[发明专利]用于确定竖直位置的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在执行具有竖直位移分量的定位任务期间 确定物体的竖直间距的装置和方法。

背景技术

具有竖直位移分量的典型定位任务例如是对电梯井道内的电梯 厢进行定位。电梯通常需要被定位在几乎毫米的精度内，以便不会 在与各楼层地板的过渡处产生任何的入口棱角或者台阶。电梯的控 制装置特别需要识别电梯位于哪一楼层上，以根据电梯使用者的控 制指令对电梯进行控制。迄今已经使用不同的系统来确定所述位置。 因此，在各楼层处使用二进制位置传感器是已知的，该位置传感器 仅仅给电梯发出信号，指出电梯已经到达一楼层并可以开始其减速 行程。这些传感器具有这样的缺点，即特别是在电力发生故障的情 况下不能精确地确定电梯的位置并且需要长的参考行程。还已知在 电梯厢上设置编码符号和评估这些编码符号的光电装置对。这虽然 在断电时仅需要相对较短的参考行程，但是在电梯井道中应用编码 标记的花费相对巨大。最后，还已知使用旋转编码器，旋转编码器 结合齿带在驱动装置的位置的帮助下识别电梯的绝对位置。然而， 用于确定物体的竖直间距的这种装置的安装耗费、空间要求和成本 都很高。同样的情况也适用于通过信号线和超声脉冲来确定电梯厢 位置的普通装置。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于，提供用于在执行具有竖直位移 分量的定位任务期间确定物体的竖直间距的装置和方法，该装置和 方法，或者通过该装置和方法，可以在设备花费很低的情况下，很 容易地确定竖直间距，即使是在电力发生故障后。

根据本发明的第一种教导，所述的目的是通过一种以下类型的 装置实现的，其中，在第一物体上设置至少第一压力传感器，在第 二物体上设置至少第二压力传感器，还设有评估部件，其中在执行 定位期间所述物体相对彼此的竖直位置发生变化，并且所述物体的 位置之间的竖直位移分量可通过所述评估部件从第一和第二压力传 感器所测量的压力值的差来确定。

通常，用压力传感器测量气压，从而两个压力传感器之间的竖 直间距及物体相对于彼此的间距可以从所测量的气压值的差通过气 压高度公式加以确定。通过形成压差，特别是由天气引起的气压波 动的影响被抑制了，从而使精确确定间距变成可能。此外，两个压 力传感器通常受到一样的温度漂移，因此，通过形成压差，温度漂 移的影响也消除了。原则上，还可以设想压力传感器测量其他不同 的压力，例如，如果物体的定位发生在水下，也可以测量水柱的压 力。与用于测量竖直位置的已知装置，例如电梯厢的控制装置相比， 在根据本发明的装置中，断电不会引起电梯厢竖直位置的丧失。更 确切地说，电力一发生故障，电梯厢的竖直位置马上可以用本发明 的装置精确地确定，因为即使是在电力发生故障后，压力差也是保 持不变的。特别地，通过本发明的装置还可以可靠地识别出物体的 竖直间距极其缓慢地发生的变化，例如，电梯厢高度的缓慢下落。 根据本发明的装置还因为其极小的空间需求和安装费用而脱颖而 出，因为其只需要安装压力传感器和评估部件。

根据本发明的第一种实施方式，在第一和/或第二压力传感器上 设有测量温度的部件。由于该措施，气压测量可以直接通过所述测 量温度的部件校正，因此提高了精度。

一种用于确定物体的竖直间距的特别简单的装置可以这样实 现，即在静止物体上设置第一压力传感器。在相对于第一物体可动 地布置的第二物体上设置第二压力传感器。例如，第一压力传感器 可以固定地设置在电梯的控制装置中，第二压力传感器可以装配到 电梯厢中，从而电梯厢相对于第一压力传感器的竖直位置可以通过 评估部件来确定。第二压力传感器优选设置在电梯厢内部，以减小 因空气流入和流出电梯井道而引起的压力波动，例如因电梯厢的运 动引起的压力波动。

为了提高用于确定竖直位置的压差测量的精度，优选采用电容 式硅压力传感器。这些传感器通常被构造成CMOS(互补金属氧化 物半导体)部件，其特别是能够测量非常小的压差。优选地，用于 测量温度的部件优选一体形成到电容式硅压力传感器中。

根据下一种有利的实施方式，如果设有至少一个另外的位置传 感器，该传感器的位置信号被评估部件另外用来确定物体相对于彼 此的竖直间距，就可以进一步提高本发明的装置在确定间距时的精 度及其动态性。