DE10014979A1

DE10014979A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Ermitteln der Position eines Objektes

Info

Publication number: DE10014979A1
Application number: DE2000114979
Authority: DE
Inventors: Peter Thierbach; Roman Romes
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-03-25
Filing date: 2000-03-25
Publication date: 2001-04-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln der Position eines Objektes mit einer Spulenanordnung (10, 12), welche mindestens eine Spule (10) aufweist, und mit mindestens einem Kern (14), wobei die Spulenanordnung (10, 12) und der Kern (14) relativ zueinander bewegbar sind, so daß sich aufgrund der Bewegung die Induktivität der Spulenanordnung (10, 12) ändert, wobei die relative Bewegung von Spulenanordnung (10, 12) und Kern (14) eine senkrechte Komponente bezüglich der Spulenachse aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren, welches mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchführbar ist.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln der Position eines Objektes mit einer Spulenanordnung, welche mindestens eine Spule aufweist, und mit mindestens einem Kern, wobei die Spulenanordnung und der Kern relativ zuein ander bewegbar sind, so daß sich aufgrund der Bewegung die Induktivität der Spulenanordnung ändert. Die Erfindung be trifft ferner ein Verfahren zum Ermitteln der Position eines Objektes, bei dem mindestens eine Spule einer Spulenanord nung und mindestens ein Kern relativ zueinander bewegt wer den, so daß sich die Induktivität der Spulenanordnung än dert.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung und ein gattungsgemäßes Ver fahren sind beispielsweise aus der EP 0 512 282 B1 bekannt. Dort ist ein Winkelaufnehmer zur berührungsfreien Bestimmung der Drehung einer Welle offenbart. Der Kern, welcher zum Zwecke der Induktivitätsänderung der Spulenanordnung bewegt wird, ist in diesem Fall als Rotor ausgebildet, während die Spulen von einem Stator getragen werden. Durch die besondere Formgebung des Rotors kommt es bei der Spulenanordnung zu einer Luftspaltveränderung und folglich zu einer Induktivi tätsänderung. Die Bewegung, welche für diese Induktivität sänderung verantwortlich ist, ist eine Bewegung des Kerns in Richtung der Spulenachse.

Dasselbe Meßprinzip findet auch bei der Ermittlung der Posi tion von Schiebern, beispielsweise in Ventilen, Anwendung, das heißt bei der Positionsbestimmung im Zusammenhang mit Translationsbewegungen. Auch hier sind die Spulen so ange ordnet, daß die Spulenachse und die Bewegungsachse des Ob jektes identisch sind. Dies führt dazu, daß bei relativ kleinen Längsbewegungen eine vergleichsweise geringe Signal ausbeute vorhanden ist, da der Gesamtluftspalt dieser Anord nung relativ groß ist.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung baut auf der gattungsgemäßen Vorrichtung gemäß Anspruch 1 dadurch auf, daß die relative Bewegung von Spu lenanordnung und Kern eine senkrechte Komponente bezüglich der Spulenachse aufweist. Definiert man die Spulenachse bei spielsweise in die X-Y-Ebene eines dreidimensionalen Koordi natensystems, so erfolgt die Bewegung des Kerns beispiels weise in Z-Richtung, das heißt senkrecht zur Spulenachse. Gegenüber dem Stand der Technik hat dies den Vorteil, daß die Anordnung besonders bei kleinen Sensierwegen, zum Bei spiel geringfügigen Positionsänderungen von Schiebern, eine vergleichsweise geringe Baulänge aufweist. Gleichwohl erhält man ein hinreichend großes Nachweissignal.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens ei ne Spule auf einem Blechpaket angeordnet. Dies ist eine be währte Spulenanordnung zur Herabsetzung von Wirbelströmen und Hystereseverlusten.

Vorzugsweise sind mehrere Spulen vorgesehen. Hierdurch er hält man ein größeres Meßsignal. Durch eine geschickte An ordnung der Spulen bezüglich der Relativbewegung von Kern und Spulenanordnung lassen sich Toleranzen ausgleichen.

Dabei kann vorteilhaft sein, daß mehrere Spulen auf demsel ben Blechpaket angeordnet sind. Dies ist eine besonders ein fache Anordnung, welche mit vergleichsweise geringem Mate rialaufwand auskommt und welche relativ geringe äußere Ab messungen aufweist.

