GONIÓMETRO GUIADO A MANO.

Goniómetro guiado a mano con: • dos elementos (1, 6) de medida apoyados uno junto a otro pudiendo girar alrededor de un eje (7) común,

• medios (23) sensores sensibles al campo magnético, para el registro de la posición angular relativa de los dos elementos de medida, uno respecto al otro, que están configurados emitiendo una señal que caracteriza un valor absoluto de la posición angular relativa de los dos elementos de medida, y presentan al menos dos elementos (24, 28) sensores que interaccionan sin contacto, de los cuales uno (28) presenta medios magnéticos permanentes y está dispuesto al elemento (6) de medida, y el otro, fijo al otro elemento (1) de medida, y de los cuales al menos uno puede emitir una señal eléctrica que caracteriza la respectiva posición angular, • presentando al menos uno de los dos elementos (1, 6) de medida, un cubo (5) coaxial al eje (7) común, que sirve como medio de apoyo para el otro elemento de medida, cuyo cubo está configurado con un espacio (60) hueco en el que está dispuesto al menos un elemento (24, 28), estando cerrado el espacio (60) hueco del cubo (5) por todos lados, y el elemento sensor contenido en él, está encapsulado hacia fuera, • con un circuito (27) electrónico de procesamiento de señales para la señal de los medios sensores, • con un dispositivo (30) indicador del valor de la medición que se puede mandar por el circuito de procesamiento de señales, y • con una fuente (33) propia de corriente para los medios sensores y para el circuito de procesamiento de señales, y que está dispuesta en uno de los elementos de medida o en una pieza unida con estos

La invención se refiere a un goniómetro guiado a mano con dos elementos de medida apoyados uno junto a otro pudiendo girar alrededor de un eje común.

Goniómetros con dos elementos de medida apoyados uno junto a otro pudiendo girar alrededor de un eje común, y que presentan en especial brazos de medida que están configurados en forma de raíles o de reglas, son conocidos en una multitud de formas de realización. Con frecuencia están provistos con un dispositivo de fijación que permite enclavar uno contra otro, pudiendo desmontarse, los dos brazos de medida en una posición angular deseada. Estos goniómetros mecánicos llevan una escala que está dispuesta en un brazo de medida, mientras en el otro brazo de medida está prevista una aguja o similar que interacciona con la escala, para permitir la lectura de los valores de la medición (véase, por ejemplo, el documento DE 91 12 094 U1).

Para facilitar el manejo y la lectura del valor de la medición, hay también los llamados goniómetros electrónicos que están equipados con medios sensores electrónicos que registran la posición angular mutua de los brazos de medida, y emiten una señal que la caracteriza y que manda un dispositivo indicador coordinado que indica, por ejemplo, en una pantalla con LCDs, el respectivo valor de la medición, en forma digital o analógica (véase, `por ejemplo, los documentos DE 8902588 U1 y WO 94/07108).

Los medios sensores que registran la posición angular mutua de los brazos de medida, son por ejemplo de tipo optoelectrónico, y presentan un disco codificador unido con un brazo de medida, y que forma un elemento sensor, con sectores de diferente transparencia, y emisores ópticos de señales asignados a estos, que exploran el disco codificador y emiten señales características de su posición angular. Estas señales se procesan digitalmente en un circuito de procesamiento de señales, indicándose, por ejemplo, digitalmente, los valores de medición en una pantalla. Un goniómetro electrónico semejante está descrito en el documento US-A-4,476,567. Está destinado para el montaje fijo en un avión, para registrar la inclinación de cada una de las partes del timón de dirección. Para el uso manual ni está destinado, ni es apropiado.

Por el documento DE 32 17 424 A1 se conoce un goniómetro como instrumento manual de medición con indicación electrónica del valor de medición, que presenta una placa base circular redonda que con una barra de cierre, forma una unidad sólida, y sobre la cual está colocado un disco divisor que está fijado o bien directamente sobre la placa base, o bien a una cierta distancia de esta. Con la placa base está unida móvil giratoria una placa de alojamiento para un rail angular móvil en el que está fijado un dispositivo de lectura, o bien rígidamente, o bien ajustable. En una forma de realización, el disco divisor está dotado con pequeños imanes permanentes como graduación circular, interaccionando los imanes permanentes con una o varias placas mandadas por campo magnético como dispositivo de lectura, de manera que en caso de un movimiento relativo alrededor de un eje común de rotación, se emiten señales eléctricas de las que se pueden derivar las magnitudes del movimiento angular relativo entre la placa base y la placa móvil. Los imanes permanentes están dispuestos en una traza circular desde el centro de rotación, estando prevista una segunda traza para el reconocimiento de la dirección. Los medios sensores formados por los imanes permanentes y por el dispositivo de lectura, están situados pues a una distancia radial relativamente grande, por fuera de los medios de apoyo que unen la placa base con la placa móvil.

