DE102011000486A1 - Absolutes Positionsmesssystem - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein absolutes Positionsmesssystem zur Bestimmung der Lage zweier relativ zueinander beweglicher Objekte mit einem am ersten Objekt angeordneten magnetischen Kodeträger, einem am zweiten Objekt angeordneten magnetostriktiven Sensorsystem zur Abtastung des Kodeträgers und einer Auswerteeinheit, die aus den Signalen des Sensorsystems die Lage des ersten Objekts bezüglich des zweiten Objekts ermittelt. Hierbei ist vorgesehen, dass der Kodeträger (1) eine Kodespur (2) aufweist, welche abstandskodiert eine Anordnung von Permanentmagneten (3) besitzt, die in kodierter Form abschnittsweise die Absolutposition enthält und dass der Abtastbereich (9) des magnetostriktiven Messkopfes (6) an jeder Messposition einen eindeutig unterscheidbaren und sich im gesamten Messbereich nichtwiederholenden Kodeblock (11) beinhaltet.
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft ein absolutes Positionsmesssystem zur Bestimmung der Lage zweier relativ zueinander beweglicher Objekte gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und findet bei Längen- und/oder Winkelmesssystemen Anwendung.
- Stande der Technik
- Aus der
DE 10164121 C2 ist ein magnetostriktives Positionsmesssystem bekannt, welches die Position eines Magneten über die Laufzeit einer Torsionswelle eines nach dem magnetostriktiven Messverfahren aufgebauten Messsystems bestimmt. - Magnetostriktive Positionsmessverfahren benutzen einen Draht aus ferromagnetischem Material, als Wellenleiter. Wird ein Stromimpuls durch diesen Wellenleiter geschickt, erzeugt ein Magnet eine Torsionswelle, die sich mit einer konstanten Geschwindigkeit von 2800 m/s im Draht fortpflanzt und von einem Sensor erfasst werden kann. Aus der Laufzeit zwischen Stromimpuls und Torsionsimpuls lässt sich die Position des Magneten messen. Befinden sich mehrere Magnete in Reichweite des Wellenleiters können mehrere Positionen gleichzeitig gemessen werden, sofern die Abstände aller Magnete untereinander ein Mindestmass nicht unterschreiten. Dies ist notwendig, damit sich die Einzelimpulse der Torsionswellen nicht überlappen.
- Nachteil derartiger magnetostriktive Messsysteme ist, dass diese technisch nicht in unbeschränkter Länge herstellbar sind. Zum einen bestimmt die Laufzeit die Wiederholrate der Positionsbestimmung und damit die Zykluszeit des Messsystems und zum anderen beeinflusst die Wellenleiterlänge die Amplitude des Messsignals und ist bei grossen Längen nicht mehr auswertbar.
- Vorteilhaft gegenüber magnetmassstabgestützten Wegmesssystemen mit Magnetsensorabtastung ist, dass der nutzbare Justagebereich für die Lage des Magneten wesentlich gröbere Toleranzen zulässt. Somit lassen sich Abtastsysteme mit weit grösseren Justagetoleranzen realisieren. Des Weiteren kann der Justagetoleranzbereich durch die Materialwahl des Magneten beeinflusst werden. So kann durch Verwendung von Seltenerdemagneten der nutzbare Justagebereich nochmals deutlich vergrössert werden.
- Aus der
DE 19643538 A1 ist ein magnetmassstabkodiertes Wegmesssystem bekannt, welches zwei Spuren auf einem magnetischen Träger mit einer Magnetsensoranordnung abtastet. Dabei ist eine Spur als Inkrementalspur ausgeführt, die eine hohe Ortsauflösung nach Interpolation des zugrunde liegenden SinCos-Signals gewährleistet, und eine zweite Spur als Absolutspur ausgeführt, die aus der Absolutinformation die aktuell abgetastete Teilungsperiode der Inkrementalspur bestimmen lässt und bei der jeder kodierten Teilinformation ein Sensor zugeordnet ist. - Der Massstab derartiger Wegmesssysteme besteht zumeist aus einem flexiblen Metallband als Träger, auf dem eine magnetisierbare Schicht aufgebracht ist und auf der magnetische Strukturen bei der Herstellung als Folge von abstandskodierten N/S-Strukturen oder äquidistanten bzw. inkrementalen N/S-Teilungen geschrieben werden. Diese Massstäbe werden im Messkopf durch eine Anordnung von magnetisch empfindlichen Sensoren, wie Hall-, AMR- oder GMR-Sensoren, abgetastet.
