Dispositivo para la supervisión de posición magnética.

Dispositivo para la supervisión de la posición de dos objetos móviles relativamente uno respecto a otro,

en particularde una hoja de ventana o puerta o de su dispositivo de enclavamiento, por un lado, y de un marco de ventana o puerta,por otro lado, usando al menos una parte de imán montada en uno de los objetos, así como al menos un sensor decampo magnético montado en el otro objeto, que proporciona una señal de posición final en al menos una posición finaldel objeto móvil; y en el que

a) un circuito de evaluación conectado en el lado de salida con el sensor de campo magnético compara, en unaposición predeterminada de los dos objetos relativamente uno respecto a otro, una señal que corresponde a laintensidad del campo magnético medida por el sensor magnético con un valor nominal memorizado, y

b) genera una señal de advertencia si la desviación de la intensidad del campo magnético medida del valornominal es mayor que un valor límite admisible predefinido;

caracterizado porque

c) el sensor de campo magnético (1) presenta al menos un elemento sensor magnetorresistivo; y

d) el circuito de evaluación (2) proporciona además una señal indicadora que invita a la supervisión deldispositivo de medida si la desviación mencionada es menor que el valor límite, pero sobrepasa un valor deindicación predeterminado por debajo del valor límite.

Dispositivo para la supervisión de posición magnética Es conocido el hecho de detectar la posición de apertura o de cierre de una hoja de ventana o de puerta o la posición actual del dispositivo de enclavamiento correspondiente, sin contacto y con la ayuda de un sensor magnético montado en el marco de forma fija, el cual coopera con un imán permanente dispuesto en la hoja de puerta o de ventana o fijado en un perno de cierre (véase, por ejemplo, los documentos DE 199 03 468 C1; DE 199 14 568 C2; DE 200 14 841 U1) . Como sensores magnéticos se usan en detectores de apertura semejantes en primer lugar contactos reed y sensores de efecto Hall. La fiabilidad de una supervisión de la posición semejante depende, entre otros, de que la trayectoria de movimiento del imán contenga su posición relativa respecto al sensor de campo magnético, es decir, no se modifique en el transcurso del tiempo, por ejemplo, se incline o esté desplazada en paralelo respecto a la posición ajustada originalmente. En tales casos se modificaría la posición de disparo del imán. Esto significa, por ejemplo, que el sensor magnético aun avisa de una posición de apertura de la ventana, aunque ésta ya ha alcanzado una posición de cierre. Si se tuerce la ventana o se sienta la puerta, entonces esto puede tener como consecuencia mensajes de error del dispositivo magnético de supervisión de la posición. Eventualmente se dispara por error, por ejemplo, una alarma de robo con todos sus costes derivados.

Además, el documento DE 195 18 527 A1 muestra una disposición de supervisión para el estado de enclavamiento de una ventana o similares, cuyo elemento de cierre está dotado de un imán permanente y cuyo elemento de engranaje con el cierre está dotado de varios sensores de campo magnético que reaccionan al campo magnético del imán permanente en forma de elementos de efecto Hall. Dependiendo de la señales de partida de los sensores de campo magnético dispuestos espacialmente a distancia unos de otros, así como de al menos una magnitud de referencia asignada a los sensores, un circuito de supervisión genera una señal de supervisión que caracteriza la posición de enclavamiento o la posición de desenclavamiento del elemento de cierre. Para evitar un ajuste manual de la unidad sensora que exige mucho tiempo durante el montaje, el circuito de supervisión se puede hacer funcionar con la hoja de ventana cerrada en una fase de inicialización en la que, con el elemento de cierre enclavado, determina una magnitud de referencia dependiente de las señales de partida generadas de los sensores de campo magnético individuales para cada sensor de campo magnético y la inscribe en una memoria. En el funcionamiento de supervisión normal, el circuito de supervisión compara las señales de partida de los sensores de campo magnético con las magnitudes de referencia asignadas y dispara la alarma si al menos una señal de partida del sensor se sitúa fuera de un corredor predeterminado de la magnitud de referencia.

En el transcurso del tiempo se pueden modificar las señales de partida de los sensores magnéticos también con el elemento de cierre debidamente enclavado, por ejemplo, ya que la intensidad de campo del imán permanente disminuye debido al envejecimiento o ya que la hoja de ventana se tuerce y con ello se modifica la posición relativa espacial entre imán y sensor. Para poner remedio en ello el documento DE 195 18 527 A1 prevé una corrección de deriva automática para las magnitudes de referencia. El circuito de supervisión permite seguir aquí las magnitudes de referencia almacenadas con un ratio de cambio predeterminado o, dependiente de un valor medio temporal de las señales de partida del sensor, de una modificación de la intensidad de campo registrada en la posición de enclavamiento por los sensores magnéticos.

Desde hace unos años se usan sensores magnetorresistivos (MR) como sensores de posición, de ángulo o de campo magnético, que se destacan por una elevada precisión de medida, pequeño consumo de energía y dimensiones extraordinariamente pequeñas. Se basan en el así denominado “efecto magnetorresistivo anisotrópico” (AMR) o el “efecto magnetorresistivo gigante” (Giant Magneto Resistive) (GMR) y están descritos, por ejemplo, en un artículo “Magnetoresistive Sensoren machen mobil (Sensores magnetorresistivos hacen móvil) ” del documento AUTOMOTIVE 78.2004 en las páginas 24-27 (componentes) .

El documento DE 103 49 937 A1 describe un dispositivo para la detección sin contacto de las posiciones de conmutación de cerraduras de puertas de automóviles y cerraduras de encendido. Con el accionamiento del cilindro de cierre o rotación o del enclavamiento de la puerta se genera una señal análoga al ángulo de rotación o al movimiento lineal del enclavamiento de puerta, la cual genera varias funciones de conmutación con la ayuda de una unidad electrónica subsiguiente. En este caso el dispositivo debe presentar un nivel de campo magnético elevado continuamente en el lugar del sensor bajo diferentes posiciones de la llave. El sensor magnético es un sensor magnetorresistivo con dos puentes Wheatstone girados en un ángulo de 45º uno respecto a otro, que detecta dos componentes de campo del imán en forma análoga como medida de la posición angular del cilindro giratorio o del movimiento lineal del enclavamiento de la puerta y la transmite a una unidad electrónica de valoración.

En un dispositivo conocido por el documento DE 10 2005 018 826 B3 para la detección de la posición del cierre de una ventana pivotante / basculante se puede ajustar el cierre en al menos tres posiciones dentro de un herraje fijo. Estas posiciones del cierre se detectan con intensidades de campo magnético, medidas en al menos dos direcciones espaciales perpendiculares entre sí, de un campo magnético permanente. Como sensor de campo magnético sirve un sensor de efecto Hall.

El objetivo de la presente invención es un detector de apertura del tipo mencionado al inicio con autosupervisión, que muestre un desplazamiento relativo eventual de sus componentes que detectan la posición (parte de imán y/o sensor) respecto a una posición nominal predeterminada, cuando durante el funcionamiento el desplazamiento relativo no se ha provocado por el movimiento condicionado por el funcionamiento del objeto que porta los componentes (hoja de puerta o de ventana) . La corrección de deriva automática descrita en el documento DE 195 18 527 A1 encierra un riesgo de seguridad, en particular en la supervisión de la posición de una hoja de puerta o de ventana, ya que mediante el uso de la corrección de deriva durante un periodo de tiempo más largo se puede ocultar un ángulo de apertura aumentado y se vuelve manipulable el dispositivo de supervisión.

Para la solución del objetivo mencionado la invención caracterizada en la reivindicación 1 toma por ello básicamente otro camino. Por un lado, no se realiza una corrección de deriva automática sino una visualización de deriva, en tanto que la deriva es mayor de un rango predeterminado. Por otro lado, como sensores de campo magnético no se usan sensores de efecto Hall, que se basan en el efecto Hall galvanomagnético en el semiconductor, sino por ejemplo sensores magnetorresistivos que se basan en un efecto magnetorresistivo mecánico cuántico en capas delgadas conductoras ferromagnéticas, que se destacan por una sensibilidad esencial más elevada al campo magnético y exactitud de medida espacial, una absorción de energía mucho más baja, así como ante todo por una mínima necesidad de espacio respecto a los sensores de efecto Hall. Con ello no sólo se pueden reconocer muy exactamente modificaciones de la intensidad de campo magnético medida, sino también desplazamientos espaciales de estructuras del campo magnético.

Partiendo del dispositivo de supervisión propuesto en el documento DE 195 18 527 A1 para un cierre de puerta o de ventana, la presente invención se refiere a un dispositivo según el concepto genérico de la reivindicación 1 para la supervisión de la posición de dos objetos móviles relativamente uno respecto a otro, en particular de una hoja de ventana o de puerta o su enclavamiento, por un lado, y de un marco de ventana o de puerta, por otro lado. Según la invención el sensor de campo magnético presenta al menos un elemento sensor magnetorresistivo, y el circuito de evaluación proporciona además una señal indicadora que invita a la supervisión del dispositivo de medida si la desviación mencionada es menor que el valor límite, pero sobrepasa un valor de indicación predeterminado por debajo del valor límite.

Respecto a la compensación eléctrica automática prevista en el documento DE 195 18 527 A1 del seguimiento de deriva, la... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para la supervisión de la posición de dos objetos móviles relativamente uno respecto a otro, en particular de una hoja de ventana o puerta o de su dispositivo de enclavamiento, por un lado, y de un marco de ventana o puerta, por otro lado, usando al menos una parte de imán montada en uno de los objetos, así como al menos un sensor de campo magnético montado en el otro objeto, que proporciona una señal de posición final en al menos una posición final del objeto móvil; y en el que a) un circuito de evaluación conectado en el lado de salida con el sensor de campo magnético compara, en una posición predeterminada de los dos objetos relativamente uno respecto a otro, una señal que corresponde a la intensidad del campo magnético medida por el sensor magnético con un valor nominal memorizado, y

b) genera una señal de advertencia si la desviación de la intensidad del campo magnético medida del valor nominal es mayor que un valor límite admisible predefinido;

caracterizado porque c) el sensor de campo magnético (1) presenta al menos un elemento sensor magnetorresistivo; y

d) el circuito de evaluación (2) proporciona además una señal indicadora que invita a la supervisión del dispositivo de medida si la desviación mencionada es menor que el valor límite, pero sobrepasa un valor de indicación predeterminado por debajo del valor límite.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la posición relativa predeterminada de ambos objetos es una de las posiciones finales del objeto móvil.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la parte de imán montada en uno de los objetos se compone de al menos un imán permanente.

4. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la parte de imán montada en uno de los objetos es un componente magnético suave o uno ferromagnético que estructura, en particular concentra, localmente un campo magnético presente de todas formas.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque la parte de imán se compone de varias secciones que sirven para la codificación.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el circuito de evaluación (2) comprende un microcontrolador.

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque el microcontrolador (2) presenta un circuito de adaptación (3) para la conexión a un bus de transferencia de señales (L) .

8. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque el microcontrolador (2) presenta un circuito excitador (3) para la conexión a una antena de transmisión por radio (A) .

9. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque el microcontrolador (2) presenta una etapa de salida (3) para la alimentación de las señales de medida o señales de desviación en una línea (L) multifilar.

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el circuito de evaluación (2) comprende un circuito comparador que proporciona una señal indicadora de un campo parásito cuando se excede una intensidad de campo magnético predeterminada.

11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el circuito de evaluación (2) comprende un circuito protector (4) para garantizar la compatibilidad electromagnética (CEM) .

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque al circuito de evaluación (2) se le asigna una batería (6) o un acumulador junto con un circuito de carga.

13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el sensor magnético (1) presenta al menos un circuito en puente compuesto de cuatro elementos sensores magnetorresistivos.