專利名稱:感應(yīng)式路徑測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種感應(yīng)式路徑測(cè)量裝置,所述路徑測(cè)量裝置具有傳感器線圈;柱塞,其可相對(duì)于傳感器線圈移動(dòng);補(bǔ)償線 圈,其布置成與傳感器線圈同軸并與傳感器線圈串聯(lián)連接,以補(bǔ)償外部磁場(chǎng)在傳感器線圈中感生的噪聲電壓;以及測(cè)量電路,其用于根據(jù)柱塞的路徑來(lái)測(cè)量傳感器線圈和補(bǔ)償線圈的電感。確切地說(shuō),本發(fā)明涉及一種機(jī)動(dòng)車輛的擋位傳感器(gear sensor)中的路徑測(cè)量
>J-U裝直。
背景技術(shù):
WO 2010/006781 Al描述了一種擋位傳感器(gear sensor),用于檢測(cè)變速器當(dāng)前的擋位。在此傳感器中,柱塞以機(jī)械方式連接到相對(duì)于變速器的換擋軸彈性偏置的止動(dòng)部件,并檢查形成于換擋軸上的換擋釋放件(selector relief)。因此,換擋軸移動(dòng)會(huì)轉(zhuǎn)變成柱塞的軸向移動(dòng),這種移動(dòng)可以通過(guò)測(cè)量裝置進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)所測(cè)量的柱塞路徑,可(例如)檢測(cè)變速器是處于空擋位、倒擋位還是前進(jìn)擋位,因?yàn)檫@些擋位分別對(duì)應(yīng)換擋釋放件的不同高度。在感應(yīng)式路徑測(cè)量裝置中,柱塞具有相對(duì)較高的磁導(dǎo)率,因此傳感器線圈的電感關(guān)鍵取決于柱塞穿入傳感器線圈的深度。由此,可根據(jù)電感的測(cè)量結(jié)果來(lái)確定柱塞已行進(jìn)的路徑。但是,當(dāng)此路徑測(cè)量裝置用于機(jī)動(dòng)車輛時(shí),所述路徑測(cè)量裝置可能會(huì)受到在車輛中的其他位置所形成的磁場(chǎng)影響。在車輛變速器的某些安裝條件受到限制時(shí),充分屏蔽外部磁場(chǎng)可能較為困難和繁瑣,但如果沒(méi)有充分屏蔽這些外部磁場(chǎng),則存在一定風(fēng)險(xiǎn),即外部磁場(chǎng)會(huì)在傳感器線圈中感生電壓,因此可能對(duì)測(cè)量結(jié)果造成折損。DE 103 20 716 Al描述了上述類型的感應(yīng)式測(cè)量裝置,其中此類干擾影響由補(bǔ)償線圈抑制。補(bǔ)償線圈設(shè)置在感應(yīng)線圈附近,具有與傳感器線圈相同的匝數(shù)和相同的尺寸,但纏繞方向相反。由于外部產(chǎn)生的磁場(chǎng)可視為基本上均勻的磁場(chǎng),因此,此磁場(chǎng)在傳感器線圈中感生的電壓由補(bǔ)償線圈中感生的絕對(duì)值相等但極性相反的電壓進(jìn)行補(bǔ)償。另一方面,由于補(bǔ)償線圈與傳感器線圈發(fā)生磁性去耦,因此兩個(gè)線圈的電感不會(huì)相互抵消,而是會(huì)相加。另外,補(bǔ)償線圈距離柱塞較遠(yuǎn),因此,其電感便不會(huì)受到柱塞移動(dòng)的影響,或者至少與傳感器線圈的電感相比,受影響的程度明顯較小。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提高感應(yīng)式測(cè)量裝置的精確度。根據(jù)本發(fā)明,此目標(biāo)可通過(guò)以下特征實(shí)現(xiàn),即與傳感器線圈相比,補(bǔ)償線圈環(huán)繞的區(qū)域更大且具有的匝數(shù)更少。均勻時(shí)變磁場(chǎng)在線圈中感生的電壓與此線圈環(huán)繞的區(qū)域以及匝數(shù)成比例。