Entwicklung und Fertigung eines hochauflösenden induktiven Mikro-Wegmesssensors
Hans-Heinrich Gatzen, Dragan Miletić
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Weiterentwicklung und Fertigung eines miniaturisierten Wegmesssystems, das auf dem Inductosyn®-Prinzip beruht. Das herkömmliche Inductosyn®-System weist eine stationäre Komponente mit Primär-Mäanderspule (Ständer) und eine bewegliche Komponente mit zwei Sekundär-Mäanderspulen (Läufer) auf. Die zwei Sekundärspulen sind um eine Viertelperiode zueinander verschoben (Sinus- und Kosinusspule). Im Gegensatz zum herkömmlichen Inductosyn® werden im miniaturisierten Inductosyn® weichmagnetische Flussführungssysteme zwischen den Spulenwindungen in den Ständer sowie in den Läufer integriert, um die Kopplung zwischen den Mäanderspulen zu vergrößern und damit die durch die Miniaturisierung der Mäanderspulen entstandene Verkleinerung der induzierten Signale teilweise zu kompensieren. Die verbesserte Version des Mikro-Inductosyn®-Systems besitzt zwei Paare der Sinus- und Kosinusspule, um einen eventuellen Keilfehler (die Verkippung des Läufers zum Ständer), der bei der Integration der Primär- und Sekundärkomponenten in das Gesamtsystem entstehen könnte, zu minimieren. Der Keilfehler kann zu einer ungleichen Kopplung zwischen der Primärspule und der Sinus- sowie der Kosinusspule führen. Einen wichtigen Punkt bei der Realisierung des Mikro-Inductosyn®-Systems stellt die Entwicklung der Fertigungstechnologie dar. Zudem steht der Gesamtaufbau im Fokus der Untersuchungen. Eine parallele Bewegung der Sekundärkomponente relativ zur Primärkomponente ist erforderlich sowie die Realisierung eines kleinen Luftspaltes (von wenigen µm) zwischen den beiden Komponenten und die Minimierung von Luftspaltvariationen.
