WO2015070831A1 - Position measuring device - Google Patents

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WO2015070831A1
WO2015070831A1 PCT/DE2013/000676 DE2013000676W WO2015070831A1 WO 2015070831 A1 WO2015070831 A1 WO 2015070831A1 DE 2013000676 W DE2013000676 W DE 2013000676W WO 2015070831 A1 WO2015070831 A1 WO 2015070831A1
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WO
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measuring device
position sensor
switching element
position measuring
sensor
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Application number
PCT/DE2013/000676
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German (de)
French (fr)
Inventor
Werner Bloch
Jürgen Gutekunst
Original Assignee
Balluff Gmbh
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Filing date
Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/023Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring distance between sensor and object
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/026Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object

Definitions

  • the invention relates to a position measuring device according to the independent claim.
  • the Applicant offers, for example, under the Applicant's Internet link: http://www.Balluff.com, object detection measuring devices based on different physical principles, such as inductive distance sensors, micropulse transducers, magneto-inductive displacement sensors, magnetically coded path and angle measuring systems and, for example, optoelectronic distance sensors.
  • the measuring devices ultimately determine the position of a moving object with respect to a position sensor or the distance of a moving object from the position sensor.
  • DE 10 2010 008 495 A1 describes a method for measuring the position of an object, in which a magnet associated with the object is moved along a magnetostrictive waveguide, wherein the magnet causes a first magnetic field component in a region in the waveguide, in which case a current signal is provided with a current pulse which causes a current magnetic field in the waveguide, which has at least one field component in the waveguide, which deviates from the field component caused by the magnet, so that in the specific area of the magnetostrictive
  • a wave is produced by the waveguide.
  • the wave is detected in an evaluation unit, wherein the position of the object is determined from the transit time of the wave in the waveguide.
  • the known procedure is characterized in that the current signal begins with a deliberately predetermined current rise ramp, the time course is set so that no wave is detected, and that following the current rise ramp such a current pulse is provided, the Emergence of a detectable wave leads.
  • a tactile sensor system is described with which a pinch protection is realized on bus doors.
  • a transponder realized as RFID (Radio-Frequency Identification) is provided which constantly transmits a sensor signal to an evaluation unit arranged in the door frame.
  • the energy supply of the arranged in the bus door transponder is obtained from a continuously radiated from the evaluation unit energy signal.
  • a pinching operation arranged in the door seal switching strip is actuated, which is contacted with two damping coils. The two damping coils influence the
  • Safety edge With a closed contact of the safety edge, the sensor signal is greatly attenuated or completely suppressed.
  • the field strength drop or the complete omission of the radiated sensor signal is evaluated by a receiving unit in the evaluation as Einklemmvorgang.
  • the containers are equipped with readable RFID transponders containing data about the container.
  • Several containers are arranged in a box. The reading process after setting an empty container into the box is triggered by a door or a lid of the box is closed.
  • the invention has for its object to provide a position measuring device that allows easy installation without much effort.
  • the position measuring device has a position sensor which contains a position sensor transmit-receive antenna, a transmitting unit, a power supply and a switching element.
  • the position measuring device further comprises an evaluation unit, which contains an evaluation unit transmit-receive antenna, via which the evaluation unit radiates an energy signal, from which the power supply of the position sensor gains the energy for the transmission unit.
  • the evaluation unit also contains a receiving unit which provides an output signal.
  • the position measuring device according to the invention further comprises an actuating element which is associated with a movable object which actuates the switching element of the position sensor at a predetermined position of the object with respect to the position sensor or from a predetermined distance of the object from the position sensor.
  • the position sensor Only with an actuated switching element does the position sensor emit a data signal via the position sensor transceiver antenna which receives the evaluation unit and the receiving unit as the position of the object in relation to the position sensor or as at least a measure of the distance of the object from the position sensor provides.
  • the position measuring device provides a wireless position sensor, so that a hitherto required complex wiring of the position sensor is eliminated.
  • the advantage is particularly noticeable bar, if numerous position sensors are to be installed in an industrial environment.
  • the evaluation unit receives a unique signal which clearly corresponds to a specific position of the mobile object with respect to the position sensor or a distance of the mobile object from the position sensor Position sensor can be assigned.
  • the switching element is a tactile switch and the moving object associated actuator is a simple mechanical actuator.
  • the object associated with the simple mechanical actuator actuates the tactile switch when striking the object or the mechanical actuator to the tactile switch of the position sensor.
  • the switching element is a magnetically actuated switch and the actuating element is a magnet.
  • the magnet actuates the magnetically actuated switch from a predetermined distance of the object from the position sensor.
  • the magnetically actuated switch is preferably realized as a reed contact.
  • a further embodiment provides that the switching element is a radiation sensor and the actuating element is a radiation source.
  • the radiation source actuates the radiation receiver from a predetermined distance of the object from the position sensor.
  • the optical implementation can be used in particular in an industrial environment in which the introduction of an additional magnetic field is undesirable.
  • the radiation sensor is, for example, a photodiode and the radiation source is preferably an LED.
  • the switching element is a temperature sensor and the actuating element is a heat source.
  • the heat source actuates the temperature sensor from a predetermined distance of the object from the position sensor.
  • the switching element is a temperature sensor and the actuator is the ambient temperature itself.
  • the temperature sensor is activated at a predetermined temperature in the area of the object and sends the data signal to the receiver.
  • Radiation source is understood to mean a radiation source which emits electromagnetic radiation outside the infrared range. Det, for example, a light source that emits light in the visible range or in the ultraviolet range. Heat source, on the other hand, means a radiation source which emits light exclusively in the infrared range.
  • the embodiments with the electromagnet, the radiation source and / or the heat source, ie an active realization of the actuating element, each with a required power supply, allows a diagnosis of the position measuring device according to the invention in that the actuating element is switched at least within the detectable distance range with a predetermined clock.
  • the clocking of the actuator must lead to a corresponding clocking of the output signal.
  • the reliability and reliability of the position measuring device according to the invention is increased.
  • a particularly advantageous embodiment of the position measuring device provides that the switching element is arranged in the circuit of the position sensor transmitter-receiver antenna.
  • the power supply of the position sensor is only possible when the switching element is actuated.
  • the position signal contains a specific position sensor number and / or a specific position specification.
  • a specific position sensor and / or a specific position can be clearly identified on the basis of the output signal.
  • status information can be transmitted.
  • the data signal contains status information about the object.
  • the status information can be, for example, the fill level of a medium in the container.
  • FIG. 1 shows schematically a position measuring device according to the invention
  • FIG. 2 shows a position sensor which is contained in the position measuring device according to the invention
  • FIG. 3 shows an evaluation unit which is contained in the position-measuring device according to the invention
  • FIG. 4 shows a first embodiment of an actuating element associated with a movable object and a switching element contained in the position sensor
  • FIG. 5 shows a second embodiment of the actuating element and of the switching element
  • FIG. 6 shows a third embodiment of the actuating element and of the switching element
  • Figure 7 shows a fourth embodiment of the actuating element and the switching element
  • Figure 8 shows a fifth embodiment of the actuating element and the switching element.
  • FIG. 1 shows a position-measuring device 10 according to the invention which has a position sensor 12, a switching element 14 contained in the position sensor 12, an evaluation unit 16 and an actuating element 20 assigned to a movable object 18.
  • the evaluation unit 16 provides an output signal 22 which reflects at least one measure of a position 24 of the movable object 18 with respect to the position sensor 12 or at least a measure of the movable object 18 located within a predetermined distance 26 from the position sensor 12.
  • a bidirectional radio-frequency radio link 28 which comprises an energy signal 30a emitted by the evaluation unit 16 in the direction of the position sensor 12 and a data signal 32a emitted by the position sensor 12 in the direction of the evaluation unit 16.
  • Figure 2 shows a block diagram of the position sensor 12. Those parts which correspond to the parts shown in Figure 1, are designated in Figure 2 each with the same reference numerals. This agreement also applies to the following figures.
