AMOSIN® - Messprinzip

Fig.1

Die AMOSIN®-Messsysteme funktionieren nach dem Prinzip des Transformators mit beweglichem Reluktanzkern. Die Gegeninduktivität der Primär- und Sekundärwicklung eines Transformators ändert sich in Abhängigkeit der Lage des Kernes.

Das AMOSIN®-System (Fig. 1) besteht grundsätzlich aus einer planaren Spulenstruktur und einer Maßverkörperung. Die Spulenstruktur mit mehreren, in Messrichtung gestreckten Wicklungselementen (einzelne Hauptelemente mit Primär-und Sekundär-SIN/COS-Spulen), wird auf einem Substrat in Mikro-Multilayer-Technik realisiert. Die Maßverkörperung ist ein Edelstahlband mit einer hochgenauen fotolithografisch geätzten, periodischen Teilung (z.B. λ=1000 µm) mit variabler Reluktanz.


Höchste Signalgüte

Die relative Bewegung in Messrichtung zwischen Sensorstruktur (im Abtastkopf) und Maßverkörperung (Maßband) ändert periodisch die Gegeninduktivität der einzelnen Spulen und erzeugt zwei sinusförmige 90°-phasenverschobene Signale (SIN u. COS). Die hohe Signalgüte und die Stabilität gegen Umwelteinflüsse führen dazu, dass nach der Signalkonditionierung in der Auswerteelektronik Abweichungen von nur 0,1 % der Ideal-Sinusform (Oberwellenanteil) bleiben. Dies ermöglicht hohe Interpolationsfaktoren (Unterteilungsstufen) in der Signaldigitalisierung, entweder im Messsystem oder in der Nachfolgeelektronik (CNC, usw.).

Messen ohne Hysterese

Ein wesentliches Merkmal des Funktionsprinzipes ist, dass nach dem AMOSIN® -Verfahren keine Messhysterese (Maschinen-Umkehrfehler) entsteht. Durch das hochfrequente Wechselfeld ist im Unterschied zu den magnetischen Systemen die Material-Hysterese völlig unterdrückt. Die Auswerteelektronik konditioniert die Sensorsignale, die nach einem neuartigen Schaltungsprinzip kontinuierlich ohne Strobe-Zeiten interpoliert werden und am Ausgang über differentielle Schnittstellen und Leitungstreiber, entweder als sinusförmige Signale oder als Rechtecksignale zur Verfügung stehen.

Referenzsignal

Zusätzlich zu den periodischen Quadratursignalen (A, B und deren Invertierten), für die Absolutlagebestimmung wird ein Referenzsignal ausgegeben. Dieses Signal wird von in der Maßverkörperung integrierten Einzelmarken erzeugt und benötigt keine zusätzlichen Schaltelemente.

Absolutes Messverfahren ABSYS

Fig.2

Das absolute Messverfahren ABSYS nutzt zusätzlich parallel zu der periodischen Teilung eine kodierte Teilung eingesetzt (Fig. 2). Diese Kodierung wird durch den Abtastkopf bitweise induktiv erfasst. Das gewonnene binär Wort kommt für den ganzen Messbereich nur ein einziges Mal vor und wird durch einen „look up table“ in einen absoluten Längen bzw. Winkelwert umgewandelt. Für die hochauflösende Lageinformation wird die Auswertung der inkrementellen Teilung, wie oben beschrieben, in Ergänzung zum Absolutwert beigefügt.

Auflösung im Submikrometerbereich

Nach dieser Methode können Messbereiche von bis zu etwa 30.000 mm, bzw. Durchmesser von bis zu 10.000 mm, mit Auflösungen im Submikrometerbereich erreicht werden. Die Positionsdaten werden über serielle Schnittstellen übertragen (SSI, BISS, u.s.w.). Zusätzlich können auch analoge 1 Vss-Signale ausgegeben werden.