【手続補正書】
【提出日】平成20年6月16日(2008.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  殊に、位置及び移動量検出用の無接触測距装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  殊に、位置及び移動量検出用の無接触測距装置であって、交流電流給電及び該交流電流の変化の評価用のセンサ電子回路、及び、少なくとも１つのコイルを有する誘導センサを有している装置において、
各コイル（１５）が同一平面に螺旋状に設けられた導体（２２）で形成されており、該導体の２つの平面状表面のうちの一方は、測定面（１４）を形成しており、該測定面は、間隔を置いて配設された測定対象（１１）を、当該測定対象（１１）の移動量に依存して、前記測定面（１４）に対して平行に種々異なって被覆することを特徴とする装置。
【請求項２】  測定面（１４）は、導体（２２）の螺旋状装置構成の三角形又は正方形又は長方形又は円形又は楕円形の基底面を有している請求項１記載の装置。
【請求項３】  センサ（１３）は、坦体（１８）及び／又はフェライトプレート（１６）を有しており、該フェライトプレート（１６）は、扁平コイル（１５）を直接支持しているか、又は、当該扁平コイル（１５）を収容した支持プレート（１７）を支持している請求項２記載の装置。
【請求項４】  坦体（１８）は、金属又はセラミック又はプラスチック又はプリント回路板材料製であり、フェライトプレート（１６）は、フェリ磁性体材料又は相応の磁気的、電気的特性のセラミック及びガラス又はセラミック製の支持プレート（１７）製である請求項３記載の装置。
【請求項５】  扁平コイル（１５）は、フェライトプレート（１６）又は支持プレート（１７）上にスパッタリングされているか、又は、プリントされており、支持プレート（１７）は、完全に前記フェライトプレート（１６）上の扁平コイル（１５）の領域内に載置されている請求項４記載の装置。
【請求項６】  センサ電子回路は、誘導センサ（１３）の集積構成部品である請求項５記載の装置。
【請求項７】  制御電子回路は、誘導センサ（１３）と扁平コイル（１５）の集積構成部品である請求項６記載の装置。
【請求項８】  扁平コイル（１５）は、電気振動回路の構成部品であり、センサ電子回路は、キロヘルツからメガヘルツの周波数での減衰乃至評価のために集積化ブリッジ回路（２０）を有している請求項６又は７記載の装置。
【請求項９】  扁平コイル（１５）は、完全に、又は、部分的にシリコンチップ上に直接プリントされているか、又は、スパッタリングされており、前記シリコンチップは、他の全ての回路も有している請求項１から８迄の何れか１記載の装置。
【請求項１０】  測定面（１４）に作用を及ぼす測定対象（１１）は導電性であり、又は、測定対象（１１）は、導電ターゲット（２１）又は測定バンド（２１）を有しており、該測定バンドの位置に依存して、扁平コイル（１５）の予め決めることができる幾何学的なコイル面を被覆する請求項１から９迄の何れか１記載の装置。
【請求項１１】  長方形測定面（１４）は、対角状に分割された各々三角形の扁平コイル（１５）を有しており、前記各扁平コイルのインダクタンス（２５，２７）及び抵抗（２６，２８）は、ブリッジ回路（２０）の一方の半部（２３）を形成しており、前記ブリッジ回路の他方の半部（２４）には、抵抗（２９，３０）が補完されて全波ブリッジ回路を形成している請求項１０記載の装置。
【請求項１２】  対角方向に２つの扁平コイル（１５）に分割された測定面（１４）を有する第２のセンサ（１３）は、測定対象（１１）が両センサ（１３）間に対称的に設けられており、各センサ（１３）の各２つの扁平コイル（１５）は、ブリッジ回路（２０）の各１つの半部（２３，２４）を形成する請求項１１記載の装置。
【請求項１３】  長方形状の測定面（１４）は、対角方向に各々１つの三角形状の扁平コイル（１５）の抵抗（２６）及びブリッジ回路（２０）の一方の半部（１５）の補完抵抗（３９）を形成し、前記ブリッジ回路（２０）の他方の半部（２４）は、対角方向にインダクタンス（２７）と抵抗（２８）と別の補完抵抗（４０）とを補完して全波ブリッジ回路を形成している請求項１から１２迄の何れか１記載の装置。
【請求項１４】  ターゲット（２１）又は測定バンド（２１）は、測定対象（１１）に適合化されており、及び／又は、長方形状及び／又は弧状及び／又は環状である請求項１から１３迄の何れか１記載の装置。
