用于感應(yīng)產(chǎn)生電測量信號的方法和相關(guān)的傳感器裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于取決于待測量的變量感應(yīng)產(chǎn)生電測量信號的一種方法和一種傳感器裝置，提供至少兩個(gè)激勵(lì)線圈（12，13），并且電流連續(xù)以時(shí)鐘電路（11）的速率流過線圈。電流在多個(gè)傳感器線圈（14，15）中感應(yīng)產(chǎn)生電壓，該電壓取決于待測量的變量，并且以時(shí)鐘電路（11）的速率被細(xì)分為激勵(lì)線圈（12，13）中的關(guān)聯(lián)電壓信號（S13），因而評估獲得的電壓信號從而獲得測量信號。至少兩個(gè)傳感器線圈（14，15）和至少兩個(gè)激勵(lì)線圈（12，13）關(guān)聯(lián)，傳感器線圈（14，15）或激勵(lì)線圈（12，13）同樣開關(guān)，而各個(gè)另外的線圈以相反方向開關(guān)。在定義的時(shí)鐘信號間隔中掃描和激勵(lì)線圈關(guān)聯(lián)的傳感器線圈的電壓信號以獲得測量信號（91，92）。本發(fā)明的方法和傳感器裝置允許靈敏度增加和/或傳感距離更大，而同時(shí)確保緊湊設(shè)計(jì)。
【專利說明】用于感應(yīng)產(chǎn)生電測量信號的方法和相關(guān)的傳感器裝置
[0001]本申請是基于2011年7月21日所提交的申請?zhí)枮?01080005122.X，發(fā)明名稱為
“用于感應(yīng)產(chǎn)生電測量信號的方法和相關(guān)的傳感器裝置”的發(fā)明的分案申請。
[0002]相關(guān)申請的交叉參考
[0003]本申請要求2009年I月21日提交的德國專利申請10 2009 005 579.7和2009年2月16日提交的德國專利申請10 2009 009 061.4的優(yōu)先權(quán)，兩者的全部內(nèi)容清楚地包括在本申請的主旨中以供參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本發(fā)明涉及一種用于根據(jù)待測量的量值而感應(yīng)產(chǎn)生電測量信號的方法，例如，用于根據(jù)權(quán)利要求1的導(dǎo)言部分所述，確定待探測的測試對象的路徑和/或空間中的位置和/或材料特性。此外，根據(jù)權(quán)利要求7的導(dǎo)言部分所述，本發(fā)明涉及一種執(zhí)行該方法的傳感
器裝置。
【背景技術(shù)】
[0005]從WO 2007/012502 Al已知用于通過感應(yīng)傳感器測量距離的一種方法和一種裝置。為了獲得電測量信號的目的，例如，由于測試對象接近適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳎瑤讉€(gè)激勵(lì)器線圈以計(jì)時(shí)方式運(yùn)行。激勵(lì)器線圈以時(shí)鐘脈沖電路的時(shí)鐘速率在傳感器線圈中感應(yīng)電壓，所述信號在電路處于穩(wěn)態(tài)時(shí)變?yōu)榱?。已通過該方式獲得的電壓信號每個(gè)都被以時(shí)鐘脈沖電路的時(shí)鐘速率分為幾段，每段都和激勵(lì)器線圈相關(guān)聯(lián)，互相比較這些段，以便能夠執(zhí)行振幅調(diào)節(jié)過程。為了從和激勵(lì)器線圈相關(guān)聯(lián)的各段獲得同樣大的電壓信號，在振幅調(diào)節(jié)過程期間使用電壓信號值之間的差異，該同樣大的電壓信號在比較器的輸入端處缺乏時(shí)鐘同步分量或差異。當(dāng)處于該穩(wěn)態(tài)時(shí)，為了因此獲得測量信號的進(jìn)一步分量(例如為了區(qū)別幾類型金屬)，另外開始相位調(diào)節(jié)過程。
