從EP 1 828 722 Bl中已知帶有電感式的第一設(shè)備和電感式的第二設(shè)備的電感式的位置偵測器,其中,所述電感式的第一設(shè)備包括無源的共振回路,并且所述電感式的第二設(shè)備限定測量路段并且包括至少兩個接收繞組。所述電感式的第二設(shè)備如此地配置,使得該電感式的第二設(shè)備在使用中在無源的共振回路中感應(yīng)了交變電流,從而在所述無源的共振回路中被感應(yīng)的交變電流由于在接收繞組和無源的共振回路之間的相互的感應(yīng)而在每個接收繞組中感應(yīng)了交變信號,其中,此信號對于在所述測量路段上的電感式的第一設(shè)備的位置是指代的。
從申請DE 10 2013 225 918.2、DE 10 2013 225 874.7、DE 10 2013 225 897.6、DE 10 2013 225 873.9和DE 10 2013 225 921.2中已知電感式的傳感裝置的另外的構(gòu)造方案。
本發(fā)明的任務(wù)在于,闡明用于電感式的感測器的角度傳感單元和電感式的感測器,由此能夠以簡單的方式實現(xiàn)在360°內(nèi)的絕對的角度測量。
按照本發(fā)明的第一方面,借助于帶有權(quán)利要求1中的特征的角度傳感單元解決所述任務(wù)。權(quán)利要求的內(nèi)容通過對于說明書的內(nèi)容的明顯的引用來作出。
本發(fā)明所針對的基本想法是,借助于額外的基準振蕩回路,建立在所述角度傳感單元上的明確的基準位置或明確的基準點。所述第一振蕩回路如此地與所述感測器的接收線圈配合作用,從而能夠雖然精準地卻僅相對地測定轉(zhuǎn)角。但是,該振蕩回路不足以:明確地相對于一個或多個完全的回轉(zhuǎn)來確定所述轉(zhuǎn)角。從所述相對的角度的相對于明確的基準位置的信息中,能夠關(guān)于一個完全的回轉(zhuǎn)來明確地確定所述角位置。在此,本發(fā)明的優(yōu)點尤其在于,所述基準振蕩回路的作用方式與所述第一振蕩回路的作用方式重疊,并且由此在感測器方面不需要額外的元件,以用于偵測所述基準振蕩回路。以這種方式,能夠比較簡單地在角度傳感單元上建立基準點。
但是,為了在所述第一振蕩回路和所述基準振蕩回路之間進行區(qū)分,必要的是,所述基準振蕩回路在駛越所述感測器或所述一個或多個接收線圈時造成在測量中的改變,該測量與當基準振蕩回路不與接收線圈配合作用時的測量不同。因此尤其有利的是,所述基準振蕩回路僅具有對所述測量的逐點的作用。尤其有利的是,在感測器處的或在接收線圈處的基準振蕩回路造成了逐點的和經(jīng)表現(xiàn)出的電壓幅值。這點能夠要么通過基準振蕩回路的造型要么通過所述基準振蕩回路的組件的單個的參數(shù)的設(shè)計來實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的角度傳感單元通過以下方式以有利的方式被改型,即所述第一振蕩回路和所述基準振蕩回路分別具有固有頻率,其中,所述基準振蕩回路的固有頻率不同于所述第一振蕩回路的固有頻率。所述基準振蕩回路能夠以這種方式尤其簡單地不同于第一振蕩回路。
根據(jù)本發(fā)明的角度傳感單元通過以下方式以有利的方式被改型,即所述第一振蕩回路和基準振蕩回路布置在承載體上,其中,所述基準振蕩回路和所述第一振蕩回路彼此交叉或布置在所述承載體上。以這種方式確保的是,所述第一振蕩回路的和所述基準振蕩回路的識別可靠地起作用。為了測定所述基準振蕩回路,不需要所述接收線圈的單獨的匹配。此外,以這種方式,所述振蕩回路的尤其節(jié)約位置的布置方式是可行的。
根據(jù)本發(fā)明的角度傳感單元通過以下方式以有利的方式被改型,即所述角度傳感單元具有多個基準振蕩回路。以這種方式,能夠執(zhí)行從圓節(jié)段的區(qū)分,該區(qū)分對于該圓節(jié)段按照使用情況能夠是有利的。
根據(jù)本發(fā)明的角度傳感單元通過以下方式以有利的方式被改型,即所述基準振蕩回路中的至少一個具有明確的固有頻率。以這種方式,以簡單的方式確保的是,所述基準振蕩回路能夠彼此不同。因為未改變在所述角度傳感單元上的基準振蕩回路的位置,則足以明確地識別許多基準振蕩回路中的一個,以便能夠推斷出所述另外的基準振蕩回路。帶有相同的固有頻率的基準振蕩回路能夠例如借助于基準振蕩回路的相對于所述明確的基準振蕩回路的計數(shù)而被明確地識別。
根據(jù)本發(fā)明的角度傳感單元通過以下方式以有利的方式被改型,即基準振蕩回路均勻地間隔地沿著所述角度傳感單元的運動軌跡進行布置。
根據(jù)本發(fā)明的角度傳感單元通過以下方式以有利的方式被改型,即多個基準振蕩回路以45°、90°或180°的間距彼此間隔。
根據(jù)本發(fā)明的角度傳感單元通過以下方式以有利的方式被改型,即基準振蕩回路包括導體線路和電容器。
根據(jù)本發(fā)明的角度傳感單元通過以下方程以有利的方式改型,即基準振蕩回路的固有頻率借助于導體線路的造型和/或借助于電容器的容量來限定。
根據(jù)本發(fā)明的角度傳感單元通過以下方式以有利的方式被改型,即基準振蕩回路基本上沿著徑向進行延伸構(gòu)造。通過所述基準振蕩回路的沿著周向很窄的構(gòu)造方案或其槽狀的形狀,能夠經(jīng)過所述接收線圈尤其明顯地識別所述基準點的或基準振蕩回路的通過。尤其有利地,如此地構(gòu)造所述基準振蕩回路,使得通過所述基準振蕩回路在所述接收線圈中造成的電壓峰值尤其顯著地得到,并且由此所述基準振蕩回路的識別可靠地可行。作為備選方案但是也能夠考慮的是,關(guān)于沿著所述周部的某種寬度來構(gòu)造所述基準振蕩回路,以便例如盡可能早地識別:是否人員處于所述過零的區(qū)域中。因此,分別按照使用情況進行區(qū)分:這兩個變體方案中的哪個是有利的。
此外,按照本發(fā)明的第二方面,借助于帶有并列的獨立主權(quán)利要求的特征的感測器來解決所述任務(wù)。作為對角度傳感單元的特征的補充方案,一種感測器尤其有利,該感測器使得所述角度傳感單元的可行方案可被使用。
根據(jù)本發(fā)明的感測器通過以下方式以有利的方式被改型,即如此地構(gòu)造所述評估單元,使得從所述第一振蕩回路的和基準振蕩回路的位置中能夠求取所述角度傳感單元的絕對角度。
根據(jù)本發(fā)明的感測器通過以下方式以有利的方式改型,即借助所述評估單元能夠求取角度傳感單元的旋轉(zhuǎn)速度。對此,尤其有利地使用多個基準振蕩回路。尤其優(yōu)選的是,將基準振蕩回路彼此布置在均勻的間距中。該感測器能夠以這種方式用作角度感測器并且同時用作轉(zhuǎn)動速度感測器。
根據(jù)本發(fā)明的感測器通過以下方式以有利的方式改型,即所述基準振蕩回路被限定為角度傳感單元的過零。
在下文借助實施例和附圖更加詳細地說明所述任務(wù)。圖示:
圖1是根據(jù)本發(fā)明的角度傳感單元的示意性圖示;并且
圖2是根據(jù)本發(fā)明的感測器的示意性展示。
圖1示出了對于用于測定旋轉(zhuǎn)的元件的位置的電感式的感測器的根據(jù)本發(fā)明的角度傳感單元1的主要的部分。角度傳感單元具有第一振蕩回路10。額外于第一振蕩回路10,角度傳感單元具有至少另一個明確地能夠識別的基準振蕩回路11,以便形成在所述角度傳感單元上的基準位置。第一振蕩回路10以及所述基準振蕩回路11包括導體線路和電容器,并且與感應(yīng)的和電容的元件形成電的振蕩回路。由此,第一振蕩回路10的和基準振蕩回路11的結(jié)構(gòu)在原則上相同。
在所述附圖中未示出承載體,所述振蕩回路10、11布置在所述承載體上。承載體能夠例如是電路板,所述振蕩回路10、11印制或另外安設(shè)在所述承載體上。所述承載體再者能夠以不同的方式與旋轉(zhuǎn)的元件、例如軸相連。但是,承載體的和旋轉(zhuǎn)的元件的結(jié)構(gòu)不是本發(fā)明的主要方面并且匹配至相應(yīng)的使用情況的要求。
圖2示出了激勵線圈30和兩個接收線圈20、21。激勵線圈30圓形地圍繞接收線圈20、21布置并且利用交變電壓U~進行供應(yīng)。接收線圈20、21由導體線路構(gòu)造,該導體線路形成多個基本上多個方形地成形的彼此布置在十字形中的區(qū)段。接收線圈20、21在此分別以優(yōu)選45°圍繞中點2彼此扭轉(zhuǎn),以便實現(xiàn)在所述接收線圈的輸出電壓之間的相移。由于所述交變電壓U~,產(chǎn)生了圍繞激勵線圈30的激勵場,該激勵場又在接收線圈20、21中分別感應(yīng)了輸出電壓。感測器的作用方式包括振蕩回路10、11,并且所述線圈20、21、30從現(xiàn)有技術(shù)中充分已知并且在這里不被進一步闡釋。此外,角度傳感單元1也能夠與所述激勵線圈和接收線圈20、21、30的其它的位型進行使用。
所述激勵線圈和接收線圈30、20、21布置在另一個第二承載體上,該承載體相對于所述角度傳感單元的承載體布置,從而振蕩回路10、11和線圈30、20、21全等地或重疊地彼此定位,可與兩個重疊的盤進行對比。理想地,所述兩個承載體的中點2應(yīng)該位于轉(zhuǎn)動軸線上。
為了能夠在信號技術(shù)方面將第一振蕩回路10與基準振蕩回路11區(qū)分,所述基準振蕩回路11具有自身的頻率,該頻率不同于所述第一振蕩回路10的頻率。基準振蕩回路11具有比所述第一振蕩回路10的明顯更小的寬度。同樣,基準振蕩回路11的高度比第一振蕩回路10的高度小得多。此外,所述基準振蕩回路11布置在所述第一振蕩回路10的頭側(cè)之一處。由于所述基準振蕩回路11的固有的自身的頻率、帶有受限的膨脹或尺寸的較小的尺寸以及在一個位置處的布置方式,所述基準振蕩回路11的作用區(qū)域被限制到接收線圈上并且能夠簡單地被識別?;鶞收袷幓芈樊a(chǎn)生了在接收線圈20、21的輸出電壓中的能夠識別的電壓改變,當此區(qū)域抹蓋或駛越所述接收線圈20、21時,即當?shù)谝徽袷幓芈返膶χ玫念^側(cè)(在那里,不存在基準振蕩回路)在所述接收線圈方面獲知時。不強制必要的是,所述基準振蕩回路11布置在所述第一振蕩回路的頭側(cè)處。分別按照角度傳感單元1的承載體的形狀當然以及按照所述接收線圈20、21的形狀,所述基準振蕩回路11能夠布置在另一個位置處,在那里,它能夠與接收線圈20、21配合作用。例如足夠的是,如此地定位所述基準振蕩回路11,從而它大約與所述接收線圈20、21的邊緣區(qū)域交疊,正如在圖2中所示那樣。
能夠考慮的是,第一振蕩回路10和基準振蕩回路11彼此交叉地布置。在此,能夠使得這樣的布置方式不依賴于所述接收線圈的構(gòu)造。此外,有利的是,槽狀地構(gòu)造所述基準振蕩回路,從而它基本上沿著徑向延伸。所述角度傳感單元的一個另外的在這里未示出的配置方案設(shè)置了多個基準振蕩回路。優(yōu)選地,基準振蕩回路中的至少一個應(yīng)該具有明確的固有頻率,該固有頻率不同于所述另外的基準振蕩回路的固有頻率。這點能夠例如通過所述導體線路的不同的造型或通過電容器的不同的選擇來進行。在此,所述基準振蕩回路能夠均勻地間隔地沿著所述運動軌跡、沿著周線、角度傳感單元進行布置。在所述基準振蕩回路之間的45°、90°或180°的間距是有利的。
所述輸出電壓的通過所述基準振蕩回路所產(chǎn)生的電壓改變或電壓差通過評估單元能夠被用于:將所述第一振蕩回路的相對的角度固定地參照至少一個基準點。從相對于所述基準點的相對的角度的信息中,能夠求取所述角度傳感單元的絕對角度。能夠尤其簡單地實現(xiàn)這點,當如此地配置到所述評估單元中,使得基準振蕩回路被限定為過零或零點時。此外,可行的是,借助于所述評估單元能夠求取所述角度傳感單元的旋轉(zhuǎn)速度,辦法是:測量在基準點的兩個測量之間的時間間距。存在越多的基準振蕩回路,則有待測量的速度越準確,并且在所述基準點的測量之間的時間間距越小。