  • the position sensor 12 includes a position sensor transceiver antenna 40, symbolized as a dipole arrangement.
  • the switching element 14 is arranged, which is actuated by the actuating element 20.
  • the position sensor transceiver antenna 40 is connected to both a power supply 42 and a transmitting unit 44, wherein the connection in the exemplary embodiment shown in Figure 2 only exists when the switching element 14 is actuated.
  • the power supply 42 which is provided with a received power signal 30b
  • the transmitting unit 44 which provides a data signal 32b which is emitted by the position sensor transceiver antenna 40 as a data signal 32a, may be referred to as the first transponder.
  • Transponder is available as RFID (Radio-Frequency Identification) device particularly inexpensive.
  • the power supply 42 obtains from the received energy signal 30b, which corresponds to the radiated energy signal 30a, a power supply signal 46 which is made available to the transmitting unit 44 and supplies the transmitting unit 44 with electrical energy.
  • the transmission unit 44 is provided with a position sensor number 48 and a position specification 50, which can each be transmitted by the transmission unit 44 as part of the data signal 32a, 32b to the evaluation unit 16.
  • FIG. 3 shows a block diagram of the evaluation unit 16.
  • the evaluation unit 16 includes an evaluation unit transceiver antenna 60, a power source 62 and a receiving unit 64, which provides the output signal 22.
  • the energy source 62 provides an energy signal 30c which emits the evaluation unit transceiver antenna 60, which is also symbolized as a dipole, as the energy signal 30a and which corresponds in the position sensor 12 to the received energy signal 30b.
  • the receiving unit 64 receives the data signal 32b provided by the transmitting unit 44 of the position sensor 12 and data signal 32a radiated by the position sensor transmitting-receiving antenna 40 as a received data signal 32c.
  • the receiving unit 64 determines the output signal 22 from the received data signal 32c.
  • the position measuring device 10 according to the invention according to FIGS. 3 works like this:
  • the data signal 32a emits the position sensor 12 only when the switching element 14 of the position sensor 12 is actuated.
  • the actuation takes place by means of the actuating element 20 associated with the movable object 18.
  • the actuation takes place either at a specific position 24 of the movable object 18 with respect to the position sensor 12 or when the movable object 18 is within the distance 26 from the position sensor 12.
  • the data signal 32a is therefore not emitted when the switching element 14 is not actuated.
  • the position measuring device 10 thereby has a high level of operational reliability.
  • An erroneous emission of the data signal 32a for example due to interference in the position sensor 12 interference, which would otherwise be possible at any time without the activation by means of the inventively provided switching element 14, is effectively prevented.
  • the actuation of the switching element 14 ensures that the position signal 32a is legitimately emitted.
  • the energy source 62 in the evaluation unit 16 constantly provides the energy signal 30c which is emitted by the evaluation unit transceiver antenna 60 at least also in the direction of the position sensor 12 as an energy signal 30a and by the position sensor transceiver antenna 40 as a received energy signal 30b of the power supply 42 in the position sensor 12 is provided.
  • the received energy signal 30b of the power supply 42 is constantly made available, so that the transmitting unit 44 is constantly supplied with energy.
  • the received energy signal 30b of the power supply 42 is provided only when the switching element 14 is actuated.
  • the realization is simply possible because the switching element 14 is arranged in the circuit of the position sensor transceiver antenna 40, so that the reception of the energy signal 30a is possible only when the switching element 14 is actuated.
  • the output signal 22 may be a simple switching signal signaling that the moving object 18 has reached the determined position 24 with respect to the position sensor 12 or that the object 18 is within the determined distance 26 from the position sensor 12.
  • the output signal 22 may alternatively or additionally include the position sensor number 48, so that an assignment to a specific position sensor 12 is easily possible.
  • the output signal 22 may alternatively or additionally include the position indication 50, so that an unambiguous position indication or distance indication is possible.
  • the received data signal 32c may include other information, such as status information about the status of the object 18 being monitored by the position sensor 12. For example, reaching a certain level of a medium may be communicated in a container that is at the particular location.
  • FIG. 4 shows a first exemplary embodiment of the switching element 14 arranged in the position sensor 12 and of the actuating element 20 assigned to the movable object 18.
  • the switching element 14 is realized as a tactile switch 70 which is switched when striking or pressing a simple mechanical actuating element 72. The particular position 24 is when the switch 70 is closed. Only then is the data signal 32a emitted by the position sensor 12.
  • Figure 5 shows a second embodiment of the switching element 14 and the actuating element 20.
  • the switching element 14 is realized as a magnetically actuated switch 80, in the present case as a reed contact, and the actuating element 20 as a magnet 82, in the present case as a permanent magnet. With a sufficiently strong magnetic field 84 closes the magnetically actuated switch 80.
  • the predetermined distance 26 is reached or falls below when the magnetically actuated switch 80 is closed. Only then is the data signal 32a reflecting the specific distance 26 radiated by the position sensor 12.
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment according to a development of the actuating element 20 shown in FIG. 5 realized as a magnet 82.
  • the permanent magnet is replaced by an electromagnet 90 which requires a power supply 92.
  • FIG. 7 shows a fourth exemplary embodiment of the switching element 14 and the actuating element 20.
  • the switching element 14 is implemented as a radiation sensor 100 and the actuating element 20 as a radiation source 102.
  • the radiation source 102 is an LED and the radiation sensor 100 is a photodiode.
  • the radiation source 102 requires a power supply 104.
  • FIG 8 shows a fifth embodiment of the switching element 14 and the actuating element 20.
  • the switching element 14 is implemented as a temperature sensor 110 and the actuator 20 as a heat source 1 12.
  • the heat source 102 also requires a power supply 1 14.
  • the switching element 14 is again realized as a temperature sensor 110, but the actuating element is the ambient temperature in the region of the object 18 per se.
  • the temperature sensor 110 is activated from a predetermined temperature.
  • the switching element 14 is actuated whenever the actuating element 20 or the movable object 18 is at the beginning of the determined distance 26 or is within the predetermined distance 26 from the position sensor 12.
  • FIGS. 6, 7 and 8 each show an active actuating element 20, which in each case requires a power supply 92, 104, 114.
  • the advantage with these implementations is that a diagnosis of the position measuring device 10 according to the invention can be carried out.
  • a diagnosis of the position measuring device 10 according to the invention can be carried out.
  • a corresponding warning signal can be provided which prompts an operator of the position-measuring device 10 according to the invention for checking the position-measuring device 10. This further increases the operational safety and reliability of the position-measuring device 10 according to the invention.

Abstract

The invention proposes a position measuring device (10) having a position sensor (12) which contains a position sensor transmitting/receiving antenna (40), a transmitting unit (44), a power supply (42) and a switching element (14), having an evaluation unit (16) which contains an evaluation unit transmitting/receiving antenna (60) which is used by the evaluation unit (16) to emit an energy signal (30a) from which the power supply (42) of the position sensor (12) obtains the energy for the transmitting unit (44), wherein the evaluation unit (16) also contains a receiving unit (64) and provides an output signal (22), and having an actuation element (20) which is associated with a movable object (18) and actuates the switching element (14) of the position sensor (12) in the case of a predefined position (24) of the object (18) or as of a predefined distance (26) between the object (18) and the position sensor (12), wherein the position sensor (12) emits a data signal (32a) via the position sensor transmitting/receiving antenna (40) when the switching element (14) is actuated, which data signal is received by the evaluation unit transmitting/receiving antenna (60) and is provided by the receiving unit (64), with the output signal (22), as a measure of the position (24) of the object (18) with respect to the position sensor (12) or as a measure of the distance (26) between the object (18) and the position sensor (12).

Description

Beschreibung Titel  Description title
Positionsmessvorrichtung Position measuring device
Die Erfindung betrifft eine Positionsmessvorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch. The invention relates to a position measuring device according to the independent claim.
