專利名稱：利用兩個測量線圈確定成形表面與相對于其移動的功能面之間距離的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用測量裝置確定在距離確定方向上成形(profiliert)的導電表面與相對于該表面移動的功能面之間距離的方法，在該測量裝置中一個帶有分別用于產生電磁交變場的第一和第二測量線圈的傳感器在輸入端與振蕩器裝置連接，而在輸出端利用它的提供與第一和第二測量線圈分別距該表面之間的距離相對應的第一和第二測量參數的輸出端通過解調器裝置與一個用于獲得與該第一和第二測量參數對應的第一和第二數字測量值的模擬-數字轉換器裝置連接，并且其中，在該模擬-數字轉換器裝置上連接了一個計算模塊。
背景技術：
這種類型的方法由德國專利說明書DE 19525131 C2公開。在該公知的方法中采用了一個帶有兩個測量線圈的傳感器，這兩個測量線圈垂直于導電的表面直接地依次設置并且還相互錯開。這兩個測量線圈在公知的方法中輸入端分別加載一個振蕩器的頻率，其中，振蕩器頻率相互不同。根據各個傳感器距該導電表面的距離，在測量線圈中產生阻抗變化，借助于與測量線圈輸出端連接的差分放大器采集該阻抗變化。借助后接于該差分放大器的、帶有兩個解調器和一個后接于這些解調器的具有兩個EPROM的電路的解調器裝置，產生了與傳感器的各個線圈距該導電表面的距離相對應的數字測量值。該數字測量值被送至比較器形式的計算模塊，并且在那里檢查在引入一定的誤差范圍的條件下兩個測量線圈的數字測量值是否一致。如果一致，則將分別采集到的距離確定為正確的，并且由計算模塊產生一個OK信號。
發明內容
本發明要解決的技術問題是，這樣構造一種用于確定在距離確定方向上成形的導電表面與相對于其移動的功能面之間距離的方法，使得利用該方法確定距離盡可能地獨立于該導電表面的外形。如果該成形的導電表面是磁懸浮軌道系統的長定子的表面，則利用該公知的方法應該允許降低了所謂的槽-鋸齒-波痕(Nut-Zahn-Ripple)(即測量線圈在經過鋸齒和槽時的阻抗變化)的距離測量。
為了解決上述技術問題，在上述方法中采用這樣一種傳感器，其第二測量線圈被以一個距第一測量線圈的固定的已知距離設置在該第一測量線圈背對成形的表面的一側上，并且在計算模塊中，在考慮基準數字值以及該固定的距離的條件下根據第一和第二數字測量值計算一個給出功能面與該表面的距離的距離測量值，其中，該基準數字值對應于位于該表面的影響范圍之外的、分配給測量線圈的基準線圈的測量值。
按照本發明的方法的基本優點在于，利用其盡可能地消除了該成形的導電表面的外形對測量結果的影響；在磁懸浮軌道系統中測量結果不會明顯受到槽-鋸齒-波痕的影響。另一種優點在于，可以補償由于溫度變化造成的距離測量誤差。
如果在按照本發明的方法中采用具有線性特征曲線的傳感器，則具有優勢的是，在所述計算模塊中根據關系d=f(N1-N3N2-N1·a)]]>確定一個給出功能面與該表面的距離的距離測量值，其中，N1表示第一數字測量值，N2表示第二數字測量值，N3表示基準數字值，而a表示測量線圈之間的固定距離。在此，優選地考慮，直接地利用從上面給出的商與固定距離a的乘積確定距離d。
反之，如果在按照本發明的方法中的傳感器具有非線性的特征曲線，則優選地根據關系d=ln(N1)-ln(N3)ln(N2)-ln(N1)·a]]>實現所述距離的確定，其中，N1表示第一數字測量值，N2表示第二數字測量值，N3表示基準數字值，而a表示該固定距離。
在按照本發明的方法中，可以以不同的方式提供用于確定各個距離的基準數字值。因此具有優勢的是，借助所述傳感器的基準線圈獲得所述基準數字值，該基準線圈被靠近測量線圈地設置在所述表面的影響范圍之外。
