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    • 专利摘要:
    Eswird ein Verfahren zur Ermittlung der Positionsdaten und/oder eineroder mehrerer Bewegungsgrößen einesGegenstandes vorgeschlagen, bei dem Positionsdaten und/oder ersteBewegungsdaten für eineerste Bewegungsgröße des Gegenstandesdurch zeitdiskrete Messungen ermittelt werden und zweite Bewegungsdatenfür einezweite Bewegungsgröße des Gegenstandesdurch zeitkontinuierliche Messungen ermittelt werden, wobei diezweite Bewegungsgröße in einerDifferentialbeziehung zu der Position und/oder der ersten Bewegungsgröße steht.
    公开号:DE102004025388A1
    申请号:DE200410025388
    申请日:2004-05-17
    公开日:2005-12-15
    发明作者:Thomas Burkhardt；Achim Dr. Zern
    申请人:Balluff GmbH；
    IPC主号:G01B21-00
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlungder Position und/oder einer oder mehreren Bewegungsgrößen einesGegenstandes.
    [0002] BeiMaschinen ist oftmals die Bewegung von Maschinenteilen zu überwachen. Über magnetostriktiveWegaufnehmervorrichtungen, wie sie beispielsweise in der EP 1 306 650 A1 oder EP 1 306 651 A1 beschriebensind, läßt sichdie Position eines bewegten Gegenstandes, an welchen ein Positionsgeber gekoppeltist, zeitaufgelöstermitteln.
    [0003] DerErfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren oder eine Vorrichtungzur Ermittlung der Position und/oder einer oder mehrerer Bewegungsgrößen einesGegenstandes bereitzustellen, mittels welchem bzw. welcher sicheine hohe Meßgenauigkeiterzielen läßt.
    [0004] DieseAufgabe wird bei dem genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurchgelöst,daß Positionsdatenund/oder erste Bewegungsdaten füreine erste Bewegungsgröße des Gegenstandesdurch zeitdiskrete Messungen ermittelt werden und zweite Bewegungsdatenfür einezweite Bewegungsgröße des Gegenstandesdurch zeitkontinuierliche Messungen ermittelt werden, wobei diezweite Bewegungsgröße in einerDifferentialbeziehung zu der Position und/oder der ersten Bewegungsgröße steht.
    [0005] Bewegungsgrößen einesGegenstandes sind beispielsweise dessen Geschwindigkeit und dessenBeschleunigung. Bei der erfindungsgemäßen Lösung werden zeitdiskrete Messungenund zeitkontinuierliche Messungen kombiniert. Bei magnetostriktivenWegaufnehmervorrichtungen werden Positionen über zeitdiskrete Messungenermittelt. Zeitdiskrete Messungen haben oft das Problem, daß sie totzeitbehaftetsind und daß einrelativ großesDatenrauschen vorliegt. Bewegungsdaten, die aus solchen Meßdaten über Differentialbildungberechnet werden (wie beispielsweise Geschwindigkeitsdaten aus Positionsdaten)weisen dann ebenfalls ein hohes Rauschen auf.
    [0006] Beider erfindungsgemäßen Lösung wird einezeitkontinuierliche Messung überlagert.Zeitkontinuierlich bedeutet dabei, daß mindestens die Abtastratefür Meßdaten erheblichhöher istals bei der zeitdiskreten Messung. Über die zweiten Bewegungsdatenläßt sichdann eine Bewegungsgröße bzw.die Position durch Aufintegration erhalten. Wenn beispielsweisedie Beschleunigung zeitkontinuierlich gemessen wird, dann läßt sichdie Geschwindigkeit und die Position des Gegenstandes durch Aufintegrationermitteln.
    [0007] Beider erfindungsgemäßen Lösung werden auchdie zeitdiskreten Positionsdaten bereitgestellt. Dadurch kann einAbgleich zwischen den Datensätzenerfolgen. Insbesondere lassen sich aufintegrierte Daten mit denzeitdiskret ermittelten Daten kalibrieren.
    [0008] Dadurchläßt sichdie Position des Gegenstandes und Bewegungsgrößen wie Geschwindigkeit undBeschleunigung ohne Totzeit in Echtzeit mit verringertem Rauschenermitteln.
    [0009] Dieerfindungsgemäße Lösung läßt sichvorteilhaft einsetzen im Zusammenhang mit einem magnetostriktivenWegaufnehmersystem, bei dem sich dann Positionsdaten, Geschwindigkeitsdatenund Beschleunigungsdaten mit hoher Genauigkeit in Echtzeit ermittelnlassen. Beispielsweise ist auch eine asynchrone Datenabfrage möglich, dasheißt eineDatenabfrage, welche nicht an die Abtastrate für die zeitdiskreten Messungengekoppelt ist.
    [0010] Durchdie Möglichkeitdes Abgleichs zwischen den Datensätzen der zeitkontinuierlichenMessung und der zeitdiskreten Messung sind die Anforderungen andie Signale der zeitkontinuierlichen Messung verringert. Insbesonderelassen sich statische Anteile (Offsets) bestimmen und in ihrer Auswirkungeliminieren. Ebenso läßt sichdie Empfindlichkeit bestimmen bzw. kalibrieren.
    [0011] Günstig istes, wenn in einem Zeitintervall beabstandeter zeitdiskreter Messungeneine Vielzahl von Meßwertender zeitkontinuierlichen Messung ermittelt wird. Es lasen sich dadurchEchtzeitdaten bereitstellen. Die Totzeit bei der zeitdiskreten Messung spieltdann keine Rolle mehr. Darüberhinaus ist das Datenrauschen verringert.
    [0012] Ganzbesonders vorteilhaft ist es, wenn ein Abgleich der Meßergebnisseund/oder Auswertungsresultate der zeitkontinuierlichen Messung über Meßergebnisseder zeitdiskreten Messung durchgeführt werden. Dadurch läßt sich derdynamische Anteil bei der Messung der zweiten Bewegungsgröße herausstellen.Die Anforderungen an einen entsprechenden Sensor zur Messung derzweiten Bewegungsgröße sinddadurch verringert. Es lassen sich damit auch statische (nicht-dynamische)Anteile eliminieren bzw. kompensieren. Durch den Abgleich der Meßergebnisseder beiden Meßverfahrenlassen sich die Nachteile im wesentlichen eliminieren und die Vorteilein Bezug auf die Gesamtresultate herausstellen.
