旋转角度的感测制造技术

本申请的各实施例涉及旋转角度的感测。本发明专利技术提出了一种旋转角度感测设备，所述设备包括：磁场源，能够机械地联接到可旋转的轴；至少一个导电目标，能够机械地联接到可旋转的轴；磁角度传感器，被布置为检测磁场源的磁场；以及至少一个线圈，被布置为：(i)在至少一个导电目标中激发涡电流，并且(ii)接收由电流感应出的信号。本发明专利技术还提供了一种对应的方法。本发明专利技术还提供了一种对应的方法。本发明专利技术还提供了一种对应的方法。

【技术实现步骤摘要】
旋转角度的感测


[0001]本申请的各实施例涉及旋转角度的感测。

技术介绍

[0002]例如，在[Slawomir Tumanski：Induction Coil Sensors
–
a Review；http://www.tumanski.x.pl/coil.pdf]中描述了感应传感器的原理。
[0003]在许多应用中，不能直接进入轴的端部来测量角度。作为解决方案，可以通过测量X-Y(X-Z或Y-Z)分量来使用磁3D传感器。传感器位于轴外，即，不在轴的旋转轴线上。轴本身具有磁编码器，该磁编码器具有至少两个磁极(一个被称为N，另一个被称为S)。参考[Infineon的应用说明，“Out of Shaft with magnetic 3D sensor”，2018年07月31日，在以下位置公开可用：https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-Out_of_Shaft-AN-v01_00-EN.pdf？fileId＝5546d46265257de801653898ba536074]。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是改进用于感测例如轴的旋转角度的现有解决方案。
[0005]该目的根据按照本专利技术的特征来实现。在本文中可以得出另外的实施例。
[0006]特别地，在本文中提出的示例可以基于以下解决方案中的至少一个解决方案。可以利用以下特征的组合来达到期望的结果。方法的特征可以与设备、装置或系统的任何一个或多个特征组合，反之亦然。
[0007]提供了一种旋转角度感测设备，所述设备包括：
[0008]-磁场源，能够机械地联接到可旋转的轴；
[0009]-至少一个导电目标(target)，能够机械地联接到可旋转的轴；
[0010]-磁角度传感器，被布置为检测磁场源的磁场；
[0011]-至少一个线圈，被布置为：
[0012]-在至少一个导电目标中激发涡电流；并且
[0013]-接收由电流感应出的信号。
[0014]至少一个线圈可以被布置为远程地激发至少一个导电目标中的涡电流。
[0015]至少一个导电目标可以是在本文中描述的目标结构的一块或一部分，或者可以是所述目标结构。
[0016]应当注意的是，至少一个导电目标可以直接或间接地机械联接到轴。至少一个导电目标可以联接到轴本身、联接到载体或联接到磁场源。
[0017]导电目标不必附接到磁场源；使导电目标与磁场源连贯地旋转可能就足够了。这可以例如通过将磁场源和目标固定到(共同的)轴上来实现。
[0018]还应当注意的是，磁传感器原理和感应传感器原理的组合是有利的，因为两者都使用磁场：磁场的静态部分用于磁原理，并且磁场的时变部分用于感应原理。这两种原理对于例如油、油脂、湿气或灰尘相当鲁棒。
[0019]还应当注意的是，磁场源可以围绕轴以圆形方式布置。一个选项是，磁场源包括部署在基板或任何支撑介质上的多个磁体。
[0020]磁角度传感器可以是封装件的一部分，该封装件可以被安装在印刷电路板(PCB)上。
[0021]磁角度传感器可以包括至少两个角度传感器元件，这些角度传感器元件被布置为检测(不同方向的)不同磁场分量。
[0022]在一个示例性实施例中，磁场源可以是多极永磁体(permanent multipole magnet)，其中数个导电目标在基本恒定的径向距离和基本恒定的轴向位置处，以基本恒定的方位角方向与磁体的磁极对准。
[0023]根据一个实施例，磁场源被固定在轴上，并且磁场源包括以下各项中的至少一项：
[0024]-永磁体；
[0025]-环形磁体；
[0026]-注塑铁氧体(injection molded ferrite)。
[0027]根据一个实施例，磁场源包括偶极磁体或多极磁体。
[0028]在磁场源包括偶极磁体的情况下，所生成的单个信号的完整周期可以对应于轴的总计360
°
的旋转。在磁场源包括多极磁体的情况下，每360
°
的旋转会生成数个这种完整周期。而且，可以提供单个导电目标(例如，包括单个齿的导电目标结构)，该导电目标允许每360
°
的旋转生成信号的单个周期，或者可以提供数个导电目标(例如，包括数个齿的导电目标结构)，这些导电目标允许每360
°
旋转生成信号的数个周期。