不過，被視為特別具有優勢的是，將所述基準數字值存儲在計算模塊的存儲器中，并且在確定距離時從該存儲器中調出。也就是說，在這種情況下可以省去單獨的基準線圈。不過，在該實施方式中基準數字值要與相應的溫度匹配。
為了確保利用本發明的方法確定的導電表面與移動的功能面之間的距離的測量結果是正確的，在計算模塊中通過變換分別根據第一和第二數字測量值構造第一和第二數字距離測量參數，并且在獲得了一個比較參數的情況下對兩個數字距離測量參數進行相互比較；根據一個與測量線圈之間的固定距離對應的比較參數由該計算模塊產生一個傳感器可靠信號。在此，在傳感器可靠信號的產生中優選地允許比較參數的一定誤差范圍。
為了在實施按照本發明的方法中進一步提高測量可靠性，借助于一個轉換裝置，在一個開關狀態中將第一測量線圈的輸入端連接到一個基準電壓上并為第二測量線圈的輸入端加載振蕩器頻率；在另一個開關狀態中將第二測量線圈的輸入端連接到該基準電壓上并為第一測量線圈的輸入端加載振蕩器頻率；根據在不同的開關狀態中在模擬-數字轉換器裝置的輸出端上形成的信號在計算模塊中確定一個干擾信號。按照這種方式可以消除例如通過多個相鄰的傳感器系統的運行可能出現的干擾。
按照本發明的方法可以如下特別具有優勢地執行由振蕩器裝置為兩個測量線圈加載相同頻率的信號，并且這樣交替地進行所述相同頻率的信號的加載，使得在一個時刻僅僅分別加載一個測量線圈。由此，不僅可以保持針對振蕩器裝置的花費小，而且也可以相同地實施測量線圈并在必要時相同地實施由測量線圈構成的振蕩電路。
在按照本發明的方法中可以采用不同結構的振蕩器裝置來輸出相同頻率信號的。因此，被視為具有優勢的是，振蕩器裝置具有兩個受到交替控制的振蕩器。
同樣表現為具有優勢的是在一個具有兩個輸出相同頻率信號的振蕩器的振蕩器裝置條件下，交替地將這些振蕩器與它們分別后接的測量線圈連接。
特別具有優勢的還有在一個具有唯一一個振蕩器的振蕩器裝置條件下，交替地將該振蕩器的輸出端與第一或第二測量線圈連接，因為在這種情況下對于振蕩器裝置一個唯一的振蕩器就夠用。
此外，本發明還涉及一種利用測量裝置確定在距離確定方向上成形的導電表面與相對于該表面移動的功能面之間距離的裝置，其中，一個帶有分別用于產生電磁交變場的第一和第二測量線圈的傳感器在輸入端與振蕩器裝置連接，而在輸出端利用它的提供與第一和第二測量線圈分別與該表面之間的距離對應的第一和第二測量參數的輸出端通過解調器裝置與一個用于獲得與該第一和第二測量參數對應的第一和第二數字測量值的模擬-數字轉換器裝置連接，并且其中，在該模擬-數字轉換器裝置上連接了一個計算模塊。這種裝置在上面已經詳細地說明的德國專利說明書DE19525131 C2中進行了描述。
本發明要解決的技術問題是，這樣進一步地開發該裝置，使得允許不受該表面的外形的影響地對成形的導電表面與功能面之間的距離進行測量。
為了解決上述技術問題，按照本發明將該傳感器的第二測量線圈以一個規定的距離設置在該第一測量線圈背對成形的表面的一側上，并且這樣地實施該計算模塊，使得在其中在考慮基準數字值以及該固定的距離的條件下根據第一和第二數字測量值計算一個給出功能面與該表面的距離的距離測量值，其中，該基準數字值對應于位于該表面的影響范圍之外的、分配給測量線圈的基準線圈的測量值。
按照本發明的裝置的基本優點在于，利用其盡可能地消除了該導電表面的外形對在相對于該表面移動的功能面中距離測量的影響，并且溫度變化對測量結果也沒有明顯的影響。