- Nachteil derartiger Messsysteme ist, dass das Messprinzip hohe Anforderungen an die Führungsgenauigkeit zwischen Massstab und Abtastkopf stellt. Die Eigenschaften der Sensoren und die stark abstandsabhängige Feldstärke der Magnetkodierung bedingen, dass der Abstand zwischen Massstab und Abtastkopf entscheidenden Einfluss auf die Messunsicherheit des Gesamtsystems hat.
- Für die zumeist zur Auswertung von absolut kodierten Magnetstrukturen Verwendung findenden Hall-Sensoren gilt: je näher der Abtastkopf ohne Gefahr einer Berührung an dem Massstab entlang geführt werden kann, desto grösser ist die auswertbare Amplitude des Messsignals und damit desto kleiner die resultierende Messunsicherheit. Demgegenüber besitzen insbesondere AMR- oder GMR-Sensoren zur Auswertung inkrementaler Magnetteilungen einen durch die geometrische Gestaltung des Sensors bedingten optimalen Sollabstand.
- Insbesondere bei Messsystemen, die als Kombinationen von Absolut- und Inkrementalauswertung mit unterschiedlichen Magnetsensoren aufgebaut sind – z. B. Hall-Sensoren für die Absolutspur und AMR-Sensoren für die Inkrementalspur-, ist die Anschlussbedingung für die Zuordnung der aus der kodierten Spur gewonnenen Periodennummer der Inkrementalspur zur interpolierten SinCos-Position der Inkrementalspur in einem nur begrenzten Justagebereich sichergestellt.
- Weitere Einbautoleranzen werden bestimmt durch die Kodespurbreite und die Teilungsperiode der inkrementalen Spur bzw. der Rasterweite der Absolutspur.
- Offenbarung der Erfindung
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein absolutes Positionsmesssystem zur Bestimmung der Längen- bzw. Winkelposition zu schaffen, welches einen grossen absoluten Messbereich bei groben Justagetoleranzen und hoher Störsicherheit gewährleistet.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem absoluten Positionsmesssystem zur Bestimmung der Lage zweier relativ zueinander beweglicher Objekte mit den Merkmalen nach dem Patentanspruch 1 gelöst.
- Dabei ist am ersten Objekt eine in Messrichtung liegende Spur angeordnet, die kodiert, bevorzugt seriell kodiert, angeordnete Magnete, bevorzugt Permanentmagnete, trägt und am zweiten Objekt eine im Wesentlichen in Messrichtung liegende magnetostriktive Abtasteinheit angeordnet, die bei der Abtastung der Magnetanordnung vom ersten Objekt ein Sensorsignal, bevorzugt Analogsignal, bildet, aus der die absolute Lage zwischen dem ersten und dem zweiten Objekt ermittelt werden kann.
- Die Anordnung der Permanentmagnete vom ersten Objekt bildet einen nichtperiodischen Kode, der abschnittsweise abgetastet die Information über den aktuell abgetasteten Abschnitt entsprechend einer Kodevorschrift enthält. Die abschnittsweise Abtastung der Kodierung vom ersten Objekt über die magnetostriktive Abtasteinheit des zweiten Objektes erlaubt über dessen Sensorsignal die Zuordnung des abgetasteten Abschnitts zur Quellkodierung des Messorts.
- Die Länge des Abtastbereichs der magnetostriktiven Abtasteinheit muss so bemessen sein, dass an jeder Messposition alle Merkmale eines vollständigen Absolutkodeworts enthalten sind und dieses keine Wiederholungen im gesamten weiteren kodierten Massstabsbereich vom ersten Objekt besitzt.
