(57)【要約】  リニア変位センサ（１０）は、測定路（Ｍ）に沿って延在する導電性の測定トラック（１６）を第１の面に有する、誘導素子（１２）と、誘導素子（１２）の第１の面の上方に配置されており、かつ、測定路（Ｍ）に沿って誘導素子（１２）に対して相対的に可動の、測定センサ素子（２０）とを含む。測定センサ素子（２０）は、測定トラック（１６）の上方に配置された測定コイル（２２）を含み、測定コイル（２２）と測定トラック（１６）との重畳部は、測定コイル（２２）の誘導量が測定路（Ｍ）上の測定コイル（２２）の位置（ｙ）に依存するように、測定路に沿って変化する。さらに、測定センサ素子（２０）に固定に接続されており、かつ、誘導素子（１２）の第２の面の上方に配置されている、補正センサ素子（２１）が設けられている。誘導素子（１２）は、第２の面に、測定路（Ｍ）に沿って延在する少なくとも１つの導電性の補正トラック（１８）を有する。補正センサ素子（２１）は、補正トラック（１８）との重畳部が測定路（Ｍ）に沿って一定である、少なくとも１つの補正コイル（２４）を有する。
2019518949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニア変位センサ（１０）であって、
測定路（Ｍ）に沿って延在する導電性の測定トラック（１６）を第１の面に有する、誘導素子（１２）と、
前記誘導素子（１２）の前記第１の面の上方に配置されており、かつ、前記測定路（Ｍ）に沿って前記誘導素子（１２）に対して相対的に可動の、測定センサ素子（２０）と、
を含み、
前記測定センサ素子（２０）は、前記測定トラック（１６）の上方に配置された測定コイル（２２）を含み、前記測定コイル（２２）の誘導量が前記測定路（Ｍ）上の前記測定コイル（２２）の位置（ｙ）に依存するように、前記測定コイル（２２）と前記測定トラック（１６）との重畳部が前記測定路に沿って変化する、
リニア変位センサ（１０）において、
前記測定センサ素子（２０）に固定に接続されており、かつ、前記誘導素子（１２）の第２の面の上方に配置されている、補正センサ素子（２１）が設けられており、
前記誘導素子（１２）は、前記第２の面に、前記測定路（Ｍ）に沿って延在する少なくとも１つの導電性の補正トラック（１８）を有し、
前記補正センサ素子（２１）は、前記補正トラック（１８）との重畳部が前記測定路（Ｍ）に沿って一定である、少なくとも１つの補正コイル（２４）を有する、
ことを特徴とするリニア変位センサ（１０）。
【請求項２】
前記誘導素子（１２）は、第１の面に前記測定トラック（１６）を配置し、かつ、第２の面に導体路としての前記少なくとも１つの補正トラック（１８）を配置した、回路板（１４）を含む、
請求項１に記載のリニア変位センサ（１０）。
【請求項３】
前記測定センサ素子（２０）が、プレーナコイルとして構成された前記測定コイル（２２）を上部に有する回路板（２６）を含む、
及び／又は、
前記補正センサ素子（２１）が、プレーナコイルとして構成された前記少なくとも１つの補正コイル（２４）を上部に有する回路板（２８）を含む、
請求項１又は２に記載のリニア変位センサ（１０）。
【請求項４】
前記誘導素子（１２）は、前記第２の面上に並んで配置された２つの補正トラック（１８）を有し、
前記補正センサ素子（２１）は、並んで配置された２つの補正コイル（２４）を有する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のリニア変位センサ（１０）。
【請求項５】
前記補正コイル（２４）は、前記測定コイル（２２）よりも小さな幅を有する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のリニア変位センサ（１０）。
【請求項６】
前記測定コイル（２２）、前記測定トラック（１６）、前記少なくとも１つの補正トラック（１８）及び前記少なくとも１つの補正コイル（２４）は、観察方向（ｚ）において前記誘導素子（１２）に対して直交するように重畳している、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のリニア変位センサ（１０）。