當(dāng)補(bǔ)償線圈的區(qū)域增大且同時(shí)匝數(shù)減少時(shí),可保持此線圈的補(bǔ)償作用。此測(cè)量的基本優(yōu)勢(shì)在于,補(bǔ)償線圈的電感變小,因?yàn)殡姼信c匝數(shù)的平方成比例。路徑測(cè)量原則的依據(jù)是,分別對(duì)傳感器線圈的電感變化和整個(gè)線圈系統(tǒng)的電感變化進(jìn)行的檢測(cè)。但是,由于補(bǔ)償線圈的電感不會(huì)或幾乎不受到柱塞移動(dòng)的影響,因此不會(huì)增加測(cè)量系統(tǒng)靈敏度,而是只增加系統(tǒng)的總電感。因此,如果與傳感器線圈的電感相比,補(bǔ)償線圈的電感盡可能小,則測(cè)量精確度會(huì)變高。這是通過(guò)本發(fā)明的特征實(shí)現(xiàn)的。關(guān)于本發(fā)明在進(jìn)一步提高精確度方面的有用細(xì)節(jié)和進(jìn)一步發(fā)展,所附權(quán)利要求進(jìn)行了說(shuō)明。在優(yōu)選實(shí)施例中,傳感器線圈被套管緊密環(huán)繞,所述套管由具有較高磁導(dǎo)率的材料制成,例如,鐵磁材料。此套管可使原來(lái)均勻的外部磁場(chǎng)發(fā)生有利的畸變。一方面,傳感器線圈通過(guò)此套管在一定程度上被屏蔽,從而使傳感器線圈中感生的電壓變小。由于與傳感器線圈相比,補(bǔ)償線圈環(huán)繞的區(qū)域更大,從而半徑更大,因此,補(bǔ)償線圈的匝主要在套管半徑外,這樣套管會(huì)將外部磁場(chǎng)集中到補(bǔ)償線圈中,從而在補(bǔ)償線圈中感生相應(yīng)較高的電壓。為了使感生的電壓進(jìn)一步彼此抵消,可能且必需不同程度地減少補(bǔ)償線圈的匝數(shù),從而進(jìn)一步減小補(bǔ)償線圈的電感。
現(xiàn)在將結(jié)合
本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)例,其中圖I是根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)式路徑測(cè)量裝置的線圈布置的軸向截面圖;圖2是感應(yīng)式路徑測(cè)量裝置的電路圖;圖3是用于說(shuō)明磁屏蔽作用的簡(jiǎn)圖;以及圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的具有感應(yīng)式路徑測(cè)量裝置的變速傳感器。
具體實(shí)施例方式圖I所示為線圈布置10,其具有圓柱形傳感器線圈12、空心線圈(在本例中),以及同樣為圓柱形的補(bǔ)償線圈14。傳感器線圈12和補(bǔ)償線圈14采用同軸方式、相互間隔特定的距離纏繞在由非磁性材料制成的共用載體16上。在傳感器12與補(bǔ)償線圈14相對(duì)那端,所示為鐵磁柱塞18的一端,所述柱塞18在線圈布置的軸向方向上移動(dòng),而且穿入傳感器線圈12特定距離Smax,如圖I中的虛線所示。柱塞18影響傳感器線圈12的電感,這樣,通過(guò)測(cè)量此電感,就可測(cè)量柱塞18從原始位置,即圖I中所示的實(shí)線,行進(jìn)到傳感器線圈的內(nèi)部的路徑。傳感器線圈12環(huán)繞特定的環(huán)形區(qū)域Al。補(bǔ)償線圈14的匝位于傳感器線圈12的匝徑向向外的位置,且由此環(huán)繞較大的區(qū)域A2。另一方面,與傳感器線圈12相比,補(bǔ)償線圈14的匝數(shù)更少。在所示實(shí)例中,補(bǔ)償線圈14的長(zhǎng)度也更小。但有利的情況是,纏繞成補(bǔ)償線圈14的金屬線具有比傳感器線圈12所使用的金屬線大的截面,因?yàn)檫@會(huì)減小補(bǔ)償線圈14的歐姆電阻。