在按照本發明的裝置中可以不同地實施該計算模塊；一種具有優勢的實施方式在于，這樣地實施該計算模塊，使得在其中可以根據關系d=f(N1-N3N2-N1·a)]]>確定距離測量值，其中，N1表示第一數字測量值，N2表示第二數字測量值，N3表示基準數字值，而a表示固定距離，其中，該基準數字值對應于位于該表面的影響范圍之外的、分配給測量線圈的基準線圈的測量值。如果按照本發明的裝置的傳感器具有大致線性的特征曲線，則計算模塊的這種實施方式總是優選的。
如果不是這種情況，則如下實現線性化的特征曲線被視為是具有優勢的這樣地實施該計算模塊，使得在其中根據關系d=ln(N1)-ln(N3)ln(N2)-ln(N1)·a]]>實現所述距離的確定，其中，N1表示第一數字測量值，N2表示第二數字測量值，N3表示基準數字值，而a表示該固定距離，其中，該基準數字值對應于位于該表面的影響范圍之外的、分配給測量線圈的基準線圈的測量值。
在按照本發明的裝置中可以實際地具有一個基準線圈。這樣，所述基準線圈被設置在所述傳感器上該表面的影響范圍之外。因此，基準線圈的阻抗不受導電表面的影響，并且允許了對于距離測量結果的溫度影響的補償。
在按照本發明的裝置的一種特別優選的實施方式中，為所述計算模塊配備一個其中存儲了所述基準數字值的存儲器。在這種情況下，省去了基準線圈并且一定程度上虛構地采用基準線圈。不過，在此要考慮到，基準數字值與各個溫度匹配。
在按照本發明的裝置中可以不同地構成振蕩器裝置。被視為特別具有優勢的是，所述振蕩器裝置具有兩個輸出相同頻率信號的振蕩器，并且所述振蕩器通過轉換裝置這樣地與其分別后接的測量線圈連接，使得僅僅分別一個測量線圈與其前接的振蕩器連接。通過這種裝置保證了，測量線圈相互去耦合并且不會在測量結果失真的條件下相互影響。
不過，還可以優選的是，所述振蕩器裝置具有唯一的一個振蕩器，以及該振蕩器在輸出端通過轉換裝置這樣與兩個測量線圈連接，使得在一個時刻僅僅分別將一個測量線圈連接到該振蕩器上。按照本發明的裝置的這種實施方式的優點在于，對于其唯一的一個振蕩器就夠用。
如果按照本發明的裝置配備了基準線圈，則為了實現盡可能簡單構造的裝置被視為具有優勢的是，在所述傳感器和所述解調器裝置之間設置一個由計算模塊時鐘控制的多路復用器。
此外，為了實現特別可靠的測量結果被視為具有優勢的是，所述振蕩器裝置輸出正弦形式的電壓以及分別兩個相互錯開90°相位的矩形電壓作為相同頻率的信號，以及兩個矩形電壓分別處于兩個后接一個測量線圈并且構成解調器裝置的解調器的控制輸入端。
此外，被視為具有優勢的是，所述轉換裝置包含兩個同步工作的轉換開關，以及在該轉換裝置的一個開關位置上通過一個轉換開關將第一測量線圈連接到該振蕩器上并通過另一個轉換開關同時將第二測量線圈連接到基準電壓源上，而在轉換裝置的另一個開關位置將第一測量線圈連接到該基準電壓源上并同時將第二測量線圈與該振蕩器連接。也就是說，按照本發明的裝置的該結構使得可以，消除通過例如由于旁邊設置的其它傳感器造成的外部影響或者磁場所形成的外來干擾。
此外，被視為具有優勢的是，在第一測量線圈和其后接的解調器之間設置第一加法器，而在第二測量線圈和其后接的解調器之間設置第二加法器，并且第一測量線圈后接的移相器與第二加法器連接，而第二測量線圈后接的移相器與第一加法器連接。
為了進一步說明本發明，圖1示意地示出處于其相對于成形的表面的位置上的按照本發明構成的傳感器，圖2示出按照本發明的傳感器的另一個實施例，圖3示出帶有基準線圈的按照本發明的測量裝置的實施例，圖4示出帶有唯一的振蕩器和后接的轉換開關的測量裝置的另一個實施例，圖5示出帶有振蕩器和連接在基準電壓上的轉換開關的另一個實施例，圖6示出帶有振蕩器和處于基準電壓上的、具有干擾信號補償的轉換開關的另一個實施例，圖7示出帶有兩個振蕩器和轉換開關的實施例。
具體實施例方式
