扭矩传感器可以被配置为检测转子靶标相对于相应接收器结构的位置的位置。扭矩传感器可以包括与励磁线圈耦合的振荡电路。振荡电路可以被配置为产生周期性电压信号，并利用周期性电压信号为励磁线圈提供电力。感应扭矩传感器可以包括定子电路板，该定子电路板包括具有周期性重复的接收器结构的接收器。感应扭矩传感器可以包括耦合到相应转子的转子靶标，转子靶标可以被配置为影响励磁线圈和相应接收器之间的感应耦合的强度。感应扭矩传感器可以包括处理电路，该处理电路被配置为提供与转子靶标相对于其相应接收器结构的位置相关联的信号。号。号。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扭矩传感装置和方法
[0001]优先权声明
[0002]本申请要求于2020年11月30日提交的、申请号为17/106,720、名称为“扭矩传感装置和方法”的美国专利申请的优先权的权益，其要求于2020年6月11日提交的、申请号为63/037,652、名称为“扭矩传感装置和方法”的美国临时申请的权益，其通过引用结合在本文中。
[0003]本公开总体上涉及扭矩传感器，更具体地，涉及一种用于感应地检测第一构件和第二构件之间的扭矩的系统和方法。
技术介绍
[0004]用于检测第一构件与第二构件之间的扭矩的各种形式的扭矩传感器是已知的。在某些情况下，一个构件可以携载感应传感器元件，而另一个构件可以携载磁性或导电靶标。感应传感器元件可以被配置为，基于由于软磁或导电靶标相对于感应传感器元件的位置而引起的电磁场，来检测扭矩。
技术实现思路
[0005]本公开实施例的各方面和优点将在下面的描述中得到部分阐述，或者可从该描述中获知，或者可通过对这些实施例的实践而获知。
[0006]本公开的一个示例方面针对一种扭矩传感器。扭矩传感器包括至少一个励磁线圈。扭矩传感器包括与上述励磁线圈耦合的至少一个振荡电路。振荡电路被配置为产生周期性电压信号，并利用周期性电压信号为励磁线圈提供电力。扭矩传感器包括第一通道。第一通道包括第一接收器。第一接收器可以包括周期性重复的多个第一接收器结构。第一通道可以包括第一转子靶标，该第一转子靶标被配置为耦合到第一转子。第一转子靶标可以被配置为影响励磁线圈与第一接收器之间的感应耦合的强度。扭矩传感器可以包括第二通道。第二通道可以包括第二接收器。第二接收器包括周期性重复的多个第二接收器结构。第二接收器包括第二转子靶标，该第二转子靶标被配置为耦合到第二转子。第二转子靶标可以被配置为影响励磁线圈与第二接收器之间的感应耦合的强度。扭矩传感器可以包括处理电路，该处理电路被配置为提供第一信号相关联处理电路，该第一信号相关联处理电路被配置为提供与第一通道相关联的第一信号，该第一信号指示第一转子靶标相对于第一接收器的位置。处理电路可以被配置为提供与第二通道相关联的第二信号，该第二信号指示第二转子靶标相对于第二接收器的位置。扭矩传感器包括一个或多个特征，以减少第一通道和第二通道的电磁耦合。
[0007]参考以下描述和所附权利要求，各实施例的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。包含在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与说明书一起用于解释相关原理。
附图说明
[0008]针对本领域的普通技术人员，在说明书中参考附图对实施例进行了详细讨论，在附图中：
[0009]图1描绘了根据本公开示例实施例的包括处理电路的扭矩传感器的选择部分的示意图；
[0010]图2描绘了根据本公开示例实施例的扭矩传感器的示意图；
[0011]图3描绘了根据本公开示例实施例的第一转子靶标和在第一接收器的正弦绕组中产生的电动势的平面图；
[0012]图4描绘了根据本公开示例实施例的第二转子靶标和在第二接收器的正弦绕组中产生的电动势的平面图；
[0013]图5描绘了根据本公开示例实施例的第二转子靶标的平面图，该第二转子靶标包括铁氧体部分；
[0014]图6描绘了根据本公开各方面的多个转子靶标中的一部分的平面图；
[0015]图7描绘了根据本公开各方面的多个接收器结构中的一部分的平面图；
[0016]图8描绘了根据本公开各方面的多个转子靶标的平面图；以及
[0017]图9描绘了根据本公开各方面的多个转子靶标的平面图，这些转子靶标具有各自的谐振靶标结构和非谐振靶标结构。
具体实施方式
[0018]现在将详细地参考实施例，这些实施例的一个或多个示例在附图中示出。通过对实施例的解释而不是对本公开的限制来提供每个示例。事实上，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，可以在不脱离本公开的范围的情况下，对这些实施例进行各种修改和变型。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可与另一实施例一起使用，以产生又一实施例。因此，旨在本公开的各方面涵盖这些修改和变型。
