ES2235862T3 - Dispositivo para la determinacion de posicion y/o velocidad y usos. - Google Patents
Dispositivo para la determinacion de posicion y/o velocidad y usos.Info
- Publication number
- ES2235862T3 ES2235862T3 ES00925513T ES00925513T ES2235862T3 ES 2235862 T3 ES2235862 T3 ES 2235862T3 ES 00925513 T ES00925513 T ES 00925513T ES 00925513 T ES00925513 T ES 00925513T ES 2235862 T3 ES2235862 T3 ES 2235862T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- elements
- sensor
- coils
- coil
- revolutions
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 31
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
- G01D5/204—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
- G01D5/22—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/488—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable reluctance detectors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Dispositivo para la determinación de la posición y/o velocidad, compuesto por una primera parte (1) y una segunda parte (2), que está provisto de elementos (2a, 2b; 20, 21, 22) configurados como dientes a una distancia regular, en el que las partes (1, 2) pueden desplazarse relativamente entre sí y en el que la primera parte (1) presenta, al menos, una bobina de excitación (3) para generar flujo magnético, que básicamente en, al menos, dos elementos (6, 7; 8, 9, 10) de la primera parte (1) y, al menos parcialmente y dependiendo de la posición relativa entre la primera y la segunda parte (1, 2), pasa por, al menos, dos elementos (2a, 2b; 20, 21, 22) de la segunda parte (2) y, al menos, dos bobinas de sensor (4, 5; 11, 12, 13), que están dispuestas cada una alrededor de, al menos, un elemento (6, 7; 8, 9, 10) de la primera parte (1), en el que los elementos (6, 7; 8, 9, 10) de la primera parte (1) están dispuestos respecto a los elementos (2a, 2b; 20, 21, 22) de la segunda parte (2) de formaque las señales en las bobinas de sensor (4, 5; 11, 12, 13) están desfasadas, caracterizado porque los al menos dos elementos (6, 7; 8, 9, 10) tienen forma de U, estando dispuesta una escotadura que aparece a través de la forma de U en los elementos (6, 7; 8, 9, 10) en el lado de la primera parte (1), que limita con la segunda parte (2) y porque la al menos una bobina de excitación (3) se extiende a través de la escotadura.
Description
Dispositivo para la determinación de posición y/o
velocidad y usos.
La presente invención se refiere a un dispositivo
según el preámbulo de la reivindicación 1, así como a usos del
dispositivo.
Para la determinación de velocidad o posición se
usan, por un lado, sistemas magnéticos y, por otro lado, sistemas
ópticos, destacando los sistemas mencionados en primer lugar por una
gran robustez y un ancho intervalo de temperatura. En combinación
con sistemas rotativos se usan los habitualmente llamados
resolutores, que se usan también como codificadores rotatorios
absolutos.
El documento
GB-A-1217085 (documento A) describe
un sensor de posición lineal con dos partes, cuya posición relativa
debe determinarse. La primera parte se compone de un carril en forma
de U con dientes dispuestos a una distancia regular. La segunda
parte se compone de un carro en forma de U correspondientemente con
cuatro piezas de polo en forma de E, sobre los que están bobinados
respectivamente una bobina de excitación y una bobina de sensor. Las
cuatro piezas de polo en forma de E están dispuestas de forma que se
oponen desfasadas a tres dientes correspondientes de los carriles,
de manera que mediante la bobina de excitación se crea un flujo
circular magnético correspondiente a la posición de la fase, carro y
carril, que se registra con la bobina de sensor.
En el documento EP-0 174290 se
describe un aparato de medición de posición y velocidad, que
funciona sobre base electromagnética. El aparato conocido presenta
un estator de forma circular y un rotor correspondiente, estando
previstas tanto una bobina de excitación como también diversas
bobinas de sensor en el estator. El rotor se compone, básicamente,
de un elemento en forma de disco de material ferromagnético, en el
que el elemento en forma de disco encierra un ángulo agudo con un
plano que se encuentra perpendicular al eje de giro, con lo que a
las cuatro bobinas de sensor dispuestas en el estator se induce una
tensión dependiendo de la posición del elemento en forma de
disco.