Es kann aber auch vorteilhaft sein, daß mehrere Blechpakete mit jeweils mindestens einer Spule vorgesehen sind. Man kann die Spulen so beispielsweise auf gegenüberliegenden Seiten des Kerns anordnen. Bei geeigneter Verschaltung der Spulen werden dann radiale Toleranzen des Kerns ausgeglichen.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Spulen in Richtung der relativen Bewegung von Spulenanordnung und Kern zueinander versetzt angeordnet sind. Erfolgt die Bewegung des Kerns in Z-Richtung, so sind auch die Spulen bei dieser Ausführungs form in Z-Richtung relativ zueinander versetzt. Diese Anord nung kann man dazu ausnützen, daß sich bei einer Positions verschiebung des Kerns die Induktivität einer Spule oder ei ner Spulengruppe vergrößert, während sich die Induktivität einer anderen Spule oder einer anderen Spulengruppe verrin gert.

Bevorzugt weist der Kern die Form eines Kreiszylinders auf. Bei dieser Gestaltung wird für die Signalgewinnung im we sentlichen die Überdeckung von Polflächen des Blechpaketes mit dem Kern genutzt. Diese Überdeckung kommt einem effekti ven Luftspalt gleich, der sich abhängig vom Überdeckungsgrad ändert. Folglich kommt es zu einer Induktivitätsänderung.

Es kann aber auch vorteilhaft sein, daß mindestens eine Kopffläche des Kerns eine nach außen geformte Gestalt auf weist. Nimmt man als Bewegungsrichtung des Kerns wiederum die Z-Richtung, so kann der Kern in Z-Richtung zum Beispiel konisch oder gewölbt sein. Dies führt bei einer Verschiebung in Z-Richtung auch zu einer Luftspaltveränderung zwischen den Polflächen des Blechpaketes und dem Kern. Bei der Ge staltung der Durchmesseränderung des Kerns in Z-Richtung kann somit auf den funktionalen Zusammenhang zwischen Kern verschiebung und Induktivitätsänderung Einfluß genommen wer den. In bestimmten Grenzen kann daher durch eine einfache konstruktive Gestaltung der Verlauf der Kennlinie der Anord nung beeinflußt werden.

Vorteilhafterweise ist eine Spannungsteilerschaltung zum Messen der Induktivitätsänderung vorgesehen. Dies ist eine besonders einfache schaltungstechnische Maßnahme zur Erfas sung der von der Position des Objektes bestimmten Induktivi tät.

Es kann auch vorteilhaft sein, daß die Induktivitätsänderung nach dem Differentialtrafoprinzip meßbar ist. Beim Differen tialtrafoprinzip wird die Kopplung zwischen einer Primärspu le und zwei Sekundärspulen durch die Bewegung des Kerns ver ändert. Bei geeigneter Anordnung nimmt die Kopplung zur er sten Sekundärspule in dem Maße ab, wie die Kopplung zur zweiten Sekundärspule zunimmt. Die bei geeigneter Verschal tung entstehende Differenzspannung, das heißt die Summe der beiden Spannungsänderungen, ist über einen bestimmten Be reich proportional zur Stellung des Kerns. Da Meßfehler sich auf die Spannungsänderungen der beiden Sekundärspulen je weils betragsmäßig gleich, aber mit unterschiedlichen Vor zeichen auswirken, werden die Meßfehler eliminiert.

Vorzugsweise bestehen der Kern und/oder das Blechpaket aus weichmagnetischem Material. Hierdurch erhält man gut repro duzierbare Meßergebnisse.

Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren gemäß Anspruch 12 dadurch auf, daß die relative Bewegung von Spu lenanordnung und Kern eine senkrechte Komponente bezüglich der Spulenachse aufweist. Mit diesem Verfahren werden die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung umgesetzt.

Vorzugsweise wird die Induktivitätsänderung mit einer Span nungsteilerschaltung gemessen. Dabei handelt es sich um ein besonders einfaches Verfahren zur Messung eines sich verän dernden Spannungsabfalls.