【請求項１５】  センサ（１３）の測定面（１４）は、球状部又はロール状部の移動量を検出するために、当該球状部又はロール状部の中心近傍に設けられており、測定対象（１１）よりも小さな横断面を有している部請求項１から１４迄の何れか１記載の装置。
【請求項１６】  センサ（１３）の測定面（１４）は、円弧状であって、円弧上の移動量を検出することができる請求項１から１５迄の何れか１記載の装置。
【請求項１７】  センサ（１３）の測定面（１４）は、所望の大きさの分解能の範囲内で大きな面変化を有している請求項１から１６迄の何れか１記載の装置。
【請求項１８】  整流器は、センサ電子回路の集積構成部品である請求項１から１７迄の何れか１記載の装置。
【請求項１９】  シュミットトリガ電子回路は、センサ電子回路の集積構成部品であり、センサ電子回路は、限界値信号を送出する請求項１から１８迄の何れか１記載の装置。
【請求項２０】  装置は、完全に１つのケーシング内に設けられている請求項１から１９迄の何れか１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、殊に、位置及び移動量検出用の無接触測距装置(Wegmessung)であって、交流電流給電及び該交流電流の変化の評価用のセンサ電子回路、及び、少なくとも１つのコイルを有する誘導センサを有している装置に関する。
【０００２】
本発明の測距用装置ではないが、同様の装置が多種多様に公知である。
【０００３】
例えば、無接触間隔測定用の方法及び装置に関するドイツ連邦共和国特許公開第１９６４２６９９号公報では、シリンダ状のコイルが測定ヘッド内に設けられており、測定ヘッドの端面は、測定対象との僅かな距離で測定するために、例えば、タービンシャフトに設けられている。
【０００４】
その種の渦電流センサでは、センサから出た磁場が、測定すべき対象までの距離に依存して減衰される。この測定すべき対象については、以下、測定対象又は減衰羽板付きの測定体、ターゲット等と呼ぶ。即ち、測定対象とコイルとの距離に比例して減衰するので、コイル面又は長手方向軸線の方向での移動量を検出することができる。例えば、タービンシャフトの半径方向の振動を検出するために、このシャフトに、半径方向に長手方向軸線が相応に配向されて、相応の誘導センサが設けられている。物理的な依存性に基づいて、所定のコイル直径及び適切な測定領域で、従来技術では、これは、コイル端面と測定対象との間隔であり、測定対象自体が著しく大きい必要がある。従って、タービンシャフトの軸方向の変化が検出可能であり、その際、相応のセンサの長手方向軸線がシャフト端面の軸方向になるように、この相応のセンサが設けられている。しかし、ここでも前述のような依存性が作用し、その結果、所要の測定領域のために（従来技術では、これは間隔である）、対象を著しく大きな寸法にする必要がある。それにも拘わらず、渦電流センサは、ローブストで、高い作動温度が可能であり、限界周波数が高いので、良好に使用することができるのは有利である。
【０００５】
従来技術では、一般的に公知であるように、軸方向の拡がりが、公知の間隔センサが、測定対象との予め分かっている角度で設けられるようにして検出される。しかし、前述のような問題点がここでも生じる。
【０００６】
即ち、渦電流方式による無接触測距センサは、間隔測定に良好に適しているが、このセンサでは、例えば、距離信号と同時に経路成分を検出するためには、例えば、測定対象に斜めの面を位置測定する必要がある。
【０００７】
学位論文"Untersuchung eines induktiven Spiralsensors als Wegaufnehmer und Anwendung des Sensorelementes in Mikroelektronik-Systemen", Fortschritt-Berichte VDI Reihe 8 Nr. 120. VDI-Verlag, Duesseldorf, 1986, Dieter Kohn には、プリント配線板技術で製造された扁平コイルについての研究が記載されている。簡単且つ原理に近いセンサをマイクロコンピュータ電子回路と組み合わせることが目的であり、その際、マイクロコンピュータで、直線化、温度補償及び較正を行う必要がある。扁平コイルは、同様に距離測定のために使用される。