Este dispositivo conocido presenta,
especialmente, la desventaja de que el volumen de montaje debido al
elemento en forma de disco colocado de forma inclinada como rotor
alcanza una dimensión que tiene como consecuencia que sea necesario
un suplemento -por ejemplo en un motor eléctrico- en una caja
separada. Con ello, el dispositivo conocido está sometido
directamente a cargas mecánicas y, de este modo, está expuesto a
averías. Además, los costes para el sistema conocido son
relativamente altos.
La presente invención se basa, por tanto, en el
objetivo de especificar un dispositivo, que no presente las
desventajas mencionadas anteriormente.
Este objetivo se alcanza con las medidas
indicadas en la parte caracterizadora de la reivindicación 1.
Configuraciones ventajosas de la invención, así como usos se indican
en las demás reivindicaciones.
La invención presenta las siguientes ventajas:
los elementos de la primera parte están dispuestos respecto a los
elementos de la segunda parte de forma que las señales en las
bobinas de sensor están desfasadas, siendo, al mismo tiempo, la
segunda parte simétrica respecto a un plano que se encuentra de
forma perpendicular a los elementos de la segunda parte, se obtiene
un dispositivo para la determinación de posición y/o velocidad
extremadamente compacto. Además, el dispositivo según la invención
es adecuado, por ejemplo, preferentemente, para la integración en un
rodamiento. Para ello, no es necesaria ninguna caja adicional,
ningún punto de apoyo y ningún espacio de montaje adicional.
Además, el dispositivo según la invención es
adecuado, también, preferentemente, para la determinación de espacio
y velocidad en caso de movimientos lineales.
A continuación, se explica en detalle la
invención mediante dibujos. Se muestran:
Fig. 1 una estructura del principio de un
dispositivo según la invención con dos bobinas de sensor en
representación en perspectiva,
Fig. 2 el curso de señal en una bobina de sensor,
en caso de excitación con corriente alterna,
Fig. 3 de forma esquemática, otra forma de
realización del dispositivo según la invención en vista lateral,
Fig. 4 una forma de realización circular del
dispositivo según la invención conforme a la Fig. 1,
Fig. 5 una forma de realización circular del
dispositivo según la invención conforme a la Fig. 3,
Fig. 6 una sección perpendicular de dos bobinas
de excitación de un dispositivo según la invención para la
determinación del valor absoluto y
Fig. 7 otra forma de realización del dispositivo
según la invención, en la que las bobinas de excitación y sensor
están conectadas juntas.
La Fig. 1 muestra en representación esquemática y
en perspectiva un dispositivo según la invención para el uso en caso
de movimientos lineales, que se compone de una primera parte 1 móvil
y una segunda parte 2 fija, en el que a la parte mencionada en
primer lugar pertenece una bobina de excitación 3, dos bobinas de
sensor 4 y 5, así como dos elementos en forma de U 6,7. La bobina de
excitación 3, que se compone de cuatro espiras, se extiende a través
de elementos 6 y 7 en forma de U que se componen de material
ferromagnético, en el que una corriente que circula a través de una
bobina de excitación 3 conduce a un flujo magnético en los elementos
6 y 7 en forma de U.
La parte fija 2 se extiende a lo largo de la
parte móvil 1 y se compone de un elemento de soporte en forma de
viga, sobre la que se prevén, preferiblemente a una distancia
regular, elementos configurados como dientes, de los que se
representan dos y se identifican con 2a y 2b. La parte fija 2 -o, al
menos, sus elementos 2a y 2b- están fabricados, al igual que los
elementos 6 y 7 en forma de U, de material ferromagnético.
El flujo magnético generado a través de la
corriente de excitación en los elementos 6 y 7 en forma de U induce
en las bobinas de sensor 4 y 5 una tensión eléctrica, y dependiendo
de la posición del diente 2a o 2b respecto al elemento 6 ó 7 en
forma de U respectivo. La tensión inducida es máxima en las
conexiones de la bobina de sensor 4, cuando uno de los dientes de la
parte fija 2 se cubre igualmente con el elemento 6 en forma de U, es
decir, cuando el circuito magnético, compuesto del elemento 6 en
forma de U y uno de los dientes de la parte fija 2, está cerrado lo
mejor posible para el flujo generado por la bobina de excitación
3.
