TRANSDUCTOR INDUCTIVO DE DESPLAZAMIENTO, DISPOSITIVO DE CODIFICACIÓN Y PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR UNA POSICIÓN DE UN PRIMER OBJETO RESPECTO A UN SEGUNDO OBJETO.

Dispositivo de codificación para un transductor inductivo de desplazamiento con una pluralidad de secciones de marcaje (22),

que están separadas respectivamente por secciones de medición (31, .., 39), presentando al menos las secciones de medición (31, ..., 39) anchuras variables, conteniendo las distancias entre las distintas secciones de marcaje una información acerca de la posición absoluta, presentando las secciones de marcaje (22) y las secciones de medición (31, ..., 39) distintas propiedades físicas para ser distinguidas por una unidad sensor (60) estando formadas zonas de identificación (71, ..., 79, 81, ..., 89, 91, ..., 94) sólo por las secciones de medición (31, ..., 39) o por las secciones de medición (31, ..., 39) junto con respectivamente una o las dos secciones de marcaje (22, 24, 26) adyacentes y existiendo cada zona de identificación (71, ..., 79, 81, ..., 89, 91, ..., 94) exactamente una vez

La presente invención se refiere en un primer aspecto a un transductor inductivo de desplazamiento para determinar una posición de un primer objeto respecto a un segundo objeto según el preámbulo de la reivindicación 1.

En otros aspectos, la invención se refiere a un dispositivo de codificación y a un procedimiento para determinar una posición de un primer objeto respecto a un segundo objeto según el preámbulo de la reivindicación 20.

Los transductores de desplazamiento y procedimientos de este tipo son conocidos y se usan en una multitud de procesos industriales.

Un transductor de desplazamiento genérico para determinar una posición de un primer objeto respecto a un segundo objeto presenta un dispositivo de codificación que ha de fijarse en el primer objeto y una unidad sensor que ha de fijarse en el segundo objeto con una pluralidad de sensores inductivos para palpar el dispositivo de codificación.

En un procedimiento genérico para determinar una posición de un primer objeto respecto a un segundo objeto se palpa un dispositivo de codificación fijado en el primer objeto con una unidad sensor fijada en el segundo objeto, que presenta una pluralidad de sensores inductivos.

Habitualmente, los transductores de desplazamiento de este tipo se usan como transductores incrementales de desplazamiento, generándose dos señales de conmutación periódicas con un desplazamiento de fase de 90º.

Para numerosos planteamientos de problemas es deseable determinar la posición absoluta de un objetivo sin definir previamente un punto de referencia.

El objetivo de la invención es indicar un transductor inductivo de desplazamiento, un dispositivo de codificación y un procedimiento con los que pueda determinarse con medios sencillos de forma fiable una posición absoluta de un primer objeto respecto a un segundo objeto.

Este objetivo se consigue en un primer aspecto de la invención mediante el transductor inductivo de desplazamiento con las características de la reivindicación 1.

En otros aspectos de la invención, este objetivo se consigue mediante el dispositivo de codificación con las características de la reivindicación 16 y el procedimiento con las características de la reivindicación 20.

En las reivindicaciones subordinadas se indican ejemplos de realización preferibles del transductor inductivo de desplazamiento según la invención, del dispositivo de codificación según la invención y del procedimiento según la invención, describiéndose los mismos a continuación más detalladamente, en particular en relación con las Figuras.

El transductor inductivo de desplazamiento del tipo arriba indicado está caracterizado según la invención porque el dispositivo de codificación presenta una pluralidad de secciones de marcaje, que están separadas respectivamente por secciones de medición, presentando al menos las secciones de medición anchuras variables, porque las secciones de marcaje y las secciones de medición presentan distintas propiedades físicas para ser distinguidas por la unidad sensor, porque están formadas zonas de identificación por las secciones de medición o por las secciones de medición junto con secciones de marcaje adyacentes, porque la unidad sensor tiene una longitud en la dirección de extensión del dispositivo de codificación que es al menos tan larga y un número de sensores inductivos que es al menos tan grande que en cualquier situación de medición pueda determinarse al menos una zona de identificación, y porque para la asignación unívoca de una zona de identificación a una posición absoluta de la unidad sensor respecto al dispositivo de codificación cada zona de identificación existe exactamente una vez en el dispositivo de codificación.

El dispositivo de codificación según la invención está caracterizado por una pluralidad de secciones de marcaje, que están separadas respectivamente por secciones de medición, presentando al menos las secciones de medición anchuras variables, presentando las secciones de marcaje y las secciones de medición distintas propiedades físicas para ser distinguidas por una unidad sensor, estando formadas zonas de identificación por las secciones de medición o por las secciones de medición junto con secciones de marcaje adyacentes, existiendo cada zona de identificación exactamente una vez.