【請求項７】
前記測定トラック（１６）は、前記測定路（Ｍ）に沿って先細となっている、
及び／又は、
前記測定トラック（１６）は、前記測定路（Ｍ）に沿って前記測定コイル（２２）の幅の２０％の最小幅を有する、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のリニア変位センサ（１０）。
【請求項８】
前記少なくとも１つの補正トラック（１８）は、前記測定路（Ｍ）に沿って一定の幅を有する、
及び／又は、
前記少なくとも１つの補正トラック（１８）は、前記補正コイル（２４）の幅の５０％未満の幅を有する、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のリニア変位センサ（１０）。
【請求項９】
前記少なくとも１つの補正トラック（１８）は、対応する前記補正コイル（２４）の中央に対してずれて配置されている、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のリニア変位センサ（１０）。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載のリニア変位センサ（１０）の測定センサ素子（２０）と誘導素子（１２）との相対位置（ｙ）を求める方法であって、
当該方法は、
前記誘導素子（１２）による測定コイル（２２）及び少なくとも１つの補正コイル（２４）の誘導量に依存する周波数を有する交流電圧を、前記測定コイル（２２）及び前記少なくとも１つの補正コイル（２４）にそれぞれ通電することと、
前記少なくとも１つの補正コイル（２４）の少なくとも１つの補正周波数信号（４６）を測定することと、
前記誘導素子（１２）から前記少なくとも１つの補正コイル（２４）までの少なくとも１つの距離を各補正周波数信号（４６）から求めることと、
前記測定コイル（２２）の測定周波数信号（４２）を測定することと、
前記少なくとも１つの補正コイル（２４）の、求められた少なくとも１つの距離に基づいて、前記測定周波数信号を修正することと、
修正された測定周波数信号（４４）から、相対位置（ｙ）を求めることと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、リニア変位センサ及び斯かるリニア変位センサを用いて相対位置を求める方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術
渦電流方式に基づくセンサが公知である。測定信号は、導電性のトラックの上方に配置された測定コイルを含む振動回路の周波数変化であり得る。当該導電性のトラックは、測定コイルと当該導電性のトラックとの重畳部が測定路に沿って変化するように、測定路に沿ってその幅を変化させる。測定コイルは、導電性のトラック内に渦電流を誘導し、この渦電流が測定コイルのインダクタンス変化をもたらす。
【０００３】
斯かるセンサは、例えば独国特許出願公開第１０２００４０３３０８３号明細書（ＤＥ１０２００４０３３０８３Ａ１）に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００４０３３０８３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
誤差に対してロバストな構成には、一般に、大抵の場合、同一の幾何学的形状を有するものの、測定すべき対象物の周に沿ってずらして配置された、複数の測定コイル及び複数の導電性トラックを使用することが必要とされる。
【０００６】
測定方向における運動（例えば、ｘ軸を中心とした回転）のほか、誤差のために、測定コイルと導電性のトラックとの間にずれ及び距離変化（即ち、ｘ方向及びｚ方向における運動）が生じ得る。また、ｙ軸を中心とした傾きも起こり得る。傾き及び距離変化は、渦電流効果が強い距離依存性を有するために、測定プロセスにとっては、特に重大となり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の開示
発明の利点
