichtung 12 gemessen, die beispielsweise als Meßwiderstand, als Hall-Element oder als magnetoresistiver Widerstand ausgebildet sein kann.The current increase is with an in 3 symbolically indicated current measuring device 12 measured, which may be formed for example as a measuring resistor, as a Hall element or as a magnetoresistive resistor.

Der Komparator 10 bestimmt den Zeitpunkt, bei dem der Strom einen vorgegebenen Referenzwert Iref erreicht hat, und gibt mit dem Erreichen dieses Referenzwertes Iref ein Signal an den Befehlsgeber 9, der die Zeitspanne tm vom Beginn des Einschaltens bis zum Erreichen des Referenzwertes iref mißt und registriert.The comparator 10 determines the instant at which the current has reached a predetermined reference value I ref and, upon reaching this reference value I ref , issues a signal to the commander 9 which measures and registers the time span t m from the start of switching on until reaching the reference value i ref .

Die Zeitspanne tm ist von der Beeinflussung des elektromagnetischen Wandlers 3 von dem Gegenstand 2 abhängig, für den die Position Px,y zu bestimmen ist, und dabei wiederum von der räumlichen Distanz zwischen dem Gegenstand 2 und dem betreffenden elektromagnetischen Wandler 3. Die Zeitspanne tm ist demzufolge ein Äquivalent für diese Distanz bzw. für den geometrischen Abstand des Gegenstandes 2 vom elektromagnetischen Wandler 3 zum Zeitpunkt der Messung.The time span t m is of influencing the electromagnetic transducer 3 from the object 2 for which the position P x, y is to be determined, and in turn of the spatial distance between the object 2 and the relevant electromagnetic transducer 3 , The time span t m is therefore an equivalent for this distance or for the geometric distance of the object 2 from the electromagnetic transducer 3 at the time of measurement.

Ist der Gegenstand 2 magnetisch leitfähig, so vergrößert sich die Induktivität der Spule 5 des betreffenden elektromagnetischen Wandlers 3 mit der Annäherung des Gegenstandes 2, was einen langsameren Stromanstieg bzw. eine größere Zeitspanne tm zur Folge hat.Is the object 2 magnetically conductive, so the inductance of the coil increases 5 the relevant electromagnetic transducer 3 with the approach of the object 2 , which results in a slower current increase or a larger time span t m .

Ist der Gegenstand elektrisch leitfähig, werden im Gegenstand 2 elektrische Spannungen induziert und es fließen elektrische Ströme, was aufgrund des Energieflusses zwischen dem elektromagnetischen Wandler 3 und einem sich nähernden Gegenstand 2 ebenso einen langsameren Anstieg des Stromes in der Spule 5 zur Folge hat.If the object is electrically conductive, become in the subject 2 electrical voltages are induced and electric currents flow, due to the energy flow between the electromagnetic transducer 3 and an approaching object 2 as well as a slower increase of the current in the coil 5 entails.

Die beiden Effekte aufgrund der magnetischen als auch der elektrischen Leitfähigkeit, können sowohl jeweils für sich als auch gemeinsam zur Auswertung genutzt werden.The both effects due to the magnetic as well as the electrical Conductivity, can both each for be used as well as together for evaluation.

Die von einem elektromagnetischen Wandler 3 in Abhängigkeit von einem in der Nähe befindlichen Gegenstand 2 aufgenommenen Meßwerte sind in 4 dargestellt. Zu erkennen ist der prinzipielle Verlauf des Stromanstiegs nach dem Schließen des Schalters 11. Befindet sich kein Gegenstand 2 in der Nähe, so wird der Strom in diesem elektromagnetischen Wandler 3 innerhalb einer verhältnismäßig kleinen Zeitspanne t0 bis zu einem Referenzwert Iref ansteigen. Ist der elektromagnetischen Wandler 3 dagegen von einem sich in der Nähe befindenden Gegenstand 2 beeinflußt, ändert sich der Strom langsamer und erreicht erst nach einer Zeitspanne tm den Referenzwert Iref. Der Strom steigt dabei nach einer e-Funktion an. In 4 ist der Anstieg jedoch in vereinfachender Weise linear verlaufend dargestellt.The of an electromagnetic transducer 3 depending on a nearby object 2 recorded measured values are in 4 shown. To recognize the principal course of the current increase after closing the switch 11 , There is no object 2 Nearby, so does the current in this electromagnetic transducer 3 increase within a relatively small period of time t 0 up to a reference value I ref . Is the electromagnetic transducer 3 but from a nearby object 2 influenced, the current changes more slowly and only after a period of time t m reaches the reference value I ref . The current increases after an e-function. In 4 However, the increase is shown in a simplistic linear manner.

Alternativ zur Auswertung der Zeiten für den Stromanstieg können auch die Zeiten für das Abfallen des Stromes nach dem Öffnen des Schalters 11 ausgewertet und es kann daraus ebenso auf die Annäherung oder Entfernung eines Gegenstandes 2 in Bezug auf den betreffenden elektromagnetischen Wandler 3 geschlußfolgert werden.As an alternative to evaluating the times for the current increase, the times for the fall of the current after opening the switch can also 11 it can also be evaluated on the approach or removal of an object 2 with respect to the relevant electromagnetic transducer 3 be inferred.

