[发明专利]用于探测转动件的转动和转向的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于探测转动件的转向和转向的方法。

背景技术

用于计数转动件例如用量计测量机构中的指针或转盘的转动的方法及适合于实施该方法的装置已知有很多种样式，且在市面上很常见。例如DE 33 40 508 C2就公开了一种用于水量计的脉冲产生机构，其带有标准的指针-滚轮式计数机构。在承载转盘上安装有永磁体作为脉冲发送器。设置在计数机构壳体外部的脉冲接收器在永磁体每次移动经过时都发出计数脉冲。DE 100 60 198 A1的主题为相仿的装置。但这种脉冲产生机构实际上并不实用，因为无法区分计数机构是向前还是向后移动。如果脉冲发送器在脉冲接收器的前面摆动，就会持续不断地产生计数脉冲，即使计数机构既未向前也未向后整圈地转动，因此会产生很严重的错误。

实践中广泛地采用感应式接近传感器，其使用可通过接近导电物体来阻尼的LC振荡回路和用于获知由阻尼件引起的阻尼的分析电路。在这里，LC振荡回路按照采样频率的节奏被周期性地激起谐振。然后测量直到谐振幅度下降到事先确定好的阈值以下的时间。如果阻尼部件处于传感器的检测范围之内，振荡衰减时间就短，如果阻尼部件处于检测范围之外，振荡衰减时间就长。如果阻尼部件部分地处于传感器的检测范围之内，振荡衰减时间就位于这两个极限之间；利用附加地插入的开关阈值来实现判定阻尼部件是处于检测范围之内还是之外。

如下文献公开了相关细节：DE 36 11 862 A1、DE 37 33 943 A1、DE 37 33 944 C2、EP 0 608 494 B1、EP 0 467 753 B1、DE 39 23 398 C1和DE 19 809 031 A1。

已知的方法和装置的另一特点是所用传感器的数量。例如DE 37 33 943 A1和DE 37 33 944 C2公开了仅使用一个传感器的方法和装置。DE 36 11 862 A1也仅公开一个传感器，该传感器被附加地构造为变换器。

EP 0 608 494 B1公开了一种旋转探测器，其利用具有三种不同阻尼特性的测量传感器、基准传感器和转动件工作。

EP 0 467 753 B1公开了一种用于识别旋转的装置，其利用两个甚至多个测量传感器工作，其中这些传感器相继地连接。由此应避免传感器之间的感应式串扰，这种串扰会引起干扰。

DE 39 23 398 C1公开了一种用于电池工作的旋转探测器，其甚至用四个传感器工作，其中的每两个传感器互补地连接。由于激励四个LC振荡回路当然要比激励一个或两个传感器耗用更多的电池电流，所以这种电路只能用大电池工作或者只能工作短暂的时间。

DE 198 09 031 A1公开到，可以把三个线圈制造成印刷电路，应给这些线圈各补充一个电容器，从而形成LC振荡回路。

采样频率并非最终决定电池电流的耗用量。采样频率越高，即每单位时间激励振荡回路越频繁，电池耗用量就越大。为了减小电池电流，采样频率应尽可能低。但不得违背香农定理。据香农定理所述，为了可靠地识别转动件的转动，必须针对每次旋转都进行两次以上的采样。因此，采样频率必须与所希望的最高转速一致，尽管最大转速很少达到或者从未达到。

为了在这些情况下减小电池耗用量，由EP 0 898 152 A1已知，适应性地改变采样频率。在转动件的静止状态下，采样频率逐级降低，一旦转动件又转动了，就又产生最大采样频率。但由于在转动件已旋转完至少四分之一圈时电子机构才识别到该转动件再次转动，所以会出现测量错误，直到又达到全额采样频率。

如果使用两个传感器来检测转盘的转动情况，该转盘的一半被阻尼部件占据，则两个传感器彼此错开π/2。借助上述开关阈值来探测阻尼部件是否位于传感器之前。因而每个传感器都发出两种信号：已阻尼或未阻尼。由此可以得到与转盘的四个象限相应的四种状态。比较相继的信号状态，就可以探测转盘已向前还是向后分别转动了π/2。在计数完四次相继的向前移动之后，就探测到向前转动了一整圈，在计数完四次相继的向后移动之后，就探测到向后转动了一整圈。

这种电路布置的主要缺点是，在仅仅阻尼部件的边缘位于传感器检测范围内时，不能可靠地判定“已阻尼”还是“未阻尼”。此外通常不能可靠地检测即时的振荡衰减时间，其原因是，对振荡幅度的测量不精确，对当前幅度处于幅度阈值以上还是以下的判定不准确。其它的错误根源是噪声例如量子化噪声和传感器因老化而发生的变化。所有这些都导致采样频率实际上被设定得必须远高于香农采样定理所要求的采样频率。这牵涉到相应高的电池耗用量。这是不利的。