如可以從圖1中看出的那樣，那里所示出的傳感器1具有第一測量線圈2和第二測量線圈3。兩個測量線圈具有本身相同的電特征值，如電感和品質。這兩個測量線圈2和3以規定的距離a相互設置，并且垂直于成形的導電表面4；在此，距離a顯著地小于距離確定的測量范圍。該表面可以是有磁懸浮軌道系統的定子的表面構成；在這種表面4中的槽和鋸齒構成了該表面的外形并且按照未示出的方式垂直于紙面并排延伸。傳感器1按照未示出的方式與一個可以相對于表面4移動的功能面連接，該功能面在磁懸浮軌道系統中由磁懸浮軌道車輛的所謂的支承磁鐵(Tragmagnet)構成。
此外，為傳感器1配備了基準線圈5，其被設置在導電的表面4的影響范圍之外，即其不受在該導電的表面4中的渦流效應的影響。在所示出的實施例中，基準線圈5距第一測量線圈2的距離對應于利用所示出的傳感器1可以采集到的測量線圈2與導電的表面4的距離d的最大的測量范圍dmax。基準線圈5就電感和品質而言與兩個測量線圈2和3一致。
在圖2中示出的傳感器9中，不同地實現第一和第二測量線圈。在此，將第一測量線圈10置入到外殼12的相對于第二區域13進行屏蔽的區域11中。在該第二區域13中置入第二測量線圈14，并且又是以相對于第一測量線圈10的距離a設置的，其中在此距離a可以是小于測量線圈的高度的，因為測量線圈10和14是側向相互錯開的。圖2中用“M”表示兩個測量線圈之間的磁耦合，而用“φs”表示例如來自另一個相鄰的傳感器的干擾場的影響。
圖3示出了按照本發明裝置的測量裝置，其包括振蕩器20，在該振蕩器上分別通過一個電壓電流變換器21、22和23連接其它部分沒有進一步示出的傳感器27的在此僅僅示意地示出的第一測量線圈24、第二測量線圈25和基準線圈26。
與傳感器27在一個未示出的功能面上與一個同樣未示出的成形的表面的距離改變相對應，測量線圈24和25在它們的輸出端上提供電壓U1和U2；在此，電壓U1對應于第一測量線圈24與這里未示出的導電的表面的距離，而電壓U2相應于兩個測量線圈的阻抗變化地對應于第二測量線圈25距成形的表面的距離對應。基準線圈26的電壓U3獨立于距離，是對于在傳感器27上有關溫度的一種量度。電壓U1至U3施加到多路復用器28的輸入端，該多路復用器的輸出端與一個解調器29形式的解調器裝置連接。該解調器29后接一個作為模擬-數字轉換器裝置的模擬-數字轉換器30，在該模擬-數字轉換器的輸出端上連接了一種微控制器形式的計算模塊31；該計算模塊31通過連接線32控制多路復用器28。在計算模塊31的輸出端33上形成與按照圖1和圖2的距離d相對應的距離測量值Z。
圖3所示的測量裝置按照如下的方式工作將由多路復用器28分別依次在解調器29上輸出的電壓在該處借助由振蕩器20通過導線34送入的矩形脈沖分別進行解調。將依次在解調器29的輸出端上形成的測量參數在模擬-數字轉換器30中轉換為數字測量值N1至N3。在此，按照關系N1＝Im(Zc)+k·d得出N1，其中，Im(Zc)表示測量線圈24的耦合阻抗的虛部，而k表示比例系數。按照關系N2＝Im(Zc)+k·d計算數字測量值N2，其中，Im(Zc)表示第二測量線圈25的耦合阻抗的虛部，而k再次表示比例系數。基準數字值是通過N3＝Im(Zc)給出的，其中，Im(Zc)表示基準線圈26的阻抗的虛部。兩個測量線圈的耦合阻抗Zc可以按照優選的方式如在在先的德國專利申請10332761.4-52中描述的那樣確定。然后，將值N1至N3在計算模塊33中例如按照關系d=N1-N3N2-N1·a]]>進行分析，其中，N1是由于第一測量線圈24的數字測量值，N2是由于第二測量線圈25的數字測量值，N3是由于基準線圈26的基準數字值；而在此a是在圖3中沒有給出的、第一測量線圈24和第二測量線圈25之間的恒定的已知距離，如在圖1中示例示出的那樣。
