(57)【要約】      （修正有）【課題】磁気干渉場の影響を低減した磁気弾性せん断力トランスデューサを提供する。【解決手段】中空部材区分４、６に荷重ＦＳ１、ＦＳ２を加えることで、中空部材区分４、６にせん断負荷を生ぜしめる。磁気弾性せん断力トランスデューサ１０は、中空部材区分４、６のうち、空所１３を取り囲む磁気分極と磁気弾性特性とを有する環状の磁気弾性アクティブ区分６の範囲内に配置された、少なくとも１つの磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと、磁気弾性アクティブ区分６の範囲外に配置された磁場補償センサとを含み、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサのセンサ信号は、磁場補償センサの補償信号と一緒に処理される。【選択図】図１
2019032319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作用したせん断負荷に依存して出力信号を提供する磁気弾性せん断力トランスデューサにおいて、
長手方向に延び、該長手方向に沿って内部に位置する空所を有する中空部材区分であって、荷重が加えられ、該荷重が前記中空部材区分においてせん断負荷をもたらすように形成されている、中空部材区分と、
前記中空部材区分と直接または間接的に接続されているか、あるいは前記中空部材区分の一体部分をなし、それによって前記せん断負荷が伝わるようになっている、少なくとも１つの環状の磁気弾性アクティブ区分であって、前記空所を取り囲む磁気分極と磁気弾性特性とを有する、磁気弾性アクティブ区分と、
少なくとも１つの磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと少なくとも１つの関連する磁場補償センサとを含む磁場センサと、を備え、前記少なくとも１つの磁気弾性アクティブ区分内磁場センサおよび前記少なくとも１つの磁場補償センサが、それぞれ１つの感知方向を有する方向感受性磁場センサであり、前記磁場センサは、前記中空部材区分の空所内に、かつ前記長手方向と実質的に平行の前記感知方向で前記空所の外側領域に配置されており、前記磁気弾性アクティブ区分内磁場センサは、前記磁気弾性アクティブ区分の範囲内に配置されており、前記関連する磁場補償センサは、前記磁気弾性アクティブ区分の範囲外に、かつ前記磁気弾性アクティブ区分内磁場センサに対して長手方向に所定距離をおいて配置されており、前記出力信号への磁気干渉場の影響を最小化するために、前記磁場補償センサの補償信号が前記磁気弾性アクティブ区分内磁場センサのセンサ信号と一緒に処理される、磁気弾性せん断力トランスデューサ。
【請求項２】
前記磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと前記磁場補償センサとは、実質的に同軸の感知方向で配置されている、請求項１に記載の磁気弾性せん断力トランスデューサ。
【請求項３】
前記磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと前記磁場補償センサとは、互いに逆方向の感知方向で配置されている、請求項１または２のいずれか１項に記載の磁気弾性せん断力トランスデューサ。
【請求項４】
前記磁場センサは、前記磁気弾性アクティブ区分内磁場センサおよび磁気弾性アクティブ区分内第２磁場センサと、前記磁場補償センサと、前記磁気弾性アクティブ区分内第２磁場センサに関連する第２磁場補償センサとを有し、前記磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと前記磁気弾性アクティブ区分内第２磁場センサとは、前記磁気弾性アクティブ区分の範囲内で第１平面上に位置し、前記第１平面は、前記空所の内部領域を前記長手方向に対して平行に、かつ前記長手方向に対して垂直に延び、特に、前記磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと前記磁気弾性アクティブ区分内第２磁場センサとは、互いに逆方向の感知方向で配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気弾性せん断力トランスデューサ。
【請求項５】
前記磁気弾性アクティブ区分内第２磁場センサと前記第２磁場補償センサとは、実質的に同軸の、特に同軸の、かつ互いに逆方向の感知方向で配置されている、請求項４に記載の磁気弾性せん断力トランスデューサ。
【請求項６】
前記磁場センサは、さらに、磁気弾性アクティブ区分内第３磁場センサおよび第４磁場センサと、前記磁気弾性アクティブ区分内第３磁場センサに関連する第３磁場補償センサと、前記磁気弾性アクティブ区分内第４磁場センサに関連する第４磁場補償センサとを有し、前記磁気弾性アクティブ区分内第３磁場センサと前記磁気弾性アクティブ区分内第４磁場センサとが第２平面上に位置し、前記第２平面は、前記長手方向に対して平行に延び、かつ前記第１平面に対して垂直に形成されており、特に、前記第１平面と前記第２平面とは、前記長手方向に沿った前記空所の内部領域の中心軸線で交差し、特に、前記磁気弾性アクティブ区分内第３磁場センサと前記磁気弾性アクティブ区分内第４磁場センサとは、互いに逆方向の感知方向で配置されている、請求項４または５のいずれか１項に記載の磁気弾性せん断力トランスデューサ。
【請求項７】
前記磁気弾性アクティブ区分内第３磁場センサと前記第３磁場補償センサとは、実質的に同軸の、特に同軸の、かつ互いに逆方向の感知方向で配置されており、前記磁気弾性アクティブ区分内第４磁場センサと前記第４磁場補償センサとは、実質的に同軸の、特に同軸の、かつ互いに逆方向の感知方向で配置されている、請求項６に記載の磁気弾性せん断力トランスデューサ。
【請求項８】
前記磁気弾性せん断力トランスデューサが保持手段を有し、該保持手段は、前記磁場センサを前記空所内の所定位置で保持するように形成されており、特に、前記保持手段は、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと前記磁気弾性アクティブ区分内磁場センサに関連する磁場補償センサとの長手方向の所定距離を設定するように形成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の磁気弾性せん断力トランスデューサ。
【請求項９】
評価ユニットと、前記磁場センサのうちの磁気弾性アクティブ区分内磁場センサに関連する複数の可能な磁場補償センサとを備え、前記評価ユニットは、磁気干渉場に依存して前記複数の可能な磁場補償センサから少なくとも１つの関連する磁場補償センサを選択するように、かつ前記磁気弾性アクティブ区分内磁場センサに割り当てるように形成されており、特に、前記少なくとも１つの関連する磁場補償センサが、比較測定によって、特に、前記磁気弾性せん断力トランスデューサの感度、直線性、ヒステリシス、および／または偏差の最適化を考慮して選択される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の磁気弾性せん断力トランスデューサ。
【請求項１０】
前記磁気弾性せん断力トランスデューサは、関連する磁場センサを有するさらに別の環状の磁気弾性アクティブ区分を有し、特に、前記磁気弾性アクティブ区分は、前記中空部材区分に長手方向に互いに離間して配置されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の磁気弾性せん断力トランスデューサ。
【請求項１１】
