[發明專利]用于在測定旋轉角時使用的磁場發生器和傳感器裝置

有效

• 申請號: 201380033582.7
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN104380051A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 阿卜杜拉·埃爾阿拉米
• 申請（專利權）人: 大陸汽車有限責任公司
• 主分類號: G01D5/14
• 分類號: G01D5/14
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

技術領域

本發明涉及一種在借助傳感器單元測定旋轉角時使用的磁場發生器和傳感器裝置，該傳感器單元設計用于檢測磁流密度。

背景技術

旋轉角可以借助不同的傳感器測定。于是例如可以隨霍爾元件使用利用霍爾效應的傳感器。其中，霍爾元件例如離心地定位在永磁體的旋轉軸上方，旋轉角是圍繞著這個旋轉軸形成的。在此，例如評估由永磁體產生的磁場的、與旋轉軸平行的磁流密度分量。這種測量原理的基礎是，磁流密度分量在一次完整的旋轉時具有正弦形式的信號變化曲線。

發明內容

本發明的目的在于，實現一種磁場發生器，用于在測定旋轉角時使用，它有助于能夠精準地測定旋轉角。

該目的通過獨立權利要求所述的特征得以解決。有利的設計方案在從屬權利要求中得以表征。

根據第一個方面，本發明的特征在于一種在借助傳感器單元測定旋轉角時使用的磁場發生器，其設計用于檢測磁流密度。磁場發生器設計成具有北極和南極的雙極磁體。它具有一個分極平面，這個分極平面將北極與南極分隔開。此外，它還具有一條端面直線(Stirngerade)，其在端側上位于磁場發生器的表面上和分極平面上。此外，它還具有一個正交平面，這個正交平面與分極平面正交，并且端面直線位于這個正交平面內。磁場發生器具有一個端面，這個端面具有北極端面和南極端面。這個端面在至少一個部位上在與正交平面正交的方向上相對于正交平面抬高。此外，該磁場發生器具有一條投影直線，這條投直線將端面的一個抬高的點投影到正交平面上，其中，至少一部分投影直線位于端面的抬高點和其在磁場發生器內的正交平面上的投影之間。例如，這個抬高點是端面的最高抬高點。

以這種方式能夠讓由磁場發生器產生的磁場如下地適應傳感器單元，即，使得能夠精確地測定角度，并且此外還實現更小的磁場發生器，由此節約空間。此外還可以使用更便宜的磁體材料，例如在磁體的基于稀土的部位上使用硬鐵氧體。此外還可以增加傳感器單元和磁場發生器之間的間距，并且通過磁場發生器的特殊形狀增加中心軸偏離公差。

特別是針對每個南極和北極端面，磁場發生器分別具有至少一個最高抬起點，其中，相應投影直線的至少一部分位于相應的最高抬起點和它在磁場發生器內的正交平面上的投影之間。

根據一種有利的設計方案，磁場發生器相對于正交平面具有一個圓形的基礎面。于是，如果磁場發生器定位在圓形的轉軸上，就可以盡可能地利用這個面。

根據另一種有利的設計方案，磁場發生器的北極端面和南極端面至少在一個部分區域內具有平坦面。這簡化了生產流程，以此能夠節約成本。

根據另一種有利的設計方案，磁場發生器的北極端面和南極端面至少在一個部分區域內具有凹形面。

根據另一種有利的設計方案，磁場發生器的北極端面和南極端面至少在一個部分區域內具有凸形面。

根據另一種有利的設計方案，所述磁場發生器包括一個硬鐵氧磁體。通過硬鐵氧體材料，例如氧化鐵(Fe₂O₃)和氧化鈀(Bao)的混合，可以制造價格便宜的磁體。

根據另一種有利的設計方案，所述磁場發生器包含一種塑料化合的磁材料。通過磁粉與聚合物材料的化合，例如不同的聚酰胺(PA6/PA12)或聚苯硫醚(PPS)，可以制造柔性更強的磁體。

根據另一種有利的設計方案，所述磁場發生器具有一個由兩條直線張開的間隙角。這兩條直線位于與分極平面并且與正交平面正交的平面內。它們與端面直線相切，其中，其中一條直線經過南極端面的最高抬起點，另一條直線經過北極端面的最高抬起點。間隙角位于30°和170°之間的角度范圍內。在這個角度范圍內能夠實現磁場發生器的磁場的特別有利的構造方案。

根據第二個方面，傳感器裝置具有至少一個根據第一個方面所述的磁場發生器，并且具有一個傳感器單元，該傳感器單元設計用于檢測磁流密度。該傳感器單元平行于正交平面朝向磁場發生器的端側定位。它相對于磁場發生器可運動地布置。

附圖說明

下面借助示意圖更詳盡地闡述本發明的實施例。圖中示出：

圖1是傳感器裝置的第一實施例，該傳感器裝置具有一個磁場發生器和一個傳感器單元，

圖2是根據第一實施例所述的磁場發生器的側視圖，

圖3是具有凸形的極端面的磁場發生器的第二實施例，

圖4是具有凹形的極端面的磁場發生器的第三實施例，

圖5是具有方形的基礎面的磁場發生器的第四實施例，

圖6是具有部分平坦的極表面的磁場發生器的第五實施例，

圖7是根據第一實施例所述的磁場發生器的磁場線的側視圖，