【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种位置传感器、一种线性致动器和一种确定两个构件相对于彼此的位置的方法。
技术介绍
1、位置传感器是已知的，用于确定两个构件相对于彼此的位置。特别是，这些位置传感器可用于检测和量化位置变化，即平移位移，或角度变化。在这方面，位置传感器经常被用来确定线性致动器的位置。
技术实现思路
1、本专利技术的任务是改进两个构件相对于彼此的位置的确定，特别是减少为此所需的空间并简化为此使用的位置传感器的构造。
2、这项任务由按照独立权利要求的位置传感器、线性致动器和确定两个构件相对于彼此的位置的方法来解决。
3、优选实施方式是从属权利要求和以下描述的主题。
4、按照本专利技术的第一方面的、特别是用于线性致动器的位置传感器，具有测量单元、至少一个第一电极装置、至少一个第二电极装置和至少一个第三电极装置。第三电极装置使第一和第二电极装置相互电容性耦合并能相对于彼此运动。按照本专利技术，测量单元通过第一线路布置与第一电极装置导电连接，通过第二线路布置与第二电极装置导电连接。测量单元被设置用于通过第一线路布置发送至少一个激励信号，特别是激励信号的、优选为相同的激励信号的序列，并通过第二线路布置接收至少一个读出信号，特别是读出信号的序列。测量单元还被设置用于根据读出信号(或读出信号的序列)确定第三电极装置相对于第一和第二电极装置的位置。
5、本专利技术意义上的导电连接优选是一种非间接的或直接的连接，通过这种连接可以传输电流或电压信号，而不会受到
6、本专利技术的一个方面是基于以下手段，即用一个或多个激励信号直接激励本身已知的位置传感器的电极配置，该位置传感器包括第一电极装置、第二电极装置和使它们电容性耦合的第三电极装置。为此，得当地设置第一线路布置，其使测量单元与第一电极装置导电连接。相应的查询信号可以通过第二线路布置来接收，该第二线路布置使测量单元与第二电极装置导电连接。第三电极装置相对于第一和第二电极装置的位置可以从查询信号中得出。可以省去传统位置传感器中设置的专用激励导线。这不仅使按照本专利技术的位置传感器的制造成本降低，而且还降低了空间需求。
7、这些电极装置得当地以下述方式构造，即一方面是第一电极装置、另一方面是第二电极装置与第三电极装置分别形成一个或多个电容器。在这种情况下，这些电极装置优选地以下述方式构造，即由于第三电极装置相对于第一和第二电极装置的运动而形成的电容发生变化。该电容可以从查询信号中得到。
8、第一和第二电极装置优选分别形成测量路径。换言之，优选设置测量路径对，在该测量路径对中，第一测量路径具有第一电极装置，第二测量路径具有第二电极装置。第三电极装置被得当与该测量路径对相关联。第三电极装置相对于第一和第二电极装置的运动优选地与一个构件相对于另一个构件的运动相耦合或可以耦合，以便第三电极装置相对于第一和第二电极装置的位置与这两个构件的相对位置相对应。
9、本专利技术的优选实施方案及其进一步方案描述如下。除非明确排除，否则这些实施方案可分别任意相互结合，并与下文所述的本专利技术的各个方面结合。
10、在优选的实施方式中，第三电极装置具有多个第三电极单元。第三电极单元优选地被设置成通过第一和第二电极装置的第一或第二电极单元形成电容。每个电极单元可以对应于一个导电表面。例如，电容是由对应于第一或第二电极单元的第一或第二表面与对应于第三电极单元的第三表面的重叠而产生的。
11、优选地，所有第三电极单元都是相互导电连接的。因此，没有必要用线路将第一和第二电极装置彼此进行电容性耦合。在这方面，位置传感器的复杂性可以显著降低。
12、在另一个优选的实施方式中，第一线路布置具有通往第一电极装置的每个第一电极单元的单独的导线。替代地或另外地，第二线路布置具有通往第二电极装置的每个第二电极单元的单独的导线。由此，各个第一电极单元能够有针对性地用激励信号激励，或者可以读出由第二电极单元生成的、即在第二电极单元中诱导出的查询信号。在这方面，可以实现能够单独控制或读出的多个通道。
13、特别是，第一电极装置可具有第一数量的第一电极单元，并且第二电极装置可具有第二数量的第二电极单元。得当地，第一数量与第二数量相对应。如果设置多个测量路径对，第一线路布置优选地具有数量与第一数量相对应的导线，这些导线分别通往不同的第一电极装置的多个第一电极单元。由此能减少所需的导线的数量，从而也能降低空间需求。特别地，这样能使制造更具有成本效益。
14、在这种情况下，电极单元的数量例如由第一电极装置的数量、即测量路径对的数量决定，电极单元通过第一线路布置的每个都相同的导线连接到测量单元。
