CZ97595A3 - Measuring apparatus with magnetic field sensor for contactless determination of distance - Google Patents

Measuring apparatus with magnetic field sensor for contactless determination of distance Download PDF

Info

Publication number
CZ97595A3
CZ97595A3 CZ95975A CZ97595A CZ97595A3 CZ 97595 A3 CZ97595 A3 CZ 97595A3 CZ 95975 A CZ95975 A CZ 95975A CZ 97595 A CZ97595 A CZ 97595A CZ 97595 A3 CZ97595 A3 CZ 97595A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
magnetic field
field sensor
distance
measuring device
sensor
Prior art date
Application number
CZ95975A
Other languages
English (en)
Inventor
Eckhard Dr Schneider
Hans-Jurgen Diekmann
Original Assignee
Continental Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Ag filed Critical Continental Ag
Publication of CZ97595A3 publication Critical patent/CZ97595A3/cs

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/14—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/10—Mounting of suspension elements
    • B60G2204/11—Mounting of sensors thereon
    • B60G2204/111—Mounting of sensors thereon on pneumatic springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/25—Stroke; Height; Displacement
    • B60G2400/252—Stroke; Height; Displacement vertical

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

Oblast techniky
Vynález se týká měřicího zařízení se snímačem magnetického pole pro bezdotykové zjišťování vzdálenosti mezi dvěma relativně vůči sobě pohyblivými součástmi. Vynález se dále týká použití tohoto měřicího zařízení.
Dosavadní stav techniky
U motorových vozidel existuje požadavek snímání pohyblivých součástí, aby například bylo možno zjistit příslušnou vzdálenost mezi tělesem nápravy a karosérií automobilu. Za tím účelem je nutné použití snímačů pro měření vzdáleností. Takový snímač má za úkol změřit vzdálenost mezi dvěma vztažnými body, pokud možno bezdotykově, aby toto snímání bylo provedeno bez jakéhokoli ovlivňování.
Rovněž při použití pneumatických pružin s elastomerovými měchy pro pružné podepření součástí je zapotřebí použití snímačů pro měření vzdáleností pro regulaci výškového nastavení pneumatických pružin.
Je známé provádění regulace výškového nastavení pro dosažení stejné výškové úrovně vozidla při různém zatížení pomocí elektronického výškového snímače párem protiběžných kuželových pružin uspořádaných uvnitř měchu pneumatické pružiny. Tyto kuželové pružiny se při pružení v axiálním směru vychýlí. Na jedné z připojovacích desek jsou kuželové pružiny navzájem spolu elektricky spojeny. Na druhé z připojovacích desek je uspořádána vyhodnocovací elektronika a přípojky pro oba další konce odpovídající změnu signál znamenající výškového snímače je pružin. Změna délky pružin způsobí indukčnosti, která se potom přemění na změnu vzdálenosti. Tento způsob pomocí však velmi nákladný.
Úkolem vynálezu proto je vytvořit bezdotykový snímač vzdálenosti, které bude mít malé technické nároky a které bude vydávat signály prakticky bez poruch.
Podstata vvnálezu
Tento úkol splňuje měřicí zařízení se snímačem magnetického pole pro bezdotykové zjišťování vzdálenosti mezi dvěma relativně vůči sobě pohyblivými součástmi, podle vynálezu, jehož podstatou je, že jedna součást je opatřena alespoň jedním magnetem, druhá součást je opatřena snímačem magnetického pole, obklopeným sestavou magnetů, vůči níž je uspořádán asymetricky, snímač magnetického pole je uspořádán nad výstupní rovinou siločar sestavy magnetů, a změny magnetického pole, zjištěné snímačem magnetického pole, jsou přeměňovány v zařízení pro zpracování signálů na proporcionální elektrický řídicí signál.
Relativně vůči sobě pohyblivé součásti jsou opatřeny uspořádáním neboli sestavou magnetů. S výhodou jsou tyto magnety uspořádány na oddělených vestavěných deskách. Vzdálenost mezi oběma sestavami magnetů se zjišťuje bezdotykově snímačem magnetického pole, protože vlivem proměnlivé vzdálenosti součástí od sebe se hustota siločar silně mění a tím je ovlivňován elektrický stav snímače.
Podle výhodného provedení vynálezu je tvořena sestava magnetů obsahující asymetricky uspořádaný snímač magnetického pole uzavřeným prstencem. Tím se dosáhne lepšího odstínění snímače magnetického pole a vyšší hustoty magnetických siločar.
Vynález se týká i použití měřicího zařízení podle nároku 1 pro bezdotykové snímání vzdálenosti mezi nápravou a karosérií vozidla. Snímač magnetického pole, ovlivňovaný změnou hustoty magnetických siločar, je vhodný vzhledem ke svému bezdotykovému snímání pro celodenní tichý provoz vozidel. I při nejvyšším namáhání motorového vozidla se magnetickým měřicím zařízením získává určitý vzdálenostní signál, který je přímo úměrný příslušné vzdálenosti mezi nápravou a karosérií vozidla.