- Die erfindungsgemässe Anordnung der seriell kodierten Abstände der Permanentmagnete in einem äquidistanten Raster gestattet einerseits eine störsichere Kodierung und andererseits eine kundenspezifische Magnetmontage nach Kodierungsvorschrift beispielsweise auf einem Lochrasterband.
- Eine eindeutig unterscheidbare und im gesamten Messbereich nicht wiederholende Kodeinformation setzt sich vorteilhafterweise aus mehreren in einem Raster angeordneten Magnetabständen in Form eines Kodeblocks zusammen. ssVorteilhafterweise setzt sich jeder Kodeblock aus mehreren Kodeelementen zusammen, wobei sich jedes Kodeelement aus dem Abstand benachbarter Permanentmagnete ergibt. Hierbei dürfen aufeinander folgende Kodeelemente, die jeweils einen Kodeblock bilden, keine weitere Wiederholung im gesamten Messbereich des Kodeträgers aufweisen. Ein definierter Teil eines Kodeblocks, z. B. der erste Permanentmagnet, definiert jeweils dessen Anfangsposition, welcher eine kodierte Messlänge auf der Kodespur bezüglich der absoluten Nullposition des Kodeträgers zugeordnet ist.
- Der Abstand zwischen dem als Bezugspunkt definierten Teil eines Kodeblocks zur absoluten Nullposition der magnetostriktiven Abtasteinheit bildet die lokale Absolutposition der magnetostriktiven Abtasteinheit.
- Die Summe aus fest kodierter Anfangsposition des aktuellen Kodeblocks zur absoluten Nullposition des Massstabs und der lokalen Absolutposition des aktuellen Kodeblocks bezüglich der magnetostriktiven Abtasteinheit bildet die aktuelle Ortslage der magnetostriktiven Abtasteinheit zur absoluten Nullposition des Massstabs als absolute Messlänge.
- Erfindungsgemässist die Länge des Abtastbereiches der magnetostriktiven Abtasteinheit unabhängig von der Länge des kodierten Messbereichs des Kodeträgers definiert. Somit sind magnetostriktive absolute Messsysteme gestaltbar, die gegenüber der Abtastlänge der magnetostriktiven Abtasteinheit einen deutlich grösssseren Messbereich abdecken können.
- Bei bevorzugten Ausführungsformen sind die ssPermanentmagneten in einem Winkel von 60° bis 120°, bevorzugt 80° bis 100°, besondrs bevorzugt 90° bezüglich der Messrichtung angeordnet. Hierbei ist die Auswirkung von Justage- und Führungsfehlern in nicht der Messrichtung zuordenbaren Richtungen minimal.
- Die Ausgestaltung des am ersten Objekt angeordneten Kodeträgers sswird vorteilhafterweise als kompaktes Band mit eingeschlossenen Magneten oder als Lochrasterband mit nach Vorschrift zu montierenden Magnethaltern ausgebildet. Ebenso ist jede andere kundenspezifische Anordnung der Permanentmagnete entsprechend Kodierungsvorschrift möglich.
- Zur Gestaltung von Winkelmesssystemen grosser Durchmesser kann Abtastkopf und Kodeträger in Kreisbogenform ausgeführt werden.
- Bei typischen Ausführungsformen wird entweder ein fest montierter Kodeträger durch eine bewegliche Abtasteinheit oder eine fest montierte Abtasteinheit durch einen beweglichen Kodeträger abgetastet werden.
- Die Kodierungsvorschrift bestimmt die maximale absolut kodierbare Messlänge des Massstabs und die minimale Abtastlänge des magnetostriktiven Messsystems. Grundsätzlich gilt: je geringer der mittlere Abstand benachbarter Magnete definiert wird, desto kürzer kann die Abtastlänge gestaltet werden, aber auch desto grösser ist die Anzahl Magnete je Meter Massstabslänge. Zu beachten ist, dass beim magnetostriktiven Messverfahren ein Mindestabstand zwischen zwei benachbarten Magneten zur eindeutigen Trennung im Wellenleiter-Signal eingehalten werden muss. Zur sicheren und eindeutigen Trennung der Kodeinformation sollte ausserdem ein hinreichend grobes Koderaster Verwendung finden. Die gesamt kodierbare Massstabslänge wird bestimmt durch die Grösse der Kodeinformation bzw. identifizierbare Kodeblockanzahl und den mittleren Magnetabstand und gestattet Ausführungsvarianten im km-Bereich.
