(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの磁気的な測定値発生器（２）と、
それぞれ異なる位置で相互に離間されて配置された少なくとも２つのセンサユニット（３，４）と、
を備えている距離センサ（１）であって、
前記測定値発生器（２）は、前記センサユニット（３，４）に対して相対的に摺動可能に支持されており、
前記測定値発生器（２）は、当該測定値発生器（２）に沿って少なくとも部分的に回転軸線を中心として回転する磁界を有するように磁化されており、
前記磁界の前記回転軸線は、前記測定値発生器（２）の摺動方向に対して平行に方向決めされている、
距離センサ（１）において、
前記摺動方向に見て相互に隣り合って配置されている前記センサユニット（３，４）は、磁界強度に比例するそれぞれ２つの磁気的な測定パラメータを検出するように構成されており、
２つの前記測定パラメータは、両方の前記センサユニット（３，４）によって検出される
ことを特徴とする、距離センサ（１）。
【請求項２】
評価装置（１２）が設けられており、
前記評価装置（１２）は、両方の前記センサユニット（３，４）によって検出された前記測定パラメータから２つの差分値を形成し、当該差分値から摺動位置を特定するように構成されている、
請求項１に記載の距離センサ。
【請求項３】
それぞれの前記センサユニット（３，４）は、前記測定パラメータとして、相互に垂直な少なくとも２つの測定方向における前記測定値発生器（２）の磁界成分を検出する、
請求項１又は２に記載の距離センサ。
【請求項４】
少なくとも２つの測定方向は、前記摺動方向に対して垂直に方向決めされている、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の距離センサ。
【請求項５】
前記測定値発生器（２）の前記磁化は、少なくとも部分的に一定の傾きを有する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の距離センサ。
【請求項６】
前記傾きは、少なくとも部分的に変化する、
請求項５に記載の距離センサ。
【請求項７】
前記傾きは、連続的又は不連続的に変化する、
請求項５又は６に記載の距離センサ。
【請求項８】
前記測定値発生器は、弦巻き線状に磁化されている、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の距離センサ。
【請求項９】
前記測定値発生器（２）は、少なくとも１つの永久磁石（７）から形成されている、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の距離センサ。
【請求項１０】
前記測定値発生器（２）は、単一の永久磁石（７）から形成されている、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の距離センサ。
【請求項１１】
前記測定値発生器（２）は、相互に接続された複数の永久磁石（７＿１乃至７＿４）から形成されている、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の距離センサ。
【請求項１２】
前記測定値発生器（２）は、長手延在方向に見て少なくとも１つのクランプ区分を有し、前記クランプ区分においては、前記磁界の回転の傾きがゼロに等しい、
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の距離センサ。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の距離センサを動作させるための方法であって、
それぞれ１つのセンサユニット（３，４）によって、磁界強度に比例するそれぞれ２つの測定パラメータを検出するステップであって、２つの前記測定パラメータを、両方の前記センサユニット（３，４）によって検出する、ステップと、
両方の前記センサユニット（３，４）によって検出された前記測定パラメータから、差分値を特定するステップと、
前記差分値と、残余の前記測定パラメータとに基づいて、前記測定値発生器（２）の位置を特定するステップと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、距離センサであって、当該距離センサは、１つの磁気的な測定値発生器と、少なくとも２つのセンサユニットとを有し、測定値発生器は、センサユニットに対して相対的に摺動可能に支持されており、測定値発生器は、当該測定値発生器に沿って少なくとも部分的に、測定値発生器の摺動方向に対して平行に方向決めされた回転軸線を中心として、又は、摺動方向に対して垂直な平面上で回転する磁界を有するように磁化されている、距離センサに関する。
【０００２】
本発明はさらに、そのような距離センサを動作させるための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来技術
上位概念による距離センサは、例えば、欧州特許第０９７９９８８号明細書（ＥＰ０９７９９８８Ｂ１）から公知である。この距離センサは、弦巻き線状に磁化された測定値発生器と、２つの測定値センサとを有し、これら２つの測定値センサは、測定値発生器の摺動方向に見て相互に隣り合って配置されており、即ち、軸線方向に同等の高さ又はほぼ同等の高さで相互に離間されて配置されている。これらの測定値センサは、それぞれ１つの磁界成分を測定し、特定された２つの磁界成分から測定値発生器の摺動位置が特定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許第０９７９９８８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁石の絶対位置を特定するための現在の概念は、センサユニットにおいて磁界の方向が特定される、磁気角度の絶対測定原理に基づいていることが多い。この磁界は、測定値発生器によって生成され、典型的には測定値発生器の摺動が進むにつれて回転する。磁気角度の検出は、通常、ホールセンサ又はＸＭＲセンサによって１つの位置で実施される。しかしながら、そのような測定技術は、外部干渉界に対して脆弱である。そのような干渉界に関して測定をロバストにするために、２つの測定値センサを設けて、これら２つの測定値センサがそれぞれ２つの相互に垂直な磁界成分と、１つの回転磁界とを感知するようにすることもさらに公知である。即ち、全体として４つの磁界成分が測定される。この場合には、いわゆる差分角度から位置が得られ、この差分角度は、ＡＴＡＮによって差分測定界から形成され、即ち、２つの測定値センサの同一の読出方向の磁界成分の差分から形成される。そのようなセンサは、以下においては差分角度式距離センサと呼ばれる。この場合、センサユニットが測定距離に沿って配置されており、磁界が摺動移動の方向に回転し、これによって磁界の回転軸線が、摺動方向又は移動方向に対して横断する方向に位置することが知られている。換言すれば、磁界は、測定値発生器が摺動される平面上で回転する。しかしながら、一義的な測定信号を獲得するためには、多くの場合、差分角度の完全な一回転を検出すべきであるので、この原理は、短い摺動距離のみに限定されている。なぜなら、そうでなければ、測定点と測定センサとの間における結果的に生じる差分測定界が、典型的な感知限界よりも小さくなってしまうからである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明の開示
請求項１に記載の特徴を有する本発明による距離センサは、摺動距離又は測定距離が比較的長い場合であっても干渉界に対して脆弱ではないという利点を有する。本発明によれば、距離センサによって差分角度測定が可能となる。このために、少なくとも２つのセンサユニットは、磁界強度に比例するそれぞれ２つの磁気的な測定パラメータを検出するように構成されており、２つの測定パラメータは、両方のセンサユニットによって検出される。測定パラメータは、検出されるべき測定値発生器の特性であるとして理解されるべきである。２つのセンサユニットは、それぞれ異なる位置に配置されているので、同一の測定パラメータを検出する際に、通常、同一の測定値を検出することはありえない。その代わりに、それぞれ異なる位置において常に、同一の測定パラメータの２つの測定値が検出される。同一の測定パラメータの２つの特定された測定値から簡単に差分値を形成することによって、外部界、特に外部磁界の存在に関係なく、常に、測定値発生器の正しい位置を検出することが可能となる。なぜなら、干渉界は、測定パラメータの２つの測定値に対して同様の影響を与えるからである。従って、測定値発生器の摺動位置の、干渉界に対して脆弱でない有利な検出が保証されているので、干渉界が予期され得る用途においても距離センサを使用することが可能となる。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態によれば、距離センサは、評価装置を有し、評価装置は、両方のセンサユニットによって検出された測定パラメータからそれぞれ１つの差分値を形成し、当該差分値から位置又は摺動位置を特定するように構成されている。このことから、既に上述した利点がもたらされる。
【０００８】