Die Anmelderin bietet, beispielsweise unter dem zur Anmelderin führenden Internet-Link: http://www.Balluff.com, Messvorrichtungen zur Objekterkennung an, die auf unterschiedlichen physikalischen Prinzipien beruhen, wie beispielsweise induktive Abstandssensoren, Micropuls-Wegaufnehmer, magneto-induktive Wegsensoren, magnetcodierte Weg- und Winkel-Messsysteme und beispielsweise optoelektronische Abstandssensoren. Die Messvorrichtungen ermitteln letztlich die Position eines beweglichen Objekts in Bezug auf einen Positionssensor oder den Abstand eines beweglichen Objekts von dem Positionssensor. The Applicant offers, for example, under the Applicant's Internet link: http://www.Balluff.com, object detection measuring devices based on different physical principles, such as inductive distance sensors, micropulse transducers, magneto-inductive displacement sensors, magnetically coded path and angle measuring systems and, for example, optoelectronic distance sensors. The measuring devices ultimately determine the position of a moving object with respect to a position sensor or the distance of a moving object from the position sensor.
In der Offenlegungsschrift DE 10 2010 008 495 A1 ist eine Vorgehensweise zur Positionsmessung eines Objekts beschrieben, bei dem ein dem Objekt zugeordneter Magnet entlang eines magnetostriktiven Wellenleiters bewegt wird, wobei der Magnet in einem Bereich im Wellenleiter eine erste Magnetfeldkomponente verursacht, bei dem weiterhin ein Stromsignal mit einem Stromimpuls bereitgestellt wird, das im Wellenleiter ein Strom-Magnetfeld verursacht, das zumindest eine Feldkomponente im Wellenleiter aufweist, die von der vom Magneten verursachten Feldkomponente abweicht, sodass in dem bestimmten Bereich des magnetostrikti- DE 10 2010 008 495 A1 describes a method for measuring the position of an object, in which a magnet associated with the object is moved along a magnetostrictive waveguide, wherein the magnet causes a first magnetic field component in a region in the waveguide, in which case a current signal is provided with a current pulse which causes a current magnetic field in the waveguide, which has at least one field component in the waveguide, which deviates from the field component caused by the magnet, so that in the specific area of the magnetostrictive
Bestätigungskopiel ven Wellenleiters aufgrund der Feldänderung während des Stromimpulses infolge des magnetostriktiven Effekts eine Welle entsteht. Die Welle wird in einer Auswerteeinheit erfasst, wobei die Position des Objekts aus der Laufzeit der Welle im Wellenleiter ermittelt wird. Die bekannte Vorgehensweise zeichnet sich dadurch aus, dass das Stromsignal mit einer gezielt vorgegebenen Strom-Anstiegsrampe beginnt, deren zeitlicher Verlauf derart festgelegt ist, dass keine Welle detektiert wird, und dass im Anschluss an die Strom-Anstiegsrampe ein solcher Stromimpuls bereitgestellt wird, der zum Entstehen einer detektierbaren Welle führt. Bestätigungskopiel Due to the field change during the current pulse due to the magnetostrictive effect, a wave is produced by the waveguide. The wave is detected in an evaluation unit, wherein the position of the object is determined from the transit time of the wave in the waveguide. The known procedure is characterized in that the current signal begins with a deliberately predetermined current rise ramp, the time course is set so that no wave is detected, and that following the current rise ramp such a current pulse is provided, the Emergence of a detectable wave leads.
In der Patentschrift DE 101 40 930 C1 ist ein taktiles Sensorsystem beschrieben, mit welchem ein Einklemmschutz an Bustüren realisiert wird. In der Tür ist ein als RFID (Radio-Frequency Identification) realisierter Transponder vorgesehen, der ständig ein Sensorsignal zu einer im Türrahmen angeordneten Auswerteeinheit überträgt. Die Energieversorgung des in der Bustür angeordneten Transponders wird aus einem von der Auswerteeinheit ständig abgestrahlten Energiesignal gewonnen. Bei einem Einklemmvorgang wird eine in der Türdichtung angeordnete Schaltleiste betätigt, welche mit zwei Dämpfungsspulen kontaktiert ist. Die beiden Dämpfungsspulen beeinflussen die In the patent DE 101 40 930 C1, a tactile sensor system is described with which a pinch protection is realized on bus doors. In the door, a transponder realized as RFID (Radio-Frequency Identification) is provided which constantly transmits a sensor signal to an evaluation unit arranged in the door frame. The energy supply of the arranged in the bus door transponder is obtained from a continuously radiated from the evaluation unit energy signal. In a pinching operation arranged in the door seal switching strip is actuated, which is contacted with two damping coils. The two damping coils influence the
Abstrahlung des Sensorsignals in Abhängigkeit vom Schaltzustand der Radiation of the sensor signal as a function of the switching state of
Schaltleiste. Bei einem geschlossenen Kontakt der Schaltleiste wird das Sensorsignal stark gedämpft oder vollständig unterdrückt. Der Feldstärke-Abfall oder der vollständige Wegfall des abgestrahlten Sensorsignals wird von einer Empfangseinheit in der Auswerteeinheit als Einklemmvorgang gewertet. Safety edge. With a closed contact of the safety edge, the sensor signal is greatly attenuated or completely suppressed. The field strength drop or the complete omission of the radiated sensor signal is evaluated by a receiving unit in the evaluation as Einklemmvorgang.
In der Offenlegungsschrift DE 10 201 1 1 14 612 A1 sind ein Verfahren zur The published patent application DE 10 201 1 1 14 612 A1 discloses a method for
Abwicklung von Kanban-Aufträgen und eine RFI D-Palettenbox bekannt geworden. Zur Abwicklung von Bestellvorgängen im Rahmen einer Auftragsabwicklung in der Kleinteilelieferung zwischen einem Anbieter und einem Kunden werden mit kleinen Teilen gefüllte Behälter von dem Anbieter an eine Processing of Kanban orders and an RFI D pallet box became known. For the processing of order processes in the context of an order processing in the small parts delivery between a provider and a customer are filled with small parts container from the supplier to a
Entnahmestelle geliefert und von den Kunden entleerte Behälter wieder zurückgegeben. Die Behälter sind mit in einem Lesevorgang auslesbaren RFID- Transpondern ausgerüstet, die Daten über den Behälter enthalten. Mehrere Behälter sind in einer Box angeordnet. Der Lesevorgang nach dem Einstellen eines leeren Behälters in die Box wird dadurch ausgelöst, dass eine Tür oder ein Deckel der Box geschlossen wird. Delivered and returned from the customer emptied container. The containers are equipped with readable RFID transponders containing data about the container. Several containers are arranged in a box. The reading process after setting an empty container into the box is triggered by a door or a lid of the box is closed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Positionsmessvorrichtung anzugeben, die eine einfache Montage ohne großen Aufwand ermöglicht. The invention has for its object to provide a position measuring device that allows easy installation without much effort.