- Gegenüber klassischen magnetostriktiven Wegmesssystemen grosser Messlängen lässt sich durch die vergleichsweise kurze Abtastlänge eine kleine Messzykluszeit und damit hohe Messdynanik erreichen.
- Durch die gleichzeitige Abtastung und Auswertung mehrerer in von der Kodierung vorgegebenem Abstand angeordneter Permanentmagnete lässt sich eine kleine Messunsicherheit und eine hohe Störsicherheit erreichen, wenn alle Magnetpositionen zur Berechnung der hochauflösenden lokalen Absolutposition der magnetostriktiven Abtasteinheit herangezogen werden.
- FIGURENBESCHREIBUNG
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand von drei Ausführungsbeispielen für absolute Längen- und Winkelmesssysteme näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 : den Aufbau eines Längenmesssystems mit als kompaktes Band ausgebildeten Kodeträger, -
2 : die Sensorsignalzuordnung zu1 ,3 und4 , -
3 : den Aufbau eines Längenmesssystems mit konfigurierbarem Koderaster, -
4 : den Aufbau eines Winkelmesssystems für grosse Radien. - Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
-
1 zeigt ein erstes absolutes Längenmesssystem, bei dem ein magnetostriktiver Messkopf6 linear beweglich zum als kompaktes Band mit eingeschlossenen Magneten ausgeführten Kodeträger1 angeordnet ist. -
2 zeigt das zugehörige Signalbild mit den funktionell getrennten Teilinformationen zur Bildung der Messposition. Die kodiert angeordneten Permanentmagneten3 sind in einer Kodespur2 jeweils 90° zur Messrichtung5 auf dem Kodeträger1 angeordnet. Der kodierte Messbereich10 des Kodeträgers1 ist deutlich grösser als der Abtastbereich9 der magnetostriktiven Abtasteinheit4 ausgeführt. Der magnetostriktive Messkopf6 besteht aus der magnetostriktiven Abtasteinheit (bzw. dem Wellenleiter)4 , Auswerteelektronik8 sowie Gehäuse und Kabelabgang. magnetostriktiver Messkopf6 und Kodeträger1 müssen relativ zueinander in Messrichtung5 beweglich geführt werden. - Alle im Abtastbereich
9 der magnetostriktiven Abtasteinheit4 befindlichen Permanentmagnete3 erzeugen eine Torsionswelle, die sich mit einer konstanten Geschwindigkeit von 2800 m/s im Draht fortpflanzt und als zeitlich versetztes Sensorsignal7 von einem Sensor erfasst werden können. Aus der Laufzeit zwischen Stromimpuls und Torsionsimpuls lassen sich die Positionen der Permanentmagnete3 bezüglich der absoluten Nullposition M0 der magnetostriktiven Abtasteinheit (kann auch als Wellenleiter bezeichnet werden)4 messen. Sofern die Position des ersten erfassten Permanentmagnets3 gleichzeitig die Anfangsposition AK des Kodeblocks11 definiert, bestimmt dessen Laufzeit die Messlänge LM zur Nullposition M0 des der magnetostriktiven Abtasteinheit4 . Alle weiteren erfassten Permanentmagnete3 definieren über ihren Abstand zueinander die Kodeelemente K1, K2 usw. entsprechend Kodevorschrift und bilden den Kodeblock11 . Jedem Kodeblock11 bzw. jeder Kodeblocknummer ist eine kodierte Messlänge LK bezüglich der absoluten Nullposition A0 des Kodeträgers1 zugeordnet. Aus der Summe der fest kodierten Messlänge LK des aktuell abgetasteten Kodeblocks11 und der Messlänge LM zur Nullposition M0 der magnetostriktiven Abtasteinheit4 ergibt sich die aktuelle absolute Messlänge L des magnetostriktiven Messkopfes6 bezüglich der absoluten Nullposition A0 des Kodeträgers1 . -
3 zeigt ein zweites absolutes Längenmesssystem, bei dem ein magnetostriktiver Messkopf6 linear beweglich zum als Lochrasterband13 mit nach Kodierungsvorschrift zu montierenden Magnethaltern12 ausgebildet ist. Die Auswertung entspricht dem ersten Beispiel und bezieht sich auf das zugehörige Signalbild mit den funktionell getrennten Teilinformationen zur Bildung der Messposition nach2 . - Über das Lochraster ist das Raster zur Anordnung der in Magnethaltern
