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KR20180109069A - 센서 - Google Patents

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KR20180109069A
KR20180109069A KR1020187023500A KR20187023500A KR20180109069A KR 20180109069 A KR20180109069 A KR 20180109069A KR 1020187023500 A KR1020187023500 A KR 1020187023500A KR 20187023500 A KR20187023500 A KR 20187023500A KR 20180109069 A KR20180109069 A KR 20180109069A
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KR
South Korea
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measurement
inductances
measuring body
inductance
measurement inductances
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020187023500A
Other languages
English (en)
Inventor
하인리히 아커
Original Assignee
콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
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 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 filed Critical 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
Publication of KR20180109069A publication Critical patent/KR20180109069A/ko
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Abstract

본 발명은 회로 캐리어, 회로 캐리어 상의 다수의 측정 인덕턴스들, 및 측정 인덕턴스들에 커플링되는 레퍼런스 인덕턴스를 포함하는 센서에 관련된다.

Description

센서
본 발명은, 예를 들어, 측정 변수들을 검출하기 위해 사용될 수 있는 센서에 관한 것이다. 특히, 그러한 센서는 페달 또는 제어기의 포지션을 검출하기 위해 자동차들에서 사용될 수 있다.
공지된 센서들은 종종 복잡한 설계를 갖고 평가하기 어렵다.
따라서, 본 발명의 목적은, 대안적인 방식으로, 예를 들어, 구조적으로 더 간단한 방식으로 또는 배선하기 더 간단한 방식으로 구현되는 센서를 제공하는 것이다.
이는, 본 발명에 따라, 청구항 제1항에 청구된 바와 같은 센서에 의해 달성된다. 유리한 구성들이 예를 들어 종속 청구항들로부터 취해질 수 있다. 청구항들의 내용은 명백한 참조에 의해 그 설명의 내용에 통합된다.
본 발명은 센서와 관련된다. 상기 센서는 회로 캐리어를 갖는다. 상기 센서는 또한, 회로 캐리어에 적용되는 다수의 측정 인덕턴스들을 갖는다. 상기 센서는 또한, 측정 인덕턴스들에 커플링되는 레퍼런스 인덕턴스를 갖는다. 이 경우, 상기 커플링은, 특히, 자기 커플링, 전기 커플링 또는 결합된 전기 및 자기 커플링일 수도 있다.
특히 간단한 제조 및 간단한 설계가 회로 캐리어 상의 측정 인덕턴스들의 배열에 의해 달성될 수 있다. 특히, 레퍼런스 인덕턴스는 자기장을 생성할 수 있고, 이 자기장은 측정 인덕턴스들에 의해 검출되고, 외부 변수에 및/또는 측정체의 포지션 또는 위치에 의존한다. 이는 하기에서 더 상세히 추가로 논의될 것이다.
측정 인덕턴스들은, 유리하게, 레퍼런스 인덕턴스로부터 전기적으로 절연된다. 예를 들어, 측정 인덕턴스들은 에어 갭에 의해 분리될 수 있다. 하지만, 측정 인덕턴스들은 또한, 예를 들어, 적합한 전기 절연성 재료들에 의해 분리될 수 있다. 이는 단락들 및 오기능들을 방지한다.
센서는, 특히, 선형 포지션 센서로서 구성될 수 있다. 센서는 또한, 힘 센서로서 구성될 수 있다. 그러한 어플리케이션들은 실제에 있어서 유리한 것으로 발견되었다.
측정 인덕턴스들은 회로 캐리어에, 특히, 경로를 따라 적용될 수 있다. 특히, 상기 경로는 직선 경로, 선형 경로, 또는 그렇지 않으면 호 또는 원호일 수 있다. 그러한 배열들은, 특히, 변수가 그러한 경로를 따라 측정되도록 의도될 경우에 유리하며, 여기서, 예를 들어, 측정체는 그러한 경로를 따라 변위될 수 있다.
하나의 선호된 실시형태에 따르면, 센서는 또한, 회로 캐리어에 대해 이동될 수 있는 측정체를 갖는다. 그러한 측정체는 측정될 변수를 기록하기 위하여 예를 들어 외부 디바이스들에 커플링될 수 있으며, 여기서, 측정체는 통상적으로 상기 변수에 따라 변위된다. 상기 측정체는 또한, 회로 캐리어에 대해 그 위치 또는 포지션을 변경할 수 있다.
