用于检测目标物体的传感器设备和用于运行用于检测目标物体的传感器设备的方法技术

提供一种用于检测目标物体(22)的传感器设备，其包括：发射器装置(12)，所述发射器装置借助具有基础频率(f0)的周期的激励信号来运行；接收器装置(16)，所述接收器装置耦合到发射器装置(12)上，其中耦合与目标物体(22)相对于接收器装置(16)的相对位置相关；放大器(36)，所述放大器连接在接收器装置(16)的下游；信号评估装置(38)，所述信号评估装置连接在放大器(36)的下游；阈值检查装置(42)，所述阈值检查装置检查：由信号评估装置(38)所提供的信号或这种信号的信号组合是否位于阈值范围(86)之内或之外，或者提供给放大器(36)的信号是否位于阈值范围之内或之外；和关联装置(40)，所述关联装置作用于接收器装置(16)的信号或从其中推导出的信号上，使得只要由信号评估装置(38)所提供的信号或这种信号的组合事先位于阈值范围之外，就将其移动到阈值范围(86)中，或者使得只要提供给放大器(36)的信号事先位于阈值范围之外就将其移动到阈值范围中。

Sensor device for detecting target object and method for running sensor device for detecting target object

A sensor device for detecting an object object (22) is provided, which comprises a transmitter device (12), which is operated with an excitation signal with a cycle with a basic frequency (F0); a receiver device (16), which is coupled to a transmitter device (12), which is coupled to a target object (22) relative to the target object (22). The relative position correlation of the receiver device (16); an amplifier (36) connected to the downstream of the receiver device (16); a signal evaluation device (38), which is connected to the downstream of the amplifier (36); a threshold check device (42), and the threshold check device inspecting the signal provided by the signal evaluation device (38). Whether or not the signal combination of this signal is within or outside the threshold range (86), or whether the signal provided to the amplifier (36) is within the threshold range or outside; and the associated device (40), the associated device acts on a signal of the receiver device (16) or a signal derived from it, so that the signal is provided as long as the signal is evaluated. The signal provided by (38) or the combination of such signals is moved beyond the threshold range in advance, or is moved to the threshold range (86), or makes it move to the threshold range as long as the signal provided to the amplifier (36) is outside the threshold range in advance.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测目标物体的传感器设备和用于运行用于检测目标物体的传感器设备的方法
本专利技术涉及一种用于检测目标物体的传感器设备。此外，本专利技术涉及一种用于运行用于检测目标物体的传感器设备的方法。
技术介绍
从WO2014/053240A2中已知用于定位和/或识别金属或包含金属的物体和材料的方法，其中设有线圈装置，在所述线圈装置中彼此叠加地设置有发射线圈和接收线圈。为了补偿在接收线圈的检测区域中出现的、影响接收线圈的变化而在接收线圈中设有结束线圈输出信号的闭合的组合调节装置。从WO2015/090609A1中一种用于借助于传感器单元求得至少一个物理参数的传感器装置。
技术实现思路
本专利技术所基于的目的是：提供开始提出类型的传感器设备，所述传感器设备在高分辨率的情况下允许大动态的测量范围。所述目的在开始提出的传感器设备中根据本专利技术通过如下方式实现：设有：-发射器装置，所述发射器装置借助具有基础频率的周期的激励信号来运行；-接收器装置，所述接收器装置耦合到发射器装置上，其中该耦合与目标物体相对于接收器装置的相对位置相关，其中接收器装置提供具有基础频率的信号，所述信号与目标物体相对于接收器装置的相对位置相关；-放大器，所述放大器连接在接收器装置的下游；-信号评估装置，所述信号评估装置连接在放大器的下游；-阈值检查装置，所述阈值检查装置检查：由信号评估装置所提供的信号或这种信号的信号组合是否位于阈值范围之内或之外，或者提供给放大器的信号是否位于阈值范围之内或之外；和-关联装置，所述关联装置作用于接收器装置的信号或从其中推导出的信号上，使得只要由信号评估装置所提供的信号或这种信号的组合事先位于阈值范围之外，就将其移动到阈值范围中，或者使得只要提供给放大器的信号事先位于阈值范围之外就将其移动到阈值范围中。在根据本专利技术的解决方案中，能够在没有对相应的信号进行零位调整的情况下执行信号评估。避免在调节方法中出现的问题，如传感器设备的通过有限的调节速度限制的最大的开关频率，所述开关频率能够导致系统变慢。在使用微控制器的情况下，在用于实现高分辨率和高调节速度的调节方法中提出对其性能参数的高的要求。这一方面导致高的电流先好并且通常导致微控制器的大的构型。此外，这种微控制器也与相对高的成本联系在一起。基本上出现如下问题：输入信号根据目标物体的相对位置能够具有大的幅度，并且放大器在饱和运行中运行，进而出现“信号扭曲”，使得不再可以进行信号测量，所述信号测量表征目标物体距接收器装置的相对间距。在根据本专利技术的解决方案中，关联装置用于：将信号一定程度移动到阈值范围中，使得可以进行相应的评估。将阈值范围选择成，使得放大器和/或信号评估装置不在其饱和范围中运行。在此，通过阈值检查装置检查：是否需要这种移动并且必要时执行这种移动。于是，因此能够实现动态的测量范围扩展，而没有形成或承担零点调整的上述缺点。在此，在整个测量范围之上保持目标物体评估的分辨率。例如，于是信号评估装置能够经由模数转换器或经由比较器实现。与早呢上也能够产生具有不同频率的周期的激励信号。于是，在根据本专利技术的设备中的相应的评估对于任何频率原则上借助基础频率那样相同地工作。接收器装置提供信号，所述信号于是输送给放大器。在输送给放大器之前，通过例如进行预先放大或者将信号输送给阻抗转换器的方式能够处理所述信号。在一个实施方式中，接收器装置构成为，使得其至少近似在不影响目标物体的情况下提供零信号。例如，由于接收器装置在壳体(如金属壳体)中的装入情况下在实际中出现：不能够实现精确的零信号。在该情况下，例如能够叠加补偿信号，以便将信号置于阈值范围中。补偿信号例如也能够经由关联装置建立或耦合输入。有利的是：关联装置将补偿信号和/或叠加信号相加至接收器装置的信号或从中导出的信号(具有负号)，以便引起移动到阈值范围中。特别地，减去实现确定的电压值(与负号相加)。由此，能够以简单的昂视实现移动到阈值范围中，其中移动到所述阈值范围中不是存在相应缺点的调节方法。特别地，阈值范围是电压范围。更尤其有利的是：关联装置从接收器装置的信号或从中导出的信号中减去特定的电压值。由此能够以简单的方式实现移动到阈值范围中，而尤其不必须遍历调节方法。