Según una variante conforme a la invención del procedimiento del tipo arriba indicado, el dispositivo de codificación presenta una pluralidad de secciones de marcaje, que están separadas respectivamente por secciones de medición, presentando al menos las secciones de medición anchuras variables, porque las secciones de marcaje y las secciones de medición presentan distintas propiedades físicas para ser distinguidas por la unidad sensor, porque están formadas zonas de identificación por las secciones de medición o por las secciones de medición junto con secciones de marcaje adyacentes, porque la unidad sensor tiene una longitud en la dirección de extensión del dispositivo de codificación que es al menos tan larga y un número de sensores inductivos que es al menos tan grande que en cualquier situación de medición pueda determinarse al menos una posición local de al menos una zona de identificación, porque cada zona de identificación existe exactamente una vez en el dispositivo de codificación y porque con ayuda de la zona de identificación se determina de una forma unívoca la posición absoluta de la unidad sensor respecto al dispositivo de codificación.

Como idea base de la invención puede considerarse construir el dispositivo de codificación de tal modo que las distintas secciones de marcaje ya no quedan dispuestas de forma estrictamente equidistantes. Por lo contrario, en el dispositivo de codificación según la invención, las distancias entre las distintas secciones de marcaje contienen una información acerca de la posición absoluta. De este modo es posible determinar la posición absoluta.

Como segunda idea base puede considerarse en este contexto realizar el dispositivo de codificación de tal modo que cada zona de identificación existe exactamente una vez. Gracias a esta medida puede determinarse de forma unívoca una posición absoluta sin que sean necesarias otras informaciones, por ejemplo un punto de inicio definido.

En una variante de la invención, la unidad sensor está configurada de tal modo que en cada situación de medición pueden determinarse las posiciones locales de al menos dos secciones de marcaje adyacentes.

Como palpado en el sentido de la invención aquí descrita ha de entenderse por lo general una determinación sin contacto de las posiciones locales, por ejemplo de las secciones de marcaje. Por ejemplo, se determina, por lo tanto, una posición relativa de una determinada sección de marcaje o de una determinada sección de medición respecto a la unidad sensor mediante una propiedad física determinada de la sección de marcaje y/o de la sección de medición.

Como ventaja esencial de la invención puede considerarse que con medios especialmente sencillos es posible una determinación fiable de una posición absoluta, que puede emplearse también en entornos industriales sumamente robustos.

En una configuración especialmente preferible del dispositivo de codificación, cada anchura de las secciones de medición existe exactamente una vez en el dispositivo de codificación.

En una variante ventajosa y fácil de montar y desmontar, el dispositivo de codificación está realizado como barra de codificación.

En principio, el dispositivo de codificación puede estar formado, no obstante, también por una pluralidad de banderas metálicas separadas como secciones de marcaje o de medición.

Finalmente, también es posible disponer el dispositivo de codificación en una trayectoria curvada, de modo que pueden vigilarse también movimientos giratorios.

En una variante especialmente preferible del procedimiento según la invención, a partir de las posiciones locales de dos secciones de marcaje adyacentes se determina la anchura de la sección de medición dispuesta entre estas secciones de marcaje y a partir de la anchura de la sección de medición se determina de forma unívoca la posición absoluta de la unidad sensor respecto al dispositivo de codificación.

Las zonas de identificación pueden estar formadas tanto sólo por las secciones de medición como también de forma conjunta con respectivamente... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de codificación para un transductor inductivo de desplazamiento con una pluralidad de secciones de marcaje (22), que están separadas respectivamente por secciones de medición (31, .., 39), presentando al menos las secciones de medición (31, …, 39) anchuras variables,

conteniendo las distancias entre las distintas secciones de marcaje una información acerca de la posición absoluta,

presentando las secciones de marcaje (22) y las secciones de medición (31, …, 39) distintas propiedades físicas para ser distinguidas por una unidad sensor (60)

estando formadas zonas de identificación (71, …, 79, 81, …, 89, 91, …, 94) sólo por las secciones de medición (31, …, 39) o por las secciones de medición (31, …, 39) junto con respectivamente una o las dos secciones de marcaje (22, 24, 26) adyacentes y existiendo cada zona de identificación (71, …, 79, 81, …, 89, 91, …, 94) exactamente una vez.

2. Dispositivo de codificación según la reivindicación 1, que está realizado como barra de codificación (20).

3. Dispositivo de codificación según la reivindicación 1, que está formado por una pluralidad de banderas metálicas separadas como secciones de marcaje o de medición.

4. Dispositivo de codificación según una de las reivindicaciones 1 a 3, que está dispuesto en una trayectoria curvada.

5. Transductor inductivo de desplazamiento para determinar una posición de un primer objeto (40) respecto a un segundo objeto (50), en particular para la realización del procedimiento según la reivindicación 18,

con un dispositivo de codificación (20) según una de las reivindicaciones 1 a 4 que ha de fijarse en el primer objeto (40) y

con una unidad sensor (60) que ha de fijarse en el segundo objeto (50) con una pluralidad de sensores inductivos (64, 66) para palpar el dispositivo de codificación (20),

estando dispuestos los sensores inductivos (64, 66) en la unidad sensor (60) a distancias iguales entre sí y teniendo la unidad sensor (60) en la dirección de extensión (90) del dispositivo de codificación (20) una longitud al menos tan larga y un número de sensores inductivos (64, 66) al menos tan grande que en cualquier situación de medición pueda determinarse la anchura (30) de al menos dos secciones de medición (31, …, 39).