측정체는, 유리하게, 측정 인덕턴스들의 경로와 병렬로, 특히, 배타적으로 병렬로 이동될 수도 있다. 이는, 예를 들어, 1차원 또는 2차원 변수의 유리한 및 정확한 측정을 허용한다. 하지만, 측정체는, 예를 들어, 또한 회로 캐리어에 횡방향으로 이동될 수도 있다.
회로 캐리어는, 특히, 인쇄 회로 보드일 수 있다. 이러한 종류의 회로 캐리어는, 통상적으로, 평면 표면을 가지며, 이에 대해, "병렬" 또는 "횡방향" 과 같은 용어들이 용이하게 식별될 수 있다.
측정체는, 바람직하게, 강자성 및/또는 전기 전도성이다. 따라서, 상기 측정체는, 예를 들어, 강자성, 예컨대, 영구 자석의 형태일 수 있다. 상기 측정체는 또한, 전기 전도성이고 비-강자성일 수 있다. 상기 측정체는 또한, 강자성 및 전기 전도성일 수 있다. 예를 들어, 이는 또한, 여기에서 관련되는 페라이트일 수도 있으며, 이는 자기적으로 소프트하며, 즉, 고도로 투과성, 비전도성이지만 또한 영구 자석은 아니다. 그러한 실시형태들은 레퍼런스 인덕턴스와 측정 인덕턴스들 간의 커플링에 영향을 주는데 성공적임을 입증하였다.
측정체는 개별 에어 갭에 의해 측정 인덕턴스들로부터 및/또는 레퍼런스 인덕턴스로부터 분리될 수 있다. 이는 측정체의 전기 절연 및 유리한 자유 이동성을 가능하게 한다.
일 실시형태에 따르면, 측정 인덕턴스들은 레퍼런스 인덕턴스 내에 위치된다. 특히, 이는 특히 양호한 자기 커플링을 허용한다.
일 실시형태에 따르면, 레퍼런스 인덕턴스는 회로 캐리어를 둘러싼다. 이는, 회로 캐리어 상에 위치되는 측정 인덕턴스들로의 유리한 커플링을 허용한다.
레퍼런스 인덕턴스는, 바람직하게, 전류가 흐를 때 자기장을 생성하며, 상기 자기장은 측정 인덕턴스들을 관통하고, 바람직하게는, 측정체의 포지션에 의존하여 측정체에 의해 변경된다. 이는 측정 변수를 측정하기 위한 유리한 측정 방법을 허용한다. 이 경우, 측정체의 포지션은, 통상적으로, 측정 변수에 연결되어, 측정 변수가 변할 경우, 측정체의 포지션이 또한 변한다.
하지만, 원칙적으로, 예를 들어, 측정체의 위치가 또한 검출될 수 있다.
측정 인덕턴스들은, 바람직하게, SMD 기술을 사용하여 회로 캐리어에 적용된다. 이는 간단한 유리한 및 컴팩트한 설계를 허용한다.
일 실시형태에 따르면, 측정 인덕턴스들의 적어도 일부는 직렬로 및/또는 병렬로 전기적으로 상호연결된다. 그러한 상호연결을 통해, 특정 특성들이 달성될 수 있고, 그 결과로서, 회로는 예를 들어 특정 어플리케이션들에 적응될 수 있다. 특히, 병렬 또는 직렬 상호연결을 통해, 특정 측정 인덕턴스들이 적합한 방식으로 함께 평가될 수 있다. 이 경우, 임의의 측정 인덕턴스들은 직렬로 및/또는 병렬로 상호연결될 수 있다.
일 전개에 따르면, 센서는 또한, 병렬 공진 회로를 형성하기 위해 레퍼런스 인덕턴스와 상호연결되는 커패시턴스를 갖는다. 이 전개에 따르면, 센서는 또한 전자 제어 유닛을 갖는다. 상기 전자 제어 유닛은 병렬 공진 회로에 직접 연결되고, 여기서, 이는, 예를 들어, 전기 라인들 또는 컨덕터 트랙들에 의한 직접 연결 및 저항기에 의한 연결 양자 모두를 포함할 수 있다.