Die Aufgabe wird durch die im unabhängigen Anspruch angegebenen Merkmale gelöst. The object is achieved by the features specified in the independent claim.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die erfindungsgemäße Positionsmessvorrichtung weist einen Positionssensor auf, der eine Positionssensor-Sende-Empfangs Antenne, eine Sendeeinheit, eine Stromversorgung sowie ein Schaltelement enthält. Die erfindungsgemäße Positionsmessvorrichtung weist weiterhin eine Auswerteeinheit auf, die eine Auswerteeinheit-Sende-Empfangs-Antenne enthält, über welche die Auswerteeinheit ein Energiesignal abstrahlt, aus welchem die Stromversorgung des Positionssensors die Energie für die Sendeeinheit gewinnt. Die Auswerteeinheit enthält weiterhin eine Empfangseinheit, die ein Ausgangssignal bereitstellt. Die erfindungsgemäße Positionsmessvorrichtung weist darüber hinaus ein Betätigungselement auf, das einem beweglichen Objekt zugeordnet ist, welches das Schaltelement des Positionssensors bei einer vorgegebenen Position des Objekts in Bezug zum Positionssensor oder ab einem vorgegebenen Abstand des Objekts vom Positionssensor betätigt. Nur bei einem betätigten Schaltelement strahlt der Positionssensor ein Datensignal über die Positionssensor-Sende-Empfangs-Antenne ab, das die Auswerteeinheit empfängt und die Empfangseinheit als Position des Objekts in Bezug zum Positionssensor oder als zumindest ein Maß für den Abstand des Objekts vom Positionssensor zur Verfügung stellt. The position measuring device according to the invention has a position sensor which contains a position sensor transmit-receive antenna, a transmitting unit, a power supply and a switching element. The position measuring device according to the invention further comprises an evaluation unit, which contains an evaluation unit transmit-receive antenna, via which the evaluation unit radiates an energy signal, from which the power supply of the position sensor gains the energy for the transmission unit. The evaluation unit also contains a receiving unit which provides an output signal. The position measuring device according to the invention further comprises an actuating element which is associated with a movable object which actuates the switching element of the position sensor at a predetermined position of the object with respect to the position sensor or from a predetermined distance of the object from the position sensor. Only with an actuated switching element does the position sensor emit a data signal via the position sensor transceiver antenna which receives the evaluation unit and the receiving unit as the position of the object in relation to the position sensor or as at least a measure of the distance of the object from the position sensor provides.
Die erfindungsgemäße Positionsmessvorrichtung stellt einen kabellosen Positionssensor bereit, sodass eine bislang erforderliche aufwendige Verkabelung des Positionssensors entfällt. Der Vorteil macht sich insbesondere bemerk- bar, wenn in einer industriellen Umgebung zahlreiche Positionssensoren zu installieren sind. The position measuring device according to the invention provides a wireless position sensor, so that a hitherto required complex wiring of the position sensor is eliminated. The advantage is particularly noticeable bar, if numerous position sensors are to be installed in an industrial environment.
Dadurch, dass der Positionssensor der erfindungsgemäßen Positionsmessvorrichtung nur bei einem betätigten Schaltelement das Positionssignal abstrahlt und ansonsten nicht sendet, empfängt die Auswerteeinheit ein eindeutiges Signal, welches entsprechend eindeutig einer bestimmten Position des beweglichen Objekts in Bezug auf den Positionssensor bzw. einem Abstand des beweglichen Objekts vom Positionssensor zugeordnet werden kann. Due to the fact that the position sensor of the position-measuring device according to the invention emits the position signal only when the switching element is actuated and does not transmit otherwise, the evaluation unit receives a unique signal which clearly corresponds to a specific position of the mobile object with respect to the position sensor or a distance of the mobile object from the position sensor Position sensor can be assigned.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Positionsmessvorrichtung sind jeweils Gegenstände der abhängigen Ansprüche. Advantageous developments and refinements of the position measuring device according to the invention are each objects of the dependent claims.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Schaltelement ein taktiler Schalter und das dem beweglichen Objekt zugeordnete Betätigungselement ein einfaches mechanisches Betätigungselement sind. Das dem Objekt zugeordnete einfache mechanische Betätigungselement betätigt den taktilen Schalter beim Anschlagen des Objekts beziehungsweise des mechanischen Betätigungselements an dem taktilen Schalter des Positionssensors. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine sehr preiswerte Realisierung einerseits des einfachen mechanischen Betätigungselements und andererseits des taktilen Schalters. An advantageous embodiment provides that the switching element is a tactile switch and the moving object associated actuator is a simple mechanical actuator. The object associated with the simple mechanical actuator actuates the tactile switch when striking the object or the mechanical actuator to the tactile switch of the position sensor. This embodiment allows a very inexpensive realization on the one hand the simple mechanical actuator and on the other hand of the tactile switch.
Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass das Schaltelement ein magnetisch betätigter Schalter und das Betätigungselement ein Magnet sind. Der Magnet betätigt den magnetisch betätigbaren Schalter ab einem vorgegebenen Abstand des Objekts vom Positionssensor. Mit dieser Ausgestaltung wird eine berührungslose Erfassung der Position des beweglichen Objekts in Bezug auf den Positionssensor oder des Abstands des beweglichen Objekts von dem Positionssensor möglich. Eine Weiterbildung dieser Ausgestaltung sieht vor, dass der Magnet als Permanentmagnet realisiert ist. In diesem Fall benötigt das dem beweglichen Objekt zugeordnete Betätigungselement keine eigene Stromversorgung, die bei einer alternativen Weiterbildung dieser Ausgestaltung erforderlich ist, nämlich dann, wenn der Magnet als Elektromagnet realisiert ist. Another embodiment provides that the switching element is a magnetically actuated switch and the actuating element is a magnet. The magnet actuates the magnetically actuated switch from a predetermined distance of the object from the position sensor. With this configuration, non-contact detection of the position of the movable object with respect to the position sensor or the distance of the movable object from the position sensor becomes possible. A development of this embodiment provides that the magnet is realized as a permanent magnet. In this case, the actuating element associated with the moving object does not require its own power supply, which is required in an alternative development of this embodiment, namely when the magnet is realized as an electromagnet.
Der magnetisch betätigbare Schalter ist vorzugsweise als Reedkontakt realisiert. The magnetically actuated switch is preferably realized as a reed contact.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das Schaltelement ein Strahlungssensor und das Betätigungselement eine Strahlungsquelle sind. Die Strahlungsquelle betätigt den Strahlungsempfänger ab einem vorgegebenen Abstand des Objekts vom Positionssensor. Die optische Realisierung kann insbesondere in einer industriellen Umgebung eingesetzt werden, in welcher das Einbringen eines zusätzlichen Magnetfeldes unerwünscht ist. A further embodiment provides that the switching element is a radiation sensor and the actuating element is a radiation source. The radiation source actuates the radiation receiver from a predetermined distance of the object from the position sensor. The optical implementation can be used in particular in an industrial environment in which the introduction of an additional magnetic field is undesirable.
Der Strahlungssensor ist beispielsweise eine Fotodiode und die Strahlungsquelle vorzugsweise eine LED. The radiation sensor is, for example, a photodiode and the radiation source is preferably an LED.
Eine mögliche andere Ausgestaltung sieht vor, dass das Schaltelement ein Temperatursensor und das Betätigungselement eine Wärmequelle sind. Die Wärmequelle betätigt den Temperatursensor ab einem vorgegebenen Abstand des Objekts vom Positionssensor. Another possible embodiment provides that the switching element is a temperature sensor and the actuating element is a heat source. The heat source actuates the temperature sensor from a predetermined distance of the object from the position sensor.
Eine Weiterbildung dieser Ausgestaltung sieht vor, dass das Schaltelement ein Temperatursensor und das Betätigungselement die Umgebungstemperatur an sich ist. Der Temperatursensor wird ab einer vorgegebenen Temperatur im Bereich des Objekts aktiviert und sendet das Datensignal an den Empfänger. A development of this embodiment provides that the switching element is a temperature sensor and the actuator is the ambient temperature itself. The temperature sensor is activated at a predetermined temperature in the area of the object and sends the data signal to the receiver.
Die vorliegende Erfindung unterscheidet zwischen Strahlungsquelle und Wärmequelle. Unter Strahlungsquelle wird eine Strahlungsquelle verstanden, die elektromagnetische Strahlung außerhalb des infraroten Bereichs aussen- det, beispielsweise also eine Lichtquelle, die Licht im sichtbaren Bereich oder im ultravioletten Bereich aussendet. Unter Wärmequelle wird dagegen eine Strahlungsquelle verstanden, die Licht ausschließlich im infraroten Bereich aussendet. The present invention distinguishes between the radiation source and the heat source. Radiation source is understood to mean a radiation source which emits electromagnetic radiation outside the infrared range. Det, for example, a light source that emits light in the visible range or in the ultraviolet range. Heat source, on the other hand, means a radiation source which emits light exclusively in the infrared range.
Die Ausgestaltungen mit dem Elektromagneten, der Strahlungsquelle und/oder der Wärmequelle, also einer aktiven Realisierung des Betätigungselements mit jeweils einer erforderlichen Stromversorgung, ermöglicht eine Diagnose der erfindungsgemäßen Positionsmessvorrichtung dadurch, dass das Betätigungselement zumindest innerhalb des erfassbaren Abstandsbereichs mit einem vorgegebenen Takt geschaltet wird. Das Takten des Betätigungselements muss zu einem entsprechenden Takten des Ausgangssignals führen. Bei einer Abweichung des vorgegebenen Signaltakts oder einem vollständigen Signalausfall muss von einem Defekt innerhalb der erfindungsgemäßen Positionsmessvorrichtung ausgegangen werden, sodass ein entsprechender Warnhinweis erfolgen kann. Damit wird die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Positionsmessvorrichtung erhöht. The embodiments with the electromagnet, the radiation source and / or the heat source, ie an active realization of the actuating element, each with a required power supply, allows a diagnosis of the position measuring device according to the invention in that the actuating element is switched at least within the detectable distance range with a predetermined clock. The clocking of the actuator must lead to a corresponding clocking of the output signal. In the case of a deviation of the predetermined signal clock or a complete signal failure, it must be assumed that there is a defect within the position-measuring device according to the invention, so that a corresponding warning can be given. Thus, the reliability and reliability of the position measuring device according to the invention is increased.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Positionsmessvorrichtung sieht vor, dass das Schaltelement im Stromkreis der Po- sitionssensor-Sende-Empfangs-Antenne angeordnet ist. Bei dieser Ausgestaltung ist die Energieversorgung des Positionssensors erst möglich, wenn das Schaltelement betätigt ist. A particularly advantageous embodiment of the position measuring device according to the invention provides that the switching element is arranged in the circuit of the position sensor transmitter-receiver antenna. In this embodiment, the power supply of the position sensor is only possible when the switching element is actuated.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Positionssignal eine bestimmte Positionssensor-Nummer und/oder eine bestimmte Positions-Angabe enthält. Damit kann, neben der Bestimmung der Position oder des Abstands, ein bestimmter Positionssensor und/oder eine bestimmte Position anhand des Ausgangssignals eindeutig identifiziert werden. Weiterhin kann eine Statusinformation übertragen werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Datensignal eine Statusinformation über das Objekt enthält. Bei einem Behälter als Objekt kann die Statusinformation beispielsweise der Füllstand eines Mediums im Behälter sein. A further development provides that the position signal contains a specific position sensor number and / or a specific position specification. Thus, in addition to the determination of the position or the distance, a specific position sensor and / or a specific position can be clearly identified on the basis of the output signal. Furthermore, status information can be transmitted. Furthermore, it can be provided that the data signal contains status information about the object. In the case of a container as an object, the status information can be, for example, the fill level of a medium in the container.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Positionsmessvorrichtung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Further advantageous developments and refinements of the position measuring device according to the invention will become apparent from the following description.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
Kurzbeschreibung der Figuren Brief description of the figures
Figur 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Positionsmessvorrichtung, Figur 2 zeigt einen Positionssensor, der in der erfindungsgemäßen Positionsmessvorrichtung enthalten ist, FIG. 1 shows schematically a position measuring device according to the invention, FIG. 2 shows a position sensor which is contained in the position measuring device according to the invention,
Figur 3 zeigt eine Auswerteeinheit, die in der erfindungsgemäßen Positionsmessvorrichtung enthalten ist,  FIG. 3 shows an evaluation unit which is contained in the position-measuring device according to the invention,
Figur 4 zeigt eine erste Ausgestaltung eines einem beweglichen Objekt zugeordneten Betätigungselements und eines im Positionssensor enthaltenen Schaltelements,  FIG. 4 shows a first embodiment of an actuating element associated with a movable object and a switching element contained in the position sensor,
Figur 5 zeigt eine zweite Ausgestaltung des Betätigungselements und des Schaltelements,  FIG. 5 shows a second embodiment of the actuating element and of the switching element,
Figur 6 zeigt eine dritte Ausgestaltung des Betätigungselements und des Schaltelements,  FIG. 6 shows a third embodiment of the actuating element and of the switching element,
Figur 7 zeigt eine vierte Ausgestaltung des Betätigungselements und des Schaltelements und  Figure 7 shows a fourth embodiment of the actuating element and the switching element and
Figur 8 zeigt eine fünfte Ausgestaltung des Betätigungselements und des Schaltelements.  Figure 8 shows a fifth embodiment of the actuating element and the switching element.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Positionsmessvorrichtung 10, die einen Positionssensor 12, ein im Positionssensor 12 enthaltenes Schaltelement 14, eine Auswerteeinheit 16 sowie ein einem beweglichen Objekt 18 zugeordnetes Betätigungselement 20 aufweist. Detailed description of the embodiments FIG. 1 shows a position-measuring device 10 according to the invention which has a position sensor 12, a switching element 14 contained in the position sensor 12, an evaluation unit 16 and an actuating element 20 assigned to a movable object 18.
Die Auswerteeinheit 16 stellt ein Ausgangssignal 22 bereit, welches zumindest ein Maß für eine Position 24 des beweglichen Objekts 18 in Bezug auf den Positionssensor 12 oder zumindest ein Maß für das innerhalb eines vorgegebenen Abstands 26 vom Positionssensor 12 befindliche bewegliche Objekt 18 widerspiegelt. The evaluation unit 16 provides an output signal 22 which reflects at least one measure of a position 24 of the movable object 18 with respect to the position sensor 12 or at least a measure of the movable object 18 located within a predetermined distance 26 from the position sensor 12.
Zwischen dem Positionssensor 12 und der Auswerteeinheit 16 befindet sich eine bidirektionale Hochfrequenz-Funkverbindung 28, welche ein von der Auswerteeinheit 16 in Richtung des Positionssensors 12 abgestrahltes Energiesignal 30a sowie ein vom Positionssensor 12 in Richtung der Auswerteeinheit 16 abgestrahltes Datensignal 32a umfasst. Between the position sensor 12 and the evaluation unit 16 there is a bidirectional radio-frequency radio link 28 which comprises an energy signal 30a emitted by the evaluation unit 16 in the direction of the position sensor 12 and a data signal 32a emitted by the position sensor 12 in the direction of the evaluation unit 16.
Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild des Positionssensors 12. Diejenigen Teile, die mit den in Figur 1 gezeigten Teilen übereinstimmen, sind in Figur 2 jeweils mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Diese Vereinbarung gilt auch für die folgenden Figuren. Figure 2 shows a block diagram of the position sensor 12. Those parts which correspond to the parts shown in Figure 1, are designated in Figure 2 each with the same reference numerals. This agreement also applies to the following figures.
Der Positionssensor 12 enthält eine Positionssensor-Sende-Empfangs- Antenne 40, die symbolisiert als Dipol-Anordnung dargestellt ist. Beispielhaft im Stromkreis der Positionssensor-Sende-Empfangs-Antenne 40 ist das Schaltelement 14 angeordnet, welches vom Betätigungselement 20 betätigt wird. The position sensor 12 includes a position sensor transceiver antenna 40, symbolized as a dipole arrangement. As an example in the circuit of the position sensor transceiver antenna 40, the switching element 14 is arranged, which is actuated by the actuating element 20.
