[發明專利]用于基于待檢測行程發出電信號的傳感器

在審

• 申請號: 201480051359.X
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN105556252A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: S·布魯格曼
• 申請（專利權）人: 大陸-特韋斯貿易合伙股份公司及兩合公司
• 主分類號: G01D5/14
• 分類號: G01D5/14;G01B7/30
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明涉及一種用于基于待檢測行程、特別是角度發出電信號的傳感 器和用于制造傳感器、特別是角度傳感器的方法。

背景技術

由WO2006/029946A1已知一種傳感器，其具有形式為傳感器磁體 的場發生元件和用于檢測由傳感器磁體發出的磁場的評估電路。傳感器磁 體可以經由待檢測的行程、例如旋轉角運動，其中評估電路基于由傳感器 磁體發出的磁場來檢測旋轉角并且在輸出信號中發出。因此傳感器還稱為 角度傳感器。

發明內容

本發明的目的是，改進已知的傳感器。

所述目的通過獨立權利要求的特征來實現。優選的改進方案是從屬權 利要求的主題。

根據本發明的一個方面，用于發出與旋轉角相關的輸出信號的傳感器 包括：能以旋轉角轉動的軸；不能相對轉動地固定在軸的軸向端部上的場 發生元件，用于發出物理測量場；利用氣隙與場發生元件間隔開地布置的 評估電路，用于基于物理測量場產生輸出信號，其中場發生元件通過使氣 隙能與旋轉角相關地變化的方式。

所提出的傳感器的構思在于，場發生元件可以環形地環繞軸的旋轉軸 線構成。以這種方式，在軸的每個旋轉角中，場發生元件的一部分且進而 物理測量場的一部分將會對準評估電路，從而軸的旋轉角原則上可以通過 軸的完全旋轉來檢測。然而另一方面，各個磁極的、由場發生元件發出的 物理測量場不足以使評估電路能夠基于物理測量場來識別軸的旋轉角，因 為物理測量場一定與旋轉角相關地改變。

為此雖然可以使用偶極子、例如磁體作為場發生元件，其中物理測量 場由從每一磁極發出的兩個分磁場的重疊來組成。然而在某些旋轉角情況 下，一個磁極利用其分磁場以如此程度影響物理測量場，使得另一個分磁 場不再對物理測量場產生影響。因此在該旋轉角范圍內，物理測量場接下 來可能不會與旋轉角相關地改變，從而不能明確地檢測旋轉角。

盡管如此為了仍能實現明確的檢測，在所提出的傳感器的范圍內，在 場發生元件和評估電路之間使用與旋轉角相關地能變化的氣隙。以這種方 式，不僅物理測量場本身、而且其對評估電路的作用也都與旋轉角相關地 變化。由此，無論物理測量場是否與旋轉角相關地改變，評估電路都可以 產生與旋轉角相關的輸出信號。

在此，與旋轉角相關地能變化的氣隙定義為在場發生元件和評估電路 之間的最短的距離。

在所提出的傳感器的一種改進方案中，所述場發生元件沿旋轉角的周 向方向觀察包括兩個例如之前所述的磁極，其中當兩個磁極之一位于一條 穿過軸的旋轉軸線和評估電路的線上時，能變化的氣隙最小。以這種方式， 可以在評估信號中與旋轉角相關地實現最大的信號變化(Signalsprünge)， 從而能以最大的靈敏度檢測旋轉角。

在此，能變化的氣隙可以任意地構成，例如通過軸向螺旋形延伸的場 發生元件構成。在所提出的傳感器的一種特殊改進方案中，能變化的氣隙 通過使用至少一個徑向地和/或軸向地從場發生元件突出的凸起來構成。有 利地，能變化的氣隙要通過在場發生元件上和/或在評估電路上的幾何措施 來實現，上述情況在制造技術方面可以并不耗費成本和時間地實現。

在所提出的傳感器的另一種改進方案中，能變化的氣隙由至少兩個徑 向地和/或軸向地從場發生元件突出的凸起構成，所述兩個凸起彼此以中心 對稱的方式布置。以這種方式可以發出關于旋轉角的、對稱的輸出信號， 其在計算技術方面可被特別簡單地評估。

在所提出的傳感器的另一種改進方案中，所述凸起沿旋轉角的方向基 本上等同于評估電路沿旋轉角的方向的檢測區域。以這種方式，可以更好 地避免在旋轉角的值范圍內出現恒定的輸出信號。

在所提出的傳感器的一種替選的改進方案中，從軸朝向評估電路看， 所述場發生元件沿軸向和/或徑向方向設計成橢圓形。橢圓形的場發生元件 與旋轉角相關地形成輸出信號，該輸出信號近似于正弦形并且盡可能沒有 諧波。由這種類型的正弦形信號能以技術上特別簡單的方式推導出旋轉角。

物理測量場能以任意的方式構成。特別優選地，物理測量場是磁場。 因此在所提出的傳感器的一種優選的改進方案中，場發生元件是磁體，該 磁體可以作為永久磁體在沒有電源的情況下安裝在傳感器中。

在所提出的傳感器的一種特別優選的改進方案中，所述場發生元件布 置成軸向地與軸間隔開并且徑向地與軸的旋轉軸線間隔開，上述情況可以 在特別小的構造空間的情況下實現。