Vynález se rovněž týká použití uvedeného měřicího zařízení pro bezdotykové snímání vzdálenosti připojovacích součástí elastomérového měchu pneumatické pružiny. Oproti známým snímáním vzdálenosti u pneumatických pružin má měřicí zařízení podle vynálezu technicky jednodušší konstrukci a vydává signály spolehlivě.
Podle dalšího výhodného provedení vynálezu, uvedeného v nároku 5, uspořádání magnetů a snímače magnetického pole ve vnitřním prostoru měchu pneumatické pružiny na připojovacích součástech chrání měřicí zařízení před vlivy okolí a brání například znečištění. Dále je výhodné, že takto vytvořenou pneumatickou pružinu je možno považovat již za kompletní součást pro manipulaci a pro montáž.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude dále blíže objasněn na dvou příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje uspořádání bezdotykového měřicího zařízení v pneumatické pružině, obr. 2 půdorys měřicí plochy jedné součásti opatřené snímačem magnetického pole, obr. 3 modifikované provedení uspořádání magnetů s asymetricky umístěným snímačem magnetického pole, obr. 4 základní princip měřicího zařízení, a obr. 5 blokové schéma zapojení snímače.
Příklady provedení vynálezu siločar na snímači 14 se zjišéuje snímačem
Na obr. 4 je znázorněn ve zjednodušené formě základní fyzikální princip bezdotykového měřicího zařízení vzdálenosti. Dva permanentní magnety 11 a 12 jsou uspořádány tak, že svými stejnými magnetickými póly stojí proti sobě, takže se odpuzují svými magnetickými siločarami. Uvnitř magnetických siločar je asymetricky uspořádaný snímač 14 magnetického pole, který umožňuje zjištování intenzity magnetického pole ve své poloze. Jestliže se nyní vzdálenost a mezi permanentními magnety 11 a 12 změní, změní se rovněž i intenzita překrývajících se magnetického pole. Tato změna intenzity 14 magnetického pole a přivádí se do později blíže popsaného zařízení na zpracování signálů jako elektrická veličina pro vytvoření řídicího signálu. Změna intenzity magnetického pole je přímo úměrná neboli proporcionální změně vzdálenosti a mezi permanentními magnety 11 a 12.
Na obr. 1 je znázorněna pneumatická pružina s měchem 21 z elastomerového materiálu. Měch 21 je na obou koncích těsně upnut ke dvěma relativně vůči sobě pohyblivým součástem 22 a 23. Pro odpružení hmot vůči sobě navzájem je v měchu 21 vytvořen přetlak. Vzdálenost mezi oběma součástmi 22, 23 by měla být udržována na konstantní hodnotě. Toho se dosáhne nastavením ventilu pro regulaci výšky, který reguluje přívod, popřípadě odvod vzduchu z měchu 21 pneumatické pružiny.
Na čelní straně součásti 22, vytvořené jako píst, je uspořádán centricky permanentní magnet 25. Protilehlá součást 23 je na své čelní ploše opatřena okrajem 26, který ohraničuje kruhovou plochu, na níž jsou rovnoměrně vůči sobě uspořádány tři permanentní magnety 27. Snímač 28 magnetického pole je uspořádán asymetricky uvnitř sestavy uvedených tří permanentních magnetů 27. Polování permanentních magnetů 25, 27 součásti 22 a další součásti 23 je provedeno tak, jak je znázorněno na obr. 4.
Snímač 28 magnetického pole je uspořádán nad výstupní rovinou E siločar permanentních magnetů 27, aby bylo zaručeno snímání v oblasti siločar, která je silně proměnlivá měnící se vzdáleností mezi oběma součástmi 22 a 23. Zvolená poloha snímače 28 magnetického pole uvnitř překrývajících se siločar permanentních magnetů 27 uspořádaných ve stejném smyslu způsobuje odstínění snímače 28 magnetického pole od vnějších magnetických rušivých vlivů a zajišťuje vysokou odolnost systému proti rušení. Kromě toho způsobuje asymetrické uspořádání snímače 28 magnetického pole to, že i při změnách vzdálenosti s bočním přesazením osy souměrnosti dojde vždy k překrývání siločar v místě snímače, takže toto překrývání může být vyhodnoceno jako změna intenzity siločar.
Na obr. 3 je znázorněno uspořádání magnetů na součásti 23. ve formě jediného prstencového permanentního magnetu 27, uvnitř něhož je asymetricky uspořádán snímač 28 magnetického pole.
Permanentní magnet 27 je přitom zmagnetizován rovnoběžně se svou osou, která je na obr. 3 uspořádána kolmo k rovině obrázku.
Snímač 28 magnetického pole může mít různá provedení. Může být proveden jako magnetorezistor, Hallův generátor, magnetický odpor neboli reluktance nebo jako magnetická indukční sonda. Přitom může být snímač 28 magnetického pole upraven na mikročipu (integrovaném obvodu) a tento mikročip může zároveň obsahovat zařízení pro vyhodnocení signálů.
Na obr. 5 je znázorněno zpracování signálů měřicího zařízení. V předzpracujícím zařízení 31 připojeném na snímač 28 magnetického pole se nepřímo úměrná intenzita H magnetického pole mění na napětí U nebo obdélníkový signál s frekvencí f. Tento signál se potom mění v mikroovladači 32 (MCU) na odpovídající řídicí signály pro magnetické ventily 21 a vzduchový kompresor, takže změna vzdálenosti mezi relativně navzájem pohyblivými součástmi 22 a 23 se opět vyrovnává přívodem nebo odvodem vzduchu.

