CN102032862A - 通过位置编码器磁体检测一次以上旋转的组合件 - Google Patents

通过位置编码器磁体检测一次以上旋转的组合件 Download PDF

Info

Publication number
CN102032862A
CN102032862A CN2010102556502A CN201010255650A CN102032862A CN 102032862 A CN102032862 A CN 102032862A CN 2010102556502 A CN2010102556502 A CN 2010102556502A CN 201010255650 A CN201010255650 A CN 201010255650A CN 102032862 A CN102032862 A CN 102032862A
Authority
CN
China
Prior art keywords
exactly
magnet unit
magnet
magnetic flux
angle sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010102556502A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102032862B (zh
Inventor
克劳斯·曼弗雷德·施泰尼希
彼得·沃思
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASM Automation Sensorik Messtechnik GmbH
Original Assignee
ASM Automation Sensorik Messtechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASM Automation Sensorik Messtechnik GmbH filed Critical ASM Automation Sensorik Messtechnik GmbH
Publication of CN102032862A publication Critical patent/CN102032862A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102032862B publication Critical patent/CN102032862B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/02—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using mechanical means
    • G01D5/04—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using mechanical means using levers; using cams; using gearing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G01D5/2451—Incremental encoders
    • G01D5/2452—Incremental encoders incorporating two or more tracks having an (n, n+1, ...) relationship
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/021—Determination of steering angle
    • B62D15/0215—Determination of steering angle by measuring on the steering column
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D2205/00—Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
    • G01D2205/20—Detecting rotary movement
    • G01D2205/26—Details of encoders or position sensors specially adapted to detect rotation beyond a full turn of 360°, e.g. multi-rotation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D2205/00—Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
    • G01D2205/20—Detecting rotary movement
    • G01D2205/28—The target being driven in rotation by additional gears

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

编码器磁体的旋转位置可由相应的传感器元件在大于360°的范围上扫描，其中磁体设置在合适变速器确切地说差速变速器的不同级上，且所述磁体由单独的传感器元件扫描，所述传感器元件的信号一起计算，并产生总转数。确切地说，当这种类型的组合件建构得非常小时，必须通过磁通量导体元件来避免对传感器元件的不合意的磁性干扰，因为所述干扰会使测量结果失真。因此，在有源磁通量导体元件与无源磁通量导体元件之间进行区分。

Description

通过位置编码器磁体检测一次以上旋转的组合件
技术领域
本发明涉及一种用于测量具有一次以上回转的旋转的传感器组合件。
背景技术
为了指示一主体(后文中笼统地称为轴杆，但本发明不限于此)的旋转，在最简单的情况下，只要使用以防扭矩的方式设置在轴处的指示器即可，其中所述指示器指示旋转位置。
只要轴杆旋转了一次以上全回转，就无法再从这种简单的指示器读取旋转总量。
这种类型的指示器可用机械方式与轴杆耦合，但所述指示器也可以无接触的方式耦合，例如以磁性方式耦合。
典型的已知解决方案是以偏心方式将永磁体设置在轴杆上，并通过对磁场敏感的传感器(特别是多霍尔组合件)以无接触的方式检测其旋转位置。
此多霍尔组合件通常配置为芯片，其按照其测量平面(通常在芯片平面内)内的向量来测量磁场的位置，因此测量磁场线的位置。
这种方法的优点是绝对磁场强度以及横穿测量平面的磁场的方向几乎不会影响测量结果。
为了指示超过一个以上回转的(所谓的多圈)旋转，有若干种方案可供选择。
轴杆与指示器之间存在传动比，所述传动比足够大，从而可用单个指示器来指示最大转数。