力測定ボルトであって、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の磁気弾性せん断力トランスデューサを備えた、力測定ボルト。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の少なくとも１つの磁気弾性せん断力トランスデューサを備えたボールジョイントであって、特に、スタッドとソケットとを備え、前記少なくとも１つの磁気弾性せん断力トランスデューサが前記スタッドおよび／または前記ソケットに配置されている、ボールジョイント。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の少なくとも１つの磁気弾性せん断力トランスデューサを備えた牽引装置であって、特に牽引フックを備え、前記少なくとも１つの磁気弾性せん断力トランスデューサが前記牽引フックに配置されており、特に、前記牽引装置が請求項１１に記載の１つまたは複数の、特に２つの力測定ボルトを備えている、牽引装置。
【請求項１４】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の磁気弾性せん断力トランスデューサのための磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと関連する磁場補償センサとの最適距離を取り付け状態に依存して検知する方法であって、
前記磁気弾性せん断力トランスデューサを前記取り付け状態または該取り付け状態のモデルシミュレーションに導入するステップと、
前記磁場センサのうちの磁気弾性アクティブ区分内磁場センサのセンサ信号を検知するステップと、
前記磁気弾性アクティブ区分内磁場センサに関連する磁場補償センサの補償信号を、前記磁気弾性アクティブ区分内磁場センサに対して長手方向に異なった距離をおいて検知するステップと、
前記異なった距離に関連する出力信号を生成するために前記センサ信号を前記補償信号と一緒に処理するステップと、
前記磁気弾性せん断力トランスデューサの少なくとも１つの特性、特に感度、直線性、ヒステリシス、および／または誤差偏差を考慮して前記関連する出力信号を評価することにもとづいて、前記異なった距離から前記磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと前記関連する磁場補償センサとの最適距離を選択するステップと、
を包含する、方法。
【請求項１５】
前記センサ信号および前記補償信号の検知中に磁気干渉場を生成するステップをさらに包含する、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、干渉場補償を用いる改善された磁気弾性せん断力トランスデューサ（Ｓｃｈｅｒｋｒａｆｔａｕｆｎｅｈｍｅｒ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術から、せん断力トランスデューサのそれぞれ異なった実施形態が公知である。通常、このようなせん断力トランスデューサは、せん断ビームの局所的変形を測定するためにひずみゲージ（Ｄｅｈｎｕｎｇｓｍｅｓｓｓｔｒｅｉｆｅｎ）を利用する。しかしその際、せん断ビームがこのために弱化した領域を有しており、この領域でそのような変形が測定されることが不利である。
【０００３】
これに代わる測定原理は、（永久）磁化可能な材料の磁気弾性特性にもとづいている。磁歪の場合は外部磁界が弾性変形、特に物体の形状変化を起こす一方で、磁気弾性効果の場合は物体の機械的負荷がその磁界を変化させる。
【０００４】
この測定原理にもとづく磁気弾性せん断力トランスデューサは、例えば特許文献１から公知であり、その内容は、その全体が参照により本出願中に援用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／３６０２８２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、干渉場補償を用いる改善された磁気弾性せん断力トランスデューサを提供することである。本発明のさらに別の課題は、磁気弾性せん断力トランスデューサにおける磁場補償センサの最適な位置を検知する方法を提供することである。他の課題は以下の記載から明らかになる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
磁気弾性せん断力トランスデューサは、せん断力トランスデューサに作用するせん断負荷（Ｓｃｈｅｒｂｅｌａｓｔｕｎｇ）に依存して出力信号を提供するように形成されている。
【０００８】
本発明の一態様によれば、磁気弾性せん断力トランスデューサは中空部材区分（Ｈｏｈｌｂａｕｔｅｉｌａｂｓｃｈｎｉｔｔ）を備えている。この中空部材区分は、少なくとも部分的に長手方向に延びている。中空部材区分は中空に形成されており、つまり、中空部材区分は、長手方向に沿って内部に位置する空所（キャビティとも呼ばれる）を有している。その際、特に、中空部材区分は中空円筒の形状を有していてもよく、すなわち実質的に管状であってもよい。換言すると、中空部材区分は管であってもよい。空所は、湿気および汚れに対して完全に密封できることが有利である。したがって、中空部材区分は、端面が、例えば溶接された蓋によって閉鎖されていてもよい。センサ系が内部に位置することによって、設置スペースが制限されていてもせん断力トランスデューサを多数の異なった部材において使用することが可能になる。
【０００９】
その際、中空部材区分は、荷重が加えられるように形成されている。特に、荷重は横力もしくはせん断力であり得る。荷重は中空部材区分にせん断負荷を生ぜしめる。
【００１０】
その際、中空部材区分のジオメトリ、特に壁厚は、荷重を考慮に入れて設計されていてもよい。例えば、壁厚は、荷重による中空部材区分のせん断破断（Ａｂｓｃｈｅｒｅｎ）、または中空部材区分の単なる塑性変形も回避されるように選択されるべきである。
【００１１】
本発明のさらに別の態様によれば、磁気弾性せん断力トランスデューサは中空部材区分と直接または間接的に接続されているか、あるいは中空部材区分の一体部分（ｉｎｔｅｇｒａｌｅｒ  Ｔｅｉｌ）をなす少なくとも１つの環状の磁気弾性アクティブ区分（ｍａｇｎｅｔｏｅｌａｓｔｉｓｃｈ  ａｋｔｉｖｅｒ  Ａｂｓｃｈｎｉｔｔ）を備えている。
【００１２】
磁気弾性アクティブ区分は、空所を取り囲む磁気分極と磁気弾性特性とを有している。換言すると、磁気弾性アクティブ区分における磁化可能な材料が円周に沿って接線方向に分極していてもよい。磁気弾性的にアクティブな特性にもとづいて、磁気弾性アクティブ区分における力の作用（応力）が、磁気弾性アクティブ区分の分極の結果としての磁場の変形をもたらす。この配置は、磁場成分を決定することによるせん断力の感知を可能にする。
【００１３】
磁気弾性アクティブ区分は、中空部材区分の一体部分をなしてもよい。例えば、そのために中空部材区分の環状区分が磁化されてもよい。この場合、前提条件となるのは中空部材区分が磁化可能な材料を含んでいることである。
【００１４】
これに代えて、磁気弾性アクティブ区分が中空部材区分とは別個に形成されていてもよいし、せん断力トランスデューサを組み立てるときに初めて中空部材区分と接続、例えば接着および／または圧入（ｅｉｎｇｅｐｒｅｓｓｔ）されてもよい。用途に応じて、製造時にどちらかを選べることが有利である。
【００１５】
どちらの場合も、中空部材区分は、荷重によって生ぜしめられたせん断負荷の少なくとも一部を磁気弾性アクティブ区分に伝えるように形成されている。このことは、せん断負荷の測定を可能にする。
【００１６】