根據圖4的按照本發明的裝置的測量裝置的實施例是一個基本上兩通道的結構，不過其首先被單通道地實施，方法是提供一個唯一的振蕩器40，該振蕩器通過轉換裝置41交替地與電壓電流變換器42或另一個電壓電流變換器43連接。變換器42和43后接傳感器44，并且是按照這樣的方式在此僅僅示意地示出的第一測量線圈45與電容46串聯以便構成加載有變換器42的輸出電流的諧振電路。另一個電壓電流變換器43后接有在構成諧振電路條件下與另一個電容48串聯的第二測量線圈47。
在傳感器44的輸出端上出現的電壓U4和U5分別施加在解調器裝置51的解調器49和50上。每個解調器49或50由振蕩器40加載相互相移90°的兩個矩形電壓Ur1和Ur2或Ur3和Ur4。由此，在解調器49和50的輸出端上按照公知的方式形成與第一和第二測量線圈45和47的阻抗對應的測量參數的實部Re1和Re2以及虛部Im1和Im2，這些測量參數在后接的模擬-數字轉換器裝置54的模擬-數字轉換器52和53中被轉換為數字測量值。
在計算模塊55中按照上面給出的關系對在模擬-數字轉換器52和53的輸出端上的數字測量值N1和N2進行分析，并且在輸出端54提供功能面距成形的導電表面的有關距離d(參看例如圖1)的距離測量值Z。這在計算模塊55的功能測量值采集55a中實現，該計算模塊此外配備了存儲器59，在該存儲器中存儲了對應于虛構的基準線圈的基準數字值。從該存儲器59中調用基準數字值N3。可以使該基準數字值N3按照未示出的方式借助于一個后接有電子電路的溫度傳感器跟蹤測量裝置的有關溫度。
如圖4還示出的那樣，在計算模塊55中還提供了可靠性監視55b作為這樣的功能其將分別將第一和第二測量線圈45和47的數字測量值N1和N2本身變換成距離測量值，并且檢驗所確定的距離測量值的差值按照一定的誤差是否與距離a對應。如果保持了誤差界限，在由計算模塊55輸出指示測量正常的可靠信號Si。此外，在可靠性監視55b中檢驗振蕩器40的正確功能。
轉換裝置41此外還由計算模塊55的時鐘發生器時鐘控制。
在根據圖4的測量裝置中不僅正確地確定距離測量值并且監視正確的工作方式，而且還通過采用轉換裝置41消除了兩個測量線圈之間耦合的影響。
在圖5中示出的測量裝置大部分與根據圖4的測量裝置一致，因此在此首先明確地參考對圖4的描述；與根據圖4的元件一致的部件在圖5中標記了同樣的參考標記。
根據圖5的裝置與根據圖4的裝置的差別在于，在此采用了一個帶有兩個轉換開關61和62的轉換裝置60，利用這些轉換開關在一種開關狀態中可以將第一測量線圈45連接到基準電壓Ref上并且將第二測量線圈47連接到振蕩器40的輸出端上。在轉換開關61和62的第二開關位置上將第一測量線圈45連接到振蕩器40的輸出端上并且將第二測量線圈47連接到基準電壓Ref上。
例如，如果根據圖5的測量裝置中第一測量線圈45位于基準電壓，則可以采集該第一測量線圈45的干擾環境。如果第一測量線圈45位于振蕩器40的輸出端，則對應于距離d(見例如圖1)采集測量值。第二測量線圈47對應地工作，使得可以由計算模塊63利用由第二測量線圈47確定的干擾計算在某個時刻例如由第一測量線圈45所確定的距離值，并且可以在功能55c中確定干擾信號St，然后將其在功能測量值采集55a中加以考慮。
圖6示出了另一種消除出現的干擾的類型，圖6示出了與根據圖5類似的測量裝置，因此在此再次出于簡化的原因首先參考對于圖5的描述。與根據圖6的實施方式的差別是，在根據圖6的測量裝置中測量線圈45和47分別后接一個加法器70和71的各一個輸入端。加法器70和71的各自的另一個輸入端通過移相器72或73分別與另一個(不是直接前接的)測量線圈47或45的輸出端連接。在加法器70和71中消除了干擾信號，使得在該實施例中為解調器49和50引入的測量值不含干擾，并且因此可以如結合圖4描述的那樣被進一步處理。