[0006]在此使用的振幅調(diào)節(jié)過程下的原理本身從EP 706 648 BI已知。此處，捕獲在發(fā)光器和光接收器之間的光信號，對于外部影響、例如漫射光，溫度或老化的影響進(jìn)行補(bǔ)償。通過使用時(shí)鐘脈沖發(fā)生器而可替換地以時(shí)間分割方式操作發(fā)光器。已在至少一條光路徑中在振幅方面被調(diào)節(jié)的光可能與來自另一個(gè)發(fā)光器、例如來自補(bǔ)償光源的光一起，通過這樣一種方式，即然后隨之發(fā)生缺乏時(shí)鐘同步信號分量的接收信號的方式而作用在光接收器上。從光接收器接收的光信號被提供給同步解調(diào)器，然后同步解調(diào)器將接收的信號分解為相應(yīng)于兩種光源的信號分量。這些信號分量在比較器中相互比較，并且因而產(chǎn)生相應(yīng)于零狀態(tài)的信號。如果在比較器的輸出端處未出現(xiàn)相應(yīng)于該零狀態(tài)的信號，然后就調(diào)整提供給光源的輻射功率，直到達(dá)到作為該狀態(tài)的時(shí)間。
[0007]為了確定測試對象的路徑或空間中的位置或材料特性，使用例如感應(yīng)接近開關(guān)。因此實(shí)際上，接近傳感器的傳感距離通常非常小，或者通過使用特定電路結(jié)構(gòu)，只能夠通過相等靈敏度來識別不同的金屬例如鋼St37，順磁性金屬例如鋁或者反磁性金屬例如銅。WO2007/012502 Al的解決方案自身能夠有助于提高，但是除了振幅調(diào)節(jié)過程之外，其還要求相位調(diào)節(jié)過程。
[0008]從DE 33 29 515 C2已知用于磁感應(yīng)傳感器的電路布置以及用于確定鐵磁體的位置的相應(yīng)的傳感器裝置。該傳感器裝置包含幾個(gè)發(fā)射線圈、一個(gè)接收裝置和一個(gè)控制發(fā)射線圈電源的時(shí)鐘發(fā)生器，對于來自接收裝置的測量信號以及用于處理該信號的分量的需求。在發(fā)射線圈和鐵磁體之間布置導(dǎo)電中間塊(intermediate mass)。一旦穩(wěn)定化處理在中間塊中感應(yīng)的渦電流，則需要測量信號的分量就在此連接接收裝置。
[0009]EP O 798 502 BI示出用于探測閥門位置的位置/路徑傳感器，該傳感器包含求值電路，異或門以及寄存器，其中求值電路用于檢測受相移影響的時(shí)間窗口持續(xù)時(shí)間，而寄存器連接在計(jì)數(shù)器的下游，并且能夠從寄存器中讀出各自的計(jì)數(shù)結(jié)果。為了探測閥門活塞而提供感應(yīng)布置，該布置包含兩個(gè)沿活塞運(yùn)動方向并排布置的線圈。求值電路適合測量由活塞位置改變引起的感應(yīng)布置去諧，其中各自測量替換電壓相對于彼此的相移作為去諧而被求值。
[0010]從WO 2007/006910 Al已知一種用于感應(yīng)測量第一對象相對于第二對象的相對運(yùn)動或定位的方法。為了該目的而提供兩個(gè)發(fā)射線圈和兩個(gè)接收線圈。其中發(fā)射線圈布置在第一個(gè)對象上，而接收線圈布置在第二個(gè)對象上，并且其中磁場由發(fā)射線圈產(chǎn)生。接收線圈的輸出信號用于確定對象的運(yùn)動。待監(jiān)控的對象露出由多個(gè)鏡元件(mirror element)構(gòu)成的望遠(yuǎn)鏡的多個(gè)部分(pieces of a telescope),其中使用線圈布置的共同感應(yīng)率,從而確定位置，并且其中測量電壓，該電壓由于變壓器影響而被感應(yīng)到接收線圈中。為了該目的而使用接收終端的電壓，即具有準(zhǔn)無限阻抗。