本発明のさらに別の態様によれば、せん断力トランスデューサは、少なくとも１つの磁気弾性アクティブ区分内磁場センサ（Ｍａｇｎｅｔｆｅｌｄｓｅｎｓｏｒ  ｉｍ  ｍａｇｎｅｔｏｅｌａｓｔｉｓｃｈ  ａｋｔｉｖｅｎ  Ａｂｓｃｈｎｉｔｔ）と少なくとも１つの関連する磁場補償センサとを含む磁場センサを備えている。
【００１７】
せん断力トランスデューサには第１の種類の磁場センサと第２の種類の磁場センサとが配置されている。第１の種類と第２の種類とは、本明細書の文脈において少なくとも（またはもっぱら）それぞれ１つの関連する磁気弾性アクティブ区分に対するその位置決めの点で区別することができる。その際、第１の種類の磁場センサは磁気弾性アクティブ区分の範囲内に配置されている。第２の種類の磁場センサは磁気弾性アクティブ区分の範囲外に配置されている。どちらの種類の磁場センサも同じ構造に形成されていてもよく、磁気弾性アクティブ区分（単数または複数）に対する位置決めの点でしか区別されない。第１の種類の磁場センサは、１つまたは複数の磁気弾性アクティブ区分の磁場の（せん断）負荷の作用によってもたらされる磁場変化を測定するためのものである。第２の種類の磁場センサは、磁気干渉場を測定するためのものであるが、それと同時に磁場変化の影響を可能な限り受けないか、またはわずかな影響しか受けない（感度を低下させないため）。１つもしくは複数の磁気弾性アクティブ区分の範囲外にある磁場センサは、より容易に区別できるようにするために磁場補償センサと呼ばれる。
【００１８】
少なくとも１つの磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと少なくとも１つの磁場補償センサ、好ましくはすべての磁場センサは、それぞれ１つの感知方向を有する方向感受性磁場センサである。換言すると、磁場センサは、感知方向に磁場のベクトル成分を感知する。方向感受性磁場センサは、例えばフラックスゲート磁気計またはホールセンサであってもよい。磁場センサによって、せん断負荷の結果としての磁場変化が検出される。
【００１９】
磁場センサは、中空部材区分の空所内に、かつ長手方向と実質的に平行の感知方向で空所の外側領域に配置されていてもよい。この配置によってせん断力を感知することができる。
【００２０】
本発明のさらに別の態様によれば、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサは、磁気弾性アクティブ区分の範囲内に配置されている。磁気弾性アクティブ区分内磁場センサに関連する磁場補償センサは、磁気弾性アクティブ区分の範囲外に、かつ磁気弾性アクティブ区分内磁場センサに対して長手方向に所定距離をおいて配置されている。その際、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと磁場補償センサと磁気弾性アクティブ区分とは、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサによって磁気弾性アクティブ区分の磁場が検出されるように、もしくは、より具体的にはせん断負荷の結果としての磁場変化が検出されるように配置および形成されているべきである。
【００２１】
それゆえ、良好な測定結果のために、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサは、好ましくは磁気弾性アクティブ区分の壁の近くに配置されているべきである。
【００２２】
磁場補償センサによって、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサに作用する干渉場が検出および補償されることになっている。それゆえ、磁場補償センサは、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサの可能な限り近くに、かつ好ましくは長手方向と平行に配置されているべきである。同時に、磁場補償センサは、磁気弾性アクティブ区分から十分遠く離れたところに位置すべきである。それによって、可能な限り干渉場のみが感知され、磁気弾性アクティブ区分に由来する磁場の関連成分は感知されない。それゆえ、磁場補償センサと関連する磁気弾性アクティブ区分内磁場センサとの最適距離を実験または解析によって検知することが好ましい。
【００２３】
これについて、干渉場自体は磁場センサによって測定されはするが、補償なしでは干渉場が測定結果の質を低下させることを確認しておかなければならない。しかし干渉場の形状は、磁気弾性せん断力トランスデューサの具体的な取り付け状態に大きく左右される。
【００２４】
したがって、機械的構造と、この機械的構造および周囲の（磁気的）材料特性とは、干渉場の形状に大きい影響を及ぼす。くだけた言い方をすると、機械的構造は、干渉場の具体的な形状には相対的に左右されず、「磁気アンテナ作用（ｍａｇｎｅｔｉｓｈｅ  Ａｎｔｅｎｎｅｎｗｉｒｋｕｎｇ）」を発揮することができ、磁気弾性せん断力トランスデューサの周囲における干渉場を、その干渉場が測定結果の質を著しく低下させるほどに「ゆがめる」。
【００２５】
本発明によれば、出力信号への磁気干渉場の影響を最小化するために、磁場補償センサの補償信号が磁気弾性アクティブ区分内磁場センサのセンサ信号と一緒に処理されてもよい。例えば、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと磁場補償センサとは、磁場補償センサの信号が磁気弾性アクティブ区分内磁場センサの信号から減算されるように電気的に接続されていてもよい。これに代えて、センサ信号が評価ユニットによって別個に感知され、その後、所定の規則に従って計算されてもよい。電気的補償がセンサ信号の評価を容易にする一方で、計算ユニットによって、複雑な規則にもとづいても非常に安価に評価することができる。
【００２６】
本発明の有利な一態様によれば、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサに関連する磁場補償センサとは、感知方向が実質的に同軸に位置するように、換言すると一直線に並ぶように配置されていてもよい。このことは測定結果を改善する。
【００２７】
本発明のさらに別の有利な態様によれば、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと磁場補償センサとは、互いに逆方向の感知方向で配置されていてもよく、すなわち、感知方向に対して垂直の軸を中心に１８０°互いに回転させてあってもよい。このことは干渉場の補償を容易にする。
【００２８】
本発明のさらに別の有利な態様によれば、磁場センサは、磁気弾性アクティブ区分内（第１）磁場センサと磁気弾性アクティブ区分内第２磁場センサと、（第１）磁場補償センサと、磁気弾性アクティブ区分内第２磁場センサに関連する第２磁場補償センサとを有していてもよい。
【００２９】
磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと磁気弾性アクティブ区分内第２磁場センサとは第１平面上に位置してもよい。この場合、第１平面は、空所の内部領域を長手方向に対して平行に、かつ長手方向に対して垂直に延びる。平面の配置は荷重が作用する方向に依存して選択されるべきである。
【００３０】
その場合、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと磁気弾性アクティブ区分内第２磁場センサとは、互いに逆方向の感知方向で配置され得ることが好ましい。しかし評価ユニットによってセンサ信号を評価するときに、磁場センサが同じ方向に向けられていてもよい。