Es kann aber auch vorteilhaft sein, daß die Induktivitätsän derung nach dem Differentialtrafoprinzip gemessen wird. Es wird also - wie oben mit Bezug auf die Vorrichtung beschrie ben - die Kopplung zwischen einer Primärspule und zwei Se kundärspulen genützt.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß sie im Vergleich zum Stand der Technik insbesondere im Zusammenhang mit der Messung kleiner Sensierwege kurz baut. Im Hinblick auf bevorzugte Ausführungsformen kann weiterhin durch geeignete Formgebung des Kerns der funktionale Verlauf der Induktivität in Abhängigkeit des zu vermessenden Weges durch einfache konstruktive Maßnahmen beeinflußt werden. In dem die Spulen in geeigneter Weise bezüglich des sich bewe genden Kerns angeordnet werden, können Toleranzen, insbeson dere radiale Bewegungen des Kerns kompensiert werden. Die Erfindung ist gleichermaßen geeignet, um die Bewegung eines rotationssymmetrischen Teils als auch die Bewegung einer ebenen Platte nachzuweisen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitende Zeich nung anhand von Ausführungsformen beispielhaft erläutert.

Fig. 1a zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 1b zeigt die Ausführungsform nach Fig. 1a mit Blick richtung entlang der Y-Achse in zwei verschiedenen Zustän den;

Fig. 1c zeigt die Ausführungsform nach Fig. 1a in der in Fig. 1a mit A gekennzeichneten Blickrichtung in zwei ver schiedenen Zuständen;

Fig. 2a zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2b zeigt die Ausführungsform nach Fig. 2a mit Blick richtung entlang der Y-Achse in zwei verschiedenen Zustän den;

Fig. 3a zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 3b zeigt die Ausführungsform nach Fig. 3a mit Blick richtung entlang der Y-Achse in zwei verschiedenen Zustän den;

Fig. 3c zeigt die Ausführungsform nach Fig. 3a in der in Fig. 3a mit D gekennzeichneten Blickrichtung in zwei ver schiedenen Zuständen;

Fig. 4a zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 4b zeigt die Ausführungsform nach Fig. 4a in der in Fig. 4a mit B gekennzeichneten Blickrichtung in zwei ver schiedenen Zuständen;

Fig. 4c zeigt die Ausführungsform nach Fig. 4a in der in Fig. 4a mit C gekennzeichneten Blickrichtung in zwei ver schiedenen Zuständen:

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungs gemäßen Vorrichtung;

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungs gemäßen Vorrichtung;

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungs gemäßen Vorrichtung;

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungs gemäßen Vorrichtung;

Fig. 9 zeigt eine Schaltungsanordnung für eine erfindungs gemäße Vorrichtung gemäß den Fig. 1a, 1b, 1c oder Fig. 7;

Fig. 10 zeigt eine Schaltungsanordnung für eine erfindungs gemäße Vorrichtung gemäß den Fig. 2a, 2b, 2c;

Fig. 11 zeigt eine Schaltungsanordnung für eine erfindungs gemäße Vorrichtung gemäß Fig. 5;

Fig. 12 zeigt eine Schaltungsanordnung für eine erfindungs gemäße Vorrichtung gemäß Fig. 6;

Fig. 13 zeigt eine Schaltungsanordnung für eine erfindungs gemäße Vorrichtung gemäß Fig. 6.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1a zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Anordnung ist in einer Draufsicht darge stellt, wobei die X-Y-Ebene mit der Zeichenebene zusammen fällt, während die Z-Achse senkrecht auf der Zeichenebene steht. Eine Spule 10 ist auf einem Blechpaket 12 angeordnet. Das Blechpaket 12 besteht aus weichmagnetischem Material. Gegenüber den Polen des Blechpaketes 12 ist ein weichmagne tischer Kern 14 angeordnet, welcher in Z-Richtung verschieb bar ist. Durch das Verschieben des Kerns 14 ändert sich die Induktivität der Spulenanordnung.

Fig. 1b zeigt die Ausführungsform nach Fig. 1a mit Blick richtung entlang der Y-Achse in zwei verschiedenen Zustän den. Die Anordnung ist in einer seitlichen Ansicht darge stellt, wobei in dem oberen Bild der Kern 14 in einer ersten Position gezeigt ist, während der Kern im unteren Bild 14 eine zweite Position bezüglich der Spulenanordnung einnimmt. Vom oberen Bild zum unteren Bild ist der Kern 14 in Z- Richtung bezüglich der Spule 10 verschoben. Dies hat eine Induktivitätsänderung zur Folge.

Fig. 1c zeigt die Ausführungsform nach Fig. 1a in der in Fig. 1a mit A gekennzeichneten Blickrichtung in zwei ver schiedenen Zuständen. Auch hier sind zwei verschiedene Posi tionen des Kerns 14 bezüglich der Spule 10 dargestellt. Die unterschiedlichen Stellungen des Kerns 14 auf der Z-Achse führen zu unterschiedlichen Induktivitäten.

