DE19741579A1 - Meßanordnung zum Erfassen der Lage eines Dauermagneten - Google Patents
Meßanordnung zum Erfassen der Lage eines DauermagnetenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßanordnung zum Erfassen der Lage eines
Dauermagneten mit mindestens einem auf die magnetische Flußdichte anspre
chenden Fühlerelement, das in axialer und/oder radialer Richtung von dem
Dauermagnet beabstandet ist, und mit einer Auswerteeinrichtung.
Eine derartige Meßanordnung ist in der EP 0 427 882 B2 angegeben. Bei dieser
bekannten Meßanordnung sind mehrere magnetoresistive Elemente in einer Rei
he beabstandet angeordnet, die auf das Magnetfeld eines auf einem beweg
ten Körper angeordneten Dauermagneten durch Widerstandsänderung und eine
damit verbundene Spannungssignaländerung ansprechen. Das Spannungssignal
wird in einer Auswerteeinrichtung relativ aufwendig zu einem auswertbaren Sig
nal weiterverarbeitet. Diese Meßanordnung dient dazu, insbesondere größere La
geänderungen oder Winkeländerungen des Meßobjektes von z. B. 360° mit rela
tiv feiner Auflösung zu erfassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßanordnung der eingangs an
gegebenen Art bereitzustellen, die es mit relativ geringem Aufwand ermöglicht,
kleine Lageänderungen bzw. Neigungswinkeländerungen eines Dauermagneten
bzw. eines damit versehenen Gegenstandes zu bestimmen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hiernach ist
also vorgesehen, daß das mindestens eine Fühlerelement ein Hallelement ist, das
bzw. die bei axial beabstandeter Anordnung parallel zur Achse des Dauermag
neten derart angeordnet ist/sind, daß eine radiale Komponente der magnetischen
Flußdichte erfaßt wird, und die bei radialer, neben dem Dauermagneten befind
licher Anordnung senkrecht zur Achse des Dauermagneten angeordnet sind, so
daß eine axiale Komponente der magnetischen Flußdichte erfaßt wird, und daß
mittels der Auswerteeinrichtung ein Parallelversatz und/oder ein Neigungs
winkel des Dauermagneten gegenüber einer Soll-Lage der Dauermagnetachse
aus der mit dem bzw. den Hallsensoren erfaßten magnetischen Flußdichte durch
lineare Interpolation bestimmbar ist. Bereits mit einem Hallelement ist eine kleine
Lageabweichung eines Dauermagneten von seiner Soll-Lage erfaßbar, wobei die
Lageabweichung ein Parallelversatz von der Achse der Soll-Lage - oder kurz - der
Soll-Achse sein kann oder ein Neigungswinkel der Dauermagnetachse gegenüber
der Soll-Achse. Genauer und ohne das Erfordernis einer Kalibrierung kann der
Parallelversatz mittels zweier radial von der Soll-Achse beabstandeter Hallsen
soren bestimmt werden, während zur Erfassung des Neigungswinkels die Hall
sensoren axial (in z-Richtung) beabstandet sind. Da die Auswertung unmittelbar
aus der erfaßten magnetischen Flußdichte erfolgt, ist auch der Aufbau der
Auswerteeinrichtung einfach.
Besonders geringe Anforderungen an den Aufbau werden dadurch ermöglicht,
daß nur ein Hallsensor axial beabstandet in der Soll-Lage der
Dauermagnetachse angeordnet ist und daß der Parallelversatz nach
vorausgegangener Kalibrierung bezüglich des axialen Abstandes bestimmt wird.
Eine einfache Handhabung wird mit einer kalibrierten Verstelleinrichtung ermög
licht, mit der der Hallsensor senkrecht zur Achse der Soll-Lage bis zum Wert null
der radialen Komponente der Flußdichte verstellbar ist. Hierbei müssen allerdings
eine der eigentlichen Messung vorangehende Kalibrierung oder eine kalibrierte
Verstelleinrichtung in Kauf genommen werden.
