本发明涉及一种传感器装置，该传感器装置用于测量可绕旋转轴线旋转的元件的旋转位置。
这样的传感器装置通常包括用于发射磁场的至少一个发送器构件和用于接收磁场的至少两个接收构件。
背景技术：
现有技术的传感器装置的缺点是它们经常不精确。
技术实现要素：
因此，本发明的目的是提供一种给出更高精度的解决方案。
根据本发明，这通过以下来实现：至少两个接收构件中的每一个包括两个导体，所述两个导体一起界定至少两个被围绕的区域，其中被围绕的区域中的每一个在其端部顺着和逆着周向方向渐缩。这种配置避免了伪像(artifact)，因此允许更精确的测量。
通过以下进一步的改进和有利的实施例，可以进一步改善根据本发明的解决方案，这些改进和实施例彼此独立并且可以根据需要任意组合。
术语“界定”在这里可以理解为外接、围绕和/或基本上包围。导体不必在被围绕的区域周围完全封闭。它们可以具有较小的间隙，例如在可以接触导体的接触部分中。
被围绕的区域可以是平面的或基本平面的，以实现紧凑的配置。
被围绕的区域可以在周向方向上一个接一个地布置。这可以有助于节省空间。
每个被围绕的区域可以顺着和逆着周向方向渐缩。这意味着每个被围绕的区域可以在一个方向上和在相反的方向上渐缩，而不仅仅是两个方向之一上渐缩。每个被围绕的区域可以在中间可以在中间膨胀。中间可以是最宽的部分，宽度在背向轴线的径向方向上测得。被围绕的区域的在周向端部的端部区域可以呈楔形，特别是具有成角度的或尖锐的末端。
两个导体可以形成两个环，以界定或围绕被围绕的区域。
被围绕的区域可以各自绕旋转轴线在周向方向上膨胀和收缩。
被围绕的区域可以是凸形区域，其各自绕旋转轴线在周向方向上膨胀和收缩。在有利的改进中，两个被围绕的区域中每一个是眼形的。被围绕的区域可以大致为椭圆形和/或扁豆形。
为了进一步改善精度，周向方向上的被围绕的区域中的第一个和最后一个可以膨胀和收缩。
为了进一步改善精度，向方向上的被围绕的区域中的第一个和最后一个可以在其端部顺着和逆着周向方向渐缩。
周向方向可以围绕轴线行进。
两个相邻的被围绕的区域可以通过两个导体的交叉彼此分开。两个导体可以部分地位于不同的水平上，以避免不希望的接触。特别是在交叉的区域，两个导体可以布置在两个水平上。水平可以例如由绝缘层分开，或者导体可以布置在pcb的前侧和后侧上。
两个导体中的每一个可以具有正弦曲线形的长形的形状。两个导体中的每一个可以具有在空间上周期性的长形的形状，即，具有在周向方向上本身重复的图案。这样的配置可以使数据易于处理。
导体可以具有路径或导线的形状。
在有利的实施例中，至少两个接收构件具有相同的形状且沿着周向方向彼此偏移四分之一周期。这使得可以容易地确定角度。四分之一周期是机械间距。它尤其可以对应于被围绕的区域的约一半的长度。在电气上，两个接收构件可以偏移pi/2或90度。
两个导体相对于圆柱形圆周表面可以是基本上对称的或镜像对称的。
在另一个有利的实施例中，两个导体的包围被围绕的区域的部分主要或仅包括弯曲部分。这可以进一步改善信号质量。特别地，在该区域中可以不存在直线部分。然而，这样的直线部分可以存在于导体的其他部分中。例如，导体的以下部分可以包括支线部分：不围绕被围绕的区域和/或不约束/限制被围绕的区域，特别是在径向方向上，但是通向被围绕的区域且用于接触，例如，终止于端子或焊接部分。
在另一有利的实施例中，两个导体的包围被围绕的区域的部分包括直线部分。这可以使得易于生产。
两个导体可以不包括在径向方向上行进的直线部分。这可以再次避免出现伪像，从而改善精度。径向方向可以是背向旋转轴线的方向。它可以垂直于轴线。
发送器构件可以包括线圈以产生磁场。为了节省空间，线圈可以是平面的。特别地，线圈可以是螺旋线圈。