Fig. 2a zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung. Bei dieser Anordnung sind zwei Spulen 10 auf einem Blechpaket 12 angeordnet. Die Papierebe ne ist die X-Y-Ebene, die Z-Achse steht senkrecht auf der Papierebene. Die Spulen sind in Richtung der Z-Achse gegen einander versetzt, was durch eine Drehung des Blechpaketes 12 um die Y-Achse erreicht wurde. Auf diese Weise wird bei Bewegung des Kerns 14 in Z-Richtung die Induktivität der linken Spule 10 erniedrigt, während die Induktivität der rechten Spule 10 erhöht wird.

Fig. 2b zeigt die Ausführungsform nach Fig. 2a mit Blick richtung entlang der Y-Achse in zwei verschiedenen Zustän den. Hier ist die Drehung der Blechpaketanordnung um die Y- Achse zu erkennen und der daraus resultierende Versatz der Spulen 10 in Z-Richtung. Im oberen Bild befindet sich der Kern 14 in einer unteren Position, während der Kern 14 im unteren Bild in Z-Richtung verschoben ist. Folglich erhöht sich beim Übergang von der oberen Position des Kerns 14 die Induktivität der rechten Spule 10, während sich die Indukti vität der linken Spule 10 erniedrigt.

Fig. 3a zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung. Diese Variante der Erfindung äh nelt derjenigen, welche in Fig. 2a dargestellt ist. Die Pa pierebene ist wiederum die X-Y-Ebene, während die Z-Achse senkrecht auf der Papierebene steht. Im Unterschied zu der Ausführung nach Fig. 2a ist der Kern 14 in Z-Richtung ge wölbt. Der Kern ist also nicht wie bei der Ausführung nach Fig. 2a zylindrisch. Dies führt bei einer Verschiebung des Kerns in Z-Richtung zu einer Luftspaltveränderung zwischen den Polflächen des Blechpaketes 12 und dem Kern 14. Durch die Gestaltung der Durchmesseränderung des Kerns 14 in Z- Richtung kann der funktionale Zusammenhang zwischen der Kernverschiebung und der Induktivitätsänderung beeinflußt werden. Somit kann in bestimmten Grenzen durch einfache kon struktive Gestaltung Einfluß auf den Verlauf der Kennlinie genommen werden.

Fig. 3b zeigt die Ausführungsform nach Fig. 3a mit Blick richtung entlang der Y-Achse in zwei verschiedenen Zustän den. Hier ist wiederum der Versatz der Spulen 10 in Z- Richtung durch Drehen des Blechpaketes 12 um die Y-Achse zu erkennen. Die beiden Positionen des Kerns 14, welche in Fig. 3b dargestellt sind, entsprechen denjenigen der Fig. 2b.

Fig. 3c zeigt die Ausführungsform nach Fig. 3a mit der in Fig. 3a mit D gekennzeichneten Blickrichtung in zwei ver schiedenen Zuständen. Hier ist die Wölbung des Kerns 14 zu erkennen, das heißt seine Abweichung von der zylindrischen Gestalt. Beim Verschieben des Kerns 14 entlang der Z-Achse kommt es neben der Änderung der Überdeckung der Polflächen des Blechpaketes 12 mit dem Kern 14 zu einer Luftspaltverän derung zwischen den Polflächen des Blechpaketes 12 und dem Kern 14.

Fig. 4a zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung. Auch hier ist die Papierebene die X-Y-Ebene; die Z-Achse steht senkrecht auf der Papierebene. Es sind zwei Spulen 10 auf einem Blechpaket 12 angeordnet. Die Anordnung des Kerns 14 ist so gewählt, daß bei Bewegung in Z-Richtung der Luftspalt der linken Spule 10 kleiner wird und der Luftspalt der rechten Spule 10 größer wird.

Fig. 4b zeigt die Ausführungsform nach Fig. 4a in der in Fig. 4a mit B gekennzeichneten Blickrichtung in zwei ver schiedenen Zuständen. Die rechte Position des Kerns 14 be züglich der Spule 10 geht in die linke Position des Kerns bezüglich der Spule 10 über, indem die Spule in Z-Richtung verschoben wird. Dabei wird der Luftspalt der linken Spule kleiner.