Como ya se ha mencionado anteriormente, los
dientes o los elementos de la parte fija 2 están dispuestos a una
distancia regular en el elemento de soporte en forma de viga. Por el
contrario, los elementos 6 y 7 en forma de U de la parte móvil 1
están dispuestos, según la invención, a otra distancia entre sí.
Así, debido a las señales U_{4} y U_{5} obtenidas en las bobinas
de sensor 4 y 5 es posible determinar la posición exacta de la parte
2 fija respecto a la parte 1 móvil, puesto que a través de la parte
fija 2 se distribuye el flujo magnético total dependiendo de la
posición a ambos circuitos magnéticos, teniendo las tensiones
U_{4} y U_{5} en las conexiones de las bobinas de sensor 4 y 5
la dependencia de posición deseada.
En una forma de realización preferente del
dispositivo según la invención se selecciona la distancia entre los
elementos 6 y 7 en forma de U de forma que, en caso de un movimiento
de la parte móvil 1 entre las señales de salida U_{4} y U_{5}
medidas en las conexiones de las bobinas de sensor 4 y 5 existe un
desfase de 90º. Según la Fig. 1, el elemento 6 ó 7 actúa junto con
elemento 2a o 2b correspondiente, siendo los elementos 2a y 2b
contiguos. En otra forma de realización de la invención se prevé que
existan otros elementos o dientes entre los elementos 2a y 2b que
determinan la medida para el acoplamiento magnético. Premisa para
ello es que los elementos estén dispuestos de forma regular sobre
los elementos de soporte.
Para obtener una variación constante del flujo
magnético, se genera, preferentemente, una corriente alterna en la
bobina de excitación 3. En caso de una excitación de este tipo, en
la bobina de sensor 4 puede medirse la tensión U_{4} según la
Fig. 2, en la que la tensión U_{4} se aplican en función del
desplazamiento x. La información sobre la posición de la parte móvil
1 respecto a la parte fija 2 está contenida, al mismo tiempo, en una
"envolvente" E de la señal de tensión U_{4}. Esta información
contenida en esta "envolvente" E puede obtenerse, por ejemplo,
a partir de la amplitud de la señal de excitación de forma conocida
con ayuda de un divisor de tensión.
En la Fig. 3 se representa otra forma de
realización del dispositivo según la invención. En esta forma de
realización preferente, se prevén tres bobinas de sensor 11, 12, 13
en tres elementos 8, 9 y 10 en forma de U atravesados por la bobina
de excitación 3. Mediante la introducción de una bobina de sensor 8
adicional respecto a la forma de realización según la Fig. 1 se crea
la posibilidad de compensar una señal cero existente de forma
elegante. En caso de que a la señal de la bobina de sensor 9 se
asigne la fase 0º, las señales de las bobinas de sensor 8 y 9
presentan las fases 90º o -90º. Mediante la unión de una de las
conexiones de las bobinas de sensor 8, 9 y 10 aparece en la otra
conexión U_{90} de la bobina de sensor 8 y en la otra conexión
U_{0} de la bobina de sensor 9 una señal compensada alrededor de
la tensión de desfase en la otra conexión U_{-90} de la tercera
bobina de sensor 10.
En esta forma de realización la señal deseada se
obtiene a partir de la diferencia entre los valores de tensión
U_{90} y U_{-90}.
Las formas de realización de dispositivos según
la invención que se obtienen de la estructura del principio según
las Fig. 1 y 3 son adecuadas tanto para mediciones de distancia o
velocidad de movimientos lineales, es decir, básicamente,
rectilíneos, como también para movimientos circulares, incluidas las
trayectorias circulares. La aplicación mencionada en último lugar
incluye también el uso del dispositivo según la invención como
aparato de número de revoluciones y/o ángulo.
