DE102006007926A1 - Sensor arrangement for recording rotational speed and angle of rotation of encoders, has ferromagnetic area, and flow guide plate is provided with flow guidance elements which overlap simultaneously two magnetic parallel pole - Google Patents

Sensor arrangement for recording rotational speed and angle of rotation of encoders, has ferromagnetic area, and flow guide plate is provided with flow guidance elements which overlap simultaneously two magnetic parallel pole Download PDF

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Abstract

The arrangement has magnetic or ferromagnetic area. The flow guide plate (6,7) is provided with flow guidance elements (8,12) which overlap simultaneously two magnetic parallel poles (11) or equally acting material areas of the encoder (1) in sections. Flow guidance elements bundle magnetic flow conducted through the magnetic parallel poles and conduct to the monitoring area of the magnetic field sensor (3).

Description

Gebiet der ErfindungTerritory of invention

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zur Erfassung der Drehzahl und/oder des Drehwinkels eines magnetisch arbeitenden Encoder-Sensor-Systems gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a sensor arrangement for detecting the rotational speed and / or the angle of rotation of a magnetically operating encoder-sensor system according to the preamble of claim 1.

Typische Encoder-Sensor-Anwendungen im Kfz-Bereich, z.B. für die Erfassung der Drehgeschwindigkeit von Antriebsrädern in einem Anti-Blockier-System – ABS) arbeiten mit einem Encoder mit einem Magnetmaterial, dass multipolar magnetisiert ist und mit einem Sensor, der nach dem Hall-Prinzip oder magnetoresistiv arbeitet. Dabei wirkt auf den Sensor das Magnetfeld eines Pols oder Polpaares. Um eine akzeptable Signalgüte zu erzielen, ist es notwendig, den Sensor sehr dicht am Encoder zu positionieren und dadurch den Luftspalt klein zu halten. Deshalb muss bei der Montage von Encoder und Sensor auf sehr geringe Toleranzen aller Bauteile geachtet werden. Bei Großserienfertigungen ist es oftmals problematisch, diese hohen Positions-Anforderungen einzuhalten und einen sehr kleinen Luftspalt zwischen Enco der und Sensor zu realisieren. Außerdem ist bei zu kleinen Luftspalten die Gefahr von sich im Luftspalt festsetzenden Verunreinigungen groß, die das Messergebnis verfälschen können.typical Encoder sensor applications in the automotive sector, e.g. for the capture the rotational speed of drive wheels in an anti-lock braking system - ABS) work with an encoder with a magnetic material that is multipolar magnetized and with a sensor that uses the Hall principle or magnetoresistive is working. The magnetic field of a pole or. Acts on the sensor Pole pair. In order to achieve an acceptable signal quality, it is necessary To position the sensor very close to the encoder and thereby the Air gap to keep small. Therefore, when mounting encoder and sensor are respected on very small tolerances of all components. For mass production It is often problematic to meet these high position requirements and a very small air gap between Enco's and sensor too realize. Furthermore If the air gaps are too small, there is the danger of being in the air gap stuck impurities large, which can falsify the measurement result.

Die Signalgüte des Sensors wird auch vom Einzelteilungsfehler und vom Summenteilungsfehler des Encoders beeinflusst. Der Einzelteilungsfehler resultiert aus Abweichungen der Ausdehnung eines Polpaares von einer vorgegebenen Periodenlänge bzw. einem vorgegebenen Winkel. Der Summenteilungsfehler eines Encoders resultiert aus der Toleranz einzelner Teilungen, welche über den gesamten Encoder aufsummiert und betrachtet werden. Diese kann in ungünstigen Fällen zu Schwankungen in der Signalfrequenz im Sensor und damit zu einer fehlerhaften Messsignalaufbereitung führen (z.B. bei der Überwachung einer Geschwindigkeit). Die zulässige Toleranz des Summenteilungsfehlers liegt bei ABS-Encodern beispielsweise bei ca. 1,5-2%. Dieser ohnehin vorhandene Summenteilungsfehler verschlechtert die Signalgüte bei zunehmenden Abstand zwischen Encoder und Sensor zusätzlich.The signal quality The sensor is also distinguished from the unit error and the cumulative pitch error of the sensor Encoders influenced. The itemization error results from deviations the extension of a pole pair of a predetermined period length or a predetermined angle. The cumulative error of an encoder results from the tolerance of individual divisions, which over the total encoders are summed up and viewed. This can be in unfavorable make to fluctuations in the signal frequency in the sensor and thus to a erroneous measurement signal conditioning (for example during monitoring a speed). The permissible tolerance For example, the sum pitch error is due to ABS encoders at about 1.5-2%. This already existing cumulative pitch error deteriorates the signal quality with increasing distance between encoder and sensor additionally.

Die DE 103 38 120 A1 beschreibt einen magnetischen Multipolencoder mit einem Markierungsabschnitt zur Definition einer Referenzlage. Durch einen derartigen Markierungsabschnitt wird zunächst ein größerer Einzelteilungsfehler in diesem Abschnitt erzeugt. Hier wird eine Lösung zur Minimierung dieses Einzelteilungsfehlers beschrieben, indem der Markierungsabschnitt so ausgebildet ist, dass er einen mittleren Bereich umfasst, der nicht oder nur schwach magnetisiert ist, sowie zwei mit gleicher Polung magnetisierte Streifen, die sich beiderseits an den mittleren Bereich anschließen.The DE 103 38 120 A1 describes a magnetic multipole encoder with a marking section for defining a reference position. Such a marking section initially generates a larger itemization error in this section. Here, a solution for minimizing this division error is described by forming the marking portion so as to include a central portion which is not or only weakly magnetized, and two equally-polarized magnetic strips adjoining the central portion on both sides.

Die DE 199 41 860 A1 beschreibt eine Möglichkeit zur Verbesserung der Signalgüte eines Magnetfeldsensors mit einem Magneten in einer Anordnung mit einem ferromagnetischen Encoder mit Markierungselementen, wie zum Beispiel Zähnen, Löchern oder anderen Markierungen. In dieser Anordnung wird zusätzlich eine Flussrückführung für das Magnetfeld des Perma nentmagneten vorgesehen, durch welche eine größere Signalhöhe erzielt wird. Beschrieben ist ein Fensterencoder und eine Flussrückführung in der Form eines Joches. Die hier beschriebene Anordnung hat keine Auswirkungen auf das Encodersignal hinsichtlich des Summenteilungsfehlers des Encoders.The DE 199 41 860 A1 describes a way to improve the signal quality of a magnetic field sensor with a magnet in an arrangement with a ferromagnetic encoder with marking elements, such as teeth, holes or other markings. In this arrangement, a flux feedback for the magnetic field of the Perma nentmagneten is additionally provided, through which a greater signal level is achieved. Described is a window encoder and a flux return in the form of a yoke. The arrangement described here has no effect on the encoder signal with respect to the sum pitch error of the encoder.

Die DE 103 57 147 A1 beschreibt eine Magnetsensoranordnung mit einem multipolar magnetisierten Encoder und einem Sensorelement, welches die Magnetfeldänderungen bei einer Drehung des Encoders erfasst. Ein Feldverstärker ist zusätzlich am Sensorelement angeordnet, wodurch sich die Reichweite des zu erfassenden Magnetfeldes verbessert. Über die Funktionsweise des Feldverstärkers werden aber in dieser Druckschrift keine Angaben gemacht.The DE 103 57 147 A1 describes a magnetic sensor arrangement with a multipolar magnetized encoder and a sensor element which detects the magnetic field changes during rotation of the encoder. A field amplifier is additionally arranged on the sensor element, which improves the range of the magnetic field to be detected. About the operation of the field amplifier but no information is given in this document.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Auswirkungen der Teilungsfehler, insbesondere des Summenteilungsfehlers, eines Encoders auf die Qualität der Signalgüte des zugehörigen Sensors zu minimieren. Dies soll sowohl bei magnetischen als auch ferromagnetischen Encodern erreicht werden.Of the Invention is therefore based on the object, the effects of Pitch error, especially the sum pitch error, of an encoder on the quality the signal quality of the associated sensor to minimize. This is intended for both magnetic and ferromagnetic Encoders can be achieved.

Die Lösung der Aufgabe wird erreicht, durch eine Sensoranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The solution The object is achieved by a sensor arrangement with the features of claim 1.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass hohe Anforderungen an die Signalgüte der Sensoren auch mit größeren Luftspalten und deshalb größeren Bauteiltoleranzen erreicht werden können. Vorteilhafterweise können damit auch die Anforderungen an die Summenteilungsfehler der verwendeten Encoder herabgesetzt werden. Dies ermöglicht Einsparungen bei der Produktion der Encoder und der Sensoranordnungen. Weiterhin kann die Sensorposition zum Encoder verändert werden, was konstruktionstechnische Vorteile bringt.The particular advantages of the invention are that high demands on the signal quality of the sensors, even with larger air gaps and therefore larger component tolerances can be achieved. Advantageously, can so that the requirements for the cumulative pitch error of the used Encoder be lowered. This allows savings in production the encoder and the sensor arrangements. Furthermore, the sensor position changed to the encoder which brings constructional advantages.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zur Minimierung des Summenteilungsfehlers eines Encoders ein oder mehrere Flussleitbleche an der Encoderoberfläche anzuordnen, um den Magnetfluss mehrerer Magnetpole zu konzentrieren bzw. zusammenzufassen, bevor er von einem Sensor erfasst wird. Durch die zeitgleiche magnetische Wirkung mehrerer Magnetpole bzw. Magnetpolpaare auf den Sensor wird eine Integration des Magnetflusses durch mehrere Pole erreicht. Durch den Effekt der Mittelung der Nulldurchgangsposition mehrerer Pole ergeben sich ein geringerer Summenteilungsfehler und eine geringere Amplitudendispersion.The invention is based on the idea of arranging one or more flux baffles on the encoder surface to minimize the sum pitch error of an encoder in order to concentrate or combine the magnetic flux of a plurality of magnetic poles before it is detected by a sensor becomes. Due to the simultaneous magnetic effect of several magnetic poles or pairs of magnetic poles on the sensor, an integration of the magnetic flux is achieved by a plurality of poles. The effect of averaging the zero crossing position of several poles results in a lower sum pitch error and a lower amplitude dispersion.