전자 제어 유닛은, 전자 제어 유닛의 클록으로부터 도출되는 여기 주파수에서의 발진으로 병렬 공진 회로를 여기하도록 구성된다.
더욱이, 전자 제어 유닛은 측정 인덕턴스들의 각각에 직접 연결되고, 개별 측정 인덕턴스에서 측정 변수를 표시하는 값을 측정하도록 구성된다.
이제 막 설명된 실시형태는 전자 제어 유닛과의 특히 적합한 배선을 유리하게 사용하는 것을 가능하게 하며, 여기서, 그러한 배선은, 특히, 용이한 평가 및 특히 양호한 스케일가능성을 가능하게 한다. 특히, 오직 매우 낮은 추가적인 지출이 다수의 측정 인덕턴스들의 사용을 위해 요구된다.
측정 변수를 표시하는 경우, 특히, 측정 변수에 의해 영향을 받는 값에 대해 논의하는 것이 또한 가능하다. 이 경우, 예를 들어, 상기 측정 변수는 자동차에서의 페달의 포지션 또는 제어기의 포지션과 같은 외부 측정 변수일 수도 있다.
일 전개에 따르면, 전자 제어 유닛은 측정체에 의해 영향받는 측정 인덕턴스들을 결정하고, 후속적으로, 상기 측정 인덕턴스들에서의 측정들에 기초하여 측정체의 포지션을 결정하도록 구성된다.
용어 '측정 인덕턴스' 는, 통상적으로 인덕터로서 또한 지칭될 수 있는 컴포넌트와 여기에서 관련됨이 이해된다. 이는, 특히, 그러한 인덕터의 전기적 특성으로서의 인덕턴스의 용어와의 혼동의 가능한 위험에 관하여 유의된다.
이제 막 설명된 절차 및 전자 제어 유닛의 대응하는 구성을 통해, 예를 들어, 1개, 2개 또는 3개의 측정 인덕턴스들은, 특정 시간에 측정체에 의해 영향받는 복수의 측정 인덕턴스들로부터 식별될 수 있다. 후속적으로, 측정체의 포지션을 나타내는 대응하는 값들이 상기 측정 인덕턴스들에서 측정될 수 있다. 예를 들어, 측정체에 의해 현재 영향받고 있지 않는 다른 측정 인덕턴스들에서, 그후, 어떠한 측정 또는 어떠한 추가 프로세싱도 이 시간에 실행될 수 없다. 이는 지출 및/또는 필요한 계산력을 감소시킬 수 있다.
이제 막 설명된 실시형태는, 특히, 상당한 지출없이도 가상적으로 임의의 원하는 방식으로 스케일링될 수 있는 측정 원리를 유리하게 사용하는 것을 가능하게 한다. 이는, 특히, 다수의 측정 인덕턴스들이 사용될 수 있고 따라서 복잡한 배선이 요구되지 않고도 매우 높은 해상도 및/또는 특히 긴 측정 범위가 달성될 수 있음을 의미한다. 본질적으로, 전자 제어 유닛 및 하나의 대응하는 전기 연결부의 오직 하나의 입력만이 사용된 각각의 측정 인덕턴스에 대해 요구된다. 여기 주파수는, 바람직하게, 25% 이하, 바람직하게는 20% 이하, 특히 바람직하게는 15% 이하, 훨씬 더 바람직하게는 10% 이하 만큼 병렬 공진 회로의 공진 주파수와는 상이할 수 있다. 이는 실제에 있어서 유리한 것으로 발견되었다.
여기 주파수는, 특히, 설정될 수도 있으며, 여기서, 이는, 특히, 가변 주파수를 갖는 엘리먼트에 의해 제어될 수 있다.
로크인 (lock-in) 증폭기가, 유리하게, 측정을 위해 사용될 수 있다.
제 1 인덕턴스, 측정 인덕턴스, 및/또는 커패시턴스는, 예를 들어, 1% 와 10% 사이, 바람직하게는 1%, 또는 1% 미만의 개별 허용오차를 갖는 컴포넌트들일 수 있다. 그러한 허용오차들은 유리한 것으로 발견되었다.