根據圖7的實施例最大程度上對應于根據圖5的實施例；重要的區別在此僅僅在于，采用了兩個振蕩器80和81，它們本身分別與轉換裝置60的轉換開關61和62連接。除此之外，與根據圖5的測量裝置一致。
權利要求
1.一種利用測量裝置確定在距離確定方向上成形的導電表面與相對于該表面移動的功能面之間距離的方法，在該測量裝置中，●一個帶有分別用于產生電磁交變場的第一和第二測量線圈的傳感器在輸入端與振蕩器裝置連接，而在輸出端利用它的提供與第一和第二測量線圈分別與該表面之間的距離相對應的第一和第二測量參數的輸出端通過解調器裝置與一個用于獲得與該第一和第二測量參數相對應的第一和第二數字測量值的模擬-數字轉換器裝置連接，并且其中，●在該模擬-數字轉換器裝置上連接了一個計算模塊，其特征在于，●采用這樣一個傳感器(1)，其第二測量線圈(3)被以一個距第一測量線圈(2)的固定的已知距離設置在該第一測量線圈(2)背對成形的表面(4)的一側上，并且●在計算模塊(31)中在考慮基準數字值(N3)以及該固定的距離的條件下從第一和第二數字測量值(N1，N2)中計算一個給出功能面距該表面(4)的距離的距離測量值，其中，該基準數字值(N3)對應于位于該表面(4)的影響范圍之外的、分配給測量線圈(2，3)的基準線圈(5)的測量值(圖1/圖3)。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，●在所述計算模塊(31)中根據關系d=f(N1-N3N2-N1·a)]]>確定給出功能面距該表面(4)的距離的距離測量值，其中，N1表示第一數字測量值，N2表示第二數字測量值，N3表示基準數字值，而a表示該固定距離。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，●根據關系d=ln(N1)-ln(N3)ln(N2)-ln(N1)·a]]>實現所述距離的確定，其中，N1表示第一數字測量值，N2表示第二數字測量值，N3表示基準數字值，而a表示該固定距離。
4.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，●借助于所述傳感器(1)的基準線圈(5)獲得所述基準數字值(N3)，該基準線圈(5)被靠近所述測量線圈(2，3)地設置在所述表面(4)的影響范圍之外。
5.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，●將所述基準數字值(N3)存儲在計算模塊(55)的存儲器(59)中，并且在確定距離時從該存儲器(59)中調出。
6.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，●在計算模塊(55)中通過變換分別根據第一和第二數字測量值(N1，N2)構造第一和第二數字距離測量參數，●在獲得了一個比較參數的情況下將兩個數字距離測量參數相互進行比較，以及●根據一個與測量線圈(45，47)之間的固定距離對應的比較參數由該計算模塊(55)產生一個傳感器可靠信號(Si)。