さらに好ましくは、それぞれのセンサユニットは、測定パラメータとして、相互に垂直な少なくとも２つの測定方向における測定値発生器の磁界成分を検出する。距離センサ、特に測定値発生器に対して、３つの相互に垂直に方向決めされた軸線（ｘ，ｙ，ｚ）を有する座標系が適用される場合には、上述した実施形態によるセンサユニットは、ｘ方向の磁界成分とｙ方向の磁界成分とを検出し、又は、ｘ方向若しくはｙ方向の磁界成分とｚ方向の磁界成分とを検出する。この場合、ｚ方向は、測定値発生器の摺動方向に対して平行であり、従って、ｙ方向及びｘ方向の方向は、摺動方向に対して垂直な平面上にあり、又は、そのような平面を有する。
【０００９】
好ましくは、２つの測定方向は、摺動方向に対して垂直に方向決めされている。これによって、ｘ方向における測定パラメータとｙ方向における測定パラメータとが測定される。
【００１０】
代替的に、少なくとも１つの測定方向は、摺動方向に対して平行に方向決めされており、少なくとも１つの他の測定方向は、摺動方向に対して垂直に方向決めされており、これによって、ｘ方向における測定値とｚ方向における測定値とが特定され、又は、ｙ方向における測定値とｚ方向における測定値とが特定される。これによっても有利には、測定値発生器の正しい位置特定が可能となる。
【００１１】
本発明の好ましい発展形態によれば、センサユニットは、摺動方向に見て相互に隣り合って配置されている。従って、２つの測定値センサは、摺動方向に見て同等の高さ若しくはほぼ同等の高さで相互に隣り合って配置されており又は相互に平行に配置されており、以下のような測定値発生器の磁界、即ち、今や摺動方向の平面上で回転するのではなく、摺動方向に対して垂直な平面上で回転する、測定値発生器の磁界を検出する。好ましくは、（ｉ）これらの測定値センサは、同等の高さで相互に隣り合って配置されており、又は、摺動方向に見て相互にずらされている。代替的に、好ましくは、（ｉｉ）これらの測定値センサは、摺動方向に相前後して配置されている。（ｉ）及び（ｉｉ）の場合には、クランプ範囲が必要とされる実施形態が可能となり、このクランプ範囲内においては、測定値発生器のさらなる摺動にもかかわらず、センサユニットによって特定される差分角度が一定のままであり、この際、検出される磁界の大きさは、検出のために十分に大きいまま維持される。この場合、残余の測定範囲及び／又は測定距離全体における感度を高めることができる。本実施形態は、２つの測定方向の差分測定界が非常に類似した大きさを有するので、測定距離にわたって差分界強度全体の均一な延在経過が達成されるというさらなる利点を有する。本発明の好ましい発展形態によれば、１つの差分角度だけでなく複数の差分角度も評価される。これによって、複数の電気的に独立した測定信号を得ることが可能となり、及び／又は、特定の位置の精度を高めることが可能となる。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によれば、測定値発生器の磁化は、少なくとも部分的に一定の傾きを有する。磁化の傾きは、測定値発生器の摺動方向に対して平行な回転軸線に沿った回転磁界の延在経過の傾きであるとして理解されるべきである。これによって、測定値発生器の位置又は摺動の簡単な特定が保証されている。このことによって、センサにおいて測定される差分角度の、位置に依存した線形の延在経過がもたらされる。
【００１３】
本発明のさらなる実施形態によれば、好ましくは、傾きは、少なくとも部分的に変化する。これによって、距離センサの感度を、測定値発生器の種々異なる摺動位置又は区分に適合させることが可能となる。例えば、低減された傾きを有する区分によって、測定値発生器の変位に対する感度を高めることができる。このことは、つまり、測定される差分角度が、特定の距離区分においてより迅速に変化することを意味する。これによって有利には、距離センサを、種々異なる境界条件に簡単に適合させることが可能となる。
【００１４】
好ましくは、傾きは、連続的又は不連続的に変化する。両方の場合において、有利な距離測定が保証されている。
【００１５】
特に好ましくは、測定値発生器は、少なくとも実質的に弦巻き線状に磁化されている。従って、測定値発生器は、単一の永久磁石若しくは磁石体から形成されており、この永久磁石若しくは磁石体は、摺動方向に対して垂直な平面上で、又は、摺動方向に対して平行に方向決めされた回転軸線を中心にして回転することによって、所望の磁界が生じるように磁化されている。これによって測定値発生器は、簡単に取り扱うことが可能となり、障害の影響を受けなくなる又はほとんど受けなくなる。さらに、弦巻き線状の磁化によって、測定値発生器の方向決めに関して測定値発生器に沿った非常に正確な磁界の延在経過を提供することが可能となり、これによって、非常に正確な測定結果が保証されている。さらに、これによって、連続的又は不連続的に変化する種々異なる傾きを有する、磁界の回転する延在経過も、簡単かつ低コストに実現することが可能となる。
