Neues Messprinzip bei induktiven Weg-Sensoren
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
Ein Algorithmus für die Signalverarbeitung
Ein lineares Ausgangssignal ergibt sich für diesen Sensor durch folgende Vorgehensweise:
- Verstärkung und Filterung der Signale der Sekundärspulen.
- Bestimmung der Amplitude der Sekundärspulen-Signale.
- Bildung des Quotienten aus den Amplituden der Signale der Sinus- und der Cosinus-Spulen.
- Berechnen des arctan(ϕ).
- Linearisierung, z.B. über ein gespeichertes Profil in einer Nachschlagtabelle oder eine polynomische Anpassung.
Jobangebote+ passend zum Thema
Für die zweite Stufe könnte ein A/D-Wandler verwendet werden. Dieser wäre jedoch relativ langsam (einige Zyklen bei Erregerfrequenz) und teuer, selbst wenn er im Multiplex-Verfahren für beide Kanäle genutzt würde.
Wird bei einem induktiven Sensor als Positionsgeber ein Magnet verwendet, dann bedarf es einer größeren Design-Änderung. Der Sensor muss hier auf ein magnetisches Gleichfeld reagieren, nicht auf ein elektromagnetisches Wechselfeld. Dazu wird ein weichmagnetisches Material wie Mu-Metall als dünne Folie auf der Sensor-Platine aufgebracht. Das Mu-Metall kann als Positionsgeber verwendet werden, wenn es durch einen Dauermagneten magnetisiert wird, die starke Steigung des Magnetfelds verursacht hier eine Inhomogenität. Bild 2 zeigt, dass die Permeabilität im Bereich über dem Magnetpol, wo das Magnetfeld senkrecht zur Folie steht, relativ hoch ist. Außerhalb dieses relativ schmalen Bereichs fällt diese jedoch um mehrere Größenordnungen ab.
Eine weichmagnetische Folie in unmittelbarer Nähe der Spulen auf der Platine beeinflusst deren induktive Kopplung nicht: Solange die Folie homogen ist, stört sie die Balance im Sensor nicht. Erzeugt ein Magnet jedoch eine deutliche Inhomogenität in den magnetischen Eigenschaften der Mu-Metall-Folie, induziert diese in den Spulen ein Signal. Das Signal in den Sekundärspulen wird von der Position der Inhomogenität bestimmt, so wie auch beim Resonanzkreis. Auf diesen magnetischen Positions-Sensor namens „Mu-Track“ hält Sagentia ein Patent.
- Neues Messprinzip bei induktiven Weg-Sensoren
- Neues Messprinzip bei induktiven Weg-Sensoren
- Neues Messprinzip bei induktiven Weg-Sensoren
- Ein Algorithmus für die Signalverarbeitung
- Neues Messprinzip bei induktiven Weg-Sensoren
- Fortschritte in der Sensor-Entwicklung