ここでも、コイルの電磁場全体を測定方向内で測定対象の方に配向するようにされている。コイルの電磁場によって測定対象内に生じる渦電流の形成により、測定コイルへの反作用を介して、測定コイルの損失抵抗が上昇する。公知の方法では、損失抵抗がこのように変化すると、一般的に振動回路内で減衰量が変化したものと評価される。その際、同様に生じるインダクタンスの変化（非磁性の測定対象では、インダクタンスが減少し、磁性の測定対象では、インダクタンスが上昇する）については、考慮されていない。従って、ここで、実際には、間隔測定だけしか行われない。更に、従来技術では、扁平コイルは、渦電流センサ用に殆ど用いられない。その理由は、導体の中間スペースによって、従来技術で巻回された巻線コイルの場合よりも磁場の収束が極めて劣悪となるからである。
【０００８】
しかし、この磁場の収束は、通常の、渦電流センサを用いた間隔測定では極めて重要である。と言うのは、センサコイルから出て、拡がった磁場を介して渦電流が測定対象内に生じ、そのために、この磁場を出来る限り大きくする必要がある。その際、測定対象は、導電性である必要があり、磁性を有していてもよい。渦電流によって形成される磁場は、励起磁場と反対方向の磁場を形成する。その際、測定対象がセンサコイルに近付けば近づく程、作用が強くなる。極めて理解し難い理論的な、公式の多いコンテキストが、例えば、"Systemtechnik induktiver Weg- und Kraftaufnehmer, Aufnehmer und Anschlussgeraete", expert Verlag, Ehningen bei Boeblingen, 1992, Horst Rudolf Loos, 52ページ以下に記載されている。それによると、形成される渦電流は、励起される磁場とは反対方向に作用し、励起コイルの自己インダクタンスは低減する。その際、短絡巻線の損失抵抗は、対象の材料のコンダクタンス、及び、励磁コイルと対象との間隔に依存する。測定対象が付加的に磁性を有していると、この、励磁コイルへの反作用が、有効透磁率によって考慮される。
【０００９】
センサコイルは、一般的に、１〜２メガヘルツの真に高い共振周波数の振動回路の構成部品である。測定対象の渦電流により、測定対象の間隔に依存して振動回路が減衰し、この減衰が評価される。従来技術で公知の誘導センサは全て、前述の方式、つまり、コイルから出た磁場の作用／減衰が、コイルの、測定対象からの軸線方向間隔に依存するという方式に従って作動する。
【００１０】
寄稿論文 Otto Danz "Relativdehnungsaufnehmer zur Turbinenueberwachung", Zeitschrift Energie und Technik, 1969,10, 406〜408ページから、測距用の作動変換器の方式が公知である。それによると、タービンシャフトの測定バンドが、低オームの磁気抵抗を形成し、その結果、測定コイルの電圧が測定バンドの位置に依存する。２次コイルの端子では、対称性が妨げられた場合に限ってしか、出力信号を測定できない。対称性が妨げられるのは、測定バンドが中心位置から移動した場合に生じる。位相制御整流器を用いると、変位の方向も検出できる。このコスト高な方式は、約３５０℃以下の作動温度用であり、被測定距離は約４０ｍｍが適している。
【００１１】
更に、無接触長手方向距離検出器が、 "Robuste Wegsensoren fuer extreme Belastungen. SENSOR '83 Transducer-Technik: Entwicklung und Anwendung" , Konferenz Basel 17. - 19. 1983.5, D.Krause 及び "Linearer, kontaktloser Umformer fuer grosse Wege sowie hohe thermische und dynamische Belastung", Messen + Pruefen/Automatik, 1981.1月/2月, 43/45ページ、D.Krause から公知である。その種のセンサでは、測定対象として短絡リングが利用されており、この短絡リングは、センサの一方のアームを介して無接触で動かされる。何れにせよ、この距離検出器では、特に不利にも、物理的に制約されて非直線性が生じる。
【００１２】
