[go: up one dir, main page]

JPH04331301A - 回転角を決定するための測定装置 - Google Patents

回転角を決定するための測定装置

Info

Publication number
JPH04331301A
JPH04331301A JP3003781A JP378191A JPH04331301A JP H04331301 A JPH04331301 A JP H04331301A JP 3003781 A JP3003781 A JP 3003781A JP 378191 A JP378191 A JP 378191A JP H04331301 A JPH04331301 A JP H04331301A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
measuring device
discs
determining
coils
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.)
Pending
Application number
JP3003781A
Other languages
English (en)
Inventor
Klaus Dobler
クラウス ドプラー
Hansjoerg Hachtel
ハンスイェールク ハッハテル
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JPH04331301A publication Critical patent/JPH04331301A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/2006Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、互いに相対的に動く2
つの部材とセンサコイルとにより、非接触式に回転角を
決定するための測定装置であって、該装置の交流電流抵
抗値が、導電性および(または)強磁性の材料よりなる
前記部材の、センサコイルに所属する範囲の大きさの相
対的な変化により変化させられる形式のものに関する。
【0002】
【従来の技術】本発明は、請求項1に記載した形式の、
回転角を決定するための測定装置より出発するものであ
る。ドイツ連邦共和国特許出願公開第3824535.
3号明細書から公知の測定装置では、円筒形のコイル体
に端面から、長手方向に中心の溝が形成されている。こ
れにより、断面で見て2つの半円形状のコアが形成され
、該コア上に各1のコイルが巻かれている。減衰に役立
つ測定部は、導電性を有し、かつ(または)強磁性を有
する材料よりなる。該測定部は長手軸方向で少なくとも
部分的に、外部のコイル範囲を取り囲んでいる。該コイ
ルには交流電流が流される。測定部の相対的ねじれによ
り、測定部とコイルとの間のオーバラップ状態は反対方
向に変更され、したがってコイルの交流電流抵抗はこれ
に相応して変化する。この測定装置は次のような欠点を
有する。すなわち、コイルコアを固定した状態で、コイ
ルは巻き付け機械によって順次に巻き付けることしかで
きない。巻き付け工程、ひいては測定装置の製造には費
用がかかる。
【0003】さらに、ドイツ連邦共和国特許出願公開第
3824534.5号明細書からは、距離および(また
は)角度変化を非接触式に測定するための測定装置が公
知にされている。該測定装置では、円板状の部材に少な
くとも2つのコイルがエッチング技術により装着されて
いる。しかし、エッチングされた該コイルは、コイルに
流される交流電流の、制限された周波数範囲でしか使用
できない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の回転角を決定するための測定装置を改良
して、コイルを製造技術的に容易に製造することができ
て、エッチングされたコイルとの比較において、例えば
5kHzから5MHzまでの広範囲な周波数域で、より
簡便に稼働させることが可能である測定装置を提供する
ことである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の構成では、第1の前記部材がコイルに対応す
る数の範囲の上にそれぞれ少なくとも1つの巻線コイル
が配置されており、すくなくとも1つの第2の前記部材
が第1の前記部材の両端面に配置されているようにした
【0006】
【発明の効果】従来技術に記載の欠点に対し、本発明の
構成を有する、回転角を決定するための測定装置では、
製造技術的にコイルを容易に製造することができるとい
う利点を有している。さらに、巻線コイルは、エッチン
グされたコイルとの比較において、例えば5kHzから
5MHzまでの広範囲な周波数域で、簡便に稼働させる
ことが可能である。コイル巻線の直径と、コイルの巻取
り数とを変えるだけで、コイル体の比較的小さな構造に
もかかわらず、コイルを所望の周波数に適応させること
ができる。特に、巻線コイルが高い巻取り数を有する場
合には、多層エッチングされた、もしくはプリントされ
たコイルと比べて、製造はより容易となる。したがって
この構成は測定装置の製造を容易にする。さらに、両コ
イルは両端面および(または)円周面において、種々の
材料よりなる測定部で覆われることが可能であり、測定
信号を得るために、いわゆる強磁性効果と渦電流効果と
の相反作用を利用することが可能になる。設置に起因す
る測定誤差は比較的僅かである。
【0007】請求項2以下に記載された処置によって、
請求項1に記載の測定装置の更に有利な構成が可能であ
る。
【0008】
【実施例】図1にはセンサ10が示されている。センサ
10は、有利には非導電材料よりなる、位置固定された
コイル体11を有している。コイル体11は2つのコア
12、13よりなる。該コアは断面で見ておよそD字形
状をなし、保持体14に配置されている。また、コアは
別の形状を選択することも可能である。コア上にはそれ
ぞれ、各1つのコイル15、16がコイル体11の円周
方向に巻かれている。コイル15、16は巻線コイルで
あり、コイル体11の比較的小さな構造にもかかわらず
、例えば5kHzから5MHzまでの広範囲な保持体周
波数域に、特に簡便に適合させることが可能である。 コイル体11が比較的小さな構造であるときは、巻線の
直径と巻取り数とを変化させれば充分である。コイルの
直径が等しいとき、巻取り数が大きければ大きいほど、
保持体周波数は小さく選択することが可能である。保持
体周波数が比較的大きいときは、ごく僅かな巻取り数で
よい。コイル体11の両端面には、各1の半円状の円板
19、20が設けられ、これらの円板19、20はコイ
ル体11に対し相対運動可能である。両円板19、20
は合同である。両円板はシャフト18上に固定されてお