Die erfindungsgemäße Magnetfeldkopplung durch Flussleitbleche kann für verschiedenartige Encoder verwendet werden, also sowohl für ferromagnetische Encoder, welche als Pole so genannte Markierungen besitzen, wie zum Beispiel Doppelfinger oder Doppelzahnencoder oder auch Fensterencoder, als auch für multipolar magnetisierte Encoder.The magnetic field coupling according to the invention River baffles can for various types of encoder are used, both for ferromagnetic Encoders, which have so-called markers as poles, such as for example, double finger or double tooth decoder or window decoder, as also for multipolar magnetized encoder.

Bei der Verwendung ferromagnetischer Encoder muss zur Erzeugung eines Magnetflusses ein Permanentmagnet am Sensor oder an den Flussleitblechen vorgesehen sein. Bei magnetischen Encodern, wie zum Beispiel Multipolarencodern, Doppelmagnetencodern oder auch Encodern mit zwei Magnetspuren, entfällt dieser zusätzliche Permanentmagnet.at The use of ferromagnetic encoders must be used to generate a Magnetic flux a permanent magnet on the sensor or on the flux guide plates be provided. For magnetic encoders, such as multipolar encoders, Double magnetic encoders or encoders with two magnetic tracks, this is not necessary additional Permanent magnet.

Die Flussleitbleche sind vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Material. Denkbar ist auch die Verwendung eines Wieganddrahtes.The Flux baffles are preferably made of a ferromagnetic material. It is also conceivable to use a Wiegand wire.

Je nach Art des Encoders und der jeweils gewählten Geometrie der Sensoranordnung haben auch die Flussleitbleche verschiedene Geometrien. Hierbei sind in einer bevorzugten Ausführungsform die Flussleitbleche mit fingerförmigen Flussleitelementen versehen und in einem Ring um den Encoder angeordnet. Aber auch Flussleitbleche mit anderen Flussleitelementen, wie Fenstern oder Zähnen oder aus Wellblech sind möglich.ever in the manner of the encoder and the respectively selected geometry of the sensor arrangement The flux baffles also have different geometries. in this connection are in a preferred embodiment the Flow baffles with finger-shaped Flux elements provided and arranged in a ring around the encoder. But also flux baffles with other flux elements, such as windows or teeth or made of corrugated iron are possible.

In einer bevorzugten Ausführungsform der fingerförmigen Flussleitelemente ist die Anzahl der Finger ungleich der Anzahl der Polpaare des Encoders. Dies ermöglicht höhere Magnetflussdichten und einen größeren Abstand der Flussleitbleche vom Encoder, weil der magnetische Widerstand von einem Pol zum benachbarten Pol größer sein muss als der Abstand bzw. der magnetische Widerstand vom Pol zum Flussleitblech.In a preferred embodiment the finger-shaped Flux guiding elements is the number of fingers not equal to the number the pole pairs of the encoder. This allows higher magnetic flux densities and a greater distance the flux baffles from the encoder, because the magnetic resistance from one pole to the adjacent pole must be greater than the distance or the magnetic resistance from the pole to the flux baffle.

Durch die Verwendung verschiedener Geometrien der Leitbleche kann auch die Anordnung des Sensors am Encoder variiert werden. War beispielsweise bisher bei einem Axialencoder eine axiale Anordnung des Sensors am Encoder erforderlich, so kann die Sensorposition bei geschickter Wahl der Flussleitblechgeometrie auch in eine radialen Position verändert werden. Beispielsweise kann der Sensor direkt am Flussleitblech positioniert werden. Das kann, wie bisher an der Encoderspur, oder auf einem Teilkreis, der größer oder kleiner ist als die Encoderspur, sein. Der Sensor kann auch integriert sein in die Flussleitblech-Encoder-Anordnung.By The use of different geometries of the baffles can also the arrangement of the sensor on the encoder can be varied. For example So far in an axial encoder an axial arrangement of the sensor required on the encoder, so the sensor position can be clever Choice of Flussleitblechgeometrie also in a radial position changed become. For example, the sensor can be directly on the flow baffle be positioned. This can, as previously s.der encoder track, or on a pitch circle that is larger or is smaller than the encoder track, its. The sensor can also be integrated be in the flux baffle encoder assembly.

