[发明专利]位移传感器

说明书

本发明涉及一种位移传感器(1)，包括：测量值指示器(2)和至少两个分配给测量值指示器(2)的传感器单元(3、4)，其中测量值指示器(2)能够相对于传感器装置(3、4)移动，并且具有沿着测量值指示器(2)至少一次从初始值变化到最终值的特征，该特征可以通过传感器单元(3、4)检测；和评估装置(6)，被构造为根据传感器单元(3、4)检测的特征值来确定测量值指示器(2)相对于传感器单元(3、4)的位置。本发明规定，测量值指示器(2)具有至少两个在运动方向上连续布置的区段(I‑IV)，沿着所述区段，特征相应地从至少初始值变化到至少最终值，其中所述区段(I‑IV)中的变化具有不同的斜率。

技术领域

本发明涉及一种位移传感器，具有：测量值指示器以及至少两个分配给测量值指示器的传感器单元，其中测量值指示器相对于传感器单元是可移动的，并且具有沿测量值指示器变化的特征，该特征能够通过传感器单元检测；和评估装置，被构造为根据传感器单元检测的特征值来确定测量值指示器相对于传感器单元的位置。

此外，本发明涉及一种用于操作上述位移传感器的方法。

背景技术

为了监测或检测线性运动或旋转运动或由此涉及的路径，已知使用磁性、电感式或电容式的传感器装置。它们分别具有测量值指示器，该测量值指示器与要检测位置的元件固定连接，还具有一个或多个传感器单元，该传感器单元磁性地、电感式地地或电容式地监测测量值指示器的位置。因为测量值指示器具有在运动方向或位移方向上变化的特征，所以借助于传感器单元可以检测测量值指示器的唯一位置，只要该特征沿着运动路径改变，使得该特征的每个特征值仅出现一次。这能够确保简单地检测测量值指示器的位置，从而确保要监测的装置。

已知位移传感器的缺点在于，由于需要唯一的特征值，测量值指示器的运动范围受到限制。

发明内容

根据本发明的位移传感器具有的优点是：与已知的解决方案相比，测量路径或待检测的测量值指示器的运动路径可以显著延长。根据本发明，测量值指示器具有至少两个在运动方向上连续布置的区段，沿着该区段，该特征相应地至少从初始值变化到至少最终值，其中该区段中的变化具有不同的斜率。如上所述，待检测的特征在测量值指示器的运动方向上从初始值变化到最终值。因此，该特征由于变化而具有斜率，该斜率可以被传感器单元检测到。该变化的斜率是由沿测量值指示器的每个位移单元的特征变化而引起(从测量值指示器的运动方向看)。这使得可以通过位移传感器检测到特征曲线(测量值指示器纵向范围上的特征值)，该特征曲线反映了斜率。通过考虑或确定当前斜率，由此实现了可以在运动方向上区分测量值指示器的多个区段。因为测量值指示器在运动方向上具有特征的不同斜率，所以根据当前检测的斜率和当前检测的特征值可以确定测量值指示器所处的精确位置，即使相应的特征值在测量值指示器的整个路径上出现多次。对此的前提是，沿着测量值指示器的运动方向多次出现的特征值位于测量值指示器的具有不同斜率的区段中，从而确保检测的特征值与斜率唯一对应，并因此与测量值指示器的一个区段唯一对应。因此，根据本发明的位移传感器允许在测量值指示器上存在多个区段，在这些区段中特征不同地变化，其中在每个区段中可以出现一次相应的特征值。因此，该特征例如可以沿着相应的区段始终相同地改变，也就是说从相同的初始值到相同的最终值，但是通过不同长度的路径使得特征的变化存在不同的斜率。优选地，每个区段具有相同的初始值和相同的最终值，从而使特征重复地变化。替代地，初始值和/或最终值可以不同。在任何情况下，由于不同的斜率，使得相邻区段可以具有重叠的值范围，这可以通过不同的斜率彼此区分。

本发明的优选实施例还规定，测量值指示器的位于运动方向上的至少一个区段中的特征不会改变。这产生了所谓的钳位区域，在该钳位区域内位移传感器的传感器值不会改变。该钳位区域可以例如在测量值指示器的一端，或者例如在具有不同斜率的两个区段之间。

此外优选地，从测量值指示器的运动方向上看，位移传感器的传感器单元连续地布置。因此，例如即使在测量值指示器处于静止状态下，也可以确保通过传感器单元简单且可靠地检测斜率。