[發明專利]線性感應位置傳感器

無效

• 申請號: 200980120169.8
• 申請日: 2009-04-14
• 公開（公告）號: CN102047077A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: R·W·埃利奧特;J·K·李;L·邵
• 申請（專利權）人: KSR科技公司
• 主分類號: G01D5/20
• 分類號: G01D5/20;G01D5/22
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

相關申請的交叉引用

本申請要求在2008年4月15日提交的序列號為61/045,014的美國臨時專利申請和在2009年4月8日提交的序列號為12/420,328的美國專利申請的優先權，二者通過引用并入本文。

技術領域

本發明一般涉及位置傳感器，并且更具體地涉及線性感應位置傳感器。

背景技術

現代機動車輛一般包括多個不同的位置傳感器，這些傳感器產生指示傳感器位置的電信號。一些位置傳感器產生表示傳感器元件旋轉位置的電信號輸出，而其他位置傳感器則是產生表示傳感器元件線性位置的電輸出信號的線性傳感器。

許多先前已知的傳感器均形成在印刷電路板上并且包括在高頻AC源例如2.4兆赫AC源下，被電激勵的激勵線圈或發射線圈。接收線圈被定位成非常靠近激勵線圈并且通常在激勵線圈的內部中，從而激勵線圈感應接收線圈中的電壓。

通常，激勵線圈以單一方向纏繞并且包括形成在印刷電路板上的多個環，而接收線圈形成在印刷電路板上并且包括兩個或兩個以上相反纏繞的環。在先前已知的線性感應位置傳感器中，金屬材料構造的耦合器元件相對接收線圈和激勵線圈沿第一方向可直線移動。該耦合器元件以一定的量干預激勵線圈和接收線圈之間的感應耦合，在耦合器元件從激勵線圈和接收線圈的一端沿第一方向被移動至激勵線圈和接收線圈的另一端時，干預量在接收線圈的相反纏繞環之間線性變化。這又理想地與耦合器元件的移動同步地線性改變了接收線圈的電壓輸出。

這些先前已知的線性感應位置傳感器的接收線圈已經被設計為使得接收線圈的環不僅在耦合器元件的移動方向上并且在垂直于耦合器元件移動的方向上彼此被并排定位。這不利地增加了感應傳感器的整體制造成本并且還增加了可由耦合器元件相對激勵線圈和接收線圈的傾斜導致的輸出信號誤差。

發明內容

本發明提供克服以上提到的先前已知線性傳感器缺點的線性感應位置傳感器。

簡言之，本發明的傳感器包括發射線圈，該發射線圈在被電能量源(例如高頻AC源)激勵時產生電磁輻射。發射線圈被纏繞在單一方向上并且在優選的實施例中，形成在印刷電路板上。

接收線圈也被包含在發射線圈的內部中。該接收線圈也形成在印刷電路板上并且包括在第一方向上纏繞的第一環和在與第一方向相反的第二方向上纏繞的第二環。

耦合器元件沿第一方向相對于發射線圈和接收線圈是可直線移動的。耦合器元件由金屬材料構造，金屬材料根據耦合器元件的線性位置改變發射線圈和接收線圈之間的感應耦合。通過這樣做，耦合器元件根據耦合器元件的位置改變在接收線圈被發射線圈激勵時來自接收線圈的電輸出信號。

然而，不同于先前已知的接收線圈，接收線圈的第一環和第二環沿第一方向彼此成直線對齊并且鄰接，例如在耦合器元件的移動方向。這種配置不僅簡化了接收線圈的制造，還減少了由耦合器元件傾斜導致的誤差量。

為了進一步減少由耦合器元件傾斜導致的來自接收線圈的信號中的誤差，耦合器元件可選為U形狀，從而耦合器元件覆蓋接收線圈和發射線圈的頂部以及底部。因此，由耦合器元件在發射線圈和接收線圈頂部上的傾斜導致的感應耦合的任何增加被在發射線圈和接收線圈的底部上減少的耦合抵消，并且反之亦然。

附圖說明

當結合附圖閱讀時，參考以下具體描述將更好的理解本發明，附圖中相同的參考符號指代全部多個視圖中相同的部件，其中：

圖1是圖解說明本發明的第一實施例的平面視圖；

圖2是和圖1相似的視圖，但圖解說明結合傳感器的線圈使用的耦合器元件；

圖3是與傳感器一起使用的替代耦合器元件的視圖；以及

圖4是和圖1相似的視圖，但圖解說明其更改。

具體實施方式

首先參考圖1，改進的線性感應傳感器10被示出具有多環發射線圈12。發射線圈12的環均在相同方向上被纏繞并且該發射線圈由高頻AC源14激勵。例如，對于機動車應用，AC源14的頻率一般在大約2.4兆赫的范圍內。

還提供參考線圈16，使得參考線圈16的一部分圍繞傳感器10的每個端18和20纏繞。參考線圈16以已知的方式提供用于補償溫度、環境因素等的裝置。

接收線圈22可部分或者整體包含在發射線圈12的內部中。接收線圈22是領結形式并且包括兩個成直線對齊并鄰接的部分24和26。此外，接收線圈22的這些部分24和26彼此相反地纏繞。