Für ferromagnetische Encoder kommt eine Sensoranordnung mit einem Magneten zwischen den Flussleitblechen in Betracht. In der Kraftfahrzeugtechnik kann der Sensor außerhalb vom Lager angeordnet oder direkt am Lager befestigt sein. Dabei können Leitbleche und Encoder radflanschseitig oder zwischen den Reihen angeordnet sein.For ferromagnetic Encoder comes with a sensor assembly with a magnet between them River baffle into consideration. In automotive technology, the Sensor outside be arranged from the camp or attached directly to the camp. there can Baffles and encoder wheelflanschseitig or between the rows be arranged.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Abstand der Flussleitbleche zum Encoder kontinuierlich bis zur Sensorposition hin vergrößert, um eine gleiche Gewichtung der Teilungsfehler bei der Mittelwertbildung zu erreichen.In an advantageous embodiment is the distance of the flux guide plates to the encoder continuously up enlarged towards the sensor position to an equal weighting of the division errors in the averaging to reach.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:embodiments The invention are illustrated in the drawings and are in Following closer described. Show it:

1 eine Querschnittsdarstellung eines Axialencoders mit Flussleitblechen (Abbildung a) und mit einer radialen Sensoranordnung in einer perspektivischen Teilansicht (Abbildung b); 1 a cross-sectional view of a Axialcoders with Flussleitblechen (Figure a) and with a radial sensor arrangement in a perspective partial view (Figure b);

2 eine Draufsicht auf den Encoder aus 1; 2 a plan view of the encoder off 1 ;

3 eine Querschnittsdarstellung einer radialen Sensoranordnung zwischen den Flussleitblechen; 3 a cross-sectional view of a radial sensor arrangement between the Flußleitblechen;

4 eine Querschnittsdarstellung einer radialen Sensoranordnung zwischen den Flussleitblechen mit einem ferromagnetischen Encoder; 4 a cross-sectional view of a radial sensor arrangement between the Flußleitblechen with a ferromagnetic encoder;

5 einen Abschnitt eines radial magnetisierten Encoders; 5 a portion of a radially magnetized encoder;

6 einen Abschnitt eines Encoders mit zwei Magnetspuren; 6 a section of an encoder with two magnetic tracks;

7 eine Prinzipdarstellung eines verringerten Spalts zwischen den Flussleitblechen; 7 a schematic diagram of a reduced gap between the Flussleitblechen;

8 mehrere Ansichten einer radialen Anordnung der Flussleitbleche. 8th several views of a radial arrangement of the flux baffles.

1, Abbildung a) zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Encoderrades 01, welches um eine Drehachse 02 drehbar gelagert ist. Ein Magnetfeldsensor 03 ist in radialer Richtung an der Stirnseite des Encoderrades 01 positioniert. Es ist ein Axialencoder dargestellt, bei welchem nach dem Stand der Technik der Beobachtungsbereich des Sensors in axialer Richtung auf eine wirksame Oberfläche 04 des Encoderrades 01 gerichtet wäre. Die wirksame Oberfläche 04 kann durch verschieden Markierungen am Encoderrad 01, wie beispielsweise Fenster, Zähne oder auch magnetische Pole gebildet sein. 1 , Figure a) shows a cross-sectional view of an encoder wheel 01 which is about a rotation axis 02 is rotatably mounted. A magnetic field sensor 03 is in the radial direction on the front side of the encoder wheel 01 positioned. An axial encoder is shown, in which according to the prior art, the observation range of the sensor in the axial direction to an effective surface 04 the encoder wheel 01 would be directed. The effective surface 04 can by different markings on the encoder wheel 01 , such as windows, tough ne or magnetic poles are formed.

Ein erstes Flussleitblech 06 und ein zweites Flussleitblech 07 sind so zwischen dem Encoderrad 01 und dem Magnetfeldsensor 03 angeordnet, dass sich Flussleitelemente 08 zumindest teilweise über die wirksame Oberfläche 04 des Encoderrades 01 erstrecken und Flussleitbereiche 09 den magnetischen Fluss zum Beobachtungsbereich des Sensors leiten. Durch dies Flussleitung kann der Sensor selbst an einer Position angeordnet werden, die für die Magnetfelderfassung und im Hinblick auf sonstige konstruktive Vorgaben günstig ist.A first flux baffle 06 and a second flow baffle 07 are so between the encoder wheel 01 and the magnetic field sensor 03 arranged that flow guiding elements 08 at least partially over the effective surface 04 the encoder wheel 01 extend and flux guide areas 09 direct the magnetic flux to the observation area of the sensor. Through this flux line, the sensor itself can be arranged at a position that is favorable for the magnetic field detection and in terms of other design specifications.

1, Abbildung b) zeigt eine perspektivische Ansicht des Encoderrades 01, welches als wirksame Oberfläche sich abwechselnde magnetische Pole 11 aufweist, welche axial ausgerichtet sind. Das erste Flussleitblech 06 ist in der Abbildung b) skizziert, während das zweite Flussleitblech nicht dargestellt wurde. Die Flussleitelemente sind als Finger 12 ausgebildet, welche sich jeweils über Pole mit gleicher Polarisierung erstrecken. Die Finger des nicht dargestellten zweiten Flussleitbleches befinden sich unterhalb des Encoderrades 01 unter den Fingern des ersten Flussleitbleches, um den magnetischen Fluss zu schließen. Auf diese Weise bündeln die Flussleitbleche 06, 07 den Magnetfluss über alle von den Fingern 12 überdeckten Pole. Der Magnetkreis wird über die Flussleitbereiche 09 und einen zwischen diesen verbleibenden Luftspalt 10 geführt, in dessen unmittelbarer Nähe der Sensor 03 angeordnet ist. Damit misst der Sensor 03 nicht das jeweilige Magnetfeld an einem einzigen Pol sondern die Summe der Felder an den von den Fingern gleichzeitig überdeckten Polen. Es ist verständlich, dass die hier besonders interessierende Magnetfeldänderung, die aufgrund der Drehbewegung des Encoderrades 01 am Sensor bestimmt wird, einen Mittelung der Einzelfeldänderungen darstellt, so dass eventuell aufgrund fehlerhafter Positionierung der Pole auftretende Fehler ebenfalls gemittelt werden. 1 , Figure b) shows a perspective view of the encoder wheel 01 , which as an effective surface alternating magnetic poles 11 has, which are axially aligned. The first flux baffle 06 is sketched in the figure b), while the second flux guide plate was not shown. The flux guides are as fingers 12 formed, each extending over poles with the same polarization. The fingers of the second Flußleitbleches not shown are located below the Encoderrades 01 under the fingers of the first flow baffle to close the magnetic flux. In this way, bundle the flux baffles 06 . 07 the magnetic flux across all of the fingers 12 covered poles. The magnetic circuit is over the Flußleitbereiche 09 and an air gap remaining between them 10 guided, in the immediate vicinity of the sensor 03 is arranged. With this the sensor measures 03 not the respective magnetic field on a single pole but the sum of the fields on the poles covered by the fingers at the same time. It is understandable that the here particularly interesting magnetic field change, due to the rotational movement of the encoder wheel 01 is determined on the sensor, represents an averaging of the individual field changes, so that possibly occurring due to incorrect positioning of the poles errors are also averaged.

In einer abgewandelten Ausführungsform kann die Anzahl der Finger 12 beider Flussleitbleche 06, 07 auch von der Anzahl der Pole des Encoderrades abweichen.In a modified embodiment, the number of fingers 12 both flux baffles 06 . 07 also differ from the number of poles of the encoder wheel.

In 2 sind das Encoderrad 01 und das obere Flussleitblech 06 in einer Draufsicht dargestellt. Das Encoderrad 01 ist ein multipolar magnetisierter Encoder, wie er bereits in der 1 b) dargestellt wurde. Die Drehachse 02 verläuft senkrecht zur Bildebene. Das obere Flussleitblech 06 ist ringförmig ausgebildet und im Durchmesser wenig größer als das Encoderrad 01. Die Flussleitelemente des oberen Flussleitbleches 06 sind wiederum als Finger 12 ausgebildet, wie es ebenfalls in Bezug auf 1 b) bereits erläutert wurde. Es ist deutlich zu erkennen, das die Finger 12 sich jeweils über gleichgerichteten Polen erstrecken.In 2 are the encoder wheel 01 and the upper flux baffle 06 shown in a plan view. The encoder wheel 01 is a multipolar magnetized encoder, as it is already in the 1 b) was presented. The rotation axis 02 runs perpendicular to the image plane. The upper flux baffle 06 is annular and slightly larger in diameter than the encoder wheel 01 , The flux guide elements of the upper flux guide plate 06 are again as fingers 12 educated as it is also in terms of 1 b) has already been explained. It can be clearly seen, the fingers 12 each extend over rectified poles.