这种组合件无疑是有缺点的：指示器只能以精确度相对较小的方式来反映轴杆的微小旋转角度变化。
还有一种可供选择的方案是使轴杆与两个指示器耦合，例如使所述两个指示器与设置于其间的减速变速器的不同传动级耦合。
然而，这样的话第一指示器基本上只能表示已执行的完成回转，其中第二指示器表示一次回转的各个部分。
一方面，为了获得增加的转数，需要更多数目的传动级，于是机械复杂性增加。
由于通常不是需要简单的指示针，而是需要能供应电信号的角度传感器元件(例如，上文所述的对磁场敏感的角度传感器元件)，所以这种类型的配置又有这样的缺点：如EP 1076809中所述，用于不同传动级的角度传感器元件必须具有不同的配置，且不能是完全相同的组件。
另一可供选择的方案是将减速变速器的至少一个传动级的传动比选择为相当低，例如当使用齿轮变速器时，将传动比选择为N∶N+/-1，其中N是相互作用的齿轮上的齿的数目。
然而，这样的话，轴杆的未减速的角度传感器元件就会指示在一次完整回转内的旋转位置；然而，下一减速传动级的角度传感器元件指示背离已完成回转的数目的旋转位置。
然而，根据DE 102005035107还有DE 19821467A1已经知道了可如何通过相应的电子处理器件，根据两个传感器元件的两个循环重复的信号的叠加来计算完整回转的数目，然而，其中这两个信号相对于其循环长度而具有不同的相应传动比。
然而，使用这种解决方案的原理，特别是在出于上述原因应优选通过对磁场敏感的传感器以无接触的方式来操作时，会发生许多无法用上述现有技术解决方案来解决的问题。
另一方面，与任何传感器一样，角度传感器的目标是建立尽可能小的传感器，因为其应在相关应用中占据尽可能最少的安装空间。
然而，由于设置在特定传动级上的磁体原则上还可能影响与相应的其它磁体相关联的传感器，所以当磁体移动得越来越靠近彼此时，此限制条件将指示两个磁体组合件在径向方向或在轴向方向上有相当大的偏移。
在磁体组合件及传动级将非常小且其之间的距离非常小的情况下(在实际应用中，距离小于1cm)，为了节省安装空间，必须以受控的方式来影响磁体组合件所产生的磁场，其中必须在将由传感器的角度传感器元件测量的有用磁场与对测量来说无关紧要的散射磁场之间进行区分。
一个磁场组合件并不是仅由一个磁体配置而成，而是由两个磁体配置而成，所述两个磁体相对于旋转轴彼此相反设置，例如其极轴以相反的极方向平行于旋转轴。对于此磁体组合件来说，有用磁场是磁场的环形内部部分的一半，而散射磁场由设置在磁体外侧上的两个相应磁场线圆圈以及内部磁场环的其余部分形成。
在此背景下，已知通过由可磁化材料制成的简单的绝磁屏蔽板在背后屏蔽对磁场敏感的传感器及/或磁场组合件。然而，此类简单的屏蔽板还会以不合意的方式使有用磁场偏转，且因此使这种类型的传感器的测量精度降级。
发明内容
a)技术目标
因此，本发明的目标是提供一种这种类型的角度传感器组合件，其虽然配置简单，但具有可能的最低安装高度，且仍然具有较高的测量精度。
b)解决方案
通过技术方案1的特征来实现上述目标。可从附属技术方案得出有利实施例。
首先，对磁通量导体元件的磁通量进行区分，特别是在方向方面进行区分，因此对有源磁通量导体元件与无源磁通量导体元件之间的磁通量的向量进行区分。
将有源磁通量导体元件解释为磁体单元处的至少一个磁体的配置和布置：其以有源方式配置从磁体中出去的磁通量，因此配置有用磁场，使得磁场以可优化处理的形式到达并穿透角度传感器元件。
将无源磁通量导体元件特别解释为通过额外元件(特别是由具有合适的剩磁的材料(例如软铁)制成的元件)对残余磁场(其不用作有用磁场)且因此对散射磁场的空间上受限的影响。
这种类型的无源磁通量导体元件必须与磁体组合件共同旋转，以便防止发生因剩磁引起的测量误差。
这种类型的无源磁通量导体元件(例如)以径向方式(特别是以封闭环的方式)包围磁体单元，且优选不接触磁体单元，特别是不接触磁体，因此与之相隔一段距离。这种类型的边缘磁通量导体元件特别配置成磁通量导体环。
作为以上方式的替代或补充方式，可将磁通量导体元件的背离角度传感器元件的背面配置成基底，且特别可配置成板状，作为磁通量导体板。因此，这种类型的磁通量导体元件的特定部分(其也可一体式配置成罐状磁通量导体元件)用于不同的功能用途。
覆盖磁体单元的背面的基底用作护铁元件，以便在离护铁最短的路径上封闭从一个磁体到另一个磁体的内磁场线路的背离角度传感器元件的部分。因此，磁体优选以接触的方式直接搁置在磁通量导体元件的此部分上。选择此部分中的壁的厚度、几何形状及导磁率，从而使得尽可能集中的磁通量只出现在护铁元件内而不出现在其外部，且因此磁通量导体元件优选也不会发生磁饱和。
另一方面，外部圆周边缘用作对于内部磁场及外部磁场的磁通量限制元件，其包围磁体，且优选突出超过磁体。选择边缘侧磁通量导体元件的壁的厚度、几何形状及材料性质(特别是其导磁率)，使得磁体单元的穿透磁通量限制元件的外部环境的散射磁通量减到最少，且散射磁通量以最优方式完全在磁通量限制元件内经过，并由磁通量导体元件使其转向且因此受到限制。
另一无源磁通量导体元件可优选设置成平坦板状元件，其平行于通常也是平坦的角度传感器单元的材料厚度非常小，特别是在其背离磁体单元的背面。在优选实施例中，板状磁通量导体元件位于与角度传感器元件相同的平面内，这(例如)对于霍尔阵列可通过以下方式来实现：将板状磁通量导体元件安装在霍尔阵列的特定霍尔传感器之间，所述霍尔传感器(例如)设置成正方形。
对于无源磁通量导体元件，当磁通量导体元件(例如)与外部齿一体式生产时，优选选择剩磁μ为50到1000(特别是100到800)的材料，例如软铁材料。然而，当配置成单独的组件时，磁通量导体元件应具有大于1000、最好大于5000的μ。
为了形成有源磁通量导体元件，一方面，磁体可以特定的方式设置，且其朝角度传感器元件的磁场退出表面可以特定的方式配置。
在优选实施例中，磁体单元包含两个磁体，其彼此相对放置，且关于旋转轴对称，极轴分别平行于磁体单元的旋转轴，其中一个磁体的磁极方向的定向与另一磁体的磁极方向相反。在此实施例中，角度传感器元件优选设置成在轴向上略微偏离磁体，且在径向方向上恰好位于磁体之间，因此位于旋转轴上。因此，磁体的朝传感器元件定向的磁极表面优选从外边缘向下朝旋转轴倾斜，以便向传感器元件的测量部分传导磁场线的尽可能最大的部分，其中磁场线从磁极表面退出。
在另一实施例中，磁体单元包含两个磁体，所述两个磁体又相对于磁体单元的旋转轴设置为偏心且彼此对称相对，但其磁极方向完全相同，在此情况下，磁极方向确切地说被设置为垂直于旋转轴，并且与旋转轴相交。在此情况下，角度传感器元件确切地说被设置在两个磁体之间的中间空间中，因为有用磁场的磁场线并不在磁极表面之间向外弯曲成弧形，而是在磁极表面之间从一个磁体到另一个磁体笔直延伸。在此背景下，确切地说，磁极表面的凹曲度可引起朝角度传感器元件的测量部分的方向上的成束退出。
可以常规机械方式提供至少两个磁体单元的旋转连接，例如通过作为外部齿而直接应用于磁体单元或应用于单独组件的齿，其充当齿轮，磁体单元以防扭矩的方式连接到所述齿轮。还可使用其它通过摩擦锁合、齿形带或类似物实现的机械连接。