【００１６】
さらに好ましくは、センサユニットは、ハウジングに固定的に支持されており、測定値発生器は、ハウジング内で摺動可能に支持されている。従って、測定値発生器は、測定値センサに対して相対的に摺動可能であり、好ましくは、距離センサによって移動距離が特定されるべき対象物に接続されている又は接続可能である。
【００１７】
本発明の代替的な実施形態によれば、測定値発生器は、ハウジング内に固定的に支持されており、センサユニットは、担体上においてハウジング内で摺動可能に支持されている。即ち、この場合には、センサユニットは、摺動距離が監視又は特定されるべき対象物に固定的に接続されている。このために測定値センサは、好適には担体上に配置されており、これによって、測定値センサ同士が相互に対して方向決めされると共に、測定値発生器に対して方向決めされることが保証される。担体及びセンサユニットに対して測定値発生器が常に正しく方向決めされることが保証されるように、担体及び測定値発生器をガイド手段によって相互に接するように保持することができる。ガイド手段は、例えばガイド溝及びガイド溝に係合するガイド突起とすることができる。
【００１８】
本発明の好ましい発展形態によれば、測定パラメータを検出するためのセンサユニットは、二次元若しくは多次元の測定センサを有し、又は、それぞれ１つの測定パラメータに対して複数の測定値センサを有する。従って、好ましくは、測定値センサのうちの少なくとも１つが、ホールセンサとして構成されている。ホールセンサは、差分測定界を検出するために広く普及しており、低コストに使用することも可能である。代替的に、好ましくは、測定値センサのうちの少なくとも１つが、ＸＭＲセンサとして、即ち、薄膜抵抗センサとして構成されている。この形式のセンサも広く普及しており、従って、低コストに使用することが可能である。好適には、２つの測定値センサは、同様に構成されている。
【００１９】
本発明の好ましい発展形態によれば、測定値発生器は、少なくとも１つの永久磁石から形成されている。有利な磁界を達成するために、永久磁石は、既に上述したように事前に相応に磁化されている。
【００２０】
本発明の代替的な実施形態によれば、好ましくは、測定値発生器は、相互に接続された複数の永久磁石から形成されている。このことによって、例えば所望の回転磁界の実現が容易になる。この場合、測定値発生器は、好ましくは支持要素として基体を有し、この基体の上に永久磁石が配置及び保持されている。
【００２１】
好ましくは、複数の永久磁石は、相互に当接しており、これによって、測定値発生器の特にコンパクトな実施形態が保証されている。このような実施形態においては、追加的な支持要素又は追加的な基体を省略することができる。代替的に、複数の永久磁石は、好ましくはこれらの永久磁石の間に間隙を有するように配置されている。この場合、間隙は、特に空隙として形成されている。この場合、複数の永久磁石の相互の対応付けと、磁界の方向決めとを確実に保証するために、複数の永久磁石は、好ましくは１つの共通の基体又は支持要素に配置されている。
【００２２】
本発明の好ましい発展形態によれば、さらに、測定値発生器は、−測定値発生器の長手延在方向に見て−少なくとも１つのクランプ範囲を有し、クランプ範囲においては、磁界の回転の傾きがゼロに等しい。これによって、いわゆるクランプ範囲が形成され、このクランプ範囲内においては、測定センサによって検出される信号が変化しない。従って、クランプ範囲によって、具体的な測定値の代わりに、例えば「オン」又は「オフ」の情報を出力することが可能となり、これによって、距離センサの用途の多様性がさらに高められる。クランプ範囲は、好ましくは測定値発生器の一方の終端部に形成されている。代替的に、好ましくは、測定値発生器の両方の終端部にそれぞれ１つのクランプ範囲が形成されている。特に好ましくは、追加的又は代替的に、ゼロに等しくない傾きを有する２つの区分の中央又は間に形成されている。好ましくは、クランプ区分に隣接する区分は、それぞれ同等の傾き又は異なる傾きを有する。
【００２３】
さらに好ましくは、測定値発生器は、三角形又は多角形、丸形、円形又は部分円形の断面を有する。実施形態に応じて、ここでは断面が有利であることが判明し得る。特に、測定センサに対して測定値発生器を確実に方向決めするためには、円形ではない断面が有利であり、これによって、測定値発生器がハウジング自体によって摺動可能に支持されている場合に、ハウジングと測定値発生器との間を回転不能にすることが達成される。