In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass bei anderen Ausführungsformen Flussleitbleche zum Einsatz kommen können, die nicht sämtliche Pole des Encoderrades überdecken müssen. Eine Fehlerreduzierung der vom Sensor erfassten Magnetfeldänderungen ist bereits erreichbar, wenn nur einige Pole in die Messung einbezogen werden. Die Flussleitbleche können daher beispielsweise teilkreisförmig gestaltet sein oder an zwei oder mehreren Positionen einzelne Pole des Encoderrades abtasten.In In this context, it should be noted that in other embodiments River baffles can be used, not all Cover the poles of the encoder wheel have to. An error reduction of the magnetic field changes detected by the sensor is already achievable if only a few poles are included in the measurement. The flux baffles can therefore, for example, part-circular be designed or at two or more positions individual poles of the encoder wheel.

3 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform, bei der der Magnetfeldsensor 03 zwischen den Flussleitbereichen 09 der Flussleitbleche 06, 07 angeordnet ist. Hier wird der Magnetfluss besonders gut vom Magnetfeldsensor 03 erfasst, weil der Magnetfluss innerhalb des Luftspaltes zwischen den Flussleitelementen 09 größer ist als außerhalb. 3 shows a further preferred embodiment in which the magnetic field sensor 03 between the flux guide areas 09 the flux baffles 06 . 07 is arranged. Here, the magnetic flux is particularly good from the magnetic field sensor 03 detected because the magnetic flux within the air gap between the flux guide 09 is greater than outside.

4 zeigt eine ähnliche Sensoranordnung wie 3, jedoch mit einem Magneten 13, welcher mit dem Magnetfeldsensor 03 zwischen den Flussleitblechen 06, 07 angeordnet ist. Bei dieser Anordnung ist vorteilhafterweise eines der beiden Flussleitbleche 06, 07 im Bereich der wirksamen Encoderradoberfläche mit Fingern ausgestaltet, das andere Flussleitblech kann als Vollblech gefertigt sein. Der Magnet 13, vorzugsweise ein Permanentmagnet, stellt die Quelle des Magnetkreises bereit, so dass das Encoderrad selbst keine dauermagnetischen Pole besitzen muss, sondern bei der Drehbewegung lediglich durch unterschiedlich magnetisch leitende Materialbereiche eine Magnetfeldänderung hervorrufen muss, die dann vom Sensor 03 ausgewertet werden. Die magnetischen Pole am Encoderrad sind in dieser Ausführungsform durch die magnetisch unterschiedlich leitenden Materialbereiche ersetzt. 4 shows a similar sensor arrangement as 3 but with a magnet 13 , which with the magnetic field sensor 03 between the flux baffles 06 . 07 is arranged. In this arrangement is advantageously one of the two flux baffles 06 . 07 configured in the region of the effective Encoderradoberfläche with fingers, the other flux baffle can be made as a solid sheet. The magnet 13 , preferably a permanent magnet, provides the source of the magnetic circuit, so that the encoder wheel itself does not have to have permanent-magnetic poles, but must cause a magnetic field change during the rotational movement only by differently magnetically conductive material areas, which then from the sensor 03 be evaluated. The magnetic poles on the encoder wheel are replaced in this embodiment by the magnetically different conductive material regions.

5 zeigt eine weitere mögliche Geometrie eines Encoderrades 01, bei welcher radial magnetisierte Pole verwendet werden. 5 shows another possible geometry of an encoder wheel 01 in which radially magnetized poles are used.

6 zeigt eine Teilansicht eines Encoderrades 01 mit zwei Magnetspuren 14 und 16. Die Pole der Magnetspuren 14 und 16 sind in axialer Richtung magnetisiert, wechseln sich aber hinsichtlich ihrer Polarität auch in radialer Richtung ab. Das obere Flussleitblech 06 ist zweigeteilt und besitzt Finger 12, welche sich in der äußeren Magnetspur 14 über dem jeweils entgegengesetzten Pol zu dem der inneren Magnetspur 16 befinden. Eine nicht dargestellte Flussrückführung ist auf der Unterseite des Encoderrades 01 vorgesehen. Der Sensor wird wiederum im Luftspalt 10 angeordnet. Diese Bauform ist besonders kompakt und gestattet eine einfache Justierung verschiedener Sensoren. 6 shows a partial view of an encoder wheel 01 with two magnetic tracks 14 and 16 , The poles of the magnetic tracks 14 and 16 are magnetized in the axial direction, but change in terms of their polarity in the radial direction. The upper flux baffle 06 is divided into two parts and has fingers 12 which are in the outer magnetic track 14 above the respective opposite pole to that of the inner magnetic track 16 are located. An unillustrated flux feedback is on the underside of the encoder wheel 01 intended. The sensor is again in the air gap 10 arranged. This design is particularly compact and allows easy adjustment of various sensors.

7 zeigt eine prinzipielle Darstellung eines oberen Flussleitbleches 06 und eines unteren Flussleitbleches 07, wobei der Abstand zwischen den Flussleitblechen 06, 07 am Luftspalt 10 verringert ist, um den Magnetfluss entsprechend zu leiten, so dass dort der Sensor für gute Messergebnisse positioniert werden kann. Eine solche Leitblechgeometrie ist für einen magnetischen Encoder, wie er in 6 dargestellt ist, geeignet. In diesem Fall sind das obere Flussleitblech 06 und das untere Flussleitblech 07 auf derselben Seite des Encoderrades 01 angeordnet. Die Flussrückführung muss durch Rückführelemente gewährleitstet sein. 7 shows a schematic representation of an upper flux guide plate 06 and a lower flux guide 07 , where the distance between the flux baffles 06 . 07 at the air gap 10 is reduced to guide the magnetic flux accordingly, so that there the sensor can be positioned for good measurement results. Such a baffle geometry is for a magnetic encoder, as in 6 is shown suitable. In this case, the upper flow baffle 06 and the lower flux baffle 07 on the same side of the encoder wheel 01 arranged. The flux return must be ensured by return elements.

8, Abbildung a) zeigt eine radiale Anordnung der Flussleitbleche 06, 07, wobei die Flussleitbleche 06, 07 U-förmig gestaltet sind, und den Encoder 01, welcher radial magnetisiert ist, nicht umgreifen. 8th , Figure a) shows a radial arrangement of the flux baffles 06 . 07 , wherein the flux guide plates 06 . 07 U-shaped, and the encoder 01 , which is radially magnetized, do not surround.

8, Abbildung b) zeigt eine Ansicht der Flussleitelemente der Flussleitbleche 06, 07 in radialer Blickrichtung von der Drehachse 02 aus gesehen. Die Flussleitelemente, welche hier wiederum als Finger 12 ausgeführt sind, sind in tangentialer Richtung versetzt angeordnet, so dass die Finger 12 des Flussleitbleches 06 über dem jeweils entgegen gesetzten Pol zu den Fingern 12 des Flussleitbleches 07 angeordnet sind. 8th , Figure b) shows a view of the Flußleitelemente the Flußleitbleche 06 . 07 in the radial direction of view from the axis of rotation 02 seen from. The flux guiding elements, which in turn here as fingers 12 are executed, are arranged offset in the tangential direction, so that the fingers 12 of flux guide plate 06 above the opposite pole to the fingers 12 of flux guide plate 07 are arranged.

8, Abbildung c) zeigt die Flussleitbleche 06 und 07 in einer Ansicht in radialer Richtung von außen in Richtung Drehachse 02. An der Sensorposition/Luftspalt 10 ist wiederum der Abstand der Flussleitbleche 06, 07 zueinander verringert. 8th , Figure c) shows the flux baffles 06 and 07 in a view in the radial direction from the outside in the direction of the axis of rotation 02 , At the sensor position / air gap 10 is again the distance of the flux baffles 06 . 07 reduced to each other.

Es sind weitere Abwandlungen der Geometrien der Flussleitbleche möglich. Dabei ist es immer Ziel, am Sensor die Magnetfeldänderung zu bündeln, die durch die Abtastung der Position mehrere Pole eines Encoderrades hervorgerufen wird.It Further modifications of the geometries of the flux baffles are possible. there It is always the goal to focus on the sensor, the magnetic field change, the by scanning the position of several poles of an encoder wheel is caused.

0101
Encoderradencoder wheel
0202
Drehachseaxis of rotation
0303
Magnetfeldsensormagnetic field sensor
0404
wirksame Oberflächeeffective surface
0505
0606
oberes Flussleitblechupper flux deflector
0707
unteres Flussleitblechlower flux deflector
0808
Flussleitelementflux collector
0909
FlussleitbereicheFlussleitbereiche
1010
Luftspalt/SensorpositionAir gap / Sensor Position
1111
PolePole
1212
Fingerfinger
1313
Magnetmagnet
1414
innere Magnetspurinner magnetic track
1515
1616
äußere Magnetspurouter magnetic track

Claims (12)

