[发明专利]旋转角度传感器

说明书

旋转角度传感器包括具有定子发射线圈和至少一个定子接收线圈的定子元件；相对于定子元件能转动地支承的、具有相互电连接的转子接收线圈和转子发射线圈的转子元件；其中，所述转子接收线圈与定子发射线圈以感应的方式耦合，使得通过所述定子发射线圈产生的电磁场在所述转子接收线圈中感应电流，所述电流流过所述转子发射线圈，使得所述转子发射线圈产生一另外的电磁场；所述至少一个定子接收线圈与所述转子发射线圈以感应的方式耦合，使得感应耦合与所述定子元件和所述转子元件之间的旋转角度有关，并且由所述转子发射线圈产生的电磁场在所述至少一个定子接收线圈中感应至少一个与角度有关的交变电压。所述转子发射线圈和所述至少一个定子接收线圈分别具有反向延伸的绕组。

技术领域

本发明涉及一种旋转角度传感器，通过所述旋转角度传感器例如能够确定轴和一另外的构件之间的旋转角度。

背景技术

为了测量旋转角度，例如已知旋转角度传感器，其中，使磁体转动通过相应的磁场传感器。对磁场矢量的测量则允许推导出旋转角度。这样的传感器也对外部磁场作出反应，所述外部磁场例如可以通过相邻布置的电流缆线的电流引起并且是对干扰非常敏感的。

另一种旋转角度传感器利用涡电流效应。在此，例如使金属目标运动通过传感器线圈，所述传感器线圈被供以交流电压并且在该目标中感应涡电流。这导致传感器线圈的感应系数降低并且允许通过频率改变推导出旋转角度。例如，线圈为震荡回路的组成部分，所述震荡回路的谐振频率在感应系数改变时移动。然而，这种旋转角度传感器可以相对于安装公差(主要是目标的倾斜)具有高的横向灵敏性。通过外部电磁场产生的频率也会被干扰(锁相，Injection Locking)，因为通常以数十MHz范围内的频率工作。

由文献US 7 191 759 B2，US 7 276 897 B2，EP 0 909 955 B1，US 6 236 199 B1和EP 0 182 085 B1还已知基于耦合的线圈的旋转角度传感器。在这些文献中，在激励线圈中构建交变电磁场，所述交变电磁场耦合到多个接收线圈中并且在那里分别感应一电压。为了测量旋转角度，使用能转动地支承的、能导电的目标，所述目标根据其角度位置影响激励线圈和接收线圈之间的感应耦合。在EP 0 909 955 B1和US 6 236 199 B1中，短路的平面导体环位于目标上，所述导体环与激励线圈的交变电磁场交互作用。

发明内容

本发明的实施方式能够以有利的方式实现，以这样的方式和方法确定轴和一另外的构件之间的旋转角度，使得外部干扰和/或构件公差对测量仅产生小的影响。

本发明涉及一种旋转角度传感器，所述旋转角度传感器尤其能够在具有高的电磁干扰场的周围环境中使用。旋转角度传感器例如可以在车辆的发动机室中或者发动机室附近使用，例如用于确定节流阀位置、BLDC-马达的转子位置、驾驶踏板位置或者凸轮轴位置。下面所述的旋转角度传感器成本有利，需要小的安装空间，并且基于简单的测量原理。

根据本发明的实施方式，旋转角度传感器包括具有定子发射线圈和至少一个定子接收线圈的定子元件；相对于定子元件能转动地支承的、具有相互电连接的转子接收线圈和转子发射线圈的转子元件；其中，所述转子接收线圈与定子发射线圈以感应的方式耦合，使得通过定子发射线圈产生的电磁场在转子接收线圈中感应电流，该电流流过转子发射线圈，使得转子发射线圈产生一另外的电磁场；并且其中，至少一个定子接收线圈与转子发射线圈以感应的方式耦合，从而感应耦合与定子元件和转子元件之间的旋转角度有关，并且由转子发射线圈产生的电磁场在至少一个定子接收线圈中感应至少一个与角度有关的交变电压。