Soll die Messung ohne Kalibrierung erfolgen, so kann dies ebenfalls bei relativ
einfachem Aufbau dadurch erfolgen, daß mindestens ein Paar aus zwei in einer
zur Achse der Soll-Lage normalen Ebene liegenden Hallsensoren vorgesehen ist,
die von der Achse radial gleich weit um einen Grundversatz entfernt sind, und
daß der Parallelversatz aus der linearen Interpolation zwischen den beiden mit
jeweils einem Paar der Hallsensoren erfaßten magnetischen Flußdichten gemäß
der Beziehung
bestimmbar wird. Dabei ist darauf zu achten, daß der Grundversatz ±e0 der
Hallsensoren betragsmäßig größer ist als der zu messende Parallelversatz bzw.
die durch den Neigungswinkel bedingte Abweichung. Die Auswertung mit der
angegebenen Beziehung zwischen Parallelversatz und magnetischer Flußdichte
ist mittels Software ebenfalls einfach.
Der Neigungswinkel kann einfach dadurch bestimmt werden, daß zwei Hallsen
soren auf der Achse der Soll-Lage oder zwei Paare aus jeweils zwei sich dia
metral bezüglich der Achse mit gleichem radialen Grundversatz gegenüberliegen
den Hallsensoren unterschiedlich weit axial von dem Dauermagneten beabstan
det angeordnet sind und daß der Neigungswinkel aus einem mit den beiden Hall
sensoren oder den beiden Paaren der Hallsensoren erfaßten unterschiedlichen
Parallelversatz gemäß der Beziehung
bestimmbar ist.
Ist vorgesehen, daß zwei Paare aus sich diametral bezüglich der Achse der
Soll-Lage radial von dieser gleich weit beabstandeten Hallsensoren unter einem Um
fangswinkel von 90° gegeneinander versetzt angeordnet sind und daß aus den
mit den beiden Paaren erfaßten Parallelversätzen der gesamte Parallelversatz
gemäß der Beziehung
ermittelbar ist, so kann ein Parallelversatz in x- und y-Richtung erfaßt und auch
der gesamte Parallelversatz einfach bestimmt werden. Entsprechend kann auch
der gesamte Neigungswinkel unter Berücksichtigung der x- und y-Richtung er
mittelt werden.
Die Meßanordnung wird dadurch einfach handhabbar, daß die Hallsensoren in
einem Meßkopf aus nichtmagnetischem Material aufgenommen sind und daß je
dem Hallsensor ein Vorverstärker zugeordnet ist.
Bei größerer Stückzahl von Meßanordnungen ist die Maßnahme vorteilhaft, daß
in dem Meßkopf ein Mikrocomputer als Auswerteeinrichtung sowie ein Ana
log-Digitalwandler vorgesehen sind, während bei geringerer Stückzahl ein Aufbau in
der Weise günstig ist, daß die Auswerteeinrichtung mittels eines Personalcompu
ters mit einer Meßsignalerfassungs-Einsteckkarte und Meßsignal-Verarbeitungs
software gebildet ist.
Mit der Meßanordnung kann auf vorteilhafte Weise die Lage eines mit Kunststoff
umspritzten Dauermagneten innerhalb des Kunststoffmantels genau festgestellt
werden, wie es insbesondere bei der Fertigung von magnetischen Sensoren für
die Drehzahlerfassung bei ABS- oder Einspritzsystemen wichtig ist. Die genaue
Lage des Sensorkerns bestimmt dabei wesentlich die Zuverlässigkeit der Meßer
gebnisse, so daß die vorstehende Meßanordnung für die Qualitätssicherung be
sondere Bedeutung hat.
Voraussetzung für die Meßanordnung ist, daß der zum Beispiel quaderförmige
oder vorzugsweise zylindrische Dauermagnet des Drehzahlfühlers bereits auf
magnetisiert ist und diese Aufmagnetisierung bis zur Messung nicht durch
falsche Handhabung in ihrer radialen Symmetrie gestört wurde. Diese Voraus
setzung ist in der Regel sichergestellt. Eine weitere Voraussetzung ist die
Verfügbarkeit von Hallsensoren guter Nullpunktgenauigkeit, die insbesondere bei
neueren Hallsensoren ebenfalls erfüllt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug
nahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1a) bis 1c)
verschiedene Lagen eines Dauermagneten innerhalb einer
Kunststoffummantelung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Lage eines Hallsensors bezüglich
des in Fig. 1 gezeigten Dauermagneten,
Fig. 3 einen Parallelversatz eines Hallelements bezüglich der Achse des
Dauermagneten und den Verlauf der radialen Komponente der von
dem Dauermagneten erzeugten magnetischen Flußdichte,
Fig. 4 eine Meßanordnung mit zwei Hallsensoren und den Verlauf der
radialen Komponente der magnetischen Flußdichte, wobei der
Dauermagnet sich in einer Soll-Lage befindet,
Fig. 5 eine Darstellung gemäß Fig. 4, wobei die Dauermagnetachse ge
genüber der Achse der Soll-Lage parallel versetzt ist,
Fig. 6 einen linearisierten Ausschnitt des in Fig. 5 gezeigten Verlaufs der
magnetischen Flußdichte,
Fig. 7 eine Meßanordnung zur Ermittlung eines Neigungswinkels der
Dauermagnetachse gegenüber der Achse der Soll-Lage,
Fig. 8 eine Draufsicht der Anordnung zweier Paare von Hallsensoren
bezüglich des Dauermagneten und
Fig. 9 eine Meßanordnung mit zwei seitlich des Dauermagneten
angeordneten Hallsensoren in seitlicher Ansicht.
