[发明专利]用于制造一种感应式阻尼元件以及一种感应式电涡流致动元件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种感应式电涡流致动元件。例如在专利文件EP 1 672323 A2中就公开了一种此类装置。

背景技术

此类致动元件以预先设定的距离在一排紧密排列的扁平线圈(也称作平线圈)之上移开。其所涉及的是一种相对运动，即原则上可以使感应式致动元件运动，或者使一排扁平线圈运动，或者使两者皆运动。仅根据相对运动进行测量。

该装置可作为测量装置使用，可通过电涡流阻尼作用来改变线圈列中基本上三个线圈的电感。例如，该专利申请说明书的附图5所示为一种直线排列的扁平线圈列，附图15所示为一种弧形排列的线圈列。可确定滑块或转子相对于线圈列的位置，也就是可测量行程或角度。

经验证明，菱形轮廓形状的感应式致动元件较为有益，可沿着运动方向适当延伸，从而可通过电涡流阻尼作用改变线圈列主要三个线圈的电感。就这一大小关系而言，可以更为精确地分析线圈的测量信号。尤其可以根据不等于零的三个测量点构成一个近似的钟形曲线，其顶点就是行程或者角度信号的分析结果。

经验证明，菱形轮廓形状最好基本上覆盖三个线圈元件，也就是可通过电涡流阻尼作用改变三个线圈的电感。例如，当菱形正好在三个线圈元件的其中某一个线圈元件上时，相邻的线圈元件应产生一个明显不等于零的信号值，以便能够可靠地构成旨在进行分析的钟形曲线。而当菱形恰好在两个线圈之间时，相邻线圈(第三和第四个线圈元件)仍然应产生不等于零的信号。然后就可按照致动元件所有可能出现的停留点平均值来影响三个线圈的电感。如果选择比较短的菱形，在某些测量点(停留点)上仅会出现两个信号值，且不足以构成钟形曲线；如果所选择的菱形长度较大，则钟形曲线将会变得不必要地宽，且将无法足够精确地确定顶点(位置选择性太小)。即使是特殊应用情况，即线圈列具有不均匀分布的线圈，或者甚至当某一个线圈有故障时，也要极好地对三个相邻线圈施加影响。

所述文献除了公开了菱形形状之外，还公开了以下认识：即某些情况下使用圆形或圆环形阻尼面(也就是更好相交的阻尼曲线)能够取得更好的结果。而进一步的研究表明，测量精度将会因此变得更高，且更圆的轮廓形状反而会起到反作用。

发明内容

本发明的目的在于，以上述认识为出发点，进一步提高感应式传感器的测量精度。

为此，本发明根据大量可能存在的影响参数，作出了如下选择：

-应保留紧密的平线圈列，且要么是直线布置的传感器阵列，或者是圆弧形传感器阵列。

-其中位置选择性涡流致动元件应平均覆盖线圈列中的三个紧密相邻的平线圈。这种情况下可保留实践证明行之有效的分析机构，其根据三个或更多不等于零的测量值算出近似的钟形曲线。

-涡流致动元件的轮廓原则上应保留菱形；但应对该菱形进行优化，从而改善整个系统的精度。

令人惊奇的是，采用凹边就可得到不同于菱形的结果。采用两个凹边可以使局部分布的测量点更加接近于钟形。旨在进行角度测量，通过中心线弯曲对两个内边的内凹程度进行强化。外边可以用于线性行程测量，可以适当减少外边的内凹程度，甚至过度补偿，以便进行角度测量。如果因角度测量的需要而使得弯曲半径小于线圈几何定点所需的边弯曲半径，则外边甚至可以向外凸出。

本发明的优点在于，调整阻尼元件的几何外形比修改电子求值函数更加容易。对于线性行程测量而言，已确定具有(四边)改型菱形形状的阻尼片或者阻尼膜有利于信号分析，每一个位置中的三个测量点均很好地位于规定的钟形曲线上。各个线圈信号中尚且存在的测力误差微不足道，不影响分析。还发现热压成型法特别适合于这种锐边、锐角的轮廓形状。

根据本发明的一个方面，使感应式电涡流致动元件在规定的距离内经过一列紧密相邻的扁平线圈，以便通过电涡流阻尼作用来改变三个扁平线圈的电感，并且感应式电涡流致动元件的菱形轮廓形状的至少两个边向内弯曲。本发明的有利改进还在于行程测量和角度测量。另外，所有四条边的弯曲方式适合于所有实施方式。有利的还有，内边和外边可以有不同弯曲方式用于角度测量。

为了线性行程测量而确定的阻尼元件几何形状也能够相应地用于测定角向位置，只要调整阻尼线圈列的径向结构即可。这种情况下可以将菱形的中心线根据平线圈列的半径沿着运动方向弯曲。如同针对线性行程测量所做的描述一样，以这种方式也可使求值函数十分接近于钟形曲线。