7.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，●借助于一個轉換裝置(60)，在一個開關狀態中將第一測量線圈(45)的輸入端連接到一個基準電壓(Ref)上并為第二測量線圈(47)的輸入端加載振蕩器頻率，而在另一個開關狀態中將第二測量線圈(47)的輸入端連接到該基準電壓(Ref)上并為第一測量線圈(45)的輸入端加載振蕩器頻率，以及●根據在不同的開關狀態中在模擬-數字轉換器裝置(54)的輸出端形成的信號在計算模塊(63)中確定一個干擾信號(St)。
8.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，●由振蕩器裝置(40)為兩個測量線圈(45，47)加載相同頻率的信號，以及●所述相同頻率的信號的加載這樣交替地進行，使得在一個時刻僅僅分別加載一個測量線圈(45，47)。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，●在一個具有兩個輸出相同頻率信號的振蕩器的振蕩器裝置的情況下，交替地控制這些振蕩器。
10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，●在一個具有兩個輸出相同頻率信號的振蕩器(80，81)的振蕩器裝置的情況下，交替地將這些振蕩器(80，81)與它們分別后接的測量線圈(45，47)連接。
11.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，●在一個具有一個唯一的振蕩器的振蕩器裝置的情況下，交替地將該振蕩器(40)的輸出端與第一或第二測量線圈(45，47)連接。
12.一種利用測量裝置確定在距離確定方向上成形的導電表面與相對于該表面移動的功能面之間的距離的裝置，其中，●一個帶有分別用于產生電磁交變場的第一和第二測量線圈的傳感器在輸入端與振蕩器裝置連接，而在輸出端上利用它的提供與第一和第二測量線圈分別與該表面之間的距離相對應的第一和第二測量參數的輸出端通過解調器裝置與一個用于獲得與該第一和第二測量參數相對應的第一和第二數字測量值的模擬-數字轉換器裝置連接，并且其中，●在該模擬-數字轉換器裝置上連接有計算模塊，其特征在于，●將該傳感器(1)的第二測量線圈(3)以一個規定的距離設置在該第一測量線圈(2)背對成形的表面(4)的一側上，并且●這樣地實施該計算模塊(31)，使得在其中在考慮基準數字值(N3)以及該固定的距離的情況下根據第一和第二數字測量值(N1，N2)計算出一個給出功能面距該表面(4)的距離的距離測量值，其中，該基準數字值(N3)對應于位于該表面(4)的影響范圍之外的、分配給測量線圈(2，3)的基準線圈(5)的測量值。
13.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于，●這樣地實施該計算模塊(31)，使得在其中可以根據關系d=f(N1-N3N2-N1·a)]]>確定距離測量值，其中，N1表示第一數字測量值，N2表示第二數字測量值，N3表示基準數字值，而a表示該固定距離，其中，該基準數字值對應于位于該表面(4)的影響范圍之外的、分配給測量線圈(45，47)的基準線圈(55)的測量值。
14.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于，●這樣地實施該計算模塊，使得在其中根據關系d=ln(N1)-ln(N3)ln(N2)-ln(N1)·a]]>實現所述距離的確定，其中，N1表示第一數字測量值，N2表示第二數字測量值，N3表示基準數字值，而a表示該固定距離，其中，該基準數字值對應于位于該表面(4)的影響范圍之外的、分配給測量線圈(2，3)的基準線圈(5)的測量值。
15.根據權利要求12至14中任一項所述的裝置，其特征在于，●所述基準線圈(5)被設置在所述傳感器(1)上該表面(4)的影響范圍之外。