【００３１】
磁気弾性アクティブ区分内第２磁場センサと第２磁場補償センサとは、実質的に同軸の、特に同軸の、かつ互いに逆方向の感知方向で配置され得ることが有利である。
【００３２】
コンピュータ支援による評価では、磁場センサを別の形に配置することもできる。例えば、ジオメトリもしくはスペース条件にもとづいていてもよい。しかしコンピュータ支援による評価には比較的コストがかかる。
【００３３】
本発明のさらに別の有利な態様によれば、磁場センサは、磁気弾性アクティブ区分内第３磁場センサおよび第４磁場センサと、磁気弾性アクティブ区分内第３磁場センサに関連する第３磁場補償センサと、磁気弾性アクティブ区分内第４磁場センサに関連する第４磁場補償センサとを有していてもよい。
【００３４】
磁気弾性アクティブ区分内第３磁場センサと磁気弾性アクティブ区分内第４磁場センサとが第２平面上に位置し、第２平面は、同様に長手方向に対して平行に延び、かつ第１平面に対して垂直に形成されている。特に、第１平面と第２平面とは、長手方向に沿った空所の内部領域の中心軸線で、好ましくは垂直に交差する。
【００３５】
磁気弾性アクティブ区分内第３磁場センサと磁気弾性アクティブ区分内第４磁場センサとが互いに逆方向の感知方向で配置されているならば有利であり得る。この態様によって、荷重が作用する方向を簡単に決定することができる。さらに、せん断力トランスデューサは、荷重が作用する方向に依存せずにすべての横力もしくはせん断力を検出する。
【００３６】
本発明のさらに別の有利な態様によれば、磁気弾性アクティブ区分内第３磁場センサと第３磁場補償センサとは、実質的に同軸の、特に同軸の、かつ互いに逆方向の感知方向で配置されていてもよい。
【００３７】
これに代えて、またはこれに加えて、磁気弾性アクティブ区分内第４磁場センサと第４磁場補償センサとが、実質的に同軸の、特に同軸の、かつ互いに逆方向の感知方向で配置されていてもよい。この態様も測定結果を改善する。
【００３８】
さらに別の有利な態様によれば、磁気弾性せん断力トランスデューサが保持手段を有していてもよい。保持手段は、磁場センサを空所内の所定位置で保持するように形成されていてもよい。
【００３９】
特に、保持手段は、磁場センサのうちの磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと磁気弾性アクティブ区分内磁場センサに関連する磁場補償センサとの長手方向の所定距離を設定するように形成されていてもよい。例えば、磁場補償センサが保持手段上を移動または摺動してもよい。このことは、せん断力トランスデューサを、具体的な取り付け状態もしくは作用する干渉場に合わせて調整することを可能にする。
【００４０】
本発明のさらに別の有利な態様によれば、せん断力トランスデューサは、評価ユニットと、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサに関連する複数の可能な磁場補償センサとをさらに備えていてもよい。
【００４１】
評価ユニットは、磁気干渉場に依存して複数の可能な磁場補償センサから磁気弾性アクティブ区分内磁場センサに関連する少なくとも１つの磁場補償センサを選択するように、かつ磁気弾性アクティブ区分内のこの磁場センサに割り当てるように形成されていてもよい。
【００４２】
その場合、少なくとも１つの関連する磁場補償センサが、感度および／もしくは直線性を最適化する目的で、ならびに／またはヒステリシスおよび／もしくは測定誤差を低減する目的で比較測定によって（場合によっては自動化して）選択されてもよい。この態様によって、せん断力トランスデューサの調整を「インラインで」、すなわち具体的な取り付け状態で（場合によっては動作中にさえ）簡単に行うことができる。
【００４３】
本発明のさらに別の有利な態様によれば、磁気弾性せん断力トランスデューサは、関連する磁場センサを有するさらに別の（特に第２の）環状の磁気弾性アクティブ区分を有していてもよい。
【００４４】
その際、磁気弾性アクティブ区分は、中空部材区分に長手方向に互いに離間して配置されていてもよい。
【００４５】
さらに別の磁気弾性アクティブ区分と、さらに別の磁気弾性アクティブ区分に関連する磁場センサの構成は、第１磁気弾性アクティブ区分と第１磁気弾性アクティブ区分に関連する磁場センサの構成に実質的に相当し得る。特に、磁場センサの数と配置とは基本的に同等であってもよい。その際、それぞれの磁場補償センサと関連する磁気弾性アクティブ区分内磁場センサとの距離は、磁気干渉場に依存して等しいことが好ましいが、異なっていてもよい。
【００４６】
そのようなせん断力トランスデューサは、例えば、特にダブルエンドせん断ビーム型秤量セル（ｚｅｎｔｒａｌ−ｂｅｌａｓｔｅｔｅ  Ｄｏｐｐｅｌｓｃｈｅｒｓｔａｂ−Ｗａｅｇｅｚｅｌｌｅ）および類似の負荷事例に適している。これらは、例えば油圧シリンダおよび空気圧シリンダのヨークおよびロッドエンド、クレーン用途、ならびにボルト締結部、ピン締結部、およびねじ締結部にせん断負荷される他の多くの事例に応用することができる。
【００４７】
本発明に係るせん断力トランスデューサを有する改善された力測定ボルト（Ｋｒａｆｔｍｅｓｓｂｏｌｚｅｎ）も提供される。本発明に係る力測定ボルトは従来の力測定ボルトにとって代わることができる。磁気弾性測定原理は、ひずみゲージを用いる従来の力測定ボルトと比べてはるかに大きい機械的負荷もしくは過負荷を力測定ボルトの塑性変形なしに可能にする。干渉場補償によって測定結果は著しく改善される。磁場センサが内部に配置されるセンサ設計は、ピン、ボルト、ねじ、および類似の部品におけるせん断力の測定を可能にする。
【００４８】
同様に、本発明に係るせん断力トランスデューサを備えた改善されたボールジョイントが提供される。ボールジョイントはスタッドとソケットとを有している。その場合、少なくとも１つの磁気弾性せん断力トランスデューサは、スタッドおよび／またはソケットに配置されていてもよい。そのような改善されたボールジョイントは、例えば、車両製造業において、車輪懸架装置もしくは車軸懸架装置に、トランスバースリンクとナックルスピンドル（Ａｃｈｓｓｃｈｅｎｋｅｌ）とを接続するためのサスペンションジョイント、タイロッドとマクファーソンストラットまたはナックルスピンドルとを接続するためのタイロッドヘッド（Ｓｐｕｒｓｔａｎｇｅｎｋｏｐｆ）、あるいは、スタビライザとトランスバースリンクまたはストラットとを接続するための連結ロッドに使用することができる。他の多くの用途が考えられる。
【００４９】
本発明に係る少なくとも１つのせん断力トランスデューサを有する改善された牽引装置（Ａｎｈａｅｎｇｅｖｏｒｒｉｃｈｔｕｎｇ）も提供される。牽引装置は牽引フックを備えていてもよい。その際、少なくとも１つの磁気弾性せん断力トランスデューサが牽引フックに配置されていてもよい。特に、牽引装置は、１つまたは複数の、特に２つの本発明に係る力測定ボルトを有していてもよい。
【００５０】
本発明に係る磁気弾性せん断力トランスデューサのための磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと関連する磁場補償センサとの最適距離を取り付け状態に依存して検知する方法が提供される。
【００５１】
本発明の一態様によれば、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと関連する磁場補償センサとの最適距離を検知する方法は、磁気弾性せん断力トランスデューサを、取り付け状態に、あるいは、例えば実験的に、または有限要素解析によって取り付け状態のモデルシミュレーション（ｍｏｄｅｌｌｈａｆｔｅｓ  Ｎａｃｈｂｉｌｄｅｎ）に導入することを包含する。この態様によって、せん断力トランスデューサを具体的な取り付け状態に、もしくは存在する干渉場に合わせて調整することができる。干渉場は、例えば強磁性材料の残留磁化によって、または電子部品によって発生させることができる。
