位置传感器制造技术

本发明专利技术提供一种位置传感器，该位置传感器通过对励磁线圈和检测线圈使用特定的线圈图案来产生较大的感应电力，以此提高输出信号的ＳＮ比。电磁感应式旋转编码器具备：励磁基板，其包括励磁线圈；检测基板，其与励磁基板相向地被固定在可动体上，并包括通过间隙与励磁线圈相向配置的检测线圈；以及控制器，其对励磁线圈输出励磁信号，并对来自检测线圈的检测信号进行处理。控制器具备：以高频对励磁线圈进行励磁的励磁电路和高频产生电路；解调电路，其对随着对励磁线圈励磁而从检测线圈输出的信号进行解调；波形整形电路，其对来自解调电路的信号进行波形整形；以及脉冲产生电路，其根据来自波形整形电路的信号来输出脉冲信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用于检测可动体的动作位置的位置传感器。
技术介绍
以往，作为这种技术，可举出广泛使用于各领域的旋转传感器。在汽车用发动机 中，使用作为旋转传感器之一的曲轴位置传感器(crank angle sensor)来检测其旋转速度、旋转相位。在以下专利文献1中记载有这种曲轴转角传感器的一例。作为曲轴位置传感器的代表性传感器，已知有使用了磁性拾波器(magnetic Pickup)的传感器。其代表性使用方法为如下与设置在旋转轴上的齿轮状的磁性材料相 向地放置由磁铁与线圈构成的磁性拾波器，根据该拾波器与磁性材料的空隙距离发生变化，从磁性拾波器输出电压波形。该方式的问题点是磁性拾波器的前端的磁通量的尖锐化受限制，齿轮状磁性材料的齿数的增加也受限制，因此角度分辨率受限制。另外，作为检测旋转的其它方式，已知有一般的光学式旋转编码器。在以下专利文献2中记载有其一例。然而，光学式旋转编码器使用光，因此存在容易附着污染物质这种问题。另外，如果为了提高分辨率而缩小狭缝则狭缝容易被污染物质堵塞，仍然难以在容易与 油、灰尘等接触的恶劣环境中使用。因此，能够举出与光学式不同的、通过利用磁场的变化来能够避免污染物质的问题的电磁感应式旋转编码器。在以下专利文献3中记载有其一例。这种电磁感应式旋转编 码器具备被固定在旋转体上的磁体和多个线圈图案(coil pattern)，其中，上述多个线圈 图案与该磁体可相向地被配置，并检测随着旋转体的旋转的磁体的通过。这些线圈图案在 电气上错开相位地被配置在印制电路基板上的线圈图案区域内。专利文献1 日本特开2001-41092号公报专利文献2 日本特开平6-95798号公报专利文献3 日本特开平9-170934号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在专利文献3中记载的电磁感应式旋转编码器中，即使通过磁体来使线圈图案(一匝线圈)产生感应，也由于其电压不足，因此有可能由于噪声等影响而无法得到正 确的输出信号。本专利技术是鉴于上述情形而完成的，其目的在于提供一种通过对励磁线圈和检测线圈使用特定的线圈图案来使其产生较大的感应电力由此提高输出信号的SN比的位置传感器。用于解决问题的方案为了达到上述目的，第一专利技术所述的专利技术的宗旨在于，一种用于检测可动体的动 作位移的电磁感应式位置传感器，该位置传感器具备励磁基板，其包括励磁线圈；检测基板，其与励磁基板相向地被固定在可动体上，并包括通过间隙与励磁线圈相向地配置的检 测线圈；高频励磁电路，其以高频对励磁线圈进行励磁；以及解调电路，其对检测信号进行解调，该检测信号是随着对励磁线圈励磁而从检测线圈输出的信号，其中，励磁线圈和检测 线圈形成为弯折形状的线圈图案。 根据上述专利技术的结构，由于可动体进行动作，因此检测基板与可动体一起动作，检 测线圈通过间隙与励磁基板的励磁线圈相向地进行动作。此时，通过高频励磁电路对励磁 线圈以高频进行励磁，由此励磁线圈产生磁场，由此，检测线圈产生感应电力，该感应电力 从检测线圈被输出为检测信号。该检测信号被解调电路进行调制，由此得到反映了可动体 的动作位移的解调信号。在此，励磁线圈被以高频进行励磁，因此即使励磁线圈和检测线圈 被简化为弯折形状的线圈图案，在励磁线圈和检测线圈之间也得到充分的电磁耦合，检测 线圈能够确保某种程度大小的感应电力。另外，通过将励磁线圈和检测线圈设为弯折形状 的线圈图案，不需要卷绕很多线圈而将励磁线圈和检测线圈分别紧凑地设置在励磁基板和 检测基板上。为了达到上述目的，第二专利技术所述的专利技术的宗旨在于，在第一专利技术所述的专利技术中， 在励磁基板上设置有多排励磁线圈，多排励磁线圈被配置成在电气上相位相互错开，多排 励磁线圈分别构成为被高频励磁电路以高频进行励磁，在检测基板上设置有多排检测线 圈，多排检测线圈被配置成相同相位，分别与多排检测线圈对应地设置有多个解调电路。根据上述专利技术的结构，除了第一专利技术所述的专利技术的作用以外，在多排励磁线圈与 多排检测线圈之间分别得到充分的电磁耦合。多排励磁线圈配置成在电气上相位错开，因 此通过各排检测线圈，得到在电气上相位错开的检测信号，这些检测信号被对应的解调电 路进行解调而分别输出解调信号。为了达到上述目的，第三专利技术所述的专利技术的宗旨在于，在第一专利技术所述的专利技术中， 在励磁基板上设置有基准励磁线圈，该基准励磁线圈按照可动体的每个单位动作量仅一处 具有一个弯折图案的励磁线圈构成，基准励磁线圈构成为被高频励磁电路以高频进行励 磁，在检测基板上设置有基准检测线圈，该基准检测线圈由与基准励磁线圈电磁耦合的具 有一个弯折图案的检测线圈构成，与基准检测线圈对应地设置有另外的解调电路。根据上述专利技术的结构，除了第一专利技术所述的专利技术的作用以外，通过基准励磁线圈 与基准检测线圈进行电磁耦合，表示可动体的动作的基准位置的信号从基准检测线圈被输 出，并被另外的解调电路进行解调之后输出解调信号。为了达到上述目的，第四专利技术所述的专利技术的宗旨在于，在第三专利技术所述的专利技术中， 基准励磁线圈和基准检测线圈形成为涡旋状图案。根据上述专利技术的结构，对于第三专利技术所述的专利技术的作用，分别形成为涡旋状图案 的基准励磁线圈和基准检测线圈进行较强电磁耦合，从基准检测线圈输出的信号电平变尚ο为了达到上述目的，第五专利技术所述的专利技术的宗旨在于，在第一专利技术所述的专利技术中， 还具备波形整形电路，其用于对从解调电路输出的解调信号进行波形整形；以及脉冲产 生电路，其根据从波形整形电路输出的信号(零交叉信号)的上升沿和下降沿来产生单触 发脉冲(one-shot pulse)信号。根据上述专利技术的结构，除了第一专利技术所述的专利技术的作用以外，根据从波形整形电路输出的零交叉信号的上升沿和下降沿来从脉冲产生电路产生单触发脉冲信号，因此与仅根据上升沿来产生脉冲信号的情况相比，脉冲信号数增加。为了达到上述目的，第六专利技术所述的专利技术的宗旨在于，在第二专利技术所述的专利技术中， 还具备多个波形整形电路，该多个波形整形电路用于对分别从多个解调电路输出的解调 信号进行波形整形；多个脉冲产生电路，该多个脉冲产生电路根据分别从多个波形整形电 路输出信号(零交叉信号)的上升沿和下降沿来产生单触发脉冲信号；以及逻辑或输出电 路，其输出分别从多个脉冲产生电路输出的单触发脉冲信号的逻辑或。根据上述专利技术的结构，除了第二专利技术所述的专利技术的作用以外，从与多排检测线圈 对应的多个解调电路分别输出的解调信号通过对应的多个波形整形电路分别被波形整形 为零交叉信号，根据这些零交叉信号来从多个脉冲产生电路分别输出单触发脉冲信号，这 些多个单触发脉冲信号在逻辑或输出电路中在时间序列上汇总为一个逻辑或信号而被输 出ο为了达到上述目的，第七专利技术所述的专利技术的宗旨在于，在第三专利技术或者第四专利技术 所述的专利技术中，还具备逻辑异或输出电路，该逻辑异或输出电路输出如下信号的逻辑异或， 艮口，检测线圈通过解调电路输出的与解调信号有关的信号和基准检测线圈通过另外的解调 电路输出的与解调信号有关的信号。根据上述专利技术的结构，除了第三专利技术或者第四专利技术所述的专利技术的作用以外，检测 线圈输出的与从解调电路输出的解调信号有关的信号和基准检测线圈输出的与从另外的 解调电路输出的解调信号有关的信号，在逻辑异或输出电路中在时间序列上汇总为一个逻 辑异或信号而被输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位置传感器，该位置传感器是用于检测可动体的动作位移的电磁感应式位置传感器，其特征在于，具备：　　励磁基板，其包括励磁线圈；　　检测基板，其与上述励磁基板相向地被固定在上述可动体上，并包括通过间隙与上述励磁线圈相向地配置的检测线圈；　　高频励磁电路，其以高频对上述励磁线圈进行励磁；以及　　解调电路，其对检测信号进行解调，该检测信号是随着对上述励磁线圈的励磁而从上述检测线圈输出的信号，　　其中，上述励磁线圈和上述检测线圈形成为弯折形状的线圈图案。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：井上铁治，
申请(专利权)人：爱三工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]