Die Positionssensor-Sende-Empfangs-Antenne 40 ist sowohl mit einer Stromversorgung 42 als auch mit einer Sendeeinheit 44 verbunden, wobei die Verbindung im exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 nur besteht, wenn das Schaltelement 14 betätigt ist. Die Stromversorgung 42, welcher ein empfangenes Energiesignal 30b zur Verfügung gestellt wird, und die Sendeeinheit 44, welche ein Datensignal 32b bereitstellt, das von der Po- sitionssensor-Sende-Empfangs-Antenne 40 als Datensignal 32a abgestrahlt wird, können als erster Transponder bezeichnet werden. Ein solcher The position sensor transceiver antenna 40 is connected to both a power supply 42 and a transmitting unit 44, wherein the connection in the exemplary embodiment shown in Figure 2 only exists when the switching element 14 is actuated. The power supply 42, which is provided with a received power signal 30b, and The transmitting unit 44, which provides a data signal 32b which is emitted by the position sensor transceiver antenna 40 as a data signal 32a, may be referred to as the first transponder. Such a
Transponder ist als RFID (Radio-Frequency ldentification)-Bauelement besonders preiswert erhältlich. Transponder is available as RFID (Radio-Frequency Identification) device particularly inexpensive.
Die Stromversorgung 42 gewinnt aus dem empfangenen Energiesignal 30b, das dem abgestrahlten Energiesignal 30a entspricht, ein Energieversorgungssignal 46, welches der Sendeeinheit 44 zur Verfügung gestellt wird und die Sendeeinheit 44 mit elektrischer Energie versorgt. Der Sendeeinheit 44 werden eine Positionssensor-Nummer 48 sowie eine Positions-Angabe 50 zur Verfügung gestellt, welche jeweils von der Sendeeinheit 44 im Rahmen des Datensignals 32a, 32b zur Auswerteeinheit 16 übertragen werden können. The power supply 42 obtains from the received energy signal 30b, which corresponds to the radiated energy signal 30a, a power supply signal 46 which is made available to the transmitting unit 44 and supplies the transmitting unit 44 with electrical energy. The transmission unit 44 is provided with a position sensor number 48 and a position specification 50, which can each be transmitted by the transmission unit 44 as part of the data signal 32a, 32b to the evaluation unit 16.
Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild der Auswerteeinheit 16. FIG. 3 shows a block diagram of the evaluation unit 16.
Die Auswerteeinheit 16 enthält eine Auswerteeinheit-Sende-Empfangs- Antenne 60, eine Energiequelle 62 sowie eine Empfangseinheit 64, welche das Ausgangssignal 22 bereitstellt. The evaluation unit 16 includes an evaluation unit transceiver antenna 60, a power source 62 and a receiving unit 64, which provides the output signal 22.
Die Energiequelle 62 stellt ein Energiesignal 30c bereit, welches die Auswer- teeinheit-Sende-Empfangs-Antenne 60, die symbolisiert ebenfalls als Dipol dargestellt ist, als das Energiesignal 30a abstrahlt und das im Positionssensor 12 dem empfangenen Energiesignal 30b entspricht. Die Empfangseinheit 64 erhält das von der Sendeeinheit 44 des Positionssensors 12 bereitgestellte Datensignal 32b und von der Positionssensor-Sende-Empfangs-Antenne 40 abgestrahlte Datensignal 32a als empfangenes Datensignal 32c zugeführt. The energy source 62 provides an energy signal 30c which emits the evaluation unit transceiver antenna 60, which is also symbolized as a dipole, as the energy signal 30a and which corresponds in the position sensor 12 to the received energy signal 30b. The receiving unit 64 receives the data signal 32b provided by the transmitting unit 44 of the position sensor 12 and data signal 32a radiated by the position sensor transmitting-receiving antenna 40 as a received data signal 32c.
Die Empfangseinheit 64 ermittelt aus dem empfangenen Datensignal 32c das Ausgangssignal 22. The receiving unit 64 determines the output signal 22 from the received data signal 32c.
Die erfindungsgemäße Positionsmessvorrichtung 10 gemäß den Figuren 1 - 3 arbeitet folgendermaßen: The position measuring device 10 according to the invention according to FIGS. 3 works like this:
Das Datensignal 32a strahlt der Positionssensor 12 nur dann ab, wenn das Schaltelement 14 des Positionssensors 12 betätigt ist. Die Betätigung erfolgt mittels des dem beweglichen Objekt 18 zugeordneten Betätigungselements 20. Die Betätigung erfolgt entweder bei einer bestimmten Position 24 des beweglichen Objekts 18 in Bezug auf den Positionssensor 12 oder dann, wenn sich das bewegliche Objekt 18 innerhalb des Abstands 26 zum Positionssensor 12 befindet. Das Datensignal 32a wird demnach nicht abgestrahlt, wenn das Schaltelement 14 nicht betätigt ist. The data signal 32a emits the position sensor 12 only when the switching element 14 of the position sensor 12 is actuated. The actuation takes place by means of the actuating element 20 associated with the movable object 18. The actuation takes place either at a specific position 24 of the movable object 18 with respect to the position sensor 12 or when the movable object 18 is within the distance 26 from the position sensor 12. The data signal 32a is therefore not emitted when the switching element 14 is not actuated.
Die erfindungsgemäße Positionsmessvorrichtung 10 weist dadurch eine hohe Betriebssicherheit auf. Ein fehlerhaftes Abstrahlen des Datensignals 32a, beispielsweise aufgrund von in den Positionssensor 12 eingedrungenen Störsignalen, das ohne die Aktivierung mittels des erfindungsgemäß vorgesehenen Schaltelements 14 ansonsten jederzeit möglich wäre, wird wirksam verhindert. Das Betätigen des Schaltelements 14 stellt sicher, dass das Positionssignal 32a berechtigterweise abgestrahlt wird. The position measuring device 10 according to the invention thereby has a high level of operational reliability. An erroneous emission of the data signal 32a, for example due to interference in the position sensor 12 interference, which would otherwise be possible at any time without the activation by means of the inventively provided switching element 14, is effectively prevented. The actuation of the switching element 14 ensures that the position signal 32a is legitimately emitted.
Die Energieversorgung des Positionssensors 12 erfolgt über das von der Auswerteeinheit 16 abgestrahlte Energiesignal 30a. Die Energiequelle 62 in der Auswerteeinheit 16 stellt das Energiesignal 30c ständig bereit, das von der Auswerteeinheit-Sende-Empfangs-Antenne 60 zumindest auch in Richtung des Positionssensors 12 als Energiesignal 30a abgestrahlt und von der Positionssensor-Sende-Empfangs-Antenne 40 als empfangenes Energiesignal 30b der Stromversorgung 42 im Positionssensor 12 zur Verfügung gestellt wird. The power supply of the position sensor 12 via the radiated from the evaluation unit 16 energy signal 30a. The energy source 62 in the evaluation unit 16 constantly provides the energy signal 30c which is emitted by the evaluation unit transceiver antenna 60 at least also in the direction of the position sensor 12 as an energy signal 30a and by the position sensor transceiver antenna 40 as a received energy signal 30b of the power supply 42 in the position sensor 12 is provided.
Gemäß einer Ausgestaltung wird das empfangene Energiesignal 30b der Stromversorgung 42 ständig zur Verfügung gestellt, sodass die Sendeeinheit 44 ständig mit Energie versorgt wird. According to one embodiment, the received energy signal 30b of the power supply 42 is constantly made available, so that the transmitting unit 44 is constantly supplied with energy.
Gemäß einer in Figur 2 gezeigten bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das empfangene Energiesignal 30b der Stromversorgung 42 nur dann zur Verfügung gestellt wird, wenn das Schaltelement 14 betätigt ist. Die Realisierung ist einfach dadurch möglich, dass das Schaltelement 14 im Stromkreis der Positionssensor-Sende-Empfangs-Antenne 40 angeordnet ist, sodass der Empfang des Energiesignals 30a nur bei betätigtem Schaltelement 14 möglich ist. According to a preferred embodiment shown in FIG. 2, it is provided that that the received energy signal 30b of the power supply 42 is provided only when the switching element 14 is actuated. The realization is simply possible because the switching element 14 is arranged in the circuit of the position sensor transceiver antenna 40, so that the reception of the energy signal 30a is possible only when the switching element 14 is actuated.
