[发明专利]电感式位置检测器

权利要求书

1.一种位置检测器，包括第一部件、第二部件、变换器、至少一个模数信号转换器、和至少一个数字信号处理器，其中：

第一部件承载有一个由磁性材料元件构成的链，这些元件具有一个中心轴，在一行中并排设置，相互接触并限制相对移动，其中该链在垂直于中心轴的方向具有变化的尺寸；

第一和第二部件可以在平行于中心轴的方向相对移动；

第二部件承载该变换器；

变换器包括发送和感测装置，发送装置被设置为产生一个通过元件链的磁场，感测装置包括至少一个设置在元件链附近的拾波线圈，并且拾波线圈被设置为检测在第一和第二部件相对移动期间由于拾波线圈与最接近拾波线圈的元件链边沿之间距离的变化、而产生的磁场变化，由此每个拾波线圈提供一个模拟信号，该信号的幅度是第一和第二部件的相对位置的特性；

每个模数信号转换器被设置为接收来自一个对应拾波线圈的模拟信号，并将其转换为数字信号；

每个数字信号处理器被设置为接收来自每个模数转换器的数字信号，并且可操作地以预定的抽样间隔对数字信号进行抽样，并使用信号幅度相对于第一和第二部件相对位置的特性变化，确定第一部件相对于第二部件的位置。

2.根据权利要求1所述的位置检测器，其中所述链垂直于中心轴的尺寸沿着链以重复方式变化。

3.根据权利要求1或2所述的位置检测器，其中数字信号处理器以规则的预定间隔对信号进行抽样。

4.根据上述任何一个权利要求所述的位置检测器，其中数字信号处理器被设置为把来自第一组拾波线圈的信号幅度随信号位置的变化特征与来自第二组拾波线圈的信号幅度随信号位置的变化特征进行比较，并调整幅度特征以从第一和第二组线圈产生具有基本相同幅度特征的信号。

5.根据上述任何一个权利要求所述的位置检测器，其中发送装置被设置为产生一个随时间呈周期性变化的磁场。

6.根据权利要求5所述的位置检测器，其中数字信号处理器被设置为在基本接近于随时间变化的峰值幅度对来自拾波线圈的信号进行抽样。

7.根据权利要求5所述的位置检测器，其中数字信号处理器被设置为监视并调整信号的抽样以使其基本接近于随时间变化的峰值幅度。

8.根据上述任何一个权利要求所述的位置检测器，其中

该元件链包括多个基本上球形的、相同的磁性材料球，这些球以点接触方式并排设置，

第一和第二部件可以在平行于球之间的点接触线的方向相对移动，

感测装置包括至少两个拾波线圈，这两个拾波线圈靠近元件链设置并且沿着元件链间隔一定距离，并且

数字信号处理器被设置为通过使用包括以下项目的数学计算来确定第一部件相对于第二部件的位置：

来自至少一个拾波线圈的被抽样的第一数字信号的幅度与来自至少另一个拾波线圈的被抽样的第二数字信号的幅度的比率的反正切值，

在一个信号在其周围波动的轴之上或之下的信号的相对幅度和对应位置，

和一个常数，该常数由一个随位置变化的信号的峰值幅度和一个球尺寸确定。

9.根据权利要求8所述的位置检测器，其中随位置变化的信号的峰值幅度由校准设置值确定。

10.根据权利要求8所述的位置检测器，其中在数学计算的常数中使用的随位置变化的信号的峰值幅度通过在使用期间在一段时间内对随位置变化的信号的峰值幅度进行抽样来确定。

11.根据权利要求8所述的位置检测器，其中数字信号处理器被设置为把在一个信号在其周围波动的轴之上的随位置出现的信号幅度与在该轴之下的对应信号的幅度进行比较，并调整信号的幅度以产生在该轴之上和之下具有基本上相同幅度的对称信号。

12.根据权利要求8所述的位置检测器，其中变换器包括：

至少一组四个拾波线圈，这些拾波线圈靠近所述一行球设置并且沿着所述一行球间隔一定距离；

其中数字信号处理器被设置为测量第一/第三对和第二/第四对信号中的不平衡，并调整信号以减小两对信号之间的不平衡。