    [0013] Insbesonderewerden die Meßergebnisse und/oderAuswertungsresultate der zeitkontinuierlichen Messung über Meßergebnisseder zeitdiskreten Messung kalibriert.
    [0014] Esist günstig,wenn ein regelmäßiger Abgleichvorgangdurchgeführtwird. Der Abstand von Abgleichvorgängen hängt beispielsweise von der – langsamen – zeitlichenVeränderbarkeitvon statischen (nicht-dynamischen) Einflußmöglichkeiten auf die Messungder zweiten Bemessungsgröße ab.
    [0015] DiePosition und/oder die erste Bewegungsgröße und/oder eine oder weitereBewegungsgrößen werdenauf einfache Weise überAufintegration der zweiten Bewegungsdaten bestimmt. Wenn die zweite Bewegungsgröße beispielsweisedie Beschleunigung ist, dann läßt sich über Aufintegrationder entsprechenden Daten die Geschwindigkeit ermitteln und durchweitere Aufintegration die Position. Integrationskonstanten und/oderAnpassungsparameter lassen sich durch Abgleich mit den durch diezeitdiskrete Messung ermittelten Daten bestimmen.
    [0016] Insbesonderewerden Integrationskonstanten mittels der Positionsdaten und/oderersten Bewegungsdaten bestimmt, das heißt mittels den durch zeitdiskreteMessungen erhaltenen Daten bestimmt.
    [0017] Insbesondereim Zusammenhang mit einer magnetostriktiven Wegaufnehmervorrichtungist die zweite Bewegungsgröße die Beschleunigungdes Gegenstandes. In diesem Zusammenhang werden Positionsdaten zeitdiskretgemessen und Beschleunigungsdaten zeitkontinuierlich gemessen.
    [0018] DieGeschwindigkeit des Gegenstandes selber wird vorzugsweise als Bewegungsgröße ermittelt.Insbesondere wird diese durch Aufintegration von zeitkontinuierlichermittelten Beschleunigungsdaten berechnet.
    [0019] Ganzbesonders vorteilhaft ist es, wenn die zeitkontinuierliche Messungder zeitdiskreten Messung überlagertwird. Es lassen sich dabei die Vorteile der beiden Meßverfahrenmiteinander kombinieren und die entsprechenden Nachteile im wesentlichen eliminieren.Es läßt sichauch die statische Position des Gegenstandes erfassen.
    [0020] Insbesonderewerden die Positionsdaten und/oder ersten Bewegungsdaten über Laufzeitmessungenvon Laufzeitsignalen ermittelt, wobei die Laufzeitsignale durchStartsignale ausgelöstwerden. Solange die Laufzeitsignale laufen, kann keine weitere Messungdurchgeführtwerden, das heißtes ist eine Totzeit definiert. Da die Startsignale Laufzeitsignaleauslösen,liegt eine zeitdiskrete Messung vor: Nach jedem Auslösen einesStartsignals erfolgt eine Laufzeitmessung.
    [0021] Insbesondereumfassen die Laufzeitsignale Erregerimpulse zur Auslösung einerLaufzeitmessung und Reaktionsimpulse, wobei der zeitliche Abstandzwischen Auslösungder Erregerimpulse und zugeordneten Reaktionsimpulsen die Laufzeitergibt. Aus der Laufzeit läßt sichbeispielsweise die Position eines magnetischen Positionsgebers bestimmen.
    [0022] Insbesonderelöst einStartsignal einen Erregerimpuls aus. Zeitlich benachbarte Startsignaledefinieren dadurch einen Rahmen (Frame) für die zeitdiskreten Messungen.
    [0023] Beispielsweisewird ein Wegaufnehmer vorgesehen, bei welchem mechanische Wellenpropagieren. In einer magnetostriktiven Wegaufnehmervorrichtungpropagieren mechanische Torsionswellen auf einem Wellenleiter, wobeidie Position eines magnetischen Positionsgebers über den zeitlichen Abstandzwischen Auslösungeines Erregerstromimpulses und Eingang eines Reaktionsimpulses ermittelbarist.
    [0024] Insbesondereist der Wegaufnehmer ein magnetostriktiver Wegaufnehmer.
    [0025] Günstigerweiseist zur Ermittlung der zweiten Bewegungsdaten ein Sensor vorgesehen. Über denSensor lassen sich zeitkontinuierliche Messungen durchführen.
    [0026] Insbesondereim Zusammenhang mit einer magnetostriktiven Wegaufnehmervorrichtungwird die Beschleunigung als zweite Bewegungsgröße mittels eines Beschleunigungssensorsermittelt.
    [0027] Eineentsprechende Wegaufnehmervorrichtung läßt sich auf einfache Weiseausbilden, wenn der Beschleunigungssensor ein Ferraris-Beschleunigungssensorist, welcher die Beschleunigung über induzierteSpannungen ermittelt. Ein Magnet wirkt mit einem Magnetfluß auf einenmetallischen Gegenstand. Wenn sich der Magnet bewegt, das heißt der Magnetfluß sich zeitlichverändert,dann wird in den metallischen Gegenstand eine Spannung induziert. Dieseinduzierte Spannung erzeugt Wirbelströme, die wiederum von einemelektromagnetischen Feld begleitet sind. Die zeitliche Änderungdes elektromagnetischen Felds läßt sichdetektieren. Die in einer Detektorspule induzierte Spannung istein Maß für die Beschleunigungdes Magnets relativ zu dem Metallteil.
    [0028] Ganzbesonders vorteilhaft ist es, wenn ein Geber für die zeitdiskrete Messungder Geber fürdie zeitkontinuierlichen Messungen ist. Dadurch läßt sich eineentsprechende Vorrichtung kompakt aufbauen.
    [0029] Dieeingangs genannte Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Ermittlungder Position und/oder einer oder mehrerer Bewegungsgrößen einesGegenstandes erfindungsgemäß dadurchgelöst,daß eineerste Meßeinrichtungzur zeitdiskreten Messung von Positionsdaten und/oder ersten Bewegungsdatenfür eineerste Bewegungsgröße des Gegenstandesvorgesehen ist und eine zweite Meßeinrichtung zur zeitkontinuierlichenMessung von zweiten Bewegungsdaten für eine zweite Bewegungsgröße des Gegenstandesvorgesehen ist, wobei die zweite Bewegungsgröße in einer Differentialbeziehungzu der Position und/oder der ersten Bewegungsgröße steht.
    [0030] Dieerfindungsgemäße Vorrichtungweist die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen VerfahrenerläutertenVorteile auf.
    [0031] Weiterevorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung wurden ebenfallsbereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.
    [0032] Insbesondereist die erste Meßeinrichtung alsWegmeßeinrichtungausgebildet. Sie ermittelt dann Positionsdaten.
    [0033] Beispielsweiseermittelt die WegmeßeinrichtungPositionsdaten überLaufzeitmessungen von Signalen. Eine magnetostriktive Wegaufnehmervorrichtungist ein Beispiel füreine solche Wegmeßeinrichtung.
    [0034] Eskann vorgesehen sein, daß diezweite Meßeinrichtungals Beschleunigungs-Meßeinrichtungausgebildet ist. Die Beschleunigung als zweite Bewegungsgröße ist diezweite Ableitung der Position des Gegenstandes. Die Beschleunigungläßt sich beispielsweisemittels eines Ferraris-Beschleunigungssensors ermitteln.
    [0035] Insbesondereist die zweite Meßeinrichtung alsBeschleunigungssensor ausgebildet oder umfaßt einen Beschleunigungssensor.
    [0036] Ganzbesonders vorteilhaft ist es, wenn der ersten Meßeinrichtung und der zweitenMeßeinrichtungder gleiche Geber zugeordnet ist. Dadurch läßt sich die Vorrichtung entsprechendkompakt aufbauen.
    [0037] EineKopplung an einen Sensor läßt sichauf einfache Weise erreichen, wenn der Geber einen oder mehrereMagnete umfaßt.Bei einer magnetostriktiven Wegaufnehmervorrichtung koppeln Magnetemagnetostriktiv an einen Wellenleiter. Bei einem Ferraris-Beschleunigungssensorverursacht ein auf ein Metallteil wirkender zeitlich sich verändernder magnetischerFluß (wobeidie zeitliche Veränderung beispielsweisedurch einen sich bewegenden Magneten verursacht wird) Wirbelströme, wobeidie zeitliche Änderungdes begleitenden elektromagnetischen Felds detektierbar ist.
    [0038] Insbesondereist eine Auswerteeinrichtung vorgesehen, mittels welcher die zweitenBewegungsdaten aufintegrierbar sind. Es lassen sich dann Positionsdatenbzw. Daten füreine übergeordneteBewegungsgröße wie dieGeschwindigkeit ermitteln. Diese weisen gegenüber den zeitdiskreten Datenein verringertes Rauschen auf. Darüber hinaus lassen sich dieDaten in Echtzeit erhalten.
    [0039] Ganzbesonders vorteilhaft ist es dann, wenn über die Auswerteeinrichtungein Abgleich zwischen aufintegrierten Daten und Daten der erstenMeßeinrichtungdurchführbarist. Dadurch lassen sich Parameter bzw. Integrationskonstanten festlegen.Dadurch wiederum läßt es sichsicherstellen, daß nurrelative Änderungender zweiten Bewegungsgröße ermitteltwerden müssen,jedoch nicht der absolute Wert.
    [0040] Insbesondereist ein Ausgang fürPositionsdaten und/oder ein Ausgang für Beschleunigungsdaten und/oderein Ausgang fürGeschwindigkeitsdaten vorgesehen. Es kann sich dabei um getrennteAusgängehandeln oder um einen gemeinsamen Ausgang.
    [0041] Dienachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhangmit der Zeichnung der näherenErläuterungder Erfindung. Es zeigen:
    [0042] 1 eineschematische Darstellung einer magnetostriktiven Wegmeßeinrichtung;
    [0043] 2 eineschematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtungzur Bestimmung der Position eines Gegenstandes mit der schematischenDarstellung von induzierten Strömenbei bewegtem Magnet;
    [0044] 3 eineschematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Positionsgebers,welcher an einem Gegenstand, dessen Position zu bestimmen ist, fixierbarist;
    [0045] 4 eineweitere schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
    [0046] 5 schematischein Positions(Weg)-Zeit-Diagramm eines bewegten Gegenstandes und über zeitdiskreteMessungen ermittelte Positionsdaten (zur Veranschaulichung in übertriebenerDarstellung);
    [0047] 6 schematischdie Impulsfolge von Erregerimpulsen für ein magnetostriktives Wegmeßsystem;
    [0048] 7 schematischSpannungen, welche durch Erregerimpulse in einer Spule induziertwerden; und
    [0049] 8 Diagrammefür dieBeschleunigung, Geschwindigkeit und die Position eines bewegten Gegenstandes,wobei die entsprechenden Daten mittels des erfindungsgemäßen Verfahrensermittelt wurden, im Vergleich zu den Positionsdaten, welche durchzeitdiskrete Messungen ermittelt wurden.
    [0050] EinAusführungsbeispieleiner Meßfühlereinrichtungist als magnetostriktive Wegaufnehmervorrichtung in 1 gezeigtund dort als Ganzes mit 10 bezeichnet. Die Meßfühlereinrichtung 10 umfaßt einenMeßfühler 12,welcher in einem Gehäuseangeordnet ist (in 1 nicht gezeigt). Es ist einPositionsgeber 14 vorgesehen, welcher ein oder mehrere Magneteumfaßt.Der Positionsgeber ist an beispielsweise einem beweglichen Maschinenteilfixiert und bewegt sich auf einer parallel zu dem Meßfühler 12 verlaufendenBahn. Der Positionsgeber 14 kann freifliegend zu einemGehäuseder Meßfühlereinrichtung 10 bewegtsein oder an dem Gehäusegeführtsein.
    [0051] DerMeßfühler 12 istals Wellenleiter 16 ausgebildet und beispielsweise rohrförmig ausgebildet oderliegt in Drahtform vor. Beispielsweise ist er aus einer Nickel-Eisen-Legierunghergestellt. In ihn ist ein Kupferleiter 18 eingefädelt.
    [0052] DerMeßfühler 12 erstrecktsich in einer Längsrichtung 20.Der Positionsgeber 14 ist parallel zu dieser Längsrichtung 20 bewegt.
    [0053] Einvon einer Meßschnittstellestammender Erreger(Strom)-Impuls 22 löst als Meßsignal eine Messung aus. DerErregerstromimpuls 22 wird dabei mittels eines Startsignalsausgelöst.Der Erregerstromimpuls 22 erzeugt ein zirkulares Magnetfeld 26, welchesaufgrund weichmagnetischer Eigenschaften des Wellenleiters 16 indiesem gebündeltwird. An einer Meßstelle 28,welche durch die Position des Positionsgebers 14 relativzu dem Meßfühler 12 bestimmtist, wirkt das Magnetfeld des Positionsgebers 14 auf denWellenleiter 16. Magnetfeldlinien 30 des oderder Magneten des Positionsgebers 14 verlaufen rechtwinkligzum zirkularen Magnetfeld 26 und sind ebenfalls im Wellenleiter 16 gebündelt.