[0011]從WO 93/20409 Al已知一種傳感器驅(qū)動和信號處理方法。為了該目的，向傳感器的初級側(cè)提供振蕩輸入信號，并且探測和放大來自傳感器次級側(cè)的輸出信號。數(shù)位地引導(dǎo)次級側(cè)上的信號準(zhǔn)備和信號處理。傳感器包含這樣的線圈布置，其由一個(gè)輸入線圈和兩個(gè)輸出線圈以及鐵心組成，鐵心的位置是可探測的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是以能夠在緊湊結(jié)構(gòu)中獲得分別在增加的傳感距離上的增加的靈敏度的這樣的方式，而改進(jìn)用于產(chǎn)生電測量信號的一種方法和一種傳感器裝置。
[0013]本目的通過一種用于取決于至少一個(gè)待測量的量值，使用至少兩個(gè)激勵(lì)器線圈而感應(yīng)產(chǎn)生電測量信號的方法來實(shí)現(xiàn)，該量值包含測試對象的路徑或空間中的位置或至少一種材料特性，促使電流通過激勵(lì)器線圈以時(shí)鐘脈沖電路的時(shí)鐘脈沖速率連續(xù)流動，電流在至少一個(gè)傳感器線圈中感應(yīng)產(chǎn)生電壓，所述電壓取決于待測量的至少一個(gè)量值，并且電壓被以時(shí)鐘脈沖電路的時(shí)鐘脈沖速率被細(xì)分為和激勵(lì)器線圈相關(guān)聯(lián)的電壓信號，其中評估這樣獲得的電壓信號，以便獲得電測量信號，其中至少兩個(gè)傳感器線圈和至少兩個(gè)激勵(lì)器線圈相關(guān)聯(lián)，其中傳感器線圈或激勵(lì)器線圈以相同的方式運(yùn)行或者以相同的方式連接，反之，另外的各自的線圈，即激勵(lì)器線圈或傳感器線圈以互相相反的方式運(yùn)行或以互相相反的方式連接，其中為了獲得電測量信號的目的，和激勵(lì)器線圈相關(guān)聯(lián)的傳感器線圈的電壓信號在時(shí)鐘脈沖信號的某一時(shí)間周期內(nèi)取樣，以及其中這樣運(yùn)行激勵(lì)器線圈，即激勵(lì)器線圈對于傳感器線圈的影響在位于傳感器線圈下游的放大器的輸出端上被抵消。本目的還通過一種用于取決于待測量的量值而感應(yīng)產(chǎn)生電測量信號的傳感器裝置來實(shí)現(xiàn)，該傳感器裝置用于確定至少一個(gè)量值，量值包含測試對象的路徑或空間中的位置或至少一種材料特性，傳感器裝置包括:至少兩個(gè)激勵(lì)器線圈；時(shí)鐘脈沖電路，用于連續(xù)以時(shí)鐘脈沖速率通過電流激活激勵(lì)器線圈；至少兩個(gè)傳感器線圈，傳感器線圈和激勵(lì)器線圈相關(guān)聯(lián)，并且在傳感器線圈中取決于至少一個(gè)待測量的量值使得電壓通過以下方式感應(yīng)，即電流以時(shí)鐘脈沖電路的時(shí)鐘脈沖速率流過激勵(lì)器線圈；電子元件，用于以時(shí)鐘脈沖電路的時(shí)鐘脈沖速率將感應(yīng)電壓細(xì)分為和激勵(lì)器線圈相關(guān)聯(lián)的電壓信號；取樣裝置，用于為了在時(shí)鐘脈沖信號的確定或可確定的時(shí)間周期內(nèi)獲得測量信號的目的，對和激勵(lì)器線圈相關(guān)聯(lián)的傳感器線圈的電壓信號進(jìn)行取樣；其中激勵(lì)器線圈以這樣的方式布置，即激勵(lì)器線圈對于傳感器線圈的影響在位于傳感器線圈下游的放大器的輸出端上被抵消。
[0014]由于使用至少兩個(gè)激勵(lì)器線圈組成的組和至少兩個(gè)傳感器線圈組成的組，其中例如線圈在這些組中的一個(gè)中以相同方式連接,并且線圈在這些組中的另一個(gè)中以相反方式連接，其引起多重的以前通常的傳感距離。在電路的起始狀態(tài)，即沒有測試對象時(shí)，已在那里感應(yīng)到的傳感器線圈上的電壓互相抵消。然而，如果在激勵(lì)器線圈和傳感器線圈之間的磁場受到測試對象的影響，則在傳感器線圈中感應(yīng)的電壓就以這樣的方式改變，即能夠探測到存在測試對象和/或其某些特性。為了該目的，傳感器線圈上的電壓信號在某些分別預(yù)定或可預(yù)定的時(shí)間點(diǎn)上取樣，該時(shí)間點(diǎn)由時(shí)鐘脈沖電路預(yù)先確定。