區(qū)域Al和A2以及兩個(gè)線圈的匝數(shù)適應(yīng)彼此,從而當(dāng)線圈布置10設(shè)置在時(shí)變均勻磁場(chǎng)中時(shí),一方面在傳感器線圈12中感生的電壓以及另一方面在補(bǔ)償線圈14中感生的電壓具有相等的絕對(duì)量。傳感器線圈12和補(bǔ)償線圈14串聯(lián)連接并纏繞起來(lái),從而使感生的電壓相互抵消這樣,當(dāng)未提供磁屏蔽或此類屏蔽不完整時(shí),測(cè)量裝置對(duì)外部磁場(chǎng)相對(duì)不太敏感。鑒于傳感器線圈12和補(bǔ)償線圈14之間的軸向距離,這兩個(gè)線圈發(fā)生磁性去耦,因此,其電感就不會(huì)相互抵消,而是基本上彼此相加。在任何情況下,在此處所示布置中,與傳感器線圈12的電感相比,補(bǔ)償線圈14的電感非常小。此外,在此布置中,補(bǔ)償線圈14 的電感幾乎不受柱塞18移動(dòng)的影響。因此,對(duì)兩個(gè)線圈進(jìn)行完全磁解耦較為有利,但并不強(qiáng)制。圖2所示為測(cè)量電路20,其用于測(cè)量傳感器線圈12和補(bǔ)償線圈14所構(gòu)成的線圈布置的總電感。電阻器22與傳感器線圈12和補(bǔ)償線圈14串聯(lián)連接,且直流電壓源26的電壓可通過(guò)電子控制的開(kāi)關(guān)24施加于該串聯(lián)連接。電壓接通時(shí),由于這些線圈存在電感,因此該電壓只會(huì)形成在所述兩個(gè)線圈兩端。隨后,流經(jīng)線圈的電流逐漸增大,直到其到達(dá)飽和值為止。此電流導(dǎo)致電阻器22發(fā)生壓降??稍陔娮杵?2和傳感器線圈12之間的某點(diǎn)處檢測(cè)到電壓,并將其施加于電子處理和控制單元28。在所述電子處理和控制單元28中,可將電壓數(shù)字化,并進(jìn)行進(jìn)一步處理和/或存儲(chǔ)。具體而言,通過(guò)此方法可檢測(cè)電流是否已經(jīng)到達(dá)恒定飽和值,所述飽和值具體取決于線圈12、14和電阻器22的歐姆電阻以及電壓源26的內(nèi)部電阻,而且可檢測(cè)電流到達(dá)該飽和值的時(shí)間。當(dāng)達(dá)到此飽和條件時(shí),處理和控制單元28使開(kāi)關(guān)24斷開(kāi)。由此,線圈與電壓源26斷開(kāi)連接,并發(fā)生短路。由于線圈存在感應(yīng)率,因此仍有電流流動(dòng),且此電流隨著由總電感決定的時(shí)間常數(shù)按指數(shù)規(guī)律衰減。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)24的同時(shí),處理和控制單元28開(kāi)始計(jì)時(shí)。在比較器30中,將表示流經(jīng)線圈的電流的電阻器22的壓降與由電阻器32所構(gòu)成的分壓器進(jìn)行調(diào)節(jié)的固定電壓值進(jìn)行比較。一旦電阻器22的壓降降低到參考值,那么比較器30將發(fā)送信號(hào)以使處理和控制單元28停止計(jì)時(shí)。線圈12、14的總電感隨后可根據(jù)所測(cè)量的時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。已知總電感和柱塞18所行進(jìn)的路徑之間的關(guān)系,柱塞18的路徑可根據(jù)電感進(jìn)行計(jì)算。此后,新的測(cè)量循環(huán)開(kāi)始。例如,實(shí)際上,每秒可執(zhí)行100次測(cè)量循環(huán)。上述電感的測(cè)量不可避免地產(chǎn)生測(cè)量誤差A(yù)L。這導(dǎo)致所測(cè)量的路徑產(chǎn)生相應(yīng)的測(cè)量誤差A(yù)S。在第一近似值中,路徑S和電感L之間的關(guān)系可表示為以下等式L = L0+a*S(I)在此等式中,a是常數(shù),且Ltl是“閑置電感”(idle inductance),即線圈12、14在柱塞18最大程度地從傳感器線圈12中抽離時(shí)(S = 0)的總電感。