本発明の実施形態により、有利には、特に小さな構造スペースしか有さない、誤差に対してロバストな変位センサを提供することができる。
【０００８】
本発明の実施形態の着想は、特に、以下に説明する思想及び認識に基づくものと考えることができる。
【０００９】
本発明の一態様は、リニア変位センサに関する。リニア変位センサとは、２つの要素の相対距離又は相対位置を求めるように構成された装置であり得る。例えば、リニア変位センサは、二輪車又はそのサスペンションフォークの撓み深さを測定するために使用することが可能である。また、例えば、ブレーキペダルの変位又はオートマティックトランスミッションのギヤ段位置を、リニア変位センサによって検出することもできる。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、リニア変位センサは、測定路に沿って延在する導電性の測定トラックを第１の面に有する、誘導素子と、誘導素子の第１の面の上方に配置されており、かつ、測定トラックに沿って誘導素子に対して相対的に可動の、測定センサ素子とを含む。測定センサ素子は、測定トラックの上方に配置された測定コイルを含み、ここで、測定コイルと測定トラックとの重畳部は、測定コイルの誘導量が測定路上の測定コイルの位置に依存するように、測定路に沿って変化する。言い換えれば、リニア変位センサは、渦電流方式に基づいている。測定コイルのインダクタンスは、測定トラック上方の位置に依存する。測定コイルが、測定コイル上方において、測定コイルと測定トラックとの重畳部が大きい位置にあるとき、この重畳部が小さい位置にあるときに比較して、誘導量は大きくなる。測定コイルは、キャパシタンスとともに振動回路を形成することができ、従って、この振動回路の共振周波数は、測定コイルの位置に依存する。測定コイル内に励起される交流電圧の周波数を測定し、そこから位置を導出することができる。
【００１１】
さらに、リニア変位センサは、測定センサ素子に固定に接続されており、かつ、誘導素子の第２の面の上方に配置されている、補正センサ素子を含む。ここで、誘導素子は、第２の面に、測定路に沿って延在する少なくとも１つの導電性の補正トラックを有し、補正センサ素子は、補正トラックとの重畳部が測定路に沿って一定である少なくとも１つの補正コイルを有する。誘導素子の測定路に対して直交する傾き及び／又はずれを測定センサ素子に対して相対的に補償することができるようにするために、リニアセンサは、付加的に、測定コイルと類似であって補正トラックの上方に配置されており、かつ、同様に渦電流方式で動作する少なくとも１つの補正コイルを有する。ただし、測定トラックとは異なり、補正コイル及び補正トラックは、測定路に沿って同形状の重畳部を有するので、少なくとも１つの補正コイルにより、補正センサ素子から誘導素子まで、ひいては測定センサ素子から誘導素子までの少なくとも１つの距離を求めることができる。当該距離は、誘導素子に対して相対的な測定センサ素子の位置の計算において考慮することが可能であり、この計算をより正確にすることができる。
【００１２】
構造スペースを節減するために、測定トラックと少なくとも１つの補正トラックとは、誘導素子のそれぞれ異なる面、例えば互いに反対側の面に配置される。また、少なくとも１つの補正コイルは、測定センサ素子に対向する固有の補正センサ素子上に配置することが可能である。従って、誘導素子は、測定センサ素子と補正センサ素子との間に収容することが可能である。誘導素子は、両面にパターニングされているが、あたかも全てのトラックが１つの面に配置されているかのように薄いものであってよい。小さな必要面積での組立てが可能である。
【００１３】
例えば、リニア変位センサは、管の内部に組み付けることが可能である。測定センサ素子及び補正センサ素子は、管の対向する各内面に取り付けられる。
【００１４】
全体として、リニア変位センサにより、著しく低減された構造スペースを達成することが可能である。並んで配置されたトラックを有するリニア変位センサに比較して、１／３までの幅の低減が可能である。
【００１５】
当該リニア変位センサは、誤差に対してロバストであるので、低コストの組立て及び接続の技術を達成することが可能である。また、単純な測定方式は、電磁障害に対してロバストである。