取樣過程能夠在不同的取樣時(shí)間點(diǎn)時(shí)發(fā)生。例如，在一個(gè)取樣時(shí)間點(diǎn)時(shí)，可探測最大振幅中的變化，反之，更適宜地在相位中被90度取代的另外的取樣時(shí)間點(diǎn)提供相移的指示。能夠通過關(guān)于振幅和相位的這些信息來識別測試對象。當(dāng)取樣鄰近最大振幅發(fā)生時(shí)，例如，當(dāng)在穩(wěn)態(tài)中切斷進(jìn)一步的重新調(diào)整過程時(shí)，因此圖2中示出的電壓波形變得可見，則用于探測任意測試對象的系統(tǒng)的靈敏度就為最大值，反之，在鄰近信號的零交叉點(diǎn)的取樣時(shí)間點(diǎn)時(shí)(即相對于最大值的大約90°相移)，就能夠確定測試對象的金屬類型。
[0015]優(yōu)選地，對獲得的信號相互比較，如從EP 706 648 BI已知，這些信號已分解成和單獨(dú)的時(shí)鐘脈沖周期相關(guān)聯(lián)的時(shí)間周期，雖然此處，依照本發(fā)明其作為從其中的偏離，這些時(shí)鐘脈沖周期例如能夠計(jì)為總時(shí)鐘周期的1%至10%，并且然后，已通過該方式取得的不同值用于調(diào)節(jié)已提供給激勵(lì)器線圈的功率。其依次對于在傳感器線圈中感應(yīng)的電壓信號有影響，以便使得調(diào)節(jié)過程繼續(xù)實(shí)現(xiàn)這樣的目的，即在比較器的輸入端處具有同樣大的電壓，即在其中不同的傳感器線圈沒有電壓差別。如果出現(xiàn)電壓差別，就獲得不同的值，并且調(diào)節(jié)值也達(dá)到的程度同時(shí)也是以下各值，即測試對象的位置，路徑和空間中的位置，即為了接近測試對象。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，其中傳感器線圈以相反的方式連接，對于外磁場的補(bǔ)償由于傳感器線圈的相互連接的功效而受到影響。對于外磁場的該補(bǔ)償過程允許傳感器線圈中的電壓信號的高度的放大，以便實(shí)現(xiàn)甚至激勵(lì)器線圈的影響的變化中的最小變化都可被察覺，因此其導(dǎo)致在更遠(yuǎn)的傳感距離上探測測試對象。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，其中激勵(lì)器線圈以相反的方式連接，并且傳感器線圈以相同的方式連接，通過傳感器線圈的相互連接，對于外磁場的補(bǔ)償?shù)目赡苄圆辉倏捎谩?br> [0018]從以下說明和從屬權(quán)利要求中，將描述進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】[0019]在下文中，基于示例性實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明，實(shí)施例在附圖中示出。在此處，附圖不出:
[0020]圖1a示出依照本發(fā)明，用于感應(yīng)產(chǎn)生電測量信號的電路的第一實(shí)施例的示意性電路圖，
[0021]圖1b示出依照本發(fā)明，用于感應(yīng)產(chǎn)生電測量信號的電路的第二實(shí)施例的示意性電路圖；
[0022]圖2示出來自于在非穩(wěn)定狀態(tài)中的不同測試對象和不同取樣時(shí)間點(diǎn)的電壓信號，
[0023]圖3示出激勵(lì)器線圈和傳感器線圈的布置。
【具體實(shí)施方式】
[0024]現(xiàn)在將參考附圖以示例性方式更詳細(xì)地描述本發(fā)明。然而，實(shí)施例僅為例子，其目的不是將本發(fā)明的概念限制于特定的布置。在詳細(xì)描述本發(fā)明以前應(yīng)指出，不限于裝置的特定的組件和不限于特定的方法步驟，因?yàn)檫@些組件和程序可改變。在此使用的術(shù)語僅目的在于描述特定的實(shí)施例，而不以限制性的方式使用。另外，如果在說明書或權(quán)利要求中使用單數(shù)或不定冠詞，其也涉及在范圍內(nèi)的多個(gè)這些元件，因?yàn)閺耐ǔ５纳舷挛闹胁磺宄欠翊韯e的含義。
