用于位置测量的传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于相对于传感器可运动的构件(7)的位置测量的传感器，其中，传感器具有印刷电路板(1;1')和金属体(2;2')。印刷电路板(1;1')具有第一区域(1.1)和第二区域(1.2)，在第一区域中布置有探测器(1.12)，在第二区域中布置有电子结构元件(1.21)，其与探测器(1.12)电气地相连接。金属体(2;2')具有带有第一面(S21)的第一层(2.1)以及带有第二面(S22)的第二层(2.2,2.2')。印刷电路板(1;1')的第一区域(1.1)固定在第一面(S21)上，且印刷电路板(1;1')的第二区域(1.2)固定在第二面(S22)上。金属体(2;2')的第一层(2.1)和第二层(2.2,2.2')布置在印刷电路板(1;1')的第一区域(1.1)与第二区域(1.2)之间，使得第一区域(1.1)布置在第一平面(E11)中而第二区域(1.2)布置在第二平面(E12)中。

Sensor for position measurement

The present invention relates to a sensor for position measurement of a movable member (7) relative to a sensor, in which a sensor has a printed circuit board (1; 1') and a metal body (2; 2'). The printed circuit board (1; 1') has a first area (1.1) and a second area (1.2), and a detector (1.12) is arranged in the first area, and an electronic structural element (1.21) is arranged in the second area, which is electrically connected to the detector (1.12). The metal body (2; 2') has the first layer (2.1) with the first surface (S21) and the second layer (2.2,2.2') with second faces (S22). The first area (1.1) of the printed circuit board (1; 1') is fixed on the first side (S21), and the second area (1.2) of the printed circuit board (1; 1') is fixed on the second side (S22). The first layer (2.1) and the second layer (2.2,2.2') of the metal body (2; 2') are arranged between the first area (1.1) of the printed circuit board (1; 1') and the second area (1.2), so that the first area (1.1) is arranged in the first plane (E11) and the second region (1.2) is arranged in the second plane (E12).

【技术实现步骤摘要】
用于位置测量的传感器
本专利技术涉及一种根据权利要求1的用于例如角度或长度测量装置的位置测量的传感器。
技术介绍
角度测量装置例如用作用于确定可相对彼此旋转的两个机械零件的角度位置的旋转传感器。此外已知一种长度测量装置，在其中测量可相对彼此移位的两个机械零件的线性位移。角度测量装置和长度测量装置通常具有传感器，其扫描可相对于传感器运动的构件、例如角度刻度或长度刻度或码尺，并且产生位置相关的信号。在感应的测量装置的情况中，常常将励磁管线和接收器管线例如以导线轨道的形式施用在感应的传感器的共同的印刷电路板上，其例如与旋转传感器的定子紧固地相连接。角度刻度位于与该印刷电路板相对，在该角度刻度上以周期性的间距交替地施用电气可导的和不可导的面或接片以及作为分割结构的空隙。角度刻度例如与旋转传感器的转子抗扭地相连接。当在励磁管线或励磁线圈处施加随时间变化的电气励磁电流时，在相对运动期间在接收器管线或线圈中产生与位置相关的信号。该信号于是在感应式传感器的评估电子设备中被进一步处理。在光学测量装置的情况中通常将光源和光探测器(Fotodetektor)安装在光学传感器的印刷电路板上。光学刻度以空气间隙与印刷电路板相对而置。于是，根据已知的原理可产生位置相关的信号。通常将这种类型的测量装置或测量设备用于电气驱动部以用于确定相应的机械零件的相对运用或相对位置。在该情况中，将所产生的位置值输送给顺序电子设备(Folgeelektronik)以用于经由相应的接口组件操控驱动部。在文献DE10307674A1中说明了一种角度测量装置，在其中所涉及的传感器具有两个夹层式地接合在一起的印刷电路板。
技术实现思路
本专利技术所基于的目的在于实现一种传感器，其相对于外部影响可实现坚固耐用的运行特性并且可相对经济地来制造。该目的根据本专利技术通过权利要求1的特征来实现。用于可相对于传感器运动的结构元件的位置测量的传感器包括印刷电路板和金属体。印刷电路板具有第一区域和第二区域，在第一区域中布置有探测器，在第二区域中布置有电子结构元件。结构元件与探测器电气地相连接、尤其通过印刷电路板上的导线轨道。金属体至少构建成两层式，其中，第一层可关联有第一面或第一表面，而第二层可关联有第二面或第二表面。金属体相应地具有带有第一面的第一层以及带有第二面的第二层。印刷电路板的第一区域固定在第一面上，且印刷电路板的第二区域固定在第二面上。金属体的第一层与第二层布置在印刷电路板的第一区域与印刷电路板的第二区域之间，从而印刷电路板的第一区域布置在第一平面中而印刷电路板的第二区域布置在第二平面中。在本专利技术的另外的设计方案中，在金属体的第一层与第二层之间布置有粘结间隙、即利用粘结材料填充的间隙。金属体的层因此通过粘结接合材料配合地相互连接。备选地，金属体的层可相互熔焊，从而尤其在金属体的第一层与第二层之间可布置有钎焊材料。备选地，金属体的层还可相互焊接。然而，本专利技术还包括一种备选的结构方式，在其中在金属体的第一层与第二层之间不存在粘结间隙，并且在其中金属体的层通过尤其利用塑料或利用硅材料的注塑包封相互保持在一起。于是在该结构方式中，金属体可通过折叠与印刷电路板一同制成并且可以该状态来注塑包封。金属体的第一层尤其具有第三面或第三表面，并且金属体的第二层具有第四面或第四表面。第三面或第四面面向彼此布置。金属体的第一层的第一面和第三面尤其彼此相对而置。相应地关联于金属体的第二层的第二面和第四面同样彼此相对而置。如果存在粘结间隙，则第三面和第四面尤其通过粘结间隙彼此间隔开。粘结间隙于是尤其布置在第三面与第四面之间。金属体的第一面、第二面、第三面和第四面或金属体的层有利地彼此平行布置。此外，金属体有利地具有用用于将传感器机械地固定在机械零件处的固定器件。根据另一设计方案，固定器件设计成穿过金属体的第一层和/或第二层的钻孔。于是，金属体尤其不仅可以是印刷电路板的承载部，而且同时还满足法兰功能。例如突出的压板可设置有钻孔，其用于将传感器固定在机械零件处。在金属体的第一层与第二层之间可设置热绝缘的隔层(Schicht)。尤其在该结构方式的情况中仅第一层或仅第二层可具有固定器件。当在印刷电路板的第一区域中的部件例如相对地对温度不敏感时，则可将第一层固定在相对高温的构件处，其中，可通过绝缘的隔层来防止至第二层且由此到在印刷电路板的第二区域上的尽可能对温度更敏感的结构元件上的热流。此外，金属可如此来设计，使得其具有如下轮廓，该轮廓机械地加工并且其可用作用于准确适配地安装到机械零件处的参考或止挡部。传感器有利地包括带有保护罩的线缆，其与金属体电气传导地相连接。由此金属体还可实现传感器的物质连结(Masseanbindung)。在此，保护罩例如可利用卡箍和螺纹连接或铆钉连接与金属体相连接。备选地，金属体例如可如此来设计，使得其具有模制在金属体处的接触件、例如卡箍带，其在制造传感器的情况中与保护罩相连接，例如通过挤压。这样的卡箍带可设置成金属体的集成的组成部分。接触件有利地模制在金属体的第二层处、尤其仅仅在第二层处，从而在该情况中，第一层不具有模制的接触件。印刷电路板有利地设计成灵活且一件式的，其中，印刷电路板此外在第一区域与第二区域之间具有弯曲的连接接片。印刷电路板有利地构建成多层式的。尤其有利的是，印刷电路板包括聚酰亚胺或环氧化物材料。在本专利技术的有利的设计方案中，印刷电路板具有小于200μm、尤其小于120μm的厚度，其中，这里尤其参照印刷电路板的基材的厚度并且绝不参照安装在印刷电路板上的结构元件的高度。在本专利技术的另外的设计方案中，金属体一件式的设计并且具有灵活的接片，其弯曲地伸延并且使第一层与第二层相连接。金属体的布置在印刷电路板的第一与第二区域之间的区段有利地具有大于0.5mm、尤其大于0.8mm或大于1.0mm的厚度。换句话说，在印刷电路板的第一区域与印刷电路板的第二区域之间的间距尤其等于金属体在所述区段中的厚度。此外，金属体可如此构建，使得第一层与第二层分别具有相同的厚度。在印刷电路板的第一和第二区域之间的金属体有利地具有至少5倍于、尤其至少8倍或至少10倍于印刷电路板或印刷电路板的基材的厚度的厚度。金属体构造成刚性体并且形成用于薄的灵活的印刷电路板的机械承载部。因此，概念金属体接下来不包括灵活的金属膜。传感器例如还可基于光学原理，从而探测器于是可以光探测器或光探测器阵列的形式来构造。备选地，传感器可基于磁性原理，其中，探测器于是可以一个或多个抗磁元件或霍尔元件的形式来构造。本专利技术同样还包括基于电容原理的传感器。传感器有利地基于感应测量原理，其中，探测器于是可以接收器线圈的形式来构造。在该情况中，传感器可被称为感应式传感器。尤其当传感器基于感应测量原理时，当金属体由铁磁、尤其软磁钢制成时，是有利的。备选地，还可例如将铝用作用于金属体的材料。在基于感应式测量原理的传感器的情况中，在印刷电路板的第一区域中有利地布置有励磁线圈。于是尤其在第二区域中可布置有电子结构元件，其电气地与励磁线圈相连接，使得由所涉及的结构元件产生的励磁电流可被传递到励磁线圈中。通过传感器的特别的结构方式可使用如下制造方法，在其中，首先使金属板涂层或涂覆以灵活的、尤其多层式的印刷电路板的基材，从而以该方式将印刷电路板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于相对于传感器可运动的构件(7)的位置测量的传感器，其中，所述传感器具有印刷电路板(1;1')和金属体(2;2')，其中，所述印刷电路板(1;1')具有第一区域(1.1)和第二区域(1.2)，在所述第一区域中布置有探测器(1.12)，而在所述第二区域中布置有电子结构元件(1.21)，其与所述探测器(1.12)电气地相连接；所述金属体(2;2')具有带有第一面(S21)的第一层(2.1)以及带有第二面(S22)的第二层(2.2,2,2')，其中，所述印刷电路板(1;1')的第一区域(1.1)固定在所述第一面(S21)上而所述印刷电路板(1;1')的第二区域(1.2)固定在所述第二面(S22)上，其中，所述金属体(2;2')的第一层(2.1)和第二层(2.2,2.2')布置在所述印刷电路板(1;1')的第一区域(1.1)与第二区域(1.2)之间，使得所述第一区域(1.1)布置在第一平面(E11)中，而所述第二区域(1.2)布置在第二平面(E12)中。

【技术特征摘要】
2017.01.30 EP 17153762.41.一种用于相对于传感器可运动的构件(7)的位置测量的传感器，其中，所述传感器具有印刷电路板(1;1')和金属体(2;2')，其中，所述印刷电路板(1;1')具有第一区域(1.1)和第二区域(1.2)，在所述第一区域中布置有探测器(1.12)，而在所述第二区域中布置有电子结构元件(1.21)，其与所述探测器(1.12)电气地相连接；所述金属体(2;2')具有带有第一面(S21)的第一层(2.1)以及带有第二面(S22)的第二层(2.2,2,2')，其中，所述印刷电路板(1;1')的第一区域(1.1)固定在所述第一面(S21)上而所述印刷电路板(1;1')的第二区域(1.2)固定在所述第二面(S22)上，其中，所述金属体(2;2')的第一层(2.1)和第二层(2.2,2.2')布置在所述印刷电路板(1;1')的第一区域(1.1)与第二区域(1.2)之间，使得所述第一区域(1.1)布置在第一平面(E11)中，而所述第二区域(1.2)布置在第二平面(E12)中。2.根据权利要求1所述的传感器，其中，在所述金属体(2;2')的第一层(2.1)和所述第二层(2.2,2.2')之间布置有粘结间隙(3)。3.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，所述金属体(2;2')另外具有用于将所述传感器机械地固定在机械零件处的固定器件(2.4)。4.根据权利要求3所述的传感器，其中，所述固定器件(2.4)设计成穿过所述金属体(2;2')的第一层(2.1)和/或第二层(2.2,2.2')的钻孔(2.41)。5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，所述金属体(2;2')具有如下轮廓(K)，其机械地加工并且可用作用于准确适配地安装到机械零件处的参考。6.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，所述传感器包括带有保护罩(4.1)的线缆(4)，并且所述保护罩(4.1)与所述金属体...

【专利技术属性】
技术研发人员：L里辛格，MO蒂曼，A弗兰克，
申请(专利权)人：约翰内斯·海德汉博士有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE