[发明专利]位置传感器

说明书

一种位置传感器包括磁致伸缩材料的波导，沿着测量路径延伸并且配置用于传导由磁致伸缩触发的机械脉冲。在波导第一端处的换能器用于将电流脉冲耦合到波导中以及用于检测在换能器的方向上的由波导传导的机械脉冲；以及在波导的第二端处的弹性体材料的阻尼元件用于对在第二端的方向上传播的机械脉冲进行阻尼，其中，弹性体材料的硬度随着与换能器的距离的增加而增加，根据本发明提供，借助于铸造过程，弹性体材料直接形成在波导上；并且弹性体材料是包括至少两个组分的材料，至少两个组分的混合比确定弹性体材料的硬度。本发明还涉及一种制造这样的位置传感器的阻尼元件的方法。

技术领域

本发明涉及一种具有磁致伸缩材料的波导的位置传感器，所述波导沿着测量路径延伸并且配置用于传导由磁致伸缩触发的机械脉冲，以及涉及一种制造在这样的位置传感器的波导处的阻尼元件的方法。

背景技术

这样的传感器在DE19753805C2中和MTS公司的“Temposonics Position Sensors”手册551019A(www.mtssensors.com/fileadmin/media/pdfs/551019.pdf)中作为示例公开，并且特别在工业计量中使用以测量位置、长度或覆盖距离。波导可以是例如铁、镍或钴的铁磁材料的细杆，线或管，其可以具有例如几厘米至多达几米的长度。在波导中生成磁场的所谓的“位置磁体”，例如以永磁体的形式，通常附接到应该检测其位置的组件。位置磁体可以例如是环形并且围绕波导。如果通过波导发送电流脉冲，则除了由位置磁体生成的磁场之外，还在波导的环境中生成相对于时间和位置可变的另外的磁场。由于在位置磁体的位置处的两个磁场的相互作用，可以在波导中生成诸如纵向脉冲和/或扭转脉冲的机械脉冲，并沿测量路径移动。位置传感器的换能器通常用于将由波导传导的机械脉冲转换成位置信号。换能器可以例如包括线圈或压电测量元件。换能器可以例如如EP 0 882 212 B1中所述设计。位置磁体的位置最终可以通过机械脉冲的行进时间的测量来确定。基于磁致伸缩测量原理的位置传感器以非接触方式工作并提供绝对值。它们不需要重新校准，以及它们也适用于不利的使用条件。它们经常配置为线性路径传感器。例如，在DE 20 2006 012815 U1中描述了这种位置传感器在液压缸内的应用以便检测其活塞设置。

所描述的纵向脉冲或扭转脉冲在波导中在远离位置磁体的位置的两个方向上移动。在波导的一端，借助于换能器检测它们，以便使用所描述的行进时间的测量来确定位置磁体沿着波导的当前位置。在另一端，必须尽可能有效地防止脉冲反射并沿波导反向传播。这将干扰直接在换能器方向上传播的脉冲的检测，或者使其变得模糊。

在EP 0 882 212 B1中描述了弹性体套筒，用于此目的，并且插入远离传感器的波导的该端上。具有不同性质的弹性体可以一个接一个插接以改变阻尼效果。例如，可以首先提供保持反射小的软质弹性体的套筒。其后可以是具有更大阻尼的较硬的弹性体的套筒。然而，这种阻尼元件需要将套筒昂贵且复杂地推入通常配置为线的波导上。

在其他已知的解决方案中，弹性体材料在铸模中围绕波导铸造，或者在注塑成型工艺中施加，其中在该过程中产生具有均匀性质的弹性体的套筒。

在DE 197 53 805 C2中公开了位置传感器，其中波导支承在绝缘材料的支承件中。在组装件上，压紧套筒与绝缘材料一起压在波导的轴向端部区域上。

DE 696 34 988 T2公开了一种用于声转换器的波导悬挂装置，所述装置包括悬挂套筒和阻尼元件。阻尼元件具有内套筒和用于将内套筒压在一起并设置在悬挂套筒和波导的远端之间的压力装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种位置传感器，其可以容易地被制造并且具有尽可能可靠地对远离换能器传播的波导的该端的脉冲进行阻尼。

该目的由具有实施例的特征的位置传感器来满足。