Fig. 4c zeigt die Ausführungsform nach Fig. 4a mit der in Fig. 4a mit C gekennzeichneten Blickrichtung in zwei ver schiedenen Zuständen. Hier ist zu erkennen, daß beim Über gang von der rechten Position des Kerns 14 in die linke Po sition des Kerns 14 bezüglich dir in Fig. 4a rechts darge stellten Spule 10 der Luftspalt aufgrund der Verschiebung in Z-Richtung größer wird.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungs gemäßen Vorrichtung. Wiederum ist die Papierebene die X-Y- Ebene, während die Z-Achse senkrecht zur Papierebene steht. Auf dem Blechpaket sind 3 Spulen angeordnet, so daß bei die ser Variante mit geeigneter Verschaltung nach dem Differen tialtrafoprinzip gearbeitet werden kann. Beim Differential trafoprinzip wird die Kopplung zwischen einer Primärspule 10p und zwei Sekundärspulen 10s durch die Bewegung des Kerns verändert. Bei geeigneter Anordnung nimmt die Kopplung zur ersten Sekundärspule in dem Maße ab, wie die Kopplung zur zweiten Sekundärspule zunimmt. Die bei geeigneter Verschal tung entstehende Differenzspannung, das heißt die Summe der beiden Spannungsänderungen, ist über einen bestimmten Be reich proportional zur Stellung des Kerns 14. Da Meßfehler sich auf die Spannungsänderungen der beiden Sekundärspulen 10s jeweils betragsmäßig gleich, aber mit unterschiedlichen Vorzeichen auswirken, werden die Meßfehler elimi niert. Bezüglich einer geeigneten Verschaltung wird auf Fig. 11 verwiesen. Auch bei der Anordnung gemäß Fig. 5 ist das Blechpaket 12 vorzugsweise um die Y-Achse gedreht, so daß die beiden äußeren Spulen los in Z-Richtung gegeneinander versetzt sind.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungs gemäßen Vorrichtung. Auch hier ist die Papierebene die X-Y- Ebene; die Z-Achse steht senkrecht auf der Papierebene. Zu sätzlich zu der Anordnung nach Fig. 1a ist hier ein zusätz liches Blechpaket 12 mit einer Spule 10 vorgesehen, so daß die beiden Spulenanordnungen einen relativen Winkel von 180° bilden. Auch hier sind die Spulen 10 in Z-Richtung versetzt, so daß es wiederum bei der einen Spule 10 zu einer Indukti vitätserhöhung kommt, während bei der anderen Spule 10 eine Induktivitätserniedrigung auftritt. Die Variante mit zwei Spulenanordnungen hat den Vorteil, daß ein radiales Spiel des Kerns 14 ausgeglichen wird. Tritt beispielsweise eine radiale Verschiebung des Kerns 14 in Richtung auf die in der Zeichnung oben dargestellte Spule 10 auf, so führt dies zu einer Signalverfälschung; denn eine Bewegung des Kerns 14 auf die obere Spule 10 zu hat eine Induktivitätserhöhung zur Folge, welche nichts mit der eigentlich zu ermittelnden Be wegung des Kerns in Z-Richtung zu tun hat. In gleichem Maße wie sich die Induktivität aufgrund des radialen Spiels der oberen Spule erhöht, erniedrigt sich aber die Induktivität der unteren Spule 10. Dies bedeutet, daß sich die Meßfehler in der Summe kompensieren.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungs gemäßen Vorrichtung. Die Papierebene ist die X-Y-Ebene, wäh rend die Z-Achse senkrecht zur Papierebene steht. Auf dem Blechpaket 12 ist eine einzige Spule 10 angeordnet, jedoch stellt das Blechpaket zwei Polflächen zur Verfügung, welche bezüglich des Kerns 14 diametral gegenüberliegen. Auch bei dieser Anordnung ist es also möglich, eine radiale Verschie bung des Kerns 14 auszugleichen, da der gesamte Luftspalt zwischen Kern 14 und Blechpaket 12 konstant bleibt.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungs gemäßen Vorrichtung. Die Papierebene ist wiederum die X-Y- Ebene; die Z-Achse steht senkrecht zur Papierebene. Es sind vier Spulen 10a, 10b, 10c, 10d auf einem Blechpaket 12 ange ordnet, welches den Kern 14 entlang seines Kreisumfanges um gibt. Die obere Spule 10a und die untere Spule 10c liegen in derselben Ebene. Ebenso liegen die linke Spule 10b und die rechte Spule 10d in derselben Ebene. Die genannten Spulen paare (oben/unten bzw. rechts/links) sind jedoch in der Z- Richtung zueinander versetzt. Dieser Versatz und die Länge des Kerns 14 sind so abgestimmt, daß bei Kernbewegung in Z- Richtung die Überdeckung des Kerns 14 mit den Polflächen der oberen Spule 10a und der unteren Spule 10c erhöht wird; an dererseits wird die Überdeckung des Kerns 14 mit den Polflä chen der linken Spule 10b und der rechten Spule 10d ernied rigt. Wiederum wird bei dieser Anordnung ein radiales Spiel ausgeglichen; gleichzeitig wird durch die Verwendung von vier Spulen die Signalausbeute erhöht.