Die Abhängigkeit der Zeitspanne tm von einer aktuellen Position Px,y des Gegenstandes 2 in der Koordinatenrichtung X wird nachfolgend anhand 5 erläutert. Hierzu zeigt 5a einen elektromagnetischen Wandler 3 mit der Spule 5 und dem Joch 6 und einem darüber befindlichen Gegenstand 2. Der Abstand zwischen dem hier gezeichneten elektromagnetischen Wandler 3 und dem Gegenstand 2 sei gleich dem Abstand Δx zwischen der Achse 13 und der Achse 14, wobei die Achse 13 zentrisch zu einem beispielsweise kreisrund ausgebildeten Gegenstand 2 liegt und mit der Auflagefläche 1 zumindest etwa einen rechten Winkel einschließt, und die Achse 14 zentrisch zu der beispielsweise kreisrund ausgeführten Spule 5 ausgerichtet ist und ebenfalls mit der Auflagefläche 1 zumindest etwa einen rechten Winkel einschließt. Der Gegenstand 2 und die Spule 5 sind hier im Querschnitt zu sehen.The dependence of the time interval t m on a current position P x, y of the object 2 in the coordinate direction X will be explained below 5 explained. This shows 5a an electromagnetic transducer 3 with the coil 5 and the yoke 6 and an item above it 2 , The distance between the drawn here electromagnetic transducer 3 and the object 2 be equal to the distance Δx between the axis 13 and the axis 14 , where the axis 13 centric to an example circular shaped object 2 lies and with the bearing surface 1 includes at least about a right angle, and the axis 14 centric to the example circular running coil 5 is aligned and also with the support surface 1 at least about a right angle. The object 2 and the coil 5 can be seen here in cross-section.

Bei einer solchen Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt sich eine konzentrische Verteilung der Meßwerte bezogen auf die X,Y-Ebene, hier insbesondere in Form der Differenz der Zeitspannen tm und t0. Zur Veranschaulichung ist in 5b die Zeitspanne tm über den Koordinaten X, Y abgetragen, wobei hier die Koordinate X in der Zeichenebene liegt.In such an embodiment of the arrangement according to the invention results in a concentric distribution of the measured values with respect to the X, Y plane, in particular in the form of the difference of the time periods t m and t 0 . By way of illustration is in 5b the time interval t m over the coordinates X, Y removed, in which case the coordinate X lies in the plane of the drawing.

6 zeigt einen Ausschnitt aus der Auflagefläche 1 mit neun der in Zeilen i = a,b,c und Spalten j = a,b,c matrixförmig angeordneten elektromagnetischen Wandler 3 und einem auf der Auflagefläche 1 aufliegenden Gegenstand 2. Die Auflagefläche 1 liegt hier in der Zeichenebene. Jeder dieser elektromagnetischen Wandler 3 definiert mit dem Schnittpunkt seiner Achse 14 mit der Auflagefläche 1 einen Meßort Ox,y auf der Auflagefläche 1 (vgl. 5a). 6 shows a section of the support surface 1 with nine in rows i = a, b, c and columns j = a, b, c arranged in a matrix electromagnetic transducer 3 and one on the support surface 1 resting object 2 , The bearing surface 1 lies here in the drawing plane. Each of these electromagnetic transducers 3 defined with the intersection of its axis 14 with the support surface 1 a measuring location O x, y on the support surface 1 (see. 5a ).

Die von den diesen elektromagnetischen Wandlern 3 bei der eingezeichneten Position Px,y des Gegenstandes 2 erhaltenen Meßwerte sind in 6b eingetragen. Diese Meß werte werden dem jeweiligen Meßort Ox,y zugeordnet, der durch den entsprechenden elektromagnetischen Wandler 3 definiert ist. Insofern lassen sich auch die Meßwerte den Zeilen i = a,b,c und den Spalten j = a,b,c zuordnen und in Form der gezeigten Matrix angeben, wobei die Meßwerte den in Millisekunden gemessenen Anstiegszeiten der Ströme entsprechen, bezogen auf den jeweiligen elektromagnetischen Wandler 3.The ones of these electromagnetic transducers 3 at the marked position P x, y of the object 2 obtained measured values are in 6b entered. These measurement values are assigned to the respective measuring location O x, y , which is determined by the corresponding electromagnetic transducer 3 is defined. In this respect, the measured values can also be assigned to the lines i = a, b, c and the columns j = a, b, c and indicated in the form of the matrix shown, the measured values corresponding to the rise times of the currents measured in milliseconds, relative to the respective one electromagnetic transducer 3 ,

Diese Meßwerte werden von der Meßschaltung 8 registriert und gespeichert. Die Meßschaltung 8 ist mit einer Auswerteeinrichtung verbunden, deren Funktionsweise nachfolgend unter Bezugnahme auf 7 erläutert wird. Der Übersichtlichkeit halber ist in 7 die Ermittlung der Position Px,y des Gegenstandes 2 lediglich bezogen auf die X-Richtung dargestellt.These measured values are taken from the measuring circuit 8th registered and saved. The measuring circuit 8th is connected to an evaluation device, whose operation is described below with reference to 7 is explained. For the sake of clarity, is in 7 the determination of the position P x, y of the object 2 only shown in relation to the X direction.