在节省空间的配置中，发送器构件围绕接收构件。
有利地，至少在一侧，优选在两侧，发送器构件和接收构件之间沿着周向方向的距离小于周期的1/4。优选地，该距离小于周期的1/8。这可以有助于节省空间。
在另一有利的改进中，至少在一侧，优选在两侧，发送器构件和接收构件之间沿着周向方向的距离小于发送器构件沿着周向方向的长度的1/4。优选地，该距离小于发送器构件沿着周向方向的长度的1/8。
类似地，发送器构件和接收构件之间沿着周向方向的距离可以小于接收构件沿着周向方向的长度的1/4。优选地，该距离小于接收构件沿着周向方向的长度的1/8。
距离还可以小于被围绕的区域沿着周向方向的长度的1/2。
为了保持传感器装置紧凑，发送器构件和/或至少一个接收构件可以基本位于平面中。优选地，构件位于相同的平面中。平面可以垂直于旋转轴线。这样的平面必须被理解为基本上扁平的对象，其中一个维度比其他两个维度小得多。传感器装置的部分可以例如位于pcb的前侧，而其他部分可以位于pcb的后侧。在这样的实施例中，传感器装置仍将基本上位于平面中。
在易于制造的实施例中，发送器构件和/或至少一个接收构件可以包括pcb上的导电路径。导电路径可以包括或者是导体。
磁场可以是交变磁场。例如，这可以通过在发送器构件处施加交流电来实现。
附图说明
现在将使用有利的实施例并参考附图以示例性的方式更详细地描述本发明。所描述的实施例仅仅是可能的位置，其中，如上所述的各个特征可以彼此独立地提供或可以省略。
图1示出了换能器的实施例的示意性透视图；
图2示出了图1的一个接收构件的细节的示意性透视图；
图3示出了传感器装置的实施例的示意性透视图；
图4示出了可旋转元件的示意性透视图；
图5示出了传感器装置的另一实施例的示意性透视图；
图6示出了传感器装置的另一实施例的示意性透视图。
具体实施方式
示出了传感器装置100，其用于测量可绕旋转轴线8旋转的元件110的旋转位置。可旋转元件110可以是轴111,例如汽车发动机的轴。
每个传感器装置100包括电磁换能器10，其中每个换能器10具有用于发射磁场的至少一个发送器构件13和用于接收磁场的至少两个接收构件14。金属元件附接到可旋转元件110，使得其随元件110旋转。在该示例中，四个瓣片115连接至轴111，并垂直于轴线8远离轴111侧向地凸出。
瓣片115干扰由发送器构件13产生的磁场，使得接收构件14根据瓣片115的位置并因此根据元件110的旋转位置而接收不同的磁场强度。因此，从接收构件14接收的信号，可以推断出元件110的旋转位置。
传感器装置100可以包括弧形载体20,例如参见图5。传感器装置100且特别是弧形载体20具有基本上部分环形或c形的形状。弧形载体的内边缘161和外边缘162是弧形的。
在所示的示例中，传感器装置100包括一个控制器30，其被实施为集成电路31。控制器30用于控制换能器10。然后可以在另一个未示出的模块中处理控制器30的数据。控制器30布置在弧形载体20上。
发送器构件13包括形成线圈70(特别是弧形载体20上的螺旋线圈71)的导电路径60，弧形载体20实现为pcb22。当电流流过发送器构件13时，会产生磁场，其然后被瓣片115干扰并被接收构件14接收。取决于电流是沿一个方向还是另一个方向(例如在发送器构件13中顺时针还是逆时针)流动，磁场指向一个方向或另一个方向。
有利地，所产生的磁场是交变磁场。可以通过在发送器构件13处施加交流电来产生该磁场。
每个接收构件14包括两个导体90，其实现为pcb22上的导电路径60。导电路径60类似于周期函数的曲线，特别是正弦函数。因此，导体90具有正弦曲线形的长形的形状。第一导体90，91开始于接触部分80且沿着周向方向c行进周期函数的一个周期。在接合部99处，其连接至第二导体90，92，第二导体逆着周向方向在一个周期上行进回接触部分80。