除此之外，还存在无接触的可旋转耦合，例如通过沿圆周交替的磁化，其有助于实施机械传动。
机械上最简单的配置是将外部齿直接设置在(例如)罐状磁通量导体元件的外侧。然而，这样的话磁通量导体元件的材料的现有机械性质就必须足够作为预定参数，这可(例如)使得所需的齿轮的高精度制造(这通常只能通过铣削或研磨来执行)变得更加困难。
另一种可供选择的方案是将所述齿制造在单独的齿轮上，所述单独的齿轮不用作磁通量导体元件，其于是可由任何材料(例如抗断裂的钢，或塑料材料也可以)制成，以将磁体单元以及磁通量导体元件的相应部分设置在齿轮的表面上或设置在齿轮的罐状凹进中。因此，磁通量导体元件可以任何方式配置，且可(例如)仅包含边缘部分或者包含基底状部分，或者包含所述两者，且可配置成一体式或者多组件，例如罐状磁通量导体元件。
特别是对于齿与磁通量导体元件的一体式配置，也可使用塑料材料，其嵌入有磁性粒子，且因此确切地说，磁性粒子在塑料材料内的分布在磁通量导体元件上并是不均匀的，而是根据相应的功能原理来控制的，且确切地说，在齿的部分中，尽可能根本不嵌入任何磁性粒子。
因此，两个旋转单元(因此齿)优选直接彼此啮合，特别是考虑到整个角度传感器应具有非常小的外部尺寸(例如直径小于2cm)以及其轴向长度，以便尽可能可通用，且也为了能够具有电流多转电位计(其也具有这些最大尺寸)的功能。
为了避免磁体单元与其它非相关的角度传感器元件的不合意的相互影响，当然希望增加这两个单元之间的距离，因此增加旋转轴的距离，通过在所述两个单元之间设置中间齿轮，就可以简单的方式在机械上实现此目的。然而，这样做会增加传感器的配置尺寸。
关于角度传感器的传动部分，将啮合齿轮的速度比选择为尽可能小，因此尽可能接近1，但又不等于1。在实际应用中可实现此目的，因为两个啮合齿轮中的齿数只相差一个齿。对于这种“差速传动”，转数必须与第一齿轮的第一齿数一致，直到整个变速器再次达到初始状态为止。
此转数相对于整个变速器再次实现完全相同的初始状态来说是必不可少的，其代表角度传感器的测量范围。当要求此范围非常大时，可能有必要使用多个传动级，因此需要不止两个具有角度传感器元件的相互作用的磁体单元，且因此还需要两个以上齿轮。
举例来说，当沿圆周分布的多个齿轮(例如四个齿轮，其分别配置有磁体单元和相关联的角度传感器元件)围绕中间齿轮与磁体单元(其是在外部驱动的)相互作用时，还可因此用特定变速器的相对少数的齿来实现变速器的非常高的总转数的测量范围。此外，于是特定齿轮的齿数之间的差异将尽可能小。如有可能，齿数将只差一个齿。
因此，可选择旋转对称外壳作为角度传感器的外壳，其中优选对设置在外壳中的中间位置的齿轮并对其磁体单元执行来自外部的驱动。
在角度传感器只包含两个磁体单元的情况下，所述两个磁体单元也可设置在无中心的外壳中，例如圆弓形外壳、椭圆形外壳或开槽的孔形外壳，其中于是在外壳的一端的中心设置驱动器。
基于小尺寸，对可旋转组件(其摩擦力尽可能低，但机械上仍不太复杂)的支撑也非常重要，其中驱动穿过外壳到达外部的组件，因此驱动轴杆或轴杆头(shaft stub)，其中所述组件支撑并非从外部直接驱动的磁体单元，或者所述组件支撑外壳中的磁体单元的齿轮。
根据本发明，建议通过含铁流体直轴承(Ferro fluidic straightbearing)而不是使用典型的滚动元件轴承来提供此支撑。
因此，将液体(含铁流体)用作相对于彼此移动的组件之间的滑动层，其中非常小的可磁化粒子在含铁流体内游动或浮动。由于将相对于彼此而支撑的组件之一被配置成磁性的，所以含铁流体的可磁化粒子附着到磁体的表面，且因此优选附着在磁线以特定的集中方式从这些磁体中退出的位置(因此是角落或者边缘)。
以此方式，例如以防扭矩方式设置在齿轮处的轴杆延伸部分可被配置成磁体，其通过含铁流体支撑在外壳中。于是作为轴向支撑，具有尽可能小的接触表面的金属组件设置在支撑件的其中定位轴杆延伸部分的盲孔中，其中所述接触表面轴向定向，例如将具有盲孔的直径的金属球按压到盲孔的基底中，且因此将金属球保留在此位置并用作(例如)由塑料材料制成的外壳的轴向障碍物。这种类型的含铁流体支撑件进而具有可卸下的优点，这意味着可防止轴杆延伸部分从盲孔不合意地向外移动，因为其以机械方式附接到基底侧金属组件。
另一可供选择的方案是将磁性轴杆延伸部分以防扭矩的方式按压到外壳的盲孔中，使其从外壳中轴向突出，且又通过含铁流体支撑件将磁体单元或其齿轮支撑在此心轴延伸部分上。
此外，具有不同优缺点的不同磁体单元和角度传感器元件的组合件是可行的。
在机械上简单的配置中，磁体单元和/或其齿轮在同一平面内靠近彼此放置，且角度传感器元件也在共用平面内与磁体单元和/或其齿轮相对设置。这有助于(例如)将磁体单元和齿轮收容在第一半外壳(其例如配置成罐状)中，且设置角度传感器元件和可能的相关联电子处理器件，其可设置在单独的电路板上，或者也设置在相应的角度传感器元件内，所述角度传感器元件配置成作为外壳的第二半的罩盖(特别是罐状罩盖)中的芯片。
另一实施例包含将两个角度传感器元件直接彼此相对地设置在同一电路板的两侧，所述电路板的两侧定向成远离彼此，因此两个磁体单元也在共用的旋转轴上设置成彼此相对。然而，在支撑磁体单元的两个齿轮之间必需有作为中间齿轮的第三齿轮。
另一可供选择的方案包含将磁体单元和/或其齿轮设置在同一平面上，但相对的侧面不被磁通量导体元件覆盖。接着，将相关联的角度传感器元件关于磁体元件的平面设置在相对的平面上。
在这种解决方案中，磁体单元和角度传感器元件的不合意的相互影响减到最少，但也会增加外壳的机械复杂性。
这种复杂性只有在将两个完全相同的半壳用作外壳时才能减到最低，其中磁体单元设置在每一半壳中，且另一相应磁体的相应角度传感器元件设置在磁体单元旁边。
所使用的传感器元件优选具有敏锐度完全相同的分辨力，且还具有完全相同的测量精度，且确切地说配置成完全相同。
对于所有所描述的解决方案，至少两个角度传感器元件所供应的信号必须彼此一起计算，才能计算出驱动轴杆的完整回转的确切数目，而360°以内的确切回转位置直接由从外部驱动的磁体单元的角度传感器元件指示。这些电子处理器件单独设置在邻近于传感器元件的电路板上，或者这些电子处理器件可以更高的集成度包含在微芯片中，其中通常无论用什么方法将角度传感器元件配置成微芯片。
然而，当与前述实施例相反，至少两个磁体单元通过较大的传动比(例如，其显著不同于1.0，因为两个齿轮之一是一个齿的齿轮，而另一个齿轮有许多齿)彼此耦合时，则更加有用的是只用具有较高分辨力的角度传感器元件来扫描齿数较少的齿轮的磁体单元，而对于另一磁体单元，用分辨力低得多的角度传感器元件就够了。
可使用所有类型的XMR元件作为角度传感器元件，例如AMR元件，还有霍尔阵列，其中后者于是优选包括四个或四个以上特定的霍尔元件。
c)实施例
附图说明
下文中参看图式更详细地描述本发明的实施例，其中：
图1说明根据本发明的角度传感器的第一实施例的全貌图；
图2说明具有中央齿轮的实施例；
图3说明具有含铁流体支撑件的第一实施例；