【００２４】
さらに好ましくは、測定値発生器の磁化が少なくとも２７０°、特に３６０°回転するように、測定値発生器が磁化されている。しかしながら、より小さい回転角度も、もちろん可能である。磁界が、測定値発生器に沿って３６０°を超えて回転することも考えられる。しかしながら、既に上述したように、特に磁界の回転の傾きが種々異なっている、測定値発生器の有利な実施形態によれば、磁界が３６０°を超えて回転する場合にも、傾きを考慮した一義的な測定が可能である。これにより、新しい用途分野がもたらされると共に、特に長距離の測定区間がもたらされる。
【００２５】
測定値発生器が複数の永久磁石から形成されており、これによって磁界が、複数のステップでステップ状に回転する場合には、上記の複数のステップは、好ましくは摺動方向にそれぞれ同等の長さであり、これによって、差分角度式距離センサの特性曲線の線形性がさらに高められる。代替的に、複数のステップは、それぞれ異なる長さである。さらに、特性曲線の線形性に影響を与えるために、測定値発生器の一方の側に１つ又は複数の軟磁性の金属薄板を取り付けることもできる。
【００２６】
変位測定センサを動作させるための本発明による方法は、測定値センサ装置によって、それぞれ２つの測定パラメータが検出され、これら２つの測定パラメータが、両方のセンサユニットによって検出され、両方のセンサユニットによって検出された測定パラメータから差分値が特定され、測定値発生器の摺動位置を特定するために考慮されることを特徴としている。これによって、既に上述した利点がもたらされる。
【００２７】
さらなる利点と、好ましい特徴及び特徴の組み合わせとは、特に前述の説明及び特許請求の範囲から明らかになる。
【００２８】
以下においては、本発明を、図面に基づいて詳細に説明することとする。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１の実施例による差分角度式距離センサの概略斜視図である。
【図２】第１の実施例による差分角度式距離センサの例示的な特性曲線を示す図である。
【図３】他の１つの実施例による差分角度式距離センサを示す図である。
【図４】距離センサの測定値発生器の他の１つの実施例を示す図である。
【図５】第１の実施例による距離センサのセンサユニットの有利な配置を示す図である。
【図６】第２の実施例によるセンサユニットの有利な配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、測定値発生器２を有する距離センサ１を概略図で示し、この測定値発生器２は、ロッド形に形成されており、例えばピストン等のような対象物の移動を検出するために、対象物に接続可能である。測定値発生器２には、図１においては非常に概略的に図示されている２つの測定センサユニット３，４が対応付けられている。
【００３１】
測定値発生器２は、その長手方向の延在に沿って又は軸線方向に摺動可能にハウジング５内で支持されており、このハウジング５は、センサユニット３，４も支持する。ハウジング５は、図１には部分的にしか図示されていない。測定値発生器２の摺動方向は、矢印６によって示されている。
【００３２】
測定値発生器２は、第１の実施例によれば永久磁石７として構成されており、この永久磁石７の磁化方向は、測定値発生器２の長手方向軸線を中心として９０°のステップで回転する。従って、永久磁石７の磁界又は磁化の回転軸線は、摺動方向に対して平行に方向決めされており、特に測定値発生器２の中央長手方向軸線に一致する。磁化方向は、図１においては矢印８によって示されている。従って、磁化又は磁界は、測定値発生器２の摺動方向に沿って、本実施例においては３６０°回転する。
【００３３】
これに関して図２は、距離センサ１の実施形態から得られる測定特性曲線Ｋを、測定値発生器２の移動距離ｘにわたって示す。永久磁石７は、９０°のステップによって４つの区分Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，及びＥに分割されており、それぞれの区分内においては磁気方向がそれぞれ１つの方向を向いている。従って、区分Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、磁化方向が変化されるステップに対応する。この場合、測定値発生器２又は永久磁石７の最後のステップ又は最後の区分Ｅは、残余のステップＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄよりも長くなるように選択されている。これによって、特性曲線Ｋの最後にプラトーが得られ、従って、このプラトーが、広いクランプ範囲を有する出力信号を供給する。
