【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种根据感应式传感器。
技术介绍
1、在迈来芯公司的l.lugani等人于2021年发表的“用于电机的高速感应式位置传感器(high speed inductive position sensor for e-machines)”中已知根据有效权利要求1的前序部分的感应式传感器，并且该文章可从以下下载：https://media.melexis.com/-/media/files/documents/whitepapers/inductive-resolver-e-motors-whitepaper-melexis.pdf.
2、为了降低感应式传感器的误差率，该文章一方面建议使用并联连接的两个以上接收线圈，并且在感应式传感器为角度传感器形式的情况下，以o形设计(围绕转动轴线闭合)制造接收线圈。虽然已经可以利用呈c形设计的接收线圈(即围绕转动轴线行进超过180°但小于360°)来降低误差率，但是当使用呈o形设计的接收线圈时，误差率总是更小。
3、从de4429444a1已知一种用于检测位置的感应式传感器，该感应式传感器包括振荡器电路，该振荡器电路生成周期性交流电压信号并将其耦合到激励线圈中。该传感器中串联连接的两个接收线圈形成了共同的周期性重复回路结构，并且因此形成了共同接收几何形状。基于所耦合的ac信号，激励线圈在接收线圈中感应出公共信号，该公共信号由评估电路评估并被转换成取决于待检测的位置的传感器信号。在这个过程中，可移动耦合元件根据待检测的位置影响激励线圈和接收线圈之间的感应耦合的强度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是改善感应式传感器。
2、根据本专利技术的一个方面，一种用于检测位置的感应式传感器，包括：振荡器电路，该振荡器电路生成周期性ac电压信号并将其耦合到激励线圈中；接收线圈对，包括第一接收线圈和第二接收线圈，该第一接收线圈和第二接收线圈各自形成周期性重复的回路结构，并且第一接收线圈和第二接收线圈的布置整体上形成接收几何形状，该激励线圈被布置为基于所耦合的ac电压信号在每个接收线圈中感应出信号；评估电路，用于基于在接收线圈中感应出的信号输出取决于待检测的位置的传感器信号；以及可移动耦合元件，其根据待检测的位置来影响激励线圈和接收线圈之间的感应耦合的强度。根据本专利技术，以接收线圈对中的接收线圈之间具有空间的几何位置来布置接收线圈，并且接收线圈彼此电连接。
3、本专利技术基于这样的考虑，即，开始处提及的感应式传感器针对其各个零件相对于彼此的不正确定位具有鲁棒性，然而涉及非常高的制造成本。由于相的数量，对于所谓的类似双绞线的布线，围绕转动轴线以o形设计放置的接收线圈需要至少六个印刷电路板层级，其中pcb层级的变化总是在接收线圈的最大量的回路结构下发生。在c形设计的接收线圈的情况下，可以减少所需的pcb层级的数量，但是这伴随着错误率的增加(这在开始时已经提及)，并且在生产技术方面是次优的设计，因为接收线圈必须总是以关于转动轴线的大于180°的旋转角度放置。
4、本专利技术在此采用了不同的方法。接收线圈对中并联连接并因此彼此电连接的接收线圈消除了在开始陈述的现有技术中的先前提及的误差，并且因此降低了感应式传感器的误差率。同时，可以有效地减少实施回路结构所需的pcb层级的数量。令人惊讶的是，与在开始提及的现有技术中的想法不同，如果例如两个接收线圈彼此电连接、其回路结构彼此并行行进，则这个概念也可以应用于用于检测线性位置的感应式传感器。这些接收线圈还相互消除误差。
5、与开始提及的具有串联连接的接收线圈的感应式传感器相比，所提及的传感器提供了增强的灵敏度。当接收线圈并联连接时，它们的总面积增加，从而导致传感器的更高的灵敏度。当要检测的信号非常弱时，这是有利的。此外，并联连接的接收线圈提供了改进的抗干扰性，因为并联连接线圈有助于使外部电磁干扰的影响最小化。这通过在相反的方向上引导线圈中的所感应的噪声，从而使它们相互抵消来实现。最后，并联连接的两个接收线圈也具有较低的总电阻，因为在并联电路中，总电阻小于各个线圈的最低电阻。这意味着信号可以以更小的阻抗流过线圈，从而导致更高的信号强度。
6、在特定感应式传感器的实施例中，接收线圈的回路结构关于对称中心相对于彼此对称布置。以这样的方式，可以增加误差消除效果。
7、如果待检测的感应式传感器的位置是关于转动轴线的角位置，则该特定传感器的额外的附加部署的对称中心可以是转动轴线，相对于该转动轴点对称地形成回路结构。以这样的方式，就生产技术方面而言，可以利用显著更简单的手段来降低开始提及的错误率。
8、在特定实施例中，指定的感应式传感器包括特别地与第一接收线圈和第二接收线圈并联连接的另外一对接收线圈，该另外的一对接收线圈各自形成周期性重复的回路结构，并且它们的布置一起形成接收几何形状，激励线圈被设置成基于所耦合的ac电压信号在该另外的一对接收线圈中的每个接收线圈中感应出信号。
9、利用附加的接收线圈对，可以扩展指定的感应式传感器的功能的范围。