12 eingebetteten Permanentmagnete3 vorgegeben. Anhand einer Vorschrift zur Anordnung der seriell kodierten Magnetabstände werden die Magnethalter12 in der Anwendung montiert. Fehler des Lochrasterabstandsmasses können individuell dauerhaft abgespeichert als Korrekturwerte in der Auswerteelektronik8 hinterlegt werden. -
4 zeigt ein absolutes Winkelmesssystem für grosse Radien, bei dem ein als Bogensegment ausgebildeter magnetostriktiver Messkopf6 auf einer Kreisbahn im Radius R eine kreisförmig ausgeführte kodierte Magnetanordnung einer Kodespur2 abtastet. Die Auswertung entspricht dem ersten Beispiel und bezieht sich auf2 . - Die erzielbaren Vorteile der erfindungsgemäss ausgestalteten Positionsmesssysteme nach
1 bis4 gegenüber
anderen magnetostriktiven Längenmesssystemen sind: - – keine Beschränkung der absolut erfassbaren Messlänge durch die Länge des Abtastbereiches der magnetostriktiven Abtasteinheit bzw. der Länge des Wellenleiters,
- – hohe Abtastrate bzw. kleine Messzykluszeit durch relativ kurze Länge des Wellenleiters gegenüber klassischen magnetostriktiven Messsystemen grosser Messlänge,
- – hohe Auflösung und kleine Messunsicherheit durch Einbeziehung aller Magnetpositionen in die Auswertung der Absolutposition,
- – variable Gestaltungsmöglichkeiten bei der Ausführung des Massstabs,
- – hohe Störsicherheit durch Redundanz der Kodierung,
- – Erkennbarkeit von fehlerhaft kodierten Magnetanordnungen bei Inbetriebnahme und im Betrieb, sowie anderen magnetmassstabgestützten Längenmesssystemen sind:
- – deutlich gröbere Justagetoleranzen in allen Koordinatenrichtungen zwischen Magnetmassstab und Messkopf sowie deutlich unkritischere Montagebedingungen für die Anbringung des Magnetmassstabs,
- – variable Gestaltungsmöglichkeiten bei der Ausführung des Magnetmassstabs bzw. der kodierten Magnetanordnung,
- – hohe Störsicherheit auch bei ungünstigen Umgebungsbedingungen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10164121 C2 [0002]
- DE 19643538 A1 [0006]
| | Kodeträger | 34 | α | Winkel (zwischen Messrichtung und Permanentmagnetausrichtung) | |
| | Kodespur | 35 | A0 | absolute Nullposition des Kodeträgers | |
| | Parmanentmagnet | 36 | M0 | absolute Nullposition der magnetostriktiven Abtasteinheit | |
| | Magnetostriktive Abtasteinheit | 37 | AK | Anfangsposition (des aktuellen Kodeblocks) | |
| | Messrichtung | 38 | K1 | erstes Kodeelement (des aktuellen Kodeblocks) | |
| | Magnetostriktiver Messkopf | 39 | K2 | weiteres Kodeelement (des aktuellen Kodeblocks) | |
| | Sensorsignal | 40 | LK | kodierte Messlänge | |
| | Auswerteelektronik | 41 | LM | Messlänge (des aktuellen Kodeblocks zur absolute Nullposition der magnetostriktiven Abtasteinheit) | |
| | Abtastbereich | 42 | L | aktuelle Messlänge zur absoluten Nullposition des Kodeträgers | |
| | Kodierter Messbereich | 43 | R | Radius | |
| | Kodeblock | 44 | |||
| | Magnethalter | 45 | |||
| | Lochrasterband | 46 |
Claims (9)
- Kodiertes magnetostriktives absolutes Positionsmesssystem zur Bestimmung einer Lage zweier relativ zueinander beweglicher Objekte mit – einem am ersten Objekt angeordneten magnetischen Kodeträger (