【００３４】
図３は、距離センサ１の他の１つの実施例を示し、ここでは、前述した実施例から既知の要素に同一の参照番号が付されており、その点に関しては上記の説明が参照される。以下においては、実質的に相違点のみを説明することとする。
【００３５】
第２の実施形態によれば、測定値発生器２は、相互に直接的に当接している複数の個々の永久磁石７＿１，７＿２，７＿３，及び７＿４から形成されている。永久磁石７＿１乃至７＿４は、例えば基体９に取り付けられている。永久磁石７＿１と７＿４とは、矢印８によって改めて示されるように、それぞれ異なるように磁化されている。これによって、それぞれ異なる磁化方向を有する、より少数の区分Ａ乃至Ｄがもたらされる。この場合、永久磁石７＿１乃至７＿４は、磁界又は磁化が、本実施例においては２７０°だけしか回転しないが、同様にして９０°のステップで回転するように磁化されている。図１の実施例の場合には、開始位置と終了位置とがそれぞれ同一の磁化方向を有しているが、その一方で、本実施形態によれば、差分角度式距離センサ１は、より小さい角度範囲を有してはいるが、開始位置と終了位置とが明らかに異なっている。さらに、４つの永久磁石しか必要なくなり、これによってシステム全体が低コストになる。しかしながら、第２の実施例においても、測定値発生器２を、複数の異なる磁化方向を有する単一の永久磁石７によって形成することができる。このために、１つの永久磁石が相応に磁化される。
【００３６】
第２の実施例においても、最後の永久磁石７＿４又は最後の区分Ｄの軸線方向の長さが、他の区分Ａ，Ｂ，Ｃの軸線方向の長さよりも長いので、この場合にも、特性曲線Ｋのように広いクランプ区分又はクランプ範囲を有する出力信号を供給するプラトーが得られる。
【００３７】
本明細書の実施例は、特定の回転角度範囲に限定されているが、差分角度式距離センサ１が、これらの特定の回転角度範囲に限定されていないことは自明である。むしろ、種々異なる最大回転角度を有する任意の構成が可能である。
【００３８】
さらに、特性曲線Ｋの線形性をさらに高めるために、個々の区分Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及びＥの長さを変更すること、又は、測定値発生器２の下方又は側方に軟磁性の金属薄板を取り付けることも考えられる。
【００３９】
しかしながら、回転磁界と有利な特性曲線Ｋとを得るために、永久磁石７を、例えば図４に示されるように弦巻き線状に磁化することが好ましい。他の１つの実施例によれば、有利には、磁石は、弦巻き線状に磁化されて、保持体又は基体９の上に射出成形によって直接的に被着される／被着されている。
【００４０】
本明細書においては、２つの測定センサユニット３，４は、測定センサとしてホールセンサ又はＸＭＲセンサを有する。これらのセンサは、差分角度式距離センサ１に低コストに組み込むことが可能である。しかしながら、測定センサのために他のセンサコンセプトを使用することも、もちろん可能である。
【００４１】
図１及び図３の実施例は、それぞれ長方形の断面を有する測定値発生器２を図示しているが、他の１つの実施例によれば、断面は、円形、半円形、三角形、楕円形又は多角形である。断面形状の詳細な輪郭は、最終的には任意に選択可能である。好ましくは、測定値発生器２の断面の輪郭は、ハウジング５のガイド輪郭に対応しており、これによって測定値発生器２は、ハウジング５内で回転不能に、かつ、摺動方向６に摺動可能に支持されている。これによって、測定値センサ３及び４に対する測定値発生器２及び矢印８のような磁化方向の方向決めが、常に正しくなることも保証されている。
【００４２】
既に上述したように、永久磁石７は、好ましくは弦巻き線状又は螺旋形に磁化されている。これに関して図４は、そのような測定値発生器を製造するための有利な方法を概略図で示す。図４は、測定値発生器２を拡大部分図で示し、この測定値発生器２は、螺旋形のコイル１１になるように巻回された巻線１０によって取り囲まれている。コイル１１は、永久磁石７と同軸に配置されており、磁化のために通電され、これにより、電流が流入する巻線を介してＮ極Ｎとその下にＳ極Ｓとが形成される。原則的に、それぞれの極Ｎ，Ｓは、この場合には特に円筒形に形成されている永久磁石の反対側の周面上において、それぞれ完全な反対極を規定している。
【００４３】
磁化が形成されると直ちに、磁化の延在経過は、コイル１１の螺旋形の延在経過に一致する。従って、磁化又は磁化の磁界方向は、磁石本体又は永久磁石７に沿って弦巻き線状／螺旋形に延在する。その後、コイル１１が取り外され、永久磁石がハウジング５内に組み付けられる。