ドイツ連邦共和国特許公開第１９８３２８５４号公報からは、管内に同軸に設けられたバー状のセンサを用いて管のリニアなシフトを測定するための装置が公知であるが、このセンサは、測定対象と結合するのが極めて難しい。
【００１３】
従って、従来技術から公知の装置及び誘導センサは、本発明が基づく課題を十分に解決するのには適していない。
【００１４】
従って、本発明が基づく課題は、極めて簡単に集積技術で構成でき、測定対象との無接触の距離にほぼ依存せずに、直接、測定対象の移動量又はコイル軸に対して対角方向の位置を検出することができる、無接触の測距、殊に、位置及び移動量検出用の装置を提供することである。
【００１５】
本発明によると、この課題は、各コイルが同一平面に螺旋状に設けられた導体で形成されており、該導体の２つの平面状表面のうちの一方は、測定面を形成しており、該測定面は、間隔を置いて配設された測定対象を、該測定対象の移動量に依存して、測定面に対して平行に種々異なって被覆することにより解決される。
【００１６】
ターゲット又は測定バンドを、従来技術のセンサ（測距用）とは異なって、一定間隔で扁平コイルの表面に亘って形成すると、ターゲットによって被覆された領域しか減衰されず、良好な測距用の測定結果を達成することができることが分かった。扁平コイルの測定面の幾何学的形状に亘って簡単に直線特性にすることができる。
【００１７】
本発明によると、更に、測定面は、導体の螺旋状装置構成の三角形又は正方形又は長方形又は円形又は楕円形の基底面を有している。こうすることによって、簡単に、使用目的に応じて、測定面を直線特性に形成することができる。
【００１８】
本発明によると、更に、センサは、坦体及び／又はフェライトプレートを有しており、該フェライトプレートは、扁平コイルを直接支持しているか、又は、当該扁平コイルを収容した支持プレートを支持している。それにより、扁平コイルを直接フェライトプレート上に設けることができ、このフェライトプレートにより、コイルフィールドを改善して、裏側での障害フィールドを遮蔽するのに使うことができる。更に、フェライトプレートと扁平コイルとの間に支持プレートを設けるとよい。支持プレートは、殊に、高温領域内で使用するのに使われる。更に、フェライトプレートが坦体上に設けられている。この坦体は、一般的にフェライトプレートをローブストに支承するのに使われる。
【００１９】
有利には、更に、坦体は、金属又はセラミック又はプラスチック又はプリント回路板材料製であり、フェライトプレートは、フェリ磁性体材料又は相応の磁気的、電気的特性のセラミック及びガラス又はセラミック製の支持プレート製である。既述のように、坦体は、ローブストな支承に使われ、ほぼ任意の材料から製造することができる。従って、良好に例えば既存の構造物内に統合することができる。フェライトプレートは、前述の材料から形成して、殊に、電磁遮蔽を達成することができる。その場合には、坦体は金属製でもよい。さもないと、金属製坦体が、扁平コイル上の測定対象に作用を及ぼすからである。フェライトプレートの代わりに、相応の磁気的、電気的特性の所定のセラミックを用いてもよい。支持プレートは、使用材料によって、例えば、約３８０℃以下の良好な高温特性を有する。
【００２０】
有利には、扁平コイルは、フェライトプレート又は支持プレート上にスパッタリングされているか、又は、プリントされており、支持プレートは、完全にフェライトプレート上の扁平コイルの領域内に載置されている。こうすることによって、特に簡単且つ正確だが、低コストの範囲内の製造方法が可能であり、その際、多層技術により、磁界を簡単且つ正確に増強することができる。
【００２１】
本発明によると、更に、センサ電子回路は、誘導センサの集積構成部品である。殊に、スパッタリング及びプリント技術並びに通常の導体路を使うことができるので、センサ電子回路を特に簡単に集積することができる。
【００２２】
有利には、更に、制御電子回路は、誘導センサと扁平コイルの集積構成部品である。こうすることによって、センサ電子回路をスペースを節約して直接扁平コイルの領域内に設けることができる。
【００２３】
更に有利には、扁平コイルは、電気振動回路の構成部品であり、センサ電子回路は、キロヘルツからメガヘルツの周波数での減衰乃至評価のために集積化ブリッジ回路を有している。こうすることによって、薄膜技術と関連する、ほぼ全ての利点を利用することができる。センサ電子回路は、そうすることによって、簡単に製造することができ、ブリッジ回路により、前述の周波数に適合した、簡単な構成素子を用いることができる。