En el caso de los usos mencionados en último
lugar, la primera parte 1 según la Fig. 1 es preferiblemente
estacionaria, es decir, fija, y la segunda parte 2 es móvil, por
ello, la primera parte 1 se denomina estator y la segunda parte 2,
rotor. Básicamente, son válidas las realizaciones de las Fig. 1 a 3
de forma correspondiente, puesto que la velocidad relativa o la
posición de la primera es relevante para la segunda parte 1, 2. Por
tanto, también, es conveniente que tanto la primera como también la
segunda parte 1, 2 estén alojadas de forma giratoria. Una aplicación
de la forma de relación mencionada en último lugar es, por ejemplo,
en el caso de un diferencial, en el que deben registrarse los
movimientos de compensación.
En la Fig. 4 se representa una forma de
realización anular del dispositivo según la invención conforme a la
estructura del principio mostrada en la Fig. 1. Para cada bobina de
sensor 6 y 7 según la Fig. 1 están conectadas dos bobinas en serie,
entendiéndose también bajo el concepto "bobina" disposiciones
de conducción, en las que existe un acoplamiento con elementos A y B
en forma de U, en los que simplemente un conductor se aloja en un
elemento en forma de U. De este modo, según la Fig. 4, la bobina de
sensor A en el segmento de polo A se dirige por dentro y en la zona
del segmento de polo B, se dirige por fuera del circuito magnético.
Esto es válido de forma correspondiente para la bobina de sensor B,
de la que se representa en trazos una espira.
Finalmente, la bobina de excitación 3 según la
Fig. 1 no se representa en la Fig. 4. En dispositivos anulares según
la invención ésta existe como anillo, de forma correspondiente a las
realizaciones de la Fig. 1.
La Fig. 5 muestra una forma de realización, en la
que el dispositivo según la invención está estructurado según el
principio representado en la Fig. 3, en el que -al igual que en la
forma de realización según la Fig. 4- se obtiene una bobina de
sensor mediante diversas bobinas conectadas juntas en serie, que
están distribuidas, preferentemente, de forma regular en el anillo
circular. En la Fig. 5 las secciones de polo pertenecientes a las
bobinas de sensor iguales se identifican con las mismas mayúsculas
A, B o C. De las tres bobinas de sensor 8, 9 ó 10 según la Fig. 3 se
representa únicamente una bobina de sensor B de forma esquemática.
Al contrario de la forma de realización de bobina según la Fig. 4,
con el lazo en los segmentos de polo se indica que las bobinas como
las bobinas de sensor 4 y 5 u 11, 12 y 13 según la Fig. 1 ó 3 están
realizadas alrededor de los elementos 6 y 7 u 8, 9 y 10 en forma de
U. Además, en esta forma de realización las bobinas de sensor pueden
bobinarse para la reducción de la inductancia de dispersión de forma
convexa/cóncava, es decir, adaptadas a la redondez.
La realización de las bobinas de sensor según la
Fig. 4 es extremadamente sencilla desde el punto de vista
constructivo, no obstante, comparado con la realización de la Fig. 5
presentan una inductancia de dispersión superior y una resistencia
óhmica mayor.
La distribución de diversas bobinas parciales de
sensor en el contorno circular según la Fig. 5 tiene la ventaja
esencial de que se compensan las oscilaciones superpuestas sobre las
señales de sensor, que pueden aparecer, por ejemplo, debido a
asimetrías por tolerancias de fabricación. Además, variaciones
mínimas de la holgura entre la parte móvil y fija 1 y 2 (Fig. 1 y 3)
conducen a proporciones de señal considerables, que son incluso más
fuertes que proporciones de señal por la variación de las
superficies de polo superpuestas, sobre la que se determina la
posición o la velocidad. Las variaciones de holgura, es decir,
variaciones de distancia de polos no aparecen únicamente por
tolerancias de fabricación de la geometría de sensor sino,
especialmente también, por dilataciones térmicas o por tolerancias
en el alojamiento de la pieza móvil 2. Especialmente, las
tolerancias mencionadas en último lugar permiten oscilaciones que
actúan de forma correspondiente sobre la señal de sensor.