Zunächst bestimmt eine solche Auswerteeinrichtung den höchsten Meßwert m1 = mbb(xG) mit xG der für den Gegenstand 2 zu bestimmenden Position in Richtung der Koordiante X, der hier beispielhaft von dem elektromagnetischen Wandler 3 an der Position i = b, j = b aufgenommen worden ist und (in der hier dargestellten Koordinatenrichtung X) dem Meßwert m1 = mbb entsprechen soll. Daraus zieht die Auswerteeinrichtung die logische Schlußfolgerung, daß sich der Gegenstand 2 in der Nähe des Meßortes mit der Koordinate x1 = xbb befindet, der durch diesen elektromagnetischen Wandler 3 definiert ist, d.h. die Entfernung Δx zwischen der Achse 13 des Gegenstandes 2 und der Achse 14 des elektromagnetischen Wandlers 3 an diesem Meßort mit i = b und j = b ist geringer als der Abstand zwischen der Achse 13 des Gegenstandes 2 und beispielsweise den Achsen durch die Meßorte mit den X-Koordinaten xba und xbc, die durch benachbarte elektromagnetische Wandler 3 definiert sind.First of all, such an evaluation device determines the highest measured value m 1 = m bb (x G ) with x G of the object 2 position to be determined in the direction of the coordinate X, the example of the electromagnetic transducer 3 has been recorded at the position i = b, j = b and (in the coordinate direction X shown here) should correspond to the measured value m 1 = m bb . From this, the evaluation device draws the logical conclusion that the object 2 near the measuring site with the coordinate x 1 = x bb is determined by this electromagnetic transducer 3 is defined, ie the distance Δx between the axis 13 of the object 2 and the axis 14 of the electromagnetic transducer 3 at this measuring location with i = b and j = b is less than the distance between the axis 13 of the object 2 and, for example, the axes through the measuring locations with the X-coordinates x ba and x bc passing through adjacent electromagnetic transducers 3 are defined.

Damit ist die Position Px,y des Gegenstandes 2 in den X-Koordinaten zunächst grob zu X1 = xbb bestimmt. Diese grobe Positionsbestimmung ist für einige denkbare Anwendungsfälle der erfindungsgemäßen Anordnung hinreichend. In der Regel wird jedoch eine größere Genauigkeit gefordert, die wie folgt erreicht werden kann.Thus, the position P x, y of the object 2 in the X-coordinates first roughly to X 1 = x bb determined. This rough position determination is sufficient for some conceivable applications of the arrangement according to the invention. In general, however, a greater accuracy is required, which can be achieved as follows.

Zur genaueren Positionsbestimmung wird jeweils der zweitgrößte Meßwert in beiden Koordinatenrichtungen X. Dies sei nach 7 der Wert m2 = mbc(xG).For a more precise position determination, the second largest measured value in both coordinate directions X is determined 7 the value m 2 = m bc (x G ).

In einem nächsten Schritt der Auswertung wird durch lineare die Interpolation die genaue Position des Gegenstandes 2 für die X-Koordinate bestimmt nach:

Figure 00140001
In a next step of the evaluation, linear interpolation determines the exact position of the object 2 for the X-coordinate determined by:
Figure 00140001

Hierbei steht s für den Abstand der Achsen 13 zweier benachbarter elektromagnetischer Wandler und vz für das Vorzeichen „plus" bei x1 < x2 bzw. „minus" bei x1 > x2.Where s is the distance between the axes 13 two adjacent electromagnetic transducer and vz for the sign "plus" at x 1 <x 2 and "minus" at x 1 > x 2 .

Der Betrag s ist hier der Abstand zwischen zwei elektromagnetischen Wandlern 3, wobei wiederum jeder Meßort Ox,y definiert ist durch den Schnittpunkt der Achse 14 eines elektromagnetischen Wandlers 3 mit der Auflagefläche 1.The amount s is here the distance between two electromagnetic transducers 3 , where in turn each measuring location O x, y is defined by the intersection of the axis 14 an electromagnetic transducer 3 with the support surface 1 ,

Damit ist die Position Px,y des Gegenstandes 2 auf der Auflagefläche 1 mit für viele weitere Anwendungen mit hinreichender Genauigkeit bestimmt.Thus, the position P x, y of the object 2 on the support surface 1 intended for many other applications with sufficient accuracy.