6. Transductor de desplazamiento según la reivindicación 5, caracterizado porque las secciones de marcaje

(22) y las secciones de medición (31, …, 39) presentan una conductividad eléctrica diferente.

7. Transductor de desplazamiento según la reivindicación 6, caracterizado porque las secciones de marcaje

(22) son eléctricamente conductivas y las secciones de medición (31, …, 39) son eléctricamente aislantes.

8. Transductor de desplazamiento según una de la reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque las secciones de marcaje (22) y las secciones de medición (31, …, 39) presentan una permeabilidad magnética diferente.

9. Transductor de desplazamiento según una de la reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque las secciones de marcaje (22) son banderas metálicas de una chapa metálica y porque las secciones de medición (31, …,39) son escotaduras en la chapa metálica.

10. Transductor de desplazamiento según una de la reivindicaciones 5 a 9, caracterizado porque los sensores inductivos (64, 66) están dispuestos en varias filas, en particular en dos filas desplazadas una respecto a la otra.

11. Transductor de desplazamiento según una de la reivindicaciones 5 a 10, caracterizado porque las secciones de medición (31, …,39) están distribuidas de tal modo en el dispositivo de codificación (20) que para cada segunda sección de marcaje (22) la suma de las anchuras de las dos secciones de medición (31, …, 39) adyacentes no difieren más del 10 % de un valor medio.

12. Transductor de desplazamiento según la reivindicación 11, caracterizado porque para cada segunda sección de marcaje (22) la suma de las anchuras de las dos secciones de medición (31, …, 39) adyacentes es constante.

13. Transductor de desplazamiento según una de la reivindicaciones 5 a 12, caracterizado porque una pluralidad de dispositivos de codificación (20) están dispuestos paralelamente unos a otros.

14. Transductor de desplazamiento según una de la reivindicaciones 5 a 13, caracterizado porque varios dispositivos de codificación (20) están dispuestos de forma adyacente unos a otros en la dirección de extensión (90).

15. Transductor de desplazamiento según una de la reivindicaciones 5 a 14, caracterizado porque para aumentar una anchura (30) máxima detectable de una sección de medición (31, …, 39), una pluralidad de unidades sensores (60) están colocadas una tras otra en la dirección de extensión (90).

16. Transductor de desplazamiento según una de la reivindicaciones 5 a 15, caracterizado porque, para aumentar una reserva de codificación, las secciones de marcaje (22) presentan una anchura variable.

17. Transductor de desplazamiento según una de la reivindicaciones 5 a 16, caracterizado porque cada anchura de las secciones de medición existe exactamente una vez en el dispositivo de codificación.

18. Procedimiento para determinar una posición de un primer objeto respecto a un segundo objeto, en el que se palpa un dispositivo de codificación (20) fijado en el primer objeto (40) con una unidad sensor (60) fijada en el segundo objeto (50) , que presenta una pluralidad de sensores inductivos, caracterizado porque

el dispositivo de codificación (20) presenta una pluralidad de secciones de marcaje (22), que están separadas respectivamente por secciones de medición (31, …, 39), presentando al menos las secciones de medición (31, …, 39) anchuras (30) variables,

porque las distancias entre las distintas secciones de marcaje contienen una información acerca de una posición absoluta,

porque las secciones de marcaje (22) y las secciones de medición (31, …, 39) presentan distintas propiedades físicas para ser distinguidas por la unidad sensor (60),

porque están formadas zonas de identificación (71, …, 79, 81, …, 89, 91, …, 94) sólo por las secciones de medición (31, …, 39) o por las secciones de medición (31, …, 39) junto con respectivamente una o las dos secciones de marcaje (22, 24, 26) adyacentes y

porque la unidad sensor (60) tiene una longitud en la dirección de extensión del dispositivo de codificación (20) que es al menos tan larga y un número de sensores inductivos (64, 66) que es al menos tan grande que en cualquier situación de medición pueda determinarse la posición local de al menos una zona de identificación (71, …, 79, 81, …, 89, 91, …, 94), y porque cada zona de identificación (71, …, 79, 81, …, 89, 91, …, 94) existe exactamente una vez en el dispositivo de codificación (20) y

porque con ayuda de la zona de identificación (71, …, 79, 81, …, 89, 91, …, 94) se determina de forma unívoca la posición absoluta de la unidad sensor (60) respecto al dispositivo de codificación (20).

19. Procedimiento según la reivindicación 18, caracterizado porque a partir de las posiciones locales de dos secciones de marcaje (22) adyacentes se determina la anchura (30) de la sección de medición (31, …, 39) dispuesta entre estas secciones de marcaje (22) y porque a partir de la anchura de la sección de medición (31, …, 39) se determina de forma unívoca la posición absoluta de la unidad sensor (60) respecto al dispositivo de codificación.