Finalmente, por el documento DE 89 02 987 U1 se conoce un goniómetro cuyos dos brazos están unidos uno con otro en uno de sus extremos, mediante una articulación, y uno de los brazos está configurado como perfil hueco, y el otro como un perfil en U que rodea el perfil hueco por tres lados. En el perfil hueco está alojado un potenciómetro cuyo árbol que se mueve mediante una tuerca de cubo, está acoplado solidario en rotación con el perfil en U. El potenciómetro está unido con un dispositivo eléctrico de medida alojado en el perfil hueco, y que suministra una indicación proporcional al ángulo de apertura de los brazos, y se puede leer en una ventana de medida.

Además, también hay en la práctica goniómetros electrónicos guiados a mano en los que, por ejemplo, un brazo de medida está configurado en forma de una balanza. En estos instrumentos la precisión de la medida del ángulo no es frecuentemente suficiente para las exigencias más elevadas. También se conocen instrumentos que tienen en especial medios sensores optoelectrónicos, inductivos o capacitivos, y con su carcasa correspondiente colocada en un brazo de medida, presentan un gran espacio ocupado no deseado que unido con un coste desproporcionadamente grande para el sistema de medida, limita el campo de aplicación de tales goniómetros.

Por eso la misión de la invención es crear un goniómetro guiado a mano que para una estructura sencilla robusta, se caracterice por una elevada precisión de medida y fácil manejo, no presente en lo esencial ninguna necesidad especial de espacio para los medios sensores, y se pueda fabricar barato.

Para la solución de esta misión, el goniómetro según la invención presenta las notas características de la reivindicación 1.

En el nuevo goniómetro guiado a mano están previstos medios sensores sensibles a los campos magnéticos, para el registro de la posición angular relativa de los dos elementos de medida, uno respecto al otro, los cuales están dispuestos integrados en los elementos de medida, en la zona del eje común de los dos brazos de medida. Los medios sensores sensibles al campo magnético contienen al menos dos elementos sensores que interaccionan sin contacto, de los cuales uno presenta medios magnéticos permanentes y en el que está dispuesto un elemento de medida, y el otro, fijo en el otro elemento de medida, y de los cuales al menos uno puede emitir una señal eléctrica que caracteriza la respectiva posición angular. La señal de los medios sensores se continúa procesando por un circuito electrónico de procesamiento de señales que manda un dispositivo indicador del valor de la medición, que reproduce los valores de la medición, analógica o digitalmente. El instrumento dispone de una fuente propia de corriente, por ejemplo, en forma de una batería o de una célula solar que está dispuesta en uno de los elementos de medida, o en una pieza unida con este, de manera que el instrumento es autónomo. El dispositivo indicador del valor de la medición puede estar dispuesto directamente en uno de los elementos de medida o en una pieza unida con él, como es el caso por lo regular, pero también cabe imaginar formas de realización en las que esté previsto en un lugar alejado, de manera que en el instrumento mismo, en uno de los elementos de medida esté previsto un dispositivo eléctrico de conexión para el dispositivo indicador del valor de la medición. Asimismo es posible una integración de interfaces diferentes como RS 232, USB, bluetooth, etc., para la salida directa de datos del valor de la medición.

**(Ver fórmula)**

Para garantizar la constancia del entrehierro entre los elementos sensores que interaccionan sin contacto, y que es necesaria con vistas a una elevada precisión de medida, y al mismo tiempo para encontrar espacio para el alojamiento de los medios sensores, al menos uno de los dos elementos de medida presenta un cubo coaxial al eje común, que sirve como medio de apoyo para el otro elemento de medida, cuyo cubo está configurado con un espacio hueco en el que está dispuesto al menos un elemento sensor, mientras que, por ejemplo, el otro elemento sensor está fijado penetrando en el espacio hueco del cubo, en su elemento asignado de medida. El espacio hueco del cubo está cerrado por todos lados, de manera que el medio sensor contenido en él está encapsulado hacia fuera. Con ello está excluido ampliamente un deterioro de los medios sensores por influencias del entorno, por ejemplo, polvo y cuerpos extraños, lo cual es de gran importancia para un instrumento manual de medición que se utiliza bajo condiciones cambiantes de empleo. Además, esto es muy importante en un sistema magnético, para en su caso apantallar los campos magnéticos producidos externamente.

En una forma preferente de realización, un elemento sensor de los medios sensores está configurado basado en el efecto Hall, mientras el otro elemento sensor es un imán permanente polarizado axialmente, que... [Seguir leyendo]