Das Ausgangssignal 22 kann ein einfaches Schaltsignal sein, welches signalisiert, dass das bewegliche Objekt 18 die bestimmte Position 24 in Bezug zum Positionssensor 12 erreicht hat oder dass sich das Objekt 18 innerhalb des bestimmten Abstands 26 zum Positionssensor 12 befindet. The output signal 22 may be a simple switching signal signaling that the moving object 18 has reached the determined position 24 with respect to the position sensor 12 or that the object 18 is within the determined distance 26 from the position sensor 12.
Das Ausgangssignal 22 kann alternativ oder zusätzlich die Positionssensor- Nummer 48 enthalten, sodass eine Zuordnung zu einem bestimmten Positionssensor 12 einfach möglich ist. The output signal 22 may alternatively or additionally include the position sensor number 48, so that an assignment to a specific position sensor 12 is easily possible.
Weiterhin kann das Ausgangssignal 22 alternativ oder zusätzlich die Positions-Angabe 50 enthalten, sodass eine eindeutige Positionsangabe oder Abstandsangabe möglich ist. Furthermore, the output signal 22 may alternatively or additionally include the position indication 50, so that an unambiguous position indication or distance indication is possible.
Zusätzlich kann das empfangene Datensignal 32c weitere Informationen enthalten, wie beispielsweise eine Status-Information über den Zustand des vom Positionssensor 12 überwachten Objekts 18. Beispielsweise kann das Erreichen eines bestimmten Füllstands eines Mediums in einem Behälter übermittelt werden, der bei der bestimmten Position vorliegt. In addition, the received data signal 32c may include other information, such as status information about the status of the object 18 being monitored by the position sensor 12. For example, reaching a certain level of a medium may be communicated in a container that is at the particular location.
Figur 4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des im Positionssensor 12 angeordneten Schaltelements 14 sowie des dem beweglichen Objekt 18 zugeordneten Betätigungselements 20. Das Schaltelement 14 ist als taktiler Schalter 70 realisiert, welcher beim Auftreffen beziehungsweise Andrücken eines einfachen mechanischen Betätigungselements 72 geschaltet wird. Die bestimmte Position 24 liegt vor, wenn der Schalter 70 geschlossen ist. Nur dann wird das Datensignal 32a vom Positionssensor 12 abgestrahlt. Figur 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Schaltelements 14 sowie des Betätigungselements 20. Das Schaltelement 14 ist als magnetisch betätigbarer Schalter 80, im vorliegenden Falle als ein Reedkontakt, und das Betätigungselement 20 als ein Magnet 82, vorliegend als ein Permanentmagnet realisiert. Bei einem ausreichend starken Magnetfeld 84 schließt der magnetisch betätigbare Schalter 80. Der bestimmte Abstand 26 ist erreicht oder wird unterschritten, wenn der magnetisch betätigbare Schalter 80 geschlossen ist. Nur dann wird das den bestimmten Abstand 26 widerspiegelnde Datensignal 32a vom Positionssensor 12 abgestrahlt. FIG. 4 shows a first exemplary embodiment of the switching element 14 arranged in the position sensor 12 and of the actuating element 20 assigned to the movable object 18. The switching element 14 is realized as a tactile switch 70 which is switched when striking or pressing a simple mechanical actuating element 72. The particular position 24 is when the switch 70 is closed. Only then is the data signal 32a emitted by the position sensor 12. Figure 5 shows a second embodiment of the switching element 14 and the actuating element 20. The switching element 14 is realized as a magnetically actuated switch 80, in the present case as a reed contact, and the actuating element 20 as a magnet 82, in the present case as a permanent magnet. With a sufficiently strong magnetic field 84 closes the magnetically actuated switch 80. The predetermined distance 26 is reached or falls below when the magnetically actuated switch 80 is closed. Only then is the data signal 32a reflecting the specific distance 26 radiated by the position sensor 12.
Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß einer Weiterbildung des in Figur 5 gezeigten, als Magnet 82 realisierten Betätigungselements 20. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist der Permanentmagnet durch einen Elektromagnet 90 ersetzt, der eine Stromversorgung 92 benötigt. FIG. 6 shows an exemplary embodiment according to a development of the actuating element 20 shown in FIG. 5 realized as a magnet 82. In the third exemplary embodiment, the permanent magnet is replaced by an electromagnet 90 which requires a power supply 92.
Figur 7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des Schaltelements 14 sowie des Betätigungselements 20. Das Schaltelement 14 ist als Strahlungssensor 100 und das Betätigungselement 20 als Strahlungsquelle 102 realisiert. Die Strahlungsquelle 102 ist vorliegend eine LED und der Strahlungssensor 100 eine Fotodiode. Die Strahlungsquelle 102 benötigt eine Stromversorgung 104. FIG. 7 shows a fourth exemplary embodiment of the switching element 14 and the actuating element 20. The switching element 14 is implemented as a radiation sensor 100 and the actuating element 20 as a radiation source 102. In the present case, the radiation source 102 is an LED and the radiation sensor 100 is a photodiode. The radiation source 102 requires a power supply 104.
Figur 8 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel des Schaltelements 14 sowie des Betätigungselements 20. Das Schaltelement 14 ist als Temperatursensor 110 und das Betätigungselement 20 als Wärmequelle 1 12 realisiert. Die Wärmequelle 102 benötigt ebenfalls eine Stromversorgung 1 14. Figure 8 shows a fifth embodiment of the switching element 14 and the actuating element 20. The switching element 14 is implemented as a temperature sensor 110 and the actuator 20 as a heat source 1 12. The heat source 102 also requires a power supply 1 14.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Schaltelement 14 wieder als Temperatursensor 110 realisiert, das Betätigungselement ist jedoch die Umgebungstemperatur im Bereich des Objekts 18 an sich. Der Temperatursensor 110 wird ab einer vorgegebenen Temperatur aktiviert. Bei den in den Figuren 5, 6, 7 sowie 8 gezeigten Ausführungsbeispielen sowohl des Schaltelements 14 als auch des Betätigungselements 20 wird das Schaltelement 14 immer dann betätigt, wenn sich das Betätigungselement 20 beziehungsweise das bewegliche Objekt 18 am Anfang des bestimmten Ab- stands 26 oder innerhalb des vorgegebenen Abstands 26 vom Positionssensor 12 befindet. In a further embodiment, the switching element 14 is again realized as a temperature sensor 110, but the actuating element is the ambient temperature in the region of the object 18 per se. The temperature sensor 110 is activated from a predetermined temperature. In the exemplary embodiments of both the switching element 14 and the actuating element 20 shown in FIGS. 5, 6, 7 and 8, the switching element 14 is actuated whenever the actuating element 20 or the movable object 18 is at the beginning of the determined distance 26 or is within the predetermined distance 26 from the position sensor 12.
Die in den Figuren 6, 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispiele zeigen jeweils ein aktives Betätigungselement 20, welches jeweils eine Stromversorgung 92, 104, 114 benötigt. Der Vorteil bei diesen Realisierungen liegt darin, dass eine Diagnose der erfindungsgemäßen Positionsmessvorrichtung 10 durchgeführt werden kann. Durch ein Schalten der Stromversorgung 92, 104, 114 mit einem vorgegebenen Takt und einem Vergleich des von der Auswerteeinheit 16 bereitgestellten Ausgangssignals 22 mit dem bekannten Takt kann bei Abweichungen oder einem vollständigen Fehlen des Taktes auf einen Fehler in der erfindungsgemäßen Positionsmessvorrichtung 10 geschlossen werden. Ein entsprechendes Warnsignal kann bereitgestellt werden, welches eine Bedienperson der erfindungsgemäßen Positionsmessvorrichtung 10 zur Überprüfung der Positionsmessvorrichtung 10 auffordert. Dadurch erhöht sich die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Positionsmessvorrichtung 10 weiterhin. The exemplary embodiments shown in FIGS. 6, 7 and 8 each show an active actuating element 20, which in each case requires a power supply 92, 104, 114. The advantage with these implementations is that a diagnosis of the position measuring device 10 according to the invention can be carried out. By switching the power supply 92, 104, 114 with a predetermined clock and a comparison of the output 22 provided by the evaluation unit 16 with the known clock can be concluded in case of deviations or a complete absence of the clock on a fault in the position measuring device 10 according to the invention. A corresponding warning signal can be provided which prompts an operator of the position-measuring device 10 according to the invention for checking the position-measuring device 10. This further increases the operational safety and reliability of the position-measuring device 10 according to the invention.

