传感器系统和用于运行传感器系统的方法技术方案

一种传感器系统，其具有用于检测两个能相对彼此运动的物体（3、4）之间的间距的间距传感器（1）和用于检测物体（3、4）之间的磁场、特别是用于检测在转子与定子之间或在动子与支架之间的磁场和间隙宽度的磁场传感器（2），并且传感器系统具有选择装置（13），其中，经由选择装置（13）能以有选择的方式将间距传感器（1）的测量信号或磁场传感器（2）的测量信号向另外的处理部输送。还描述了一种运行传感器系统的方法。法。法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传感器系统和用于运行传感器系统的方法


[0001]本专利技术涉及一种传感器系统，该传感器系统具有用于检测两个能相对彼此运动的物体之间的间距的间距传感器和用于检测物体之间的磁场的磁场传感器。此外，本专利技术涉及一种用于运行传感器系统的方法。

技术介绍

[0002]电机中转子与定子之间的气隙对于机器的功能和使用寿命很重要。一方面间隙应尽可能小，以使机器的效率尽可能高。大气隙会降低转子与定子之间的磁力。另一方面间隙不能太小，以免转子和定子碰触，特别是在运行状态切换的情况下。一般来说，这既适用于旋转电机，也适用于具有在动子（对应于转子）和支架（对应于定子）之间的气隙的直线马达。
[0003]装配时必须首先正确设定间隙。此外，希望在运转运行期间监控间隙。间隙可能会因（例如轴承的）磨损或拥由于运行期间负载切换而改变。因此，应监控间隙，以便在机器运转时没有碰触并且因此不会造成重大损坏。
[0004]除了纯粹的几何间隙测量，即测量转子与定子之间的间距之外，对于电机的运行往往期望检测间隙中的磁场。从磁场中例如可以确定绕组的状态或机器的效率。
[0005]在现有技术中，已经有如下测量系统，其一方面测量间隙尺寸并且另一方面测量间隙中的磁场或磁通量。EP1870987公开了一种自由空间间隙测量组件，其由自由空间间隙尺寸测量设备和自由空间间隙磁通量测量设备组成，其时间且定位同步地在相似部位在同时刻获得自由空间间隙尺寸输入信号和自由空间间隙磁通量输入信号。
[0006]在EP1870987中，在同时刻处理，即，同时处理用于间距和磁通量的测量信号。因此，必须同时处理用于此的电压信号，以便下游处理器可以处理它们。没有披露处理是如何进行的。但是，这需要至少两个可以同时处理模拟信号的AD转换器。这是复杂的并且与成本相关。
[0007]为了能够以足够高的分辨率同时检测两个模拟信号，需要两个AD换器，它们在同时刻，即同时检测例如用于间隙和磁场的测量信号。这需要两个快速、高分辨率的AD转换器。这些还必须精确同步，这对时序并且因此对计算器（微控制器、计算机等）提出了很高的要求。

技术实现思路

[0008]因此，本专利技术的任务是，设计和改进传感器系统，使得可以以结构简单的机构且因此成本低廉地实现可靠检测间距和磁场。此外，应给出一种用于运行传感器系统的方法，在该方法中，可以以结构简单的机构且因此成本低廉地实现可靠的运行。
[0009]根据本专利技术，关于传感器系统的上述目的通过权利要求1的特征来实现。因此，给出了如下传感器系统，该传感器系统具有用于检测两个能相对彼此运动的物体之间的间距的间距传感器和用于检测物体之间的磁场、特别是用于检测在转子与定子之间或在动子与
支架之间的磁场和间隙宽度的磁场传感器，并且该传感器系统具有选择装置，其中，经由选择装置能以有选择的方式将间距传感器的测量信号或磁场传感器的测量信号向另外的处理部输送。
[0010]关于该方法，该任务通过权利要求12的特征来实现。因此给出了一种用于运行优选是根据权利要求1至11中的一项所述的传感器系统的方法，该传感器系统具有用于检测两个能相对彼此运动的物体之间的间距的间距传感器和用于检测物体之间的磁场、特别是用于检测在转子与定子之间或在动子与支架之间的磁场和间隙宽度的磁场传感器，并且该传感器系统具有选择装置，其中，经由选择装置能以有选择的方式将间距传感器的测量信号或磁场传感器的测量信号向另外的处理部输送。
[0011]在根据本专利技术的方式中已经认识到，与本领域的偏见相反的是，不需要在同时刻，即不需要同时检测或处理两个测量信号。如果两个测量信号直接一个接一个地记录或处理，这是一个显着的简化。因此不需要同步，由此大大简化了关于所需部件的结构，从而节省了成本。传感器系统特别是用于监测定子与转子之间的间隙宽度，即定子与转子之间的间距，以及用于监控间隙中的磁场。
[0012]需要指出的是，也可以提供多个间距传感器和磁场传感器，在这种情况下，这些传感器可以优选地成对布置，例如布置在共同的基底上。如果传感器系统用于监测转子与定子之间的间隙，则可以将成对的间距传感器和磁传感器在轴向方向分布地围绕转子或定子来布置。
[0013]有利地，间距传感器可以是电容式间距传感器或电感式间距传感器或光学间距传感器或涡流传感器。在最简单的情况下，电容式间距传感器具有测量电极，其形状可以匹配于几何要求。电容式传感器具有特别简单实现的优点，其中，也可以使用其他的上文提到的电感式间距传感器、光学间距传感器或涡流传感器并且可以提供可靠的测量值。
[0014]根据另一有利设计方案，磁场传感器可以是通量传感器或是霍尔传感器或是磁阻传感器（MR传感器）、特别是各向异性磁阻传感器（AMR传感器）或是巨磁阻传感器（GMR传感器）。通量传感器检测物体之间的磁通量。在另一有利的方式中，磁场传感器可以具有形成如下线圈的一个或多个导体回路，在该线圈中根据感应定律Uind=dΦ/dt由于通量变化而感应出电压Uind。这种结构特别简单且成本低廉地实现。
[0015]以特别有利的方式，选择装置可以具有多路复用器。通过布置多路复用器，可以以简单的方式将间距传感器的或磁场传感器的测量信号向另外的处理部输送，例如分别交替输送它们。
[0016]根据优选的设计方案，可以在选择装置与间距传感器之间布置有前置放大器和/或在选择装置与磁场传感器之间布置有前置放大器。替选或附加地，可以想到布置有模拟/数字转换器和/或计算器。以特别有利的方式，布置有仅一个模拟/数字转换器，这通过选择装置是可能的，因为间距传感器的和磁场传感器的测量信号可以一个接一个地向模拟/数字转换器输送。只要布置有多个间距传感器和磁场传感器，就可以将它们成对地接合在一起并且可以为每个这样的对设置一个模拟/数字转换器并且可能还有一个多路复用器。
[0017]在另外的有利方式中，布置有用于检测在能运动的物体之间的区域中，例如在转子与定子之间的间隙或在动子与支架之间的间隙中的温度的至少一个温度传感器。温度还可以推断出设备（例如电机）的运行状态。过高的温度可能不利地影响机器的电性能或者造
成损坏。通过整合的状态监控可以提高机器的运行安全性并且提高整个机组的运行安全性。通过与间距传感器和磁场传感器的组合意味着可以节省单独的温度传感器。对于温度测量存在不同类型：a）在基底上或基底中安装温度探测器（例如热电偶或PT100）。
[0018]b）在基底上或基底中施装导体回路，其中，给该导体回路馈送由直流电流并且通过欧姆电阻的变化推断出温度。
[0019]c）特别有利的是使用磁场传感器的现有的导体回路或线圈，其中，给它们馈送由直流电流并且测量欧姆电阻。
[0020]这些温度信号也可以以多路复用器给到AD转换器上。
[0021]替选或附加地，间距传感器和磁场传感器以及可能的温度传感器和/或选择装置和/或模拟/数字转换器和/或计算器可以布置在共同的基底上或共同的壳体中。例如，基底可以是印刷电路板或陶瓷基底。例如，间距本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种传感器系统，其具有用于检测两个能相对彼此运动的物体（3、4）之间的间距的间距传感器（1）和用于检测所述物体（3、4）之间的磁场、特别是用于检测在转子与定子之间或在动子与支架之间的磁场和间隙宽度的磁场传感器（2），并且所述传感器系统具有选择装置（13），其中，经由所述选择装置（13）能以有选择的方式将所述间距传感器（1）的测量信号或所述磁场传感器（2）的测量信号向另外的处理部输送。2.根据权利要求1所述的传感器系统，其特征在于，所述间距传感器（1）是电容式间距传感器或电感式间距传感器或光学间距传感器或涡流传感器。3.根据权利要求1或2所述的传感器系统，其特征在于，所述磁场传感器（2）是通量传感器或是霍尔传感器或是磁阻传感器（MR传感器）、特别是各向异性磁阻传感器（AMR传感器）或是巨磁阻传感器（GMR传感器）。4.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器系统，其特征在于，所述磁场传感器（2）具有一个或多个导体回路（8）。5.根据权利要求1至4中任一项所述的传感器系统，其特征在于，所述选择装置（13）具有多路复用器（13）。6.根据权利要求1至5中任一项所述的传感器系统，其特征在于，在所述选择装置（13）与所述间距传感器（1）之间布置有前置放大器（12）和/或在所述选择装置（13）与所述磁场传感器（2）之间布置有前置放大器（12
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）。7.根据权利要求1至6中任一项所述的传感器系统，其特征在于，布置有模拟/数字转换器（14），优选是仅一个模拟/数字转换器（14），和/或计算器（15）。8.根据权利要求1至7中任一项所述的传感器系统，其特征在于，布置有用于检测在能运动的物体（3、4）之间的区域中的温度的至少一个温度传感器（17）。9.根据权利要求1至8中任一项所述的传感器系统，其特征在于，所述间距传感器（1）和所述磁场传感器（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：米夏埃尔，
申请(专利权)人：微埃普西龙测量技术有限两合公司，
类型：发明
国别省市：