【００５２】
本発明のさらに別の態様によれば、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと関連する磁場補償センサとの最適距離を検知する方法は、少なくとも１つの磁気弾性アクティブ区分内磁場センサ、好ましくは磁場センサのすべての磁気弾性アクティブ区分内磁場センサのセンサ信号を検知（測定）することを包含する。
【００５３】
これに加えて、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと関連する磁場補償センサとの最適距離を検知する方法は、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサに関連する少なくとも１つの磁場補償センサの補償信号を、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサに対して長手方向に異なった距離をおいて検知することを包含する。
【００５４】
本発明のさらに別の態様によれば、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと関連する磁場補償センサとの最適距離を検知する方法は、異なった距離に関連する出力信号を生成するためにセンサ信号を補償信号と一緒に処理することを包含する。このことは、テスト測定によって、およびセンサ信号と補償信号の、または数学的モデリングによる相応の計算の記録によって行うことができる。
【００５５】
本発明のさらに別の態様によれば、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと関連する磁場補償センサとの最適距離を検知する方法は、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと関連する磁場補償センサとの最適距離を、異なった距離および関連する出力信号から選択することを包含する。
【００５６】
上記の選択は、磁気弾性せん断力トランスデューサの少なくとも１つの特性、特に、例えば感度、直線性、ヒステリシス、および／または（誤差）偏差などを考慮して距離に関連する出力信号を評価することにもとづいてもよい。
【００５７】
本発明のさらに別の有利な態様によれば、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと関連する磁場補償センサとの最適距離を検知する方法は、センサ信号および補償信号の検知中に磁気干渉場を生成することをさらに包含してもよい。その際、干渉場は、取り付け状態および／または用途に合わせて調整されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】せん断力トランスデューサの断面図である。
【図２】せん断力トランスデューサの切断面Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図３】せん断力トランスデューサの切断面Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図４】考えられるそれぞれ異なった位置に磁場補償センサを有するせん断力トランスデューサを備えた力測定ボルトの断面図である。
【図４ｂ】それぞれ最適な位置に磁場補償センサを有するせん断力トランスデューサを備えた力測定ボルトの断面図である。
【図５】せん断力トランスデューサを備えたボールジョイントの断面図である。
【図６】ボールジョイントの切断面Ｃ−Ｃに沿った断面図である。
【図７】せん断力トランスデューサを備えた牽引装置の断面図である。
【図８】磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと該磁気弾性アクティブ区分内磁場センサに関連する複数の磁場補償センサの模式図である。
【図９】磁気弾性アクティブ区分内磁場センサと関連する磁場補償センサとの最適距離を検知する方法の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
以下、本発明の特徴および態様を、実施例をもとに、および図を参照しながら詳しく説明する。
【００６０】
図１〜図３は、例示的な本発明に係るせん断力トランスデューサを示す。
【００６１】
図１は、せん断力トランスデューサ１０の断面図を示す。切断面は、せん断力トランスデューサ１０を縦に貫通し、すなわち長手方向Ａに沿って通っている。
【００６２】
図２は、長手方向Ａに対して垂直の切断面の、かつ磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬの高さのせん断力トランスデューサ１０の断面図を示す。
【００６３】
図３は、長手方向Ａに対して垂直の切断面の、かつ磁場補償センサＫの高さのせん断力トランスデューサ１０の断面図を示す。
【００６４】
磁気弾性せん断力トランスデューサ１０は、せん断力トランスデューサ１０に作用するせん断負荷に依存して出力信号を提供するように形成されている。
【００６５】
磁気弾性せん断力トランスデューサは、中空部材区分４、６を備えている。中空部材区分４、６は、少なくとも部分的に長手方向Ａに延びている。中空部材区分４、６は、長手方向Ａに沿って内部に位置する空所１３を有している。その際、特に、中空部材区分４、６が中空円筒の形状を有していてもよい。
【００６６】
空所は湿気および汚れに対して完全に密封されていることが有利である。したがって、中空部材区分は、端面が、例えば溶接された蓋によって閉鎖されていてもよい（図示せず）。
【００６７】
その際、中空部材区分４、６は、荷重ＦＳ１、ＦＳ２が加えられるように形成されている。図示される事例では、荷重ＦＳ１、ＦＳ２は横力もしくはせん断力である。せん断力ＦＳ１、ＦＳ２は、磁気弾性アクティブ区分６の領域において部材１１、１２間のせん断面に沿って中空部材区分４、６をせん断する。それによって荷重ＦＳ１、ＦＳ２は、中空部材区分４、６にせん断負荷を生ぜしめる。
【００６８】
磁気弾性せん断力トランスデューサ１０は、中空部材区分４、６と直接または間接的に接続されているか、または中空部材区分４、６の一体部分をなす環状の磁気弾性アクティブ区分６を備えている。
【００６９】
磁気弾性アクティブ区分６は、空所１３を取り囲む磁気分極と磁気弾性特性とを有している。
【００７０】
磁気弾性アクティブ区分６は、ここに図示されるように、中空部材区分４、６の一体部分をなしてもよい。例えば、そのために、中空部材区分４、６の環状区分６が磁化されてもよい。このために、中空部材区分は、少なくとも磁気弾性アクティブ区分６において磁化可能な材料を含んでいる。
【００７１】
中空部材区分４、６は、荷重ＦＳ１、ＦＳ２によって生ぜしめられたせん断負荷を磁気弾性アクティブ区分６に伝えるように形成されている。
【００７２】
せん断力トランスデューサ１０は、磁気弾性アクティブ区分内の少なくとも１つの（第１）磁場センサＬｘ１と、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬｘ１に関連する少なくとも１つの（第１）磁場補償センサＫｘ１とを含む磁場センサＬ、Ｋ（この実施例では具体的にＬｘ１、Ｌｘ２、Ｌｙ１、Ｌｙ２、略してＬと、Ｋｘ１、Ｋｘ２、Ｋｙ１、Ｋｙ２、略してＫ）を備えている。