り、該シャフト18はコア12、13間に形成された孔
に配置されている。円板19、20は導電性および(ま
たは)強磁性材料よりなる。円板19、20は、出発位
置では、断面で見ておよそD字形状をなしていることに
より、コイル15、16の端面のおよそ半分を覆ってい
る。円板19、20は、回転可能なシャフト18に結合
されており、このシャフト18の回転が決定される。ま
た、シャフト18を図示しない部材と結合し、該部材の
回転を測定することもできる。
【0009】出発位置では円板19、20は以下のよう
に配置される。すなわち、両端面側で両コア12、13
が、等しい大きさの面で覆われるようにする。センサ1
0は誘導性測定原理または渦電流測定原理にしたがって
稼働する。渦電流測定原理による場合は、コイル15、
16には交流電流が流される。測定するためには、円板
19、20はコイル体11の端面に対して平行に回転さ
せられる。コイル15、16に交番磁界が生じ、この交
番磁界は円板19、20の金属表面上に渦電流を生ぜし
める。この場合には、円板19、20において磁界が貫
く面が大きければ大きいほど、より大きな渦電流が作ら
れる。さらに、この発生した渦電流の大きさは、円板1
9、20の使用材料と、コイル15、16から円板19
、20の表面までの距離とに依存する。この発生した渦
電流によってコイル交流抵抗は変化させられ、このコイ
ル交流電流抵抗の変化は測定信号を得るために利用され
る。コイル誘導性も同様に減少するので、この誘導性の
変化も、測定信号を得るために利用することができる(
コイル誘導性評価方法)。円板19、20が回転させら
れると、それぞれコイル15もしくは16に配属された
円板19、20の大きさは、そのつど変化させられる。 この円板19、20の大きさの個々の変化によって、コ
イル15に配属された円板19、20の表面は、他のコ
イル16において減少する分と同じ分だけ、大きくなる
。コイル交流抵抗評価方法においては、両コイル15、
16は、ホイートストンの半ブリッジ回路に接続されて
いる。この半ブリッジ回路により、コイル15、16で
同時に発生し、同方向に作用する測定誤差は補償される
【0010】さらに、図3に示したように、コア12、
13の両端面側の測定円板は、全円の円板21、22と
して形成することも可能である。該円板はおよそ等しい
大きさのセグメントよりなっており、セグメント23a
、23bは、例えばアルミニウム等の、強磁性を有しな
いが導電性を有する材料よりなり、セグメント24a、
24bは、例えば快削鋼等の、強磁性を有する材料より
なる。円板21、22はおよそ等しく形成され、同一の
材料よりなる個々のセグメントは互いに向かいあって位
置するようにする。コイル15、16に交流電流が流さ
れると、コイル15、16の交番磁界はセグメント23
a、23b、24a、24bの表面をとらえる。強磁性
を有しないが導電性を有する材料よりなるセグメント2
3a、23bでは、渦電流効果のみが作用する。発生す
る渦電流はコイルの交番磁界を減少させ、コイル誘導性
を減少させる。これに反して、強磁性を有する材料より
なるセグメント24a、24bでは、強磁性効果が有効
に作用する。このことは、セグメント24a、24bの
材料の磁性特徴がコイル磁界の増強を行い、コイル誘導
性を高めるという結果をもたらす。つまり、両効果は反
対に作用する。これによって測定信号の増幅が得られる
。加えて、上記円板21、22の、前述のごとく構成さ
れていることによって、測定円板の軸方向のずれに起因
する誤差が減少される。両測定効果は、円板21、22
の表面からコイル15、16までの距離に依存する。円
板21、22の表面からコイル15、16までの距離は
、シャフト18が軸方向に運動すると、反対方向に変化
するので、それにより生じる測定誤差はほぼ補償される
【0011】測定信号の増幅は、以下の事項に対する考
慮に基づく。すなわち、両円板21、22が半径方向に
回転した場合に、例えば一方のコイル15によって測定
されたセグメント23a、23bの表面は拡大するが、
それに反して他方のセグメント24a、24bの測定さ
れた表面は同じ量だけ減少する。同時にコイル16では
、正反対の関係が得られる。両コイル15、16がホイ
ートストンブリッジで接続されているかぎりにおいては
、双方の異なる測定効果を加えることにより、誘導効果
によってもしくは、渦電流効果によってそれぞれ独自で
測定しなければならないときのような測定信号よりも高
い測定信号が得られる。
【0012】図5のバリエーションでは、図1及び図2
による実施例の1つの発展態様を表してある。両円板1
9、20は、もはやおよそD字形状の円板として形成さ
れてはおらず、180°より大きな面を覆っている。こ
の大きさは200°から220°までにすると特に有利
であることが明らかである。またここでも重要なことは
、両端面側に配置された円板19a、20aがおよそ合
同に形成され、合同に配置されていることである。この
ことによって、基準特性線における近似的に直線的な範
囲は拡大され得る。
【0013】2つのコイルを用いずに、例えば4つの、
もしくはそれ以上の数のコイルを用いて稼働させられ得
ることは、無論自明である。例えば4つの、もしくはそ
れ以上の数のコイルを用いて稼働させられることによっ
て、さらに小さな測定角が決定される。このためには、
半径方向にずらして配置されている相応の数のコアを使
用することが必要である。4つのコアの場合には、この
コアは最大で90°の大きさのセグメントを有する。個
々のコアにはコイルが巻かれ、該コイルはホイートスト
ンブリッジ回路に接続されている。さらに、4つのコア
の場合には、個々の端面側におよそ90°のセグメント
範囲を有する2つの円板が配置される。該円板は、出発
位置で個々のコイルを半分覆うように形成すると有利で
ある。図3と同様に、両方法により稼働させたいときは
、そこで述べたことがここでも適用される。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明の複数の実施例を示すものである。
【図1】本発明の測定装置の第1実施例の断面図である
【図2】第1図の測定装置を矢印Aの方向から見た図で
ある。
【図3】図1および図2の実施例に変更を加えた実施例
の断面図である。
【図4】第3図の測定装置を矢印Bの方向から見た図で
ある。
【図5】上記実施例にさらに変更を加えた実施例を示し
た図である。
【符号の説明】
10  センサ 11  コイル本体 12  コア 13  コア 14  保持体 15  コイル 16  コイル 18  シャフト 19  円板 20  円板 21  円板 22  円板 23a  セグメント 23b  セグメント 24a  セグメント 24b  セグメント

