本发明专利技术涉及一种旋转角度传感器(10)，其包括定子元件(12)，关于所述定子元件(12)能够绕着旋转轴线(A)旋转地支承的转子元件(14)，其中，旋转角度能够通过所述转子元件(14)与所述定子元件(12)之间的感应耦合来检测，其中，在所述定子元件(12)处布置有补偿元件(1)，其中，所述补偿元件(1)包括用于发送补偿交变电磁场的补偿发送线圈(28)和用于接收交变电磁场的至少一个补偿接收线圈(30，31)，其中，所述转子元件(14)具有第一导电区段(32)，其中，所述第一导电区段(32)如此布置在所述转子元件(14)处并且与所述补偿元件(1)的所述补偿发送线圈(28)和所述至少一个补偿接收线圈(30，31)如此感应耦合，使得在通过所述补偿发送线圈(28)发送所述补偿交变电磁场的情况下，在所述至少一个补偿接收线圈(30，31)中感应出的补偿交流电压主要取决于所述定子元件(12)和所述转子元件(14)相对彼此关于所述旋转轴线(A)的相对径向的布置，其中，所述定子元件(12)具有用于发送角度检测交变电磁场的至少一个角度检测发送线圈(22)和用于检测交变电磁场的至少一个角度检测接收线圈(20)，其中，所述转子元件(14)具有至少一个第二导电区段(26)，其中，所述至少一个第二导电区段(26)与所述至少一个角度检测接收线圈(20)如此感应耦合，使得在通过所述至少一个角度检测发送线圈(22)发送所述角度检测交变电磁场的情况下，在所述至少一个角度检测接收线圈(20)中感应出至少一个角度检测交流电压，其中，所述至少一个第二导电区段(26)如此布置在所述转子元件(14)处，使得在所述至少一个角度检测接收线圈(20)中感应出的角度检测交流电压尤其主要取决于所述定子元件(12)与所述转子元件(14)之间的旋转角度，其中，所述至少一个第二导电区段(26)关于所述旋转轴线(A)在径向上观察在所述转子元件(14)处布置在第一导电区段(32)外，并且其中，所述至少一个角度检测发送线圈(22)关于所述旋转轴线(A)在径向上观察在所述定子元件(12)处布置在所述补偿元件(1)外。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转角度传感器、用于其的定子元件以及转子元件
本专利技术涉及一种旋转角度传感器、用于这种旋转角度传感器的一种定子元件以及一种转子元件。
技术介绍
通过将发送和接收线圈布置在旋转角度传感器的定子处，可以根据所感应出的交流电压来检测旋转角度，所述发送和接收线圈与转子处的目标(Target)如此感应耦合，使得在通过发送线圈发送交变电磁场时在接收线圈中感应出交流电压。这例如在EP0909955B1中描述。
技术实现思路
在实际的传感器的情况下，由于轴承空隙或在定子元件和转子元件的相对位置方面制造限定的容许误差而可能出现误差，该误差例如如此大，使得不再能够满足在所测量的旋转角度的精度方面的规定。因此，可能存在如下需求：提供一种旋转角度传感器，该旋转角度传感器也可以在定子元件或定子相对于转子元件或转子与理想位置(例如已定心的位置)径向地偏离的情况下在用于角度检测的测量信号中补偿在此出现的变化。本专利技术的优点在于：因此，本专利技术的任务是提供一种改进的旋转角度传感器。该任务通过根据权利要求1的旋转角度传感器和根据从属权利要求的定子元件以及转子元件来解决。在从属权利要求中说明本专利技术的其他有利的构型。相应的旋转角度传感器包括定子元件和关于定子元件可以绕着旋转轴线旋转地支承的转子元件，其中，旋转角度能够通过转子元件与定子元件之间的感应耦合来检测。在定子元件处布置有补偿元件，其中，该补偿元件包括用于发送补偿交变电磁场的补偿发送线圈和用于接收交变电磁场的至少一个补偿接收线圈。转子元件具有第一导电区段，其中，该第一导电区段如此布置在转子元件处并且与补偿元件的补偿发送线圈和至少一个补偿接收线圈如此感应耦合，使得在通过补偿发送线圈发送补偿交变电磁场的情况下，在至少一个补偿接收线圈中感应出的补偿交流电压主要取决于定子元件和转子元件相对彼此关于旋转轴线的相对径向的布置。定子元件具有用于发送角度检测交变电磁场的至少一个角度检测发送线圈和用于检测交变电磁场的至少一个角度检测接收线圈。转子元件具有至少一个第二导电区段，其中，所述至少一个第二导电区段与所述至少一个角度检测接收线圈如此感应耦合，使得在通过至少一个角度检测发送线圈发送角度检测交变电磁场的情况下，在至少一个角度检测接收线圈中感应出至少一个角度检测交流电压。所述至少一个第二导电区段如此布置在转子元件处，使得在至少一个角度检测接收线圈中感应出的角度检测交流电压尤其主要取决于定子元件与转子元件之间的旋转角度，其中，所述至少一个第二导电区段关于旋转轴线在径向上观察在转子元件处布置在第一导电区段外、尤其关于旋转轴线圆环扇状地布置，并且其中，所述至少一个角度检测发送线圈关于旋转轴线在径向上观察在定子元件处布置在补偿元件外、尤其关于旋转轴线布置在定子元件的圆环状的区段内。“导电”区段在本申请的意义中也可以理解为“能导电的区段”。在此可以理解如下：通常称作或用作绝缘体的材料在本申请的意义中不视为“导电的”或“能导电的”。仅例如金属板可以是导电的或能导电的。通过发送补偿交变电磁场，在至少一个第一补偿接收线圈中感应出补偿交流电压。在此，转子元件的第一导电区段(也可称为所谓的目标)用于感应耦合。在此，感应耦合取决于目标和补偿元件的相对径向布置。目标布置在转子元件处，补偿元件布置在定子元件处。因此，转子元件和定子元件的相对径向布置根据补偿元件与目标之间的感应耦合影响所感应出的补偿交流电压。因此，通过对所感应出的补偿交流电压的监测能够对转子元件和定子元件的相对径向布置进行监测。通过该监测可以识别在转子元件和定子元件的布置中出现的容许误差。根据通过转子元件的第一导电区段或通过目标相对地覆盖至少一个补偿接收线圈，通过补偿发送线圈感应出的电压的幅度发生变化。此外，通过这种布置能够实现一种旋转角度传感器的特别紧凑的结构形式。该紧凑的结构形式通过以下方式得出：至少一个第二导电区段关于旋转轴线在径向上观察在转子元件处布置在第一导电区段外，并且至少一个角度检测发送线圈关于旋转轴线在径向上观察在定子元件处布置在补偿元件外。在这种有利的构型的情况下，补偿元件例如居中地布置在紧邻旋转轴线的通常不用于检测旋转角度的区域中。有利地，补偿元件具有第一补偿接收线圈和第二补偿接收线圈，所述第一补偿接收线圈和第二补偿接收线圈相对彼此并且关于旋转轴线如此布置，使得通过补偿交变电磁场在第一补偿接收线圈中感应出第一补偿交流电压并且在第二补偿接收线圈中感应出第二补偿交流电压，其中，在第一导电区段相对于该第一导电区段关于旋转轴线预给定的径向布置发生径向移位的情况下，第一补偿交流电压和第二补偿交流电压与当第一导电区段处在预给定的径向布置中时第一补偿交流电压和第二补偿交流电压所采纳的值相比发生变化。这是一种对于旋转角度传感器特别有利的布置。如果例如选择90°的偏移，那么可以如此定义具有旋转轴线上的原点的笛卡尔坐标系，使得两个补偿接收线圈的补偿交流电压可以作为这样的信号进行解释：这些信号说明了在x方向和y方向上与预给定的径向布置存在偏差。由此转子元件关于定子元件的相对布置的径向偏离可以作为沿着x轴线和y轴线的偏离的线性组合进行测量。在这种情况下，在旋转角度传感器中的转子元件的静止位置中两个补偿接收线圈例如可以偏移90°地布置。因此，借助矢量测量直接确定水平的以及竖直的偏移。因此，在偏移90°的情况下可以直接测量x和y容许误差，而不必进行换算。优选地，至少一个补偿接收线圈的绕组相对于旋转轴线径向地与第一导电区段至少部分重叠地布置，其中，第一导电区段的径向延展尤其小于至少一个补偿接收线圈的径向延展。在出现容许误差的情况下，第一导电区段关于旋转轴线径向地运动。该运动发生在第一导电区段与至少一个补偿接收线圈至少部分重叠的区域内。通过这种运动产生不同强度的感应耦合，所述感应耦合可以检测为不同的补偿交流电压。借助这种布置可以特别好地识别出容许误差。优选地，至少一个补偿发送线圈的绕组相对于旋转轴线径向地与所述第一导电区段至少部分重叠地布置，其中，第一导电区段的径向延展尤其小于至少一个补偿发送线圈的径向延展。在出现容许误差的情况下，第一导电区段关于旋转轴线径向地运动。这种运动发生在第一导电区段与至少一个补偿发送线圈至少部分重叠的区域内。通过这种运动产生不同强度的感应耦合，所述感应耦合能够检测为不同的补偿交流电压。借助这种布置可以特别好地识别出容许误差。有利地，至少一个第一导电区段是在圆周方向上环绕转子元件的能导电的圆或圆环。由此，用于360°旋转角度传感器的单个第一导电区段覆盖每个角度区域。第一导电区段的这种形状尤其可以特别简单地制造为冲压件。有利地，至少一个第一导电区段从旋转轴线径向地延伸，其中，至少一个第二导电区段径向地邻接于第一导电区段，即例如朝着旋转轴线的方向延伸。第一导电区段在径向上观察布置在旋转轴线与第二导电区段之间，其中，在径向上观察在第二导电区段与第一导电区段之间设置有优选圆环扇状的间隙或缝隙，所述间隙或缝隙优选地在圆周方向上延伸。这种布置防止第二导电区段与补偿元件的无意的感应耦合。由此避免误识别。有利地，至少一个补偿接收线圈的径向延展大于第一导电区段的径向延展。通过补偿接收线圈的相对于旋转轴线径向看较大的延展，这个补偿接收线圈在定心地布置时与第一导电区本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种旋转角度传感器(10)，包括：定子元件(12)；转子元件(14)，所述转子元件关于所述定子元件(12)能够绕着旋转轴线(A)旋转地支承，其中，旋转角度能够通过所述转子元件(14)与所述定子元件(12)之间的感应耦合来检测，其特征在于，在所述定子元件(12)处布置有补偿元件(1)，其中，所述补偿元件(1)包括用于发送补偿交变电磁场的补偿发送线圈(28)和用于接收交变电磁场的至少一个补偿接收线圈(30，31)，其中，所述转子元件(14)具有第一导电区段(32)，其中，所述第一导电区段(32)如此布置在所述转子元件(14)处并且与所述补偿元件(1)的所述补偿发送线圈(28)和所述至少一个补偿接收线圈(30，31)如此感应耦合，使得在通过所述补偿发送线圈(28)发送所述补偿交变电磁场的情况下，在所述至少一个补偿接收线圈(30，31)中感应出的补偿交流电压主要取决于所述定子元件(12)和所述转子元件(14)相对彼此关于所述旋转轴线(A)的相对径向布置，其中，所述定子元件(12)具有用于发送角度检测交变电磁场的至少一个角度检测发送线圈(22)和用于检测交变电磁场的至少一个角度检测接收线圈(20)，其中，所述转子元件(14)具有至少一个第二导电区段(26)，其中，所述至少一个第二导电区段(26)与所述至少一个角度检测接收线圈(20)如此感应耦合，使得在通过所述至少一个角度检测发送线圈(22)发送所述角度检测交变电磁场的情况下，在所述至少一个角度检测接收线圈(20)中感应出至少一个角度检测交流电压，其中，所述至少一个第二导电区段(26)如此布置在所述转子元件(14)处，使得在所述至少一个角度检测接收线圈(20)中感应出的角度检测交流电压尤其主要取决于所述定子元件(12)与所述转子元件(14)之间的旋转角度，其中，所述至少一个第二导电区段(26)关于所述旋转轴线(A)在径向上观察在所述转子元件(14)处布置在所述第一导电区段(32)外，并且其中，所述至少一个角度检测发送线圈(22)关于所述旋转轴线(A)在径向上观察在所述定子元件(12)处布置在所述补偿元件(1)外。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.09 DE 102016217254.91.一种旋转角度传感器(10)，包括：定子元件(12)；转子元件(14)，所述转子元件关于所述定子元件(12)能够绕着旋转轴线(A)旋转地支承，其中，旋转角度能够通过所述转子元件(14)与所述定子元件(12)之间的感应耦合来检测，其特征在于，在所述定子元件(12)处布置有补偿元件(1)，其中，所述补偿元件(1)包括用于发送补偿交变电磁场的补偿发送线圈(28)和用于接收交变电磁场的至少一个补偿接收线圈(30，31)，其中，所述转子元件(14)具有第一导电区段(32)，其中，所述第一导电区段(32)如此布置在所述转子元件(14)处并且与所述补偿元件(1)的所述补偿发送线圈(28)和所述至少一个补偿接收线圈(30，31)如此感应耦合，使得在通过所述补偿发送线圈(28)发送所述补偿交变电磁场的情况下，在所述至少一个补偿接收线圈(30，31)中感应出的补偿交流电压主要取决于所述定子元件(12)和所述转子元件(14)相对彼此关于所述旋转轴线(A)的相对径向布置，其中，所述定子元件(12)具有用于发送角度检测交变电磁场的至少一个角度检测发送线圈(22)和用于检测交变电磁场的至少一个角度检测接收线圈(20)，其中，所述转子元件(14)具有至少一个第二导电区段(26)，其中，所述至少一个第二导电区段(26)与所述至少一个角度检测接收线圈(20)如此感应耦合，使得在通过所述至少一个角度检测发送线圈(22)发送所述角度检测交变电磁场的情况下，在所述至少一个角度检测接收线圈(20)中感应出至少一个角度检测交流电压，其中，所述至少一个第二导电区段(26)如此布置在所述转子元件(14)处，使得在所述至少一个角度检测接收线圈(20)中感应出的角度检测交流电压尤其主要取决于所述定子元件(12)与所述转子元件(14)之间的旋转角度，其中，所述至少一个第二导电区段(26)关于所述旋转轴线(A)在径向上观察在所述转子元件(14)处布置在所述第一导电区段(32)外，并且其中，所述至少一个角度检测发送线圈(22)关于所述旋转轴线(A)在径向上观察在所述定子元件(12)处布置在所述补偿元件(1)外。2.根据权利要求1所述的旋转角度传感器(10)，其特征在于，所述补偿元件(1)具有第一补偿接收线圈(30)和第二补偿接收线圈(31)，所述第一补偿接收线圈和所述第二补偿接收线圈相对彼此并且关于所述旋转轴线(A)如此布置，使得通过所述补偿交变电磁场在所述第一补偿接收线圈(30)中感应出第一补偿交流电压并且在所述第二补偿接收线圈(31)中感应出第二补偿交流电压，其中，在所述第一导电区段(32)相对于所述第一导电区段(32)关于所述旋转轴线(A)预给定的径向布置发生径向移位的情况下，第一补偿交流电压(U1)和第二补偿交流电压(U2)与如下值相比发生变化：当所述第一导电区段(32)处在所述预给定的径向布置中时，所述第一补偿交流电压(U1)和所述第二补偿交流电压(U2)采纳所述值。3.根据以上权利要求中任一项所述的旋转角度传感器(10)，其特征在于，所述至少一个补偿接收线圈(30，31)的绕组相对于所述旋转轴线(A)径向地与所述第一导电区段(32)至少部分重叠地布置，其中，所述第一导电区段(32)的径向延展尤其小于所述至少一个补偿接收线圈(30，31)的径向延展。4.根据以上权利要求中任一项所述的旋转角度传感器(10)，其特征在于，所述至少一个补偿发送线圈(28)的绕组相对于所述旋转轴线(A)径向地与所述第一导电区段(32)至少部分重叠地布置，其中，所述第一导...
【专利技术属性】
技术研发人员：F·乌特默伦，A·默茨，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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