本发明专利技术涉及一种线圈装置，该线圈装置具有第一筒形线圈和第二筒形线圈，其中，该第一筒形线圈具有第一卷绕方向，该第二筒形线圈具有第二卷绕方向；其中，该第一筒形线圈和第二筒形线圈布置成纵向接连且在公共轴线上对准；其中，该第一筒形线圈和第二筒形线圈的相互邻近的端部彼此电连接；并且其中，该第二卷绕方向与第一卷绕方向相反。与第一卷绕方向相反。与第一卷绕方向相反。
【技术实现步骤摘要】
线圈装置和具有线圈装置的扭矩传感器
[0001]本专利技术涉及线圈装置和包括线圈装置的扭矩传感器。
技术介绍
[0002]已知基于逆磁致伸缩效应的原理的扭矩传感器，如例如EP3050790B1所公开的。在这个过程中，根据所施加的扭矩磁化轴在轴外部产生对应的磁场，通过磁场传感器可以非接触式地检测到该磁场。特别地，可以有利地使用沿周向方向反向地磁化的两个轴区域，这提高了测量精度且有利于补偿外部磁场的干扰影响，其中测量线圈在每种情况下均布置在相应磁化轴区域的附近。利用这些测量线圈例如可以在轴的轴向方向上检测到由轴扭转产生的磁场。
[0003]通过测量回路中的测量线圈可以实现对由扭矩产生的磁场变化进行测量，其中，测量线圈受到变化的磁场的影响。测量线圈关于磁化轴非接触式地(例如，平行于旋转轴线)安装并且检测在负载下由于逆磁致伸缩而发生的磁场变化。磁场变化通常与所施加的外部力成正比并与扭矩产生关系。为此，在扭矩传感器的制造阶段期间进行一次性的校准。
[0004]在校准期间，还通过固定磁场
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扭矩值曲线的零点而将在没有所施加扭矩的情况下存在于磁化轴的测量位置处的恒定残余磁场考虑在内，从而将扭矩值零分配至该残余磁场。
[0005]然而，如已经提及到的，在扭矩测量期间可能会产生永久性或仅间歇性的干扰磁场，从而使测量失真。例如，地球的磁场可以是干扰磁场源，其既可以是恒定的也可以是可变的。在车辆具有这种扭矩传感器的情况下，例如当经过使地球磁场改变的物体、比如停放或移动的车辆时、可能会产生可变的干扰。
[0006]然而，从现有技术已知的具有在纵向上彼此邻近地布置的两个线圈和对应的反向磁化的两个区域的这种线圈装置将指示以下具体的缺点。将相同类型的两个线圈连接起来以补偿外部场，使得当施加有测量电压时，各线圈中的测量电流沿不同的方向流动。因此，例如，两个线圈的相互邻近的触点将必须连接至测量回路的一个极并且两个线圈的各自的外触点连接至测量回路的另一个极。
[0007]当两个线圈中的外部场具有尽可能相等的影响时，补偿最佳地起作用。这里的关键因素是两个线圈精确地彼此对准且保持位于直线上。
[0008]所描述的电路装置(特别地两个线圈的内端部处的接触)需要耗费大量的努力以使两个线圈足够精确地对准进而以确保外部场的补偿的准确性。
技术实现思路
[0009]本专利技术的根本目的是至少部分地消除所述缺点。
[0010]通过根据本专利技术的线圈装置、特别地用于检测磁场的测量线圈装置来解决所述目的。
[0011]本专利技术的线圈装置包括：第一筒形线圈，该第一筒形线圈具有第一卷绕方向；第二
筒形线圈，该第二筒形线圈具有第二卷绕方向；其中，第一筒形线圈和第二筒形线圈布置成纵向接连且在公共轴线上对准；其中，第一筒形线圈和第二筒形线圈的相互邻近的端部彼此电连接；并且其中，第二卷绕方向与第一卷绕方向相反。
[0012]由于两个筒形线圈沿相反方向卷绕(彼此相反、呈镜像)，所以无需在两个线圈之间的中间处形成接触部，而是两个线圈的内端部以导电的方式彼此直接连接。测量电压只需要施加至背向彼此的两个外端部。外部磁场的作用因两个筒形线圈的不同转向而具有相反的作用，并且导致外部磁场的期望补偿。
[0013]根据本公开的线圈装置可以如下文中进一步改进。
[0014]进一步的改进在于还提供稳定本体，该稳定本体用于使第一筒形线圈和第二筒形线圈在公共轴线上相对于彼此的对准稳定，其中，该稳定本体优选地由塑料材料制成，并且其中，该稳定本体优选地具有沿其长度恒定的横截面。
[0015]这具有的优点是，两个筒形线圈相对于彼此的位置可以固定在公共轴线(直线)上。塑料材料具有的优点是不具有磁效应且不影响测量值。如果该稳定本体布置在线圈内部，则该稳定本体的恒定横截面非常适合于筒形线圈。
[0016]进一步的改进在于第一筒形线圈设置有第一铁磁线圈芯，并且第二筒形线圈设置有第二铁磁线圈芯，其中，第一线圈芯和第二线圈芯布置成在纵向上一者位于另一者之后并且在公共轴上对准且间隔开。
[0017]这具有的优点是，可以将待测量的弱磁场的作用放大。
[0018]根据又一实施方式，可以将第一铁磁线圈芯和第二铁磁线圈芯嵌置在稳定本体中，稳定本体优选地具有嵌置有第一铁磁线圈芯和第二铁磁线圈芯的纵向凹槽，或者，第一铁磁线圈芯和第二铁磁线圈芯优选地以由稳定本体的材料完全围封的方式嵌置。
[0019]以这种方式，也可以通过稳定本体来实现线圈芯的限定的位置。
[0020]其他实施方式在于第一铁磁线圈芯和第二铁磁线圈芯由相同的材料制成并且/或者以相同的方式形成。
[0021]以这种方式，可以实现两个线圈芯的类似的增强作用，其中，补偿作用因此也得到了改善，因为两个筒形线圈中的外部磁场的相反作用以相同的方式得到了增强。
[0022]又一实施方式在于：第一筒形线圈的第一匝数等于第二筒形线圈的第二匝数；并且/或者其中，第一筒形线圈的第一绕组直径等于第二筒形线圈的第二绕组直径；并且/或者其中，第一筒形线圈的第一长度等于第二筒形线圈的第二长度；并且/或者其中，第一筒形线圈的电感与第二筒形线圈的电感相等。
[0023]这些量度进一步改善了两个筒形线圈对测量值的影响的对应关系。
[0024]根据又一实施方式，第一卷绕方向可以是顺时针，并且第二卷绕方向可以是逆时针，或者第一卷绕方向可以是逆时针，并且第二卷绕方向可以是顺时针。
[0025]进一步改进在于，线圈装置可以包括由绕组线形成的线圈绕组，该线圈绕组具有作为第一筒形线圈的第一子线圈绕组和作为第二筒形线圈的第二子线圈绕组，其中，第一子线圈绕组具有第一卷绕方向，并且第二子线圈绕组具有第二卷绕方向。
[0026]以这种方式，可以通过卷绕绕组线(例如漆包铜线)来形成线圈装置。在位于第一子线圈绕组与第二子线圈绕组之间的过渡区域中仅卷绕方向发生变化。
[0027]这可以进一步被阐述为，将线圈绕组卷绕在稳定本体上，该稳定本体作为用于卷
绕绕组线的绕组本体。
[0028]绕组本体可以具有用于定位线圈装置的定位元件。通过使用定位元件，可以分别限定线圈绕组的长度或第一子线圈绕组和第二子线圈绕组的位置，并且/或者可以通过定位元件将线圈装置固定/定位在测量区域中，例如将线圈装置固定/定位在印刷线路板上或在测量装置的壳体上。
[0029]本专利技术还涉及一种测量装置，该测量装置包括根据本专利技术或其另外实施方式中的一个实施方式的线圈装置、以及用于产生交流(AC)电压的交流电压模块；其中，可以通过将第一筒形线圈和第二筒形线圈的相反端部电连接至交流电压模块而将交流电压施加至线圈装置。
[0030]测量装置可以设置为用以检测磁场。
[0031]在这里，交流电压可以大于1kHz，优选地在1kHz至1GHz的范围内，并且最优选地在10kHz至1GHz的范围内。
[0032]这些范围非常适合用于测量磁场的检测和外部磁场的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种线圈装置，特别地一种用于检测磁场的测量线圈装置，所述线圈装置包括：第一筒形线圈，所述第一筒形线圈具有第一卷绕方向；第二筒形线圈，所述第二筒形线圈具有第二卷绕方向；其中，所述第一筒形线圈和所述第二筒形线圈布置成在纵向上一者位于另一者之后且在公共轴线上对准；其中，所述第一电磁线圈和所述第二电磁线圈的相互邻近的端部彼此电连接；并且其中，所述第二卷绕方向与所述第一卷绕方向相反。2.根据权利要求1所述的线圈装置，还包括稳定本体，所述稳定本体用于使所述第一筒形线圈和所述第二筒形线圈在所述公共轴线上相对于彼此的对准稳定，其中，所述稳定本体优选地由塑料材料制成，并且其中，所述稳定本体优选地具有沿其长度恒定的横截面。3.根据权利要求1或2所述的线圈装置，其中，所述第一筒形线圈设置有第一铁磁线圈芯，并且所述第二筒形线圈设置有第二铁磁线圈芯，其中，所述第一线圈芯和所述第二线圈芯布置成在纵向上一者位于另一者之后并且在所述公共轴线上对准且间隔开。4.根据结合权利要求2的权利要求3所述的线圈装置，所述第一铁磁线圈芯和所述第二铁磁线圈芯嵌置在所述稳定本体中，所述稳定本体优选地具有嵌置有所述第一铁磁线圈芯和所述第二铁磁线圈芯的纵向凹槽，或者，所述第一铁磁线圈芯和所述第二铁磁线圈芯优选地以由所述稳定本体的材料完全围封的方式嵌置。5.根据权利要求3或4所述的线圈装置，其中，所述第一铁磁线圈芯和所述第二铁磁线圈芯由相同的材料制成并且/或者形成为相同。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的线圈装置，所述第一筒形线圈的第一匝数等于所述第二筒形线圈的第二匝数；并且/或者所述第一筒形线圈的第一绕组直径等于所述第二筒形线圈的第二绕组直径；并且/或者所述第一筒形线圈的第一长度等于所述第二筒形线圈的第二长度；并且/或者其中，所述第一筒形线圈的电感与所述第二筒形线圈的电感相等。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的线圈装置，其中，所述第一卷绕方向为顺时针，并且所述第二卷绕方向为逆时针，或者其中，所述第一卷绕方向为逆时针，并且所述第二卷绕方向为顺时针。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的线圈装置，所述线圈装置包括由绕组线形成的线圈绕组，所述线圈绕组具有作为第一筒形线圈的第一子线圈绕组和作为第二筒形线圈的第二子线圈绕组，其中，所述第一子线圈绕组具有所述第一卷绕方向，并且所述第二子线圈绕组具有所述第二卷绕方向。9.根据结合权利要求2的权利要求8所述的线圈装置，其中，所述线圈绕组被卷绕在所述稳定本体上，所述稳定本体作为用于卷绕所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特，
申请(专利权)人：NCTE股份公司，
类型：发明
国别省市：
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