角度测量装置和电动机制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种角度测量装置和包括该角度测量装置的电动机。角度测量装置具有能以可旋转地固定的方式安装至轴的角向盘，在该角向盘上形成有相对于该角向盘的旋转运动具有不同的角分辨率的两个测量轨道，并且该角度测量装置具有传感器装置，该两个测量轨道利用该传感器装置是可读取的，以便为该两个测量轨道中的每一个测量轨道生成至少一个与角度相关的信号，其中该角向盘至少在该测量轨道的区域中具有导磁材料，该导磁材料经由相应的构造限定出相应的角分辨率，并且其中该传感器装置具有至少一个偏置磁场传感器。本实用新型专利技术提供了用于测量电动机中的角度的可替代方式，其耐用并且可以被以小空间需求地构造，显著地简化了制造。

【技术实现步骤摘要】
角度测量装置和电动机
本技术涉及一种角度测量装置和电动机。所述角度测量装置特别地用于电动机的角度测量装置，所述角度测量装置具有可按可旋转地固定的方式安装到轴上的角向盘(angledisk)并且具有传感器装置，其中在所述角向盘上形成了相对于角向盘的旋转运动具有不同角分辨率(resolution)的两个测量轨道，利用所述传感器装置，所述两个测量轨道是可读的以便为所述两个测量轨道的每个测量轨道生成至少一个与角度相关的信号。本技术还涉及一种具有转子轴的电动机，所述转子轴被安装在电动机壳体中，其中角度测量装置的角向盘被设置在转子轴上。
技术介绍
使用角度测量装置来捕获并监视转子轴的角位置是众所周知的。为此，形成具有比较高角分辨率的增量(incremental)测量轨道已经成为惯例。这是借助于与光学传感器相互作用的穿孔圆盘经常做到的。由按交替方式被磁化的永久性磁材料形成增量测量轨道同样是众所周知的。为了捕获一整转，所述增量测量轨道经常具有相关联的同步测量轨道，所述同步测量轨道可由横过转动轴线定位的磁偶极子或者由单个孔形成，其中的通道可被光学地捕获。
技术实现思路
本技术是基于找到用于测量电动机中的角度的可替代方式的目的的，其耐用并且可以被以小空间需求地构造，显著地简化了制造。为了实现该目的，提供了一种角度测量装置，其特征在于，所述角度测量装置具有角向盘，所述角向盘能以可旋转地固定的方式安装至轴，其中在所述角向盘上形成有相对于所述角向盘的旋转运动具有不同的角分辨率的两个测量轨道，并且所述角度测量装置具有传感器装置，所述两个测量轨道利用所述传感器装置是可读取的，以便为所述两个测量轨道中的每一个测量轨道生成至少一个与角度相关的信号，其中所述角向盘至少在所述测量轨道的区域中具有导磁材料，所述导磁材料经由相应的构造限定出相应的角分辨率，并且其中所述传感器装置具有至少一个偏置磁场传感器。优选地，所述相应的角分辨率是由所述导磁材料距所述传感器装置的与角度相关的距离来限定出的，和/或由所述导磁材料的与角度相关的材料强度和/或形状来限定出的。优选地，单独的偏置磁场传感器被分配给所述两个测量轨道中的每个测量轨道。优选地，具有较高角分辨率的所述测量轨道包括带相匹配的角分辨率的两个子轨道，所述两个子轨道在所述角向盘的旋转运动的方向上相对于彼此偏移，和/或其中在所述角向盘)的旋转运动的方向上相对于彼此偏移的两个偏置磁场传感器被分配给具有较高角分辨率的所述测量轨道。优选地，具有较低角分辨率的所述测量轨道被径向地设置在具有较高角分辨率的所述测量轨道内，和/或具有较低角分辨率的所述测量轨道是通过调整具有较高角分辨率的所述测量轨道而形成的。优选地，具有较低角分辨率的所述测量轨道具有超过180°的角分辨率。优选地，所述角向盘以齿轮的形式构造出，其中具有较高角分辨率的所述测量轨道是由所述齿轮的齿限定出的。优选地，具有较低角分辨率的所述测量轨道是由所述角向盘中所界定的材料切口或者材料加厚部限定出的。优选地，所述偏置磁场传感器是霍尔效应传感器、振荡传感器、感应磁场传感器或者MR传感器。优选地，磁场的偏置是借助于永久磁铁产生的。优选地，所述角向盘是由铁磁材料制成的和/或是以铸造部件的形式制成的。优选地，具有较高角分辨率的所述测量轨道是能利用径向地定向的偏置磁场传感器读取的，和/或其中具有较低角分辨率的所述测量轨道是能利用轴向地定向的偏置磁场传感器读取的。优选地，所述角度测量装置是用于电动机的角度测量装置。优选地，所述感应磁场传感器是振荡传感器。优选地，所述MR传感器是TMR传感器、AMR传感器或巨磁阻传感器。本技术还提供一种电动机，具有被安装在电动机的壳体中的转子轴，其特征在于，所述电动机包括上述的角度测量装置，所述角度测量装置的角向盘设置在所述转子轴上。优选地，所述角度测量装置被设置在绕组间隔中和/或被轴向地设置在轴承护罩和电动机绕组之间。为了以前言中所描述类型的角度测量装置来实现所述目的，本技术特别地提出，所述角向盘至少在测量轨道的区域中具有导磁材料，其经由相应的构造限定出相应的角分辨率，并且所述传感器装置具有至少一个偏置磁场传感器。偏置磁场传感器的使用允许省去磁化的测量轨道，所述偏置磁场传感器可具有存在的人工生成的磁场的变化能利用磁场传感器捕获的特性。这显著地简化了制造。磁场传感器的使用允许省去光学测量方法。因此，所述角度测量装置是耐用的并且可被以小空间需求地构造。支承角向盘的轴在此可例如是电动机的转子轴、马达(例如，电动机或者内燃发动机)的从动轴或者传动装置的轴。通常，本技术可被有利地用于捕获旋转部件的旋转运动，所述旋转部件是由轴形成的或者被联接至轴。在本技术的一个实施例中，可规定，相应的角分辨率是由导磁材料与传感器装置的与角度相关的距离来限定的。因此，在此描述了角向盘上的可轻易生产的测量轨道，其中所述与角度相关的距离可例如在用于角向盘的浇铸过程中形成或者可由稍后的材料移除形成。可替代地或者另外，可规定，相应的角分辨率是由与角度相关的材料强度和/或导磁材料的形状来限定的。因此，测量轨道可直接在用于角向盘的一个浇铸过程中形成。测量轨道的后续处理可省去。在本技术的一个实施例中，可规定，两个测量轨道中的每个测量轨道分配有单独的偏置磁场传感器。因此，测量轨道是可单独地读取的。这允许测量轨道的间隔开的布置。在本技术的一个实施例中，可规定，具有更高角分辨率的测量轨道具有两个带有匹配角分辨率的子轨道，所述子轨道相对于彼此在角向盘的旋转运动的方向上偏移(offset)。这里的优点是旋转运动的方向感是可捕获的，例如，经由被选择成小于由测量轨道所给出的角分辨率的偏移量。AB轨道可按该方式形成在角向盘上。可替代地或者另外，可规定，相对于彼此在角向盘的旋转运动的方向上偏移的两个磁场传感器被分配给具有更高角分辨率的测量轨道。如果适当地选择磁场传感器的该偏移量以便例如小于所述角分辨率，则可以经由比较读取测量轨道的两个磁场传感器的输出信号来确定旋转运动的方向感。在本技术的一个实施例中，可规定，具有更低角分辨率的测量轨道被如此配置以使得其被径向地设置在具有更高角分辨率的测量轨道内部。从而，存在用于产生更高角分辨率的足够空间，因为对于该测量轨道大的周向长度是可用的。在本技术的一个实施例中，可规定，具有更低角分辨率的测量轨道是通过调整具有更高角分辨率的测量轨道形成的。因此，由两个测量轨道所占据的空间可被减小。经由调整联接的测量轨道是利用共同的磁场传感器可读的。在本技术的一个实施例中，可规定，具有更低角分辨率的测量轨道具有超过180°的角分辨率。这例如可经由沿着测量轨道的单一标记来实现。因此，可以按简单方式形成同步的测量轨道。在本技术的一个实施例中，可规定，角向盘呈齿轮的形式，其中具有更高角分辨率的测量轨道由齿轮的齿来限定出。因此，增量测量轨道可按简单方式形成。这在角向盘的浇铸过程中可能已经发生。齿的后期机械加工是没必要的，因为不需要和/或不打算由所述齿传输力。在本技术的一个实施例中，可规定，具有更低角分辨率的测量轨道是由角向盘中限定的材料切口或者材料加厚部来限定出的。本技术在此使用的事实是，具有高制造公差的生产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种角度测量装置(1)，其特征在于，所述角度测量装置具有角向盘(2)，所述角向盘能以可旋转地固定的方式安装至轴，其中在所述角向盘(2)上形成有相对于所述角向盘(2)的旋转运动具有不同的角分辨率的两个测量轨道(4、5)，并且所述角度测量装置具有传感器装置(8)，所述两个测量轨道(4、5)利用所述传感器装置是可读取的，以便为所述两个测量轨道(4、5)中的每一个测量轨道(4、5)生成至少一个与角度相关的信号，其中所述角向盘(2)至少在所述测量轨道(4、5)的区域中具有导磁材料，所述导磁材料经由相应的构造限定出相应的角分辨率，并且其中所述传感器装置(8)具有至少一个偏置磁场传感器(9、10、11)。

【技术特征摘要】
2015.12.09 DE 202015008430.31.一种角度测量装置(1)，其特征在于，所述角度测量装置具有角向盘(2)，所述角向盘能以可旋转地固定的方式安装至轴，其中在所述角向盘(2)上形成有相对于所述角向盘(2)的旋转运动具有不同的角分辨率的两个测量轨道(4、5)，并且所述角度测量装置具有传感器装置(8)，所述两个测量轨道(4、5)利用所述传感器装置是可读取的，以便为所述两个测量轨道(4、5)中的每一个测量轨道(4、5)生成至少一个与角度相关的信号，其中所述角向盘(2)至少在所述测量轨道(4、5)的区域中具有导磁材料，所述导磁材料经由相应的构造限定出相应的角分辨率，并且其中所述传感器装置(8)具有至少一个偏置磁场传感器(9、10、11)。2.如权利要求1所述的角度测量装置(1)，其特征在于，所述相应的角分辨率是由所述导磁材料距所述传感器装置(8)的与角度相关的距离来限定出的，和/或由所述导磁材料的与角度相关的材料强度和/或形状来限定出的。3.如权利要求1或2所述的角度测量装置(1)，其特征在于，单独的偏置磁场传感器(9、10、11)被分配给所述两个测量轨道(4、5)中的每个测量轨道(4、5)。4.如权利要求1或2所述的角度测量装置(1)，其特征在于，具有较高角分辨率的所述测量轨道(4)包括带相匹配的角分辨率的两个子轨道，所述两个子轨道在所述角向盘(2)的旋转运动的方向上相对于彼此偏移，和/或其中在所述角向盘(2)的旋转运动的方向上相对于彼此偏移的两个偏置磁场传感器(9、10)被分配给具有较高角分辨率的所述测量轨道(4)。5.如权利要求1或2所述的角度测量装置(1)，其特征在于，具有较低角分辨率的所述测量轨道(5)被径向地设置在具有较高角分辨率的所述测量轨道(4)内，和/或具有较低角分辨率的所述测量轨道(5)是通过调整具有较高角分辨率的所述测量轨道(4)而形成的。6.如权利要求1或2所述的角度测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·亨宁格，E·拉克迈尔，
申请(专利权)人：莱茵达科测量技术有限公司，
类型：新型
国别省市：德国,DE