實(shí)際上,要對(duì)布置進(jìn)行選擇,以使閑置電感基本等于兩個(gè)線圈在柱塞18根本不存在時(shí)的總電感。對(duì)于柱塞的路徑,等式(I)推導(dǎo)出S = (L-L0) /a(2)路徑測(cè)量的測(cè)量誤差A(yù) S表示如下AS= (dS/dL)*AL= A L/a(3)但是,更能說(shuō)明測(cè)量裝置質(zhì)量的是相對(duì)測(cè)量誤差A(yù)S/S。表示如下AS/S = A L/ (L-L0)(4)從等式⑷中可看出,L0應(yīng)盡可能小,以便使相關(guān)測(cè)量誤差盡可能小(尤其是在S的值較小時(shí))。L0由兩個(gè)線圈12、14的閑置電感組成。傳感器線圈12的閑置電感無(wú)法降低,因?yàn)樵摼€圈必須具有特定的電感,以便于能夠完全實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程。
但是,圖I所示的線圈布置的幾何結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致補(bǔ)償線圈14的電感明顯小于傳感器線圈12的閑置電感。相應(yīng)地,路徑測(cè)量的精確度會(huì)提高。
通過(guò)使用鐵磁套管34緊密環(huán)繞傳感器線圈12,可進(jìn)一步提高測(cè)量精確度,如圖I所示。該套管34的作用在于,使可在傳感器線圈12中感生噪聲電壓的原本均勻的外部磁場(chǎng)畸變,這樣,該電壓可通過(guò)補(bǔ)償線圈14在其電感被進(jìn)一步降低后進(jìn)行補(bǔ)償。該作用在圖3中已進(jìn)行說(shuō)明。在圖3中,除了傳感器線圈12、補(bǔ)償線圈14和套管34外,還圖示了磁場(chǎng)的場(chǎng)線36,該場(chǎng)線是在遠(yuǎn)程源上產(chǎn)生的,由此,當(dāng)套管34不存在時(shí),所述場(chǎng)線在測(cè)量裝置的位置處通常是均勻的。由于只有磁場(chǎng)與線圈軸平行的那部分與傳感器線圈12和補(bǔ)償線圈14中電壓的感應(yīng)相關(guān),因此,在不失一般性的前提下,本文可假定,磁場(chǎng)與線圈軸的方向平行。場(chǎng)線36的形狀顯示了套管34使場(chǎng)畸變的方式。一方面,此畸變的作用在于,減少通過(guò)傳感器線圈12的磁通量。根據(jù)磁場(chǎng)的時(shí)變感生的噪聲電壓相應(yīng)降低。套管34的外徑小于補(bǔ)償線圈14的內(nèi)徑。由此,場(chǎng)的畸變還具有以下作用使磁場(chǎng)被“吸入”補(bǔ)償線圈14中,這樣通過(guò)補(bǔ)償線圈的磁通量相應(yīng)增加。補(bǔ)償線圈中感生的電壓相應(yīng)增加。兩種作用導(dǎo)致的結(jié)果是,對(duì)傳感器線圈12中感生的電壓進(jìn)行完全補(bǔ)償可通過(guò)補(bǔ)償線圈14實(shí)現(xiàn),其中補(bǔ)償線圈14的匝數(shù),且因此電感進(jìn)一步減少。本發(fā)明的測(cè)量裝置的可能應(yīng)用在圖4中已說(shuō)明。該圖所示為所謂的止動(dòng)螺桿38的軸向截面,所述止動(dòng)螺桿38由金屬制成,且具有擰入變速箱(未圖示)箱壁的外部帶螺紋的部分40,所述止動(dòng)螺桿用于將變速器的換擋軸固定在相應(yīng)所選擇的擋位上。為此,止動(dòng)部件44通過(guò)滾珠軸承42支撐在止動(dòng)螺桿中,以便在所述止動(dòng)螺桿中軸向移動(dòng)。在從止動(dòng)螺桿中伸出的端上,止動(dòng)部件44具有止動(dòng)滾珠46,止動(dòng)滾珠46由較低的摩擦力支撐,并檢查換擋軸(未圖示)的換擋釋放件(selector relief)。