Eine noch genauere Positionsbestimmung ist durch weiterführende Interpolationen möglich, indem die Abhängigkeit der Meßwerte mx von der Position Px,y des Gegenstandes 2, wie in 5 dargestellt, ermittelt und der Interpolation zugrunde gelegt wird. Für jeden Meßwert mx wird dabei ermittelt, wie groß der Abstand des Gegenstandes 2 von den nächstliegenden elektromagnetischen Wandlern 3 ist. So kann aus den Meßwerten mx für die elektromagnetischen Wandler 3 mit den höchsten Meßergebnissen im Zusammenhang mit den Meßergebnissen der benachbarten elektromagnetischen Wandler 3 durch Mittelwertbildung der Schwerpunkt der Meßwerte und damit die Position Px,y des Gegenstandes 2 mit sehr hoher Genauigkeit bestimmt werden.An even more accurate position determination is possible by further interpolation by the dependence of the measured values m x of the position P x, y of the object 2 , as in 5 represented, determined and the interpolation is based. For each measured value m x it is determined how large the distance of the object 2 from the nearest electromagnetic transducers 3 is. So can from the measured values m x for the electromagnetic transducer 3 with the highest measurement results in connection with the measurement results of the adjacent electromagnetic transducer 3 by averaging the center of gravity of the measured values and thus the position P x, y of the object 2 be determined with very high accuracy.

Beispielsweise können mehr als drei Meßwerte mx in die Interpolation einbezogen werden, was vor allem dann sinnvoll ist, wenn der Gegenstand 2 im Hinblick auf seine flächige Ausdehnung größer ist als die elektromagnetischen Wandler 3.For example, more than three measured values m x can be included in the interpolation, which is particularly useful when the object 2 in terms of its areal extent is greater than the electromagnetic transducer 3 ,

Dies gilt im übertragenen Sinne auch für die Ermittlung der Abstände in der Koordinate Y bzw. für die Erfassung der Meßwerte my.This also applies in a figurative sense to the determination of the distances in the coordinate Y or for the acquisition of the measured values m y .

8 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Auflagefläche 1 mit spezieller Ausbildung der elektromagnetischen Wandler 3 und der Anschlußleitungen 7. Diesbezüglich sind in 8a die elektromagnetischen Wandler 3 in einer Draufsicht und in 8b in einem vergrößerten Querschnitt durch einen der elektromagnetischen Wandler 3 dargestellt. 8th shows an advantageous embodiment of the support surface 1 with special training of electromagnetic converters 3 and the connection lines 7 , In this regard, in 8a the electromagnetic transducer 3 in a plan view and in 8b in an enlarged cross section through one of the electromagnetic transducer 3 shown.

Hierbei ist vorgesehen, die elektromagnetischen Wandler 3 auf die Oberseite 15 einer Mehrebenen-Leiterplatte 16 aufzubringen. Beispielsweise ist die Oberseite 15 auf einer von zwei Isolationsschichten 17 verfügbar, zwischen denen Leiterbahnen 18 in zwei getrennten Ebenen eingeschlossen sind. Dabei sind die Anschlußleitungen 7, welche die Spulen 5 und die Leiterbahnen 18 miteinander verbinden, mittels Durchkontaktierungen hergestellt.It is provided, the electromagnetic transducer 3 on top 15 a multi-level circuit board 16 applied. For example, the top is 15 on one of two insulation layers 17 available, between which tracks 18 are enclosed in two separate levels. Here are the leads 7 which the coils 5 and the tracks 18 connect to each other, made by means of vias.

Auf diese Weise können alle elektromagnetischen Wandler 3 separat angeschlossen und hinsichtlich ihrer Meßergebnisse auch einzeln ausgewertet werden. Ein verringerter Verdrahtungsaufwand ist erzielbar, wenn die elektromagnetischen Wandler 3 mit einer gemeinsamen Masseleitung betrieben werden. Die Anschlüsse 7 können beispielsweise auch über mehrere Ebenen herausgeführt und mit der Meßschaltung 8 verbunden werden.In this way, all electromagnetic transducers 3 be connected separately and evaluated individually with regard to their measurement results. A reduced amount of wiring is achievable when the electromagnetic transducer 3 be operated with a common ground line. The connections 7 For example, they can also lead out over several levels and with the measuring circuit 8th get connected.

Die Joche 6 sind vorteilhaft so ausgestaltet, daß unmittelbar unter der jeweils zugeordneten Spule 5 und einer die Spule 5 tragenden Isolierschicht 17 eine oder auch mehrere getrennte Platten aus Stahl oder Ferrit angeordnet sind (zeichnerisch nicht dargestellt).The yokes 6 are advantageously designed so that immediately below the respectively associated coil 5 and one the coil 5 carrying insulating layer 17 one or more separate plates made of steel or ferrite are arranged (not shown in the drawing).

Weiterhin kann auf der Spule 7 eine Schutzschicht aufgebracht sein, welche die Spule von einem aufliegenden Gegenstand trennt.Furthermore, on the spool 7 a protective layer may be applied which separates the coil from an overlying object.

Werden die elektromagnetischen Wandler 3 in der hier beispielhaft beschriebenen Weise ausgebildet, d.h. im wesentlichen aus einer Spule 5 und einem topfförmigen, die Spule 5 aufnehmenden Joch 6 bestehend, so können diese nicht nur zur Meßwerterfassung, sondern auch dazu genutzt werden, Bewegungsenergie von einer beispielsweise mit einer Kreisfrequenz schwingenden Auflagefläche 1 zum Gegenstand 2 zu übertragen.Be the electromagnetic transducers 3 formed in the manner described here by way of example, ie essentially of a coil 5 and a cup-shaped, the coil 5 receiving yoke 6 consisting, so they can be used not only for data acquisition, but also to kinetic energy of a example oscillating with an angular frequency bearing surface 1 to the subject 2 transferred to.