Claims (5)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Měřicí zařízení se snímačem magnetického pole pro bezdotykové zjišťování vzdálenosti mezi dvěma relativně vůči sobě pohyblivými součástmi, vyznačující se tím, že jedna součást (22) je opatřena alespoň jedním magnetem (25), druhá součást (23) je opatřena snímačem (28) magnetického pole, obklopeným sestavou magnetů (27), vůči níž je uspořádán asymetricky, snímač (28) magnetického pole je uspořádán nad výstupní rovinou (E) siločar sestavy magnetů (27), a změny magnetického pole, zjištěné snímačem (28) magnetického pole, jsou přeměňovány v zařízení (31, 32) pro zpracování signálů na proporcionální elektrický řídicí signál.
  2. 2. Měřicí zařízení podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že sestava magnetů (27) obsahující asymetricky uspořádaný snímač (28) magnetického pole sestává z jednoho uzavřeného prstence.
  3. 3. Použití měřicího zařízení podle k bezdotykovému měření vzdálenosti mezi nápravou motorového vozidla.
    nároku 1 a karosérií
  4. 4. Použití měřicího zařízení podle nároku 1 k bezdotykovému měření vzdálenosti připojovacích součástí (22, 23) elastomerového měchu (21) pneumatické pružiny.
  5. 5. Pneumatická pružina s měřicím zařízením podle nároku 1 a4, vyznačující se tím, že sestavy magnetů (25, 27) vůči sobě navzájem odpružených připojovacích součástí (22, 23) a snímač (28) magnetického pole jsou uspořádány v měchu (21) na připojovacích součástech (22, 23).
CZ95975A 1994-04-18 1995-04-14 Measuring apparatus with magnetic field sensor for contactless determination of distance CZ97595A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4413341A DE4413341C2 (de) 1994-04-18 1994-04-18 Meßeinrichtung mit einem Magnetfeldsensor zum berührungslosen Erfassen des lichten Abstandes zwischen zwei Bauteilen und deren Verwendung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ97595A3 true CZ97595A3 (en) 1997-08-13

Family

ID=6515700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ95975A CZ97595A3 (en) 1994-04-18 1995-04-14 Measuring apparatus with magnetic field sensor for contactless determination of distance