彈簧48使止動(dòng)部件相對(duì)于換擋釋放件偏置。當(dāng)?shù)竭_(dá)所需擋位時(shí),止動(dòng)滾珠46從而將陷入換擋軸的相應(yīng)止動(dòng)凹口(detentpit)中。連接到止動(dòng)螺桿相對(duì)端的是塑料外殼48,其容納本發(fā)明的感應(yīng)式測(cè)量裝置。線圈布置10用虛線表示。測(cè)量電路20也集成于外殼48中,且由此產(chǎn)生的測(cè)量信號(hào)通過(guò)觸點(diǎn)50傳輸?shù)酵獠?。柱?8連接到止動(dòng)部件44的頂端。對(duì)于不同的擋位,換擋軸的止動(dòng)凹口具有不同的深度。由于這些凹口的深度確定了止動(dòng)部件44的位置,且由此還確定了可使用測(cè)量裝置測(cè)量的柱塞18的位置,因此可確定所選擇的擋位。當(dāng)通過(guò)帶螺紋的部分40將止動(dòng)螺桿38擰入變速箱中時(shí),容納測(cè)量裝置的塑料外殼將位于變速箱外部。因此,測(cè)量裝置不會(huì)完全屏蔽外部磁場(chǎng)。當(dāng)柱塞18插入線圈布置10時(shí),該柱塞也不會(huì)完全屏蔽外部磁場(chǎng)。由于柱塞由鐵磁材料制成,因此可導(dǎo)致外部磁場(chǎng)的畸變與圖3中套管34所造成的畸變類似。但是,柱塞18所造成的場(chǎng)畸變會(huì)導(dǎo)致外部場(chǎng)逐漸集中在傳感器線圈12中,且柱塞穿入線圈的深度增加。嚴(yán)格地說(shuō),傳感器線圈12中由外部磁場(chǎng)感生的噪聲電壓因此取決于柱塞18的路徑。為了通過(guò)補(bǔ)償線圈14實(shí)現(xiàn)對(duì)噪聲電壓的完全補(bǔ)償,補(bǔ)償線圈14的屬性由此應(yīng)適合于柱塞相應(yīng)的測(cè)量路徑。在圖2所示的電路中,這可通過(guò)阻抗網(wǎng)絡(luò)52實(shí)現(xiàn),阻抗網(wǎng)絡(luò)52與補(bǔ)償線圈14并聯(lián)連接。該阻抗網(wǎng)絡(luò)52具有若干個(gè)阻抗元件,其可通過(guò)處理和控制單元28所傳遞的命令來(lái)接通和斷開(kāi)。這樣,補(bǔ)償線圈14會(huì)發(fā)生不同程度的阻尼,具體取決于柱塞的路徑。當(dāng)柱塞18穿入傳感器線圈12較深時(shí),補(bǔ)償線圈14的阻尼降低或完全消除,從而感生相應(yīng)較高的補(bǔ)償電壓。但是,當(dāng)柱塞18進(jìn)一步從傳感器線圈12中抽離時(shí),柱塞的位置由處理和控制單元28進(jìn)行測(cè)量,且補(bǔ)償線圈14的阻尼增加,因而補(bǔ)償電壓的量減小,其中傳感器線圈12中感生的電壓因場(chǎng)畸變減弱而減小這樣,對(duì)于柱塞18所處的任何位置,均可實(shí)現(xiàn)對(duì)噪聲電壓幾乎完全的補(bǔ)償在一個(gè)替代方案中,適應(yīng)性補(bǔ)償可通過(guò)將補(bǔ)償線圈14接在一個(gè)或多個(gè)位置上來(lái)實(shí)現(xiàn),這樣,根據(jù)柱塞18的位置,補(bǔ)償線圈中會(huì)有或多或少量的繞線發(fā)生短路。當(dāng)測(cè)量裝置安裝在機(jī)動(dòng)車輛的止動(dòng)螺桿38中時(shí),當(dāng)機(jī)動(dòng)車行駛時(shí),變速器的溫度,且因此柱塞18的溫度可在相對(duì)較大的范圍內(nèi)變動(dòng)。根據(jù)柱塞18所選用的鐵磁材料,該柱塞的磁導(dǎo)率還將產(chǎn)生較小或較大的變化。當(dāng)將所測(cè)量的電感轉(zhuǎn)換成柱塞相應(yīng)的路徑時(shí),處理和控制單元28應(yīng)考慮這一影響。