【００１６】
本発明の一実施形態によれば、誘導素子は、第１の面に測定トラックを配置し、第２の面に導体路としての少なくとも１つの補正トラックを配置した、回路板を含む。即ち、誘導素子は、２層の回路板であってよい。測定トラックと１つ又は複数の補正トラックとは、回路板上の金属層として設けることができる。
【００１７】
本発明の一実施形態によれば、測定センサ素子が、プレーナコイルとして構成された測定コイルを上部に有する回路板を含む、及び／又は、補正センサ素子が、プレーナコイルとして構成された少なくとも１つの補正コイルを上部に有する回路板を含む。測定トラックと１つ又は２つ又はそれ以上の補正コイルとを、２つの回路板に集積することが可能であり、この２つの回路板の間に、誘導素子が延在する。測定コイル及び／又は少なくとも１つの補正コイルは、回路板上及び／又は回路板内の導体路から構成することが可能である。
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、誘導素子は、第２の面上に並んで配置された２つの補正トラックを有し、補正センサ素子は、並んで配置された２つの補正コイルを有する。２つ又はそれ以上の補正コイルにより、補正センサ素子に対して相対的な誘導素子の傾きを求めることができる。補正センサ素子は、測定センサ素子に固定に接続されている（即ち、２つのセンサ素子が相互に不動に固定されている）ので、当該傾きから、測定センサ素子に対する誘導素子の傾きも求めることができる。
【００１９】
本発明の一実施形態によれば、補正コイルは、測定コイルよりも小さな幅を有する。測定コイル及び補正コイルは、同様に構成することが可能である。ただし、構造スペースを節減するために、少なくとも１つの補正コイルは、測定コイルよりも幅狭であるものとするとよい。この場合、幅とは、各測定センサ素子又は各補正センサ素子の平面における測定路に対して直交する方向における広がりであると理解することができる。
【００２０】
本発明の一実施形態によれば、測定コイル、測定トラック、少なくとも１つの補正トラック及び少なくとも１つの補正コイルは、誘導素子に直交する方向に関して、重畳している。特に、測定トラック及び少なくとも１つの補正トラックは、誘導素子の同一の領域内に配置されていてよく、及び／又は、重畳していてよい。
【００２１】
本発明の一実施形態によれば、測定トラックは、測定路に沿って先細となっている。測定トラックは、測定方向において相前後して延在する２つのエッジを有することができる。例えば、測定トラックは、三角形状又は台形状であってよい。逆に、補正トラックが、測定方向に対して平行に延在する２つのエッジを有してもよい。例えば、補正トラックは、長方形状であってよい。
【００２２】
本発明の一実施形態によれば、測定トラックは、測定路に沿って、測定コイルの幅の２０％の最小幅を有する。全測定路のうち測定コイルの少なくとも２０％を覆う測定トラックにより、特にプレーナコイルの場合、例えば容易に評価することが可能な実質的に線形の信号が得られる。
【００２３】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの補正トラックは、測定路に沿って一定の幅を有する。例えば、少なくとも１つの補正トラックは、補正コイルの幅の５０％未満の幅を有することができる。これにより、横方向のずれが大きくても、１つ又は複数の補正コイルの信号に重大な変化は発生せず、実質的に１回のみの距離測定が行われることを保証することができる。
【００２４】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの補正トラックは、対応する補正コイルの中央に対してずらされて配置されている。プレーナコイルが螺旋状に構成されている場合、外側の導体は、内側の導体よりもインダクタンスに強く寄与する。このため、特に補正コイルがプレーナコイルとして構成されている場合、非対称に配置された補正トラックにおいて、距離変化により、大きなインダクタンス変化、ひいては測定信号の大きな変化が生じる。
