[發明專利]應答系統

無效

• 申請號: 200580043695.0
• 申請日: 2005-10-18
• 公開（公告）號: CN101084512A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: T·杰格;P·韋斯
• 申請（專利權）人: 普羅－麥克龍模件系統有限及兩合公司
• 主分類號: G06K19/077
• 分類號: G06K19/077;G06K7/08;H01Q1/22
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明涉及一種用于從具有至少一個設置在定子上的讀出線圈的靜止側向具有至少一個設置在主軸上的應答線圈的旋轉側的無接觸地感應傳輸能量的應答系統。這種應答系統在實際生活中變得越來越重要。所述系統在無源的變型方案中用作標識介質和存儲介質或者在有源的變型方案中用于傳感器數據處理。無線的數據通信允許使用信息和控制信息的雙向交換。在這個技術領域中可以實現微型的獨立測量系統。目前，在市場上可供應多種應答開關回路和應答系統。

背景技術

這種應答系統的一個例子由DE?199?24?830已知。這種裝置用于測量溫度和空氣壓力以及用于監控汽車輪胎的磨損。溫度和壓力的測量借助于硫化到輪胎側壁(Reifenwange)內的電子應答器進行，該應答器按收發機(Transceiver)的要求將測量值感應地以數字載波頻率法通過徑向地集成到輪胎側壁內的、作為應答線圈的扁平線圈傳輸到具有發送線圈的、安裝在汽車上的收發機上。應答器已知由一個或者幾個硅芯片以及幾個外面的部件構成，溫度傳感器和微型機械式壓力傳感器與微處理器和所屬的分析及傳輸電子裝置一起集成在所述硅芯片上。收發機與應答器之間的通信以載波的數字形式實現，其中收發機向應答器發出指令，該應答器例如通過進行測量、對測量值進行補償和線性化并且通過傳輸測量數據和/或其它的存儲在應答器中的數據對所述指令進行應答。

用于過程監控的傳感器或者用于過程優化的執行器不再可從工具機械制造中忽略掉。測量值接收器(Aufnehmer)主要安裝在接下來還可以良好地接通的位置。這導致，例如對于旋轉的構件如主軸中，只能在定子上間接地測量轉子上的物理性能。無線的傳輸方法雖然充分已知，但是機械制造的要求是這種系統必需獨立地(autark)工作。因此除了優選可感應地實現的數據傳輸以外，還要附加地進行能量耦合輸入。但是不能簡單地采用已知的方法，例如使用應答技術，因為在這種系統的開發中沒有充分地考慮機械制造的特殊要求。

例如由于渦流損失和其它附加的效果會出現信號干擾，所述信號干擾使得數據傳輸明顯地變得困難。此外在數據傳遞的范圍內還會出現復合(komplex)的電容和阻抗變化以及幾何形狀和材料引起的電感波動。

為了避免這種干擾，由DE?196?10?284已知一種天線線圈，具有至少一個線圈繞組，其中線圈的一側設有一個導電的、基本上覆蓋導體回路(Leiterschleife)的區域并構成開口回路的屏蔽裝置。因此應該減小干擾電場的影響。由于通過頻率選擇性的電路搭接屏蔽裝置中的中斷部也能夠抑制磁性干擾場的影響。

在設計感應耦合的系統時，在直接的環境中的材料發揮重要作用。例如線圈的復合阻抗與頻率和材料的磁和電性能相關地變化。所施加的交變場在材料中產生渦流損失，所述渦流損失使得向旋轉的系統耦合輸入功率變得困難。在感應耦合系統中的一個重要的特征是線圈的耦合，其中應該實現盡可能高的耦合系數。所以應滿足，振蕩回路的性能越高，則在次級線圈中所需的電流越小，因為損失下降。對于實際的應用，應答線圈中常見的功率例如是在5伏為10mW，但是這在讀出線圈中引起170mA的電流。

發明內容

本發明的目的是，這樣改變所述類型的應答系統，即，使得讀出線圈的周圍環境，尤其是定子由具有較小磁導率()的、導電良好的材料，優選是鋁制成和/或在應答線圈區域內在定子的內周中設置由高磁導率的材料制成的層。

該目的在一種所述類型的應答系統中這樣來實現，即讀出線圈的周圍環境尤其是定子由具有較小磁導率的、導電良好的材料優選是鋁制成。

例如由鋁制成的定子主要具有兩個作用。一方面，減小應答線圈的電感。其原因在于導電能力良好的鋁中的渦流損失。但出人意料的是，與期望相反，線圈阻抗并且從而損失功率同樣明顯地下降。這種措施有利地提高了應答線圈的性能并且從而也提高在靜止側與旋轉側之間的功率傳遞。由于并聯震蕩回路的較好的性能，在諧振時功率吸收以及電壓過高明顯好于沒有鋁定子的情況。因此在希望達到應答線圈的固定功率時在讀出線圈中只需要較小的電流。所以電流密度下降，使得讀出線圈也有利地可以具有較小的尺寸。

如果應答線圈和/或讀出線圈設計成扁平線圈，則可以以有利地較少的費用制造線圈。此外這種扁平線圈需要較小的空間。它們可以在事后有利地補充裝備到現有的機器上。

如果讀出線圈設計成圍繞U形芯卷繞的線圈，則可以實現有利的較高的磁流。制造費用是較小的，因為這種芯按標準是在市場上可獲得的。

如果應答線圈和/或讀出線圈作為扁平線圈在內部和/或外部設置在定子和/或轉子的圓柱形外周上，則線圈的安裝尤其簡單。