【００２４】
有利には更に、扁平コイルは、完全に、又は、部分的にシリコンチップ上に直接プリントされているか、又は、スパッタリングされており、シリコンチップは、他の全ての回路も有している。こうすることによって、本発明によると、標準的な構成部品を最高の品質と精度で直接使用することができる。
【００２５】
有利には更に、測定面に作用を及ぼす測定対象は導電性であり、又は、測定対象は、導電ターゲット又は測定バンドを有しており、該測定バンドの位置に依存して、扁平コイルの予め決めることができる幾何学的なコイル面を被覆する。こうすることによって、付加的に磁性にすることができる導電測定対象が、直接測定面に作用することができ、タービンシャフトの長手方向に延在している場合、寧ろ広く被覆される。非導電性の測定対象の場合には、ターゲットをその上／それに設けることができ、相応に作用させる／利用することができるようにしてもよい。何れにせよ、ストリップのような狭幅のターゲットを用いてもよく、このターゲットは、測定面上を移動し、測定面の幾何学的な形状に基づいて種々異なって多様にコイル面を被覆することができる。その際、種々異なる減衰量が、移動量の尺度である。
【００２６】
本発明によると更に、長方形測定面は、対角状に分割された各々三角形の扁平コイルを有しており、各扁平コイルのインダクタンス及び抵抗は、ブリッジ回路の一方の半部を形成しており、ブリッジ回路の他方の半部には、抵抗が補完されて全波ブリッジ回路を形成している。この装置構成は、特に有利である。つまり、この構成は、同時に間隔の影響を補償するのに使うことができるからである。即ち、測定対象が不所望にも半径方向に移動した場合、両コイルは、インダクタンス及び抵抗が対向して変化し、このインダクタンス及び抵抗が、各抵抗の全波ブリッジに補完されて、間隔に依存しないように測定することができる。
【００２７】
特別な構成によると、更に、対角方向に２つの扁平コイルに分割された測定面を有する第２のセンサは、測定対象が両センサ間に対称的に設けられており、各センサの各２つの扁平コイルは、ブリッジ回路の各１つの半部を形成する。こうすることによって、半径方向での間隔の不所望な作用を同時に補償する際に、信号を２倍にすることができる。同相整流器と接続して、測定対象の、ゼロ位置からの同方向の移動を指示することができる。
【００２８】
有利には更に、長方形測定面は、対角状に分割された各々三角形の扁平コイルを有しており、各扁平コイルのインダクタンス及び抵抗は、ブリッジ回路の一方の半部を形成しており、ブリッジ回路の他方の半部には、抵抗が補完されて全波ブリッジ回路を形成している。殊に、相応に分割された扁平コイルの全被覆度が大きい場合、この対角ブリッジは、質が高くて歪が大してない評価量を指示することができ、それにより、両扁平コイルのために増大した被覆度を適切なやり方で考慮することができる。
【００２９】
本発明によると更に、ターゲット又は測定バンドは、測定対象に適合化されており、及び／又は、長方形状及び／又は円弧状及び／又は環状である。殊に、圧縮空気シリンダ又はニューマチックシリンダのピストン位置並びに流量測定装置の円錐部を測定する場合、こうすることによって、測定対象に簡単に適合することができる。
【００３０】
更に、本発明によると、センサの測定面は、球状部又はロール状部の移動量を検出するために、当該球状部又はロール状部の中心近傍に設けられており、測定対象よりも小さな横断面を有している。こうすることによって、これ以外の技術的なコストを掛けずに、装置により、適切、確実に極小部品を移動することができるようになる。
【００３１】
更に有利には、センサの測定面は、円弧状であって、円弧上の移動量を検出することができる。こうすることによって、角度測定さえも可能であり、即ち、円弧に沿った経路区間測定も可能である。
【００３２】
更に有利には、センサの測定面は、所望の大きさの分解能の範囲内で大きな面変化を有している。こうすることによって、例えば、硬貨のような所定の形状部品が近傍を移動した際に例えば特徴的な信号画像を達成することができ、その結果、本発明の装置は、例えば、硬貨の分類に適している。
【００３３】