图4说明具有含铁流体支撑件的第二实施例；
图5说明具有较大传动比的实施例；
图6说明具有相对的角度传感器元件的实施例；
图7说明具有彼此相对且设置在若干平面内的角度传感器元件的实施例；
图8说明具有多个传动级的实施例；
图9说明特定磁体单元的各种实施例；
图10说明磁体单元中只有一个磁体的实施例；以及
图11说明磁体单元中的磁体的具体实施例。
具体实施方式
图1a中以纵向截面图、图1b中以俯视图说明根据本发明的角度传感器，其中只说明了两个磁体单元5a、5b。
因此，显然两个齿轮1a、1b(每个轴杆上设置一个)彼此啮合，其中第一齿轮1b的轴杆2穿过下部外壳组件22a，且被从外部驱动而围绕旋转轴10旋转，而第二齿轮1a只是通过轴杆延伸部分11放置在外壳组件22a中，且以可旋转的方式支撑在其中。
因此，齿轮1b具有32个齿，齿轮1a具有31个齿，因而只有在轴杆2转了32圈之后，才再次到达相同的开始位置，且其之间的所有位置相对于轴杆2且/或相对于轴杆延伸部分3因此相对于磁体单元5a、5b的角度位置而不同。
通过将磁体单元5a或5b以防扭矩的方式设置在齿轮1a、1b中的每一者上来检测轴杆2及轴杆延伸部分3的旋转位置，齿轮1a、1b由两个相应的磁体4a、4b制成，磁体4a、4b是块状的，确切地说在图1a的实施例中是立方体，其中所述磁体相对于旋转轴10、10′彼此对称地相对设置，其极轴与旋转轴平行，但关于两个磁体4a、4b而彼此相对。
因此，磁体4a、4b设置在相应齿轮1a、1b的表面中的罐状凹进中，其中所述表面朝角度传感器元件12定向，使得其附接到罐的基底，且确切地说罐的内部被包封化合物6包封。
在离磁体单元5a、5b的尽可能最小的距离处(在此情况下，仍在齿轮1a、1b中的罐状凹进的外部)，相应的角度传感器元件12设置在每一旋转轴10、10′上，其中所述角度传感器元件能够测量由相关联的磁体单元(例如5a)产生的磁场，特别是关于在角度传感器元件12的部分中的磁场线的方向，因此关于磁体向量的方向。因此，角度传感器元件12作为平坦的芯片设置在电路板25的前侧。
此外，由铁磁材料制成的罐状屏蔽罩盖21设置在图1a中的上部外壳组件22b中，其中所述屏蔽罩盖像上部外壳组件22b一样是固定的，因此不会与磁体单元5a、5b一起旋转，且从背后并从圆周表面一起屏蔽所有角度传感器12，使其不受外部干扰磁场的影响。
图2a与图1a的区别在于，在承载两个磁体单元5a、5b的两个齿轮1a、1b之间另外设置有间隔物齿轮29，以便尤其是扩大两个角度传感器元件12之间的距离。因此，优选轮流地驱动检测一完整回转之内的旋转位置的单元且因此驱动齿轮1b，然而，由于外壳的配置，也可能必需驱动间隔物齿轮29，而不是作为中央齿轮。
图1c和图1d说明截面图，其中另外说明了磁场线的走向。
中央磁场线环的上半部分是有用磁场19，因此磁场线将延伸穿过传感器的测量部分，且其方向将由传感器来测量。
中央磁场线环13的下半部分以及两个外部磁场线环14形成磁体单元内部的散射磁场，其不用于供角度传感器元件12处理，而是相反可能(例如)以不合意的方式影响其它磁体单元的邻近角度传感器元件，且可能使其测量结果失真。
此外，图1c中未说明来自附近的其它磁场线来源的外部散射磁场，其中磁场线来源也可能以不合意的方式影响角度传感器元件12。
为了将此影响减到最小，因此一方面为了将外部散射磁场阻挡在外，但确切地说还是为了传导内部散射磁场，且为了使有用磁场以尽可能好的方式与传感器单元对准，所以使用有源或无源的磁通量导体元件。
在图1a中，齿轮1a、1b本身是通常由铁磁材料构成的此类无源磁通量导体元件，其中磁通量导体元件的导磁率μ应在合适的范围内，大多是在500与1,000之间。
由于磁通量导体元件必须与相应的磁体单元5a、5b同步地共同旋转，以便防止磁通量导体元件中存在剩磁，所以优选使一个或多个特定磁通量导体元件与每一磁体单元5a、5b相关联；在此情况下与一体式罐状齿轮1a相关联，其以径向环形方式包封磁体单元5a、5b，且另外作为磁通量导体罐8在远离角度传感器元件12的背面上完全将其覆盖。
在此情况下，穿过齿轮1的基底的轴杆2或轴杆延伸部分3也由相同的铁磁材料形成，否则轴杆2或轴杆延伸部分3不能穿过磁通量导体元件。
图1c说明内部散射磁场如何在其穿过磁通量导体罐8的空间(特别是径向空间)延伸部分中急剧地聚集并减到最少，因此可用磁场19类似地通过定向为朝角度传感器元件12的中央磁场线环的一半而加强。两个外部磁场线环14都不在散射磁场中。
因此，在图1c中，另一磁通量导体元件另外作为磁通量导体板7′设置在角度传感器元件的侧面，直接位于角度传感器元件12处，磁通量导体板7′还在此位置中、因此在角度传感器元件12的测量部分中引导和集中磁场线，且因此改进测量结果。
在图3到图7中，不再说明外壳上部组件22b以及屏蔽罐21，此外，在图8中也不说明角度传感器元件。
图3的解决方案与图1的解决方案的区别在于外壳基底组件22a中的轴杆延伸部分11的支撑件的类型，对此还在图4中，将铁流体液24选作直轴承的润滑剂。
铁流体液中包含低摩擦力的金属粒子，特别是用显微镜才能看见的小圆金属粒子。
根据图3a，将小齿轮轴杆11配置成支撑磁体23，其极方向横穿其旋转轴10′，且因此与图1a相反，不完全延伸穿过配置成齿轮1a的磁通量导体罐8的基底，且轴杆延伸部分11不到达磁体单元5b。
此支撑磁体23的磁场线具有这样的效应：含铁流体24中所包含的金属粒子在支撑磁体23的表面累积，并像小辊元件一样在轴杆延伸部分11与外壳之间作用，其中所述累积将特别集中在支撑磁体23的可自如接近的外部边缘处。
在支撑磁体23在其中旋转的盲孔的基底处，优选固定由金属制成且配置成半球形的轴向支撑组件26，其一方面用作支撑磁体23的轴向支撑件，另一方面还使支撑磁体23保持在镗孔中，且因此防止齿轮1从外壳组件22上卸下，齿轮1是固定到支撑磁体23的表面的。
为此，将保持滚珠26(例如)按压到外壳的基底组件22a中，其中外壳基底组件22a像外壳顶部组件22b一样，可由塑料或铝制成。
与此相反，实施图4a中的含铁流体支撑件，使得支撑磁体23固定在下部外壳组件22a中，并在磁体单元5b的方向上从下部外壳组件22a突出，使得背面具有相应凹进的齿轮1以可旋转的方式支撑在被固定的支撑磁体23的此突出组件上，而其之间的含铁流体又用作润滑剂。
图5到图7说明传动配置的其它解决方案，还部分地说明图1上的传感器组合件的其它解决方案。
在图5a中，齿轮1b只包含单个齿，因此其被配置成单齿齿轮31，而齿轮1a包含多个齿以及与之啮合的凹进。
在齿轮1b的一完整回转之后，齿轮1a只进一步旋转其一个齿的距离，使得其中提供较大的传动比。
虽然角度传感器元件12和磁体单元5a、5b在图1中分别设置在共用平面内，但其围绕单独的平行偏移旋转轴旋转。图6a说明一种解决方案，其中所有可旋转的元件均围绕一共用旋转轴旋转，因为两个角度传感器元件12设置在电路板25的正面和背面上，且因此不会在电路板25的平面内彼此偏移，且磁体单元5a、5b从电路板25的平面轴向偏移，并设置在同一旋转轴10上，且关于彼此而相对定向。