【００７３】
すべての磁場センサＬ、Ｋは、それぞれ１つの感知方向Ｓｘ、Ｓｙ（より良く概観できるように、図において部分的に矢印でも示されている）を有する方向感受性磁場センサである。
【００７４】
方向感受性磁場センサＬ、Ｋは、例えばフラックスゲート磁気計またはホールセンサである。
【００７５】
磁場センサＬ、Ｋは、中空部材区分４、６の空所１３内に、かつ長手方向Ａと実質的に平行の感知方向Ｓで空所１３の外側領域に配置されている。
【００７６】
磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬは、磁気弾性アクティブ区分６の範囲内に配置されている。磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬに関連する磁場補償センサＫは、磁気弾性アクティブ区分の範囲外に、かつ磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬに対して長手方向に所定距離をおいて配置されている。例えば、磁場補償センサＫｘ１は、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬｘ１に割り当てられており、磁場補償センサＫｘ２は、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬｘ２に割り当てられている等々である。わかりやすくするために、図において、それぞれ組になっている磁場センサＬ、Ｋにそれぞれ同じ添え字が付されている。
【００７７】
磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬと、関連する磁場補償センサＫと、磁気弾性アクティブ区分６とは、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬによって、磁気弾性アクティブ区分６の磁場、より具体的にはせん断負荷ＦＳ１、ＦＳ２の結果としての磁場変化が検出されるように配置および形成されている。
【００７８】
それゆえ、良好な測定結果のために、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬは、磁気弾性アクティブ区分６の壁の近くに配置されている。
【００７９】
磁場補償センサＫによって、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬに作用する干渉場が検出されるべきである。それゆえ、磁場補償センサＫは、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬの可能な限り近くに配置されている。
【００８０】
より簡単に評価するために、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬと補償センサＫとは長手方向Ａと平行に、互いに逆方向に配置されている。
【００８１】
同時に、磁場補償センサＫは、磁気弾性アクティブ区分６から十分遠く離れたところに位置する。それによって、可能な限り干渉場のみが感知され、磁気弾性アクティブ区分６に由来する磁場は感知されない。それゆえ、磁場補償センサＫと磁気弾性アクティブ区分内の関連する磁場センサＬとの最適距離Ｄ（具体的にはＤｘ１、Ｄｘ２、Ｄｙ１、Ｄｙ２）を実験または解析によって検知することができる。
【００８２】
本発明によれば、出力信号への磁気干渉場の影響を最小化するために、磁場補償センサＫの補償信号は磁気弾性アクティブ区分内のそれぞれの磁場センサＬのセンサ信号と一緒に処理される。
【００８３】
例えば、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬと磁場補償センサＫとは、磁場補償センサＫの信号が磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬの信号から減算されるように電気的に接続されていてもよい。これは、例えば、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬと磁場補償センサＫとが互いに反対の向きであり（１８０°回転させてある）、直列に接続されている場合に当てはまる。
【００８４】
これに代えて、センサ信号が評価ユニットによって別々に感知され、その後、所定の規則に従って計算されてもよい。電気的補償がセンサ信号の評価を容易にする一方で、計算ユニットによって、複雑な規則にもとづいても非常に安価に評価することができる。
【００８５】
磁気弾性アクティブ区分内第１磁場センサＬｘ１と、磁気弾性アクティブ区分内第１磁場センサＬｘ１に関連する第１磁場補償センサＫｘ１とは、感知方向Ｓｘ１、Ｓｘ１‘が実質的に同軸に位置するように配置されている。
【００８６】
磁気弾性アクティブ区分内第１磁場センサＬｘ１と第１磁場補償センサＫｘ１とは、感知方向Ｓｘ１、Ｓｘ１‘が互いに逆方向を指すように、すなわち感知方向に対して垂直の軸線を中心に１８０°互いに回転させた向きになっている。
【００８７】
磁場センサＬ、Ｋは、磁気弾性アクティブ区分内第１磁場センサＬｘ１および第１磁場補償センサＫｘ１の他に、磁気弾性アクティブ区分内第２磁場センサＬｘ２と、磁気弾性アクティブ区分内第２磁場センサＬｘ２に関連する第２磁場補償センサＫｘ２とを有している。
【００８８】
磁気弾性アクティブ区分内（第１）磁場センサＬｘ１と磁気弾性アクティブ区分内第２磁場センサＬｘ２とは、磁気弾性アクティブ区分の第１平面上に位置する。その際、第１平面は長手方向Ａと平行に、かつ長手方向Ａに対して垂直に空所１３の内部（中心）領域を通って延びる。
【００８９】
第１（そしてその場合唯一の）平面の配置は、特に、磁気弾性アクティブ区分において２つの磁場センサＬｘ１、Ｌｘ２しか設けられていない場合に、荷重の作用ＦＳ１、ＦＳ２の方向に依存して選択されるべきである。
【００９０】
磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬｘ１と磁気弾性アクティブ区分内第２磁場センサＬｘ２とは、互いに逆方向の感知方向Ｓｘ１、Ｓｘ２で配置されていることが好ましい。その際、磁気弾性アクティブ区分内第１磁場センサおよび第２磁場センサＬｘ１、Ｌｘ２は、相応の電子回路において唯一の接続されたセンサとみなすことができる。この接続されたセンサは干渉場をすでにある程度補償する。その際、第１磁場センサと第２磁場センサとの距離と、部材ジオメトリとにもとづいて補償機能が制限される。磁場補償センサを追加することによって、補償がかなり改善される。しかしこれに代わる評価ユニットによるセンサ信号の評価では、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬｘ１、Ｌｘ２の向きが同じであってもよい。
【００９１】
磁気弾性アクティブ区分内第２磁場センサＬｘ２と第２磁場補償センサＫｘ２とが実質的に同軸、特に同軸、かつ互いに逆方向の感知方向Ｓｘ２、Ｓｘ２‘で配置されていることが有利である。
【００９２】
コンピュータ支援による評価では、磁場センサＬｘ１、Ｌｘ２、Ｋｘ１、Ｋｘ２は、別の形に配置されていてもよい。例えば、これはジオメトリもしくはスペース条件にもとづいてもよい。
【００９３】
ここでは、磁場センサＬ、Ｋは、磁気弾性アクティブ区分内第３磁場センサおよび第４磁場センサＬｙ１、Ｌｙ２と、磁気弾性アクティブ区分内第３磁場センサＬｙ１に関連する第３磁場補償センサＫｙ１と、磁気弾性アクティブ区分内第４磁場センサＬｙ２に関連する第４磁場補償センサＫｙ２とをさらに有している。