Sensoranordnung zur Erfassung der Drehzahl und/oder des Drehwinkels eines Encoders (01), welcher magnetische oder ferromagnetische Bereiche (11) umfasst, mit einem Magnetfeldsensor (03), dessen Beobachtungsbereich innerhalb eines vom drehenden Encoders (01) veränderten Magnetfeldes positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Flussleitblech (06, 07) mit Flussleitelementen (08, 12) vorgesehen ist, welche gleichzeitig mindestens zwei magnetisch gleichgerichtete Pole (11) oder gleichwirkende Materialbereiche des Encoders (01) zumindest abschnittsweise überdecken und den durch diese geführten magnetischen Fluss bündeln und zum Beobachtungsbereich des Magnetfeldsensors (03) leiten.Sensor arrangement for detecting the rotational speed and / or the rotational angle of an encoder ( 01 ), which magnetic or ferromagnetic regions ( 11 ), with a magnetic field sensor ( 03 ) whose observation range is within a range of the rotating encoder ( 01 ) is positioned changed magnetic field, characterized in that at least one flux guide plate ( 06 . 07 ) with flux-conducting elements ( 08 . 12 ) is provided, which simultaneously at least two magnetically rectified poles ( 11 ) or equivalent material areas of the encoder ( 01 ) at least partially cover and bundle the magnetic flux guided by this and the observation area of the magnetic field sensor ( 03 ) conduct. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Encoder ein Encoderrad (01) ist, an welchem zahlreiche magnetische Pole (11) alternierend angeordnet sind, die im Wesentlichen gleiche Umfangsabschnitte überdecken.Sensor arrangement according to claim 1, characterized in that the encoder is an encoder wheel ( 01 ) is, on which numerous magnetic poles ( 11 ) are arranged alternately, which cover substantially the same peripheral portions. Sensoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Encoder ein Encoderrad (01) ist, an welchem zahlreiche magnetisch unterschiedlich leitende Bereiche alternierend angeordnet sind, die im Wesentlichen gleiche Umfangsabschnitte überdecken.Sensor arrangement according to claim 2, characterized in that the encoder is an encoder wheel ( 01 ) is, on which numerous magnetically different conductive areas are arranged alternately, cover the substantially same peripheral portions. Sensoranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussleitelemente (08, 12) alle magnetisch gleichgerichtete Pole (11) bzw. alle magnetisch gleich leitenden Bereiche zumindest abschnittsweise überdecken.Sensor arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the flux guide elements ( 08 . 12 ) all magnetically rectified poles ( 11 ) or cover all magnetically identical conductive areas at least in sections. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Flussleitbleiche (06, 07) in einem Luftspalt (10) durch einen verengten Flussleitbereich (09) verringert ist, wobei der Sensor (03) in oder parallel zum Luftspalt (10) positioniert ist.Sensor arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the distance of the Flußleitblleiche ( 06 . 07 ) in an air gap ( 10 ) by a narrowed flux-conducting region ( 09 ), whereby the sensor ( 03 ) in or parallel to the air gap ( 10 ) is positioned. Sensoranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfluss im Luftspalt (10) im wesentlichen parallel zur Drehachse (02) des Encoderrades (01) gerichtet ist.Sensor arrangement according to claim 5, characterized in that the magnetic flux in the air gap ( 10 ) substantially parallel to the axis of rotation ( 02 ) of the encoder wheel ( 01 ). Sensoranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfluss im Luftspalt (10) tangential zum Encoderrad (01) gerichtet ist.Sensor arrangement according to claim 5, characterized in that the magnetic flux in the air gap ( 10 ) tangential to the encoder wheel ( 01 ). Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das die Flussleitelemente (08) als Finger (12) ausgeformt sind, die sich radial über voneinander in Umfangsrichtung beabstandeten Bereichen des Encoderrades (01) erstrecken und über Flussleitbereiche (09) miteinander verbunden sind, welches außerhalb der magnetischen/ferromagnetische Bereiche (11) des Encoderrades verlaufen.Sensor arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the the flux guide elements ( 08 ) as fingers ( 12 ) are formed, which extend radially over circumferentially spaced areas of the encoder wheel ( 01 ) and via flux-conducting regions ( 09 ) which are outside the magneti ferromagnetic regions ( 11 ) of the encoder wheel. Sensoranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Finger (12) einen rechteckigen oder polygonen Querschnitt aufweisen.Sensor arrangement according to claim 8, characterized in that the fingers ( 12 ) have a rectangular or polygonal cross-section. Sensoranordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Finger (12) parallel zur magnetisch/ferromagnetisch wirksamen Oberfläche (04) des Encoderrades (01) verlaufen.Sensor arrangement according to claim 8 or 9, characterized in that the fingers ( 12 ) parallel to the magnetic / ferromagnetic surface ( 04 ) of the encoder wheel ( 01 ). Sensoranordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Finger (12) senkrecht zur magnetisch/ferromagnetisch wirksamen Oberfläche (04) des Encoderrades (01) verlaufen.Sensor arrangement according to claim 8 or 9, characterized in that the fingers ( 12 ) perpendicular to the magnetic / ferromagnetic surface ( 04 ) of the encoder wheel ( 01 ). Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Finger (12) kleiner als die Hälfte des Abstandes der Finger (12) untereinander ist.Sensor arrangement according to one of claims 8 to 11, characterized in that the width of the fingers ( 12 ) smaller than half the distance of the fingers ( 12 ) is with each other.
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