接收构件14中每一个且特别是导体90，91，92包围或围绕两个被围绕的区域50且类似于两个眼睛。
在换能器10中，两个接收构件14偏移周期函数的四分之一周期171。
为了避免导电路径60的交叉，可以将导电路径60的部分布置在不同的水平上，这些不同的水平例如由绝缘层分开，或者可以布置在pcb22的前侧和后侧上。
在换能器10中，发送器构件13围绕接收构件14以节省空间。
发送器构件13和接收构件14是基本扁平的或平面的，且位于垂直于轴线8的平面9中。整个传感器装置100基本上是布置在该平面9中的扁平元件。
在图1中，示出了换能器10的细节。在图2中，详细地描绘了接收构件14。
两个接收构件14，14a，14b中每一个包括两个导体90，91，92，其一起界定两个被围绕的区域50，被围绕的区域50各自绕旋转轴线8在周向方向c上膨胀和收缩。两个导体90，91，92的组合未完全封闭。特别是在第一被围绕的区域50，51a，52a周围，导体在接触部分80处稍微间隔开，在该接触部分处与导体90进行接触。导体90外接或围绕或基本上包围被围绕的区域50。
被围绕的区域50基本上是平面的。它们在周向方向c上一个接一个地定位。两个相邻的被围绕的区域50通过导体90的交叉95彼此分开。在此交叉区域中，两个导体90可以位于不同的水平，以避免电流流动。例如，它们可以位于pcb22的前侧和后侧。
每个被围绕的区域50在其端部顺着和逆着周向方向c渐缩。被围绕的区域50在中间部分55处最宽，宽度在背离轴线8且垂直于轴线8的径向方向r上测得。径向方向r进一步垂直于周向方向c。在端部部分58和59处,被围绕的区域50是具有尖锐末端的楔形。因此，每个被围绕的区域15是眼形或扁豆形的。
两个导体90，91，92中的每一个具有长形的形状，其类似于空间周期函数的曲线，特别是正弦函数。
两个接收构件14具有相同的形状且沿着周向方向c彼此偏移四分之一周期171。这种机械偏移与pi/2的电偏移有关，并且大约是被围绕的区域50的长度172的一半。
两个导体90在圆柱形圆周表面处相对于反射基本上彼此对称。
两个导体90的包围被围绕的区域50的部分主要包括或仅包括弯曲部分，以改变改善信号质量。没有直线部分存在于这些部分中。此外，两个导体90不包括在径向方向r上行进的直线部分。尽管在接触部分80的区域中存在直线部分，但是这些部分不在径向方向r上行进。
发送器构件13围绕接收构件14。
发送器构件13和接收构件14之间沿着周向方向c的每个距离181，182小于周期171的四分之一，且小于发送器构件13沿着周向方向c的长度177的四分之一，且进一步小于接收构件14沿着周向方向14的长度178的四分之一。
在图3中，示出了传感器装置100的另一实施例。换能器10再次包括发送器构件13和两个接收构件14。在两个接收构件14中的每一个中，导体90围绕两个凸形的被围绕的区域50。在其端部中的每一个处，被围绕的区域50顺着和逆着周向方向c渐缩。围绕区域50因此具有眼形。
在图4中，示出了可旋转元件110。四个瓣片115在周向方向c上一个接一个地布置，并且每个都沿径向方向r凸出。在不同的实施例中，瓣片的数量可以不同。例如，可以存在三个瓣片115或五个瓣片15。
在图5中，示出了传感器装置100的另一实施例。与图3所示类似，存在换能器10。此外，该实施例包括集成电路31形式的控制器30，其位于pcb22上。