So kann in einer besonderen Ausgestaltung, die prinzipiell in 9 dargestellt ist, die Erfindung sowohl zur Bestimmung der Positionen eines Gegenstandes 2 als auch zur Übertragung von Bewegungsenergie auf die Gegenstände 2 genutzt werden. Mittels der Umschalteinrichtung 19, die durch einen Taktgeber 20 angesteuert wird, kann dabei zwischen den beiden Betriebsmodi hin- und hergeschaltet werden, so daß die elektromagnetischen Wandler 3 im zeitlichen Wechsel mit der Meßschaltung 8 bzw. mit einer Ansteuerschaltung 21 verbunden sind.Thus, in a particular embodiment, the principle in 9 is shown, the invention both for determining the positions of an object 2 as well as for the transmission of kinetic energy to the objects 2 be used. By means of the switching device 19 by a clock 20 is controlled, it can be switched back and forth between the two modes of operation, so that the electromagnetic transducer 3 in temporal change with the measuring circuit 8th or with a drive circuit 21 are connected.

Die Funktionsweise der Ansteuerschaltung 21 und die Übertragung von Bewegungsenergie erfolgt dabei in der Weise, wie sie in DE 1 02 61 659.0-22 ausführlich beschrieben ist. Deshalb soll Wirkungsweise bei der Übertragung von Bewegungsenergie hier lediglich kurz zusammengefaßt wiedergegeben werden.The operation of the drive circuit 21 and the transmission of kinetic energy takes place in the manner described in detail in DE 1 02 61 659.0-22. Therefore, the mode of action in the transmission of kinetic energy should be reproduced here only briefly summarized.

Bei Ansteuerung eines oder mehrerer der dabei aktiv betriebenen elektromagnetischen Wandler 3, in deren Wirkungsbereich sich beispielsweise ein Gegenstand 2 befindet, wird eine Normalkraft FN erzeugt, durch die der Gegenstand 2 an die schwingende Auflagefläche 1 gekoppelt wird. Die Größe der Normalkraft FN kann so vorgegeben werden, daß keine Relativbewegung zwischen dem Gegenstand 2 und der schwingenden Auflagefläche 1 stattfindet und dadurch der Gegenstand 2 kraftschlüssig an die Auflagefläche 1 gekoppelt ist.When controlling one or more of the actively operated electromagnetic transducer 3 , in whose sphere, for example, an object 2 is a normal force F N is generated, through which the object 2 to the vibrating bearing surface 1 is coupled. The magnitude of the normal force F N can be set so that no relative movement between the object 2 and the oscillating contact surface 1 takes place and thereby the object 2 non-positively to the support surface 1 is coupled.

Im diesem Fall wird die schwingende Bewegung der Auflagefläche 1 auf den Gegenstand 2 übertragen, und zwar so lange, bis die Deaktivierung der betreffenden elektromagnetischen Wandler 3 erfolgt bzw. die Wirkung der Normalkraft FN aufgehoben oder verringert wird.In this case, the oscillating motion of the bearing surface 1 on the object 2 transferred, and that until the deactivation of the relevant electromagnetic transducer 3 takes place or the effect of the normal force F N is canceled or reduced.

Dieser Vorgang der Ankopplung und Übertragung von Bewegungsimpulsen kann mit jeder Periode der Schwingung der Auflagefläche 1 wiederholt werden. Der Gegenstand 2 wird dadurch in der gewünschten Bewegungsrichtung zunehmend beschleunigt.This process of coupling and transmitting motion pulses may occur with each period of vibration of the bearing surface 1 be repeated. The object 2 is thereby increasingly accelerated in the desired direction of movement.

Des weiteren ist es wie anhand von 10 angedeutet möglich, in verschiedenen Bewegungsphasen während der Kreisbewegung, beispielsweise bei einem Drehwinkel von γ = 0°, 90°, 180° oder 270°, die Messung vorzunehmen und die verschiedenen zu ermittelnden Meßwerte mx und my zur Mittelwertbildung zu benutzen.Furthermore, it is like based on 10 indicated possible to make the measurement in different phases of motion during the circular motion, for example at a rotation angle of γ = 0 °, 90 °, 180 ° or 270 °, and to use the different measured values to be determined m x and m y for averaging.

Wenn sich die Auflagefläche 1 kreisförmig mit einem Radius e bewegt, während der Gegenstand 2 seine Position Px,y beibehält, wird von der Meßschaltung 8 festgehalten, in welcher Phase die Messung erfolgt, um die aktuelle Position Px,y zu erfassen, die der betreffende elektromagnetischen Wandler 3, von dem die Meßergebnisse aufgenommen worden sind, auf der Kreisbahn hat.When the support surface 1 circular with a radius e moves while the object 2 its position P x, y is maintained by the measuring circuit 8th recorded in which phase the measurement takes place to detect the current position P x, y , the relevant electromagnetic transducer 3 from which the measurement results have been taken on the circular path.