[0019]本公开的示例方面针对扭矩传感器，扭矩传感器基于与位于装置上的接收器相对于相应转子靶标的位置相关联的信号，确定上述装置的扭矩。所公开的技术可以使用多种技术来提高扭矩测量的准确性。特别地，所公开的技术使用各种技术和配置来确保扭矩传感器中不同通道的多个接收线圈和/或多个靶标结构之间的解耦(例如，电磁耦合)。例如，这些技术可以包括：具有由不同类型的材料构成的转子靶标，使用不同的、接收器周期相对于转子靶标的比率，在一转子靶标中产生相对于另一个转子靶标的时变磁场相移的时变磁场，以及设置转子以使得转子靶标在几何上解耦。
[0020]扭矩传感器可以被配置为确定装置的扭矩，这些装置包括用于操作机动车辆的那些装置。例如，准确地确定装置(例如，机动车辆的转向柱)的扭矩可以使得提高相关机动车辆的操作安全性。扭矩传感器可以通过使用设置在汽车的转向柱中的扭矩传感器的转子靶标与相应接收器结构之间的感应耦合强度，来基于转子靶标的相对位置确定扭矩，从而确定转向柱上的扭矩。
[0021]扭矩传感器可以包括多个通道，例如第一通道和第二通道。与励磁线圈耦合的振荡电路可以被配置为产生周期性电压信号。扭矩传感器还可以包括定子电路板，该定子电路板包括多个接收器，例如与每个通道相关联的一个或多个接收器。扭矩传感器可以包括
用于各个通道的相应转子靶标，例如耦合到不同转子的第一转子靶标和第二转子靶标。此外，扭矩传感器可以包括处理电路，该处理电路被配置为对于每个通道，提供与转子靶标相对于接收器结构的位置相关联、并因此与转子的位置相关联的信号。可以对这些信号进行处理，以确定扭矩。
[0022]更具体地，扭矩传感器可以包括至少一个励磁线圈，该至少一个励磁线圈与至少一个振荡电路耦合。振荡电路可以被配置为产生周期性电压信号，并利用周期性电压信号为励磁线圈提供电力。周期性电压信号(和随之而来的电流)可以在多个接收器中感应出电动势，该多个接收器各自包括多个接收器结构。这些接收器结构中的每个可以在接收器内周期性地重复。该多个接收器中的每个接收器可以是接收线圈(例如，正弦绕组和/或余弦绕组)。多个接收线圈中的每个接收线圈可以具有各自的周期，并且可以被配置为与对应的转子靶标电磁耦合。在一些实施例中，该多个接收器可以包括第一接收器和第二接收器。第一接收器可以与第一通道相关联。第二接收器可以与第二通道相关联。
[0023]由流经励磁线圈的电流产生的磁场可以在每个接收器中感应出电动势(例如，通过电磁场)，该电动势产生信号，该信号取决于相应转子靶标相对于多个接收器中的相应接收器和励磁线圈的位置。例如，第一转子靶标可以基于第一转子靶标相对于第一接收器的位置以可检测的方式调整电磁场。此外，第二转子靶标可以基于第二转子靶标相对于第二接收器的位置以可检测的方式调整电磁场。可以对在第一接收器和第二接收器中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种扭矩传感器，包括：至少一个励磁线圈；至少一个振荡电路，所述至少一个振荡电路与所述至少一个励磁线圈耦合，其中，所述振荡电路被配置为产生周期性电压信号，并利用所述周期性电压信号为所述励磁线圈提供电力；第一通道，所述第一通道包括：第一接收器，所述第一接收器包括周期性重复的多个第一接收器结构；第一转子靶标，所述第一转子靶标被配置为耦合到第一转子，所述第一转子靶标被配置为影响所述励磁线圈与所述第一接收器之间的感应耦合的强度；第二通道，所述第二通道包括：第二接收器，所述第二接收器包括周期性重复的多个第二接收器结构；第二转子靶标，所述第二转子靶标被配置为耦合到第二转子，所述第二转子靶标被配置为影响所述励磁线圈与所述第二接收器之间的感应耦合的强度；以及处理电路，所述处理电路被配置为提供与所述第一通道相关联的第一信号，所述第一信号指示所述第一转子靶标相对于所述第一接收器的位置，所述处理电路被配置为提供与所述第二通道相关联的第二信号，所述第二信号指示所述第二转子靶标相对于所述第二接收器的位置；其中，扭矩传感器包括一个或多个特征，以减少所述第一通道和所述第二通道的电磁耦合。2.根据权利要求1所述的扭矩传感器，其中，M为所述多个第一接收器结构的数量，N为所述多个第二接收器结构的数量，其中，M＝2N
±
1。3.根据权利要求2所述的扭矩传感器，其中，所述第一转子靶标具有周期性重复的多个靶标凸角，每个靶标凸角具有角宽，其中，所述第一转子靶标中的每个靶标凸角的角宽大约等于所述第二接收器中的所述多个第二接收器结构的单个周期对应的角宽。4.根据权利要求1所述的扭矩传感器，其中，所述第一接收器的结构相位沿所述第一接收器的周向和径向变化。5.根据权利要求4所述的扭矩传感器，其中，所述第一接收器的所述径向上的结构相移发生在沿所述第一接收器的所述径向的特定点处。6.根据权利要求5所述的扭矩传感器，其中，所述结构相移为大约180
°
。7.根据权利要求5所述的扭矩传感器，其中，第一转子靶标的结构相位以与所述第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴维，
申请(专利权)人：京瓷AVX元器件韦尔内有限公司，
类型：发明
国别省市：
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。