[发明专利]电感式位置传感器、装备其的测量系统和驱动位置传感器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于确定相对位置的电感式位置传感器和一种根据权利要求7的前序部分所述的用于驱动电感式位置传感器的方法。此外，本发明还涉及一种根据权利要求13所述的装备有电感式位置传感器的测量系统。

背景技术

电感式位置传感器例如被用作用于确定两个可相对彼此转动的机器部分的角的位置的转动传感器（Drehgeber）。在电感式位置传感器中，励磁线圈和接收器线圈例如以印制导线（Leiterbahn）的形式被施加在共同的电路板上，所述共同的电路板例如与转动传感器的定子固定连接。并不少见地被构造为分度盘的另一板与该电路板相对，在该分度盘上以周期性的间隔交替地施加有导电的面和不导电的面作为分度区域或分度结构，并且该分度盘与转动传感器的转子抗扭地（drehfest）相连。如果在励磁线圈上施加在时间上交变的励磁电流，则在转子与定子之间进行相对转动期间在接收器线圈中产生与角的位置有关的信号。这些信号接着在分析电子装置中被进一步处理。

此外，电感式位置传感器常常也被用于直接测量沿着轴线的纵向位移。在此，应用与在上述转动传感器中相同的测量原理，然而接收器线圈和分度结构接着沿着直线的轴线走向。

常常，这样的电感式位置传感器作为用于电传动装置的测量设备而被采用，以确定相对应的机器部分的相对运动或相对位置。在这种情况下，由位置传感器产生的位置值通过相对应的接口装置被输送给后续电子装置（Folgeelektronik），用于激励传动装置。这样的包括位置传感器、接口装置和后续电子装置的配置被称作测量系统。

在这样的位置传感器或测量系统的许多应用领域中，持久地存在满足安全技术要求的希望。常常必须可能的是，允许人员在其传动装置与测量系统共同作用的机器部分的回转区域（Schwenkbereich）之内停留。在所述前提条件下，必须排除人员由于测量系统中的故障而陷于危险中。相对应地应自然同时避免在运动的机器部分附近的实物会受到损坏。

在本申请人的DE 197 51 853 A1中描述了一种电感式位置传感器，其中接收器线圈以如下偏移被布置在槽（Spur）内：该偏移引起接收到的信号的90°相移。通常不会发现接收器线圈的运转失灵或者分析电子装置中的故障。

在公开文献JP 2004 205456 A1中描述了一种增量式编码器，该增量式编码器产生三个相移了120°的信号。然而，相对应的编码器并不满足更高的安全技术要求。

发明内容

因而，本发明所基于的任务是提出一种电感式位置传感器或相对应的测量系统，通过该电感式位置传感器或通过该测量系统可以满足高的安全技术要求。

同样，通过本发明提出了一种能够实现相对应的位置传感器的可靠工作的方法。

根据本发明，该任务通过权利要求1或权利要求7或者13的特征来解决。

根据本发明的电感式位置传感器包括扫描电路板，在该扫描电路板上布置有用于产生电磁场的励磁印制导线和具有多个接收器印制导线的（第一）接收器槽。此外，位置传感器包括分度元件，该分度元件相对于扫描电路板可移动或者是可转动的并且具有分度槽，该分度槽包括交替布置的、导电的和不导电的分度区域。此外，位置传感器包括电子电路。接收器槽在其方面具有至少三个接收器印制导线，所述至少三个接收器印制导线被布置为使得在分度元件与扫描电路板之间进行相对运动（例如相对转动）时在接收器槽的接收器印制导线中可检测到信号，其中至少在一对这样的信号之间的相移偏差n·90°，其中n为自然数，其中尤其是数0并不与自然数的量相关。电子电路被配置为使得根据由（第一）接收器槽的接收器印制导线检测到的信号首先可以产生三个数字信号，并且通过组合这三个数字信号可以确定至少两个位置值，作为在分度元件与扫描电路板之间的相对运动的度量。位置值可以被输送给比较器，用于检验位置传感器的高效能。

分度元件因此相对于扫描电路板可移动或者是可转动的，使得可以进行相对应的相对运动。相对运动可以是转动运动或者是线性运动。相对应地，通过位置值可以表示角位或者平移位置。

相移在此被理解为有用信号的相移（或电相位偏移），其中有用信号具有比励磁线圈中的励磁电流显著更低的频率。适宜地给出在0°到360°的范围中的相移。在至少一对这种信号之间的相移使得这些信号彼此间具有线性关系。

三个信号的组合由于存在相关的数字形式的三个信号而被理解为基于作为输入数据的三个信号对这些信号进行结算或执行计算算法。