1 ), der eine in Richtung einer Messrichtung (5 ) angeordnete Kodespur (2 ) aufweist, – und einer am zweiten Objekt in Richtung der Messrichtung (5 ) angeordneten magnetostriktiven Abtasteinheit (4 ), bei der bei einer Abtastung des Kodeträgers (1 ) aus einer magnetischen Anordnung ein Sensorsignal (7 ) gebildet wird, und mit – einer Auswerteelektronik (8 ), die aus dem Sensorsignal (7 ) der magnetostriktiven Abtasteinheit (4 ) eine Lage der Abtasteinheit (4 ) bezüglich des Kodeträgers (1 ) ermittelt, – wobei der Kodeträger (1 ) in einer in Richtung der Messrichtung (5 ) liegenden Kodespur (2 ) eine Mehrzahl an abstandskodiert angeordneten Permanentmagneten (3 ) umfasst, – wobei eine Länge eines Abtastbereichs (9 ) der magnetostriktiven Abtasteinheit (4 ) unabhängig von einer Länge eines kodierten Messbereichs (10 ) des Kodeträgers (1 ) definiert ist, – wobei das Sensorsignal (7 ) der magnetostriktiven Abtasteinheit (4 ) mindestens einer Messposition einen eindeutig unterscheidbaren und sich im gesamten Messbereich nicht wiederholenden Kodeblock (11 ) aufweist. - Absolutes Positionsmesssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des kodierten Messbereichs (
10 ) des Kodeträgers (1 ) deutlich grösser als die Länge des Abtastbereichs (9 ) der magnetostriktiven Abtasteinheit (4 ) definiert ist. - Absolutes Positionsmesssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Permanentmagnete (
3 ) in einem Winkel (α) von 90° bezüglich der Messrichtung (5 ) angeordnet sind. - Absolutes Positionsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der seriell kodierten Anordnung der Permanentmagnete (
3 ) ein äquidistantes Raster zugrunde liegt. - Absolutes Positionsmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände mehrerer benachbarter Permanentmagnete (
3 ) Kodeelemente (K1, K2) des Kodeblocks (11 ) sind und dass die aufeinander folgenden Kodeelemente (K1, K2) keine Wiederholungen im kodierten Messbereich (10 ) des Kodeträgers (1 ) aufweisen und dass ein definierter Teil des Kodeblocks (11 ) als Anfangsposition des aktuellen Kodeblocks (AK) definiert ist, welchem eine kodierte Messlänge (LK) des aktuellen Kodeblocks zur absoluten Nullposition des Kodeträgers zugeordnet ist. - Absolutes Positionsmesssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der eindeutig unterscheidbare und sich im gesamten Messbereich nicht wiederholende Kodeblock (
11 ) bezüglich der absoluten Nullposition des Kodeträgers (A0) zur kodierten Anfangsposition (AK) des aktuellen Kodeblocks die fest kodierte Messlänge (LK) aufweist und die Differenz zwischen einer absoluten Nullposition der magnetostriktiven Abtasteinheit (M0) und der kodierten Anfangsposition (AK) des aktuellen Kodeblocks eine von der Relativlage zwischen Kodeträger (1 ) und magnetostriktiven Abtasteinheit (4 ) abhängige Messlänge (LM) aufweist und die Summe aus fest kodierter Messlänge (LK) und der Messlänge der magnetostriktiven Abtasteinheit (LM) die aktuelle Messlänge (L) zur absoluten Nullposition des Kodeträgers (A0) als absolute Messlänge definiert. - Absolutes Positionsmesssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kodeträger (
1 ) als kompaktes Band mit eingeschlossenen Permanentmagneten (3 ) ausgebildet ist. - Absolutes Positionsmesssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kodeträger (
1 ) als Lochrasterband (13 ) mit nach einer Vorschrift zu montierenden Magnethaltern (12 ) ausgebildet ist. - Absolutes Positionsmesssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Winkelmessung die Kodespur (
2 ) entlang einer Kreisbahn verläuft und ein magnetostriktiver Messkopf (6 ) und/oder die magnetostriktive Abtasteinheit (4 ) als Bogensegment ausgebildet ist.