更に本発明によると、整流器は、センサ電子回路の集積構成部品である。既述のように、同相整流器と接続して、直ぐに、測定対象の、ゼロ位置からの同方向の移動を指示することができる。
【００３４】
有利には、シュミットトリガ電子回路は、センサ電子回路の集積構成部品であり、センサ電子回路は、限界値信号を送出する。こうすることによって、限界値スイッチを構成することができる。
【００３５】
有利には更に、装置は、完全に１つのケーシング内に設けられている。こうすることによって、コンパクトに使用することができ、且つ、ローブストな周囲環境条件でも周囲環境から保護して確実に使用することができる。
【００３６】
従って、要するに、本発明によると、測定コイルを扁平コイルとして用いて、この扁平コイルを、測定対象から、一定の僅かな間隔で無接触で横断させることができる。例えば、直線特性のために、測定面を三角形に形成することができる。従って、タービンシャフト上の測定バンドを用いて、タービンシャフトの同軸方向の区間を検出することができる。この際、各電流導体によって当該電流導体の周囲に形成された磁場を、測定対象の位置を被覆するようにして、被覆面に相応して渦電流効果を介して作用を及ぼすようにされる。一方の位置から他方の位置に測定対象を移動する際、測定経路に依存して、測定コイルの導体部分の被覆度が増減する。その際、測定対象は、ストリップとしての測定コイルを横断することができるが、又は、例えば、長方形の測定対象を益々完全に被覆するようにしてもよい。測定経路を電気測定信号に変換することは、公知の方法で、インダクタンスが測定コイルから形成されていて、オシレータによって供給される振動回路を介して実施することができる。本発明にとって特に有利には、交流電流ブリッジ回路を用いることができる。例えば、三角形の扁平コイルにより、インダクタンス、抵抗を示し、反対側の別の三角形の扁平コイル（第１のものが補完して長方形になる）により、別のインダクタンス、別の抵抗を示す。測定対象が、一方の位置から他方の位置に移動すると、扁平コイル内のインダクタンス及び抵抗は、相互に逆方向に変化する。このインダクタンス及び抵抗は、ブリッジ回路の半部を構成し、他方の半部は、抵抗を用いて補完して全波ブリッジ回路を構成することができる。従って、測定対象の位置移動に比例する測定電圧が、ブリッジ回路の各測定点間で取り出される。従って、同相整流器と接続して、測定対象の、ゼロ点からの同方向の移動を指示することができる。ブリッジ回路の利点は、殊に、測定効果の温度依存性を低減することができる点、及び、距離依存性の点にある。このために、測定信号を２倍にするために、対称的な別のセンサ装置を設けるとよい。対角ブリッジ回路により、上述の別の利点が得られる。
【００３７】
本発明の別の有利な実施例は、従属請求項から得られる。
【００３８】
以下、本発明について図示の実施例を用いて詳細に説明する。
【００３９】
その際、
図１は、センサを用いた測定対象に関する本発明の装置の略図、
図２は、２つのセンサを用いた、図１の本発明の装置の略図、
図３は、本発明の装置のセンサの測定面の略図、
図４は、マルチコイルセンサでの測定結果の検出用のブリッジ回路の等価回路図
である。
【００４０】
図１には、例えば、図１では、右側から左側に向かって移動する（破線１２及び矢印Ｄによって示されている）タービンシャフトのような、シャフト１１の無接触測距用の本発明の装置１０が示されている。この装置１０は、誘導センサ１３を有しており、この誘導センサ１３は、シャフト１１に対して所定の間隔で配設されている。センサ１３は、扁平コイル１５によって形成された扁平測定面１４を有している。
【００４１】
扁平コイル１５は、直接フェライトプレート１６上に設けてもよく、又は、先ず、支持プレート１７上に設け、支持プレート１７をフェライトプレート１６上に設けてもよい。フェライトプレート１６は、再度坦体１８上に配設され、坦体によりフェライトプレートを保持し、この坦体は、ほぼ任意の材料で製造することができ、例えば、任意の金属、プラスチック、導体プレート材料又はセラミック製にすることができる。フェライトプレート１６は、フェリ磁性材又は相応の電気的、磁気的特性のセラミック製でもよい。このフェライトプレートは、坦体１８側からの電磁作用を遮蔽するのに役立ち、従って、この坦体は、金属製にしてもよい。即ち、測定面１４とは反対側の、扁平コイル１５の第２の表面１９は、基板上に固定して配設し、どんな入射電磁放射からも遮蔽される。支持プレート１７は、一般的に熱的にローブストに扁平コイル１５を支持するのに役立つ。支持プレート１７用のガラス又はセラミックを使用することによって、３８０℃迄もの温度を確実に達成することができる。