Die Fig. 1a), 1b) und 1c) zeigen einen in einer Kunststoff-Vergußmasse 3 durch
Umspritzen vollständig eingebetteten Dauermagneten 1, der an seinem unteren
Ende einen weichmagnetischen Polstift 2 zum Aufnehmen einer nicht gezeigten
Spule trägt. Mit einem derart aufgebauten induktiven Drehzahlfühler kann z. B.
die Drehzahl bei einem ABS- oder Einspritzsystem erfaßt werden, indem ein
rotierendes Teil mit einer sich in der Nähe des Polstiftes 2 entlang bewegenden
umfangsseitigen Zahnung eine Änderung des Magnetfeldes und damit eine indu
zierte Spannung in der Spule hervorruft, aus der die Drehzahl hergeleitet wird.
Um mit dem induktiven Drehzahlfühler genaue Meßergebnisse zu erhalten, ist es
wichtig, daß der Dauermagnet 1 mit dem Polstift 2 in der Vergußmasse 3 genau
positioniert ist, wie in Fig. 1a) dargestellt. Eine Abweichung von einer
Soll-Lage SL kann zu Fehlmessungen führen. Die Abweichung von der Soll-Lage
SL kann insbesondere in einem Neigungswinkel α der Dauermagnetachse DA ge
genüber der Achse der Soll-Lage SL, kurz als Soll-Achse bezeichnet, oder in
einem Parallelversatz der Dauermagnetachse DA gegenüber der Soll-Achse be
stehen, wie in den Fig. 1b) und 1c) dargestellt. Ferner ist die positionsgenaue
Einbettung des Dauermagneten 1 in der Vergußmasse 3 auch für einen Korro
sionsschutz wichtig.
Im folgenden werden Meßanordnungen beschrieben, mit denen der Parallelver
satz bzw. die Exzentrizität e sowie der Neigungswinkel α mit einfachen Maß
nahmen erfaßt werden können. Die Meßanordnung eignet sich darüberhinaus
auch zur Bestimmung kleiner Lageabweichungen oder Neigungswinkel im
mm- und Grad-Bereich von Dauermagneten gegenüber einer Soll-Lage.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Meßanordnung ist ein Hallsensor H in Verlängerung
der in z-Richtung zeigenden Dauermagnetachse DA angeordnet, wobei die Ebene
des Hallsensors H in z-Richtung und einer dazu senkrechten y-Richtung liegt, so
daß eine zur Ebene des Hallsensors H radiale Komponente der magnetischen
Flußdichte Bx mit dem Hallsensor H erfaßt wird. Zwischen der Stirnseite des
Dauermagneten DA und dem Hallsensor H liegt ein Abstand bzw. Luftspalt I. Der
Dauermagnet 1 befindet sich in der Soll-Lage SL, d. h. die Dauermagnetachse DA
fällt mit der Soll-Achse zusammen. Die in dieser Lage erfaßte Komponente der
magnetischen Flußdichte Bx ist bei idealem Dauermagnet 1 unabhängig von dem
Abstand I gerade Null, d. h. die radiale x-Komponente der magnetischen Feld
stärke verschwindet in der Dauermagnetachse DA.
Liegt der Dauermagnet 1 in x-Richtung gesehen, wie in Fig. 3 gezeigt, um den
Parallelversatz e außerhalb der Soll-Lage SL, so zeigt der Hallsensor H gemäß der
in Fig. 3 qualitativ dargestellten Kennlinie der radialen Komponente der magne
tischen Flußdichte Bx einen von null verschiedenen Wert B1 an, der in guter
Näherung proportional zu dem Parallelversatz bzw. der Exzentrizität e ist, wobei
diese auch vorzeichenrichtig angezeigt wird. Da die Kennliniensteigung auch von
dem Abstand I (und auch der Temperatur) abhängt, wie für die Abstände I1 und
I2 dargestellt, bedarf diese Messung einer vorausgegangenen Kalibrierung nach
Abstand und Temperatur.
Eine andere, hier nicht gesondert dargestellte Möglichkeit der Messung, bei der
auf eine Kalibrierung verzichtet werden kann, ist die, daß der Hallsensor H mit
tels einer geeigneten, kalibrierten Verstelleinrichtung solange aus einer Referenz
lage heraus in x-Richtung verschoben wird, bis der Hallsensor den Wert null an
zeigt. Die Verschiebung ist darin gleich der Exzentrizität e.
Eine hinsichtlich des Meßvorgangs günstigere Alternative der Meßanordnung, bei
der sowohl auf eine Kalibrierung als auch auf ein Verschieben des Hallsensors
verzichtet werden kann, ist in Fig. 4 gezeigt. Diese Meßanordnung besteht darin,
daß statt eines einzigen Hallsensors H deren zwei gleiche gleich weit beab
standet von der Stirnseite des Dauermagneten 1 und unter einem radialen
Grundversatz e0 der Dauermagnetachse DA sich gegenüber dieser diametral
gegenüberliegend angeordnet sind. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ergeben sich dann
bei ideal mittiger Lage des Dauermagneten 1 zwei von null verschiedene, be
tragsmäßig gleiche Werte ±B1 der radialen Komponente der magnetischen Fluß
dichte By. Bei anderem Abstand I oder anderer Temperatur ergeben sich ent
sprechend zwei davon verschiedene Werte des Betrags B2. Dabei ist darauf zu
achten, daß der Grundversatz ±e0 der beiden Hallsensoren H1, H2 betrags
mäßig größer ist als die vorkommenden zu messenden Exzentrizitäten e.
Die Fig. 5 und 6 zeigen, wie aus den beiden Werten ±B1 bzw. ±B2 direkt auf
die Exzentrizität e des Dauermagneten 1 geschlossen werden kann. Die Exzen
trizität e führt dazu, daß die beiden Hallsensoren H1, H2 nicht mehr den be
tragsmäßig gleichen Wert, sondern unterschiedliche Werte B1, B1' angeben. Der
Bestimmungsalgorithmus ist in Fig. 6 verdeutlicht, indem das Stück der Kenn
linie gemäß Fig. 5 mit annähernd geradem Verlauf gesondert als Gerade g bzw.,
für einen anderen Abstand I oder eine andere Temperatur, als Gerade g' dar
gestellt ist. Es ist ersichtlich, daß sich der Parallelversatz bzw. die Exzentrizität
e des Dauermagneten 1 einfach als Schnittpunkt der Geraden g bzw. g' mit der
x-Achse berechnen läßt. Die Gerade g bzw. g' ergibt sich als Verbindungslinie
der beiden Punkte (e0, B1) und (-e0, -B1'):
Die Exzentrizität e ergibt sich dann mit sehr guter Genauigkeit als x-Wert an der
Stelle B=0:
Selbst wenn sich bei anderem Abstand I oder anderer Betriebstemperatur die
Kennlinie in ihrer Steigung ändert (Gerade g' in Fig. 6), führt die vorstehende
Berechnung stets zu demselben Ergebnis der Exzentrizität e.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Meßanordnung, mit der zu
sätzlich zum Parallelversatz e auch der Neigungswinkel α der Dauermagnetachse
DA gegenüber der Soll-Achse bestimmt werden kann. Dazu ist ein weiteres,
gleichartiges Paar aus Hallsensoren H3, H4 in etwas größerem Abstand I als das
Paar der Hallsensoren H1, H2 von der Stirnseite des Dauermagneten 1 ange
ordnet. Der Parallelversatz bzw. die Exzentrizität e des Dauermagneten 1 wird
dabei mit beiden Paaren der Hallsensoren H1, H2 bzw. H3, H4 nach dem glei
chen Algorithmus bestimmt, so daß aus der Messung mit den beiden Paaren
darauf geschlossen werden kann, ob der Dauermagnet 1 nur parallel versetzt
oder aber zur Soll-Achse um den Neigungswinkel α geneigt ist. Sind die von den
beiden Paaren der Hallsensoren H1, H2 bzw. H3, H4 erhaltenen Meßergebnisse
gleich, so deutet dies auf einen Parallelversatz e hin, sind sie jedoch verschie
den, so liegt eine Neigung des Dauermagneten 1 gegenüber der Soll-Achse vor.
Der Neigungswinkel α kann aus dem Unterschied der Abstände, d. h. dem Hö
henunterschied Δz sowie aus den beiden zugehörigen Meßergebnissen der Paral
lelversätze e1 und e2 gemäß der Beziehung berechnet werden:
Die Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Meßanordnung, mit dem eine
zweidimensionale Messung in x- und der dazu senkrechten y-Richtung vorge
nommen werden kann, so daß die Exzentrizität e bzw. der Neigungswinkel α
sowohl in x- als auch in y-Richtung bestimmt werden kann.
Außer den beiden Hallsensoren H1, H2 des in x-Richtung ausgerichteten Paares
liegen sich hierzu zwei weitere Hallsensoren H5, H6 in y-Richtung diametral und
in gleichem radialen Abstand von der Soll-Achse gegenüber. Aus den jeweiligen
Meßergebnissen der Parallelversätze ex und ey der beiden Paare der Hallsensoren
H1, H2 bzw. H5, H6 kann auf den gesamten Parallelversatz eges der Dauer
magnetachse DA gegenüber der Soll-Achse geschlossen werden:
Entsprechend kann auch der räumliche Neigungswinkel des Dauermagneten
durch Anordnung zweier weiterer Paare von Hallsensoren aus dann erhaltenen
Parallelversätzen eges1 und eges2 ermittelt werden.
In Fig. 9 ist eine weitere Alternative der Meßanordnung dargestellt, bei der die
Hallsensoren seitlich von dem Dauermagneten 1 angeordnet sind, wobei die Flä
chennormalen der Hallsensoren H1, H2 parallel zur Soll-Achse ausgerichtet sind.
Die Meßrichtung verläuft hier parallel zur z-Achse. Diese Anordnung kann z. B.
verwendet werden, wenn der Raum im axialen Abstand des Dauermagneten 1
nicht frei ist. Die bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls symmetrisch zur
Soll-Achse angeordneten Hallsensoren H1, H2 messen im Idealfall mittiger Dauer
magnetposition eine gleiche magnetische Flußdichte bzw. gleiches Magnetfeld;
im Falle außermittiger Position jedoch verschiedene Werte, aus denen sich in
analoger Weise zu der oben beschriebenen Vorgehensweise durch lineare Inter
polation ebenfalls die Exzentrizität e bestimmen läßt. Im Unterschied zu den
vorstehend beschriebenen Meßanordnungen messen die Hallsensoren hier je
doch nicht nahe an ihrem Nullpunkt, sondern bei nicht ganz geringer Magnet
feldstärke. In diesem Bereich besitzen alle zur Zeit bekannten Hallsensoren einen
erheblichen Temperaturfehler. Kann man jedoch gleichen Temperaturgang beider
Sensoren durch entsprechende Auswahl voraussetzen, so wird dieser durch den
beschriebenen Algorithmus eliminiert.
Für die praktische Anwendung ist es günstig, die Hallsensoren in einem Meßkopf
zusammen mit einem jeweiligen Vorverstärker anzuordnen. Für eine geringe An
zahl von Meßanordnungen kann ein derart aufgebauter Meßkopf an einen Perso
nalcomputer mit einer standardisierten Meßsignalerfassungs-Einsteckkarte sowie
Meßsignal-Verarbeitungssoftware zur weiteren Signalerfassung und -verarbei
tung angeschlossen werden. Ein individueller Abgleich von Offset und Stei
gung eines Meßkanals ist hierbei im Meßkopf selbst nicht erforderlich; er kann
vielmehr mittels Software im Personalcomputer vorgenommen werden.
Bei einer Realisierung der Meßanordnung in größerer Stückzahl ist es jedoch
vorteilhaft, die Meßalgorithmen mittels eines Mikrocomputers auszuführen, der
einschließlich des erforderlichen Analog-Digital-Wandlers im Meßkopf aufge
nommen ist.
Claims (8)
1. Meßanordnung zum Erfassen der Lage eines Dauermagneten (1) mit min
destens einem auf die magnetische Flußdichte (Bx, By) ansprechenden
Fühlerelement, das in axialer und/oder radialer Richtung von dem Dauer
magnet beabstandet ist, und mit einer Auswerteeinrichtung,
dadurch gekennzeichnet,
daß das mindestens eine Fühlerelement ein Hallelement (H, H1, H2, H3, H4, H5, H6) ist, das bzw. die bei axial beabstandeter Anordnung parallel zur Achse oder in der Achse des Dauermagneten (1) derart angeordnet ist/sind, daß eine radiale Komponente (x, y) der magnetischen Flußdichte (Bx, By) erfaßt wird, und die bei radialer, neben dem Dauermagneten (1) befindlicher Anordnung senkrecht zur Achse des Dauermagneten (1) an geordnet sind, so daß eine axiale Komponente (z) der magnetischen Fluß dichte erfaßt wird, und
daß mittels der Auswerteeinrichtung ein Parallelversatz (e, ex, ey) und/oder ein Neigungswinkel (α) des Dauermagneten (1) gegenüber einer Soll-Lage (SL) der Dauermagnetachse (DA) aus der mit dem bzw. den Hallsensoren (H, H1 bis H6) erfaßten magnetischen Flußdichte (Bx, By) durch lineare Interpolation bestimmbar ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß das mindestens eine Fühlerelement ein Hallelement (H, H1, H2, H3, H4, H5, H6) ist, das bzw. die bei axial beabstandeter Anordnung parallel zur Achse oder in der Achse des Dauermagneten (1) derart angeordnet ist/sind, daß eine radiale Komponente (x, y) der magnetischen Flußdichte (Bx, By) erfaßt wird, und die bei radialer, neben dem Dauermagneten (1) befindlicher Anordnung senkrecht zur Achse des Dauermagneten (1) an geordnet sind, so daß eine axiale Komponente (z) der magnetischen Fluß dichte erfaßt wird, und
daß mittels der Auswerteeinrichtung ein Parallelversatz (e, ex, ey) und/oder ein Neigungswinkel (α) des Dauermagneten (1) gegenüber einer Soll-Lage (SL) der Dauermagnetachse (DA) aus der mit dem bzw. den Hallsensoren (H, H1 bis H6) erfaßten magnetischen Flußdichte (Bx, By) durch lineare Interpolation bestimmbar ist.
2. Meßanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß nur ein Hallsensor (H) axial beabstandet in der Soll-Lage (SL) der Dauermagnetachse (DA) angeordnet ist und
daß der Parallelversatz (e, ex, ey) nach vorausgegangener Kalibrierung bezüglich des axialen Abstandes (I, Ix, Iy) oder mit einer kalibrierten Ver stelleinrichtung bestimmt wird, mit der der Hallsensor (H) senkrecht zur Achse der Soll-Lage (SL) bis zum Wert null der radialen Komponente (x, y) der Flußdichte verstellbar ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß nur ein Hallsensor (H) axial beabstandet in der Soll-Lage (SL) der Dauermagnetachse (DA) angeordnet ist und
daß der Parallelversatz (e, ex, ey) nach vorausgegangener Kalibrierung bezüglich des axialen Abstandes (I, Ix, Iy) oder mit einer kalibrierten Ver stelleinrichtung bestimmt wird, mit der der Hallsensor (H) senkrecht zur Achse der Soll-Lage (SL) bis zum Wert null der radialen Komponente (x, y) der Flußdichte verstellbar ist.
3. Meßanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein Paar aus zwei in einer zur Achse der Soll-Lage (SL) normalen Ebene liegenden Hallsensoren (H1, H2 bzw. H5, H6) vorgese hen ist, die von der Achse radial gleich weit um einen Grundversatz (+e0, -e0) entfernt sind, und
daß der Parallelversatz (e) aus der linearen Interpolation zwischen den beiden mit jeweils einem Paar der Hallsensoren (H1, H2 bzw. H5, H6) er faßten magnetischen Flußdichten (B1, -B1') gemäß der Beziehung
bestimmt wird.