齿轮1a、1b以此方式同轴设置，但彼此轴向偏移，通过设置成与其邻近的间隔物齿轮29′以可旋转的方式彼此耦合，其中磁体单元5a、5b的齿轮1a、1b的齿数略有差别，确切地说只相差单个齿。
而在此情况下，两个轴杆中仅有一者或其齿轮是从外部驱动的，因此下部齿轮1a被直接驱动。
图7说明一种配置，其中磁体单元5a、5b围绕旋转轴10、10′旋转，旋转轴10、10′在平行方向上彼此偏移。但磁体单元5a、5b的面设置在齿轮1a、1b上，其中所述面定向在不同方向上，且齿轮1a、1b在共用平面内旋转。因此，角度传感器元件12于是设置在两个电路板25a、25b上，所述电路板关于其平面而偏移，确切地说所述电路板是分离的电路板。
因此，图8以俯视图说明一种解决方案，因此其视图与图1b类似，其中具有磁体单元5b的齿轮1b设置在圆的中央，确切地说设置在旋转对称的外壳22的中央，且代表从外部驱动的齿轮。
四个齿轮1a、1c、1d、1e围绕中央设置，其中所述齿轮分别仅与中央齿轮1b啮合，且还分别支撑磁体单元5a、5c、5d、5e。分别通过单独的相关联的角度传感器元件来检测所述齿轮相对于磁场的旋转位置。
处理单元处理总共五个角度传感器元件的信号。由于相关联的齿轮分别包含在数目上彼此略微不同且与中央齿轮略微不同的齿，其中齿数优选只相差一个齿，所以这产生了五个周期性重复的信号曲线，其信号长度分别不同，使得只有在中央齿轮1b转了许多圈之后，才会出现与开始时完全相同的传动条件，因此所有磁体单元才会分别处于与开始时的位置相同的旋转位置。这有助于检测非常高数目的总旋转。
与此相反，图8b说明外壳22，其被配置为经开槽的孔，因此具有两个半圆形末端，其根据图1紧密地包封仅两个齿轮1a、1b，因此所述外壳确切地说并不关于齿轮的被驱动的轴杆而旋转对称。
图9a说明具有磁体单元5a等的特定齿轮1a等，所述磁体单元(例如5a)的配置分别与图1中的磁体单元完全相同，包含两个特定的磁体4a、4b，但其周围配置不同。
因此，根据图9的磁通量导体元件被配置成磁通量导体罐8，但其与图1相反，齿不是直接在其外侧上的，而是照常提供于单独的齿轮1a上作为圆周齿，齿轮1a以防扭矩的方式与驱动轴杆2或轴杆延伸部分11连接，且无须由铁磁材料制成。在齿轮1a的正面上，磁通量导体罐8设置在中央，其凹进的方向远离齿轮1a，其中磁体组合件5a设置在凹进中。
虽然磁通量导体罐8在图9a中一体式配置，但其根据图9b由径向圆周磁通量导体环9和形成罐的基底的单独的磁通量导体板7组成，所述导体环和导体板紧密地彼此邻近。
在图9c中，磁通量导体罐8又一体式配置，但插入到齿轮1a的配合面侧的凹进中，而不是放置在齿轮1a的平坦面上。
图9d说明一种变体，其与前述变体相比是简化的，其中只有一个磁通量导体板7轴向设置在磁体4a、4b与齿轮1a中的凹进的基底之间。然而，磁体4a、4b的径向外部上没有将其包围的磁通量导体元件。
图10a和图10b说明一种解决方案，其中磁体单元5a原则上与图9a或图9b类似地设置在齿轮(例如1a)的可开放接近的面上，磁体组合件(例如5a)只由单个磁体4组成，磁体4的磁极方向是横向定向的，因此垂直于磁体单元5a的旋转轴10，且在俯视图中，磁体4进一步包含圆形外部轮廓。
仅提供一个磁通量导体环9作为磁通量导体元件，其径向包围圆形磁体4，其中磁通量导体环9与磁体4一样搁置在齿轮1a的可接近面上。
磁体单元5a的极轴的这种类型的位置通常产生比根据图1的具有两个磁体的组合件弱的有用磁场。
图10c到图10e说明磁体单元5a内的额外磁体组合件。
因此，对于根据图10c的解决方案，除了图1中的每磁体单元两个磁体4a、4b之外，还在两个磁体之间的间隙中提供第三磁体4c，其中第三磁体的极轴设置成横向于旋转轴10，且第三磁体确切地说在其磁场线退出表面与两个磁体4a、4b接触。因此，磁体4a和4c以及4c和4b的相同磁极设置为彼此邻近。
图10c以及图10d和图10e是意在使无用散射磁场减到最少且放大有用磁场的磁体组合件，使得磁体组合件本身用作有源磁通量导体元件。
此背景下的一种已知的磁体布置是根据图10e的所谓的海尔贝克(Halbach)布置，其涉及一种由具有不同的磁极方向的离散磁体4a等组合的圆环或多边形环，其中所述多边形环与旋转轴10同轴设置。这种特定的已知磁极定向布置有助于提供非常优良的有用磁场；但所述环形磁体制造起来非常复杂，因为占优势的力会将离散磁体4a等推开。
图10d说明一种杆状磁体的较简单的配置，所述磁体又由具有不同的已定义的极轴定向的离散磁体4a等组合，所述离散磁体4a于是设置成纵向延伸部分横向于旋转轴10，且关于旋转轴10对称。
此外，图11单独地说明磁通量退出表面20朝角度传感器元件定向的配置，其中所述表面被说明为磁通量退出表面20，其以一倾斜角度朝磁体单元5a的中央倾斜，因此朝旋转轴10或10′倾斜，这使得退出的磁场线更朝角度传感器元件的中央定向，且因此根据图1c原本将经过角度传感器元件12的一些磁场线仍然在测量部分中穿过角度传感器元件12。
将进一步阐明角度传感器所涉及的尺寸范围。
整个角度传感器，包含外壳22a、22b，将具有最大36mm的直径和最大50mm的轴向延伸，这两个尺寸最好小于20mm，这意味着(例如)齿轮1a、1b的直径在5mm的范围内，且其轴向延伸甚至可低于5mm。
因此，旋转轴的距离只是略大于5mm，且因此两个角度传感器元件12之间的间隙甚至更小，因此不难发现无需测量磁通量传导，通过其它非相关联的磁体单元来替代地影响角度传感器元件12有多容易。
参考标号和名称
1a，b齿轮
2驱动轴杆
3轴承
4，4a，4b磁体
5a，5b磁体单元
6包封/胶合连接
7，7′磁通量导体板
8磁通量导体罐
9磁通量导体环
10，10′旋转轴
11轴杆延伸部分
12角度传感器元件
13中央磁场线环
14外部磁场线环
15
16
17
18
19有用磁通量/有用磁场
20磁通量退出表面
21屏蔽罐
22外壳
22a下部外壳组件
22b上部外壳组件
23支撑磁体
24含铁流体
25电路板
26保持滚珠
27中间轴杆
28外部齿
29，29′间隔物齿轮
30电子处理器件
31单齿齿轮

Claims (18)

1.一种作为用于检测一个以上回转的位置编码器的磁体(4a等)的布置，其包括：
至少两个以可旋转的方式支撑的磁体单元(5a，5b)，其相对于其可旋转性而操作性地连接，其中所述磁体单元中的一者经驱动而旋转，且所述磁体单元以不同的旋转速度但相对于彼此以固定的速度比旋转；
角度传感器元件(12)，其与每一磁体单元(5a，5b)相关联，所述角度传感器元件(12)检测所述磁体单元(5a，5b)的磁场，其中
至少一个磁体单元(5a，5b)，确切地说每一磁体单元(5a，5b)包含共同旋转的磁通量导体元件；且
每一磁体单元(5a，5b)支撑至少一个磁体(4a等)。
2.根据前述权利要求所述的布置，其中
所述至少一个磁体(4a，4b)优选相对于所述磁体单元(5a，5b)的相应旋转轴(10，10′)偏心设置，且/或
所述角度传感器元件(12)具有相同的分辨力和相同的测量精度，且确切地说以相同方式配置或完全相同。
3.根据前述权利要求中的一个权利要求所述的布置，其中对磁场敏感的所述角度传感器元件(12)是测量磁体向量的元件，确切地说
XMR元件，确切地说AMR元件，或
霍尔阵列，确切地说由四个或四个以上特定霍尔元件组成，或垂直霍尔元件。
4.根据前述权利要求中的一个权利要求所述的布置，其中
所述布置包含电子处理器件(30)，其经配置以根据所述两个角度传感器元件(12)的信号，来检测确切地说由从外部直接驱动的所述磁体单元(5a，5b)的完整回转的数目，且确切地说
所述电子处理器件(30)设置在所述传感器的所述外壳(22)中，确切地说设置在配置成芯片的所述角度传感器元件(12)中的一者上。
(旋转连接)
5.根据前述权利要求中的一个权利要求所述的布置，其中所述磁体单元(5a，5b)的旋转连接是操作性机械连接，确切地说是通过齿，确切地说是通过外部齿(28)；或者无接触的操作性连接，确切地说是通过磁性耦合，所述磁体单元(5a、5b)以可旋转的方式连接到所述磁性耦合。
(传动比)
6.根据前述权利要求中的一个权利要求所述的布置，其中
外部长度，确切地说所述磁体单元的所述外部齿(28)在其齿数方面的差别尽可能小，确切地说只相差一个齿，因此形成差速传动；或
所述两个磁体单元(5a，5b)以尽可能大的传动比操作性地连接，且确切地说对于所述磁体单元(5a，5b)处的外部齿(18)，所述一个磁体单元配置成单齿齿轮，且只有速度较低的磁体单元(5a，5b)处的角度传感器元件是高分辨力的角度传感器元件(12)。
7.根据前述权利要求中的一个权利要求所述的布置，其中
所述磁通量导体元件和所述齿一体式配置，且所述磁体单元(5a，5b)确切地说设置在所述罐状磁通量导体元件的内部中，或
所述磁通量导体元件是基于塑料的组件，其中嵌入有确切地说包封有磁性粒子，或
所述磁通量导体元件和所述齿(28)是单独的组件，且所述磁通量导体元件确切地说由铁磁钢制成，且所述齿(28)确切地说由塑料材料制成。
(无源磁通量导体元件)
8.根据前述权利要求中的一个权利要求所述的布置，其中
当所述齿与所述磁通量导体元件一体式配置时，所述磁通量导体元件由具有合适剩磁μ，确切地说具有500到1000的μ，确切地说具有100到800的μ的材料制成，或
对于将所述磁通量导体元件作为单独组件的配置，确切地说没有齿的配置，所述磁通量导体元件由具有合适的剩磁μ，确切地说超过1000的μ，确切地说超过5000的μ的材料制成。
9.根据前述权利要求中的一个权利要求所述的布置，其中
所述磁通量导体元件径向包围所述磁体单元(5a，5b)，确切地说相隔一定距离作为轮缘，确切地说以环形方式作为圆形或多边形磁通量导体环(9)包围所述磁体单元(5a，5b)，且/或
所述磁通量导体元件在背离所述角度传感器元件(12)的背面上作为基底确切地说作为磁通量导体板(7)覆盖所述磁体单元(5a，5b)，且确切地说配置成磁通量导体罐(8)。
(有源磁通量导体元件)
10.根据前述权利要求中的一个权利要求所述的布置，其中所述磁体单元(5a，5b)的所述至少一个磁体(4)具有特定组成、布置或配置的所述磁通量导体元件由离散元件组成，其组成方式使得其散射磁场，确切地说其径向向外的散射磁场减到最少，但其有用磁场彼此补充并放大。
11.根据前述权利要求中的一个权利要求所述的布置，其中所述角度传感器包含磁通量集中器，其以受控的方式将磁场线向所述角度传感器元件引导，且所述磁通量集中器确切地说配置成所述磁体单元(5a，5b)的所述磁体(4)的表面朝所述角度传感器元件定向的相应配置，且确切地说所述两个磁体(4a，4b)偏心设置，且其极轴平行于所述旋转轴(10，10′)，且所述两个磁体(4a，4b)包含磁通量退出表面(20)，所述表面在面朝所述角度传感器元件(12)的侧面上朝所述旋转轴(10)倾斜。
12.根据前述权利要求中的一个权利要求所述的布置，其中
所述磁体单元(5a，5b)除了具有在所述旋转轴(10，10′)的方向上的磁极方向的所述两个偏心磁体(4a，4b)以外，还在其间包含磁体(4c)，其磁极导向横向于所述旋转轴(10，10′)，所述磁极从所述前两个磁体(4a，4b)中的一者向所述四个磁体中的另一者(4a，4b)定向，且/或
所述磁体单元(5a，5b)的所述磁体布置是海尔贝克布置，确切地说是环形杆状海尔贝克布置。
(外壳形状)
13.根据前述权利要求中的一个权利要求所述的布置，其收纳在外壳中，其中当在所述旋转轴(10，10′)的方向上观看时，
所述外壳(22)相对于输入轴杆旋转对称设置，或
所述外壳具有圆弓形、三角形或经开槽的孔形的外部轮廓，且所述输入轴杆确切地说突出到所述外壳(22)的末端部分中。
(多级传动)
14.根据前述权利要求中的一个权利要求所述的布置，其中
所述角度传感器包括两个以上磁体单元(5b)，其分别具有不同速度比，确切地说参照直接驱动的磁体单元(5a，5c，5d，5e)，且确切地说所有磁体单元均设置在共用平面内，且确切地说设置在所述旋转对称外壳(22)中，且确切地说
围绕中央从动磁体单元(5a，5b)，以均匀的分布布置着至少四个磁体单元，其每一者分别包括外部齿(28)，且其齿数与相应的其它磁体单元(5a，5c，5d，5e)的齿数的差别尽可能小。
(中间齿轮)
15.根据前述权利要求中的一个权利要求所述的布置，其中中间间隔物元件确切地说中央齿轮设置在所述两个旋转的磁体单元(5a，5b)之间，其中所述中间元件确切地说是所述从动齿轮(1c)，且所述两个磁体单元(5a，5b)相对于所述中央齿轮彼此相对设置。
(角度传感器元件的布置)
16.根据前述权利要求中的一个权利要求所述的布置，其中
所述两个角度传感器元件(12)设置成在所述电路板(25)的平面内没有偏移，且彼此相对设置，且所述两个磁体单元(5a，5b)围绕共用旋转轴(10，10′)旋转，或
所述两个磁体单元围绕彼此平行设置的旋转轴(10，10′)旋转，且所述磁体单元(5a，5b)设置在齿轮(1a，1b)的面上，以相对方向定向，或
所述角度传感器元件(12)设置在同一电路板(25)的两侧，定向成远离彼此，且所述磁体单元(5a，5b)相对于所述电路板(25)彼此相对设置，所述磁体单元的定向彼此相反。
(支撑件)
17.根据前述权利要求中的一个权利要求所述的布置，其中至少非从动的磁体单元(5a，5b)通过含铁流体支撑在外壳(22)中的直轴承中，其中：
以含铁流体方式支撑的所述磁体单元(5a，5b)的所述轴杆延伸部分(11)是具有确切地说横向于所述旋转轴(10，10′)的磁极定向的磁体(4)，其中所述磁体确切地说与所述磁体布置的所述磁体直接接触，且确切地说
所述磁性轴杆延伸部分(11)的外壳后侧端部与保持滚珠(26)接触，所述保持滚珠被按压到所述外壳(22)的支撑镗孔中，所述外壳确切地说由塑料材料制成，或
所述磁体单元(5a，5b)以含铁流体方式支撑以可相对于轴延伸部分而旋转，所述轴延伸部分以防扭矩的方式设置在外壳(22)中，且配置成磁体(4)。