【００２５】
本発明の別の態様は、前述及び後述するような、リニア変位センサの測定センサ素子と誘導素子との相対位置を求める方法に関する。例えば、当該方法は、測定センサ素子上及び／又は補正センサ素子上に、例えば、測定コイル及び少なくとも１つの補正コイルに加えて、付属の回路板上に配置することが可能な制御部によって、実行することが可能である。
【００２６】
本発明の一実施形態によれば、方法は、誘導素子による測定コイル及び少なくとも１つの補正コイルの誘導量に依存する周波数を有する交流電圧を、測定コイル及び少なくとも１つの補正コイルにそれぞれ通電することを含む。例えば、この場合、測定コイル内かつ１つ又は複数の補正コイル内に渦電流を誘導する交流電圧をこれらのコイルに印加し、これにより、各コイル（測定コイル又は補正コイル）のインダクタンスを変化させることができる。コイルは、それぞれ振動回路に接続することができ、この場合、振動回路の周波数がそれぞれのインダクタンスによって変化する。当該周波数を各コイルの測定信号として評価することができる。
【００２７】
本発明の一実施形態によれば、方法は、少なくとも１つの補正コイルの少なくとも１つの補正周波数信号を測定することと、誘導素子から少なくとも１つの補正コイルまでの少なくとも１つの距離を各補正周波数信号から求めることと、測定コイルの測定周波数信号を測定することと、求められた少なくとも１つの補正コイルの距離に基づいて、測定周波数信号を修正することと、修正された測定周波数信号から相対位置を求めることと、を含む。１つ又は複数の補正周波数信号から、テーブル又は数式により、対応するトラックからそれぞれの補正コイルまでの距離を計算することができる。測定周波数信号から、さらにテーブル又は数式に基づき、先に求められた距離を考慮して、リニア変位センサの実際の位置を計算することができる。
【００２８】
コンピュータプログラムとして制御部内に実現することが可能な、方法を実施するためのアルゴリズムに、小さな計算能力しか必要なくなり、標準型マイクロコントローラによってシミュレーションすることが可能となる。
【００２９】
以下に、本発明の各実施形態を、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面及び説明のいずれも、本発明を限定するものと理解されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１Ａ，図１Ｂ，図１Ｃは、本発明の一実施形態によるリニア変位センサを示す概略図であり、図１Ａは断面図、図１Ｂは上面図、図１Ｃは下面図である。
【図２】プレーナコイルを示す概略的な平面図である。
【図３】図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃは、本発明の一実施形態によるリニア変位センサを示す概略図であり、図３Ａは断面図、図３Ｂは上面図、図３Ｃは下面図である。
【図４】周波数と誘導素子からコイルまでの距離との依存関係を示すグラフである。
【図５】図５Ａは、通常姿勢にある図２Ａ乃至図２Ｃのリニア変位センサを示す概略的な断面図であり、図５Ｂは、図５Ａに示されている姿勢での測定信号を示すグラフである。
【図６】図６Ａは、ずれた姿勢にある図２Ａ乃至図２Ｃのリニア変位センサを示す概略的な断面図であり、図６Ｂは、図６Ａに示されている姿勢での測定信号を示すグラフである。
【図７】図７Ａは、傾いた姿勢にある図２Ａ乃至図２Ｃのリニア変位センサを示す概略的な断面図であり、図７Ｂは、図７Ａに示されている姿勢での測定信号を示すグラフである。
【００３１】
図面は略示にすぎず、縮尺通りでない。図面中において、同一の特徴又は同様に作用する特徴には、同一の参照番号を付してある。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の実施形態