Mediante la distribución según la invención de
una bobina de sensor en diversas bobinas conectadas en serie, que
están dispuestas en el contorno del anillo de sensor, se permite
compensar una holgura ampliada producida por una carga asimétrica en
un lado -y, con ello, una reluctancia reducida en este punto- con
una holgura reducida en el lado opuesto -y con ello una reluctancia
ampliada-. De este modo, mediante la disposición propuesta de las
bobinas parciales de sensor se compensa en una primera aproximación
una señal de avería producida por una asimetría. Una mejora del
comportamiento de compensación pueden conseguirse de forma que, en
lugar de tres bobinas parciales de sensor según la Fig. 5, se
realice otra subdivisión de la bobina de sensor, por ejemplo, en 6 ó
12 bobinas
parciales.
parciales.
No obstante, la disposición según la Fig. 5
también puede usarse para detectar de forma apropiada todas las
posibles informaciones de oscilación de la parte móvil montada en un
árbol. En una forma de realización de este tipo, las conexiones de
las bobinas parciales se dirigen hacia fuera a una conexión de
sustracción, en la que la información trayecto se elimina. Las
conexiones extraídas de las bobinas parciales pueden conectarse
juntas de forma simultanea para la determinación de la información
de trayecto en la forma descrita, con lo que se dispone al mismo
tiempo de informaciones de trayecto y oscilación.
Además, los dispositivos según la invención son
adecuados, preferentemente, para la medición de la torsión de un
árbol. Para ello, se fijan dos sistemas de sensor en los extremos
del árbol. La diferencia de ambas señales obtenidas de los sistemas
de sensor se usa en la forma conocida para determinar el número de
revoluciones.
Otra forma de realización del dispositivo según
la invención consiste en que se prevén dos sistemas de sensor según
la Fig. 4 ó 5, presentando ambos sistemas un número distinto de
polos. Con ello, aprovechando la relación de fases entre los
sistemas en posible, en caso de una elevada resolución codificar de
forma absoluta un número de revoluciones. La proporción de números
de polo se indica por ejemplo con n/(n-1), en el que
n es un número entero, por ejemplo, 8 ó 64.
La Fig. 6 muestra, en una sección de forma
perpendicular a la bobina de excitación 3, una variante de
realización ya descrita con dos sistemas de sensores. En esta forma
de realización, los elementos 6 en forma de U según la Fig. 1 se han
unido en un elemento 14 en forma de E en el que, por un lado, se
encuentran ambas bobinas de excitación 3 y, por otro lado, bobinas
de sensor 15 y 16. De forma correspondiente a las piezas integrantes
ya descritas pertenecientes a la primera parte está configurada,
también, la segunda parte 2, que a su vez presenta un elemento de
soporte, sobre el que están dispuestos dientes 18 para un sistema
parcial y dientes 17 para el otro sistema parcial. El número de
dientes de los sistemas parciales es distinto y puede seleccionarse,
por ejemplo, en una de las proporciones mencionadas
anteriormente.
Otra variante de realización, con la que puede
determinarse la posición absoluta dentro de un número de
revoluciones consiste en que se genere una señal de punto cero. Esto
también tiene la ventaja de que con cada número de revoluciones
pueden identificarse todos los errores posibles en la transmisión de
datos.
Para generar la señal de punto cero mencionada se
propone que la segunda parte dentada presente una irregularidad, es
decir, falte un diente. Dos bobinas de sensor, que están dispuestas
a una distancia de diente, generan las mismas señales de
inductancia, en tanto las bobinas de sensor se muevan en la zona de
los dientes de la segunda parte dispuestos de forma regular. En caso
de que las señales de las bobinas de sensor se resten entre sí, la
bobina obtenida en esta zona es igual a cero. No obstante, tan
pronto como el hueco de diente se encuentra en las bobinas de
sensor, se genera una señal, con la que se conoce la posición
absoluta.
Como se ha mencionado, el dispositivo según la
invención se excita, preferentemente, con una corriente alterna en
la bobina de excitación 3 (Fig. 1 y 3). No obstante, también es
concebible excitar la bobina de excitación 3 con una corriente
continua, con la que en caso de movimiento de la parte 2 móvil (Fig.
