Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung, Fertigung und Charakterisierung eines induktiven linearen Mikrowegmesssensors. Der entworfene Mikrowegmesssensor kombiniert die Eigenschaften eines digitalen und eines analogen Wegmessverfahrens. Die Funktion des Sensors basiert auf einem transformatorischen Prinzip, wobei ein beweglicher Kern zum Einsatz kommt. Der Mikrosensor besteht aus zwei Komponenten, aus einem stationären Teil (Ständer)und aus einem beweglichen Teil (Läufer). Der Ständer des Mikrosensors weist eine periodisch angeordnete Kernstruktur auf. Eine doppellagige Mäanderspule in der Mitte des Systems dient als Erreger. Beidseitig angeordnet befinden sich Spiralspulen, die als Messspulen dienen. Dabei umschlingen die Spulen den magnetischen Kern des Mikrosensors, der aus einer Reihe von E-förmigen Elementen besteht. Der bewegliche Teil des Kerns im Läufer des Mikrosensors beinhaltet Rückschlüsse, die als Messskala dienen. Der bewegliche Kern des Läufers zeichnet sich durch die Versetzung der linken und rechten Seite um eine Viertelperiode aus. Dadurch wird die gleichzeitige Entstehung der „Sinus“- und „Kosinus“-Messsignale ermöglicht. Mit Hilfe der zwei Messsignale kann sowohl die Position als auch die Bewegungsrichtung erfasst werden.
Aktualisiert: 2019-10-17
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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.
Aktualisiert: 2019-10-17
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