[0025]附圖描述了一種傳感器裝置，其用于取決于至少一個(gè)待測量的量值，感應(yīng)產(chǎn)生測量信號，該量值例如包含將待探測的測試對象O的路徑或空間中的位置或至少一種材料特性的量值。為了該目的，其使用至少兩個(gè)激勵(lì)器線圈12，13，電流通過該激勵(lì)器線圈依次以時(shí)鐘脈沖電路11的時(shí)鐘脈沖速率流過。時(shí)鐘脈沖電路11在其輸出端IIa上發(fā)射時(shí)鐘信號，該信號通過激勵(lì)器直接提供給線圈13，并且通過激勵(lì)器和變換器22提供給線圈12。原則上，也可以設(shè)想存在超過兩個(gè)激勵(lì)器線圈12，13或者超過兩個(gè)傳感器線圈14，15。激勵(lì)器12，13中的電壓感應(yīng)傳感器線圈14，15中的電壓，其取決于待測量的量值，并且因而取決于測試對象O。該電壓被施加在優(yōu)選對稱的放大器23的輸入端23a, 23b上。與優(yōu)選對稱的放大器23的輸出端23c上的電壓一致，信號S13被經(jīng)過線路41施加至同步解調(diào)器Dl。在穩(wěn)定狀態(tài)中，信號S13僅由缺乏時(shí)鐘同步組件的放大器23的放大器噪音組成。
[0026]圖1a和Ib結(jié)合圖3示出兩個(gè)激勵(lì)器線圈12，13以及兩個(gè)傳感器線圈14，15。在示出的示例性實(shí)施例中，該布置包含半圓線軸體，其相互空間平行地布置。為了對圖3加以簡化，在線軸體上的繞組(激勵(lì)器線圈12，13和傳感器線圈14，15)在相對于外部外圍受阻礙的區(qū)域內(nèi)已被省略。對于該范圍，依照圖3的布置能夠被以特別簡單的方式封裝入外殼中，其中能夠形成例如具有閉合傳感器表面的傳感器，并且其中線軸體能夠被提供有由合成材料或金屬組成的表面。不同于半圓形形狀線圈的其它形狀的線圈也是可能的。
[0027]依照圖la，傳感器線圈14，15以這樣的方式連接，即分別在至少兩個(gè)傳感器線圈14，15上作用的外磁場在放大器23的輸出端23c上產(chǎn)生干擾信號。如圖1b所示，通過倒轉(zhuǎn)兩個(gè)傳感器線圈中的一個(gè)的布置，其將補(bǔ)償外來場，以便干擾信號不在放大器23的輸出端23c上出現(xiàn)。
[0028]然而原則上，只要其能確保沒有具有時(shí)鐘同步分量的信號能夠在穩(wěn)定狀態(tài)中出現(xiàn)在放大器23的輸出端23c上，則就能夠使用任何其他的線圈布置，例如線圈的并聯(lián)電路。
[0029]信號S13通過上述方式獲得并且通過時(shí)鐘脈沖電路11的時(shí)鐘脈沖速率的知識而分配給各自的激勵(lì)器線圈12，13，該信號在同步解調(diào)器Dl之前取樣。為了該目的，開關(guān)B，D僅在與總時(shí)鐘周期成比例的短的時(shí)間周期時(shí)開關(guān)。同步解調(diào)器Dl也能夠?yàn)椴煌愋停缙淇蔀镮比特Α/D變換器的形式。該解決方案例如可從德國ELMOS半導(dǎo)體公司獲得的集成電路IC 909.05中選擇。因?yàn)?，在該IC中，取樣時(shí)間點(diǎn)相對于時(shí)鐘脈沖相位(大約在時(shí)鐘脈沖相位的中心)固定，能夠?yàn)榱死缭谧罡哽`敏度之間加以區(qū)分和分辨金屬類型而提供移相器20。在該情況下，取樣受影響，例如首先在鄰近振幅的最大改變(最高靈敏度)中或者在最大相移(分辨金屬類型)的范圍內(nèi)受影響。為了實(shí)現(xiàn)對于所有類型的金屬相等靈敏度的目的，也能夠選擇一種或更多種進(jìn)一步的取樣時(shí)間點(diǎn)。如果取樣時(shí)間點(diǎn)可自由選擇，則能夠省去移相器20。
