用于无接触地检测两个体之间的相对转动位置的测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于无接触地检测两个体之间的相对转动位置的测量装置，特别是一种用于借助一个包括转子（６）及定子（８）的感应式位置传感器无接触地检测一第一体与一第二体之间相对于一个转动轴线的相对转动位置的测量装置（１），该位置传感器具有一个影响至少一个与该转子或定子连接的线圈的电感的、与该定子或转子连接的影响元件（２２）以及一个分析处理装置（２４）。设有至少为四个的偶数个的、用线圈轴线与转动轴线（２）平行地及围绕转动轴线（２）圆形地布置的线圈，每两个线圈彼此电耦合并分别构成一个对分析处理装置（２４）输出独立的输出信号的线圈对，一个线圈对的线圈相对于所述转动轴线（２）在直径的相反端上对置地布置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于借助一个包括一个转子及一个定子的感应式位置 传感器无接触地检测一第一体与一第二体之间相对于一个转动轴线的相对 转动位置的测量装置，该位置传感器具有一个影响至少一个与该转子或定 子连接的线圈的电感的、与该定子或转子连接的影响元件以及一个分析处 理装置。
技术介绍
这种测量装置可使用在其中必需测量转角的机动车领域的不同系统 中，例如用在节气门传感器、油门踏板值发送器、踏板模块、车身弹簧挠 度传感器、雨刷驱动器的角度测量器或摩托车的油门手把中。这种测量装置的测量原理例如基于至少一个电线圈与至少一个电容 器构成一个振荡回路，其中，该振荡回路的固有频率根据影响元件相对线 圈的相对转动位置改变。然后， 一个分析处理装置根据振荡回路的测量的 各个固有频率计算影响元件相对线圈的转角位置。确切地，在此情况下所述至少一个线圈产生一个交变电磁场，该交变 电磁场根据感应定律在影响元件中首先感应出一个电压。该感应电压在影 响元件中引起一个电流。影响元件中的该电流本身又产生出一个交变电磁 场，该交变电磁场与通过线圈产生的交变电磁场叠加并且导致线圈电感的 改变并由此导致振荡回路固有频率的可测量的改变。所述类型的测量装置已由DE 103 52 351 Al公知，其中为了测量影响 元件的转角圆形地设置了多个线圈并且借助一个转换开关使各个线圈在时 间上相继地与一个电容器连接并由一个分析处理装置根据影响元件相对有 关线圈的位置来测量通过转换开关选择出的线圈的阻抗，其中上述步骤被 这样频繁地重复，直到通过转换开关相继选择了所有线圈，即相继地与电 容器进行了连接及所有线圈的阻抗被测量为止。例如通过轴间隙引起的影响元件相对于转动轴线垂直的平面的倾翻将 导致影响元件在相关的由转换开关刚选择的线圈的磁场中位置的改变，这 又将引起测量结果的改变，因为由此配置给线圈的振荡回路的固有频率改 变，尽管影响元件的转动位置未改变。
技术实现思路
本专利技术基于一个构思，即设有至少为四个的偶数个的、用线圈轴线与 转动轴线平行地及围绕转动轴线圆形地布置的线圈，这些线圈中的每两个 线圈彼此电耦合并且分别构成一个对分析处理装置输出独立的输出信号的 线圈对，其中， 一个线圈对的线圈相对于转动轴线在直径的相反端上对置 地布置。每个线圈对优选与至少一个电容器一起构成一个振荡回路，所述 分析处理装置借助该振荡回路的频率确定两个体的相对转动位置。这些措施具有其优点，即位置传感器的转子或定子到一个偏离平行位 置的位置中的倾翻将引起一个线圈对的一个线圈中的信号改变，该信号改 变可通过该线圈对的另一线圈中的信号改变来补偿，以致这种倾翻对测量 结果没有影响。因此，这种测量装置很稳固并且尤其适合用在机动车中，在机动车中 由于振动及外力的作用将不可避免地使力作用在苏所述两个体的一个或两 个上，所述力将导致位置传感器的轴偏差或转子或定子的倾翻，例如在机 动车中的脚踏板或摩托车的油门手把中就是这种情况，在那里往往在绕转 动轴线的转矩上附加地叠加一个由操作力引起的弯矩。通过描述的其他措施可得到本专利技术的有利的进一步构型及改进。根据一个优选的实施形式，线圈至少部分地构造成扇形并且在圆周方 向上彼此隔开距离地设置，其中，至少一些扇形的线圈具有相同的中心角 并且在圆周方向上等距离间隔地布置。影响元件具有扇形的区段，这些区段具有相对于所述线圈相同的中心 角并且在圆周方向上等距离间隔地布置，使得每两个扇形的区段可与一个 线圈对上下覆盖。于是对于每个线圈对得到所属振荡回路的测量的固有频 率的线性特性曲线。根据一个特别优选的进一步构型，至少一个线圈的至少一个金属丝绕 组被设置在一个与影响元件平行的平面中并且被构造成螺旋形或曲折形。 由此得到一个非常扁平面的线圈，它尤其适合于在用于机动车的测量装置中使用，在机动车中通常可提供很小的自由结构空间。根据一个进一步的构型，为了通过增高金属丝绕组的数目来提高一个 线圈的电感以改善信噪比， 一个线圈具有多个在相互平行的平面中并且同 轴心地布置的螺旋形或曲折形的金属丝绕组，这些金属丝绕组彼此电连接。这例如可通过以下方式来实现，其方式是设有至少一个承载板，该承 载板在两侧上分别承载有至少一个平面的螺旋形或曲折形的金属丝绕组， 其中，设置在承载板两侧并且同轴心的金属丝绕组分别被配置给一个线圈。在该构思的进一步实施中，能够以多层覆技术(Multi-Layer-Technik) 设置多个相互连接的承载板，它们分别通过一个绝缘层相互隔开，但配置 给一个线圈的金属丝绕组彼此电连接。在一个背离影响元件的外承载板上 设有印制导线及分析处理装置的电的和/或电子的元件。例如影响元件被构造成板状并且构成转子，它可相对于所述至少一个 构成定子的承载板在一个平行的平面中绕转动轴线转动。由此位于定子上 的线圈的供电可特别地简单。尤其是，影响元件最好至少部分地由一种顺磁的和/或抗磁的材料如铜 制成。这样可避免在铁磁材料情况下出现的感应耦合，其中，在影响元件 与相应线圈上下覆盖增大时将使线圈电感减小并且因此使相关振荡回路的 固有频率提高。该测量装置的详细结构将借助以下对实施例的描述来阐明。 附图说明在附图中表示出本专利技术的实施例，以下将对其进行详细的描述。附图中表示图1:根据本专利技术的一个优选实施形式的测量装置的示意性电路图2:是图1中测量装置的位置传感器的俯视图3:是图2中位置传感器的线圈的金属丝绕组的俯视图4:是图2中位置传感器的特性曲线；图5:是根据另一实施形式的测量装置的另一位置传感器的俯视图； 图6:是图5中位置传感器的特性曲线； 图7:是一个位置传感器的解体图8:是图7的位置传感器的沿图9中的线vni-vin的横截面图；图9:是图8的位置传感器的俯视图； 图10:是图7的位置传感器的仰视图。具体实施例方式图1中示出用于无接触地检测转角的测量装置1的优选实施例，它用 于测量一个出于比例尺的原因未示出的加速踏板模块的电子加速踏板的操 作角度。此外，这种测量装置1可使用在各种系统(在这些系统中必须对 转角进行测量)中，在机动车领域中例如应用在节气门传感器、踏板模块 中的油门踏板的油门踏板值发送器、车身弹簧挠度传感器、雨刷驱动器的 角度测量器或摩托车的油门手把中。因此，测量装置1通常用于借助一个位置传感器4无接触地检测一个第一体与一个第二体之间相对转动轴线2的相对转动位置。位置传感器4 通常包括至少一个转子6及一个定子8，其中，设有至少一个用于影响至少 一个与转子6或定子8连接的线圈10， 12， 14， 16， 18， 20的电感的、与 定子8或转子6连接的影响元件(Beeinflussungselement) 22以及一个分析 处理装置24。最好为板状的影响元件22例如就构成转子6，该转子例如与一个加速 踏板无相对转动地连接，该加速踏板相对一个静止的轴承座可转动地被支 承。然后使定子8与该加速踏板的轴承座相连接。定子8最好承载着绕转 动轴线2同轴心地圆形布置的线圈10， 12， 14， 16， 18， 20。更确切地说，设有至少为四个的偶数个的、用线圈轴线10a， 12a， 14a， 16a (见图9)与转动轴线2平行地及围绕转动轴线2圆形地布置的线圈10， 12， 14， 1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于借助一个包括一个转子（６）及一个定子（８）的感应式位置传感器（４）无接触地检测一第一体与一第二体之间相对于一个转动轴线（２）的相对转动位置的测量装置（１），该位置传感器具有一个影响至少一个与该转子（６）或定子（８）连接的线圈（１０，１２，１４，１６，１８，２０）的电感的、与该定子（６）或转子（８）连接的影响元件（２２）以及一个分析处理装置（２４），其特征在于：设有至少为四个的偶数个的、用线圈轴线（１０ａ，１２ａ，１４ａ）与转动轴线（２）平行地及围绕转动轴线（２）圆形地布置的线圈（１０，１２，１４，１６，１８，２０），这些线圈中的每两个线圈（１０，１２或１４，１６或１８，２０）彼此电耦合并且分别构成一个对分析处理装置（２４）输出独立的输出信号的线圈对，其中，一个线圈对的线圈（１０，１２或１４，１６或１８，２０）相对于所述转动轴线（２）在直径的相反端上对置地布置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：H卡茨米尔察克，T克洛茨比歇尔，
申请(专利权)人：罗伯特博世有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]