1. Goniómetro guiado a mano con:

 dos elementos (1, 6) de medida apoyados uno junto a otro pudiendo girar alrededor de un eje (7) común,

 medios (23) sensores sensibles al campo magnético, para el registro de la posición angular relativa de los dos elementos de medida, uno respecto al otro, que están configurados emitiendo una señal que caracteriza un valor absoluto de la posición angular relativa de los dos elementos de medida, y presentan al menos dos elementos (24, 28) sensores que interaccionan sin contacto, de los cuales uno (28) presenta medios magnéticos permanentes y está dispuesto al elemento (6) de medida, y el otro, fijo al otro elemento (1) de medida, y de los cuales al menos uno puede emitir una señal eléctrica que caracteriza la respectiva posición angular,

 presentando al menos uno de los dos elementos (1, 6) de medida, un cubo (5) coaxial al eje (7) común, que sirve como medio de apoyo para el otro elemento de medida, cuyo cubo está configurado con un espacio (60) hueco en el que está dispuesto al menos un elemento (24, 28), estando cerrado el espacio (60) hueco del cubo (5) por todos lados, y el elemento sensor contenido en él, está encapsulado hacia fuera,

 con un circuito (27) electrónico de procesamiento de señales para la señal de los medios sensores,

 con un dispositivo (30) indicador del valor de la medición que se puede mandar por el circuito de procesamiento de señales, y

 con una fuente (33) propia de corriente para los medios sensores y para el circuito de procesamiento de señales, y que está dispuesta en uno de los elementos de medida o en una pieza unida con estos.

2. Instrumento según la reivindicación 1, caracterizado porque un elemento (28) sensor está configurado basado en el efecto Hall.

3. Instrumento según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios (28) magnéticos permanentes presentan un imán permanente polarizado axialmente, con al menos dos zonas (N/S) de diferente polaridad en la cara frontal vuelta hacia el otro elemento (24) sensor, que está dispuesto coaxial al eje (7) común de rotación de los dos elementos de medida.

4. Instrumento según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque un elemento (24) sensor está configurado como un chip que presenta sensores de Hall que registran un movimiento relativo de rotación del otro elemento (28) sensor, un circuito integrado de salida de señales y de excitación para los elementos sensores de Hall, y medios (25) eléctricos de conexión.

5. Instrumento según la reivindicación 1, caracterizado porque un elemento sensor está configurado como un elemento (24a) sensor magnetorresistente.

6. Instrumento según la reivindicación 5, caracterizado porque los medios sensores presentan como elemento (28a) sensor, un anillo de imanes permanentes que presentan zonas polarizadas radial o axialmente de diferente polaridad, y que está dispuesto coaxial al eje (7) común de los dos elementos de medida.

7. Instrumento según la reivindicación 5, caracterizado porque los medios sensores presentan como elemento (28a) sensor, un segmento de anillo de imanes permanentes polarizados axial o radialmente con zonas de diferente polaridad, y que está dispuesto a distancia radial del eje (7) común de los dos elemento de medida.

8. Instrumento según la reivindicación 5, caracterizado porque los medios sensores presentan como elemento (28a) sensor, una banda magnética permanente, con zonas de diferente polaridad, dispuesta sobre una base.

9. Instrumento según alguna de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque el elemento sensor magnetorresistente presenta elementos parciales magnetorresistentes del sensor, que contienen una conexión eléctrica de puente, y que juntamente con al menos la conexión de puente, están agrupados en una unidad (24a) unitaria sensoria que presenta medios eléctricos de conexión.

10. Instrumento según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios sensores están configurados emitiendo una señal digital con al menos 14 bits.

11. Instrumento según la reivindicación 1, caracterizado porque un elemento (28) sensor está fijado penetrando en el espacio (60) hueco del cubo (5), en su elemento (6) asignado de medida, o en una pieza (18) unida con él.

12. Instrumento según la reivindicación 1, caracterizado porque el cubo (5) está configurado como cilindro hueco en cuya periferia exterior está apoyado pudiendo girar, el otro elemento (6) de medida, y cuyo espacio interior está cerrado por el otro elemento de medida o por una pieza (18) unida con este.

13. Instrumento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque presenta medios (15) de bloqueo para el enclavamiento uno contra otro de los dos elementos (1, 6) de medida, pudiendo aflojarse, en una posición angular respectiva, y porque los medios de bloqueo están desacoplados de los medios (23) sensores.

14. Instrumento según la reivindicación 13, caracterizado porque los medios de bloqueo presentan un tornillo (16)

**(Ver fórmula)**

5 de apriete que está apoyado en un elemento (6) de medida, e interacciona con un elemento (21) de apriete que está configurado aplicándose en el otro elemento (1) de medida, o en una pieza unida con este, y porque los elementos (24, 28) sensores están dispuestos sin poder ser influidos en lo esencial, por el tornillo de apriete ni por el elemento de apriete.

15. Instrumento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos uno de los ele10 mentos de medida presenta un brazo de medida con una arista (3) o superficie recta de apoyo.

16. Instrumento según la reivindicación 15, caracterizado porque el brazo de medida está configurado en forma de un rail (2) o una regla.

17. Instrumento según alguna de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado porque al menos uno de los elementos de medida está configurado con un brazo (9) de medida apoyado desplazable linealmente.

15 18. Instrumento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos uno de los elementos de medida está acoplado, mediante medios (40, 41) mecánicos, con una pieza (39) de medida apoyada desplazable longitudinalmente, de tal manera que, configurando un instrumento de medición de longitudes, un desplazamiento longitudinal de la pieza de medida con respecto al eje (7) común de los dos elementos de medida, se puede transformar en un movimiento definido de rotación del elemento coordinado de medida.