[发明专利]用于借助至少两个间隔开的磁场传感器测量力或力矩的方法和装置

说明书

本发明首先涉及一种用于利用逆磁致伸缩效应测量力和/或力矩的装置。此外，本发明涉及用于基于逆磁致伸缩效应测量力和/或力矩的方法。力或力矩作用于机器元件(01)，所述机器元件具有至少一个用于磁化的磁化区域(04)和进而形成用于基于逆磁致伸缩效应进行测量的主传感器。根据本发明的装置包括至少两个间隔开的磁场传感器(08)，所述磁场传感器用于测量通过磁化以及通过力或通过力矩引起的磁场(11)，所述磁场传感器分别形成用于基于逆磁致伸缩效应进行测量的副传感器。根据本发明，该装置还包括测量信号处理单元，所述测量信号处理单元构成用于对各个磁场传感器(06)的测量信号进行信号处理。

技术领域

本发明首先涉及一种用于利用逆磁致伸缩效应来测量力和/或力矩的装置。该装置包括至少两个间隔开的磁场传感器作为副传感器。此外，本发明涉及一种用于基于逆磁致伸缩效应测量力和/或力矩的方法。

背景技术

EP 2 365 927 B1公开一种中轴，所述中轴具有两个踏板曲柄和一个齿环载体，所述齿环载体与中轴的轴连接。齿环载体抗转动地与齿环轴连接，所述齿环轴又抗转动地与该轴连接。齿环轴分部段地具有磁化。设有如下传感器，所述传感器检测在磁化的范围中存在转矩的情况下磁化的改变。

US 6,490,934 B2教导一种用于测量转矩的磁致弹性的转矩传感器，所述转矩作用于具有铁磁性的、磁致伸缩的且磁致弹性的活性区域的元件上。所述区域构成在测量变换器中，所述测量变换器作为柱形套筒例如安置在轴上。转矩传感器与测量变换器相对置。

从EP 0 803 053 B1中已知一种转矩传感器，所述转矩传感器包括磁致弹性的测量变换器。测量变换器作为柱形套筒安置在轴上。

US 8,893,562 B2示出了一种用于识别磁致弹性的转矩传感器中的磁噪声的方法。转矩传感器包括转矩变换器和多个磁场传感器，所述转矩变换器具有相反极化的磁化，在所述磁场传感器之间能够进行切换。

US 8,578,794 B2教导了一种磁致弹性的转矩传感器，所述转矩传感器具有纵向延伸的元件和具有多个磁致弹性的活性区以及具有主磁场传感器和副磁场传感器，所述磁场传感器轴向上间隔开。

从US 2014/0360285 A1中已知一种磁致弹性的转矩传感器，所述转矩传感器包括纵向延伸的元件，所述纵向延伸的元件具有多个磁致弹性的活性区。在空心的该元件中存在主磁场传感器和副磁场传感器。

US 2002/0162403 A1公开一种磁致弹性的转矩传感器，所述转矩传感器具有轴，其中线圈安置在磁致弹性的区域上。

从US 8,087,304 B2中已知一种磁致弹性的转矩传感器，所述转矩传感器包括具有多个磁致弹性的活性区的纵向延伸的元件。转矩传感器包括主磁场传感器和副磁场传感器，所述磁场传感器构成为惠斯通电桥。

EP 2 799 827 A1示出一种磁致弹性的转矩传感器，所述转矩传感器具有空心的纵向延伸的元件，所述元件包括多个磁致弹性的活性区。在空心的该元件中存在主磁场传感器和副磁场传感器，所述磁场传感器构成为惠斯通电桥。

发明内容

基于现有技术，本发明的目的在于：基于逆磁致伸缩效应能够更抗干扰地执行对力和/或力矩的测量。

所提出的目的通过根据实施例的装置以及通过根据实施例的方法来实现。

根据本发明的装置用于测量在机器元件上的至少一个力和/或至少一个力矩。至少一个力或至少一个力矩作用于该机器元件，由此产生机械应力并且该机器元件通常稍微变形。机器元件用于传递所提到的力和/或力矩。

机器元件具有至少一个磁化区域，用于在机器元件中构成的磁化。其中一个磁化区域或多个磁化区域分别形成用于确定力或力矩的主传感器。只要构成磁化区域中的多个，则所述磁化区域优选具有相同的空间扩展并且间隔开。替选地，优选磁化区域能够在整个机器元件之上延伸。