(磁极导向)
18.根据前述权利要求中的一个权利要求所述的布置，其中
所述磁体单元(5a，5b)的所述两个磁体(4a，4b)偏心设置，且相对于所述角度传感器元件(12)对称设置，其具有平行的相对磁极定向，所述磁极定向设置成平行于所述磁体单元(5a，5b)的所述旋转轴(10)，且所述角度传感器元件(12)设置成从所述磁体(4a，4b)轴向偏移，或
所述磁体(4a，4b)偏心设置，且相对于所述角度传感器元件(12)对称，其中所述磁体具有完全相同的磁极定向，所述磁极定向横向于所述磁体单元(5a，5b)的所述旋转轴(10，10′)而定向，且所述角度传感器元件(12)设置在所述磁体(4a，4b)之间。
CN2010102556502A 2009-10-06 2010-08-06 通过位置编码器磁体检测一次以上旋转的组合件 Active CN102032862B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009048389.6A DE102009048389B4 (de) 2009-10-06 2009-10-06 Anordnung zur Erfassung mehr als einer Umdrehung mitels Magneten als Positionsgeber
DE102009048389.6 2009-10-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102032862A true CN102032862A (zh) 2011-04-27
CN102032862B CN102032862B (zh) 2013-11-13

Family

ID=43822710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010102556502A Active CN102032862B (zh) 2009-10-06 2010-08-06 通过位置编码器磁体检测一次以上旋转的组合件

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8847584B2 (zh)
CN (1) CN102032862B (zh)
DE (1) DE102009048389B4 (zh)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104769394A (zh) * 2012-11-06 2015-07-08 罗伯特·博世有限公司 检测运动构件的运动的磁性测量装置和对应的传感器装置
CN105390228A (zh) * 2014-08-20 2016-03-09 亚德诺半导体集团 用于产生均匀磁场的装置和方法
CN105403233A (zh) * 2014-09-10 2016-03-16 英飞凌科技股份有限公司 线性位置和旋转位置磁传感器、系统和方法
CN105452814A (zh) * 2013-05-15 2016-03-30 株式会社Iai 旋转角度检测系统、旋转角度检测方法、旋转角度检测单元及同步电动机控制系统
CN105698828A (zh) * 2016-03-11 2016-06-22 桂林数联汽车科技有限公司 并列齿轮结构多圈绝对值编码器
CN107340005A (zh) * 2017-06-27 2017-11-10 珠海意动智能装备有限公司 多圈绝对值编码器、驱动装置、存储介质及控制方法
CN108507457A (zh) * 2017-02-24 2018-09-07 英飞凌科技股份有限公司 磁传感器装置和磁感测方法
CN109643641A (zh) * 2016-08-30 2019-04-16 周星工程股份有限公司 基板处理装置
CN110168317A (zh) * 2016-12-02 2019-08-23 哈姆林电子(苏州)有限公司 带有多磁体配置的旋转位置传感器
CN110307860A (zh) * 2019-07-02 2019-10-08 深圳万讯自控股份有限公司 一种差分式霍尔多圈位置绝对位置传感器及其检测方法
CN112703371A (zh) * 2018-07-20 2021-04-23 弗瑞柏私人有限公司 旋转角度测量系统
CN112880539A (zh) * 2021-01-19 2021-06-01 天津中科华誉科技有限公司 一种非接触式位置检测装置
CN113167601A (zh) * 2018-12-14 2021-07-23 松下知识产权经营株式会社 磁传感器单元
CN113624264A (zh) * 2020-05-06 2021-11-09 宝盟电气股份公司 用于单转和多转测量的角度测量装置
CN114543643A (zh) * 2022-01-10 2022-05-27 南京蔚蓝智能科技有限公司 一种机械多圈编码器的位置计算方法
TWI838998B (zh) * 2022-12-02 2024-04-11 東佑達自動化科技股份有限公司 具有磁性非接觸式傳動單元的驅動感測裝置

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10704933B2 (en) * 2014-09-02 2020-07-07 Infineon Technologies Ag Integrated angle sensing device
US8857464B2 (en) * 2008-01-30 2014-10-14 Flowserve Management Company Valve actuators having magnetic angle sensors
JP5193110B2 (ja) * 2009-03-31 2013-05-08 日立電線株式会社 トルク・インデックスセンサ
DE102011002563A1 (de) * 2010-12-20 2012-06-21 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung
EP2525193B1 (en) * 2011-05-17 2016-03-02 Sensata Technologies, Inc. Magnetic proximity sensor
US8667856B2 (en) * 2011-05-20 2014-03-11 General Electric Company Sensor assemblies and methods of assembling same
JP5199429B2 (ja) * 2011-09-06 2013-05-15 ファナック株式会社 回転検出器および回転検出器における回転子の製造方法
CH706043B1 (de) * 2012-01-30 2015-12-15 Contelec Ag Winkelsensor.