【００９４】
磁気弾性アクティブ区分Ｌｙ１における第３磁場センサＬｙ１と磁気弾性アクティブ区分内第４磁場センサＬｙ２とは、同様に長手方向Ａに対して平行に延びて第１平面に対して垂直に形成されている第２平面上に位置する。
【００９５】
第１平面と第２平面とは長手方向に沿った空所１３の内部領域の中心軸線Ａで交差する。
【００９６】
磁気弾性アクティブ区分内第３磁場センサＬｙ１と磁気弾性アクティブ区分内第４磁場センサＬｙ２とは、互いに逆方向の感知方向Ｓｙ１、Ｓｙ２で配置されている。このようにすることで、荷重の作用方向を決定することができる。
【００９７】
感知方向Ｓｙ１、Ｓｙ１‘を有する磁気弾性アクティブ区分内第３磁場センサＬｙ１と第３磁場補償センサＫｙ１とは、実質的に同軸、特に同軸、かつ互いに逆方向に配置されている。
【００９８】
これに加えて、オプションで磁気弾性アクティブ区分内第４磁場センサＬｙ２と第４磁場補償センサＫｙ２も、実質的に同軸、特に同軸、かつ互いに逆方向の感知方向Ｓｙ２、Ｓｙ２‘で配置されている。
【００９９】
磁気弾性せん断力トランスデューサ１０は、さらに、（図示しない）保持手段を有している。保持手段は、磁場センサを空所内の所定位置で保持するように形成されている。
【０１００】
図４は、別の例示的な本発明に係るせん断力トランスデューサ１０の断面図を示す。この切断面は、せん断力トランスデューサ１０を縦に貫通し、すなわち長手方向Ａに沿って通っている。わかりやすくするために、第１平面の磁場センサＬ、Ｌ＊、Ｋ、Ｋ＊のみが示されている。当然のことながら、さらに別の（図示しない）磁場センサが第２平面に設けられていてもよい。その際、配置および構成は実質的に第１平面の磁場センサＬ、Ｌ＊、Ｋ、Ｋ＊の配置および構成に相当し得る。
【０１０１】
磁気弾性せん断力トランスデューサ１４は、関連する磁場センサＬ、Ｋを有する第１磁気弾性アクティブ区分６１の他に、関連する磁場センサＬ＊、Ｋ＊を有するさらに別の（第２）環状の磁気弾性アクティブ区分６２を有している。
【０１０２】
そのようなせん断力トランスデューサは、例えば、特にダブルエンドせん断ビーム型秤量セル、および類似の負荷事例に適している。図示されるのは、本発明に係るせん断力トランスデューサが組み込まれた力測定ボルト１４である。その際、本発明に係る力測定ボルト１４は、従来の力測定ボルトにとって代わることができる。力測定ボルトは、例えば油圧シリンダおよび空気圧シリンダのヨークおよびロッドエンド、クレーン用途、ならびにボルト締結部、ピン締結部、およびねじ締結部にせん断負荷される他の多くの事例に応用することができる。
【０１０３】
ここでは、力測定ボルトもしくはせん断力トランスデューサ１４は、（２つの平行のせん断平面において）Ｆ／２およびＦによって２重にせん断負荷される。
【０１０４】
磁気弾性アクティブ区分６１、６２は、中空部材区分４、６１、６２に長手方向Ａに互いに離間して配置されている。
【０１０５】
さらに別の磁気弾性アクティブ区分５２と、さらに別の磁気弾性アクティブ区分６２に関連する磁場センサＬ＊、Ｋ＊の構成は、第１磁気弾性アクティブ区分６１および第１磁気弾性アクティブ区分１に関連する磁場センサＬ、Ｋの構成に相当し得る。この事例において、磁場センサＬ、Ｋの型式、数、および配置は基本的に同等である。
【０１０６】
磁場補償センサＫ１、Ｋ１＊、Ｋ２、Ｋ２＊は、長手方向でそれぞれ磁場センサＬ１、Ｌ１＊、Ｌ２、Ｌ２＊の前または後に配置されていてもよい。ここには磁場補償センサＫ１、Ｋ１＊、Ｋ２、Ｋ２＊が磁気弾性アクティブ区分６１、６２間に配置されている配置が図示されている。第２磁気弾性アクティブ区分の磁場補償センサＫ１＊、Ｋ２＊は、第２磁気弾性アクティブ区分６２における関連する磁場センサＬ１＊、Ｌ２＊の前（すなわち左側）に配置されている。第２磁気弾性アクティブ区分の磁場補償センサＫ１、Ｋ２は、第１磁気弾性アクティブ区分６１における関連する磁場センサＬ１、Ｌ２の後（すなわち右側）に配置されている。
【０１０７】
しかし磁場補償センサＫ１、Ｋ１＊、Ｋ２、Ｋ２＊は、それぞれ、磁気弾性アクティブ区分６１、６２における磁場センサＬ１、Ｌ１＊、Ｌ２、Ｌ２＊のそれぞれもう一方の側で別の位置Ｋ１‘、Ｋ１＊‘、Ｋ２‘、Ｋ２＊‘に位置決めされていてもよい。別の位置が破線で示されている。
【０１０８】
磁気弾性区分の対応する磁場補償センサＫ１、Ｋ２およびＫ１＊、Ｋ２＊は、例えば、ほかならぬ対称に取り付けられた状態では、それぞれ、長手方向Ａの同じ高さに配置されていてもよい。
【０１０９】
図４ｂは、図４の本発明に係るせん断力トランスデューサ１０を類似の取り付け状態と、磁場補償センサＫ１、Ｋ１＊、Ｋ２、Ｋ２＊のわずかに異なる（個々に最適化された）位置決めで示す。
【０１１０】
この場合、それぞれの磁場補償センサＫと磁気弾性アクティブ区分内の関連する磁場センサＬとの距離は磁気干渉場に応じて異なる。
【０１１１】
例えば、第２磁気弾性アクティブ区分６２の第１磁場補償センサＫ１＊は、第１磁気弾性アクティブ区分６１の第１磁場補償センサＫ１と第１磁気弾性アクティブ区分内の関連する第１磁場センサＬ１との距離よりも第１磁気弾性アクティブ区分内の関連する第１磁場センサＬ１＊から遠く離れたところにある。
【０１１２】
磁場補償センサＫ１、Ｋ１＊、Ｋ２＊が、図示された例では干渉場の形状にもとづいて、磁気弾性アクティブ区分内の関連する磁場センサＬ１、Ｌ１＊、Ｌ２＊の左側に位置する一方で、磁気弾性アクティブ区分６１における第２磁場補償センサＫ２は、第１磁気弾性アクティブ区分内の関連する磁場センサＬ２の右側に位置することも見て取れる。
【０１１３】
図５は、本発明に係るせん断力トランスデューサを備えたボールジョイント２０の断面図を示す。切断面は、せん断力トランスデューサを縦に貫通し、すなわち長手方向Ａに沿って通っている。
【０１１４】
図６は、ボールジョイント２０のさらに別の断面図を示す。この切断面は、断面Ｃ−Ｃを通って、かつ長手方向Ａに対して垂直に通っている。
【０１１５】
ボールジョイント２０はスタッドとソケットとを有している。その際、少なくとも１つの磁気弾性せん断力トランスデューサは、スタッドおよび／またはソケットに配置されていてもよい。図示されるのはスタッドへの配置である。そのように改善されたボールジョイント２０は、例えば、車両製造業において、車輪懸架装置もしくは車軸懸架装置に、トランスバースリンクとナックルスピンドルとを接続するためのサスペンションジョイント、タイロッドとマクファーソンストラット、またはタイロッドとナックルスピンドルとを接続するためのタイロッドヘッド、あるいは、スタビライザとトランスバースリンク、またはスタビライザとストラットとを接続するための連結ロッドに使用することができる。他の多くの用途が考えられる。
【０１１６】
磁気弾性アクティブ区分６は、この例では中空部材区分４、６とは別個に形成され、せん断力トランスデューサを組み立てるときに初めて中空部材区分４、６と接続されたものである。ここでは、磁気弾性アクティブ区分６は、例えば中空部材区分４の残りの部分と接着および／または圧入されていてもよい。
【０１１７】
磁場センサＫ、Ｌ自体の構成は他の実施例と基本的に同等である。
【０１１８】
図７は、本発明に係るせん断力トランスデューサを備えた改善された牽引装置３０の断面図を示す。切断面は、せん断力トランスデューサを縦に貫通し、すなわち長手方向Ａ、Ａ‘に沿って通っている。
【０１１９】