図１Ａには、リニア変位センサ１０の概略的な断面図、図１Ｂには、その概略的な上面図、図１Ｃには、概略的な下面図が示されている。図１Ａから見て取れるように、リニア変位センサ１０は、一方の面に測定トラック１６を被着し、反対側の面に２つの補正トラック１８を被着した、回路板１４の形態の誘導素子１２を含む。測定トラック１６及び補正トラック１８は、回路板１４のプラスチック基板上にメタライゼーション層として構成することが可能である。
【００３３】
補正トラック１８及び測定トラック１６は、誘導素子１２のそれぞれ異なる面に配置されている。測定トラック１６に対して、測定センサ素子２０上に測定コイル２２が配置されている。また、各補正トラック１８に対して、それぞれ１つずつの補正コイル２４が補正センサ素子２１上に配置されている。測定コイル２２及び補正コイル２４は、１つ又は複数の導体路として、測定センサ回路板２６又は補正センサ回路板２８のプラスチック基板上に構成することが可能である。測定コイル２２及び補正コイル２４は、プレーナコイルであってもよいし、及び／又は、各回路板２６，２８内の複数の層に配置されてもよい。同一の幾何学的形状を有していてよい補正コイル２４及び測定コイル２２は、対向する回路板２６，２８上に配置することができる。
【００３４】
測定センサ素子２０又は回路板２６及び／又は補正センサ素子２１又は回路板２８は、制御／評価電子装置３０の各素子を支持することが可能である。制御／評価電子装置３０は、コイル２２，２４に交流電圧を供給することが可能であり、及び／又は、後に詳述するように、位置特定のための評価も実行することが可能である。評価電子装置３０は、２つの回路板２６，２８に分散されてもよいし、２つの回路板の一方上のみ又は第３の回路板上に設けられてもよい。また、２つの回路板２６，２８を、例えばフレックスケーブル３２を介して、相互に電気的に接続することもできる。
【００３５】
測定センサ素子２０及び補正センサ素子２１は、相互に機械的に固定に接続されており、及び／又は、管３４の対向する内面に取り付けることもできる（これは、例えば、オートバイのサスペンションフォークに相当する）。誘導素子１２は、測定路Ｍの方向において（図１Ｂ，図１Ｃを参照）、２つのセンサ素子２０，２１間を可動である。
【００３６】
図１Ａ，図１Ｂ，図１Ｃには、相互に直交する方向ｘ，ｙ，ｚが示されている。ここで、測定路Ｍは、方向ｙへ延在しており、（素子１２，２０，２１又は回路板１４，２６，２８に関して）ｘは、幅方向、ｚは、距離方向である。
【００３７】
図１Ｂには、位置ｙを求められるようにするために、相互に測定方向に可動の、測定トラック１６及び測定コイル２２のみが示されている。測定コイル２２及び測定トラック１６の重畳部は、位置ｙに依存する。この場合、測定トラック１６は、直線ではあるが測定路Ｍに対して斜めに延在する２つのエッジを有するので、重畳部は、実質的に線形に位置ｙに依存する。測定トラック１６は、測定方向に対して垂直に配向された底辺を有する三角形状に成形することが可能である。この場合、当該底辺は、おおよそ測定コイル２２の幅（数ミリメートルから数センチメートルまで）に相当する寸法を有することができる。三角形の高さは、測定路Ｍ（数センチメートルから数十センチメートルまで）に相当し得る。
【００３８】
誘導素子１２及び測定センサ素子２０は、測定トラック１６の中心軸線が測定方向Ｍに沿って任意の位置ｙにおいて測定コイル２２の中心軸線に一致するように、相互に配向することが可能である。測定トラック１６は、測定コイル２２の中央部に配置することが可能である。
【００３９】
測定トラック１６を台形状に構成することも可能である。斯かる構成は、線形の測定信号が得られるという利点を有し得る。このため、重畳部は、三角形のきわめて狭い頂部による、測定コイル２２のインダクタンスへの影響、ひいては周波数変化を、ほとんど生じさせることがない。測定トラック１６は、例えば測定コイル２２の（ｘ方向における）幅の２０％程度の最小幅を有することができる。
【００４０】
図１Ｃには、回路板１４のうち、素子１６，２２が設けられているのとは異なる面上に設けられている補正トラック１８及び補正コイル２４のみが示されている。１つ又は２つ又はそれ以上の補正トラック１８が、測定路Ｍとともに変化しない幾何学的形状、即ち、対応する補正トラックとの重畳部が測定路Ｍの位置に依存しない幾何学的形状を有する。