[0030]依照圖3，優(yōu)選位于幾何軸上的激勵(lì)器線圈12，13在空間上平行于傳感器線圈14，15布置，傳感器線圈也優(yōu)選位于一個(gè)幾何軸上。然而，也可能存在線圈不布置在一個(gè)幾何軸上的其它的布置。在不出的實(shí)施例中，激勵(lì)器線圈12,13的數(shù)目相應(yīng)于傳感器線圈14,15的數(shù)目，也可以考慮其它的布置，只要線圈的連接相同并確保計(jì)數(shù)器的方向，以便消除輸出信號的時(shí)鐘同步分量。
[0031]在示出的實(shí)施例中，來自傳感器線圈14，15的信號S13被經(jīng)過線路41發(fā)射給同步解調(diào)器Dl和移相器20。根據(jù)這樣的方式，其中開關(guān)B和D被在控制線路50B和50D上從時(shí)鐘脈沖電路11的輸出端IIB和IlD控制，電壓信號被通過線路60B，60D，電阻R3和R4以及電容C3，C4，以時(shí)鐘脈沖電路11的時(shí)鐘脈沖速率發(fā)射至比較器16的輸入端16a，16b。在起始狀態(tài)，也就是說當(dāng)目前沒有分別探測出測試對象O時(shí)，比較器16的輸入端16a，16b上的電壓信號大小相等，以便某一調(diào)節(jié)值出現(xiàn)在比較器16的輸出端16c上，該調(diào)節(jié)值引起在比較器16的輸入端16a，16b上的輸入值相等。例如能夠使用高放大系數(shù)的運(yùn)算放大器作為比較器。通過由振幅調(diào)節(jié)器18a，18b形成的振幅調(diào)節(jié)布置而以這種方式調(diào)整該調(diào)節(jié)值，即如果一個(gè)激勵(lì)器線圈中的電流增大，則然后就降低其他激勵(lì)器線圈中的電流。為了該目的，通過變換器19轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)值。然而，也能夠提供單側(cè)調(diào)節(jié)過程。能夠使用調(diào)節(jié)值94用于確定測試對象的接近。能夠通過振幅調(diào)節(jié)器18a，18b以這種方式調(diào)節(jié)提供給激勵(lì)器線圈的功率，即在比較器16的輸入端16a，16b上的上述狀態(tài)將再次產(chǎn)生。從EP O 706 648 BI已知該原理。
[0032]在一種理想的布置中，處于起始狀態(tài)中的電壓信號S13僅處于放大器23的放大器噪音的形式中，而沒有時(shí)鐘同步分量。如果測試對象O接近，則然后其對于電壓信號S13中的時(shí)鐘同步振幅信息產(chǎn)生影響。如果測試對象O位于傳感器有功范圍中，則其導(dǎo)致取樣時(shí)間點(diǎn)上的振幅變化。通過取樣時(shí)間點(diǎn)(參考上文)的適當(dāng)選擇，還能夠分辨測試對象的金屬類型，例如能夠?qū)崿F(xiàn)對于特定類型金屬的可能的最大靈敏度或者例如系數(shù)1(對于所有金屬類型的相同靈敏度)，或者能夠?qū)崿F(xiàn)用于排除該類型金屬的過程。例如在圖2中示出兩個(gè)取樣時(shí)間點(diǎn)91，92，其中之一描述了最大靈敏度的情況，而另一個(gè)描述了金屬類型的區(qū)別。通過相移過程，取樣時(shí)間點(diǎn)一方面位于時(shí)間點(diǎn)91,另一方面位于時(shí)間點(diǎn)92,其中圖2中不出的電壓信號取決于各自的金屬類型，例如鐵，銅，鋁。