측정 인덕턴스는, 예를 들어, 레퍼런스 인덕턴스에 갈바닉적으로 또는 자기적으로 커플링될 수 있다.
일 전개에 따르면, 병렬 공진 회로는 Vt * Vt / V0 의 값의 극대화를 통해 획득된 최대 Q 팩터를 가질 수 있다. 여기서, Vt 는 병렬 공진 회로의 공진 주파수에서의 그 개별 값들로부터의 커패시턴스 및 레퍼런스 인덕턴스의 최대 편차가 주어지면 코일 전류와 공급 라인 전류의 비를 표기한다. V0 는 병렬 공진 회로의 공진 주파수에서의 커패시턴스 및 레퍼런스 인덕턴스의 개별 값들에 대한 코일 전류와 공급 라인 전류의 비를 표기한다. 그러한 절차는 통상의 어플리케이션들에 대해 특히 유리한 것으로 입증되었다.
최대 Q 팩터는 병렬 공진 회로에서의 저항기의 상호연결에 의해 특히 제한될 수 있다.
전자 제어 디바이스는, 특히, 측정 인덕턴스들을 사용하여 다음의 특성 값들 중 하나 이상을 측정하도록 구성될 수 있다:
- 자가 인덕턴스 또는 인덕턴스,
- 저항 손실,
- 복소 임피던스,
- 각도 손실,
- 제 1 인덕턴스와 관련된 상호 인덕턴스.
센서는, 유리하게, 2개, 3개 또는 3개 초과의 측정 인덕턴스들을 가질 수 있다. 예를 들어, 이는 또한, 4개, 5개 또는 5개 초과의 측정 인덕턴스들을 가질 수 있다. 특히, 이제 막 언급된 회로에 있어서, 측정 인덕턴스들의 수는 특히 간단한 방식으로 스케일링될 수 있다.
다른 전개에 따르면, 센서는 복수의 측정 인덕턴스들을 가지며, 여기서, 각각의 측정 인덕턴스는 연관된 자기 코어를 갖는다. 측정 인덕턴스들은 이 경우 경로를 따라 배열된다. 더욱이, 측정 인덕턴스들은 전기적으로 직렬로 연결된다. 측정 인덕턴스들은, 일 방향에서 경로를 따라 증가하는 개별 인덕턴스들을 갖는다. 인덕턴스로서 여기에서 참조된 특징은 인덕터의 전기적 특성으로서의 인덕턴스이다.
이는, 개별 인덕턴스의 상이한 값들을 사용하여 모든 측정 인덕턴스들을 공동으로 평가하는 것을 가능하게 한다. 이는 또한, 다수의 인덕턴스들로 간단히 스케일링하는 것을 가능하게 한다.
일 실시형태에 따르면, 측정 인덕턴스들은 이 경우 경로를 따라 직렬로 연결된다. 이는 간단한 평가를 가능하게 한다. 하지만, 경로 상에서 배향되지 않는 다른 상호연결들이 또한 가능함이 이해된다.
특히, 그러한 실시형태에 있어서, 측정체는 경로를 따라 이동될 수도 있고, 그 결과로서, 상기 측정체의 포지션의 유리한 측정이 가능하다.
이 경우, 센서는, 바람직하게, 경로를 따른 측정체의 포지션에 의존하여, 공통 출력 신호, 특히, 총 인덕턴스를 생성하도록 구성된다.
측정체는, 예를 들어, 강자성의 고도로 투과성체, 전기 전도성체, 또는 그렇지 않으면 영구 자석일 수 있다. 이는 또한, 예를 들어, 자기적으로 소프트하며, 즉, 고도로 투과성이고 전도성인 강철로 제조될 수 있다.
개별 자기 코어들은, 바람직하게, 잔류 자화를 갖지 않는다.
회로 캐리어는, 특히, 인쇄 회로 보드, 리드프레임 또는 몰딩된 상호연결형 디바이스 (MID) 캐리어일 수도 있다.