Claims

Ansprüche claims
1. Positionsmessvorrichtung (10) 1. Position measuring device (10)
mit einem Positionssensor (12), der eine Positionssensor-Sende-Empfangs- Antenne (40), eine Sendeeinheit (44), eine Stromversorgung (42) sowie ein Schaltelement (14) enthält,  a position sensor (12) including a position sensor transceiver antenna (40), a transmitting unit (44), a power supply (42), and a switching element (14),
mit einer Auswerteeinheit (16), die eine Auswerteeinheit-Sende-Empfangs- Antenne (60) enthält, über welche die Auswerteeinheit (16) ein Energiesignal (30a) abstrahlt, aus welchem die Stromversorgung (42) des Positionssensors (12) die Energie für die Sendeeinheit (44) gewinnt, wobei die Auswerteeinheit (16) weiterhin eine Empfangseinheit (64) enthält und ein Ausgangssignal (22) bereitstellt, sowie  with an evaluation unit (16) which contains an evaluation unit transceiver antenna (60), via which the evaluation unit (16) radiates an energy signal (30a), from which the power supply (42) of the position sensor (12) the energy for the transmitting unit (44) wins, wherein the evaluation unit (16) further contains a receiving unit (64) and provides an output signal (22), as well as
mit einem Betätigungselement (20), das einem beweglichen Objekt (18) zugeordnet ist, welches das Schaltelement (16) des Positionssensors (12) bei einer vorgegebenen Position (24) des Objekts (18) in Bezug zum Positionssensor (12) oder ab einem vorgegebenen Abstand (26) des Objekts (18) vom Positionssensor (12) betätigt, wobei der Positionssensor (18) bei betätigtem Schaltelement (14) ein Datensignal (32a) über die Positionssensor-Sende- Empfangs-Antenne (40) abstrahlt, das die Auswerteeinheit-Sende-Empfangs- Antenne (60) empfängt und das die Empfangseinheit (64) mit dem Ausgangssignal (22) als Maß für die Position (26) des Objekts (18) oder als Maß für den Abstand (26) des Objekts (18) vom Positionssensor (12) zur Verfügung stellt.  with an actuating element (20) which is associated with a movable object (18), which the switching element (16) of the position sensor (12) at a predetermined position (24) of the object (18) with respect to the position sensor (12) or from a predetermined distance (26) of the object (18) from the position sensor (12) is actuated, wherein the position sensor (18) with actuated switching element (14) a data signal (32a) via the position sensor transmitting-receiving antenna (40) radiates the Evaluation unit transmit-receive antenna (60) receives and the receiving unit (64) with the output signal (22) as a measure of the position (26) of the object (18) or as a measure of the distance (26) of the object (18 ) from the position sensor (12).
2. Positionsmessvorrichtung nach Anspruch 1 , bei welcher das Schaltelement (14) ein taktiler Schalter (70) und das dem Objekt (18) zugeordnete Betätigungselement (20) ein mechanisches Betätigungselement (72) sind. 2. Position measuring device according to claim 1, wherein the switching element (14) is a tactile switch (70) and the object (18) associated with the actuating element (20) is a mechanical actuating element (72).
3. Positionsmessvorrichtung nach Anspruch 1 , bei welcher das Schaltelement (14) ein magnetisch betätigter Schalter (80) und das Betätigungselement (20) ein Magnet (82) sind. 3. Position measuring device according to claim 1, wherein the switching element (14) is a magnetically operated switch (80) and the actuating element (20) is a magnet (82).
4. Positionsmessvorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher der Magnet (82) ein Permanentmagnet ist. 4. Position measuring device according to claim 3, wherein the magnet (82) is a permanent magnet.
5. Positionsmessvorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher der Magnet ein 5. Position measuring device according to claim 3, wherein the magnet a
Elektromagnet (90) ist.  Electromagnet (90) is.
6. Positionsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei welcher der magnetisch betätigte Schalter (80) ein Reedkontakt ist. 6. Position measuring device according to one of claims 3 to 5, wherein the magnetically actuated switch (80) is a reed contact.
7. Positionsmessvorrichtung nach Anspruch 1 , bei welcher das Schaltelement (14) ein Strahlungssensor (100) und das Betätigungselement (20) eine Strahlungsquelle (102) sind. 7. Position measuring device according to claim 1, wherein the switching element (14) is a radiation sensor (100) and the actuating element (20) is a radiation source (102).
8. Positionsmessvorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher der Strahlungssensor (100) eine Fotodiode und die Strahlungsquelle (102) eine LED sind. 8. Position measuring device according to claim 7, wherein the radiation sensor (100) is a photodiode and the radiation source (102) is an LED.
9. Positionsmessvorrichtung nach Anspruch 1 , bei welcher das Schaltelement (14) ein Temperatursensor (110) und das Betätigungselement (20) eine Wärmequelle (112) sind. 9. Position measuring device according to claim 1, wherein the switching element (14) is a temperature sensor (110) and the actuating element (20) is a heat source (112).
10. Positionsmessvorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher die Wärmequelle die Umgebungstemperatur ist. 10. Position measuring device according to claim 9, wherein the heat source is the ambient temperature.
11. Positionsmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 - 10, bei welchen ein Takten einer Stromversorgung (92, 104, 114) des Betätigungselements (20) und eine Diagnose der Positionsmessvorrichtung (10) auf der Grundlage des Taktens vorgesehen sind. A position measuring apparatus according to any one of claims 5 to 10, wherein clocking of a power supply (92, 104, 114) of the operating member (20) and diagnosis of the position measuring apparatus (10) are provided on the basis of the clocking.
12. Positionsmessvorrichtung nach Anspruch 1 , bei welcher das Schaltelement (14) im Stromkreis der Positionssensor-Sende-Empfangs-Antenne (40) angeordnet ist, sodass die Stromversorgung (42) die Sendeeinheit (44) nur bei betätigtem Schaltelement (14) mit Energie versorgt. 12. Position measuring device according to claim 1, wherein the switching element (14) is arranged in the circuit of the position sensor transceiver antenna (40), so that the power supply (42), the transmitting unit (44) only with actuated switching element (14) with energy.
13. Positionsmessvorrichtung nach Anspruch 1 , bei welcher dem Datensignal (32a) eine vorgegebene Positionssensor-Nummer (48) zugeordnet ist, die im Ausgangssignal (22) enthalten ist. 13. Position measuring device according to claim 1, wherein the data signal (32a) is associated with a predetermined position sensor number (48) contained in the output signal (22).
14. Positionsmessvorrichtung nach Anspruch 1 , bei welcher dem Datensignal (32a) eine Positions-Angabe (50) zugeordnet ist, die im Ausgangssignal (22) enthalten ist. 14. Position measuring device according to claim 1, wherein the data signal (32a) is associated with a position indication (50) contained in the output signal (22).
15. Positionsmessvorrichtung nach Anspruch 1 , bei welcher dem Datensignal (32a) eine Status-Information über das Objekt (18) zugeordnet ist, die im Ausgangssignal (22) enthalten ist. 15. Position measuring device according to claim 1, wherein the data signal (32a) is associated with a status information about the object (18) contained in the output signal (22).
16. Positionsmessvorrichtung nach Anspruch 15, bei welcher die Status- Information einem Füllstand in einem Behälter als Objekt (18) entspricht. 16. Position measuring device according to claim 15, wherein the status information corresponds to a level in a container as object (18).
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