磁传感器、传感器装置和用于确定磁有效元件的位置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及磁传感器、具有这样的磁传感器的传感器装置和用于确定磁有效元件的位置的方法。在按照本发明专利技术的传感器中，多个测量线圈沿着路径串联连接，由此可以测量磁有效元件沿着路径的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁传感器、传感器装置和用于确定磁有效元件的位置的方法
本专利技术涉及用于探测磁有效元件（magnetischwirksamenElement）的磁传感器。本专利技术此外涉及传感器装置，所述传感器装置具有这样的磁传感器。此外，本专利技术涉及用于确定磁有效元件的位置的方法。
技术介绍
磁传感器可以以不同的方式来实施，并且被用于不同的探测任务。所述传感器尤其可以被用于探测磁有效元件的存在，其中磁有效元件典型地是以下元件，所述元件可以改变位于其周围环境中的器件的磁特性和/或电特性。
技术实现思路
本专利技术的任务是，提供与已知的磁传感器相比可替代的、例如在确定的特性方面改善的磁传感器。此外本专利技术的任务是，提供具有这样的磁传感器的传感器装置。此外，本专利技术的任务是，提供用于在使用这样的磁传感器的情况下探测磁有效元件的方法。按照本专利技术，这通过按照权利要求1的磁传感器、按照权利要求8的传感器装置和按照权利要求12的方法实现。例如可以从相应的从属权利要求中得知有利的扩展方案。通过明确的引用使权利要求的内容成为说明书的内容。本专利技术涉及用于探测磁有效元件的磁传感器。磁传感器具有多个测量线圈。在此可以涉及例如二、三、四、五、八数量的或任意其他数量的测量线圈，其中存在至少两个测量线圈。每个测量线圈具有给其分配的磁心。相应的磁心优选地分别布置在测量线圈之内，所述测量线圈被分配给磁心。测量线圈沿着路径布置。所述路径例如可以是直的或者也可以是弯曲的。测量线圈沿着所述路径电串联。此外，测量线圈具有相应的电感，所述电感沿着路径在一个方向上升高。这尤其可以意味着，在确定的方向上布置在另一测量线圈之后的测量线圈的相应电感大于所述另一测量线圈的电感。借助于磁传感器能够特别简单地、精确地和可靠地探测磁有效元件。为此，下面进一步阐述的参数、例如磁传感器的总电感可以被读取，其中典型地也可以推断出磁有效元件沿着路径的位置。测量线圈优选地SMD可装配地和/或与SMD装配自动装置兼容地被构造。这允许简单地制造按照本专利技术的磁传感器。特别优选地，磁传感器与此相应地借助于表面安装器件（Surface-Mounted-Device,SMD）技术被装配。这样的电感经常是具有小空间膨胀的，这对于按照本专利技术的磁传感器已经证实为有利的。优选地，磁传感器被构造用于，根据磁有效元件沿着路径的位置产生共同输出信号。在此，尤其当共同输出信号是总电感时，是优选的。在此情况下涉及串联的测量线圈的总电感。然而应理解的是，也可以使用其他的共同输出信号，例如在用电容器将串联的测量线圈补充成振荡回路时的谐振频率，或者还有串联的测量线圈的损耗角。应理解的是，也可以使用两个这样的共同输出信号，用以读取磁传感器。磁有效元件优选地是高导磁率铁磁体、导电体或永磁体。如果高导磁率铁磁体被布置在测量线圈附近，那么所述体作为磁通导体起作用。通过所述体的磁通取决于所述体相对于电感的位置和/或角度。由此，电感值被改变。如果导电体被布置在测量线圈附近，那么涡流由于感应而流经所述体，其中所述涡流取决于所述体相对于电感的位置和/或角度。由此，电感值和损耗电阻被改变。如果永磁体被布置在传感器电感附近，那么磁体产生磁通，所述磁通可以使高导磁率铁磁体饱和，所述高导磁率铁磁体被布置，使得所述高导磁率铁磁体作为测量线圈的铁心起作用。通过所述体的、例如因此通过测量线圈的铁心的磁通取决于磁体相对于电感的位置和/或角度。由此，主要地改变电感值。优选地，相应的磁心不具有残余磁化。这例如可以意味着，所述相应的磁心仅具有可忽略的值的磁化，所述值对于测量不起作用。如果相应的磁心不具有磁化，那么所述磁心具有特别高的磁导率，因为磁通密度B关于磁场强度H的曲线在这一点处具有特别高的斜率。这能够实现特别良好的和准确的测量。测量线圈优选地布置在印制电路板、引线框架或模塑互连器件（Molded-Interconnected-Device,MID）载体上。MID载体尤其被理解为空间注塑的电路载体。这样的实施方案已经证明为有利的。按照一种实施方案，每个测量线圈均由沉积的和结构化的和/或层压的层构建，所述层由金属、尤其轻金属、铜或具有镍和/或钯的合金和铁磁材料制成。这样的实施方案尤其已经在制造方面证明为有利的。在此，例如可以使用如在多层陶瓷电容器（MLCC）情况下的技术。铁磁材料优选地是高导磁率材料。在这样的器件中，典型地产生少量的漏磁通，换而言之，由于闭合磁路，在高导磁率材料中出现高磁通，由此在小的空间上高的电感值是可能的。这样的测量线圈例如也可以被实施为SMD铁氧体珠、SMD多层电感或者也实施为导线绕制的SMD电感。所述SMD器件典型地也包含铁心。优选地，测量线圈如此近地彼此间隔，使得在磁有效元件沿着路径移动时得出总电感的特性曲线，所述特性曲线至少在路径的一半上，优选地在路径的至少四分之三上是单调上升的或下降的。这使得能够明确地将总电感的所测量的值分配给磁有效元件沿着路径的位置。应理解的是，这里代替总电感，也可以使用其他的、例如上面进一步描述的共同输出信号，使得所述共同输出信号具有单调上升或下降的特性曲线。这里提及的单调性优选地是严格单调性。本专利技术此外涉及传感器装置。所述传感器装置具有按照本专利技术的磁传感器。在此，可以动用所有描述的实施方案和变型方案。阐述的优点相应地适用。传感器装置此外具有磁有效元件以及用于磁有效元件的导向装置。所述导向装置被构造，使得磁有效元件沿着路径是可移动的。借助于按照本专利技术的传感器装置可以确定磁有效元件沿着通过磁传感器预先给定的路径的位置，其中所述磁有效元件是传感器装置的部分。导向装置在此不必必然地仅仅属于传感器，所述导向装置例如也可以被实施为另一构件的部分，所述另一构件也会在无传感器的情况下存在。传感器例如可以有利地被用于在确定的情形中测量行程或角度。磁有效元件优选地具有操纵机构，借助于所述操纵机构，所述磁有效元件可以从导向装置之外沿着路径被移动。于是例如可以使所述操纵机构在传感器之外与构件连接，所述构件相对于另一构件的运动应当被测量。如果传感器装置的剩余部分与所述另一构件连接，那么要测量的构件的运动可以经由操纵机构被传递到磁有效元件上，所述磁有效元件的位置又可以以上面描述的方式被测量。磁有效元件优选地是高导磁率铁磁体、导电体或永磁体。关于可能的细节和工作原理为此参照上面进一步存在（stehenden）的实施方案。在使用高导磁率铁磁体或导电体的情况下，传统的SMD电感作为具有开磁路的测量线圈已证明为特别有利的。而具有闭磁路的SMD铁氧体珠和SMD多层电感已经证明对于结合永磁体的使用是特别有利的。应理解的是，原则上在按照本专利技术的传感器装置情况下，也可以使用多个磁有效元件、尤其也可以使用不同地实施的磁有效元件。例如，可以使用两个或多个不同的、然而分别按照上面举出的替代方案之一构造的磁有效元件。传感器装置此外优选地具有测量电路，所述测量电路用于确定测量线圈的总电感。这使得能够通过自身的测量电路以集成的方式读取（Auslesen）传感器装置。在此，尤其可以动用得以证明的实施方案。总电感在此可以被解释为具有两个实参数的复阻抗。例如，在此情况下可以涉及电感和串联电阻，涉及阻抗和损耗角的数值或涉及电感和品质（Güte）。测量电路在此优选地能够确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于探测磁有效元件（30）的磁传感器（5），‑ 所述磁传感器（5）具有多个测量线圈（L），‑ 其中每个测量线圈（L）具有给其分配的磁心（K），‑ 其中所述测量线圈（L）沿着路径布置，‑ 其中所述测量线圈（L）沿着所述路径电串联，和‑ 其中所述测量线圈（L）具有相应的电感，所述电感沿着所述路径在一个方向上升高。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.18 DE 102014218754.01.用于探测磁有效元件（30）的磁传感器（5），-所述磁传感器（5）具有多个测量线圈（L），-其中每个测量线圈（L）具有给其分配的磁心（K），-其中所述测量线圈（L）沿着路径布置，-其中所述测量线圈（L）沿着所述路径电串联，和-其中所述测量线圈（L）具有相应的电感，所述电感沿着所述路径在一个方向上升高。2.按照权利要求1所述的磁传感器（5），-所述磁传感器（5）被构造用于，根据所述磁有效元件（30）沿着所述路径的位置产生共同输出信号、尤其总电感。3.按照权利要求2所述的磁传感器（5），-其中所述磁有效元件（30）是-高导磁率铁磁体，-导电体，或-永磁体。4.按照上述权利要求之一所述的磁传感器（5），-其中所述相应的磁心（K）不具有残余磁化。5.按照上述权利要求之一所述的磁传感器（5），-其中所述测量线圈（L）布置在印制电路板、引线框架或模塑互连器件（MID）载体上。6.按照上述权利要求之一所述的磁传感器（5），-其中每个测量线圈（L）由沉积的和结构化的和/或层压的层构建，所述层由金属、尤其轻金属、铜或具有镍和/或钯的合金和铁磁材料制成。7.按照上述权利要求之一所述的磁传感器（5），-其中所述测量线圈（L）如此近地彼此间隔，使得在磁有效元件（30）沿着所述路径移动时得出所述总电感的特性曲线，所述特性曲线至少在所述路径的一半上、优选地在所述路径的至少四分...

【专利技术属性】
技术研发人员：H安克尔，
申请(专利权)人：大陆特韦斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE