CN113251905A - 用于测量元件位置的传感器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传感器装置，以用于测量可绕旋转轴线旋转的元件的旋转位置，该传感器装置包括：传感器包括用于发射磁场的发送器构件(110)和用于接收由第一导体(120)形成的磁场的第一接收构件，以及用于接收由第二导体(130)形成的磁场的第二接收构件，所述接收构件布置在环形的环段内，该环段具有绕旋转轴线的沿着周向方向的周期P；第一导体和第二导体各自限定多个回路，每个回路的形状在周向方向上遵循基本函数f0，该基本函数f0的周期为周期P的一半，其中仅回路的一部分的形状偏离基本函数f0一校正函数fc。

Description

用于测量元件位置的传感器装置

技术领域

本发明涉及一种传感器装置，用于测量可绕旋转轴线旋转的元件的旋转位置。另外，本发明涉及一种传感器装置，用于测量可沿轴线移动的元件的线性位置。

背景技术

这样的传感器装置通常包括用于发射磁场的至少一个发送器构件和用于接收磁场的至少两个接收构件。

另外，传感器装置通常形成为环形的环段。环形的环形段是环形的环的角扇区，其从环形的环的其余部分“切开”。更具体地说，相对于旋转轴线的外半径和内半径与环形的环毗邻，其中外半径大于内半径。此外，该段仅在环形的环上以角度Θ限定，其中角度Θ小于传感器的360°的完整机械分辨率。这样的环形的环段能够节省成本和组装空间。通常，在转子上限定以周期P间隔的多个位置元件，n是与Θ成反比的整数。

发明内容

图12示出了传感器装置1000，用于测量可绕旋转轴线旋转的元件1200的旋转位置。传感器包括用于发射磁场的发送器构件1010、由第一导体1020形成的第一接收构件和由第二导体1030形成的第一导体1020，所述接收构件1020、1030布置在用于接收磁场的环形的环段内，其绕旋转轴线沿着周向方向C具有周期P。第一导体1020和第二导体1030各自限定多个回路，每个回路在周向方向C上遵循基本函数f0，其周期为周期P的一半。

现有技术的传感器装置的缺点是它们经常不精确。例如，由于磁通量在传感器的端部相对于传感器的中心部分不同，环形的环段会引起角度误差的谐波。另外，这些角度误差会在承载传感器装置的定子与承载元件的转子之间的气隙上变化。

因此，本发明的目的是提供一种给出更高精度的解决方案。另一个目的是提供一种在组装空间上优化的解决方案，尤其是减小环形环段的面积。

上述目的通过独立权利要求解决。有利的实施例通过从属权利要求解决。

根据实施例，传感器装置用于测量可绕旋转轴线旋转的元件的旋转位置。根据第一实施例，使用极坐标系，其中平面上的每个点由距极点(即旋转轴线)的距离确定。距极点的距离在径向方向上测量，而角度在周向方向上绕极点测量。

传感器装置包括用于发射磁场的发送器构件。发送器构件可以包括线圈以便产生磁场。为了节省空间，线圈可以是平面的。特别地，线圈可以是螺旋线圈。

另外，根据实施例，传感器装置包括由第一导体形成的第一接收构件和由第二导体形成的第二接收构件，所述接收构件布置在用于接收磁场的环形的环段内，其绕旋转轴线沿周向方向具有周期P。具有周期P的环形的环段意味着环形的环段沿着周向方向基本上具有周期P。特别地，仅偏离ΔP的周期P旨在被视为基本上具有周期P的环形的环段。特别地，ΔP小于周期P的一半。

更详细地，每个接收装置绕极点绕周向方向布置在角度端Θ内。在机械上，环形的环段具有限定基本周期的非零长度P。在电气上，周期P对应于2π或360度。在本文中，术语角度分辨率是指电分辨率。

另外，根据实施例，第一导体和第二导体各自限定多个回路。两个导体使得在环形的环段内实现绝对角度测量。即，通过比较两个不同的信号，例如，除法运算，可以确定环段内的绝对位置。这对于旋转传感器尤其重要。特别地，在线性传感器中，通常使用一个导体作为相对位置，通常进行测量。然而，即使在线性传感器使用两个导体的情况下，在传感器中不使用端部部分。

另外，每个导体限定多个回路。更详细地，如本文中所使用的，回路是导线的匝(turn)。因此，当磁场线穿过回路时，各自由导体形成的两个接收构件感测由发送器构件产生的磁场。元件在转子元件上绕旋转轴线可旋转，元件由导电材料制成，当在元件中感应涡流时，元件影响发送器构件的磁场。换言之，由发送器构件产生的磁场根据元件的角度位置分布。因此，元件改变两个接收构件中的每一个中的感应电压。

另外，每个回路的形状在周向方向上遵循基本函数f0，其周期为周期P的一半。这里，遵循意味着每个回路的迹线由通过基本函数f0成型。

周期为周期P的一半的基本函数f0表示，每个导体界定至少两个区域，当第一区域在周向方向上偏移周期P的一半时，两个区域在周向方向上全等。这种布置允许传感器在环形的环段内的最紧凑的设计，从而确定2π内的角度。值得注意的是，遵循周向方向并不需要每个回路在周向方向上延伸周期P的一半。例如，导体之一可以形成三个回路，其中冷了边缘回路邻近中心回路。两个边缘回路一起形成覆盖周期P的一半的区域。

另外，根据实施例，仅回路的一部分的形状偏离基本函数f0一校正函数fc。这样的配置允许校正由磁场引起的误差，该误差在传感器的端部相对于传感器的中心部分是不同的，因此允许更精确的测量。

如本文所使用的，仅回路的一部分意味着至少一个回路但并非全部回路偏离基本函数f0所限定的形状。换言之，至少一个回路通过基本函数f0成型。

如本文所使用的，校正函数fc被理解为这样的函数，其幅值小于基本函数f0的幅值。

如本文所用，“偏离”是指当校正区域在周向方向上偏移周期P的一半时，校正区域与未校正区域变得不全等。未校正区域通过在周向方向上遵循未校正的基本函数f0的回路而成型。校正区域通过附加地由校正函数fc校正的回路成型。特别地，当校正区域以周向方向上偏移周期P的一半时，其与未校正区域仅偏离预定量。预定量使得能够重构具有减小的由磁场引起的误差的信号。值得注意的是，磁场在传感器的端部相对于传感器的中心部分不同。

有利地，第一导体形成偶数个第一回路，且第二导体形成奇数个第二回路。偶数个第一回路允许被围绕区域在周向端部处的端部部分可以具有楔形，特别是具有成角度的或尖锐的末端。这样的配置避免了误差，从而允许对第一回路产生的信号进行更精确的测量。另外，由第一接收构件接收的信号和由第二接收构件接收的信号在周向方向上偏移。这允许优化由第一接收构件接收的信号和由第二接收构件接收的信号之间的内插，从而允许更精确的测量。

甚至更有利的，多个第一回路为眼形，且多个第二回路为糖果形。眼形的第一回路限定两个凸形区域，其各自绕旋转轴线在周向方向上膨胀和收缩。糖果形的第二回路限定在周向方向上邻接的三个回路，即中心回路和两个边缘回路。中心回路限定凸形区域，其各自绕旋转轴线在周向方向上膨胀和收缩。类似地，当一个边缘回路在周向方向上以周期P偏移时且附接到另一边缘回路时，两个边缘回路共同形成组合回路。因此，组合回路限定凸形区域，其绕旋转轴线在周向方向上膨胀和收缩。这种配置允许优化利用可用的传感器空间，并可以进行更精确的测量。

根据有利的实施例，由第一导体和第二导体界定的区域的质心在周向方向上相等。这种配置允许两个接收构件所测量的值之间的相移项变为零，因此，无需考虑所述相移来校正测量。这允许更精确的测量。特别地，这种误差之后在用户端难以通过软件校正。

根据另一方面，基本函数f0由多个三角函数组成。组成意味着例如通过数学运算来组合多个不同的三角函数。甚至更有利，通过改变三角函数中的至少一个的幅值和/或相位来导出校正函数fc。因此，可以以特别简单和精确的方式计算校正函数，从而可以进行更精确的测量。

根据另一方面，每个回路或每个回路的至少一部分相对于周向方向基本上镜像对称。附加地或替代地，第一导体和第二导体，第一导体和第二导体中的每一个的至少一部分相对于径向方向遵循基本上镜像对称的轨迹。这样的配置允许接收构件使用环形的环段的对称结构，从而避免或至少减少边缘效应的误差。

“基本上”意味着每个回路的一部分或第一导体和第二导体的一部分是对称的。换言之，每个回路的至少一部分相对于周向方向镜像对称。然而，由于校正函数，不是完整的回路或完整的第一导体和第二导体是对称结构。

根据另一有利方面，由第一导体限定的多个回路相对于由第二导体限定的回路沿着周向方向偏移周期P的四分之一。更详细地，两个接收构件具有遵循周期P的一半的基本上相同的形状(除了校正因子)且沿着周向方向彼此偏移周期P的四分之一。这允许精确地确定角度。

根据另一有利方面，由第一导体限定的邻接回路和由第二导体限定的邻接回路以相反的方向缠绕。因此，在邻接回路中感应具有相反符号的电压。换言之，以相反方向缠绕的多个回路允许回路的相位/反相位布置。这样的配置允许实现更精确地确定角度。

在另一有利的实施例中，在周向方向上限定回路的两个导体的部分主要或仅包括弯曲部分。这可以进一步改善信号质量。特别地，该区域中可以不存在笔直部分。然而，这样的笔直部分可以存在于导体的其他部分中。例如，导体的部分，其在径向方向上界定回路和/或不围绕回路，例如，连接邻接回路，和/或不在周向方向上约束/限制回路，而是在径向方向上通向回路径向方向和/或用于接触，例如终止于端子或焊料部分，可以包括笔直部分。

在节省空间的配置中，发送器构件围绕接收构件。特别地，发送器构件的形状是环形的环段。

为了保持传感器装置紧凑，发送器构件和/或至少一个接收构件可以基本上位于平面中。优选地，构件位于相同的平面中。平面可以垂直于旋转轴线。这样的平面必须被理解为基本上扁平的对象，其中一个维度比其他两个维度小得多。传感器装置的部分可以例如位于PCB的前侧，而其他部分可以位于PCB的背侧。在这样的实施例中，传感器装置仍将基本上位于平面中。

在易于制造的实施例中，发送器构件和/或至少一个接收构件可以包括PCB上的导电路径。导电路径可以包括或者是导体。

磁场可以是交变磁场。例如，这可以通过在发送器构件处施加交流电来实现。

根据第二实施例，传感器装置是用于测量在轴线上线性移动的元件的线性位置。

传感器装置包括：用于发射磁场的发送器构件；用于接收由第一导体形成的磁场的第一接收构件，以及用于接收由第二导体形成的磁场的第二接收构件，所述接收构件布置在段内，该段沿着轴线基本上具有长度L；所述第一导体和第二导体各自限定多个回路，每个回路的形状沿着轴线遵循基本函数f0，其长度为L的一半，其中仅回路的一部分的形状偏离基本函数f0一校正函数fc。

第二实施例与第一实施例相同；但是，校正函数的概念适用于线性传感器。

根据第二实施例，传感器装置用于测量可沿线性轴线移动的元件的线性位置。根据第二实施例，使用笛卡尔坐标系。

传感器装置包括用于发射磁场的发送器构件。发送器构件可以包括线圈以便产生磁场。为了节省空间，线圈可以是平面的。特别地，线圈可以是螺旋线圈。

另外，根据第二实施例，传感器装置包括由第一导体形成的第一接收构件和由第二导体形成的第二接收构件，所述接收构件布置在段内，优选地形状为矩形，沿着轴线具有长度L，用于接收磁场。具有长度的段意味着段沿着轴线基本上具有长度L。特别地，仅偏离ΔL的长度L旨在视为基本上具有长度L的段。特别地，ΔL小于长度L的一半。

另外，根据第二实施例，第一导体和第二导体各自限定多个回路。两个导体使得能够在线段内进行绝对位置测量。即，通过比较两个不同的信号，例如，除法运算，可以确定段内的绝对位置。这对于线性传感器尤其重要，因为线性传感器需要在边缘提供精确的测量。通常，在线性传感器中，不使用端部部分。

另外，每个导体限定多个回路。更详细地，如本文中所使用的，回路是导线的匝。因此，当磁场线穿过回路时，各自由导体形成的两个接收构件感测由发送器构件产生的磁场。元件可沿接收构件的轴线线性移动，元件由导电材料制成，当在元件中感应涡流时，元件影响发送器构件的磁场。换言之，由发送器构件产生的磁场根据元件的线性位置分布。因此，元件改变两个接收构件中的每一个中的感应电压。

另外，每个回路的形状沿着轴线遵循基本函数f0，长度为长度L的一般。这里，遵循意味着每个回路的迹线由通过基本函数f0成型。

长度为长度L一半的基本函数f0表示每个导体界定至少两个区域，当第一区域沿着轴线偏移长度L的一般时，两个区域沿着轴线全等。这种布置允许传感器在段内的最紧凑设计。值得注意的是，沿着轴线遵循不需要每个回路在轴向方向上延伸长度L的一半。例如，导体之一可以形成三个回路，其中冷了边缘回路邻近中心回路。两个边缘回路一起形成覆盖长度L的一半的区域。

另外，根据第二实施例，仅回路的一部分的形状偏离基本函数f0一校正函数fc。这样的配置允许校正由磁场引起的误差，该误差在传感器的端部相对于传感器的中心部分是不同的，因此允许更精确的测量。

如本文所使用的，仅回路的一部分意味着至少一个回路但并非全部回路偏离基本函数f0所限定的形状。换言之，至少一个回路通过基本函数f0成型。

如本文所使用的，校正函数fc被理解为这样的函数，其幅值小于基本函数f0的幅值。

如本文所用，“偏离”是指当校正区域在轴向方向上偏移长度L的一半时，校正区域与未校正区域变得不全等。未校正区域通过沿着轴线遵循未校正的基本函数f0的回路成型。校正区域通过附加地由校正函数fc校正的回路成型。特别地，当校正区域沿着轴线偏移向长度L的一半时，其与未校正区域仅偏离预定量。预定量使得能够重构具有减小的由磁场引起的误差的信号。值得注意的是，磁场在传感器的端部相对于传感器的中心部分不同。

有利地，第一导体形成偶数个第一回路，且第二导体形成奇数个第二回路。偶数个第一回路允许被围绕区域在轴向端部处的端部部分可以具有楔形，特别是具有成角度的或尖锐的末端。这样的配置避免了误差，从而允许对第一回路产生的信号进行更精确的测量。另外，由第一接收构件接收的信号和由第二接收构件接收的信号在轴向方向上偏移。这允许优化由第一接收构件接收的信号和由第二接收构件接收的信号之间的内插，从而允许更精确的测量。

甚至更有利的，多个第一回路为眼形，且多个第二回路为糖果形。眼形的第一回路限定两个凸形区域，其各自沿着轴线膨胀和收缩。糖果形的第二回路限定在轴向方向上邻接的三个回路，即中心回路和两个边缘回路。中心回路限定凸形区域，其各自沿着轴线膨胀和收缩。类似地，当一个边缘回路在轴向方向上以周期L偏移时且附接到另一边缘回路时，两个边缘回路共同形成组合回路。因此，组合回路限定凸形区域，其在轴向方向上膨胀和收缩。这种配置允许优化利用可用的传感器空间，并可以进行更精确的测量。

根据第二实施例的优点，由第一导体和第二导体界定的区域的质心在轴向方向上相等。这种配置允许两个接收构件所测量的值之间的相移项变为零，因此，无需考虑所述相移来校正测量。这允许更精确的测量。特别地，这种误差之后在用户端难以通过软件校正。

根据第二实施例的另一方面，基本函数f0由多个三角函数组成。组成意味着例如通过数学运算来组合多个不同的三角函数。甚至更有利，通过改变三角函数中的至少一个的幅值和/或相位来导出校正函数fc。因此，可以以特别简单和精确的方式计算校正函数，从而可以进行更精确的测量。根据另一方面，每个回路或每个回路的至少一部分相对于轴向方向基本上镜像对称。附加地或替代地，第一导体和第二导体，第一导体和第二导体中的每一个的至少一部分相对于垂直于轴向方向的方向遵循基本上镜像对称的轨迹。这样的配置允许接收构件使用段的对称结构，从而避免或至少减少边缘效应的误差。

“基本上”意味着每个回路的一部分或第一导体和第二导体的一部分是对称的。换言之，每个回路的至少一部分相对于轴向方向镜像对称。然而，由于校正函数，不是完整的回路或完整的第一导体和第二导体是对称结构。

根据第二实施例的另一有利方面，由第一导体限定的多个回路相对于由第二导体限定的回路在轴向方向上偏移长度L的四分之一。更详细地，两个接收构件具有遵循长度L的一半的基本上相同的形状(除了校正因子)且沿着轴向方向彼此偏移长度L的四分之一。这允许精确地确定轴向位置。

根据第二实施例的另一有利方面，由第一导体限定的邻接回路和由第二导体限定的邻接回路以相反的方向缠绕。因此，在邻接回路中感应具有相反符号的电压。换言之，以相反方向缠绕的多个回路允许回路的相位/反相位布置。这样的配置允许实现更精确地确定位置。

在第二实施例的另一有利方面中，在轴向方向上限定回路的两个导体的部分主要或仅包括弯曲部分。这可以进一步改善信号质量。特别地，该区域中可以不存在笔直部分。然而，这样的笔直部分可以存在于导体的其他部分中。例如，导体的部分，其在垂直于轴线的方向上界定回路和/或不围绕回路，例如，连接邻接回路，和/或不在轴向方向上约束/限制回路，而是在垂直于轴线的方向上上通向回路和/或用于接触，例如终止于端子或焊料部分，可以包括笔直部分。

在第二实施例的节省空间的配置中，发送器构件围绕接收构件。特别地，发送器构件是形状为矩形的段。

为了保持传感器装置紧凑，发送器构件和/或至少一个接收构件可以基本上位于平面中。优选地，构件位于相同的平面中。平面可以垂直于目标元件的表面。这样的平面必须被理解为基本上扁平的对象，其中一个维度比其他两个维度小得多。传感器装置的部分可以例如位于PCB的前侧，而其他部分可以位于PCB的背侧。在这样的实施例中，传感器装置仍将基本上位于平面中。

在第二实施例的易于制造的方面中，发送器构件和/或至少一个接收构件可以包括PCB上的导电路径。导电路径可以包括或者是导体。

磁场可以是交变磁场。例如，这可以通过在发送器构件处施加交流电来实现。

现在将使用有利的实施例并参考附图以示例性方式详细描述本发明。所描述的实施例仅仅是可能的位置，其中，如上所述的各个特征可以彼此独立地提供或可以省略。

附图说明

现在将参照附图以举例的方式描述本发明，在附图中：

图1是根据第一实施例的传感器装置的组件的示意图，其用于测量可绕旋转轴线旋转的元件的旋转位置；

图2是在周向方向上遵循基本函数f0的回路的示意图；

图3是第一接收构件和线圈的示意图；

图4是第一接收构件的示意图，存在布置在转子处的可绕旋转轴线旋转的元件；

图5是第二接收构件和线圈的示意图；

图6是根据另一实施例的图1的传感器装置的一部分的示意图；

图7是根据另一实施例的图1的传感器装置的一部分的示意图；

图8是根据另一实施例的图1的传感器装置的一部分的示意图；

图9是根据另一实施例的图1的传感器装置的示意图；

图10是传感器的第一部分的电路板；

图11是传感器的第二部分的电路板；

图12是传感器装置的组件的示意图，用于测量可绕旋转轴线旋转的元件的旋转位置。

具体实施方式

现在将参考附图更详细地解释本发明。参照图1，是用于测量可绕旋转轴线旋转的元件200的旋转位置的传感器装置的组件100的示意图。可旋转元件可以是轴，例如汽车发动机的轴。

导电元件200附接到可旋转元件，使得其随元件旋转。在图中未示出的是，元件由n个元件组成，n是整数。每个元件连接到轴并且垂直于旋转轴线从轴侧向凸出。

传感器装置包括用于发射磁场的发送器构件110、由第一导体120形成的第一接收构件和第二导体130形成的第二接收构件。

形成翼片的元件200干扰发送器构件110产生的磁场，使得接收元件120和130根据元件200的位置且从而旋转位置而接收到磁场的不同磁场强度。因此，从接收构件120和130接收的信号，可以推断出元件200的旋转位置。

另外，图1示出了辅助线130'，其限定遵循基本函数f0的第二导体130的形状，不通过校正函数fc偏离基本函数f0的形状。值得注意的是，辅助线130'与图12所示的第二导体1030相当。第一导体120限定围绕区域122和124的两个回路。第二导体130限定围绕区域132、134和136的三个回路。第一导体120和第二导体在周向方向C上覆盖具有周期P的环形的环段。

如参考图2所详细描述的，围绕区域122、124、132和136的四个回路的形状在周向方向C上遵循具有周期P/2的基本函数f0。根据图1所示的实施例，围绕区域134的一个回路的形状偏离基本函数f0一校正函数fc。值得注意的是，辅助线130'限定回路，其围绕区域134'且在周向方向C上遵循具有P/2的基本函数f0。

首先，参考图2，更详细地描述基本函数f0。根据一个实施例，基本函数f0由第一函数f1和第二函数f2组成。第一函数f1和第二函数f2相对于圆柱形的周向方向相对于彼此基本上镜像对称。根据一个实施例，第一函数f1可以由等式(1)表示，且第二函数f2可以由等式(2)表示：

(1) f1＝HA0+HA1*cos(α)+HA2*cos(2α)+HA3*cos(3α)

(2) f2＝HA0-HA1*cos(α)-HA2*cos(2α)-HA3*cos(3α)，

其中系数HA0至HA3描述了三角函数的幅值，且α是三角函数的自变量。有利地，可以选择系数，使得第一函数f1的端点与第二函数f2的端点汇合在一起。

另外，图3示出了由限定两个回路的第一导体120形成的第一接收构件的示例，每个回路的形状在周向方向上遵循基本函数f0。更详细地，第一导体120限定两个周围区域122和124。特别地，第一导体120描绘处两个邻近的眼睛的形状，在本文中称为眼形回路。值得注意的是，每个回路遵循在图2中定义的形状。

根据一个实施例，回路以相反的方向缠绕。更详细地，在交叉点126处，第一导体120没有短路。换言之，在交叉点126的区域处，第一导体120位于不同的水平以避免电流。例如，如图10和图11所示，第一导体的第一部分120A可以位于PCB的前侧，而第一导体的第二部分120B可以位于PCB的背侧。

如图3所示，当被围绕区域122在周向方向C上偏移周期P的一半时，被围绕区域122和124全等。换言之，两个被围绕区域在周向方向上通过具有周期P的相同的基本函数f0成型。

另外，在图3中指示围绕第一接收构件的发送器构件110。当从发送器构件110发射磁场时，感应电压。箭头123和125指示线圈的缠绕方向。出于说明的目的，图中的导体是封闭的，但实际上，一侧的回路是打开的，并连接到测量这些信号的芯片。

由于第一导体120形成的两个邻接回路以相反的方向缠绕，并且由回路导体界定的区域122和124相等，因此测得的净电压为0V。

除了图3，图4示出了一个元件200，元件200与导体120的回路所围绕的区域122相对。

由于发送器构件110产生的磁场，在元件200中感应涡流。因此，磁场在区域122内减少。因此，如箭头127所示，在围绕区域122的回路中感应低电压，且测量的电压不等于0V。根据感应电压的量，可以导出元件的旋转位置。

另外，图5示出了由限定三个回路的第二导体130形成的第一接收构件的示例，每个回路的形状在周向方向上遵循基本函数f0。更详细地，第二导体130限定三个被围绕区域132、134和136。特别地，第二导体130描绘糖果的形状，在本文中称为糖果形回路。值得注意的是，中心区域134与图2所示的被围绕区域相同。另外，通过使边缘区域132在周向方向上以周期P偏移并将区域132与边缘区域136组合，可以导出与图2所示的被围绕区域相同的组合区域。

根据一个实施例，邻接回路以相反的方向缠绕。换言之，在交叉点138和139处，第二导体130没有短路。换言之，在交叉点138和139的区域处，第二导体130位于不同的水平以避免电流。例如，如图10和图11所示，第二导体的第一部分130A可以位于PCB的前侧，而第二导体的第二部分130B可以位于PCB的背侧。

如图5所示，当被围绕区域132在周向方向C上偏移周期P的一半时，被围绕区域132与被围绕区域134的一部分全等。类似地，当被围绕区域136的一部分在周向方向C上偏移周期P的一半时，被围绕区域134与被围绕区域134的一部分全等。

根据本发明，仅回路的一部分从基本函数f0偏离。根据图1所示的实施例，围绕区域134的回路从基本函数f0偏离，基本函数f0由图1中的辅助线130'所示。

更详细地，如图1所示，发送器构件110遵循环形的环段的形状。特别地，发送器构件110包括径向部分112和114以及段部分116和118。由于径向部分112、114，磁场在周向方向不恒定。更详细地，磁场在周向方向上不均匀。因此，靠近径向部分112、114的角度分辨率劣化。校正函数fc用于补偿这些误差。

根据图1所示的实施例，校正函数fc通过改变第二导体130的中心回路(即，围绕区域134的回路)的等式(1)和(2)中的系数HA1来导出校正函数。因此，通过改变由第二导体130形成的中心回路所围绕的区域134来补偿由径向部分112和114引起的误差。

图6至图9示出了替代实施例。特别地，在图6至图8中，由围绕边缘区域136的第二导体130限定的回路的形状从由遵循基本函数(其由辅助线130'指示)的回路的形状偏离。图6中所示的实施例中的校正函数fc通过改变等式(1)和(2)中的系数HA1来导出。图7中所示的实施例中的校正函数fc通过改变等式(1)和(2)中的系数HA1和HA3来导出。图8中所示的实施例中的校正函数fc通过将相移项添加到等式(1)和(2)中的自变量来导出。相移和系数变化的组合可以用于确定校正函数fc。

另外，在图9中，由围绕区域124的第一导体120限定的回路的形状从由遵循基本函数(其由辅助线120'指示)的回路的形状偏离。

值得注意的是，图6至图9仅示出了传感器装置的一部分。根据有利的实施例，第一导体和第二导体相对于径向轴线150遵循基本上镜像对称的轨迹，径向轴线指向径向方向。

必须理解，出于说明的原因，替代实施例被分开描述。其组合是可能的。例如，由第一导体限定的回路和由第二导线限定的两个回路被校正，而第二导体的第三回路(例如，中心回路)通过基本函数f0成型。值得注意的是，基本函数f0不限于等式(1)和(2)中所讨论的四个项。

有利地，元件200是环形的环段，其在周向方向上具有长度P/2。元件200与传感器100相对。元件的外半径210大于段部分116的半径，且元件的内半径220小于段部分118的半径。

此外，校正函数可以适于补偿由变化的气隙引起的在磁场中的误差。举例来说，与传感器100相对的元件200之间的距离，即气隙，取决于传感器组件的温度。例如，如果汽车在行驶，则传感器组件会加热。在传感器操作时，校正函数fc可以补偿引起气息距离的变化的温度效应。因此，优化了角度分辨率。

图10示出了传感器的第一部分的电路板，图11示出了传感器的第二部分的电路图。

根据一个实施例，发送器构件的第一部分110A位于印刷电路板(PCB)的前侧，且第二部分110B位于PCB的背侧。在这样的实施例中，传感器装置仍基本上位于平面中。

根据图10和图11所示的实施例的方面，发送器构件包括导电路径，其形成线圈，特别是弓形载体上的螺旋线圈，其实现为PCB。当电流通过发送器构件时，产生磁场，其随后被旋转构件干扰并由接收构件接收。取决于发送器构件的电流是沿一个方向还是另一个方向(例如在发送器构件中顺时针还是逆时针)流动，磁场指向一个方向或另一个方向。

根据图10和图11所示的实施例的另一方面，第一接收构件包括位于前侧的第一导体的第一部分120A，且第一导体的第二部分120B位于PCB的背侧。第二接收构件包括位于前侧的第一导体的第一部分130A，且第一导体的第二部分130B位于PCB的后侧。

根据未在图中示出的另一实施例，接收构件可以与线圈分开地制造。特别地，接收构件中的至少一个可以被制造在PCB上，并且发送器可以被制造在不同的PCB上。

图中未示出第二实施例。然而，描述的概念可以应用于线性传感器。

附图标记列表

附图标记 描述

100，1000 组件

110，1010 发送器构件

110A 发送器构件的第一部分

110B 发送器构件的第二部分

112，114 径向部分

116，118 段部分

120，1020 第一导体

120A 第一导体的第一部分

120B 第一导体的第二部分

120' 辅助线

122，124 由回路界定的被围绕区域

130，1030 第二导体

130A 第二导体的第一部分

130B 第二导体的第二部分

132，133，136 由回路界定的被围绕区域

130' 辅助线

134' 由辅助线界定的被围绕区域

150 镜像轴线

C 周向方向

R 径向方向

P 周期

P/2 半周期

P/4 四分之一周期

Claims (15)

1.一种传感器装置，用于测量可绕旋转轴线旋转的元件的旋转位置，所述传感器装置包括：

发送器构件(110)，其用于发射磁场；

第一接收构件，其用于接收由第一导体(120)形成的磁场，以及

第二接收构件，其用于接收由第二导体(130)形成的磁场，所述接收构件布置在环形的环段内，所述环段沿着绕所述旋转轴线的周向方向(C)基本上具有周期P；

所述第一导体和所述第二导体各自限定多个回路，每个回路的形状在所述周向方向上遵循基本函数f0，所述基本函数f0的周期为所述周期P的一半，

其中仅所述回路的一部分的形状偏离所述基本函数f0一校正函数fc。

2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述第一导体的数量形成偶数个第一回路，且所述第二导体形成奇数个第二回路。

3.根据权利要求2所述的传感器装置，其中多个第一回路为眼形，且多个第二回路为糖果形。

4.根据权利要求3所述的传感器装置，其中由所述第一导体和第二导体界定的区域的质心在所述周向方向上基本上相等。

5.根据权利要求4所述的传感器装置，其中所述基本函数f0由多个三角函数组成。

6.根据权利要求5所述的传感器装置，其中通过改变所述三角函数中的至少一个的幅值和/或相位来导出所述校正函数fc。

7.根据权利要求6所述的传感器装置，其中每个回路相对于所述周向方向基本上镜像对称。

8.根据权利要求7所述的传感器装置，其中所述第一导体和所述第二导体遵循相对于径向方向(R)基本上镜像对称的轨迹。

9.根据权利要求8所述的传感器装置，其中，由所述第一导体限定的多个回路相对于由所述第二导体限定的回路沿着所述周向方向偏移所述周期P的四分之一。

10.根据权利要求9所述的传感器装置，其中，由所述第一导体限定的邻接回路和由所述第二导体限定的邻接回路以相反方向缠绕。

11.根据权利要求10所述的传感器装置，其中在所述周向方向上限定回路的两个导体的部分主要包括弯曲部分。

12.根据权利要求11所述的传感器装置，其中所述发送器构件包括线圈。

13.根据权利要求12所述的传感器装置，其中所述发送器构件围绕所述第一接收构件和所述第二接收构件。

14.根据权利要求13所述的传感器装置，其中所述发送器构件和/或所述第一接收构件或第二接收构件中的至少一个基本上位于平面中，和/或所述第一接收构件或第二接收构件中的至少一个包括PCB上的导电路径。

15.一种传感器装置，用于测量在轴线上线性运动的元件的线性位置，所述传感器装置包括：

发送器构件，其用于发射磁场；

第一接收构件，其用于接收由第一导体形成的磁场，以及

第二接收构件，其用于接收由第二导体形成的磁场，所述接收构件布置在沿着所述轴线基本上具有长度L的一段内；

所述第一导体和所述第二导体各自限定多个回路，每个回路的形状沿着所述轴线遵循基本函数f0，所述基本函数f0的长度为所述长度L的一半，

其中仅所述回路的一部分的形状偏离所述基本函数f0一校正函数fc。

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