一种长度测量装置(10)，具有：双稳态的磁性元件(102)；伸长的实物量具(200)，具有大量彼此相距开的测量分度元件(202)；以及读头(100)，读头可相对于实物量具沿着其纵向延伸运动并包括至少一个第一读头磁体和第二读头磁体，第一读头磁体和第二读头磁体横向于纵向延伸并且具有彼此反向极性的布置。双稳态的磁性元件是读头的部件，测量分度元件分别具有磁性的短接元件，从而在将读头磁体之一布置在测量分度元件处时，其磁场由短接元件在很大程度上抑制并且由此不穿透双稳态的磁体元件，读头磁体彼此相距开使得短接元件在读头的第一相对位置中基本上只抑制第一读头磁体的磁场，并且在读头的第二相对位置中，基本上仅抑制第二读头磁体的磁场。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种按权利要求1及12的前序部分所述的长度测量装置和用于长度 测量的方法。
技术介绍
已知的磁性的长度测量系统基于韦根(Wiegand)效应进行工作。韦根线包括软磁 的芯线以及硬磁的外套。如果首先芯线和外套的磁场相同指向，并且将韦根线送入具有相 反极性的外部磁场中，那么所述芯线的磁化方向突然反转，并且在外部磁场更强时，外套的 磁化方向同样反转。韦根线的磁化的每次变换通过在包围韦根线的线圈中感生的电压脉冲 而得到记录。当仅芯线的极性反转，并且在此适应外套的极性时，形成了最强的、被称为点 火的电压脉冲。由于这个原因，将芯线相对于外套的反转的变换磁化(Ummagnetisierung) 被称为预加电压(Vorspannen)。磁性的长度测量系统的重要的应用领域是自动化技术，其中，经常存在对线性的 运动装置的位置加以检测的要求。这种长度测量系统也称为轨迹测量系统。这种长度测量 系统经常以增量方式进行工作。在接入设备时必须进行基准行驶，从而由增量式信息来获 取绝对位置。这在磁性的绝对长度测量系统中得以避免。在此，长度标尺上的位置被以测量分 度进行编码。读头有源地利用自有的能量供给来工作，以便表达测量分度的不同地磁化的 区域并且由此计算出绝对位置。常规的绝对长度测量系统的实物量具(Mafiverk6rperung)要求复杂的进而成本 大的编码部。此外，读头相应于编码条痕数目较为复杂地设计。此外，实物量具的最高可能 的可计值(auswertbar)的长度与编码部的规模大小(MSchtigkeit)相关。所述长度测量 系统越长，编码就必须越大规模，就需要更多的编码条痕，并且实物量具和读头就越复杂。常规的解决方案的另一缺点在于用于制造实物量具的高花费。在此，具有变换的 极性的磁体通常横向于实物量具的纵向延伸地布置，或者磁性的载体材料被相应地磁化。 磁体的所需要的数目与有待测量的长度成正比，并且因此这种实物量具是成本较昂贵的。 此外，对各磁体的磁化中的区别不允许等距离的计数间距。在工业领域中有干扰的是，实物 量具的磁体吸引磁性部件，例如铁屑或者小螺栓。由DE 3408478C1公开了一种用于增量式地测量转角或者长度的装置。在此，设置 了具有构造成槽的测量分度的直线式载体。韦根线横向于载体地处于每个槽中，其中，该槽 比韦根线更宽。如果扫描头运动通过该槽，那么扫描头首先触发韦根线的芯线变换磁化，其 中，扫描头具有两个磁体，所述磁体具有横向于载体的并且进而平行于韦根线的彼此反转 的极性。韦根线由于其变化的磁化而跳到所述槽的另一端上，在那里，磁场强度高得足以使 对外套的磁化反转。由此，通过更宽的槽产生的情况是，即便在第一点火之后进行运动反 转，仍存在明确定义(wohldefiniert)的磁性的关系，并且韦根脉冲不会消失，这会导致错 误计数。现有技术的缺点是具有其槽、盖件以及相应于测量分度的大量韦根线的复杂的实 物量具。此外，相对于绝对测量，增量式长度测量带来了上面已阐述的缺点，例如基准行驶 的必要性。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是，给出一种具有较为简单的实物量具的长度测量系统。所述任务通过按权利要求1所述的长度测量系统以及按权利要求12所述的用于 长度测量的方法得到解决。在此，本专利技术从如下的基本构思出发，即，将较为复杂的构件安 置在读头中，并且由此仅一次性地设置，而不是每个测量分度设置一次。因此，用以触发韦 根效应的读头磁体以及所述韦根线与读头一起运动。为了在经过测量分度时使磁场产生所 需要的改变，暂时抑制读头磁体之一的磁场。此外，所述实物量具的测量分度包括磁性的短 接元件。在读头相对于实物量具的每个相对位置中，读头磁体的磁场被短接，并且由此未以 磁性的方式作用于韦根线，或者仅以受到削弱的磁性的方式作用于韦根线，韦根线由此主 要处于另外的读头磁体的留下的磁场中。本专利技术具有这样的优点，即，实物量具本身非常简单，并且实际上能够减少钢片或 铁片的材料成本。所述测量分度能够相互间等距地例如以数厘米的间距进行安置。