[0033]依照本方法，以時(shí)鐘脈沖電路的時(shí)鐘脈沖速率提供給激勵(lì)器線圈12，13的電流感應(yīng)傳感器線圈14，15中的磁場，以便放大器23的輸入端上的電壓將彼此抵消。激勵(lì)器線圈以相同的方式互相連接，而傳感器線圈以相反的方式互相連接。用于確定電測量信號的電壓信號的取樣過程優(yōu)選在不同的時(shí)間點(diǎn)發(fā)生，以便通過取樣時(shí)間點(diǎn)的適當(dāng)選擇，即使存在取決于應(yīng)用而提供需要的結(jié)果的另外的附加的狀態(tài)，也可探測以上指定的狀態(tài)。如上所述，該四種狀態(tài)包含對于特定金屬類型的最大靈敏度，其在有色金屬的情況下比在鐵的情況下更大；對于所有類型的金屬的相同靈敏度；以及金屬類型之間的分辨；和特定金屬類型的排除。因此，依照本發(fā)明的原理支持用于探測過程所需的靈敏度，其因而引起傳感距離增加。實(shí)踐中，在具有12mm直徑的、使用完全由金屬制成的外殼以及自由鐵素體(ferrite-free)線圈的傳感器的情況下,其引起20mm的傳感距離。
[0034]顯而易見的是，本說明能夠服從于大多數(shù)的變型，變化和適應(yīng)，它們能夠視為落入依照從屬權(quán)利要求限定的等價(jià)物的范圍內(nèi)。
[0035]參考標(biāo)號表
[0036]
【權(quán)利要求】
1.一種用于取決于至少一個(gè)待測量的量值，使用至少兩個(gè)激勵(lì)器線圈(12，13)而感應(yīng)產(chǎn)生電測量信號的方法，所述量值包含測試對象(O)的路徑或空間中的位置或至少一種材料特性，促使電流通過所述激勵(lì)器線圈以時(shí)鐘脈沖電路(11)的時(shí)鐘脈沖速率連續(xù)流動，所述電流在至少一個(gè)傳感器線圈中感應(yīng)產(chǎn)生電壓，所述電壓取決于待測量的至少一個(gè)量值，并且所述電壓被以所述時(shí)鐘脈沖電路(11)的所述時(shí)鐘脈沖速率被細(xì)分為和所述激勵(lì)器線圈(12，13)相關(guān)聯(lián)的電壓信號(S13)，其中評估這樣獲得的所述電壓信號，以便獲得所述電測量信號， 其中至少兩個(gè)所述傳感器線圈(14，15)和所述至少兩個(gè)激勵(lì)器線圈(12，13)相關(guān)聯(lián)，其中所述傳感器線圈(14，15)或所述激勵(lì)器線圈(12，13)以相同的方式運(yùn)行或者以相同的方式連接，反之，另外的各自的線圈，即所述激勵(lì)器線圈(12，13)或所述傳感器線圈(14，15)以互相相反的方式運(yùn)行或以互相相反的方式連接，其中為了獲得所述電測量信號的目的，和所述激勵(lì)器線圈相關(guān)聯(lián)的所述傳感器線圈的所述電壓信號在所述時(shí)鐘脈沖信號的某一時(shí)間周期內(nèi)取樣，以及 其中這樣運(yùn)行所述激勵(lì)器線圈(12，13)，即所述激勵(lì)器線圈對于所述傳感器線圈(14，15)的影響在位于所述傳感器線圈下游的放大器的輸出端上被抵消。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，分別位于一個(gè)幾何軸上的所述激勵(lì)器線圈(12，13)和所述傳感器線圈(14，15)在空間中互相平行地布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述傳感器線圈(14，15)以相同的方式連接，而所述激勵(lì)器線圈(12，13)以互相相反的方式連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述傳感器線圈(14，15)以這樣的方式連接在一起，即作用在至少兩個(gè)所述傳感器線圈上的外磁場不在設(shè)置在所述傳感器線圈下游的所述放大器(23)的所述輸出端(23c)上產(chǎn)生電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述激勵(lì)器線圈(12，13)的數(shù)目相應(yīng)于所述傳感器線圈(14，15)的數(shù)目。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， -為了確定在比較器(16)的輸出端(16c)上的調(diào)節(jié)值(94)的目的，以計(jì)時(shí)方式比較和所述激勵(lì)器線圈(12，13)相關(guān)聯(lián)的所述電壓信號， -為了調(diào)節(jié)提供給所述激勵(lì)器線圈(12，13)的功率的振幅的目的，使用所述調(diào)節(jié)值，以便使得在所述比較器的輸入端(16a，16b)上的所述電壓信號的振幅同樣大。
