[發明專利]旋轉角度傳感器

在審

• 申請號: 201780014014.0
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN108700433A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: F·烏特默倫;A·默茨;S·萊迪克
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01D5/20
• 分類號: G01D5/20
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 侯鳴慧

本發明涉及一種旋轉角度傳感器(10)，包括具有定子發射線圈(20)和定子接收線圈(22)的定子元件(12)；關于所述定子元件(12)圍繞旋轉軸線(R)能旋轉地受支承的轉子元件(14)，該轉子元件具有相互電連接的轉子接收線圈(28)和轉子發射線圈(30)；其中，所述轉子接收線圈(28)與所述定子發射線圈(20)感應地耦合，使得通過所述定子發射線圈(20)產生的電磁場在所述轉子接收線圈(28)中感應出電流，該電流流經所述轉子發射線圈(30)，使得所述轉子發射線圈(30)產生另外的電磁場；其中，所述定子接收線圈(22)與所述轉子發射線圈(30)感應地耦合，使得該感應耦合與所述定子元件(12)和所述轉子元件(14)之間的旋轉角度有關，并且由所述轉子發射線圈(30)產生的所述另外的電磁場在所述定子接收線圈(22)中感應出與角度有關的交流電壓；其中，所述定子發射線圈(20)具有圓形的外部部分繞組(34a)和圓形的內部部分繞組(34b)，該內部部分繞組布置在所述外部部分繞組(34a)內部并且該內部部分繞組與所述外部部分繞組(34a)這樣電連接，使得所述內部部分繞組相對于所述外部部分繞組(34a)關于電流流動方向而言反向地定向；其中，所述轉子接收線圈(28)具有圓形的外部部分繞組(34a)和圓形的內部部分繞組(34b)，該內部部分繞組布置在所述外部部分繞組(34a)內部并且該內部部分繞組與所述外部部分繞組(34a)這樣電連接，使得所述內部部分繞組相對于所述外部部分繞組(34a)關于電流流動方向而言反向地定向；其中，所述定子發射線圈(20)的所述外部部分繞組(34a)和所述轉子接收線圈(28)的所述外部部分繞組(34a)相互對準；其中，所述定子發射線圈(20)的所述內部部分繞組(34b)和所述轉子接收線圈(28)的所述內部部分繞組(34b)相互對準。

技術領域

本發明涉及一種旋轉角度傳感器，通過該旋轉角度傳感器例如可以確定軸和另外的構件之間的旋轉角度。

背景技術

為了測量旋轉角度例如已知旋轉角度傳感器，在所述旋轉角度傳感器中磁體通過相應的磁場傳感器旋轉。磁場向量的測量允許推斷出旋轉角度。這類傳感器也對外部的磁場做出反應，所述磁場例如通過由相鄰布置的電纜線產生的電流引起并且可能是對干擾非常敏感的。

另一類型的旋轉角度傳感器利用渦流效應。在此，例如金屬靶標在傳感器線圈上方運動，該傳感器線圈被供給以交流電壓并且在靶標中感應出渦流。這導致傳感器線圈的電感的減小并且允許通過頻率變化推斷出旋轉角度。例如線圈是振蕩回路的組成部分，該振蕩回路的共振頻率在電感改變時移動。然而這種類型的旋轉角度傳感器可以具有相對于裝配公差(主要是靶標的傾斜)的高的橫向靈敏度。所產生的頻率也可以通過外部的電磁場干擾(Injection Locking，注入鎖定)，因為通常以在幾十MHz的范圍內的頻率工作。

EP 0 909 955 B1示出具有在靶標上短路的平面導體線環的旋轉角度傳感器，所述導體線環與勵磁線圈的電磁交變場相互作用。

發明內容

本發明的實施方式能夠以有利的方式實現，提供能特別經濟地制造的旋轉角度傳感器，其中，所述旋轉角度傳感器提供簡單地分析處理的測量信號。

此外，關于本發明的實施方式的想法可以視為以下面所描述的思想和認知為基礎。

本發明涉及一種旋轉角度傳感器，該旋轉角度傳感器尤其可以使用在具有高電磁干擾場的環境中。旋轉角度傳感器例如可以使用在車輛中的馬達室中或馬達室附近，例如用于確定節氣門的位置、BLDC馬達的轉子位置、加速踏板的位置或凸輪軸的位置。在下面描述的旋轉角度傳感器是成本有利的，需要小的結構空間并且基于簡單的測量原理。