15、在另一个优选的实施方式中，测量单元被设置用于发送激励信号的序列，即时间分布式激励信号，和/或设置用于发送频率分布式激励信号。优选地，测量单元被设置用于相应地接收多个查询信号。得当地，测量单元还被设置用于从这样的序列或这样的频谱中确定第三电极装置相对于第一和第二电极装置的位置。序列式或频率分布式地发送激励信号和相应接收查询信号允许有效地使用线路布置。在这方面，基于序列或频率的操作也能减少所需的导线。
16、激励信号的序列式发送在此优选地是同一激励信号的按时间的连续发送。发送频率分布式激励信号在此优选地是发送具有多个频率、即(离散的)频谱的激励信号。通过激励信号的频率分布，可以在第二电极单元处在每次不同的频谱频率下分别同时生成或截取查询信号。
17、为了能够确定第二电极装置相对于第三电极的位置，测量单元例如被设置为用相同的激励信号通过第一线路布置多次或以频率分布的方式激励所有第一电极单元。在这种情况下，激励或频率的数量优选地与第一数量、即第一电极单元的数量相对应。此外，测量单元被得当地设置为，针对每个激励或频率，通过第二线路布置从第二电极单元的每次不同的一个有针对性地接收查询信号。换言之，例如，第一电极装置的广泛激励被用来有针对性地探测第三电极装置和各个第二电极单元之间的电容性耦合。
18、在这方面，测量单元优选被设置为由每个接收到的查询信号确定电容。在这种情况下得当地，将以这种方式确定的每个电容与其中一个第二电极单元相关联或可以与其相关联。以这种方式量化的电容、特别是它们之间的比率，能够推断出第二电极装置相对于第三电极的位置。
19、为了能够确定第一电极装置相对于第三电极装置的位置，测量单元例如被设置为用第一激励信号多次或以频率分布的方式激励第一电极单元，并且同时不激励其余第一电极单元或通过第一线路布置用不同于第一激励信号的第二激励信号激励这些其余第一电极单元。第二激励信号可以是与第一激励信号极性相反的激励信号。
20、在这种情况下，激励的数量优选地与第二数量、即第二电极单元的数量相对应。此外，测量单元被得当地设置为，针对每个激励或频率，通过第二线路布置从第二电极单元的每次不同的一个接收查本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种位置传感器(10)，特别是用于线性致动器(1)的位置传感器(10)，具有测量单元(20)、第一电极装置(30)、第二电极装置(40)和第三电极装置(50)，所述第三电极装置(50)使所述第一电极装置(30)和所述第二电极装置(40)相互电容性耦合并能相对于彼此运动，
2.根据权利要求1所述的位置传感器(10)、
3.根据权利要求1或2所述的位置传送器(10)，
4.根据权利要求3所述的位置传感器(10)，
5.根据前述权利要求中任一项所述的位置传感器(10)，
6.根据前述权利要求中任一项所述的位置传感器(10)，
7.根据权利要求6所述的位置传感器(10)，
8.根据前述权利要求中任一项所述的位置传感器(10)，
9.根据权利要求8所述的位置传感器(10)，
10.根据权利要求8或9所述的位置传感器(10)，
11.根据前述权利要求中任一项所述的位置传感器(10)，
12.根据前述权利要求中任一项所述的位置传感器(10)，
13
14.一种线性致动器(1)，具有线性单元(2)和根据前述权利要求中任一项所述的位置传感器(10)。
15.一种用于确定两个构件相对于彼此的位置的方法(V)，其中，借助于测量单元(20)，
...【技术特征摘要】
1.一种位置传感器(10)，特别是用于线性致动器(1)的位置传感器(10)，具有测量单元(20)、第一电极装置(30)、第二电极装置(40)和第三电极装置(50)，所述第三电极装置(50)使所述第一电极装置(30)和所述第二电极装置(40)相互电容性耦合并能相对于彼此运动，
2.根据权利要求1所述的位置传感器(10)、
3.根据权利要求1或2所述的位置传送器(10)，
4.根据权利要求3所述的位置传感器(10)，
5.根据前述权利要求中任一项所述的位置传感器(10)，
6.根据前述权利要求中任一项所述的位置传感器(10)，
7.根据权利要求6所述的位置...
【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·里尔，乌尔斯·孔兹，
申请(专利权)人：伊维莱有限公司，
类型：发明
国别省市：
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