由此得到动态的测量范围扩展。尤其将阈值范围选择成，使得放大器在对于放大器的输入信号限定的放大运行中工作。将阈值范围选择成，使得确保：对于相应的输入信号放大器不处于饱和运行中。在一个实施例中，信号评估装置是或者包括模数转换器，和/或是或者包括比较器。由此能够获得高的分辨率。同样有利的是：将阈值范围选择成，使得模数转换器或比较器在对于模数转换器或比较器限定的转换器运行或比较器运行中工作。由此确保：模数转换器或比较器在适当的运行范围中运行。有利的是：设有用于基础频率的滤波器，所述滤波器设置在是信号评估装置和接收器装置之间，其中尤其关联装置的关联点位于滤波器上游。滤波器例如是具有基础平率作为中间平率的带通滤波器。由此用于：为了评估仅考虑借助基础频率振荡的份额。如果关联点位于滤波器上游，那么滤除具有其他频率的信号。更尤其有利的是：信号评估装置与激励信号同步地求得特定的信号值。从所述信号值中于是能够执行评估，以便确定目标物体相对于接收器装置的位置。例如，由信号评估装置在一个或多个周期之内求得的特定的信号值的相位不同，其中尤其求得至少两个如下的信号值：相位δ+0°下的信号值V1、相位δ+90°下的信号值V2、相位δ+180°下的信号值V3、相位δ+270°下的信号值V4，其中δ是位移值。尤其将位移值δ选择成，使得避免激励信号的边沿分散到相应的数值范围中。因此能够求得“同相信号”和“非同相信号”。由此能够执行和优化评估。特别地，设有目标物体评估装置，所述目标物体评估装置评估信号评估装置的信号值，以求得目标物体的相对位置，其中目标物体评估装置尤其评估信号值的差，其中尤其形成差delta_X＝V1-V3和delta_Y＝V2-V4。从所述值中能够直接地求得位置。更尤其有利的是：在没有零位调整的情况下评估由目标物体评估装置形成的差。由此能够避免在调节方法中出现的问题，如有限的调节速度和高的计算时间。此外，能够通过简单的机构，即例如模数转换器达到高的分辨率。能够使用“常规的”微控制器。更尤其有利的是：目标物体评估装置在目标物体评估时考虑关联装置的信号。由此能够考虑：是否执行移动一次或多次。由此能够识别：经由关联装置的叠加信号是否发生动态的测量范围扩展，并且随后这能够在评估时进行考虑。尤其有利的是：关联装置包括信号产生装置，所述信号产生装置提供叠加信号，所述叠加信号与接收器装置的信号或从中导出的信号关联。由此能够将信号输送给放大器，其中确保：在评估中产生位于阈值范围张盒子内的信号。由此能够获得动态的测量范围扩展。不必须执行具有缺点的调节方法。例如，信号产生装置是或者包括脉宽调制装置。在关联的信号输送给放大器之前，所述信号产生装置提供相应的信号，所述信号与接收器装置的信号(或从中导出的信号)关联。有利的是：与激发信号同步地产生叠加信号。由此能够实现符合相位的叠加。在一个实施例中，脉宽调制装置分别包括脉宽调制器，所述脉宽调制器设置用于不同的相位。例如，设有两个脉宽调制器或四个脉宽调制器。尤其有利的是：发射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测目标物体(22)的传感器设备，其包括：‑发射器装置(12)，所述发射器装置借助具有基础频率(f0)的周期的激励信号来运行；‑接收器装置(16)，所述接收器装置耦合到所述发射器装置(12)上，其中该耦合与所述目标物体(22)相对于所述接收器装置(16)的相对位置相关，其中所述接收器装置(16)提供具有基础频率(f0)的信号，所述信号与所述目标物体(22)相对于所述接收器装置(16)的相对位置相关；‑放大器(36)，所述放大器连接在所述接收器装置(16)的下游；‑信号评估装置(38)，所述信号评估装置连接在所述放大器(36)的下游；‑阈值检查装置(42)，所述阈值检查装置检查：由所述信号评估装置(38)所提供的信号或这种信号的信号组合是否位于阈值范围(86)之内或之外，或者提供给所述放大器(36)的信号是否位于阈值范围之内或之外；和‑关联装置(40)，所述关联装置作用于所述接收器装置(16)的信号或从其中推导出的信号上，使得只要由所述信号评估装置(38)所提供的信号或这种信号的组合事先位于所述阈值范围之外，就将其移动到所述阈值范围(86)中，或者使得只要提供给所述放大器(36)的信号事先位于所述阈值范围之外就将其移动到所述阈值范围中。