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  互いに相対的に動く2つの部材とセン
    サコイルとにより、非接触式に回転角を決定するための
    測定装置であって、該装置の交流電流抵抗値が、導電性
    および(または)強磁性の材料よりなる前記部材の、セ
    ンサコイルに所属する範囲の大きさの相対的な変化によ
    り変化させられる形式のものにおいて、第1の前記部材
    がセンサコイル(15、16)に相応する数の範囲(1
    2、13)の上にそれぞれ少なくとも1つの巻線コイル
    (15、16)を有しており、すくなくとも1つの第2
    の前記部材が第1の前記部材(11)の両端面に配置さ
    れていることを特徴とする、回転角を決定するための測
    定装置。
  2. 【請求項2】  第1の前記部材(11)の両端面に第
    2の前記部材(19、20)がそれぞれ1つ配置されて
    いることを特徴とする、請求項1に記載の回転角を決定
    するための測定装置。
  3. 【請求項3】  第1の前記部材(11)の両端面に配
    置された第2の前記部材(19、20)がおよそ等しく
    形成されていて、互いに向かいあって位置することを特
    徴とする、請求項1または2のいずれか1項記載の回転
    角を決定するための測定装置。
  4. 【請求項4】  第2の前記部材が、強磁性であり導電
    性を有するか、または強磁性である材料からなる範囲と
    、強磁性ではないが導電性を有する材料からなる範囲と
    よりなることを特徴とする、請求項1、2、3のうちい
    ずれか1項記載の回転角を決定するための測定装置。
  5. 【請求項5】  等しい材料よりなる範囲(23a、2
    3b、24a、24b)が互いに向いあって位置するこ
    とを特徴とする、請求項4に記載の回転角を決定するた
    めの測定装置。
  6. 【請求項6】  第1の前記部材がおよそD字形状の断
    面を有していることを特徴とする、請求項1から5まで
    のいずれか1項記載の回転角を決定するための測定装置
  7. 【請求項7】  第2の前記部材が円板として形成され
    ていて、1つのセンサコイルの角度範囲と等しいかまた
    は1つのセンサコイル(15、16)の角度範囲よりも
    大きな角度範囲を有していることを特徴とする、請求項
    1から6までのいずれか1項記載の回転角を決定するた
    めの測定装置。
JP3003781A 1990-01-20 1991-01-17 回転角を決定するための測定装置 Pending JPH04331301A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE9000575.9 1990-01-20
DE9000575U DE9000575U1 (de) 1990-01-20 1990-01-20 Meßeinrichtung zur Bestimmung eines Drehwinkels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04331301A true JPH04331301A (ja) 1992-11-19