【００４４】
螺旋形の延在経過の傾きは、好ましくは少なくとも部分的に一定である。代替的又は付加的に、コイル１１又は磁界の延在経過は、少なくとも部分的に変化する傾き、特に連続的又は不連続的に変化する傾きを有する。従って、永久磁石７は、それぞれ異なる傾きを有する複数の区分を有する。複数の区分のうちの少なくとも１つを、上述したように、傾きがゼロに等しくなっているクランプ区分として形成することも可能である。従って、磁化によって図２の特性曲線を形成することもできる。図３には、クランプ区分が、永久磁石７の終端部に配置されていることが示されているが、代替的な実施例によれば、クランプ範囲は、中央に配置されており、又は、少なくとも永久磁石７の終端部から離間されて配置されている。複数のクランプ範囲を設けることも可能であり、これらのクランプ範囲の間には、特にゼロに等しくない延在経過の傾きを有する区分がそれぞれ形成されている。
【００４５】
以下においては、図５及び図６に基づいて、測定値発生器２の摺動位置を特定するための差分測定原理をより詳細に説明することとする。これに関して図５及び図６は、それぞれ、図４の実施例に基づいて弦巻き線状に磁化された測定値発生器２と、測定値発生器２に対応付けられた２つのセンサユニット３及び４とを示す。図５及び図６に図示された２つの実施例は、センサユニット３，４が、図５の実施例によれば摺動方向に見て相互に隣り合って配置されており、図６の実施例においては相前後して配置されているという点で、それぞれ異なっている。
【００４６】
２つのセンサユニット３，４は、測定値発生器２のそれぞれ少なくとも２つの異なる測定パラメータ、特にそれぞれ異なる方向に作用する磁界成分を特定するように構成されている。従って、センサユニットは、図面に示されたｘ，ｙ，ｚ座標系によれば、ｘ，ｙ，及び／又はｚ方向における磁界の大きさを検出するように構成されている。特に、センサユニット３，４によってそれぞれ２つの同等の測定パラメータが検出され、これにより、２つの差分値を形成して、これら２つの差分値から差分角度を特定することが可能となる。従って、第１の実施例によれば、差分角度は、センサユニット３，４によって検出されたｘ方向における測定値と、ｙ方向における測定値とから特定され（Ｂｘ３−Ｂｘ４，Ｂｙ３−Ｂｙ４）、又は、ｙ方向における測定パラメータと、ｚ方向における測定パラメータとから特定され（Ｂｙ３−Ｂｙ４，Ｂｚ３−Ｂｚ４）、この際、角度を特定するためにアークタンジェントが計算される。特定されたセンサ値の計算又は評価は、センサユニット３，４に接続されている評価装置１２によって引き受けられる。評価装置１２は、例えばマイクロプロセッサ又はＡＳＩＣ回路を有し、このマイクロプロセッサ又はＡＳＩＣ回路によって、差分形成と、センサ信号の評価とが実施される。
【００４７】
差分測定によって、特に図２に示された特性曲線が得られる。その限りにおいて、距離センサを、差分角度式距離センサ１と呼ぶこともできる。同一の測定パラメータの複数の測定値から差分値が形成されることによって、測定結果に対する外部干渉界の影響が阻止され、これによって距離センサ１は、外部干渉界に対して特にロバストに動作し、これにより、多種多様な境界条件における距離センサの広範囲に及ぶ用途が可能となる。図５の変形例の場合には、有利には、相互に隣り合って配置されたセンサユニットによってｘ方向における測定パラメータと、ｙ方向における測定パラメータとが検出され、この場合には、摺動方向における磁界方向の変化が非常にわずかな場合であっても、評価のために十分に高い差分界信号を利用することができるので、例えば、測定範囲を延長させることが可能となる。特に、高い感度を有する測定範囲、即ち、特に平坦な特性曲線を有する測定範囲が必要とされる場合には、このことによって利点が提供される。
【００４８】
代替的に、測定界センサユニット３，４によって、単一の３Ｄセンサ素子のみを用いてそれぞれ２つの角度を検出することも可能であり、この際、１つの角度は、摺動方向に対して垂直な平面上において、特にｙ方向において形成される角度であり、もう１つの角度は、摺動方向（ｚ方向）に対して平行な磁界成分から形成される角度である。これら２つの角度を測定することによって、特に高い測定精度を達成することが可能となる。
【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５】
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【図６】
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