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016215616A1 (de) * | 2016-08-19 | 2018-02-22 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zum Herstellen einer magnetischen Struktur |
| US11268122B2 (en) | 2016-08-19 | 2022-03-08 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Foerderung der anaewandten Forschunq e.V. | Method of producing a cavity having a porous structure |
| US11417448B2 (en) | 2014-12-16 | 2022-08-16 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Method for manufacturing a device having a three-dimensional magnetic structure |
| CN115520245A (zh) * | 2021-06-25 | 2022-12-27 | 图尔克控股有限责任公司 | 磁性的行程测量单元、运输设备和方法 |
| CN117367548A (zh) * | 2023-10-27 | 2024-01-09 | 北京菲舍波特科技发展有限公司 | 一种磁致液位计探测标尺杆长度校准装置及方法 |
| CN119191003A (zh) * | 2023-06-27 | 2024-12-27 | 浙江大学湖州研究院 | 一种绝对式磁致伸缩位移测量磁带 |
| CN119786188A (zh) * | 2024-12-31 | 2025-04-08 | 苏州戬谷智能科技有限公司 | 多码道增量磁栅尺充磁检测一体机及充磁方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19643538A1 (de) | 1996-10-23 | 1998-04-30 | Wandres Siko | Vorrichtung zur Längenmessung |
| DE10164121C2 (de) | 2001-12-24 | 2003-11-06 | Siedle Horst Gmbh & Co Kg | Magnetostriktives Wegmessverfahren und -system mit einem Start- und Stop-Impuls |
-
2011
- 2011-02-03 DE DE201110000486 patent/DE102011000486A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19643538A1 (de) | 1996-10-23 | 1998-04-30 | Wandres Siko | Vorrichtung zur Längenmessung |
| DE10164121C2 (de) | 2001-12-24 | 2003-11-06 | Siedle Horst Gmbh & Co Kg | Magnetostriktives Wegmessverfahren und -system mit einem Start- und Stop-Impuls |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11417448B2 (en) | 2014-12-16 | 2022-08-16 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Method for manufacturing a device having a three-dimensional magnetic structure |
| DE102016215616A1 (de) * | 2016-08-19 | 2018-02-22 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zum Herstellen einer magnetischen Struktur |
| DE102016215616B4 (de) * | 2016-08-19 | 2020-02-20 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zum Herstellen einer magnetischen Struktur und Vorrichtung |
| US10854223B2 (en) | 2016-08-19 | 2020-12-01 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Method of producing a magnetic structure |
| US11268122B2 (en) | 2016-08-19 | 2022-03-08 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Foerderung der anaewandten Forschunq e.V. | Method of producing a cavity having a porous structure |
| CN115520245A (zh) * | 2021-06-25 | 2022-12-27 | 图尔克控股有限责任公司 | 磁性的行程测量单元、运输设备和方法 |
| EP4109045A1 (de) * | 2021-06-25 | 2022-12-28 | Turck Holding GmbH | Magnetische wegmesseinheit, transportvorrichtung und verfahren |
| US20220411237A1 (en) * | 2021-06-25 | 2022-12-29 | Turck Holding Gmbh | Magnetic Displacement Measurement Unit, Transporting Device and Method |
| US12498258B2 (en) * | 2021-06-25 | 2025-12-16 | Turck Holding Gmbh | Magnetic displacement measurement unit, transporting device and method |
| CN119191003A (zh) * | 2023-06-27 | 2024-12-27 | 浙江大学湖州研究院 | 一种绝对式磁致伸缩位移测量磁带 |
| CN117367548A (zh) * | 2023-10-27 | 2024-01-09 | 北京菲舍波特科技发展有限公司 | 一种磁致液位计探测标尺杆长度校准装置及方法 |
| CN119786188A (zh) * | 2024-12-31 | 2025-04-08 | 苏州戬谷智能科技有限公司 | 多码道增量磁栅尺充磁检测一体机及充磁方法 |
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