[发明专利]用于获得运动参数的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求1的类型的用于获得运动参数的装置。

背景技术

为了测量转速、位置或同样线性运动，当今常常使用磁性的多极部件(Multipol)，利用磁性传感器测量其磁场。该多极部件能够以轮盘(多极轮)的形式或作为线性的刻度(比例尺)应用。这种多极能够以可粘上的带的形式或可在磁化的构件上提供。大多利用霍尔传感器、AMR传感器或GMR传感器测量该磁场。由此，例如获得近似正弦的输出信号。由此可以分割通过多极给出的刻度并且也在中间值时给出位置。对于准确地测量来说，这仅仅对于测量转速是有益的，但是不是必要的。在此，成本更适宜的方案是有利的。该方案的另一缺点是，所有传感器在信号方面明显受到温度影响(TKE和TKO)并且此外在超过150-200℃时不再能使用。

一个更简单的且成本更适宜的方案是，使用简单的绕组来确定转速。该绕组测量由于在旋转或线性运动时出现的场变化作为感应电压。然而，在这种情况中，依靠多极部件的足够快速的运动，因为感应的电压与场变化的速度dB／dt相关。在缓慢运动时该原理不适用。为此，简单的绕组也可在高温时应用，信号自身完全与温度无关。

在公开文献DE102007023385A1中例如描述了一种用于无接触地获取线性运动或旋转运动的装置。所描述的装置利用位置固定的磁阻的芯片传感器和在允许气隙的情况下邻近该芯片传感器的磁场发生装置工作，该磁场发生装置的各个磁性区段的磁极交替地基本上沿着三维坐标系的一个方向被磁化。该芯片传感器利用其大面积基本上相对于多极组件的表面垂直地或平行地或以在平行和垂直之间的任意角度位置布置。

在本申请人的较早专利申请DE102009001395.4中公开了一种用于测量磁场的装置，其包括励磁绕组和可磁化的芯材料。该芯材料具有第一白色区域和第二白色区域，其中，该第一白色区域和第二白色区域邻接到共同的畴壁(Bloch-Wand)上。为了测量磁场，在形成周期性交变的磁场的情况下将交变电压施加到该励磁绕组上，由此，周期性地交变磁化该芯材料。待测量的磁场和励磁绕组的磁场重叠，由此芯材料的交变磁化在时间上偏移。从芯材料的交变磁化的时间上的偏移中可推导待测量的磁场。此外，该装置具有用于测量芯材料的磁场变化的测量绕组，其中，交变磁化的时刻通过在该测量绕组中感应的电压变化、特别是通过电压脉冲确定。

发明内容

相对地，具有根据独立权利要求1所述的特征的根据本发明的用于获得运动参数的装置具有的优点是，该至少一个磁性传感器可实施成带有可磁化的芯、驱动绕组和测量绕组的所谓的Flipcore传感器，并且可用于测量转速或测量线性运动。本发明的实施方式以有利的方式实现了成本适宜的制造以及高的敏感性、无偏移性和温度耐受性。此外，根据本发明的用于获得运动参数的装置的至少一个磁性传感器有利地不会由于超过测量范围受到破坏或者在任何参数方面被改变。

在根据本发明的用于获得运动参数的装置中使用实施成Flipcore传感器的磁性传感器的重要优点在于，该传感器具有与AMR／GMR传感器相同的敏感性，但是其更稳定并且没有温度依赖性。一旦交变磁场的值再次达到用于获得运动参数的装置的测量范围中，则该至少一个磁性传感器立刻再次正确地测量并且提供正确的测量值用于评估。由此，即使当交变磁场具有位于该至少一个磁性传感器的测量范围之外的最大值时，在利用多极轮测量转速时或者甚至在测量线性运动时，可非常准确地测得交变磁场的场交零点(Feldnulldurchgang)。对于已知的AMR/GMR传感器来说，这只有通过更高的花费(成本)才能实现。相反地，同样能够承受高磁场并还能够进行测量的霍尔传感器不如此敏感。

本发明的实施方式提供了一种用于获得运动参数的装置，该装置包括产生交变磁场的磁性的多极部件、至少一个用于测量该磁性的多极部件的磁场的磁性传感器及用于评估该至少一个磁性传感器的信号的评估和控制单元。在此，可评估在磁性的多极部件和至少一个磁性传感器之间的相对运动。根据本发明，该至少一个磁性传感器包括可磁化的芯、驱动绕组和测量绕组，其中，评估和控制单元利用周期性的驱动信号对该驱动绕组施加作用以引起芯的周期性的交变磁化，并且通过测量绕组获得芯的交变磁化时刻。