[发明专利]涡流传感器和用于测量力的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涡流传感器以及一种用于测量力的方法。

背景技术

DE 10 2010 009 923 A1描述了一种用于扫描在试件体积中的平面试件的涡流传感器，在试件体积里面可以插入和/或插入试件。涡流传感器具有芯，它们设置在试件体积对置的侧面上。两个芯的至少一个芯至少分段地被线圈缠绕。

发明内容

由这个背景通过本发明建议一种涡流传感器和用于测量力的方法。由下面的描述给出有利的扩展结构。

为了测量力或者压力需要对应体，它产生与要测量的力或要测量的压力相反的确定的阻力。在此可以检测对应体的偏转，并且可以通过弹性常数或者等效材料值推断要测量的力或者说单位面积的力（压力）。同样，通过对应体的偏转、弹性常数和质量可以推断应用的加速度。所述对应体的偏转可以直接检测，用于测量行程。

涡流适用于测量表面相对于发射器、例如电线圈的偏转。利用弹簧可以使表面相对于发射器保持位置，并且占据确定的静止位置，如果没有力作用于表面或表面背面。如果力作用于表面或表面背面上，弹簧弹性变形并且表面偏转与力成比例。

一种涡流传感器具有下列特征：

能导电的传感器线圈，用于提供电磁交变场；

传感器面，用于影响电磁交变场，其中，所述传感器线圈和传感器面可相互相对运动地设置；和

弹性部件(弹簧部件)，它与传感器线圈和传感器面连接，或者通过传感器面形成，并且设计成，通过弹性力(弹簧力)抵制在传感器面与传感器线圈之间的相对运动。

关于涡流传感器可以理解为力传感器、压力传感器、加速度传感器或运动传感器。所述涡流传感器设计成，利用涡流原理再现在测量信号中的测量参数。传感器线圈可以是电导体，它设置在至少一圈里面。所述传感器线圈可以具有电感。所述传感器线圈可以由没有芯的空气线圈构成。所述传感器线圈可以由螺旋形式的扁平线圈构成。所述传感器线圈也可以由空间缠绕的线圈构成。所述传感器线圈可以被交流通流。在通流时围绕传感器线圈建立电磁交变场。传感器面可以是导电面，在其中传感器线圈的电磁交变场可以感应涡流。涡流又可以引起自身的电磁交变场，它相反地调整传感器线圈的交流场，即反作用于交流场。电磁场相互影响并且相互平衡。所述传感器面也可以具有自身磁场。该磁场同样可以影响传感器线圈的交流场。所述传感器面可以具有给定的质量。弹性部件可以弯曲并且施加与反向偏转的偏转成比例的力。例如，所述弹性部件可以是弯曲的薄膜，在其上固定传感器面或传感器线圈。所述弹性部件也可以是弯曲簧。所述弹性部件可以设置在传感器线圈与传感器面之间的力流(力束)里面。所述弹性部件可以使传感器面在静止状态保持与传感器线圈间隔。所述传感器面可以活动地设置在基本穿过传感器线圈极的轴向上。所述弹性部件例如可以是盘簧。连接可以以固定距离布置。例如，所述传感器线圈可以与外壳保持相对于弹性部件第一棱边给定的相对位置。所述弹性部件的第二棱边可以与传感器面连接。有意义的相互影响参数是传感器线圈与传感器面之间的距离。由于影响在传感器线圈上的电压可以具有与传感器线圈中电流的错相。通过影响可以调整表征在传感器线圈与传感器面之间距离的传感器线圈阻抗。如果传感器线圈与传感器面的距离变化，则影响的大小和相关的传感器线圈的阻抗也变化。这种变化可以由传感器线圈、例如通过测量阻抗检测。通过变化可以确定传感器线圈与传感器面的距离。通过影响还可以调整表征在传感器线圈与传感器面之间距离的包括传感器线圈的传感器振荡回路的谐振频率。通过影响同样可以调整表征在传感器线圈与传感器面之间距离的包括传感器线圈的传感器振荡回路的品质。所述传感器线圈的阻抗、传感器振荡回路的谐振频率或传感器振荡回路的品质或者其任意的组合可以在使用适合的评价装置或测量装置的条件下通过已知的方法确定。分别由阻抗或谐振频率或品质本身或者其组合可以推断在传感器线圈与传感器面之间的距离，例如在使用预先确定的基准值的条件下。

所述传感器线圈可以静止地构成，并且所述传感器面可以设计成，执行相对运动。同样，所述传感器面可以静止地构成，并且所述传感器线圈设计成，执行相对运动。同样，所述传感器面和传感器线圈可以分别活动地构成，并且由一个或多个弹性部件中的力平衡确定传感器组成部分的位置。根据涡流传感器的使用领域可以选择相应的涡流传感器结构形式。