测量分 度的所述复杂的设计方案取消了，例如磁体、槽或者韦根线。能够完全同类型地制造任意长 度的实物量具。双稳态的磁性元件优选具有软磁的芯线以及硬磁的外套，并且在导入反向极性的 外部的磁场中时，表现出芯线和/或外套突变性的(sprimghaft)变换磁化，其中，双稳态的 磁性元件尤其为韦根线。双稳态的磁性元件的概念是韦根线概念的概括。由此，指的是如 下的磁性元件，即，该磁性元件具有不同磁硬度及矫顽磁力的很大的配套区域，并且由此在 所述配套的区域叠合时，表现出很大的可重现的巴克豪森(Bariihausen)跳变。这种双稳态 的磁性元件在外部的磁场中提供了明显可证明的感生脉冲，为了对长度测量计数而评估该 脉冲。所述韦根线是双稳态的磁性元件的已知的并且证实的示例。所述双稳态的磁性元件 的具体的几何形状、材料或者制造方法比起感生的电压脉冲不那么重要，其中，通过具体地 设计所述双稳态的磁性元件能够使得其表现得到优化。为双稳态的磁性元件优选分配有线圈，其中，在双稳态的磁性元件变换磁化时，可 以将电压脉冲感生到线圈中。由此，能够证明长度测量系统的韦根效应。所述双稳态的磁 性元件特别优选地布置在线圈的内部空间中，以便使电压脉冲最大化。有利地设置了不易失的计数器，该计数器对通过读头相对于实物量具的相对运动 而经过的测量分度元件加以计数，尤其方式为能够基于通过双稳态的磁性元件感生的电 压脉冲使计数器读数向上计数或者向下计数。不易失的计数器由电压脉冲供能，并且由此 是能量自给自足的。以这种方式独立于长度测量装置或者在其中使用长度测量装置的设备 的激活状态地提供计数信号。在此，特别优选地设置评估单元，在评估单元中，可以由计数器读数确定读头相对 于实物量具的绝对位置，从而将长度测量装置构造为绝对长度测量装置。有效地由增量式 计数信号形成绝对位置信号，因为计数器读数从不丢失。不需要基准行驶或者类似方式。虽 然有读出的绝对位置，但是实物量具不需要复杂的编码，并且实际上允许任意的长度，该长度仅与计数器宽度相关。对于数厘米间距的测量分度，数米数量级的8位计数器就已经足 够了，用16位或者甚至32位计数器可以在更密的测量分度的情况下同样检测所有实际上 需要的长度。优选设置至少一个附加的磁体传感器，尤其是霍尔传感器、AMR(各向异性磁致电 阻)传感器或者GMR(巨磁电阻)传感器，其中，在评估单元中用附加的磁体传感器能够确 定读头相对于实物量具的相对运动的方向和/或读头相对于相邻的测量分度元件的中间 位置，尤其方式为所述读头具有多个相互并排布置的磁体传感器，以便比较磁体传感器的 各个位置上的磁场强度。通过运动方向，对具有正确计数方向的计数脉冲进行计值，由此计 数器读数独立于读头的运动模式地代表读头在实物量具上的绝对位置。通过中间位置优化 了在两个测量分度元件之间的间距之上的长度测量的测量精度。优选能够通过由双稳态的磁性元件感生的电压脉冲向评估单元和/或附加的磁 体传感器供给能量。由此，所述长度测量装置是能量自给自足的。特别重要的是所述计数 器相对于外部能量供给的独立性，由此，保持始终知道绝对位置。在设备和长度测量装置的 自己有源的运行中，更本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．长度测量装置（１０），所述长度测量装置（１０）具有：双稳态的磁性元件（１０２）；伸长的实物量具（２００），具有大量彼此相距开的测量分度元件（２０２）；以及读头（１００），所述读头（１００）能够相对于实物量具（２００）沿着所述实物量具（２００）的纵向延伸运动，并且所述读头包括至少一个第一读头磁体（１１４ａ）和第二读头磁体（１１４ｂ），所述第一读头磁体（１１４ａ）和所述第二读头磁体（１１４ｂ）横向于所述纵向延伸并且具有彼此反向极性的布置，其特征在于，所述双稳态的磁性元件（１０２）是所述读头（１００）的部件，所述测量分度元件（２０２）分别具有磁性的短接元件（２０２），从而在将所述读头磁体（１１４ａ－１１４ｂ）之一布置在所述测量分度元件（２０２）处时，所述读头磁体（１１４ａ－１１４ｂ）的磁场（１１６ａ－１１６ｂ）由所述短接元件（２０２）在很大程度上抑制并且由此不穿透所述双稳态的磁体元件（１０２），并且所述读头磁体（１１４ａ－１１４ｂ）以如下方式彼此相距开，使得所述短接元件（２０２）在所述读头（１００）的第一相对位置中基本上只抑制所述第一读头磁体（１１４ａ）的磁场（１１６ａ），并且在所述读头（１００）的第二相对位置中基本上仅抑制所述第二读头磁体（１１４ｂ）的磁场（１１６ｂ）。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·希劳基，弗洛里安·格里斯哈伯，
申请(专利权)人：希克斯特格曼有限公司，
类型：发明
国别省市：DE
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