但由于直接測(cè)量柱塞18的溫度較為困難,因此在本文所提出的測(cè)量裝置中,會(huì)在線圈布置10至少靠近柱塞18的位置處測(cè)量溫度。但是,當(dāng)止動(dòng)螺桿38安裝在變速箱中時(shí),該止動(dòng)螺桿位于變速箱中的那端的溫度通常要比其向外的那端溫度高。因此,在止動(dòng)螺桿38的長(zhǎng)度上將呈現(xiàn)特定的溫度梯度,因而在線圈布置10的內(nèi)部測(cè)量出的溫度不同于柱塞18的溫度。然而,為了能夠相對(duì)準(zhǔn)確地確定柱塞18的溫度,在本文所提出的測(cè)量裝置中,在與柱塞18相距不同距離的兩點(diǎn)處測(cè)量線圈布置內(nèi)的溫度。隨后,可根據(jù)兩個(gè)溫度值計(jì)算出溫度梯度,從而可推導(dǎo)出柱塞18的溫度。為了進(jìn)行溫度測(cè)量,圖I所示的測(cè)量電路利用傳感器線圈12和補(bǔ)償線圈14的繞線的歐姆電阻也取決于溫度這一事實(shí),從而使用這些線圈作為溫度傳感器。如上所述,處理和控制單元28檢測(cè)電阻器22和傳感器線圈12之間的電壓,從而測(cè)量在開(kāi)關(guān)24斷開(kāi)不久前流經(jīng)線圈布置的飽和電流。這樣,就可獲得兩個(gè)線圈的歐姆電阻總和值。此外,如圖2所示,還檢測(cè)到傳感器線圈12和補(bǔ)償線圈14之間某點(diǎn)處的電壓,并將其施加給處理和控制單元28。因此,還可測(cè)量補(bǔ)償線圈14中的壓降,只要恒定飽和電流流動(dòng),所述壓降便與該線圈的歐姆電阻成比例。這樣,就可在處理和控制單元28中獲得兩個(gè)線圈的歐姆電阻的實(shí)際值。根據(jù)這些值,可計(jì)算出相應(yīng)線圈的溫度,以及溫度梯度和柱塞18的溫度外推值。根據(jù)此外推值,處理和控制單元28選擇相應(yīng)的函數(shù)以表示所測(cè)量的電感L與柱塞的路徑S之間的關(guān)系。例如,在等式(I)給定的近似值中,因數(shù)a是根據(jù)柱塞的估計(jì)溫度來(lái)選擇的。當(dāng)然,在確定柱塞18的溫度外推值時(shí),也可考慮柱塞相對(duì)于線圈布置10的實(shí)際位置,而且還可考慮柱塞處于該位置的持續(xù)時(shí)間。因此,例如,也可考慮以下情況,即當(dāng)柱塞18在其最大程度地穿入傳感器線圈12的位置長(zhǎng)時(shí)間停留時(shí),所述柱塞18將冷卻到一定程度。通常,可創(chuàng)建數(shù)學(xué)模型來(lái)說(shuō)明止動(dòng)螺桿38內(nèi)的溫度分布曲線。根據(jù)此模型,可根據(jù)所測(cè)量的傳感器線圈12和補(bǔ)償線圈14的溫度,計(jì)算出變速箱內(nèi)的溫度和變速箱外部環(huán)境中的溫度,以及將根據(jù)止動(dòng)螺桿38的長(zhǎng)度創(chuàng)建的溫度分布曲線,從而獲得柱塞18的溫度的相對(duì)準(zhǔn)確的估算值。對(duì)于給定的變速箱,此數(shù)學(xué)模型的參數(shù)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。
權(quán)利要求
1.一種感應(yīng)式路徑測(cè)量裝置,其具有傳感器線圈(12);柱塞(18),其可相對(duì)于所述傳感器線圈移動(dòng);補(bǔ)償線圈(14),其布置成與所述傳感器線圈(12)同軸并與所述傳感器線圈 (12)串聯(lián)連接,以補(bǔ)償外部磁場(chǎng)在所述傳感器線圈(12)中感生的噪聲電壓;以及測(cè)量電路 (20),其用于根據(jù)所述柱塞(18)的路徑來(lái)測(cè)量所述傳感器線圈和所述補(bǔ)償線圈的電感,所述路徑測(cè)量裝置的特征在于,與所述傳感器線圈相比,所述補(bǔ)償線圈(14)環(huán)繞的區(qū)域(A2) 更大且具有的匝數(shù)更少。