[0029]根据一个实施例，磁场源和/或至少一个导电目标被布置为：轴每旋转一圈，磁场源和/或至少一个导电目标生成信号的一个或数个周期。
[0030]因此，磁场源和/或至少一个导电目标可以被布置为使得在(轴)每旋转一圈时可以生成信号的一个或数个周期。
[0031]根据一个实施例，至少一个导电目标被布置在磁场源的表面上。
[0032]根据一个实施例，至少一个导电目标包括以下各项中的至少一项：
[0033]-铝；
[0034]-铜；
[0035]-金属板；
[0036]-普通的金属件(plain piece of metal)；
[0037]-金属壳；
[0038]-金属箔；
[0039]-线圈，包括具有至少一个回路的导线和/或导电路径；
[0040]-开放或闭合的螺旋或回路。
[0041]至少一个目标可以是刚性金属，该刚性金属用作用于磁场源的固定装置。特别地，一个选项是，至少一个目标增加机械稳定性。
[0042]还可以选择将磁场源注射成型在目标周围，以获得基本光滑和均匀的表面。
[0043]根据一个实施例，至少一个导电目标具有低的磁化率，特别地具有在0.9与1.1之间的范围内的相对磁导率。
[0044]根据一个实施例，至少一个导电目标包括带(tape)或涂层。
[0045]磁场源的电导率可以显著小于导电目标的电导率(例如，小了至少100倍)。
[0046]根据一个实施例，至少一个导电目标被粘到或喷涂到支撑结构或磁场源本身，该支撑机构联接到磁场源。
[0047]根据一个实施例，至少一个线圈包括差动线圈(differential coils)。
[0048]例如，感应系统(即，至少一个线圈)可以包括具有相同匝数-面积(即，匝数和每匝面积的乘积)的两个线圈子系统，这两个子系统可以串联连接，但是一个子系统相对于另一个子系统被翻转并且被放置在旁边，使得交流(AC)场不会在整个线圈系统中感应出任何信号。与非差动线圈相比，差动线圈具有较低的电磁发射(electromagnetic emission)。
[0049]根据一个实施例，至少一个导电目标相对于磁场源对准。
[0050]根据一个实施例，磁角度传感器被布置为检测由磁场源向磁角度传感器施加的磁场的空间方向。
[0051]磁角度传感器可以被定位在磁场源的任何表面的对面，优选地以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转角度感测设备，包括：-磁场源，其能够机械地联接到可旋转的轴；-至少一个导电目标，其能够机械地联接到所述可旋转的轴；-磁角度传感器，其被布置为检测所述磁场源的磁场；-至少一个线圈，其被布置为：-在所述至少一个导电目标中激发涡电流；并且-接收由所述电流感应出的信号。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述磁场源被固定在所述轴上，并且所述磁场源包括以下各项中的至少一项：-永磁体；-环形磁体；-注塑铁氧体。3.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中所述磁场源包括偶极磁体或多极磁体。4.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其中所述磁场源和/或所述至少一个导电目标被布置为：所述轴每旋转一圈，所述磁场源和/或所述至少一个导电目标生成信号的一个或数个周期。5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述至少一个导电目标被布置在所述磁场源的表面上。6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述至少一个导电目标包括以下各项中的至少一项：-铝；-铜；-金属板；-普通的金属件；-金属壳；-金属箔；-线圈，包括具有至少一个回路的导线和/或导电路径；-开放或闭合的螺旋或回路。7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述至少一个导电目标具有低的磁化率，特别地，具有在0.9与1.1之间的范围内的相对磁导率。8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述至少一个导电目标包括带或涂层。9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述至少一个导电目标被粘到或喷涂到支撑结构或所述磁场源本身，所述支撑结构被联接到所述磁场源。10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述至少一个线圈包括差动线圈。11.根据前述权利要求中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：U，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：