1 y 3) se inducen tensiones en las bobinas de sensor, cuyas
amplitudes son proporcionales al flujo magnético y al número de
revoluciones y puede usarse como tensión tacométrica. Mediante la
valoración a través de una electrónica adecuada para ello y conocida
para el especialista se calculan informaciones de trayecto. Para que
la electrónica no se perjudique por una tensión tacométrica elevada
obtenida como consecuencia de número de revoluciones elevado, la
corriente de excitación se retira partir de un número de
revoluciones determinado. No obstante, este procedimiento de
generación de señal y valoración no es adecuado para pequeños
números de revoluciones y para el estado de reposo, puesto que la
tensión tacométrica va contra cero. No obstante, es concebible una
combinación de la excitación mediante corriente alterna para el
estado de reposo o pequeños números de revoluciones y de la
excitación mediante corriente continua para número de revoluciones
superiores.
Como se ha mencionado, el uso de la invención no
está limitado únicamente a disposiciones de forma circular. También
son concebibles movimientos lineales, en los que, en este caso, la
segunda parte está alojada, preferentemente, de forma fija y la
primera parte de forma que puede desplazarse.
Respecto al uso del dispositivo según la
invención en engranajes planetarios se propone, además, prever tanto
un anillo interior como también un anillo exterior, que deben
dotarse de elementos configurados como dientes según la segunda
parte 2 (Fig. 1 y 2) y ambos de forma móvil -es decir, giratoria-
respecto a un anillo sensor dispuesto entre estos anillos. Además,
el anillo sensor está dotado de las bobinas de sensor según la Fig.
1 ó 3 y montado de forma fija.
Para completar debe indicarse que la segunda
parte 2 pasiva (Fig. 1 ó 3) puede configurarse también como anillo
ondulado a modo de un anillo de tolerancia.
En la Fig. 7 se representa otra forma de
realización del dispositivo según la invención, en el que las
bobinas de sensor y excitación están conectadas juntas. Así, las
tres bobinas L_{1}, L_{2} y L_{3} están conectadas juntas de
forma conocida, es decir, según la Fig. 3 y la descripción
correspondiente. En las tomas en los extremos o entre las bobinas
L_{1}, L_{2}, y L_{3} conectadas en serie se conectan los
potenciales V_{1} a V_{4}, en los que mediante condensadores
C_{1} a C_{4} se realiza un desacoplamiento según la tensión. En
caso de que en los extremos de las bobinas L1 a L3 conectadas en
serie se aplique la tensión de excitación U_{E} =
V_{S1}-V_{S2}, pueden determinarse las tensiones
correspondientes U_{-90^{o}}, U_{0^{o}} y U_{+90^{o}} del
siguiente modo:
U_{+90^{o}} =
V_{1}-V_{2}
U_{0^{o}} =
V_{2}-V_{3}
U_{+90^{o}} =
V_{3}-V_{4}
En esta forma de realización son necesarios
únicamente cuatro cables de conexión.
Claims (16)
1. Dispositivo para la determinación de la
posición y/o velocidad, compuesto por una primera parte (1) y una
segunda parte (2), que está provisto de elementos (2a, 2b; 20, 21,
22) configurados como dientes a una distancia regular, en el que las
partes (1, 2) pueden desplazarse relativamente entre sí y en el que
la primera parte (1) presenta, al menos, una bobina de excitación
(3) para generar flujo magnético, que básicamente en, al menos, dos
elementos (6, 7; 8, 9, 10) de la primera parte (1) y, al menos
parcialmente y dependiendo de la posición relativa entre la primera
y la segunda parte (1, 2), pasa por, al menos, dos elementos (2a,
2b; 20, 21, 22) de la segunda parte (2) y, al menos, dos bobinas de
sensor (4, 5; 11, 12, 13), que están dispuestas cada una alrededor
de, al menos, un elemento (6, 7; 8, 9, 10) de la primera parte (1),
en el que los elementos (6, 7; 8, 9, 10) de la primera parte (1)
están dispuestos respecto a los elementos (2a, 2b; 20, 21, 22) de la
segunda parte (2) de forma que las señales en las bobinas de sensor
(4, 5; 11, 12, 13) están desfasadas, caracterizado porque los
al menos dos elementos (6, 7; 8, 9, 10) tienen forma de U, estando
dispuesta una escotadura que aparece a través de la forma de U en
los elementos (6, 7; 8, 9, 10) en el lado de la primera parte (1),
que limita con la segunda parte (2) y porque la al menos una bobina
de excitación (3) se extiende a través de la escotadura.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el valor absoluto del desfase entre dos
señales de las bobinas de sensor (4, 5; 11, 12, 13) es mayor que 0º
y menor que 180º, preferentemente, 90º.
3. Dispositivo según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque están previstas dos bobinas
de sensor (4, 5), en las que el valor absoluto del desfase entre las
señales de la bobinas de sensor (4, 5) asciende a 90º.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 ó 2, caracterizado porque están previstas tres bobinas de
sensor (11, 12, 13), en las que en caso de asignación de la fase 0º
a la señal de salida de una primera bobina de sensor (12), el
desfase de la señal de salida de la segunda bobina (11) asciende a
90º y el desfase de la señal de salida de la tercera bobina de
sensor (13) a -90º respecto a la señal de salida de la primera
bobina de sensor (12).
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
precedentes caracterizado porque la primera parte (1) está
alojada de forma que puede desplazarse y la segunda parte (2) es
fija.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque la primera y segunda
parte
(1, 2) están configuradas de forma circular.
(1, 2) están configuradas de forma circular.
7. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado porque los elementos (6, 7; 8, 9, 10) de la
primera parte (1) están distribuidos básicamente de forma regular
sobre su contorno.
8. Dispositivo según la reivindicación 6 ó 7,
caracterizado porque los elementos (2a, 2b; 20, 21, 22) de la
segunda parte (2) están distribuidos de forma regular sobre su
contorno.
9. Dispositivo según la reivindicación 6 ó 7,
caracterizado porque los elementos (2a, 2b; 20, 21, 22) de la
segunda parte (2) están distribuidos de forma regular sobre su
contorno salvo un elemento que falta, con lo que se forma un
hueco.
10. Dispositivo según una de las reivindicaciones
6 a 9, caracterizado porque, al menos, una bobina de sensor
(6, 7; 11, 12, 13) está dividida en varias bobinas parciales (A, B;
A, B, C).
11. Dispositivo según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque la bobina de excitación (3)
está alimentada con una corriente alterna o una continua.
12. Dispositivo según una de las reivindicaciones
6 a 11, caracterizado porque la primera parte (1) está
alojada de forma fija y la segunda parte (2) de forma giratoria.
13. Uso del dispositivo según una de las
reivindicaciones 6 a 12 para determinar un número de revoluciones de
la primera parte (1) respecto a la segunda parte (2), en el que la
bobina de excitación (3) se excita hasta un número de revoluciones
que puede predeterminarse con una corriente alterna y por encima de
este número de revoluciones con corriente continua.
14. Uso según la reivindicación 13,
caracterizado porque al superar un número de revoluciones
crítico, que se encuentra por encima del número de revoluciones que
puede predeterminarse, la corriente de excitación se reduce de forma
proporcional a la diferencia entre el número de revoluciones
momentáneo y el número de revoluciones
crítico.
crítico.
15. Uso de dos dispositivos según una de las
reivindicaciones 6 a 12 para la medición de una torsión o de un par
de un árbol, en el que los dispositivos están dispuestos en los
extremos del árbol.