16.根據權利要求12至14中任一項所述的裝置，其特征在于，●為所述計算模塊配備一個其中存儲了所述基準數字值(N3)的存儲器(59)。
17.根據權利要求12至16中任一項所述的裝置，其特征在于，●所述振蕩器裝置具有兩個輸出相同頻率信號的振蕩器(80，81)，并且●所述振蕩器(80，81)通過轉換裝置(60)這樣與其分別后接的測量線圈(45，47)連接，使得僅僅分別一個測量線圈(45，47)與其前接的振蕩器(80，81)連接。
18.根據權利要求12至16中任一項所述的裝置，其特征在于，●所述振蕩器裝置具有一個唯一的振蕩器(40)，以及●該振蕩器(40)在輸出端通過轉換裝置(41)這樣與兩個測量線圈(45，47)連接，使得在一個時刻僅僅分別將一個測量線圈(45，47)連接到該振蕩器(40)上。
19.根據權利要求15所述的裝置，其特征在于，●在所述傳感器(27)和所述解調器裝置(29)之間設置了一個由計算模塊(31)時鐘控制的多路復用器(28)。
20.根據權利要求12至19中任一項所述的裝置，其特征在于，●所述振蕩器裝置(40)輸出正弦形式的電壓以及兩個分別相互錯開90°相位的矩形電壓(Ur1，Ur2，Ur3，Ur4)作為相同頻率的信號，以及●該矩形電壓(Ur1，Ur2，Ur3，Ur4)處于兩個分別后接一個測量線圈(45，47)并且構成解調器裝置(51)的解調器(49，50)的控制輸入端。
21.根據權利要求17或20所述的裝置，其特征在于，●所述轉換裝置(60)包含兩個同步工作的轉換開關(61，62)，以及●在該轉換裝置(60)的一個開關位置上通過一個轉換開關(61)將第一測量線圈(45)連接到該振蕩器(40)上并通過另一個轉換開關(62)同時將第二測量線圈(47)連接到基準電壓源(Ref)上，而在轉換裝置(60)的另一個開關位置將第一測量線圈(45)連接到該基準電壓源(Ref)上并同時將第二測量線圈(47)與該振蕩器(40)連接。
22.根據權利要求20或21所述的裝置，其特征在于，●在第一測量線圈(45)和其后接的解調器(49)之間設置第一加法器(70)，而在第二測量線圈(47)和其后接的解調器(50)之間設置第二加法器(71)，以及●第一測量線圈(45)后接的移相器(72)與第二加法器(71)連接，而第二測量線圈(47)后接的移相器(73)與第一加法器(70)連接。
全文摘要
本發明涉及利用測量裝置確定在距離確定方向上成形的導電表面與相對于該表面移動的功能面之間距離的一種方法和一種裝置，在該測量裝置中兩個測量線圈位于振蕩器裝置上并且輸出端通過解調器裝置與一個模擬－數字轉換器裝置連接，在該模擬－數字轉換器裝置上連接有計算模塊。為了能夠在這種方法以及裝置中盡可能地不受該導電表面的外形以及環境溫度的改變的影響地進行距離測量，采用這樣一個傳感器(1)，其第二測量線圈(3)被以一個距第一測量線圈(2)的固定的已知距離設置在該第一測量線圈(2)的背對成形的表面(4)的一側上。在計算模塊(31)中在考慮兩個測量線圈(2，3)的數字測量值(N1，N2)和基準數字值(N3)以及該固定的距離的條件下計算功能面與該表面(4)的距離。
文檔編號G01B7/14GK101072980SQ200580042262
公開日2007年11月14日 申請日期2005年9月29日 優先權日2004年10月8日
發明者羅伯特·施米德, 本諾·韋斯, 沃納·格魯默, 費利克斯·梅德尼科夫, 馬丁·塞倫 申請人:西門子公司, 邁克羅－埃普塞朗測量技術兩合公司
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