[发明专利]用于电磁感应式角度传感器的PCB线圈及角度测量方法

权利要求书

1.一种用于电磁感应式角度传感器装置的PCB线圈，其特征在于包括：

接收线圈（5），用于接收由转子反射线圈（6）发射出的信号,

转子反射线圈（6），用于接收定子发射线圈（7）的激励磁场，

定子发射线圈（7），用于给转子反射线圈（6）激励信号；

接收线圈（5）和定子发射线圈（7）在同一块PCB板上，且固定在静止的转轴上，转子反射线圈（6）位于传感器转子上，三个线圈之间共轴且平行固定放置；所述的转子反射线圈（6）包括环形线圈部分（13）和铜片部分（12），且环形线圈部分（13）和铜片部分（12）呈扇形；所述的定子发射线圈（7）形状为蚊香状。

2.根据权利要求1所述的用于电磁感应式角度传感器装置的线圈，其特征在于所述的接收线圈（5）包括接收粗调线圈和接收细调线圈，接收粗调线圈的位置正对转子反射线圈（6）中环形线圈部分（13），接收细调线圈的位置正对转子反射线圈（6）中的铜片部分（12）。

3.根据权利要求2所述的用于电磁感应式角度传感器装置的线圈，其特征在于所述的接收粗调线圈在PCB板上呈现两个反绕的扇形线圈，且两个扇形的切向电流方向相反；所述的接收粗调线圈包括sin接收粗调线圈（2）和cos接收粗调线圈（4）， sin接收粗调线圈（2）和cos接收粗调线圈（4）以90°夹角在PCB板上印制。

4.根据权利要求2所述的用于电磁感应式角度传感器装置的线圈，其特征在于所述的接收细调线在PCB板上呈现多个反绕的环形线圈，且相邻的线圈产生的激励磁场方向相反，所述的接收细调线圈包括sin接收细调线圈（1）和cos接收细调线圈（3）； sin接收细调线圈（1）和cos接收细调线圈（3）以90°夹角在PCB板上印制。

5.一种实施如权利要求1所述的用于电磁感应式角度传感器装置的PCB线圈的角度测量的方法，其特征在于包括如下步骤：

1）前端电源模块对定子发射线圈（7）进行交流激励，在定子发射线圈（7）轴向产生交变磁场；

2）定子发射线圈（7）产生的轴向交变磁场在接收线圈（5）和转子反射线圈（6）中激励产生交变电流，其中接收线圈（5）中的sin接收粗调线圈（2）、cos接收粗调线圈（4）、sin接收细调线圈（1）和cos接收细调线圈（3）相对于定子发射线圈（7）的有效磁通面积为0，即定子发射线圈（7）与接收线圈（5）之间的电感是互相不耦合的，接收线圈（5）中总激励电流为0；对于转子反射线圈（6），在扇形的环形线圈部分（13）产生相应的激励电流，在铜片部分（12），则产生激励涡流；

3）转子反射线圈（6）中产生的激励电流和激励涡流，根据电磁感应原理产生相应的交变磁场；转子反射线圈（6）中产生的交变磁场与定子发射线圈（7）中产生的交变磁场方向相反，大小成正比关系；

4)转子反射线圈（6）产生的交变磁场激励接收线圈（5），并且在接收线圈（5）中产生相应的激励电流,接收线圈（5）中产生的感应电场与接收线圈（5）和转子反射线圈（6）的角度θ有关；

当转子反射线圈（6）产生的交变磁场激励接收线圈（5）的sin接收粗调线圈（2）上时，sin接收粗调线圈（2）中会产生感应电场，感应电场与接收线圈（5）和转子反射线圈（6）的角度θ的关系如下：

其中C为一个常数，Ac为接收粗调线圈中产生感应电场的峰峰值；

当转子反射线圈（6）产生的交变磁场激励接收线圈（5）的cos接收粗调线圈（4）上时，cos接收粗调线圈（4）中会产生感应电场，感应电场与接收线圈（5）和转子反射线圈（6）的角度θ的关系如下：

其中C为一个常数，Ac为接收粗调线圈中产生感应电场的峰峰值；

当转子反射线圈（6）产生的交变磁场激励接收线圈（5）的sin接收细调线圈（1），上时，sin接收细调线圈（1）中会产生感应电场，感应电场与接收线圈（5）和转子反射线圈（6）的角度θ的关系如下：

其中C为一个常数，Af为接收细调线圈中产生感应电场的峰峰值：

当转子反射线圈（6）产生的交变磁场激励接收线圈（5）的cos接收细调线圈（3），上时，cos接收细调线圈（3）中会产生感应电场，感应电场与接收线圈（5）和转子反射线圈（6）的角度θ的关系如下：

其中C为一个常数，Af为接收细调线圈中产生感应电场的峰峰值：

根据上述关系，计算出转子反射线圈（6）与接收线圈（5）之间的角度θ。