측정 인덕턴스들은, 바람직하게, 서로 근접하게 이격되어, 측정체가 경로를 따라 이동할 경우, 총 인덕턴스의 특성 곡선이 생성되며, 상기 특성 곡선은 적어도 경로의 절반에 걸쳐, 바람직하게는 경로의 적어도 3/4 에 걸쳐, 또는 그렇지 않으면 전체 경로에 걸쳐 단조 증가 또는 감소한다. 이는 유리한 평가를 허용하고 모호성들을 방지한다.
센서는, 예를 들어, 측정체를 안내하는 가이드를 가질 수 있다. 그러한 가이드는, 특히, 언급된 경로를 따라 측정체를 안내할 수 있다.
센서는 작동 엘리먼트를 가질 수 있으며, 그에 의해, 측정체는 외부로부터, 예를 들어, 경로를 따라 이동될 수 있다.
종래 기술로부터 공지된 다수의 측정 회로들은, 각각의 채널에 대해, 고 레벨의 회로 복잡도에서 동작이 발생해야 하기 때문에 멀티채널의 동시 측정은 고가라는 문제점을 갖는다. 따라서, 예를 들어, 회로 캐리어 상에 매우 저렴한 SMD 인덕턴스들을 대량으로 관례적으로 정주 (populate) 시키는 것 및 그러한 인덕턴스들의 그룹의 배열을 인덕턴스들의 직렬 또는 병렬 회로를 갖는 유도성 시스템으로서 이용하는 것의 일반적인 접근법을 결합하는 것이 유리할 수 있다. 이는, 비용 효율적인 방식으로 측정 채널을 사용하여 측정될 수 있는 총 인덕턴스를 형성한다.
상기에서 추가로 설명된 측정 회로의 추가의 전개에 있어서, 종래 기술에 비한 이점은, 특히, 추가적인 측정 채널들에 의한 기존 회로의 확장이 추가적인 컴포넌트들을 요구하지 않기 때문에 채널 관련 비용들이 극히 낮다는 점이다. 상호연결을 통해, 예를 들어, 정보에서의 감소가 달성될 수 있다. 2개의 복소 파라미터들이 2개의 개별 인덕턴스들로부터 획득될 수 있으며, 통상적으로, 오직 하나만이 그 직렬 또는 병렬 회로로부터 획득될 수 있다.
측정 변수에 상보적 방식으로 반응하는 인덕턴스들은 통상적으로 결합되지 않는다. 개별 엘리먼트들이 도량형 정보를 전달하는 동안, 직렬 회로는 통상적으로 일정 인덕턴스를 생성하고; 병렬 회로는 측정 변수에 대한 오직 경미한 의존성만을 생성한다.
다수의 측정 목적들을 위해, 유도성 시스템에 의해 커버될 영역을 할당하기 위하여 다수의 인덕턴스들, 특히, 측정 인덕턴스들을 사용하는 것이 유리하다. 회로 캐리어 상의 이러한 종류의 정주는 비용 효율적이다. 인덕턴스들의 바로 근방이 센서 기반 기능들을 위해 유리하게 사용된다. 특히, 상기 설명된 배선에 의해, 직렬 또는 병렬 회로들을 효율적으로 없애는 것이 가능하며, 여기서, 도량형적으로 효율적인 시스템이 여전히 획득된다.
이 경우, 직렬 또는 병렬 회로들을 완전히 없애는 것이 엄격히 필요한 것은 아니다. 예를 들어, 인덕턴스들의 직렬 또는 병렬 회로들을 유리하게 사용하는 것이 가능하고, 이는 동일한 방식으로 측정 변수에 반응하는데, 왜냐하면 그 후 통상의 단점들이 생기지 않기 때문이다. 따라서, 측정 목적을 달성하는 개별 인덕턴스들의 배열이 통상적으로 결정된다. 후속적으로, 정보 감소를 위한 기준들, 측정 변수의 함수로서의 파라미터 수정, 및 신호대 노이즈 비에 대한 영향을 이용하여, 어느 인덕턴스들이 손상없이 결합될 수 있는지를 체크하는 것이 가능하다. 이것이 적용되지 않는 모든 그룹들은 결합되지 않은 채로 남겨진다.
각각의 측정 채널에 대해, 측정 회로는 통상적으로, 각각의 측정 사이클에 대해 이용가능한 측정 시간의 일부를 요구한다. 다수의 센서 기반 어플리케이션들, 예를 들어, 자동차에서의 브레이크 및 스티어링 휠과 같은 섀시 컴포넌트들의 제어에 있어서, 측정 사이클은 너무 짧아, 오직 제한된 수의, 종종 간신히 충분한 수의 개별 측정들이 이 사이클에서 실행될 수 있다. 이 경우에 마찬가지로 측정 채널에 대한 측정에서의 과도한 감소는 신호대 노이즈 비에서의 감소를 발생시킨다. 공지된 단점들 및/또는 상기 예시된 단점들이 발생하지 않거나 오직 매우 미미한 정도로만 발생하는 모든 결합들, 즉, 직렬 또는 병렬 회로들이 따라서 바람직하게 구현되어야 한다.
다수의 어플리케이션들에 있어서, 특히 큰 특성 값들을 갖는 인덕턴스들에 대한 공간은 존재하지 않으며, 이는, 특히, 센서들의 원하는 소형화에 기인한다. 도량형 관점으로부터 종종 발생하는, 지각될 수 있는 유도성 시스템의 총 인덕턴스의 결과적인 부족은 통상적으로, 인덕턴스들을 결합할 경우, 총 인덕턴스가 그 후 개별 인덕턴스들보다 크기 때문에 다수의 경우들에서의 직렬 회로가 병렬 회로에 비해 선호되는 것을 유도한다.
추가의 특징들 및 이점들은, 첨부 도면을 참조하여 하기에서 설명된 예시적인 실시형태로부터 당업자에 의해 추론될 것이다.
도 1 은 측정 회로를 도시한다.
도 2 는 센서를 도시한다.
도 1 은 본 발명에 따른 센서와 유리하게 사용될 수 있는 측정 회로의 예시적인 실시형태를 도시한다. 이 경우, 전자 제어 유닛은 제어기 (μC) 의 형태로 제공된다. 상기 마이크로제어기는, P1, P2, P3, P4, P5 및 P6 에 의해 표기되는 총 6개 포트들을 갖는다.
병렬 공진 회로는 포트들 (P1 및 P2) 에 연결되고, 그 병렬 공진 회로는, 본 케이스에서, 병렬로 연결된 레퍼런스 인덕턴스 (LP) 및 커패시터 (CP) 로 이루어진다.
저항기 (R1) 는 포트 (P3) 에 연결되고, 평활화 커패시터 (C1) 는 상기 저항기에 차례로 연결된다. 평활화 커패시터 (C1) 은 대향측 상에서 접지에 연결된다.
이러한 방식으로, 정의된 전압이 포트 (P3) 에 대향하는 (R1) 의 폴에서, 그리고, 구체적으로, 특히, 포트 (P3) 에서의 적합한 펄스폭 변조에 의해 설정될 수 있다. 상기 폴에, 포트들 (P4, P5 및 P6) 에 직접 전기적으로 연결되는 3개의 측정 인덕턴스들 (LS1, LS2, LS3) 이 연결된다. 측정 인덕턴스들 (LS1, LS2, LS3) 은 레퍼런스 인덕턴스 (LP) 에 자기적으로 커플링된다. 이러한 커플링이 측정체 (도시 안됨) 에 의해 영향을 받을 경우, 측정체의 포지션 및/또는 위치는 측정 인덕턴스들 (LS1, LS2, LS3) 의 대응하는 신호들을 평가하는 것에 의해 식별될 수 있다.
도 2 는 선형 포지션 센서로서 본 케이스에서 구현되는 본 발명의 하나의 예시적인 실시형태에 따른 센서 (1) 를 도시한다. 측정 회로는 도시되지 않으며; 이에 관해서는 도 1 을 참조한다.
센서 (1) 에 있어서, 총 5개의 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 이 회로 캐리어 (10) 에 선형 배열로 적용된다. SMD 기술이 이러한 목적을 위해 사용된다.
측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 은 회로 캐리어 (10) 상의 전도성 연결부들 (도시 안됨) 을 통해 도 1 의 방식으로 측정 회로에 연결된다.