【００４２】
特に簡単な装置１０は、材料を特に選択して単にフェライトプレート１６と、このフェライトプレート上に直接配設した扁平コイル１５とから構成するとよい。そうすると、支持プレート１７及び坦体１８は必要ない。
【００４３】
装置１０は、更に（何れにせよ図示していない）振動回路等付きのセンサ電子回路、ブリッジ回路２０及び所要の各エレメント付きの整流回路及び接続部を有している。
【００４４】
シャフト１１は、矢印Ｄの方向に移動する。このシャフト１１は、測定バンド／ターゲット２１を支持しており、この測定バンド／ターゲット２１は、導電性にする必要があり、更に磁性にしてもよい。矢印Ｄの方向に移動すると、シャフト１１、従って、ターゲット２１も平行に、つまり、測定面に対して垂直方向に移動する。扁平コイル１５の測定面１４は、少なくとも１つの導体２２を扁平コイル１５毎に有しており、この導体２２は、測定面１４の面内に渦巻状に設けられている。有利には、導体２２は、測定面１４の基底面が三角形状であるように渦巻状に設けられている。既に図３を用いずに説明したように、三角形状の測定面１４の場合、ターゲット２１が移動するに連れて導体２２がターゲット２１によって被覆される大きさが変わる。それによりターゲット２１内に生起される渦電流が変化し、この渦電流は、結局減衰して誘導センサ２１に作用し、位置信号を評価することができる。材料を所定のように選択すると、シャフト２１自体も、測定面１４の被覆度が更に大きくなったり、又は、あまり強くならなかったりして、相応の信号を形成することができる。
【００４５】
検出すべき他の移動の場合、導体２２を幾何学的に別様に設けてもよく、つまり、例えば、正方形又は長方形又は円形又は楕円形の測定面１４が形成されるようにしてもよい。しかし、有利には、図示のようにシャフト１１の長手方向の拡がりが測定される場合、シャフト１１自体の振動等に起因して半径方向に移動し、測定値が変動することが分かっている。この理由は、扁平コイル１５に対する電磁界が間隔に強く依存するからである。この作用は、本発明によると、極めて簡単に除去することができる。つまり、別の三角形状の測定面１４を第１の扁平コイル１５と共働するように設けて、対角方向に分割された長方形又は正方形の全／測定面１４が形成されるようにするのである。相応の評価の際、相互に逆方向のコイル信号の各変化により、間隔による作用を除去することができる。
【００４６】
図２には、２つの装置１０が示されており、この装置の測定面１４は、平行、且つ、相互に間隔を置いて相互に対向するように配設されている。各測定面１４間の間隔は、シャフト１１を対称的に両装置１０間に設けることができるようにして測定される。個別装置１０及びターゲット２１を有するシャフト１１を同様に別様に構成すると、こうすることによって、簡単に信号を２倍にすることができる。当然、別の装置１０をシャフト１１の周辺領域内に相応に配設し、装置１０によって得られた各データを外部で評価してもよい。こうすることによって、出力信号を増幅するのみならず、測定精度を向上させることもでき、例えば、任意対象の引っ張り試験時に生じるような、対象上の複雑な表面のずれを検出することもできる。
【００４７】
図３には、装置１０の測定面１４上の平面図が示されている。分かり易いように、２つの扁平コイル１５は、各々１つの導体２２が各々三角形状の基底面を形成するようにされており、その際、各扁平コイル１５は補完し合って、長方形の全／測定面１４となるように形成されている。ここでも、ターゲット２１は、矢印Ｄの方向に移動して、破線で示したターゲット２１の位置になり、その際、種々異なった多数のコイル部分が検出乃至被覆され、最後には、扁平コイル１５の面が検出乃至被覆される。幾何学的形状に相応して、この検出乃至被覆は、相互に対向し合うように行われ、即ち、一方のコイルは、検出乃至被覆部分が次第に大きくなるようにされ、他方のコイル１５は、同様にして検出乃至被覆部分が次第に小さくなるようにされる。その際、扁平測定面１４は、支持プレート１７の中央に配設され、支持プレートは、大きなフェライトプレート１６上に固定される。フェライトプレート１６は、常に測定面１４、従って、支持プレート１７よりも大きな拡がりを有しており、測定面１４、つまり、表面１９の側の誘導センサ１２を坦体１８に対して確実に完全に遮蔽することができるようになる。