Die Differenzen der Meßwerte in Richtungen der Koordinaten X bzw. Y Δmx = m0 – m180 und Δmy = m90 – m270 sind ein Maß für den Anstieg der Intensitätskurven m(x) bzw. m(y). Die Indizes entsprechen dabei dem Winkel in Grad, bei dem diese Werte bestimmt werden.The differences of the measured values in directions of the coordinates X or Y Δm x = m 0 -m 180 and Δm y = m 90 -m 270 are a measure of the increase of the intensity curves m (x) and m (y). The indices correspond to the angle in degrees at which these values are determined.

Insbesondere ist es so möglich mit hoher Genauigkeit zu bestimmen, ob sich der betreffende Gegenstand 2 genau über einem der elektromagnetischen Wandler 3 befindet. In diesem Falle müssen die vorgenannten Differenzen Δmx und Δmy gleich Null sein.In particular, it is possible with high accuracy to determine whether the subject in question 2 just above one of the electromagnetic transducers 3 located. In this case, the aforementioned differences Δm x and Δm y must be equal to zero.

Sind die Position Px,y für mehrere Gegenstände 2 zu bestimmen, so kann die vorbeschriebene Verfahrensweise auf mehrere Gruppen benachbarter elektromagnetischer Wandler 3 angewendet werden. Für jede dieser Gruppe und damit für jeden dieser Gegenstände 2 ist die Positionsbestimmungen gesondert vorzunehmen.Are the position P x, y for several objects 2 to determine, the above-described procedure on several groups of adjacent electromagnetic transducer 3 be applied. For each of these groups and thus for each of these items 2 the position determinations must be made separately.

11
Auflageflächebearing surface
22
Gegenständeobjects
33
elektromagnetische Wandlerelectromagnetic converter
44
Vergußmassesealing compound
55
SpuleKitchen sink
66
Jochyoke
77
Anschlußleistungpower requirements
88th
Meßschaltungmeasuring circuit
99
Befehlsgebercommander
1010
Komparatorcomparator
1111
Schalterswitch
1212
Strommeßeinrichtungcurrent measurement
13, 1413 14
Achsenaxes
1515
Oberseitetop
1616
Mehrebenen-LeiterplatteMulti-level printed circuit board
1717
Isolationsschichteninsulation layers
1818
Leiterbahnenconductor tracks
1919
Umschalteinrichtungswitchover
2020
Taktgeberclock
2121
Ansteuerschaltungdrive circuit

Claims (15)

Verfahren zur Ermittlung der Position und des Bewegungsablaufs für einen Gegenstand (2), der über eine Fläche bewegt wird, umfassend folgende Verfahrensschritte: – Messen der durch einen Gegenstand (2) beeinflußten physikalischen, insbesondere elektrischen und/oder magnetischen Größen an vorgegebenen Meßorten der Fläche, wobei die beim Annähern eines Gegenstandes (2) an einen Meßort, beim Entfernen eines Gegenstandes (2) von einem Meßort und bei einem relativ zu den Meßorten ruhendem Gegenstand (2) erhaltenen Meßwerte zeitaufgelöst in Zuordnung zu den Meßorten erfaßt werden, – Vergleichen der von den einzelnen Meßorten erfaßten Meßwerte miteinander und – Bestimmen des Schwerpunktes der Meßwerte aus diesem Vergleich als Maß für eine momentane Position des Gegenstandes (2) auf der Fläche oder – Bestimmen und Verfolgen des Schwerpunktes der Meßwerte anhand der Meßzeiten als Maß für die Positionsänderungen des Gegenstandes (2) während seiner Bewegung über die Fläche.Method for determining the position and the course of motion for an object ( 2 ), which is moved over a surface, comprising the following method steps: measuring the by an object ( 2 ) influenced physical, in particular electrical and / or magnetic quantities at predetermined measuring locations of the surface, wherein the approaching of an object ( 2 ) to a measuring location when removing an object ( 2 ) from a measuring location and at an object resting relative to the measuring locations ( 2 ), the measured values obtained from the individual measuring locations are compared with one another, and the center of gravity of the measured values from this comparison is determined as a measure of an instantaneous position of the object. 2 ) on the surface or - determining and tracking the center of gravity of the measured values on the basis of the measuring times as a measure of the changes in position of the object ( 2 ) while moving across the surface. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte: – Bestimmen der Wegstrecken, die der Gegenstand (2) zwischen jeweils zwei Positionen zurückgelegt hat, – Bestimmen der Bewegungsbahn des Gegenstandes (2) über die Fläche anhand der Positionen, und/oder – Bestimmen der Geschwindigkeit des Gegenstandes (2), indem die Positionen zu den Meßzeiten in Beziehung gesetzt werden.Method according to Claim 1, characterized by the further method steps: determining the distances which the object ( 2 ) has traveled between each two positions, - determining the trajectory of the object ( 2 ) over the surface by means of the positions, and / or - determining the speed of the object ( 2 ) by relating the positions to the measurement times. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Gegenstandes (2) durch Übertragung von Bewegungsimpulsen von der Fläche auf den Gegenstand (2) ausgelöst und jeweils nach der Übertragung eines oder mehrerer Bewegungsimpulse eine Bestimmung der Position des Gegenstandes (2) vorgenommen wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the movement of the object ( 2 ) by transmitting motion impulses from the surface to the object ( 2 ) and, after the transmission of one or more movement impulses, a determination of the position of the object ( 2 ) is made. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Bewegungsimpulse erfolgt, indem die Fläche, auf der die Gegenstände bewegt werden, selbst in Bewegung versetzt wird und zeitweise wirkende Normalkräfte FN erzeugt werden, durch die der Gegenstand (2) vorübergehend an die Fläche gekoppelt wird.A method according to claim 3, characterized in that the transmission of the movement impulses takes place by the surface on which the objects are moved being set in motion itself and temporary-acting normal forces F N are generated, by which the object ( 2 ) is temporarily coupled to the surface. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, insbesondere zur Ermittlung der Position und des Bewegungsablaufs für einen Gegenstand (2), der in den Koordinaten X, Y beweglich ist, umfassend – eine Auflagefläche (1) für den Gegenstand (2), die im wesentlichen in der von den Koordinaten X, Y aufgespannten Ebene liegt, – eine Vielzahl von parallel zur Auflagefläche (1) nebeneinander angeordneten, jeweils einen Meßort Ox,y definierenden elektromagnetischen Wandlern (3), mit denen durch den Gegenstand (2) beeinflußte physikalische, insbesondere elektrische und/oder magnetische Größen gemessen werden, – eine Meßschaltung (8), die mit den elektromagnetischen Wandlern (3) in Verbindung steht und dabei in zeitlicher Folge die Größen erfaßt, die beim Annähern des Gegenstandes (2) an einen elektromagnetischen Wandler (3), beim Entfernen des Gegenstandes (2) von einem elektromagnetischen Wandler (3) und/oder bei relativ zu einem elektromagnetischen Wandlern (3) ruhendem Gegenstand (2) gemessen werden, – eine Auswerteschaltung, die mit der Meßschaltung (8) verbunden ist und in der durch Verknüpfung der Meßwerte miteinander – die momentane Position Px,y des Gegenstandes (2) relativ zu den Orten Ox,y, – der bei einer Positionsänderung zurückgelegte Weg, – die Geschwindigkeit des Gegenstandes (2) während eines Wechsels zwischen zwei Positionen Px,y und/oder – die Bewegungsbahn des Gegenstandes (2) über die Auflagefläche (1) hinweg ermittelt und an eine Informationsausgabe weitergegeben werden.Arrangement for carrying out the method according to claims 1 to 4, in particular for determining the position and the course of movement for an object ( 2 ), which is movable in the coordinates X, Y, comprising - a bearing surface ( 1 ) for the object ( 2 ), which lies substantially in the plane spanned by the coordinates X, Y, - a plurality of parallel to the bearing surface ( 1 ) arranged side by side, each one measuring location O x, y defining electromagnetic transducers ( 3 ), by which the object ( 2 ) are measured physical, in particular electrical and / or magnetic variables are measured, - a measuring circuit ( 8th ) connected to the electromagnetic transducers ( 3 ) and in a sequential order detects the quantities which, as the object approaches ( 2 ) to an electromagnetic transducer ( 3 ), when removing the object ( 2 ) of an electromagnetic transducer ( 3 ) and / or relative to an electromagnetic transducer ( 3 ) stationary object ( 2 ), - an evaluation circuit connected to the measuring circuit ( 8th ) and in linking the measured values with one another - the instantaneous position P x, y of the object ( 2 ) relative to the locations O x, y , - the distance covered by a position change, - the speed of the object ( 2 ) during a change between two positions P x, y and / or - the trajectory of the object ( 2 ) over the bearing surface ( 1 ) and passed on to an informational publication. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (1) durch die Summe von Außenflächen der nebeneinander angeordneten und fest miteinander verbundenen elektromagnetischen Wandlern (3) gebildet ist.Arrangement according to claim 2, characterized in that the bearing surface ( 1 ) by the sum of outer surfaces of juxtaposed and firmly interconnected electromagnetic transducers ( 3 ) is formed. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetischen Wandler (3) in einem Array aus Zeilen i und Spalten j angeordnet sind, wobei die Zeilen i parallel zur Koordinatenrichtung X und die Spalten j parallel zur Koordinatenrichtung Y ausgerichtet sind.Arrangement according to Claim 5 or 6, characterized in that the electromagnetic transducers ( 3 ) are arranged in an array of rows i and columns j, the rows i being aligned parallel to the coordinate direction X and the columns j being aligned parallel to the coordinate direction Y. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände magnetisch leitend ausgebildet sind und beim Annähern oder Entfernen eines Gegenstandes (2) die Änderung der Induktivität eines elektromagnetischen Wandlers (3) gemessen wird.Arrangement according to one of claims 5 to 7, characterized in that the objects are formed magnetically conductive and when approaching or removing an object ( 2 ) the change of the inductance of an electromagnetic transducer ( 3 ) is measured. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände elektrisch leitend ausgebildet sind und beim Annähern oder Entfernen eines Gegenstandes (2) die Induzierung von Wirbelströmen in den elektromagnetischen Wandlern (3) gemessen wird.Arrangement according to one of claims 5 to 7, characterized in that the objects are electrically conductive and when approaching or removing an object ( 2 ) the induction of eddy currents in the electromagnetic transducers ( 3 ) is measured. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung einen Rechenalgorithmus aufweist, der für die von mehreren benachbarten elektromagnetischen Wandlern (3) erhaltenen Meßwerte den Meßwertschwerpunkt als Äquivalent der aktuellen Position Px,y eines Gegenstandes (2) bestimmt.Arrangement according to one of Claims 5 to 9, characterized in that the evaluation circuit has a computation algorithm which is suitable for those of a plurality of adjacent electromagnetic transducers ( 3 ) obtained the measured value centroid as the equivalent of the current position P x, y of an object ( 2 ) certainly. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetischen Wandler (3) im wesentlichen aus einer Spule (5) und einem topfförmigen Joch (6) bestehen, wobei das Joch (6) aus einem magnetisch leitfähigen Material, bevorzugt Stahl oder Ferrit, gefertigt ist.Arrangement according to one of Claims 5 to 10, characterized in that the electromagnetic transducers ( 3 ) essentially from a coil ( 5 ) and a cup-shaped yoke ( 6 ), the yoke ( 6 ) is made of a magnetically conductive material, preferably steel or ferrite. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlegen von Spannungsimpulsen an die Spulen (5) vorgesehen ist und die Meßschaltung (8) zur Bestimmung der für einen Stromanstieg bis zum Erreichen eines Referenzwertes Iref des Stromes erforderlichen Zeit tm ausgebildet ist.Arrangement according to claim 11, characterized in that the application of voltage pulses to the coils ( 5 ) is provided and the measuring circuit ( 8th ) is designed to determine the time t m required for a current increase until a reference value I ref of the current is reached. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetischen Wandler (3) auf die Oberseite (15) einer Leiterplatte (16) aufgebracht sind, wobei die Oberseite (15) auf einer von mindestens zwei Isolier schichten (17) verfügbar ist, zwischen die Isolierschichten (17) Leiterbahnen (18) in getrennten Ebenen eingeschlossen sind und die Anschlußleitungen (7), welche die Spulen (5) und die Leiterbahnen (18) miteinander verbinden, als Durchkontaktierungen ausgeführt sind.Arrangement according to one of Claims 11 or 12, characterized in that the electromagnetic transducers ( 3 ) on the top ( 15 ) of a printed circuit board ( 16 ) are applied, wherein the top ( 15 ) on one of at least two insulating layers ( 17 ) is available between the insulating layers ( 17 ) Conductor tracks ( 18 ) are enclosed in separate planes and the connecting lines ( 7 ), which the coils ( 5 ) and the tracks ( 18 ) connect together, are designed as vias. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Joche (6) in Form einer oder auch mehrerer Platten aus dem magnetisch leitenden Material unmittelbar unter der jeweils zugeordneten Spule (5) und/oder einer die Spule (5) tragenden Isolierschicht (17) angeordnet sind.Arrangement according to claim 13, characterized in that the yokes ( 6 ) in the form of one or more plates of the magnetically conductive material immediately under the respective associated coil ( 5 ) and / or one the coil ( 5 ) carrying insulating layer ( 17 ) are arranged. Anordnung nach den Ansprüchen 5 bis 14, umfassend weiterhin – eine mit der Auflagefläche (1) gekoppelte Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer schwingenden Bewegung der Auflagefläche (1) mit stetig wechselnden, wiederkehrenden Richtungskomponenten in den Koordinaten X, Y und/oder φ, – eine Ansteuereinrichtung (21) zur Beaufschlagung der elektromagnetischen Wandler (3) mit einem Strom vorgegebener Stärke während einer Aktivierungszeiten tA, wodurch während der Aktivierungszeit t0 eine Normalkraft FN auf einen Gegenstand (2) ausgeübt, dieser Gegenstand (2) kraftschlüssig an die Auflagefläche (1) koppelt und dabei ein Bewegungsimpuls auf den Gegenstand (2) übertragen wird, und – einer Umschalteinrichtung (19), welche die elektromagnetischen Wandler (3) abwechselnd mit der Meßschaltung (8) und mit der Ansteuerschaltung (21) verbindet.Arrangement according to claims 5 to 14, further comprising - one with the bearing surface ( 1 ) coupled drive means for generating a swinging movement of the support surface ( 1 ) with constantly changing, recurring directional components in the coordinates X, Y and / or φ, - a drive device ( 21 ) for the application of electromagnetic converters ( 3 ) with a current of predetermined intensity during an activation time t A , whereby during the activation time t 0 a normal force F N on an object ( 2 ), this object ( 2 ) non-positively to the support surface ( 1 ) coupled while a motion impulse on the object ( 2 ), and - a switching device ( 19 ), which the electromagnetic converters ( 3 ) alternately with the measuring circuit ( 8th ) and with the drive circuit ( 21 ) connects.
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