와이어 권취된 레퍼런스 인덕턴스 (12) 는 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 의 높이로 회로 캐리어 (10) 주위로 권취되고, 이 레퍼런스 인덕턴스는 측정 회로에 연결되지만 다른 인덕턴스들, 즉, 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 에 직접 전도성으로 연결되지 않는다. 강자성 또는 전도성 측정체 (11) 는 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 에 근접하게 그리고 그 높이로 배열되고, 이 측정체는 개별 에어 갭에 의해 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 의 전체 배열로부터 분리된다. 이는 또한, 측정체 (11) 의 전기 절연 및 또한 자유 이동성을 보장한다.
측정체 (11) 는, 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 의 선형 배열을 통해 변위될 수 있는 결과로 이동할 수 있도록 장착된다. 이는 도 2 에 이중 화살표에 의해 도시된다.
나타낸 실시형태의 기능은 레퍼런스 인덕턴스 (12) 가 자기장을 생성하는 것에 있으며, 이 자기장은 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 을 관통하고 상기 측정 인덕턴스들에서 전압을 유도한다. 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 은, 인덕턴스들로서, 측정 회로의 부분이며, 이 측정 회로의 부분은 이에 대해 3개로부터 5개까지의 측정 채널들로 확장될 것이다. 측정 회로는 5개의 유도 전압들을 결정한다. 상기 유도 전압들은, 레퍼런스 인덕턴스 (12) 의 자기장이 측정체 (11) 에 의해 국부적으로 변경되기 때문에, 모두 동일하지 않다.
각각의 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 에 대한 유도 전압의 측정은 측정체 (11) 의 포지션이 2개의 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 중 하나에 의해, 결정되는 그 영향력 하에서, 먼저 계산되게 하고, 그 후, 포지션 값이 상기 측정 인덕턴스들의 신호들로부터 계산된다. 상기 포지션 값은 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 의 그리드 치수에 따른 것보다 현저하게 더 높은 공간 해상도를 가질 수 있다. 도 2 에 도시된 상태에서, 측정체 (11) 는 측정 인덕턴스들 (21 및 22) 위에 위치된다.
직렬 회로와 비교될 때 개별 인덕턴스들의 신호들의 평가의 이점은, 특히, 계산된 공간 해상도가 인덕턴스들의 수에 독립적이라는 것에 있다.
도 1 에 도시된 측정 회로 및/또는 도 2 에 도시된 센서를 이용할 경우, 결국 오직 하나의 개별 추가적인 측정 인덕턴스, 하나의 추가적인 포트 및 하나의 대응하는 연결부가 요구되기 때문에, 다수의 측정 인덕턴스들로의 특히 유리한 그리고 간단한 스케일링이 가능하다는 이점을 추가로 참조한다.
본 출원의 부분인 청구항들은 추가적인 보호의 달성을 없애는 어떤 것도 나타내지 않는다.
절차 동안에 특징부 또는 특징부들의 그룹이 절대적으로 필요하지는 않다고 판명나면, 출원인은, 즉시, 더 이상 특징부 또는 특징부들의 그룹을 갖지 않는 적어도 하나의 독립 청구항에 대한 워딩을 요망한다. 이는, 예로서, 출원일자에 존재하는 청구항의 부분조합일 수도 있거나, 또는 추가의 특징부들에 의해 한정되는 출원일자에 존재하는 청구항의 부분조합일 수도 있다. 리워딩 (rewording) 을 요구하는 이러한 종류의 특징부들의 조합들 또는 청구항들은 물론 본 출원의 개시에 의해 커버되는 것으로 이해될 수 있다.
다양한 실시형태들 또는 예시적인 실시형태들에서 설명되고 및/또는 도면들에 도시된 본 발명의 구성들, 특징들 및 변형들은 임의의 방식으로 서로 조합가능함이 추가로 지적되어야 한다. 단일의 또는 다중의 특징들은 임의의 방식으로 서로 교환될 수 있다. 그로부터 생겨하는 특징들의 조합들은 물론 본 출원의 개시에 의해 커버되는 것으로 이해될 수 있다.