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于检测目标物体(22)的传感器设备，其包括：-发射器装置(12)，所述发射器装置借助具有基础频率(f0)的周期的激励信号来运行；-接收器装置(16)，所述接收器装置耦合到所述发射器装置(12)上，其中该耦合与所述目标物体(22)相对于所述接收器装置(16)的相对位置相关，其中所述接收器装置(16)提供具有基础频率(f0)的信号，所述信号与所述目标物体(22)相对于所述接收器装置(16)的相对位置相关；-放大器(36)，所述放大器连接在所述接收器装置(16)的下游；-信号评估装置(38)，所述信号评估装置连接在所述放大器(36)的下游；-阈值检查装置(42)，所述阈值检查装置检查：由所述信号评估装置(38)所提供的信号或这种信号的信号组合是否位于阈值范围(86)之内或之外，或者提供给所述放大器(36)的信号是否位于阈值范围之内或之外；和-关联装置(40)，所述关联装置作用于所述接收器装置(16)的信号或从其中推导出的信号上，使得只要由所述信号评估装置(38)所提供的信号或这种信号的组合事先位于所述阈值范围之外，就将其移动到所述阈值范围(86)中，或者使得只要提供给所述放大器(36)的信号事先位于所述阈值范围之外就将其移动到所述阈值范围中。2.根据权利要求1所述的传感器设备，其特征在于，所述接收器装置(16)构成为，使得其至少近似在不影响所述目标物体(22)的情况下提供零信号。3.根据权利要求1或2所述的传感器设备，其特征在于，所述关联装置将补偿信号(68)和/或叠加信号(96，100)相加至所述接收器装置(16)的信号或从中导出的信号，以便引起移动到所述阈值范围(86)中。4.根据上述权利要求中任一项所述的传感器设备，其特征在于，所述阈值范围(86)是电压范围。5.根据上述权利要求中任一项所述的传感器设备，其特征在于，所述关联装置(40)从所述接收器装置(16)的信号或从中导出的信号中减去特定的电压值。6.根据上述权利要求中任一项所述的传感器设备，其特征在于，所述阈值范围(86)选择成，使得所述放大器(36)在对于所述放大器(36)的输入信号限定的放大运行中工作。7.根据上述权利要求中任一项所述的传感器设备，其特征在于，所述信号评估装置(38)是或者包括模数转换器(54)，和/或是或者包括比较器。8.根据权利要求7所述的传感器设备，其特征在于，将所述阈值范围(86)选择成，使得所述模数转换器(54)或所述比较器在对于所述模数转换器(54)或所述比较器限定的转换器运行或比较器运行中工作。9.根据上述权利要求中任一项所述的传感器设备，其特征在于，设有用于所述基础频率(f0)的滤波器(34)，所述滤波器设置在是信号评估装置(38)和所述接收器装置(16)之间，其中尤其所述关联装置(40)的关联点(48)位于所述滤波器(34)上游。10.根据上述权利要求中任一项所述的传感器设备，其特征在于，所述信号评估装置(38)与所述激励信号同步地求得特定的信号值。11.根据权利要求10所述的传感器设备，其特征在于，由所述信号评估装置(38)在一个或多个周期之内求得的特定的信号值的相位不同，其中尤其求得至少两个如下的信号值：相位δ+0°下的信号值V1、相位δ+90°下的信号值V2、相位δ+180°下的信号值V3、相位δ+270°下的信号值V4，其中δ是位移值。12.根据权利要求10或11所述的传感器设备，其特征在于，设有目标物体评估装置(44)，所述目标物体评估装置评估所述信号评估装置(38)的信号值，以求得所述目标物体的相对位置，其中所述目标物体评估装置(44)尤其评估信号值的差，其中尤其形成差delta_X＝V1-V3和delta_Y＝V2-V4。13.根据权利要求12所述的传感器设备，其特征在于，在没有零位调整的情况下评估由所述目标物体评估装置(44)形成的差。14.根据权利要求12或13所述的传感器设备，其特征在于，所述目标物体评估装置(44)在目标物体评估时考虑所述关联装置(40)的信号。15.根据上述权利要求中任一项所述的传感器设备，其特征在于，所述关联装置(40)包括信号产生装置(46)，所述信号产...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔基姆·纳格尔，迈克尔·弗雷德里希，迈克尔·格龙德尔，于米特·科云朱，
申请(专利权)人：巴鲁夫股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE