本发明专利技术涉及一种旋转角度传感器(10)，包括：具有定子发射线圈(20)和相对彼此有角度偏移的、相同构造的至少两个定子接收线圈(22a、22b、22c)的定子元件(12)，所述定子发射线圈和所述定子接收线圈构造在一个电路板(18)中；相对于所述定子元件(12)围绕旋转轴线(R)能旋转地受支承的转子元件(14)，该转子元件具有相互电连接的转子接收线圈(28)和转子发射线圈(30)；其中，所述转子接收线圈(28)与所述定子发射线圈(20)感应地耦合，使得通过所述定子发射线圈(20)产生的电磁场在所述转子接收线圈(28)中感应出电流，该电流流经所述转子发射线圈(30)，使得所述转子发射线圈(30)产生另外的电磁场；其中，所述至少两个定子接收线圈(22a、22b、22c)与所述转子发射线圈(30)感应地耦合，使得该感应耦合与所述定子元件(12)和所述转子元件(14)之间的旋转角度有关，并且，由所述转子发射线圈(30)产生的所述另外的电磁场在所述至少两个定子接收线圈(22a、22b、22c)中感应出与角度有关的交变电压；其特征在于，所述至少两个定子接收线圈(22)中的每个定子接收线圈由多个径向导线(44)和周向导线(40、42)构造，所述径向导线和所述周向导线在电路板(18)的两个平面中形成，使得由所述径向导线(44)和所述周向导线(40、42)构造的定子接收线圈(22a、22b、22c)分别形成至少两个反向的部分绕组(38a、38b)；其中，所述径向导线(44)沿径向方向从内端部延伸至外端部，并且具有反向的电流方向的两个径向导线(44)分别至少部分重叠地布置在所述电路板(18)上；其中，所述周向导线(40、42)沿周向方向延伸，一个周向导线(40、42)使径向导线(44)的相应两个内端部或相应两个外端部连接，并且，所述周向导线(40、42)中的每个周向导线具有敷镀通孔(37)，在该敷镀通孔中所述周向导线(40、42)更换所述电路板(18)的平面。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转角度传感器
本专利技术涉及一种旋转角度传感器，通过该旋转角度传感器例如可以确定轴和另外的构件之间的旋转角度。
技术介绍
为了测量旋转角度例如已知旋转角度传感器，在所述旋转角度传感器中磁体通过相应的磁场传感器旋转。磁场向量的测量允许推断出旋转角度。这类传感器也对外部的磁场做出反应，所述磁场例如通过由相邻布置的电缆线产生的电流引起并且可能是对干扰非常敏感的。另一类型的旋转角度传感器利用涡流效应。在此，例如金属靶标在传感器线圈上方运动，该传感器线圈被供给以交变电压并且在靶标中感应出涡流。这导致传感器线圈的电感的减小并且允许通过频率变化推断出旋转角度。例如线圈是振荡回路的组成部分，该振荡回路的共振频率在电感改变时移动。然而这种类型的旋转角度传感器可以具有相对于装配公差(主要是靶标的倾斜)的高的横向灵敏度。所产生的频率也可以通过外部的电磁场干扰(InjectionLocking，注入锁定)，因为通常以在几十MHz的范围内的频率工作。EP0909955B1示出具有在靶标上短路的平面导体线环的旋转角度传感器，所述导体线环与励磁线圈的电磁交变场相互作用。
技术实现思路
本专利技术的实施方式能够以有利的方式实现，提供能特别经济地制造的旋转角度传感器，其中，所述旋转角度传感器提供简单地分析处理的测量信号。此外，关于本专利技术的实施方式的想法可以视为以下面所描述的思想和认知为基础。本专利技术涉及一种旋转角度传感器，该旋转角度传感器尤其可以使用在具有高电磁干扰场的环境中。旋转角度传感器例如可以使用在车辆中的马达室中或马达室附近，例如用于确定节气门的位置、BLDC马达的转子位置、加速踏板的位置或凸轮轴的位置。在下面描述的旋转角度传感器是成本有利的，需要小的结构空间并且基于简单的测量原理。根据本专利技术的实施方式，旋转角度传感器包括：具有一个定子发射线圈和相对彼此有角度偏移的、相同构造的至少两个定子接收线圈的定子元件，所述定子接收线圈构造在一个电路板中；相对于定子元件可围绕旋转轴线旋转地受支承的转子元件，该转子元件具有相互电连接的转子接收线圈和转子发射线圈；其中，转子接收线圈与定子发射线圈感应地耦合，使得通过定子发射线圈产生的电磁场在转子接收线圈中感应出电流，该电流流经转子发射线圈，使得转子发射线圈产生另外的电磁场；其中，所述至少两个定子接收线圈与转子发射线圈感应地耦合，使得感应耦合与定子元件和转子元件之间的旋转角度有关，并且由转子发射线圈产生的所述另外的电磁场在所述至少两个定子接收线圈中感应出至少两个与角度有关的交变电压。换言之，定子发射线圈可以被加载以交变电压，该交变电压通过定子发射线圈与转子接收线圈的感应耦合在转子接收线圈中感应出另外的交变电压。在转子接收线圈中产生的交变电压在转子发射线圈中产生电流，该电流通过转子发射线圈与定子接收线圈的感应耦合在定子接收线圈中分别产生另外的交变电压，所述另外的交变电压可以被测量并且由它们的测量值可以获知在定子元件和转子元件之间的相对旋转角度。各个感应出的交变电压的值或幅度尤其与旋转角度有关。各个感应出的交变电压或它们的值可以理解为旋转角度传感器的由各个定子接收线圈提供的测量信号。在此，线圈可以通过在电路板中或上的多个印制导线限定，所述印制导线全部串联并且可以通过在电路板上的接头共同通电。在此，转子接收线圈和转子发射线圈可以相互串联地短接。所述至少两个定子接收线圈中的每个定子接收线圈由多个径向导线和周向导线构造，所述径向导线和周向导线在电路板的两个平面中形成，使得由径向导线和周向导线形构造的定子接收线圈分别形成至少两个反向的部分绕组。径向导线和/或周向导线分别由印制导线构造，所述印制导线在电路板的两个平面中走向并且例如通过敷镀通孔相互连接。换言之，径向导线和/或周向导线可以仅区段式地在电路板的一个平面中走向。定子接收线圈的部分绕组中的每个部分绕组由两个径向导线和两个周向导线构造，这些径向导线和周向导线在它们端部上相互连接。在此，部分绕组可以是线圈的包括导线的部分，所述导线全部围绕相同的面积和/或所述导线相互串联。如果电流流经线圈时电流分别沿顺时针方向和沿逆时针方向流经两个部分绕组时，那么线圈的所述两个部分绕组反向地定向。径向导线基本上沿径向方向从内端部延伸至外端部，其中，具有相反的电流方向的两个径向导线分别至少部分重叠地布置在电路板上。径向导线例如可以全部相对于定子元件的一个共同的中点和/或对称轴线径向地延伸。该对称轴线可以是在定子元件与转子元件精确定向的情况下与转子元件的旋转轴线一致的轴线。径向导线可以通过以下方式被覆盖：所述径向导线(关于平行于对称轴线的观察方向)相交(但在交点处在电路板的不同平面中延伸)，或者，所述径向导线在电路板的不同平面中(关于平行于对称轴线的观察方向)至少区段式叠置地延伸。周向导线关于对称轴线沿周向方向延伸，其中，周向导线分别将径向导线的两个内端部或分别将两个外端部连接，并且所述周向导线中的每个周向导线具有敷镀通孔，在该敷镀通孔中周向导线更换电路板的平面。周向导线可以在第一端部上与在电路板的第一平面中的第一径向导线连接，然后沿周向方向在第一平面中走向，然后在中心更换至电路板的第二平面(借助于敷镀通孔)，然后沿周向方向(并且尤其沿相同方向)在电路板的第二平面中继续走向，并且通过它的第二端部与在电路板的第二平面中的第二径向导线连接。以该方式可以实现，定子接收线圈可以全部在电路板的两个平面中的紧凑空间中实现。通过定子接收线圈的特定几何形状可以实现在定子接收线圈内部提供的面积由定子接收线圈的特别高的覆盖。根据本专利技术的实施方式，周向导线在一个敷镀通孔和一个端部之间和/或在所述周向导线的端部之间弧形地弯曲。周向导线可以总体上这样弯曲，使得其中心比其端部在径向上更靠外或在径向上更靠内。以该方式，可以在中部设置用于定子接收线圈的周向导线的敷镀通孔，该敷镀通孔不碰到另外的定子接收线圈的周向导线。周向导线可以在端部和它的敷镀通孔之间圆弧形地弯曲。根据本专利技术的实施方式，定子发射线圈和定子接收线圈共同构造在电路板的两个平面中。不仅定子接收线圈、而且可围绕定子接收线圈的定子发射线圈可以由在相同的两个平面中的或至少在所述两个平面的一个平面中的印制导线构造。线圈可以布置在最多两个平面中，由此能够实现成本特别有利的和简单的制造。那么在最简单的情况中，仅两层的电路板足够用于提供在转子电路板上的和在定子电路板上的发射/接收线圈。要理解为，电路板可以具有另外的平面(即可以是多层的电路板)，在该另外的平面中可以构造有旋转角度传感器的另外的印制导线(例如用于分析处理测量信号的分析处理单元的印制导线)。根据本专利技术的实施方式，周向导线的敷镀通孔布置在各个径向导线的两个外端部或内端部之间的中部。所述中心可以由此限定，即所述中心距离周向导线的两个端部一样远。在周向导线的中部的敷镀通孔相对于对称轴线的径向距离可以不同于周向导线的端部相对于对称轴线的径向距离。根据本专利技术的实施方式，使径向导线的内端部连接的周向导线的敷镀通孔比相应内端部在径向上更靠内，和/或使径向导线的外端部连接的周向导线的敷镀通孔比相应的外端部更靠外。以该方式，通过相应的定子接收线圈覆盖尽可能大的面积。根据本专利技术的实施方式，使径向导线的内端部连接的周向导本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.旋转角度传感器(10)，包括：具有定子发射线圈(20)和相对彼此有角度偏移的、相同构造的至少两个定子接收线圈(22a、22b、22c)的定子元件(12)，所述定子接收线圈构造在一个电路板(18)中；相对于所述定子元件(12)围绕旋转轴线(R)能旋转地受支承的转子元件(14)，该转子元件具有相互电连接的转子接收线圈(28)和转子发射线圈(30)；其中，所述转子接收线圈(28)与所述定子发射线圈(20)感应地耦合，使得通过所述定子发射线圈(20)产生的电磁场在所述转子接收线圈(28)中感应出电流，该电流流经所述转子发射线圈(30)，使得所述转子发射线圈(30)产生另外的电磁场；其中，所述至少两个定子接收线圈(22a、22b、22c)与所述转子发射线圈(30)感应地耦合，使得该感应耦合与所述定子元件(12)和所述转子元件(14)之间的旋转角度有关，并且，由所述转子发射线圈(30)产生的所述另外的电磁场在所述至少两个定子接收线圈(22a、22b、22c)中感应出与角度有关的交变电压；其特征在于，所述至少两个定子接收线圈(22)中的每个定子接收线圈由多个径向导线(44)和周向导线(40、42)构造，所述径向导线和所述周向导线在电路板(18)的两个平面中形成，使得对于由所述径向导线(44)和所述周向导线(40、42)构造的每个定子接收线圈(22a、22b、22c)分别形成至少两个反向的部分绕组(38a、38b)；其中，所述径向导线(44)沿径向方向从内端部走向至外端部，并且具有反向的电流方向的两个径向导线(44)分别至少部分重叠地布置在所述电路板(18)上；其中，所述周向导线(40、42)沿周向方向延伸，一个周向导线(40、42)使径向导线(44)的相应两个内端部或相应两个外端部连接，并且，所述周向导线(40、42)中的每个周向导线具有敷镀通孔(37)，在该敷镀通孔中所述周向导线(40、42)更换所述电路板(18)的平面。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.24 DE 102016202871.51.旋转角度传感器(10)，包括：具有定子发射线圈(20)和相对彼此有角度偏移的、相同构造的至少两个定子接收线圈(22a、22b、22c)的定子元件(12)，所述定子接收线圈构造在一个电路板(18)中；相对于所述定子元件(12)围绕旋转轴线(R)能旋转地受支承的转子元件(14)，该转子元件具有相互电连接的转子接收线圈(28)和转子发射线圈(30)；其中，所述转子接收线圈(28)与所述定子发射线圈(20)感应地耦合，使得通过所述定子发射线圈(20)产生的电磁场在所述转子接收线圈(28)中感应出电流，该电流流经所述转子发射线圈(30)，使得所述转子发射线圈(30)产生另外的电磁场；其中，所述至少两个定子接收线圈(22a、22b、22c)与所述转子发射线圈(30)感应地耦合，使得该感应耦合与所述定子元件(12)和所述转子元件(14)之间的旋转角度有关，并且，由所述转子发射线圈(30)产生的所述另外的电磁场在所述至少两个定子接收线圈(22a、22b、22c)中感应出与角度有关的交变电压；其特征在于，所述至少两个定子接收线圈(22)中的每个定子接收线圈由多个径向导线(44)和周向导线(40、42)构造，所述径向导线和所述周向导线在电路板(18)的两个平面中形成，使得对于由所述径向导线(44)和所述周向导线(40、42)构造的每个定子接收线圈(22a、22b、22c)分别形成至少两个反向的部分绕组(38a、38b)；其中，所述径向导线(44)沿径向方向从内端部走向至外端部，并且具有反向的电流方向的两个径向导线(44)分别至少部分重叠地布置在所述电路板(18)上；其中，所述周向导线(40、42)沿周向方向延伸，一个周向导线(40、42)使径向导线(44)的相应两个内端部或相应两个外端部连接，并且，所述周向导线(40、42)中的每个周向导线具有敷镀通孔(37)，在该敷镀通孔中所述周向导线(40、42)更换所述电路板(18)的平面。2.根据权利要求1所述的旋转角度传感器(10)，其中，所述周向导线(40、42)在一个敷镀通孔(37)和一个端部之间和/或该在周向导线的两端部之间弧形地弯曲。3.根据权利...
【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
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。