【００４１】
補正トラック１８は、対応する補正コイル２４よりも狭い幅、例えば、対応する補正コイル２４の幅の５０％の幅を有する長方形状であるものとしてよい。補正コイル２４は、ｘ方向において、補正トラックに対して相対的に非対称に配向することが可能である。言い換えれば、補正トラック１８の中心軸線は、対応する補正コイル２４の中心軸線に対して、ずらして配置することが可能である。斯かる配置によって、誘導素子１２とセンサ素子２０，２１との横方向（ｘ方向）のずれに対する改善された補正を達成することができる。
【００４２】
このことは、プレーナコイル２２，２４を示した図２によって理解することができる。測定コイル２２及び補正コイル２４の全ては、図２に示されているようなプレーナコイルとして成形することもできるし、及び／又は、回路板２６，２８の１つ又は複数の層内に実現することもできる。プレーナコイル２２，２４は、（ｘ方向及びｙ方向によって定められる）１平面内に位置する導体３６を有し、この導体３６は、内側端子３８から外側端子４０へ螺旋状に延在する。
【００４３】
上述の改善された補正は、（中央部に位置する端子３８に関して）プレーナコイル２２，２４の導体３６の外側部分が、導体３６の内側に位置する部分に比較して、プレーナコイル２２，２４のインダクタンスに、より大きく寄与するということに帰すことができる。従って、非対称に配向された補正トラック１８の水平方向のずれは、大きなインダクタンス変化をもたらし、ひいては大きな周波数変化、ひいては改善された補正をもたらすことができる。
【００４４】
図３Ａ乃至図３Ｃには、図１Ａ乃至図１Ｃと同様に、図１Ａ乃至図１Ｃに示されているリニア変位センサ１０より小さな幅を有し得るリニア変位センサ１０の別の実施形態が示されている。これは、補正コイル２４を、測定コイル２２より幅狭に構成することにより実現される。図３Ａから見て取れるように、補正コイル２４は、幅方向ｘにおいて相互に接することができ、及び／又は、それぞれ測定コイル２２の幅の５０％より幾分大きいのみの（測定コイル２２の幅の６０％よりも幾分小さい）幅を有することができる。
【００４５】
リニア変位センサの測定方式は、渦電流効果に基づいている。制御部３０がコイル２２，２４内に交流電圧を形成し、この交流電圧がトラック１６，１８に渦電流を形成して、これによりコイル２２，２４のインダクタンス変化が生じる。コイル２２，２４に交流電圧が印加されると、電磁交流場が発生し、これがトラック１６，１８内に渦電流を誘導する。当該渦電流は、第１の場とは反対の場を形成し、これにより、コイル２２，２４の低減されたインダクタンスが生じる。コイル２２，２４が（例えば制御部３０内に集積されている）電気振動回路において切り換えられると、これにより、その共振周波数は、
ｆ０＝１／（２π√ＬＣ）
に従って変化する。
【００４６】
測定コイル２２の、測定トラック１６によって覆われる部分が増大するにつれて、及び／又は、コイル２２，２４がトラック１６，１８に近接するにつれて、振動回路の周波数は大きくなる。よって、ｚ方向における測定コイル２２から測定トラック１６までの距離が一定であり、測定トラック１６がパターニングされているとすると、測定コイル２２の位置変化によって、周波数変化が、測定路Ｍに沿って発生する。従って、例えば、計数又はロックインプロセスによって周波数を測定すれば、位置ｙを導出することができる。振動回路に使用されるキャパシタは、数十メガヘルツの領域の周波数を達成するように選択することが可能である。
【００４７】
測定トラック１６から測定コイル２２までの距離に変化が生じた場合、測定誤差が生じるが、これは、補正コイル２４と補正トラック１８との１つ又は複数の対によって修正することが可能である。例えば、図４には、コイル２２，２４及びキャパシタから成る振動回路の共振周波数ｆと、コイル２２，２４から対応するトラック１６，１８までの距離ｚとの依存関係が示されている。
【００４８】