7.一種用于取決于待測量的量值而感應(yīng)產(chǎn)生電測量信號的傳感器裝置，用于確定至少一個(gè)量值，所述量值包含測試對象(O)的路徑或空間中的位置或至少一種材料特性，所述傳感器裝置包括: -至少兩個(gè)激勵(lì)器線圈(12，13)， -時(shí)鐘脈沖電路(11)，用于連續(xù)以時(shí)鐘脈沖速率通過電流激活所述激勵(lì)器線圈(12，13)， -至少兩個(gè)傳感器線圈，所述傳感器線圈和所述激勵(lì)器線圈(12，13)相關(guān)聯(lián)，并且在所述傳感器線圈中取決于至少一個(gè)待測量的量值使得電壓通過以下方式感應(yīng)，即所述電流以所述時(shí)鐘脈沖電路(11)的所述時(shí)鐘脈沖速率流過所述激勵(lì)器線圈(12，13)， -電子元件，用于以所述時(shí)鐘脈沖電路的所述時(shí)鐘脈沖速率將所述感應(yīng)電壓細(xì)分為和所述激勵(lì)器線圈(12，13 )相關(guān)聯(lián)的電壓信號， -取樣裝置，用于為了在所述時(shí)鐘脈沖信號的確定或可確定的時(shí)間周期內(nèi)獲得測量信號的目的，對和所述激勵(lì)器線圈相關(guān)聯(lián)的所述傳感器線圈的所述電壓信號進(jìn)行取樣， -其中所述激勵(lì)器線圈(12，13)以這樣的方式布置，即所述激勵(lì)器線圈對于所述傳感器線圈(14，15)的影響在位于所述傳感器線圈下游的放大器(23)的輸出端(23c)上被抵消。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感器裝置，其特征在于，位于各一個(gè)幾何軸上的所述激勵(lì)器線圈(12，13)和所述傳感器線圈(14，15)如此布置，從而在空間中互相平行。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感器裝置，其特征在于，所述傳感器線圈(14，15)以相同的方式連接，而所述激勵(lì)器線圈(12，13)以互相相反的方式連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感器裝置，其特征在于，所述傳感器線圈(14，15)以這樣的方式布置，即作用在至少兩個(gè)所述傳感器線圈上的外磁場不在所述放大器(23)的所述輸出端(23c)上產(chǎn)生電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感器裝置，其特征在于，所述激勵(lì)器線圈(12，13)的數(shù)目相應(yīng)于所述傳感器線圈(14，15)的數(shù)目。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的傳感器裝置，其特征在于，為了確定調(diào)節(jié)值的目的，提供用于比較和所述激勵(lì)器線圈(12，13)相關(guān)聯(lián)的所述電壓信號的比較器(16)，并且特征在于，提供振幅調(diào)節(jié)器(18)，在所述振幅調(diào)節(jié)器中，用于調(diào)節(jié)提供給所述激勵(lì)器線圈的所述電流的振幅的所述調(diào)節(jié)值以這樣的方式調(diào)節(jié)，即在所述比較器(16)的輸入端(16a，16b)上的所述電壓信號的振幅同樣大。
【文檔編號】G01D5/20GK103674075SQ201310597826
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2009年1月21日
【發(fā)明者】格爾德·賴梅 申請人:格爾德·賴梅