종속 청구항들에서의 역 참조들은, 역 참조된 하위 청구항들의 특징들에 대한 독립적인 실질적 보호의 달성을 없애는 것으로서 이해되도록 의도되지 않는다. 이들 특징들은 또한, 임의의 방식으로 다른 특징들과 조합될 수 있다.
오직 상세한 설명에서만 개시된 특징들 또는 상세한 설명 또는 청구항에서 오직 다른 특징들과 함께 개시된 특징들은 기본적으로 본 발명에 필수적인 독립적인 현저성을 가질 수도 있다. 따라서, 이들은 또한, 종래 기술로부터의 구별의 목적으로 청구항들에 개별적으로 포함될 수 있다.

Claims (15)

  1. 센서 (1) 로서,
    회로 캐리어 (10),
    상기 회로 캐리어 (10) 에 적용되는 다수의 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24), 및
    상기 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 에 커플링되는 레퍼런스 인덕턴스 (12) 를 갖는, 센서 (1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 은 상기 레퍼런스 인덕턴스 (12) 로부터 전기적으로 절연되는, 센서 (1).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    선형 포지션 센서로서 구성되는, 센서 (1).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 은 상기 회로 캐리어 (10) 에, 경로, 특히, 직선 경로 또는 호 또는 원호를 따라 적용되는, 센서 (1).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회로 캐리어 (10) 에 대해 이동될 수 있는 측정체 (11) 를 또한 갖는, 센서 (1).
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 측정체 (11) 는, 상기 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 의 경로와 병렬로, 특히, 배타적으로 병렬로 이동될 수도 있는, 센서 (1).
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 측정체 (11) 는 강자성 및/또는 전기 전도성인, 센서 (1).
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정체 (11) 는 개별 에어 갭에 의해 상기 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 로부터 및/또는 상기 레퍼런스 인덕턴스 (12) 로부터 분리되는, 센서 (1).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 은 상기 레퍼런스 인덕턴스 (12) 내에 위치되고, 및/또는 상기 레퍼런스 인덕턴스 (12) 는 상기 회로 캐리어 (10) 를 둘러싸는, 센서 (1).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레퍼런스 인덕턴스 (12) 는 전류가 흐를 때 자기장을 생성하며,
    상기 자기장은 상기 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 을 관통하고, 바람직하게는, 측정체 (11) 의 포지션에 의존하여 상기 측정체 (11) 에 의해 변경되는, 센서 (1).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 은 SMD 기술을 사용하여 상기 회로 캐리어 (10) 에 적용되는, 센서 (1).
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 의 적어도 일부는 직렬로 및/또는 병렬로 전기적으로 상호연결되는, 센서 (1).
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    병렬 공진 회로를 형성하기 위해 상기 레퍼런스 인덕턴스 (12, LP) 와 상호연결되는 커패시턴스 (CP), 및
    전자 제어 유닛 (mC) 을 또한 갖고,
    상기 전자 제어 유닛 (mC) 은 상기 병렬 공진 회로에 직접 연결되고, 상기 전자 제어 유닛의 클록으로부터 도출되는 여기 주파수에서의 발진으로 상기 병렬 공진 회로를 여기하도록 구성되고, 그리고
    상기 전자 제어 유닛 (mC) 은 상기 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24, LS) 의 각각에 직접 연결되고, 개별 측정 인덕턴스 (20, 21, 22, 23, 24, LS) 에서 측정 변수를 표시하는 값을 측정하도록 구성되는, 센서 (1).
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛 (mC) 은,
    측정체 (11) 에 의해 영향받는 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24, LS) 을 결정하고, 그리고, 후속적으로,
    상기 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24, LS) 에서의 측정들에 기초하여 상기 측정체 (11) 의 포지션을 결정하도록
    구성되는, 센서 (1).
  15. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 을 가지며,
    각각의 측정 인덕턴스는 연관된 자기 코어를 갖고,
    상기 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 은 경로를 따라 배열되고,
    상기 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 은 전기적으로 직렬로 연결되고, 그리고
    상기 측정 인덕턴스들 (20, 21, 22, 23, 24) 은, 일 방향에서 상기 경로를 따라 증가하는 개별 인덕턴스들을 갖는, 센서 (1).
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