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5521497A (cs)
EP (1) EP0678727A3 (cs)
CZ (1) CZ97595A3 (cs)
DE (1) DE4413341C2 (cs)
NO (1) NO950906L (cs)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5707045A (en) * 1996-09-05 1998-01-13 Bridgestone/Firestone, Inc. Air spring system having an integral height sensor
DE19740990C2 (de) * 1997-09-18 2001-11-29 Enidine Gmbh Kolben-Zylinder-Anordnung
TW498054B (en) 1998-09-10 2002-08-11 Nissan Chemical Ind Ltd Moniliform silica sol and process for producing the same, and coating composition for ink receiving layer and ink jet recording medium having ink receiving layer
JP4132432B2 (ja) 1999-07-02 2008-08-13 日産化学工業株式会社 研磨用組成物
DE10017562C1 (de) * 2000-04-08 2001-09-06 Continental Ag Luftfeder mit zwei Endgliedern, zwischen denen ein Abstandssensor angeordnet ist
DE10023622B4 (de) * 2000-05-13 2004-11-25 Continental Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug-Luftfeder mit integriertem Niveausensor
US6670805B1 (en) * 2000-09-22 2003-12-30 Alliant Techsystems Inc. Displacement sensor containing magnetic field sensing element between a pair of biased magnets movable as a unit
DE10217612B4 (de) * 2002-04-19 2009-09-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Messvorrichtung für das Lagerspiel an einem Kugelgelenk
TW567333B (en) * 2002-09-20 2003-12-21 Benq Corp Method for phase matching by detecting magnetic flux
DE10319669A1 (de) * 2003-05-02 2004-11-18 Continental Aktiengesellschaft Niveauregelbare Luftfeder
DE102004045670B3 (de) 2004-09-17 2006-02-09 Zf Friedrichshafen Ag Fahrzeugniveauerfassung
US7490817B2 (en) * 2005-01-04 2009-02-17 Bfs Diversified Products Llc Distance indicating system and method
US7364144B2 (en) 2005-04-27 2008-04-29 Bfs Diversified Products, Llc Sensing and communication system and method
JP5100642B2 (ja) 2005-05-28 2012-12-19 ビーエフエス デバーシファイド プロダクツ エルエルシー 作動モジュール、空気ばねアセンブリ、車両サスペンションシステム、及び車両サスペンションシステムの作動方法
US7420462B2 (en) * 2006-01-23 2008-09-02 Bfs Diversified Products, Llc Air spring distance indicating system and method
US7733239B2 (en) * 2006-05-08 2010-06-08 Bfs Diversified Products, Llc Distance determining system and method
CN102381013B (zh) * 2006-10-23 2015-11-25 博布斯特比勒费尔德有限公司 轮转印刷机中的辊的调整方法
DE102007020043B4 (de) * 2007-04-27 2014-05-28 Miro Gudzulic Messeinrichtung für eine Luftfeder, Luftfederung für ein Fahrzeug sowie Verfahren zu deren Steuerung
US8160774B2 (en) * 2008-10-15 2012-04-17 GM Global Technology Operations LLC Vehicular actuator system
CA2764155C (en) 2009-06-01 2014-02-25 Firestone Industrial Products Company, Llc Height control module, gas spring assembly and method
JP5547547B2 (ja) 2010-05-14 2014-07-16 Ｎｔｎ株式会社 電動式直動アクチュエータおよび電動式ブレーキ装置
US8868294B2 (en) 2012-09-28 2014-10-21 Firestone Industrial Products Company, Llc Adjustable hysteresis circuit for control of air suspension
EP2728217B1 (en) 2012-11-02 2019-08-21 ContiTech USA, Inc. Air spring height measurement arrangement
JP5876815B2 (ja) * 2012-11-15 2016-03-02 ボルボトラックコーポレーション ストロークセンサ及びストロークセンサを備える流体ばね
US9562758B2 (en) 2013-04-15 2017-02-07 Stemco Kaiser Incorporated Distance measurement sensor based on magnetic signal triangulation
US9679128B1 (en) * 2014-09-22 2017-06-13 Amazon Technologies, Inc. De-authentication of wearable devices
CN107206860B (zh) 2015-02-06 2020-03-10 伯恩斯公司 车辆底盘水平传感器
DE102015217254B4 (de) * 2015-09-10 2023-04-20 Robert Bosch Gmbh Luftfedervorrichtung für ein Fahrzeug
WO2017162538A1 (en) 2016-03-22 2017-09-28 Torque And More Gmbh Differential magnetic proximity sensor
DE102022103632A1 (de) 2022-02-16 2023-08-17 Trelleborg Antivibration Solutions Germany Gmbh Schwingungstechnisches Bauteil