Family

ID=6850166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3003781A Pending JPH04331301A (ja) 1990-01-20 1991-01-17 回転角を決定するための測定装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5175497A (ja)
JP (1) JPH04331301A (ja)
DE (1) DE9000575U1 (ja)
GB (1) GB2240184B (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9123633D0 (en) * 1991-11-07 1992-01-02 Radiodetection Ltd Devices comprising angular displacement sensors
FR2684180B1 (fr) * 1991-11-26 1995-04-14 Sagem Capteur de position angulaire absolue a reluctance variable.
US5214379A (en) * 1992-06-25 1993-05-25 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method and apparatus for deflection measurements using eddy current effects
JP3066203B2 (ja) * 1992-10-20 2000-07-17 株式会社ゼクセル 回転角度センサ
DE4342685A1 (de) * 1993-12-15 1995-06-22 Foerster Inst Dr Friedrich Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung von Oberflächen auf Inhomogenitäten
EP0743508A2 (en) * 1995-05-16 1996-11-20 Mitutoyo Corporation Induced current position transducer
DE19619197A1 (de) * 1996-05-11 1997-11-13 Schlafhorst & Co W Vorrichtung zum Erfassen von Winkelpositionen und/oder von Winkelgeschwindigkeiten
US5973494A (en) * 1996-05-13 1999-10-26 Mitutoyo Corporation Electronic caliper using a self-contained, low power inductive position transducer
US6002250A (en) * 1996-05-13 1999-12-14 Mitutoyo Corporation Electronic linear scale using a self-contained, low-power inductive position transducer
US5886519A (en) * 1997-01-29 1999-03-23 Mitutoyo Corporation Multi-scale induced current absolute position transducer
EP1122520B1 (en) * 2000-02-01 2003-12-17 Cherry GmbH Position sensor
US7135855B2 (en) * 2004-05-17 2006-11-14 David Scott Nyce Simplified inductive position sensor and circuit configuration
US20060001419A1 (en) * 2004-07-02 2006-01-05 Grand Door Development Limited Angular sensor and safety mechanism therefor
DE102005015285A1 (de) * 2005-04-04 2006-10-12 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Niveauregulierungsvorrichtung eines Fahrzeugs

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2326257A1 (de) * 1973-05-21 1974-12-12 Siemens Ag Induktiver weggeber
US4398419A (en) * 1980-08-29 1983-08-16 Aisin Seiki Company, Limited Rotational angle sensor
US4455555A (en) * 1980-10-06 1984-06-19 Deere & Company Control transducer
US4464645A (en) * 1982-08-06 1984-08-07 Peter Norton Angular displacement transducer of the variable reluctance type
US4777436A (en) * 1985-02-11 1988-10-11 Sensor Technologies, Inc. Inductance coil sensor

Also Published As

Publication number Publication date
DE9000575U1 (de) 1991-05-23
US5175497A (en) 1992-12-29
GB2240184B (en) 1994-09-07
GB9100457D0 (en) 1991-02-20
GB2240184A (en) 1991-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5107212A (en) Measuring arrangement having axially and radially offset sensor coils for contactless determination of rotation angle
US5321985A (en) Magnetostriction type torque sensor
JPH04331301A (ja) 回転角を決定するための測定装置
US4088953A (en) Eddy-current test probe utilizing a combination of high and low reluctance materials to optimize probe sensitivity
JP4357841B2 (ja) 磁気弾性トルクセンサー
US4667158A (en) Linear position transducer and signal processor
JPS60157003A (ja) 無接触距離測定センサの感度を向上する方法および装置
US5404101A (en) Rotary sensing device utilizing a rotating magnetic field within a hollow toroid core
US5263258A (en) Measuring device for determination of an angle of rotation
US6532831B2 (en) Rotation sensor
US7605585B2 (en) Air-core transformer position sensor
EP0393683B1 (en) Apparatus for detecting torque of rotating shaft
US5025213A (en) Device for determining a length of linear movement or an angle of rotation of a machine part
CN111664979A (zh) 磁致伸缩式转矩检测传感器
US20210156717A1 (en) Contactless radial position sensor having improved response behavior to target defects
JPH03506071A (ja) 回転角検出測定装置
EP1366345B1 (en) Longitudinally-magnetised transducer element
US6016605A (en) Device for determining a rotary angle
US7157902B2 (en) Displacement sensor with inner and outer winding sections
JP4252676B2 (ja) 相対回転角度検出装置
JP2002156296A (ja) トルク変換器
JPH01155282A (ja) 磁気センサ
JPS61198055A (ja) 渦流探傷用内插型プロ−プ
JP2005531004A5 (ja)
US20070069723A1 (en) Solenoid magentometer