Fig. 9 zeigt eine Schaltungsanordnung für eine erfindungs gemäße Vorrichtung gemäß den Fig. 1a, 1b, 1c oder Fig. 7. Bei dieser Spannungsteilerschaltung ändert sich die Aus gangsspannung U_a bei gegebener Quellenspannung U_s entspre chend der Induktivitätsänderung der Spule 10. Zu diesem Zweck wird die Ausgangsspannung U_a zwischen der Spule 10 und einem ohmschen Widerstand 16 abgegriffen.

Fig. 10 zeigt eine Schaltungsanordnung für eine erfindungs gemäße Vorrichtung gemäß den Fig. 2a, 2b, 2c. Hier ist wiederum eine Spannungsteilerschaltung realisiert; jedoch wird die Ausgangsspannung zwischen den beiden Spulen 10 ab gegriffen.

Fig. 11 zeigt eine Schaltungsanordnung für eine erfindungs gemäße Vorrichtung gemäß Fig. 5. Mit dieser Schaltung er folgt eine Messung nach dem Differentialtrafoprinzip, wobei die Quellenspannung U_s an der Primärspule 10p angelegt ist.

Fig. 12 zeigt eine Schaltungsanordnung für eine erfindungs gemäße Vorrichtung gemäß Fig. 6. Hier ist wiederum eine Spannungsteilerschaltung mit einem zusätzlichen Widerstand 16 vorgesehen. Die Ausgangsspannung U_a wird zwischen den in Serie geschalteten Spulen 10 und dem ohmschen Widerstand 16 abgegriffen.

Fig. 13 zeigt eine Schaltungsanordnung für eine erfindungs gemäße Vorrichtung gemäß Fig. 8. Auch hier ist ein Span nungsteiler gebildet. Die Ausgangsspannung U_a wird zwischen den beiden jeweils gegenüberliegenden Spulenpaaren abgegrif fen.

Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele ge mäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Mo difikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.

Claims

1. Vorrichtung zum Ermitteln der Position eines Objektes mit einer Spulenanordnung (10, 12), welche mindestens eine Spule (10) aufweist, und mit mindestens einem Kern (14), wobei die Spulenanordnung (10, 12) und der Kern (14) relativ zueinan der bewegbar sind, so daß sich aufgrund der Bewegung die In duktivität der Spulenanordnung (10, 12) ändert, dadurch ge kennzeichnet, daß die relative Bewegung von Spulenanordnung (10, 12) und Kern (14) eine senkrechte Komponente bezüglich der Spulenachse aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Spule (10) auf einem Blechpaket (12) ange ordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß mehrere Spulen (10) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Spulen (10) auf demselben Blechpaket (12) ange ordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß mehrere Blechpakete (12) mit je weils mindestens einer Spule (10) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Spulen (10) in Richtung der relativen Bewegung von Spulenanordnung (10, 12) und Kern (14) zueinander versetzt angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Kern (14) die Form eines Kreiszylinders aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß mindestens eine Kopffläche des Kerns (14) eine nach außen geformte Gestalt aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß eine Spannungsteilerschaltung zum Messen der Induktivitätsänderung vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Induktivitätsänderung nach dem Differentialtrafoprinzip meßbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Kern (14) und/oder das Blech paket (12) aus weichmagnetischem Material bestehen.

12. Verfahren zum Ermitteln der Position eines Objektes, bei dem mindestens eine Spule (10) einer Spulenanordnung (10, 12) und mindestens ein Kern (14) relativ zueinander bewegt werden, so daß sich die Induktivität der Spulenanordnung (10, 12) ändert, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Bewegung von Spulenanordnung (10, 12) und Kern (14) eine senkrechte Komponente bezüglich der Spulenachse aufweist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivitätsänderung mit einer Spannungsteilerschaltung gemessen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeich net, daß die Induktivitätsänderung nach dem Differential trafoprinzip gemessen wird.