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的路徑測(cè)量裝置,其中所述傳感器線圈(12)和所述補(bǔ)償線圈 (14)布置在共用載體(16)上,并構(gòu)成集成單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的路徑測(cè)量裝置,其中所述傳感器線圈(12)被套管(34) 緊密環(huán)繞,所述套管(34)由具有較高磁導(dǎo)率的材料制成。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的路徑測(cè)量裝置,其中所述補(bǔ)償線圈(14) 由特定的金屬線纏繞而成,所述金屬線的截面比纏繞成所述傳感器線圈(12)的金屬線的截面大。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的路徑測(cè)量裝置,其中所述傳感器線圈 (12)、所述補(bǔ)償線圈(14)以及所述測(cè)量電路(20)容納在共用外殼(48)中。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的路徑測(cè)量裝置,其包括電子處理和控制單元(28),用于根據(jù)所測(cè)量的電感來(lái)計(jì)算所述柱塞(18)已行進(jìn)的路徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的路徑測(cè)量裝置,其中所述處理和控制單元(28)經(jīng)配置成根據(jù)所測(cè)量的所述柱塞(18)路徑來(lái)更改所述補(bǔ)償線圈(14)的電路配置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的路徑測(cè)量裝置,其中阻抗網(wǎng)絡(luò)(52)與所述補(bǔ)償線圈(14)并聯(lián)連接,且所述阻抗網(wǎng)絡(luò)經(jīng)配置成響應(yīng)于來(lái)自所述處理和控制單元(28)的命令而更改其阻抗。
9.根據(jù)權(quán)利要求6到8的任一權(quán)利要求所述的路徑測(cè)量裝置,其中所述處理和控制單元(28)經(jīng)配置以測(cè)量所述傳感器線圈(12)和/或所述補(bǔ)償線圈(14)的歐姆電阻,并由此計(jì)算相應(yīng)線圈的溫度值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的路徑測(cè)量裝置,其中所述處理和控制單元(28)經(jīng)配置以計(jì)算所述傳感器線圈(12)和所述補(bǔ)償線圈(14)的溫度,并根據(jù)溫度之差來(lái)計(jì)算所述柱塞 (18)的溫度外推值,而且在根據(jù)所測(cè)量的電感計(jì)算路徑時(shí),對(duì)所述柱塞(18)的溫度進(jìn)行修正。
全文摘要
一種感應(yīng)式路徑測(cè)量裝置,其具有傳感器線圈12;柱塞18,其可相對(duì)于所述傳感器線圈移動(dòng);補(bǔ)償線圈14,其布置成與所述傳感器線圈12同軸并與所述傳感器線圈12串聯(lián)連接,以補(bǔ)償外部磁場(chǎng)在所述傳感器線圈12中感生的噪聲電壓;以及測(cè)量電路,其用于根據(jù)所述柱塞18的路徑來(lái)測(cè)量所述傳感器線圈和所述補(bǔ)償線圈的電感,其中與所述傳感器線圈相比,所述補(bǔ)償線圈14環(huán)繞的區(qū)域A2更大且具有的匝數(shù)更少。
文檔編號(hào)G01D5/22GK102620754SQ20121005025
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月22日
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