[发明专利]位置测量装置及用于确定测量对象的位置的方法

说明书

在位置测量装置(5)和用以确定待测对象(3)的位置的方法中，提供至少一个电容式位置测量传感器(7)，以提供关于待测对象(3)的位置测量信号(P_M)，并且提供至少一个电容式基准测量传感器(14)，以提供基准测量信号(R_M)。测量传感器(7、14)连接到计算单元(8)，该计算单元被设计为从位置测量信号(P_M)和基准测量信号(R_M)计算位置信号(P)，以便确定位置。因为干扰信号(S)形式的干扰影响基本上相同程度地包含于位置测量信号(P_M)和基准测量信号(R_M)中，可以在计算中确定干扰信号(S)并消除干扰信号(S)。

本专利申请要求德国专利申请DE 10 2014 224 221.5的优先权，其内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及位置测量装置和用于确定待测对象的位置的方法。

背景技术

用于确定待测对象的位置的电容式测量传感器是已知的。在借助于电容式测量传感器进行位置测量的情况下，总是需要存在增加测量精度的需求。

发明内容

本发明基于研发一种位置测量装置的目的，该位置测量装置用于确定待测对象的位置。其在确定位置时以简单的方式促进高精度。

该目的借助于具有下文所述的特征的位置测量装置来实现。

一种用于确定待测对象的位置的位置测量装置包括：

-至少一个电容式位置测量传感器，用以提供与待测对象相关的位置测量信号，

-至少一个电容式基准测量传感器，用以提供基准测量信号，

-计算单元，用以确定所述待测对象的位置，

--所述计算单元连接到所述至少一个位置测量传感器和所述至少一个基准测量传感器，并且

--所述计算单元以如下方式实现：计算位置信号，用以从所述位置测量信号和所述基准测量信号确定所述位置，

其特征在于：所述至少一个基准测量传感器包括第一基准电极和第二基准电极，所述基准电极布置在载体处，

且在于：所述载体由在20℃的温度下具有热膨胀系数α的材料组成，其绝对值应用下式：α≤10·10^-8/K，

且在于：所述计算单元通过信号线连接到相应的位置测量传感器和相应的基准测量传感器，所述信号线至少部分地形成信号电缆。

根据本发明，鉴于电容式测量传感器的日益小型化(即减小尺寸)，也导致其电容的减小，因此，干扰影响更强烈地包含在位置测量信号中。因为位置测量装置除了至少一个电容式位置测量传感器以外，还包括至少一个电容式基准测量传感器，可以通过计算单元对位置测量信号和基准测量信号进行评估，以识别和消除干扰影响。因此，计算单元计算出的位置信号从很大程度上摆脱了来自位置测量信号和关联的基准测量信号的干扰影响，所述位置信号比受到干扰影响的位置测量信号具有显著更大的精度。特别地，位置测量信号由待计算的位置信号和干扰信号构成，而基准测量信号由预定的基准信号和干扰信号构成。作为示例，干扰信号可以通过减去基准信号从基准测量信号确定，所述干扰信号进而可以从位置测量信号中减去，用以确定位置信号。因为该计算，位置测量信号摆脱了干扰信号，所以待测对象的位置可以从位置信号非常准确地确定。

因为载体由具有极低的热膨胀系数的材料构成，因此温度的变化基本不引起基准距离(从而基准信号)的变化。结果，基准测量传感器具有高漂移稳定度，因此可以产生非常恒定的基准信号。特别地，该材料是玻璃陶瓷材料。作为示例，具有低热膨胀系数的玻璃陶瓷材料是已知的商标ZERODUR或ULE。因此，位置测量装置确保了在确定位置时的高精确度。