    [0054] Ineinem Bereich 32, in welchem sich die beiden Magnetfelder 26 und 30 überlagern,entsteht im Mikrobereich des Gefügesdes Wellenleiters 16 eine elastische Verformung aufgrundvon Magnetostriktion. Diese elastische Verformung wiederum bewirkt einesich längsdes Wellenleiters 16 in entgegengesetzte Richtungen 34, 36 ausbreitendeelastische Welle (Torsionswelle). Die Ausbreitungsgeschwindigkeitdieser Welle im Wellenleiter 16 liegt in der Größenordnungvon ca. 2800 m/s und ist weitgehend unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen.
    [0055] Aneinem Ende 38 des Wellenleiters 16 ist ein Dämpfungsglied 40 vorgesehen,durch das die zu diesem Ende 38 laufende transsonare Welledort weggedämpftwird, so daß derzurückreflektierteAnteil bei der Signaldetektion gegenüber der direkt propagierendenWelle vernachlässigbarist.
    [0056] Amanderen Ende 42 ist ein Signalwandler 44 angeordnet,welcher durch Umkehrung des magnetostriktiven Effekts und magnetischeInduktion ein elektrisches Signal erzeugt und dieses an eine Meßschnittstelleliefert.
    [0057] DieWellenlaufzeit vom Entstehungsort 28 (bestimmt durch diePosition des Positionsgebers 14 relativ zum Meßfühler 12)ist direkt proportional zum Abstand zwischen dem Positionsgeber 14 unddem Signalwandler 44. Mittels einer Zeitmessung kann daherder Abstand zwischen dem Signalwandler 44 und dem Positionsgeber 14 mithoher Genauigkeit bestimmt werden. Die primären Signale für die Laufzeitmessungsind der Erregerstromimpuls 22 auf dem Wellenleiter 16 undsein Reaktionsimpuls, welcher zeitversetzt in Abhängigkeitvon dem Abstand zwischen dem Signalwandler 44 und dem Positionsgeber 14 vondem Signalwandler 44 an die Meßschnittstelle geliefert wird.Der Zeitpunkt zwischen Auslöseneines Erregerstromimpulses und Eintreffen des Reaktionsimpulsesist durch den Ort des Positionsgebers 14 bestimmt.
    [0058] DieStartsignale, welche entsprechend Erregerstromimpulse 22 unddamit die Laufzeitmessung auslösen,werden in regelmäßigen Zeitabständen ausgelöst. EinStartsignal wird auch als Initimpuls bezeichnet. Die Gesamtdauereiner Laufzeitmessung ist bestimmt durch den Abstand der Auslösung benachbarterStartimpulse. Die Zeitperiode zwischen der Auslösung eines Startimpulses zudem Zeitpunkt t0 bis zum Beginn der Auslösung desnächstenStartimpulses zu dem Zeitpunkt t1 wird auchals Frame bezeichnet. Bei magnetostriktiven Wegaufnehmervorrichtungenliegen typische Frameraten im Bereich zwischen 0,5 und 2 kHz. Diesich daraus ergebenden Framedauern t1 – t0 liegen in einem typischen Bereich zwischen0,5 ms und 2 ms.
    [0059] DieMeßfühlereinrichtung 10 isteine erste Meßeinrichtung,welche die Position des Gegenstandes (über die Position des Positionsgebers 14)zeitdiskret mißt.Die einzelne Messung wird durch das jeweilige Startsignal und dendaraus resultierenden Erregerstromimpuls 22 ausgelöst. Während einesFrames kann nur ein Meßwert über denReaktionsimpuls auf den Erregerstromimpuls 22 generiertwerden. Diese zeitdiskrete Messung (über die Frames) hat eine Totzeitzur Folge und ist mit Rauschen behaftet. Darüber hinaus ist das über denReaktionsimpuls generierte Positionssignal kein Echtzeitsignal,da zum Zeitpunkt der Registrierung des Reaktionsimpulses durch denSignalwandler 44 sich der Positionsgeber 14, wenndieser bewegt ist, an einer anderen Stelle als der Meßstelle 28 befindenkann.
    [0060] Diesist in 5 in übertriebenerForm gezeigt: Die durchgezogene Kurve ist das tatsächliche Positions(Weg)-Zeit-Diagrammdes Positionsgebers 14 und damit des Gegenstandes, an demder Positionsgeber 14 fixiert ist. Auf der t-Achse sinddie Zeitpunkte der Auslösungder Startsignale gezeigt, das heißt, sind die Frames gezeigt.Die Kreise geben den tatsächlichenOrt des Positionsgebers 14 bei Auslösung der jeweiligen Startsignalean. Die Startsignale führenzur jeweiligen Auslösungder Erregerstromimpulse 22. Diese weisen eine endlicheLaufzeit auf, bis sie die jeweiligen Meßstellen 28 (bestimmtdurch die Position des Positionsgebers 14) erreicht haben.Ferner ist die aufgrund der Laufzeit der Impulse auf dem Wellenleiter 16 ermitteltePosition eine "inder Zeit verschobene" Positiondes Positionsgebers 14. Dies ist in 5 durchKreuze angedeutet. Wenn der Positionsgeber 14 innerhalbeines Frames bewegt wird, dann weicht die gemessene Position vonder tatsächlichenPosition ab, das heißtdie Positionsdaten der Meßfühlereinrichtung 10 unterscheiden sichvon den tatsächlichenPositionsdaten. Dies ist in 5 durch dieStufenfunktion – übertrieben – angedeutet.Aufgrund der zeitdiskreten Messung liegt somit eine Totzeit in denPositionsdaten vor. Die Totzeit kann prinzipiell durch Verkürzung derZeitdauer eines Frames erniedrigt werden; dies hat jedoch andereNachteile zur Folge und aufgrund der Laufzeitmessung ist dies nurin relativ engem Rahmen möglich.Da die Frames eine definierte Längeaufweisen müssen,liegt grundsätzlicheine bestimmte Totzeit fürdie Messung vor.
    [0061] Ausden gemessenen zeitabhängigenPositionsdaten lassen sich grundsätzlich Geschwindigkeitsdatenund Beschleunigungsdaten des Positionsgebers 14 durch Bildungvon Differenzen als Annäherungfür eineDifferentiation bilden. Aufgrund des Rauschens der Positionsdatensind die ermittelten Größen Geschwindigkeitund Beschleunigung jedoch mit relativ großen Ungenauigkeiten behaftet.
    [0062] Erfindungsgemäß ist einezweite Meßeinrichtung 46 (2)vorgesehen, welche eine Bewegungsgröße des Positionsgebers 14 zeitkontinuierlichermittelt, wobei diese Größe über eineDifferentialbeziehung mit der Position des Positionsgebers 14 inBeziehung steht. Insbesondere wird die Beschleunigung des Positionsgebers 14 alszweite Ableitung der Position in der Zeit ermittelt. Der Begriffzeitkontinuierlich ist dabei so zu verstehen, daß Meßwerte in einem erheblich kürzeren zeitlichenAbstand als der zeitliche Abstand benachbarter zeitdiskreter Messungenermittelt werden.
    [0063] Diesist in 6 schematisch angedeutet: Die zeitdiskreten Messungender magnetostriktiven Meßfühlereinrichtung 10 sindbestimmt durch die Zeitdauer eines Frames, das heißt durchdie Zeitdauer t1 – t0.In diesem Zeitintervall wird eine einzige zeitdiskrete Messung derPosition des Positionsgebers 14 durchgeführt. Indem gleichen Zeitintervall werden dagegen durch die zweite Meßeinrichtung 46 eine Vielzahlvon Messungen, beispielsweise der Beschleunigung des Positionsgebers 14,durchgeführt. Diesist in 6 durch die "Unterteilungsstriche" 48 angedeutet.
    [0064] Indie erfindungsgemäße Wegaufnehmervorrichtungist die zweite Meßeinrichtung 46 (2) beispielsweisein der Form eines Beschleunigungssensors integriert.
    [0065] DieMeßfühlereinrichtung 10 sitztin einem Gehäuse 50 auseinem nicht-magnetischen Metall wie beispielsweise Aluminium. DerPositionsgeber 14, welcher einen oder mehrere Permanentmagnete aufweisenkann oder einen oder mehrere Elektromagnete, koppelt magnetostriktivan die Meßfühlereinrichtung 10.
    [0066] Erkoppelt ferner elektromagnetisch an das Gehäuse 50; aufgrund derBewegung des Positionsgebers 14 verändert sich der magnetischeFluß am Gehäuse 50.Dies hat zur Folge, daß Spannungenin dem Gehäuse 50 induziertwerden, die wiederum Wirbelströmeverursachen. In 2 ist schematisch eine Wirbelstromdichte 52 indem Gehäuse 50 ineiner Momentaufnahme gezeigt. Die Wirbelströme wiederum erzeugen ein Magnetfeld 54,welches beispielsweise detektierbar ist, beispielsweise durch eineDetektionseinrichtung, welche am Positionsgeber 14 angeordnetist. Es läßt sichdirekt aus einer überdas veränderlicheMagnetfeld 54 induzierte Spannung die Beschleunigung desPositionsgebers 14 ermitteln und zwar zeitkontinuierlichermitteln, das heißtzu jedem Zeitpunkt läßt sichdirekt in Echtzeit der aktuelle Beschleunigungswert für den Positionsgeber 14 ermitteln.
    [0067] Beschleunigungssensoren,bei welchen Magnete in einem Metallteil Spannungen erzeugen, die wiederumWirbelströmehervorrufen und das von den Wirbelströmen erzeugte Magnetfeld inSensorspulen induziert wird, werden als Ferraris-Beschleunigungssensorenbezeichnet.
    [0068] Beidem gezeigten Beispiel läßt sichdie Beschleunigung des Positionsgebers 14 auf einer Bewegungsstrecke 56 (2),welche parallel zu der Längsrichtung 20 desMeßfühlers 12 ausgerichtetist, ermitteln. Das Metallteil fürden Ferraris-Beschleunigungssensor ist dabei durch einen Metallstreifengebildet, welcher integraler Bestandteil des Gehäuses 50 ist.
    [0069] RechnerischeAbschätzungenzeigen, daß beiPositionsgebern mit Permanentmagneten, wie sie üblicherweise für magnetostriktiveWegaufnehmervorrichtungen verwendet werden, beim Abstand von ca.1 cm zwischen dem Positionsgeber 14 und dem Gehäuse 50 Normalkomponentendes Magnetfeldes von ca. 100 G auftreten. Im Einflußbereichdes Magnetfeldes am Gehäuse 50 erhält man einenäherungsweisekonstante Stromdichte, welche im magnetfeldfreien Außenraumdipolartig geschlossen ist. Die Abstandsabhängigkeit des durch die Wirbelströme hervorgerufenenMagnetfelds, welche eine Detektionseinrichtung durchsetzt, folgtmindestens im Fernfeldbereich einer 1/r-Abhängigkeit, wobei r der senkrechteAbstand zwischen Gehäuse 50 undDetektionseinrichtung ist.
    [0070] Abschätzungenergeben, daß sich über die zweiteMeßeinrichtung 46 miteinem Beschleunigungssensor gemäß dem Ferraris-Prinzipfür Beschleunigungender Größenordnungvon 0,1 g Spannungen im Bereich Mikrovolt bis Millivolt in einerDetektionseinrichtung erzeugen lassen.
    [0071] Beieinem Ausführungsbeispieleines Positionsgebers, welcher mit einer Detektionseinrichtung versehenist, und welcher als Ganzes in 4 schematischgezeigt und dort mit 58 bezeichnet ist, sind in einem Gehäuse 60 zweibeabstandete Ferrit-Magnetstäbe 62a, 62b angeordnet.Diese Permanentmagnete 62a, 62b bewirken die magnetostriktiveKopplung an die Meßfühlereinrichtung 10 undverursachen den magnetischen Fluß, mit welchem der Positionsgeber 58 dasGehäuse 50 beaufschlägt.
    [0072] Zwischenden beiden Magnetstäben 62, 62b sitztals Teil einer Detektionseinrichtung 64 eine Detektorspule 66 miteinem rechteckigen Querschnitt. Die Breite der Detektorspule 66 istvorzugsweise höchstensso groß wiedie Breite des Gehäuses 50. DieHöhe derDetektorspule 66 (in der Abstandsrichtung zu dem Gehäuse 50)ist entsprechend der Ortsabhängigkeitdes Magnetfeldes der in dem Gehäuse 50 induziertenWirbelströmegewählt.Wenn der Querschnitt zu hoch gewähltwird (von dem Gehäuse 50 weg),dann wird eine vergrößerte Fläche für Störeinflüsse bereitgestellt,welche wegen der 1/r-Abhängigkeitim Fernfeld aber nichts zur Detektionsempfindlichkeit beiträgt.
    [0073] EineWindungsachse 68 der Detektorspule 66 ist parallelzur Bewegungsstrecke und damit parallel zur Längsrichtung 20 orientiert.
    [0074] Ineinem konkreten Ausführungsbeispiel wurdeeine Spule mit einer Windungszahl von 1000 und einer Querschnittsfläche von2 cm2 gewählt.
    [0075] DieDetektionseinrichtung 64, welche im Positionsgeber 58 angeordnetist, muß mitEnergie versorgt werden. Dies erfolgt beispielsweise über eine amPositionsgeber 58 angeordnete Batterie.
    [0076] Esist auch möglich,daß dieDetektionseinrichtung 64 über die Meßfühlereinrichtung 10 mit elektrischerEnergie versorgt wird. Dies kann beispielsweise über ein Kabel erfolgen, welchesdie Meßfühlereinrichtung 10 undden Positionsgeber 58 miteinander verbindet. Über diesesKabel läßt sich derDetektionseinrichtung 64 entsprechend elektrische Energiezuführen.Ein solches Kabel ist sowieso vorgesehen, wenn der Positionsgeber 58 alsMagnete Elektromagnete umfaßt.
    [0077] Esist grundsätzlichvorteilhaft, daß elektrischeEnergie von der Meßfühlereinrichtung 10 kabelloseingekoppelt wird.
    [0078] ZurLaufzeitmessung wird durch das Startsignal ein Erregerstromimpuls 22 ausgelöst (vgl. 6).Der Erregerstromimpuls 22 induziert in einer Spule 70,welche mit ihrer Windungsachse parallel zum Wellenleiter 16 ausgerichtetist, eine Spannung, und zwar jeweils an der ansteigenden Flankeund der abfallenden Flanke des Erregerstromimpulses. In 7 sindschematisch die Spannungspulse 72 und 74 angedeutet,welche dadurch in eine Spule der Detektionseinrichtung 64 induziertwerden. Die Erregerstromimpulse 22 sind dabei an die Startsignalegekoppelt. Die entsprechende Energie (enthalten in den Spannungspulsen 72, 74)läßt sichmit einem Kabel oder drahtlos an die Detektionseinrichtung 64 übertragen.
    [0079] Indem Gehäuse 50 isteine Auswerteeinrichtung 76 angeordnet, welche an einemoder mehreren Ausgängen 78 Positionsdatenund/oder Geschwindigkeitsdaten und/oder Beschleunigungsdaten bereitstellt.Das durch die Detektionseinrichtung 64 ermittelte Detektionssignal(welches ein Beschleunigungssignal des Positionsgebers 58 darstellt),wird an die Auswerteeinrichtung 76 per Kabel oder drahtlos übertragen.Grundsätzlichkann der gleiche Übertragungspfad,mit dem elektrische Energie zur Versorgung der Detektionseinrichtung 64 übertragen wird,verwendet werden.
    [0080] Beieinem Ausführungsbeispielumfaßtdie Detektionseinrichtung 64 einen Schwingkreis, wobei dieSchwingung entsprechend der Beschleunigung frequenzmoduliert wird.Das frequenzmodulierte Signal kann dann von der Auswerteeinrichtung 76 abgenommenund weiterverarbeitet werden. Die Übertragung der Signale derDetektionseinrichtung 64 an die Auswerteeinrichtung 76 beeinflußt dabeidie zeitdiskrete Positionsmessung über den Meßfühler 12 nicht.
    [0081] Wennzur Energieversorgung der Detektionseinrichtung Spannungspulse 72,74 verwendet werden,dann kann die Detektionseinrichtung sich über diese Spannungspulse 72, 74 eineFrequenz ableiten, beispielsweise 5 Perioden. Ist beispielsweiseder Erregerstromimpuls 22 vier Takte eines internen Oszillators lang,dann steht die durch die Detektionseinrichtung 64 abgeleiteteFrequenz in einem bestimmten Verhältnis zu einer internen Frequenz derMeßfühlereinrichtung 10.Es ist dadurch eine starre Frequenzverkopplung erreicht, über diesich wiederum durch die Auswerteeinrichtung 76 durch Demodulationdas ursprüngliche – unmodulierte – Detektionssignalder Detektionseinrichtung 64 und damit der ermittelte Beschleunigungswertzurückgewinnenlassen.
    [0082] Daserfindungsgemäße Meßverfahrenfunktioniert wie folgt: Die Meßfühlereinrichtung 10 alserste Meßeinrichtungermittelt Positionsdaten des Positionsgebers 14 bzw. 58 aufgrundzeitdiskreter Messungen. Die zweite Meßeinrichtung 46 (derBeschleunigungssensor) ermittelt Bewegungsdaten für die Bewegungsgröße Beschleunigunguacc des Positionsgebers 14 bzw. 58 zeitkontinuierlich.Dabei gilt uacc(t) =a(t)·k0 + k1.
    [0083] k0 ist ein Proportionalitätsparameter, der temperaturveränderlichsein kann; k1 ist ein Offset-Parameter,der seine Ursache beispielsweise in einer elektronischen Verstärkung hat.
    [0084] Ausden gemessenen Beschleunigungsdaten läßt sich die Geschwindigkeitdes Positionsgebers 14 bzw. 58 durch Aufintegrationberechnen:
    [0085] Darauswiederum ergibt sich die Position durch weitere Aufintegration:
    [0086] k0, k1, vo undso sind Parameter bzw. Integrationskonstanten.Die Parameter k0 und k1 können sichdurchaus in der Zeit verändern,wobei die Zeitveränderlichkeitjedoch langsam ist. Diese Zeitveränderlichkeit kann beispielsweisedurch Temperaturdrifts verursacht sein. Die Parameter selber sindneben der Temperatur auch von dem Abstand zwischen dem Positionsgeber 14 bzw. 58 unddem Gehäuse 50,den eingesetzten Materialien insbesondere bezüglich magnetischen Eigenschaftenund Leitfähigkeitseigenschaften(des Gehäuses 50)und der Dicke des Gehäuses 50 abhängig.
    [0087] Erfindungsgemäß wird gleichzeitigdie Position des Positionsgebers 14 bzw. 58 zeitdiskretgemessen, das heißtdie zeitdiskrete Messung und die zeitkontinuierliche Messung sind überlagert.Durch Abgleichung der Meßergebnisseund insbesondere der aufintegrierten Daten gemäß den obigen Formeln mit dendurch die erste Meßeinrichtung 10 ermittelndenDaten lassen sich die Parameter k0, k1, vo, so bestimmenund zwar auch in ihrer (langsamen) Zeitabhängigkeit bestimmen. Über diePositionsdaten der Meßfühlereinrichtung 10 lassensich somit die Daten der zweiten Meßeinrichtung 46 kalibrieren.
    [0088] Dadurchwiederum muß derAusgang des Beschleunigungssensors 46 nicht die absoluteBeschleunigung des Positionsgebers 14 bzw. 58 ausgeben,sondern nur ein mit einem Offset (k1) behafteten beschleunigungsproportionalesSignal (Parameter k0). Die aufwendige Kompensationvon Signalbeeinflussungen wie Temperatur, Abstand, Material usw. kannentfallen. Dadurch läßt sichmit relativ geringem Aufwand eine hohe Genauigkeit für die Messungerreichen.
    [0089] Grundsätzlich kannder Abgleich bzw. die Kalibrierung bei jedem Frame durchgeführt werden. Für die meistenAnwendungsfällegenügtes jedoch, wenn der Abgleich nach einer Mehrzahl von Frames, wiebeispielsweise nach jedem zehnten Frame, durchgeführt wird.
    [0090] In 8 sindBeispiele fürdurch die Auswerteeinrichtung 76 bereitgestellte Datengezeigt. Es wurde dabei ein herkömmlicherPositionsgeber (mit der Bezeichnung BDL6-A-3800-2) mit einer zusätzlichenDetektorspule 66 versehen. Die Detektorspule weist 750Windungen auf. Die Windungen nehmen eine Breite von ca. 3 mm ein.Der elektrische Widerstand der entsprechenden Detektorspule beträgt 122 Ω.
    [0091] Dementsprechenden Positionsgeber 58 wurde ein leichter Stoß von Handgegeben. Die Kurve 80 zeigt das Beschleunigungssignal an,wobei man im Bereich 82 den Stoß erkennen kann. Das Zeitrasterder Kurve 80 liegt bei 20 ms.
    [0092] DieKurve 84 zeigt den Geschwindigkeitsverlauf, welcher durchAufintegration der Kurve 80 ermittelt wurde.
    [0093] DieKurve 88 ist ein Positionssignal, welches durch Aufintegrationder Daten gemäß der Kurve 84 (Geschwindigkeitssignal)ermittelt wurde. Die Kurve 90 ist eine Invertierung derKurve 88 und die Kurve 86 das Positionssignalder Meßfühlereinrichtung 10. DieDaten der Kurve 90 sind aus dem Beschleunigungssignal (Kurve 80)durch zweifache Integration ermittelt worden, das heißt dieseKurve besteht aus Wegsignaldaten mit dem gleichen Vorzeichen wie dasPositionssignal (Kurve 86) der Meßfühlereinrichtung 10.
    [0094] DerZeitmaßstabfür dieSignaldaten der Kurven 84, 88, 90, 86 ist5 ms/div; fürdie Signaldaten der Kurve 80 ist der Zeitmaßstab 20 ms/div.
    [0095] Ausden Signaldaten ist ersichtlich, daß das über die Meßfühlereinrichtung 10 bestimmtePositionssignal (Kurve 86) den gleichen Verlauf wie das rechnerisch über denBeschleunigungssensor ermittelte Positionssignal (Kurve 90)hat.
    [0096] Beider erfindungsgemäßen Lösung wirdeiner zeitdiskrete Messung der Position durch die Meßfühlereinrichtung 10 einezeitkontinuierliche Messung der Beschleunigung durch die zweiteMeßeinrichtung 46 überlagert.Bei der Datenauswertung wird die Geschwindigkeit und die Position über Aufintegration derDaten des Beschleunigungssensors unter Abgleich mit den Daten derMeßfühlereinrichtung 10 als ersteMeßeinrichtungermittelt.
    [0097] Durchdie erfindungsgemäße Lösung wird dieWegaufnehmervorrichtung echtzeitfähig. Das Datenrauschen läßt sichdrastisch reduzieren. Die Meßdatenlassen sich asynchron zur festen Abtastrate der Meßfühlereinrichtung 10 abholen.Es ist auch möglich,die Abtastrate der Meßfühlereinrichtung 10 ohneEinschränkungder Meßgenauigkeitzu verringern.
    [0098] Durchdie Echtzeitfähigkeitder Wegaufnehmervorrichtung kann diese auch bei echtzeitkritischenAnwendungen wie beispielsweise Regelungen eingesetzt werden. Fernerläßt sichein Geschwindigkeitssignal und Beschleunigungssignal bereitstellen, welchesnicht rechnerisch durch Differentiation (und deshalb mit Differentiationsrauschenbehaftet) gewonnen wird, sondern direkt (das Beschleunigungssignal)oder überAufintegration eines direkten Signals wie eines Geschwindigkeitssignalserzeugt wurde. Dies ist wiederum wichtig für schnelle Vorgänge undinsbesondere fürdynamische Regelvorgänge.
    [0099] Aufgrunddes Abgleichs zwischen den Daten der beiden Meßeinrichtungen 10 und 46 muß nicht dieabsolute Beschleunigung ausgegeben werden, sondern es reicht, einoffestbehaftetes beschleunigungsproportionales Signal auszugeben.Dadurch wiederum ist es möglich,einen nicht-dynamischen Beschleunigungsanteil abzuseparieren undauch Temperaturdrifts mit langsamer zeitlicher Veränderbarkeitbezogen auf die Enddaten zu eliminieren.
    [0100] DieGebermagnete sind gleichzeitig Gebermagnete für die Beschleunigungsmessungund für dieMeßfühlereinrichtung 10.Unter relativ geringem Platzbedarf läßt sich damit insbesonderebei magnetostriktivem Wegsystem auch die Beschleunigung des Gegenstandes,dessen Position zu ermitteln ist, erfassen.
    [0101] DiePosition läßt sich über dieMeßfühlereinrichtung 10 auchdann ermitteln, wenn der Positionsgeber nicht beschleunigt ist;die Position eines statischen Gegenstandes kann direkt gemessenwerden. Durch doppelte Integration des Beschleunigungssignals (dasbei einem statischen Gegenstand ein Nullsignal ist) reduziert sichdas Rauschen des Positionssignals.
    权利要求:
    Claims (34)
    [1] Verfahren zur Ermittlung der Position und/oder eineroder mehrerer Bewegungsgrößen einesGegenstandes, bei dem Positionsdaten und/oder erste Bewegungsdatenfür eineerste Bewegungsgröße des Gegenstandesdurch zeitdiskrete Messungen ermittelt werden und zweite Bewegungsdatenfür eine zweiteBewegungsgröße des Gegenstandesdurch zeitkontinuierliche Messungen ermittelt werden, wobei diezweite Bewegungsgröße in einerDifferentialbeziehung zu der Position und/oder der ersten Bewegungsgröße steht.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß ineinem Zeitintervall beabstandeter zeitdiskreter Messungen eine Vielzahlvon Meßwertender zeitkontinuierlichen Messung ermittelt wird.
    [3] Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß einAbgleich mit dem Meßergebnisund/oder Auswertungsresultaten der zeitkontinuierlichen Messung über Meßergebnisseder zeitdiskreten Messung durchgeführt wird.
    [4] Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,daß dieMeßergebnisseund/oder Auswertungsresultate der zeitkontinuierlichen Messung über Meßergebnisseder zeitdiskreten Messung kalibriert werden.
    [5] Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,daß einregelmäßiger Abgleichvorgangdurchgeführtwird.
    [6] Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß diePosition und/oder die erste Bewegungsgröße und/oder eine oder mehrereweitere Bewegungsgrößen über Aufintegrationder zweiten Bewegungsdaten bestimmt werden.
    [7] Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,daß Integrationskonstantenmittels der Positionsdaten und/oder ersten Bewegungsdaten bestimmtwerden.
    [8] Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß diezweite Bewegungsgröße die Beschleunigungdes Gegenstandes ist.
    [9] Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,daß diePositionsdaten zeitdiskret gemessen werden und Beschleunigungsdatenzeitkontinuierlich gemessen werden.
    [10] Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,daß dieGeschwindigkeit des Gegenstandes als erste Bewegungsgröße ermitteltwird.
    [11] Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß diezeitkontinuierliche Messung der zeitdiskreten Messung überlagertwird.
    [12] Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß diePositionsdaten und/oder die ersten Bewegungsdaten über Laufzeitmessungenvon Laufzeitsignalen ermittelt werden, wobei die Laufzeitsignaledurch Startsignale ausgelöstwerden.
    [13] Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,daß dieLaufzeitsignale Erregerimpulse zur Auslösung einer Laufzeitmessungund Reaktionsimpulse umfassen, wobei der zeitliche Abstand zwischenAuslösungeines Erregerimpulses und Eintreffen eines zugeordneten Reaktionsimpulsesdie Laufzeit ergibt.
    [14] Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,daß einStartsignal einen Erregerimpuls auslöst.
    [15] Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet,daß einWegaufnehmer vorgesehen wird, bei welchem mechanische Wellen propagieren.
    [16] Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,daß derWegaufnehmer ein magnetostriktiver Wegaufnehmer ist.
    [17] Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß zurErmittlung der zweiten Bewegungsdaten ein Sensor vorgesehen wird.
    [18] Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß dieBeschleunigung als zweite Bewegungsgröße mittels eines Beschleunigungssensorsermittelt wird.
    [19] Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,daß derBeschleunigungssensor ein Ferraris-Sensor ist, welcher die Beschleunigung über induzierteSpannungen ermittelt.
    [20] Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß einGeber fürdie zeitdiskreten Messungen ein Geber für die zeitkontinuierlichenMessungen ist.
    [21] Vorrichtung zur Ermittlung der Position und/odereiner oder mehrerer Bewegungsgrößen einesGegenstandes, umfassend eine erste Meßeinrichtung (10)zur zeitdiskreten Messung von Positionsdaten oder ersten Bewegungsdatenfür eineerste Bewegungsgröße des Gegenstandes,und eine zweite Meßeinrichtung(46) zur zeitkontinuierlichen Messung von zweiten Bewegungsdatenfür einezweite Bewegungsgröße des Gegenstandes,wobei die zweite Bewegungsgröße in einerDifferentialbeziehung zu der Position und/oder der ersten Bewegungsgröße steht.
    [22] Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,daß dieerste Meßeinrichtung(10) als Wegmeßeinrichtungausgebildet ist.
    [23] Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,daß dieWegmeßeinrichtung(10) Positionsdaten überLaufzeitmessungen von Signalen ermittelt.
    [24] Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet,daß dieWegmeßeinrichtung (10)eine magnetostriktive Wegmeßeinrichtungist, welche einen Meßfühler (12)aufweist, auf dem mechanische Wellen propagieren können.
    [25] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet,daß diezweite Meßeinrichtung(46) als Beschleunigungs-Meßeinrichtung ausgebildet ist.
    [26] Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet,daß diezweite Meßeinrichtung(46) einen Beschleunigungssensor umfaßt oder als Beschleunigungssensorausgebildet ist.
    [27] Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,daß derBeschleunigungssensor (46) ein Ferraris-Beschleunigungssensorist.
    [28] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet,daß derersten Meßeinrichtung(10) und der zweiten Meßeinrichtung (46) dergleiche Geber (14; 58) zugeordnet ist.
    [29] Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet,daß derGeber (14; 58) einen oder mehrere Magnete (62a, 62b)umfaßt.
    [30] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet,daß eineAuswerteeinrichtung (76) vorgesehen ist, mittels welcherdie zweiten Bewegungsdaten aufintegrierbar sind.
    [31] Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet,daß über dieAuswerteeinrichtung (76) ein Abgleich zwischen aufintegriertenDaten und Daten der ersten Meßeinrichtung(10) durchführbarist.
    [32] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 31, gekennzeichnetdurch einen Ausgang (78) für Positionsdaten.
    [33] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 32, gekennzeichnetdurch einen Ausgang (78) für Beschleunigungsdaten.
    [34] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 33, gekennzeichnetdurch einen Ausgang (78) für Geschwindigkeitsdaten.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004025388B4|2006-06-14|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-12-15| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2006-12-07| 8363| Opposition against the patent|
    2006-12-07| 8364| No opposition during term of opposition|
    2011-05-19| 8331| Complete revocation|
    2011-05-19| R037| Decision of examining division/fpc revoking patent now final|Effective date: 20110225 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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