牽引装置は牽引フック３０を備えていてもよい。その際、少なくとも１つの磁気弾性せん断力トランスデューサが牽引フック３０に配置されていてもよい。その際、磁場センサＫ、Ｋ‘、Ｌ、Ｌ‘および中空部材区分４、４‘、６、６‘自体の構成は他の実施例と基本的に同等である。しかし注意すべきは、中空部材区分４、４‘、６、６‘が部分的にだけ、かつ異なった長手方向Ａ、Ａ‘に沿って延び、非回転対称の形状を有していることである。
【０１２０】
これに代えて、牽引装置が多数個構成であってもよく、１つまたは複数の、特に２つの本発明に係る力測定ボルトを有していてもよい。
【０１２１】
図８は、評価ユニット１５と、磁場センサＬ、Ｋの磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬに関連する複数の可能な磁場補償センサＫ−２．．Ｋ＋３とを有するせん断力トランスデューサの模式図を示す。
【０１２２】
評価ユニット１５は、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬに関連する少なくとも１つの磁場補償センサＫ＋２を、磁気干渉場に依存して、複数の可能な磁場補償センサＫ−２．．Ｋ＋３から選択するように、かつこの磁気弾性アクティブ区分磁場センサＬに割り当てるように形成されている。
【０１２３】
この場合、少なくとも１つの関連する磁場補償センサＫ＋２は、感度および／もしくは直線性などの値Ｖを最適化する目的で、ならびに／またはヒステリシスおよび／もしくは測定誤差を低減する目的で、比較測定によって選択されてもよい。この態様によって、せん断力トランスデューサの調整を「インラインで」、すなわち具体的な取り付け状態で（場合によっては動作中にさえ）簡単に行うことができる。
【０１２４】
図９は、本発明に係る磁気弾性せん断力トランスデューサの磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬと関連する磁場補償センサＫとの最適距離Ｄを取り付け状態に依存して検知する方法の模式図を示す。
【０１２５】
例えば、磁気弾性せん断力トランスデューサは保持手段を有していてもよく、この保持手段は、磁場センサＬ、Ｋを空所内の所定位置Ｄで保持すように形成されていてもよい。特に、保持手段は、磁場センサＬ、Ｋの磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬと磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬに関連する磁場補償センサＫとの長手方向Ａの所定距離を設定するように形成されていてもよい。
【０１２６】
これに代えて、最適距離Ｄは、テストで、または設計の枠内でモデルによって検知されてもよい。
【０１２７】
本発明に係る磁気弾性せん断力トランスデューサの磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬと関連する磁場補償センサＫとの最適距離Ｄを取り付け状態に依存して検知する方法は、磁気弾性せん断力トランスデューサを、取り付け状態に、または例えば実験的に、または有限要素解析によって取り付け状態のモデルシミュレーションに導入することを包含する。
【０１２８】
さらに、本発明に係る磁気弾性せん断力トランスデューサの磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬと関連する磁場補償センサＫとの最適距離Ｄを取り付け状態に依存して検知する方法は、少なくとも１つの磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬ、好ましくはすべての磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬのセンサ信号を検知（測定）することを包含する。
【０１２９】
これに加えて、本発明に係る磁気弾性せん断力トランスデューサの磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬと関連する磁場補償センサＫとの最適距離Ｄを取り付け状態に依存して検知する方法は、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサに関連する少なくとも１つの磁場補償センサＫの補償信号を、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬに対して長手方向Ａに異なった距離Ｄ−１、Ｄ＋１．．Ｄ＋３をおいて検知することを包含する。
【０１３０】
センサ信号は、異なった距離Ｄ−１．．Ｄ＋３に関連する出力信号を生成するために補償信号と一緒に処理される（ｖｅｒａｒｂｅｉｔｅｔ）。このことは、テスト測定によって、およびセンサ信号と補償信号の、または数学的モデリングによる相応の計算の記録によって行うことができる。
【０１３１】
本発明に係る磁気弾性せん断力トランスデューサの磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬと関連する磁場補償センサＫとの最適距離Ｄを取り付け状態に依存して検知する方法は、磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬと関連する磁場補償センサＤ＋２との最適距離Ｄを、異なった距離Ｄ−１．．Ｄ＋３および関連する出力信号から選択することをさらに包含する。
【０１３２】
この選択は、磁気弾性せん断力トランスデューサの少なくとも１つの特性、特に、例えば感度、直線性、ヒステリシス、および／または（誤差）偏差など距離Ｄに依存する値Ｖを考慮して距離に関連する出力信号を評価することにもとづいてもよい。
【０１３３】
特性に応じて、最適条件（Ｏｐｔｉｍｕｍ）が局所的最小値（例えば誤差偏差）および／または局所的最大値（例えば感度）であってもよい。最適値Ｖが局所的最小値であることが図示されている。したがって、最適距離として距離Ｄ＋２での位置Ｋ＋２が選択される。
【０１３４】
本発明に係る磁気弾性せん断力トランスデューサの磁気弾性アクティブ区分内磁場センサＬと関連する磁場補償センサＫとの最適距離Ｄを取り付け状態に依存して検知する方法は、オプションで、センサ信号および補償信号の検知中に磁気干渉場を生成することを包含してもよい。干渉場は、最適距離Ｄを検知するためにだけ生成され、通常の測定モードでは生成されない。
【０１３５】
干渉場は、最適距離Ｄを検知する場合、例示的に電磁石または永久磁石によって生成されてもよい。磁石は、少なくとも１つの位置、しかし有利にはいくつかの位置で、取り付け状態にある磁気弾性せん断力トランスデューサを取り囲む機械的構造に取り付けられてもよい。
【符号の説明】
【０１３６】
４、４‘、６、６‘    中空部材区分  
６、５２、６１、６２  磁気弾性アクティブ区分
１０                せん断力トランスデューサ
１１、１２          部材
１３                空所
１４                力測定ボルト
１５                評価ユニット
２０                ボールジョイント
Ａ、Ａ‘            長手方向
Ｌ                  磁気弾性アクティブ区分内磁場センサ
Ｋ                  磁場補償センサ
ＦＳ１、ＦＳ２      荷重
Ｄ                  最適距離
Ｓｙ１、Ｓｙ２      感知方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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