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1303222B (cs) * Siemens Ag
US4517514A (en) * 1982-09-30 1985-05-14 Design Professionals Financial Corporation Vibration transducer with dual opposed magnetic assemblies and counterbalanced mass
US4555120A (en) * 1983-10-07 1985-11-26 Kelsey-Hayes Co. Position sensor
US4783089A (en) * 1984-10-15 1988-11-08 C & K Venture Income I-Coast Air spring control system and method
DE3446411A1 (de) * 1984-12-20 1986-07-03 Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH, 3000 Hannover Einrichtung zum halten einer sensoreinrichtung zum erfassen der relativen position von zwei zueinander bewegbaren teilen
DE3726923C2 (de) * 1986-08-22 1997-02-06 Volkswagen Ag Luftfeder zur Abfederung eines Kraftfahrzeuges
US4853630A (en) * 1987-08-28 1989-08-01 Houston John S Magnetic position sensor having spaced toroidal magnets in a state of equilibrium
JPH02204116A (ja) * 1989-02-03 1990-08-14 Tokico Ltd 車高調整装置
WO1991002213A1 (en) * 1989-07-31 1991-02-21 John Stuart Houston Resilient magnetic pivot and position sensor
EP0427882B1 (en) * 1989-11-14 1995-03-08 Robert Bosch Gmbh Apparatus for measuring small displacements
DE3940819C2 (de) * 1989-12-11 1994-01-20 Bilstein August Gmbh Co Kg Aktiver Schwingungsdämpfersensor zur Messung der Relativgeschwindigkeit zwischen Aufbau und Achse
US5045785A (en) * 1990-03-05 1991-09-03 Borg-Warner Automotive, Inc. Linear position sensor with movable tapered element
US5341097A (en) * 1992-09-29 1994-08-23 Honeywell Inc. Asymmetrical magnetic position detector

Also Published As

Publication number Publication date
NO950906L (no) 1995-10-19
US5521497A (en) 1996-05-28
DE4413341A1 (de) 1995-10-26
DE4413341C2 (de) 1999-08-26
EP0678727A2 (de) 1995-10-25
EP0678727A3 (de) 1996-12-18
NO950906D0 (no) 1995-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ97595A3 (en) Measuring apparatus with magnetic field sensor for contactless determination of distance
KR101018230B1 (ko) 각도 센서를 구비한 볼 소켓 조인트
US6175233B1 (en) Two axis position sensor using sloped magnets to generate a variable magnetic field and hall effect sensors to detect the variable magnetic field
US6304078B1 (en) Linear position sensor
US5359288A (en) Position detecting apparatus using variable magnetic field intensity
US4857842A (en) Temperature compensated hall effect position sensor
US5574365A (en) Travel sensor having a magnetic sensor attached to a truncated pyramid and a movable magnet
EP2615422B1 (en) Active mechanical force and axial load sensor
US20030155909A1 (en) Measuring device for contactlessly detecting a ferrmonagnetic object
EP0977015A3 (en) Magnetic sensor, signal processing method for magnetic sensors, and detecting apparatus
JPS63122902A (ja) 移動体の位置確認装置
EP0732595A2 (en) Magnetic field detector
JP6559629B2 (ja) 外部浮遊磁場を補償する装置または磁場勾配が磁場センサに及ぼす影響を補償する装置
US6693425B2 (en) Sensor having an electric coil and giant magnetoresistor for detecting defects in a component
US5554964A (en) Microswitch with a magnetic field sensor
JP3404624B2 (ja) 磁気センサ
US6703830B2 (en) Tunable magnetic device for use in a proximity sensor
EP0096568A1 (en) Metal detection system
US20240142404A1 (en) Detection device
WO2014129457A1 (ja) 磁性異物検査装置及び磁性異物検査方法
CA2283209C (en) Device for detecting the position of a moveable magnet for generating a magnetic field
CN106461421B (zh) 用于确定轴的位移的传感器装置
JPH0783698A (ja) 移動量検出器
JP2000502805A (ja) 磁気ヘッドの偏向検知装置
EP1756847A1 (en) Magnetic switch arrangement and method for obtaining a differential magnetic switch