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein Paar aus zwei in einer zur Achse der Soll-Lage (SL) normalen Ebene liegenden Hallsensoren (H1, H2 bzw. H5, H6) vorgese hen ist, die von der Achse radial gleich weit um einen Grundversatz (+e0, -e0) entfernt sind, und
daß der Parallelversatz (e) aus der linearen Interpolation zwischen den beiden mit jeweils einem Paar der Hallsensoren (H1, H2 bzw. H5, H6) er faßten magnetischen Flußdichten (B1, -B1') gemäß der Beziehung
bestimmt wird.
4. Meßanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Hallsensoren (H) auf der Achse der Soll-Lage (SL) oder zwei Paare aus jeweils zwei sich diametral bezüglich der Achse mit gleichem radialen Grundversatz (e0, -e0) gegenüberliegenden Hallsensoren (H1, H2 und H3, H4) unterschiedlich weit axial von dem Dauermagneten (1) beab standet angeordnet sind und
daß der Neigungswinkel (α) aus einem mit den beiden Hallsensoren (H) oder den beiden Paaren der Hallsensoren (H1, H2 bzw. H3, H4) erfaßten unterschiedlichen Parallelversatz (e1, e2) gemäß der Beziehung
bestimmbar ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Hallsensoren (H) auf der Achse der Soll-Lage (SL) oder zwei Paare aus jeweils zwei sich diametral bezüglich der Achse mit gleichem radialen Grundversatz (e0, -e0) gegenüberliegenden Hallsensoren (H1, H2 und H3, H4) unterschiedlich weit axial von dem Dauermagneten (1) beab standet angeordnet sind und
daß der Neigungswinkel (α) aus einem mit den beiden Hallsensoren (H) oder den beiden Paaren der Hallsensoren (H1, H2 bzw. H3, H4) erfaßten unterschiedlichen Parallelversatz (e1, e2) gemäß der Beziehung
bestimmbar ist.
5. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Paare aus sich diametral bezüglich der Achse der Soll-Lage (SL) radial von dieser gleich weit beabstandeten Hallsensoren (H1, H2; H5, H6) unter einem Umfangswinkel von 90° gegeneinander versetzt (Rich tungen x, y) angeordnet sind und
daß aus den mit den beiden Paaren erfaßten Parallelversätzen (ex, ey) der gesamte Parallelversatz (eges) gemäß der Beziehung
ermittelbar ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Paare aus sich diametral bezüglich der Achse der Soll-Lage (SL) radial von dieser gleich weit beabstandeten Hallsensoren (H1, H2; H5, H6) unter einem Umfangswinkel von 90° gegeneinander versetzt (Rich tungen x, y) angeordnet sind und
daß aus den mit den beiden Paaren erfaßten Parallelversätzen (ex, ey) der gesamte Parallelversatz (eges) gemäß der Beziehung
ermittelbar ist.
6. Meßanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hallsensoren (H, H1, H2, H3, H4, H5, H6) in einem Meßkopf aus nichtmagnetischem Material aufgenommen sind und
daß jedem Hallsensor (H, H1, H2, H3, H4, H5, H6) ein Vorverstärker zugeordnet ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hallsensoren (H, H1, H2, H3, H4, H5, H6) in einem Meßkopf aus nichtmagnetischem Material aufgenommen sind und
daß jedem Hallsensor (H, H1, H2, H3, H4, H5, H6) ein Vorverstärker zugeordnet ist.
7. Meßanordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Meßkopf ein Mikrocomputer als Auswerteeinrichtung sowie
ein Analog-Digitalwandler vorgesehen sind.
8. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswerteeinrichtung mittels eines Personalcomputers mit einer
Meßsignalerfassungs-Einsteckkarte und Meßsignal-Verarbeitungssoft
ware gebildet ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1997141579 DE19741579A1 (de) | 1997-09-20 | 1997-09-20 | Meßanordnung zum Erfassen der Lage eines Dauermagneten |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1997141579 DE19741579A1 (de) | 1997-09-20 | 1997-09-20 | Meßanordnung zum Erfassen der Lage eines Dauermagneten |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19741579A1 true DE19741579A1 (de) | 1999-03-25 |
Family
ID=7843086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1997141579 Withdrawn DE19741579A1 (de) | 1997-09-20 | 1997-09-20 | Meßanordnung zum Erfassen der Lage eines Dauermagneten |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19741579A1 (de) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1997-09-20 DE DE1997141579 patent/DE19741579A1/de not_active Withdrawn
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