10、因此，在指定的感应式传感器的特定实施例中，[相同的]可移动耦合元件可以根据待检测的位置影响激励线圈和另外的接收线圈对中的接收线圈之间的感应耦合的强度，其中，评估电路被布置为基于接收线圈对中的接收线圈中感应出的信号和另外的接收线圈对中的接收线圈中感应出的信号的比较输出取决于位置的传感器信号。以这样的方式，指定的感应式传感器可以以简单的方式配备有冗余，以使所检测到的位置可信。
11、在所指定的感应式传感器的特定实施例中，另外的可移动耦合元件可以根据待检测的位置影响激励线圈和另外的接收线圈对中的接收线圈之间的感应耦合的强度，评估电路被设置为基于接收线圈对中的接收线圈中感应出的信号和另外的接收线圈对中的接收线圈中感应出的信号输出取决于位置的传感器信号。以这样的方式，可以检测两个耦合元件之间的不同位置，这可以用于例如确定力矩或扭矩。
12、当然也可以组合前面提及的两个概念。
13、在指定的感应式传感器的附加实施例中，从待检测的位置的变化方向上观察，另外的接收线圈对中的第一接收线圈布置在接收线圈对中的接收线圈之间的中间空间中。以这样的方式，可以以极其节省空间的方式实现指定的感应式传感器。
14、在指定的感应式传感器的另外的实施例中，接收线圈对被布置在印刷电路板的不同侧，使得可以仅使用一个印刷电路板，在非常小的组装空间中检测先前提及的差分位置。
15、在另外的实施例中，指定的感应式传感器包括布置在中间空间中的电子部件，从而导致指定的感应式传感器的甚至更小的组装空间要求。
16、在指定的感应式传感器的又一实施例中，电子部件是电磁屏蔽元件，其避免了两对接收线圈之间的串扰，特别是在以上提及的差分位置的检测中的串扰。
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1.一种用于检测位置的感应式传感器(9)，包括：
2.根据权利要求1所述的感应式传感器(9)，其中，所述接收线圈(25，30)的回路结构相对于对称中心(8)彼此对称地布置。
3.根据权利要求2所述的感应式传感器(9)，其中，所述待检测的位置是关于转动轴线(8)的角位置，并且所述对称中心为所述转动轴线(8)，所述回路结构相对于所述转动轴线点对称地布置。
4.根据前述权利要求之一所述的感应式传感器(9)，包括：
5.根据权利要求4所述的感应式传感器(9)，其中，所述可移动耦合元件(16)根据所述待检测的位置影响所述激励线圈(23)或所述另外的激励线圈与所述另外的接收线圈对(31’)中的接收线圈(25’，30’)之间的感应耦合的强度，并且所述评估电路被布置为基于所述接收线圈对(31)中的接收线圈(25，30)中感应出的信号和所述另外的接收线圈对(31’)中的接收线圈(25’，30’)中感应出的信号的比较输出取决于位置的传感器信号(19)。
6.根据权利要求4或5所述的感应式传感器(9)，包括另外的可移动耦合元件(16’)，所述
7.根据权利要求4至6中任一项所述的感应式传感器(9)，其中，从所述待检测位置的变化方向上观察，所述另外的接收线圈对(31’)的第一接收线圈(25’)布置在所述接收线圈对(31)中的接收线圈(25，30)之间的所述中间空间(32)中。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的感应式传感器(9)，其中，所述接收线圈对(31，31’)被布置在印刷电路板(22)的不同侧。
9.根据前述权利要求中任一项所述的感应式传感器(9)，包括布置在所述中间空间(32)中的电子部件(34，35)。
10.根据权利要求9所述的感应式传感器(9)，其中，所述电子部件(34，35)是电磁屏蔽元件(35)。
...【技术特征摘要】
1.一种用于检测位置的感应式传感器(9)，包括：
2.根据权利要求1所述的感应式传感器(9)，其中，所述接收线圈(25，30)的回路结构相对于对称中心(8)彼此对称地布置。
3.根据权利要求2所述的感应式传感器(9)，其中，所述待检测的位置是关于转动轴线(8)的角位置，并且所述对称中心为所述转动轴线(8)，所述回路结构相对于所述转动轴线点对称地布置。
4.根据前述权利要求之一所述的感应式传感器(9)，包括：
5.根据权利要求4所述的感应式传感器(9)，其中，所述可移动耦合元件(16)根据所述待检测的位置影响所述激励线圈(23)或所述另外的激励线圈与所述另外的接收线圈对(31’)中的接收线圈(25’，30’)之间的感应耦合的强度，并且所述评估电路被布置为基于所述接收线圈对(31)中的接收线圈(25，30)中感应出的信号和所述另外的接收线圈对(31’)中的接收线圈(25’，30’)中感应出的信号的比较输出取决于位置的传感器信号(19)。
6.根据权利要求4或5所述的感应式传感器(9)，包括另外的可移动耦合元件(16’)，所述另外的...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·伯尔尼，M·维斯克，C·布罗伯，H·科斯库内尔，
申请(专利权)人：波恩斯公司，
类型：发明
国别省市：
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