[发明专利]宽度减小的感应位置传感器

说明书

本发明涉及感应位置传感器，其一方面包括初级绕组并且另一方面包括至少两个次级绕组（6），每个次级绕组由多个匝（10）构成，所述多个匝（10）由连续的边（22、23）形成并实现在印刷电路板的两个相反面上。至少一个次级绕组（6）的每个匝（10）的两对的两个邻边（22、23）形成指向印刷电路板的第一纵端的第一尖端（9）和指向印刷电路板的第二纵端的第二尖端，每对的两个邻边（22、23）在印刷电路板的平面上的投影彼此之间界定了锐角投影角。

技术领域

本发明涉及宽度减小的感应位置传感器，其可以特别地但不限于用作容器中的液位传感器，所述容器例如机动车辆中的用于制动液、挡风玻璃清洗液、润滑油或冷却液的容器。

背景技术

已知使用感应位置传感器来确定机械部件或任何其他元件的位置，而不需要与希望知晓其位置的部件相接触。这种优势使得此类传感器在各种行业中具有广泛应用。

此类传感器也用于面向大众的应用，例如机动车领域。然而，这些传感器可用于各种各样的其他领域。

感应传感器的工作原理是基于互感器的初级绕组和次级绕组之间的耦合变化，互感器以高频工作并且不使用磁路。这些绕组之间的耦合随导电的可动部件的位置而变化，该部件通常称为“目标”。

实际上，在目标中感生出的电流将会改变在次级绕组中感生出的电压。通过适配绕组的配置并且在知晓注入到初级绕组中的电流的情况下，测量在次级绕组中感生出的电压使得能够确定目标的位置。

为了将这种感应传感器结合到装置、特别是电子装置中，已知将上述互感器实现在印刷电路板上。于是初级绕组和次级绕组由印刷电路板上划出的迹线构成。初级绕组于是例如由外部源来馈电，并且次级绕组于是存在由磁场感生出的电流，所述磁场是由初级绕组中的电流流动产生的。

作为传导部件、例如金属部件的目标可以呈现简单的形状。它尤其可以涉及到从铁皮切割出的部件。为了实现线形传感器，目标例如被切割成矩形，而对于旋转传感器，它将被切割成例如具有适合部件移动的半径和角度的角扇形。

一般设计两组次级绕组，以便在传感器的一个完整行程中实现目标的位置的正弦和余弦函数。这样的函数（cos和sin）是众所周知的，并且可以很容易地由电子系统处理。

通过求正弦与余弦的比然后应用反正切函数，获得目标的位置的图像。正弦和余弦函数的自变量是目标的位置的线性（或仿射）函数，其行程于是代表这些三角函数的空间周期的或大或小的部分。

为了获得能够可靠地测量的感生电压，优选具有较多匝数或大尺寸的匝。第二种选择与实现紧凑的传感器无法并存。因此通常选择具有较多匝数。

为了限制在印刷电路板上占据的空间，提出了实现匝以在两个不同的层上形成次级绕组。为此，要实现穿过印刷电路板的通孔才使得能够接合这样实现的匝。

文献FR-B-3 002 034中公开了这种感应检测传感器的一种特别有利的形式。

感应传感器的新的应用涉及容器中液位的测量。

实际上，已知使用具有一个或多个磁体和霍尔效应单元的磁传感器作为液位传感器。承载磁体的浮子从线形且竖直布置的一组霍尔单元前面经过。霍尔单元测量磁场的值并指示浮子的位置，从而指示液位。该组件的形状细长且非常窄。浮子是环形的，并且置于传感器周围。

这种类型的传感器具有显著的缺点，即对任何低频或近静态磁场极端敏感，这样的磁场例如源自于可以在混合动力或电动车辆内部看到的磁体，这使得这种类型的传感器不适合用在日益电气化的机动车辆中。

因此，需要改进该液位传感器的精度、线形度和机械故障非相关性，而不增加其占用尺寸，同时保证这种类型传感器的典型形状并使其对外部磁场不敏感。