当該依存関係は、制御部３０において、各コイル２２，２４に対するキャリブレーションデータとして記憶することが可能である。当該キャリブレーションデータは、リニア変位センサ１０の使用前に求めることができ、及び／又は、特に、コイル２２，２４から対応するトラック１６，１８までの距離ｚの関数としての周波数ｆがどのように挙動するかを表すことができる。キャリブレーションデータは、例えば、制御部、例えばＡＳＩＣ又はマイクロコントローラのメモリ内に、ルックアップテーブル（データテーブル）として、又は、解析用の形態において、即ち、符号化された関数として、格納することが可能である。
【００４９】
測定周波数信号の補正を、以下の図に関連して説明する。ここで、図５Ａ，図６Ａ，図７Ａには、それぞれ異なる誤差の姿勢にあるリニア変位センサ１０が示されている。対応する図５ｂ，図６ｂ，図７ｂは、測定変位位置ｙに依存して、測定周波数信号４２、修正された測定周波数信号４４及び補正周波数信号４６を示したグラフである。
【００５０】
制御部３０は、補正コイル２４の補正周波数信号４６を測定し、その後、キャリブレーションデータを用いて、誘導素子１２から各補正コイル２４までのそれぞれ１つの距離ｚを各補正周波数信号４６から求めることができる。この場合、制御部３０は、自身に格納されている、リニア変位センサ１０の幾何学的形状データにさらに基づいて、誘導素子１２に対する測定コイル２２の姿勢を補正コイル２４の距離から計算することができる。さらに、制御部３０は、測定コイル２２の測定周波数信号４２を測定し、この測定周波数信号４２を求められた補正コイル２４の距離に基づいて修正することができる。その後、修正された測定周波数信号４４から、誘導素子１２とセンサ素子２０，２１との相対位置ｙを求めることができる。
【００５１】
図５Ａには、通常姿勢にあるリニア変位センサ１０、即ち、誘導素子１２が初期状態に対してずれたり傾いたりしていない状態のリニア変位センサ１０が示されている。誤差がなければ、測定周波数信号４２（測定コイルを含む振動回路の周波数）は、測定位置ｙの関数として線形に挙動する。誘導素子１２が傾いていないので、各補正周波数信号４６は、ほぼ等しくなり、補正を行う必要はない。誘導素子１２の左隣の破線は、誘導素子１２の初期位置を表している。
【００５２】
図６Ａには、距離方向ｚにおいてずれた姿勢にあるリニア変位センサ１０が示されている。例えば、誘導素子１２が補正センサ素子２１の方向にずれると、測定コイル２２から測定トラック１６までの距離が大きくなるために、測定周波数信号４２が低下する。同時に、補正周波数信号４６は、双方とも同等の値だけ大きくなる。図示のように、格納されているキャリブレーションデータに基づいて、修正された測定周波数信号４４が計算される。
【００５３】
図７Ａには、ｙ方向から傾いた姿勢にあるリニア変位センサ１０が示されている。傾き状態となっていることに対して、センサ素子２０，２１に対する誘導素子１２の平均距離が等しいままである場合、一方の補正周波数信号４６は大きくなり、他方の補正周波数信号４６は小さくなる（補正トラック１８が補正コイル２４に近接するにつれ、補正周波数信号４６は大きくなる）。
【００５４】
距離と周波数との非線形の関係（図４）に基づいて、測定周波数信号４２での傾きが高い周波数を生じさせる。キャリブレーションデータに基づいて修正された測定周波数信号４４を再び計算することができる。
【００５５】
誘導素子の他の姿勢は、上述したケースの組合せから生じる。特に、リニア変位センサ１０又は補正アルゴリズムは、静的な誤差（即ち、例えば静的な傾き）だけでなく、動的な誤差も修正することが可能である。
【００５６】
最後に、「有する」、「含む」などの概念は、他の要素又はステップを排除しないこと、「１つの」、「ある」などの概念は、複数を排除しないことを指摘しておく。なお、特許請求の範囲における参照番号は、限定とみなされるべきではない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７ｂ】
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【国際調査報告】
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