16. Uso de dos dispositivos según una de las
reivindicaciones 6 a 12, para la determinación absoluta de posición,
en el que elementos en forma de U (14) de la primera parte (1) de
uno de los dispositivos están unidos en elementos en forma de E con
elementos en forma de U (14) de la primera parte (1) del otro
dispositivo para el alojamiento dos bobinas de excitación (3), y en
el que el número de elementos (17, 18) de la segunda parte (2) es
distinto.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP99109417A EP1052515A1 (de) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | Vorrichtung zur Positions- und/oder Geschwindigkeitsbestimmung und deren Verwendung |
| EP99109417 | 1999-05-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2235862T3 true ES2235862T3 (es) | 2005-07-16 |
Family
ID=8238159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES00925513T Expired - Lifetime ES2235862T3 (es) | 1999-05-11 | 2000-05-09 | Dispositivo para la determinacion de posicion y/o velocidad y usos. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (2) | EP1052515A1 (es) |
| AT (1) | ATE287540T1 (es) |
| AU (1) | AU4423300A (es) |
| DE (1) | DE50009287D1 (es) |
| DK (1) | DK1177450T3 (es) |
| ES (1) | ES2235862T3 (es) |
| WO (1) | WO2000068696A1 (es) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2854456B1 (fr) * | 2003-05-02 | 2005-08-05 | Precilec | Capteur inductif de position angulaire |
| DE102008024525A1 (de) * | 2008-05-25 | 2009-12-10 | Lenze Drives Gmbh | Induktiver Sensor und Verfahren zu seiner Herstellung |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1217085B (de) * | 1957-04-25 | 1966-05-18 | Siemens Ag | Induktiver Messfuehler zur Umsetzung insbesondere linearer Bewegungen in elektrische Groessen |
| DE4113745C2 (de) * | 1991-04-26 | 1993-11-25 | Mehnert Walter Dr | Induktiver Stellungsgeber |
| DE4127209C2 (de) * | 1991-08-16 | 1996-05-23 | Mehnert Walter Dr | Geber zur induktiven Erzeugung eines Meßsignals |
-
1999
- 1999-05-11 EP EP99109417A patent/EP1052515A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-05-09 ES ES00925513T patent/ES2235862T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-09 AU AU44233/00A patent/AU4423300A/en not_active Abandoned
- 2000-05-09 EP EP00925513A patent/EP1177450B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-09 AT AT00925513T patent/ATE287540T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-05-09 DE DE50009287T patent/DE50009287D1/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-09 WO PCT/IB2000/000601 patent/WO2000068696A1/de not_active Ceased
- 2000-05-09 DK DK00925513T patent/DK1177450T3/da active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU4423300A (en) | 2000-11-21 |
| DE50009287D1 (de) | 2005-02-24 |
| EP1177450A1 (de) | 2002-02-06 |
| EP1052515A1 (de) | 2000-11-15 |
| ATE287540T1 (de) | 2005-02-15 |
| WO2000068696A1 (de) | 2000-11-16 |
| EP1177450B1 (de) | 2005-01-19 |
| DK1177450T3 (da) | 2005-03-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10837848B2 (en) | Ultra-thin combined inductive torque and angle sensor for steering wheel position sensing | |
| US5924212A (en) | Electronic compass | |
| ES2817124T3 (es) | Rodamiento que comprende un captador de desplazamiento angular | |
| US8072209B2 (en) | Position sensor with variable direction of magnetization and method of production | |
| JP4886141B2 (ja) | 回転体の角度および/または角速度および/またはこの回転体に作用するトルクを測定する装置 | |
| CN101971470B (zh) | 使用磁场的位置测量 | |
| ES2712964T3 (es) | Captadores inductivos de desplazamiento | |
| US6265867B1 (en) | Position encoder utilizing fluxgate sensors | |
| US8970210B2 (en) | Bidirectional magnetic position sensor having field rotation | |
| US10330498B2 (en) | Sensor arrangement for the contactless sensing of angles of rotation on a rotating part | |
| ES2702961T3 (es) | Captadores inductivos de desplazamiento | |
| ES2702765T3 (es) | Captadores inductivos de desplazamiento | |
| US20160069708A1 (en) | Linear position and rotary position magnetic sensors, systems, and methods | |
| JP2019506613A (ja) | 回転角度センサ | |
| EP1211476A1 (en) | Noncontact position sensor | |
| BRPI1107464A2 (pt) | Disposição de sensores para o registro tanto da posição axial como também da posição de rotação de um eixo deslocável ou rotatório na direção longitudinal | |
| US10571305B2 (en) | Method for determining the position of a magnet relative to a row of sensors | |
| EP1582754B1 (en) | Bearing assembly including a magnetic sensor | |
| US5705756A (en) | Differential torque measuring device | |
| US5939878A (en) | Angular displacement transducer having flux-directing target and multi-sectored pole piece | |
| ES2235862T3 (es) | Dispositivo para la determinacion de posicion y/o velocidad y usos. | |
| EP0386477A2 (en) | Position detection device for a linear guide | |
| US7800359B2 (en) | Relative rotational position detection apparatus | |
| US5329269A (en) | Single core triaxial flux-gate magnetometer | |
| KR940006597B1 (ko) | 전동장치 속도 감지기 |