【００４８】
図示していないが、制御電子回路に全てのエレメント、つまり、振動回路、ブリッジ回路２０、場合によってはシュミットトリガ等を、扁平コイル１５自体と同じ技術を用いて構成して、直接測定面１４上に設けてもよい。特に有利には、このために、スパッタリング技術を用いるとよく、又は、プリント回路の技術も有利であり、シリコンチップ上に直接形成して、電気回路を含むようにしてもよい。どちらも、１層又は多層に構成してもよく、低廉に高い質を得ることができる。
【００４９】
図４には、ブリッジ回路２０が示されている。このブリッジ回路２０は、一点鎖線Ａ−Ａによって示した第１の半部２３（択一して、一点鎖線ａ−ａ及びｂ−ｂによって示した下側ブリッジ分岐）と、一点鎖線Ｂ−Ｂ又はＣ−Ｃ又はＤ−Ｄによって示した第２の半部２４とから構成されている。有利には、交流ホイートストンブリッジ回路にするとよい。図３のような２つの扁平コイル１５と狭幅のターゲット２１を有する全／測定面１４を有する図１の装置の場合、ブリッジ回路２０を用いると有利であり、その際、第１の扁平コイル１５のインダクタンス２５及び抵抗２６、及び、第２の扁平コイル１５のインダクタンス２７及び抵抗２８が、一点鎖線Ａ−Ａ及びａ−ａによって示した第１の半部２３に接触している。図示のプラグ４２が接触している。図３のターゲット２１の移動により、相応のインダクタンス２５及び２７及び抵抗２６及び２８が相互に逆方向に変化する。抵抗２９及び３０は、この場合、ブリッジ回路２０の一点鎖線Ｂ−Ｂによって示された第２の半部２４での全波ブリッジを構成するためのブリッジ補完部を形成する。各測定点３１，３２間で、測定点の位置移動に比例する測定電圧を取り出すことができる。この場合、図示のプラグ３３が接触する。
【００５０】
全／測定面１４毎に各々２つの扁平コイル１５を有する図２の２つのセンサ１３の場合、有利且つ極めて簡単なブリッジ回路２０によると、第１の半部２３は変えずに接続しつつ、一点鎖線Ｂ−Ｂによって示された第２の半部２４の代わりに、一点鎖線Ｃ−Ｃによって示された第２の半部２４がプラグ３４を介して接触接続するようになり、それにより、一点鎖線Ａ−Ａ及びａ−ａによって示されたブリッジ回路２０の第１の半部２３が補完されるようになる。インダクタンス３５及び抵抗３６は、第２のセンサ１３の第１の扁平コイル１５の特徴値を示し、インダクタンス３７及び抵抗３８は、第２のセンサ１３の第２の扁平コイル１５の特徴値を示す。ここでも、測定対象の位置移動に比例する測定電圧が、測定点３１と３２との間で取り出される。図示していない同相整流器と接続して、測定対象１１の、ゼロ位置からの同方向移動を指示することができる。
【００５１】
図３の２つの扁平コイル１５及び全／測定面１４を被覆する大きさを変えるターゲット２１有する図２のセンサ１３の場合、ブリッジ対角回路２０は、極めて有利であり、この回路では、一点鎖線Ａ−Ａによって示された第１の半部２３の第１の扁平コイル１５のインダクタンス２５及び抵抗２６が、上側のブリッジ分岐内に設けられており、一点鎖線Ｄ−Ｄによって示された第２の半部２４内の第２のコイル１５のインダクタンス２７及び抵抗２８が、下側のブリッジ分岐内に設けられており、その際、第２の半部２４がプラグ４４を介して接触接続している。ブリッジ回路を補完する抵抗３９及び４０は、一点鎖線Ａ−Ａ及びｂ−ｂによって示された第１の半部２３内でプラグ４３を介して、乃至、第２の半部２４内で上側のブリッジ分岐に接続乃至配設される。この対角ブリッジ回路２０では、測定対象の位置移動に比例する測定電圧が各測定点３１及び３２間で取り出される。
【００５２】
前述のブリッジ回路２０の利点は、殊に、測定作用の温度依存性及び間隔依存性を小さくする点にある。
【００５３】
前述のような、図１〜４並びに各請求項に開示した本発明の各要件は、個別に用いても、任意に組み合わせて用いても、本発明を種々の実施例で構成するのに重要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
センサを用いた測定対象に関する本発明の装置の略図
【図２】
２つのセンサを用いた、図１の本発明の装置の略図
【図３】
本発明の装置のセンサの測定面の略図
【図４】
マルチコイルセンサでの測定結果の検出用のブリッジ回路の等価回路図