图6所示的实施例与先前的实施例的不同之处在于，两个围绕区域50，即在端部28、29处的一个不是凸形的。相反，导体90、91、92中的一个分别限定小缩进。如此稍微修改几何形状的原因是因为在换能器10的端部，该磁场并不像换能器10的其余部分一样完全均匀。为了对此进行补偿，可以优化锥形的端部以获得更好的信号质量(更接近正弦形状)。此处显示的缩进仅作为示例。优选地，弯曲部分应该更平滑。
附图标记
8旋转轴线
9平面
10换能器
13发送器构件
14接收构件
14a第一接收构件
14b第二接收构件
15中心部分
20弧形载体
22pcb
30控制器
31集成电路
50被围绕的区域
51a第一被围绕的区域
51b第二被围绕的区域
52a第一被围绕的区域
52b第二被围绕的区域
55中间部分
57直线部分
58端部部分
59端部部分
60导电路径
70线圈
71螺旋线圈
80接触部分
90导体
91第一导体
92第二导体
95交叉
99接合部
100传感器装置
110元件
111轴
115瓣片
161内边缘
162外边缘
170距离
171周期
172被围绕的区域的长度
173距离
176长度
177长度
178长度
181距离
182距离
c周向方向
r径向方向。
1.一种传感器装置(100)，用于测量能够绕旋转轴线(8)旋转的元件(110)的旋转位置，所述传感器装置(100)包括用于发射磁场的至少一个发送器构件(13)和用于接收所述磁场的至少两个接收构件(14)，其特征在于，所述至少两个接收构件(14)中的每一个包括两个导体(90)，所述两个导体一起界定至少两个被围绕的区域(50)，其中所述被围绕的区域(50)中的每一个在其端部顺着和逆着周向方向(c)渐缩。
2.如权利要求1所述的传感器装置(100)，其中所述被围绕的区域(50)中的每一个是凸形区域，其绕所述旋转轴线(8)在所述周向方向(c)上膨胀和收缩。
3.如权利要求1所述的传感器装置(100)，其中所述两个被围绕的区域(50)中的每一个是眼形的。
4.如权利要求1所述的传感器装置(100)，其中所述两个导体(90)中的每一个具有长形的形状，该长形的形状类似于空间周期函数的曲线。
5.如权利要求1所述的传感器装置(100)，其中所述至少两个接收构件(14)具有相同的形状且沿着所述周向方向(c)彼此偏移四分之一周期(171)。
6.如权利要求1所述的传感器装置(100)，其中所述两个导体(90)相对于圆柱形圆周表面彼此基本对称。
7.如权利要求1所述的传感器装置(100)，其中所述两个导体(90)的包围所述被围绕的区域(50)的部分主要包括弯曲部分。
8.如权利要求1所述的传感器装置(100)，其中所述导体(90)不包括在径向方向(r)上行进的直线部分。
9.如权利要求1所述的传感器装置(100)，其中所述发送器构件(13)包括线圈(70)。
10.如权利要求1所述的传感器装置(100)，其中所述发送器构件(13)围绕所述接收构件(14)。
11.如权利要求4所述的传感器装置(100)，其中所述发送器构件(13)和所述接收构件(14)之间沿着所述周向方向(c)的距离(181，182)小于所述周期(171)的1/4。
12.如权利要求4所述的传感器装置(100)，其中所述发送器构件(13)和所述接收构件(14)之间沿着所述周向方向(c)的距离(181，182)小于所述发送器构件(13)沿着所述周向方向(c)的长度(177)的1/4。
13.如权利要求1所述的传感器装置(100)，其中所述发送器构件(13)和/或至少一个接收构件(14)基本上位于平面(9)中。
14.如权利要求1所述的传感器装置(100)，其中所述发送器构件(13)和/或所述至少一个接收构件(14)包括pcb(22)上的导电路径(16)。
技术总结