JP5961414B2 (ja) * 2012-03-28 2016-08-02 本田技研工業株式会社 スロットル開度検出装置
US8456271B1 (en) 2012-04-04 2013-06-04 Ifm Electronic Gmbh Optical proximity switch
WO2013164361A1 (de) * 2012-04-30 2013-11-07 Fritz Kuebler Gmbh Zaehl- Und Sensortechnik Energieautarker multiturn-drehgeber und verfahren zur ermittlung einer eindeutigen position einer geberwelle mit dem multiturn-drehgeber
JP6249389B2 (ja) * 2012-09-12 2017-12-20 株式会社デンソー 回転位置検出装置の製造方法
CN103644864B (zh) * 2013-12-17 2017-05-03 广东工业大学 一种提高角度编码器分辨率及测量精度的机械装置
DE102013114825B4 (de) 2013-12-23 2023-09-28 Tdk-Micronas Gmbh Vorrichtung zur Messung eines Winkels einer Drehachse
JP6489746B2 (ja) 2014-03-04 2019-03-27 山洋電気株式会社 磁気検出型エンコーダ用磁気シールドカバー、および磁気検出型エンコーダ
JP6260397B2 (ja) * 2014-03-28 2018-01-17 オリエンタルモーター株式会社 歯車を適正位置に保持する歯車支持機構を用いる回転角検出装置
US10704926B2 (en) * 2014-09-02 2020-07-07 Infineon Technologies Ag Shaft-integrated angle sensing device
US9746346B2 (en) * 2014-09-10 2017-08-29 Infineon Technologies Ag Linear position and rotary position magnetic sensors, systems, and methods
WO2016040346A1 (en) * 2014-09-11 2016-03-17 Halliburton Energy Services, Inc. Magnet and sensor cap of a rotational control device
DE102014222354A1 (de) 2014-11-03 2016-05-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zum Kalibrieren einer Absolutwegmesseinrichtung eines Spindelaktors für eine hydraulische Gebereinheit, Verfahren zum Steuern der Position einer Spindelmutter eines Spindelaktors für eine hydraulische Gebereinheit und Spindelaktor für eine hydraulische Gebereinheit
DE102015101246A1 (de) * 2015-01-28 2016-07-28 Fraba B.V. Magnet-basiertes Drehwinkelmesssystem
JP6289399B2 (ja) * 2015-02-23 2018-03-07 本田技研工業株式会社 位置検出装置
DE102015208225B4 (de) 2015-05-05 2022-12-29 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Absolutwegmesseinrichtung für einen Spindelaktor einer hydraulischen Gebereinheit und Verfahren zum Bestimmen einer Winkelstellung eines zweiten Messmagenten einer Absolutwegmesseinrichtung
DE102016009006B4 (de) 2015-07-29 2024-01-25 Infineon Technologies Ag Antriebsstrang eines kraftfahrzeugsystems mit einer wellenintegrierten winkelabtastvorrichtung
DE102015214435B4 (de) 2015-07-30 2024-03-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Absolutwegmesseinrichtung für einen Spindelaktor einer hydraulischen Gebereinheit
JP6561393B2 (ja) * 2015-09-11 2019-08-21 下西技研工業株式会社 角度センサ、及び、角度センサによる角度検出方法
DE102015218497A1 (de) 2015-09-25 2017-03-30 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Bestimmung einer vorgegebenen Position eines Aktors und Aktor
CN205066678U (zh) * 2015-10-26 2016-03-02 深圳市道通智能航空技术有限公司 角位移检测装置、电机转角控制系统、云台和飞行器
DE102016002417B4 (de) * 2016-03-02 2017-12-14 Infineon Technologies Ag Winkelsensoranordnung und Elektrofahrrad mit einer solchen Winkelsensoranordnung
JP6278050B2 (ja) * 2016-03-11 2018-02-14 Tdk株式会社 回転角度検出装置及び回転機械装置
US10444035B2 (en) * 2016-06-01 2019-10-15 Itron Networked Solutions, Inc. Magnetic sensing metering device and method
DE102016111097A1 (de) * 2016-06-17 2017-12-21 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Sensoranordnung zur Winkelerfassung und Schaltgetriebe
JP6759751B2 (ja) * 2016-06-23 2020-09-23 日立金属株式会社 回転検出装置及びセンサ付きケーブル
JP2018013391A (ja) * 2016-07-20 2018-01-25 メレキシス テクノロジーズ エス エー 変位検出装置
DE102017108855C5 (de) * 2017-04-26 2023-09-07 Asm Automation Sensorik Messtechnik Gmbh Sensor-Einheit sowie Arbeitszylinder-Einheit mit einer Sensor-Einheit
DE102017212039B4 (de) * 2017-07-13 2021-01-21 Hartmann-exact KG Drehwinkelmesseinrichtung
DE102017121467A1 (de) * 2017-09-15 2019-03-21 Infineon Technologies Ag Magnetsensorbauelement und verfahren zum bestimmen einer rotationsgeschwindigkeit, einer rotationsrichtung und/oder eines rotationswinkels einer magnetischen komponente um eine rotationsachse
JP7102199B2 (ja) * 2018-04-11 2022-07-19 キヤノン株式会社 駆動装置、像ぶれ補正装置及び撮像装置
WO2019202643A1 (ja) * 2018-04-16 2019-10-24 三菱電機株式会社 エンコーダ及びモータ
JP7316077B2 (ja) * 2019-03-29 2023-07-27 ミネベアミツミ株式会社 アブソリュートエンコーダ
JP7320831B2 (ja) * 2019-07-31 2023-08-04 株式会社日本アレフ 回転角度検出センサ
KR20220031092A (ko) 2019-08-09 2022-03-11 에스엠시 가부시키가이샤 자기식 인코더
DE102019122046A1 (de) * 2019-08-16 2021-02-18 Infineon Technologies Ag Vorrichtung zur messung der winkelstellung einer welle
WO2021043409A1 (de) * 2019-09-05 2021-03-11 Fraba B.V. Drehwinkelmessanordnung, drehwinkelmesssystem und elektromotor
US11169000B2 (en) * 2019-09-06 2021-11-09 Measurement Specialties, Inc. Multi-turn measurement system
PT3839255T (pt) * 2019-12-19 2022-06-06 Contelec Ag Bomba de pistão axial
US20210310827A1 (en) * 2019-12-27 2021-10-07 Woodward, Inc. Multi-channel magnetic sensor device
JP7441062B2 (ja) * 2020-01-31 2024-02-29 ミネベアミツミ株式会社 アブソリュートエンコーダ
DE102020202519A1 (de) * 2020-02-27 2021-09-02 Thyssenkrupp Ag Ringmagnet für rotierende Welle
DE102020108982A1 (de) 2020-04-01 2021-10-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Sensoranordnung mit einem vollständig redundanten Messsystem zur Erfassung der absoluten Winkelposition eines Lenkelements
JPWO2022181700A1 (zh) * 2021-02-26 2022-09-01
JP2022157688A (ja) * 2021-03-31 2022-10-14 ミネベアミツミ株式会社 アブソリュートエンコーダ
AT524982A1 (de) * 2021-04-09 2022-11-15 Schiebel Antriebstechnik Gmbh MT-Sensor
JP2023042450A (ja) * 2021-09-14 2023-03-27 Ckd株式会社 ロータリエンコーダ
JP2023042448A (ja) * 2021-09-14 2023-03-27 Ckd株式会社 ロータリエンコーダ
KR102621312B1 (ko) * 2021-12-10 2024-01-04 효성티앤에스 주식회사 금융자동화기기의 에스크로 유닛 제어 장치

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1571916A (zh) * 2001-10-19 2005-01-26 株式会社安川电机 多转型编码器
CN1680783A (zh) * 2004-04-06 2005-10-12 安捷伦科技有限公司 旋转和角度位置传感
DE102005035107A1 (de) * 2005-07-27 2007-02-01 Ebe Elektro-Bau-Elemente Gmbh Mess- bzw. Gebervorrichtung
DE102006048501A1 (de) * 2006-10-13 2008-04-17 MÄNNLE, Erik Drehwinkelsensor zur Bestimmung der Position eines Pedals
CN101424544A (zh) * 2003-02-14 2009-05-06 Bei传感器及系统有限公司 使用线性霍尔效应传感器、具有增强线性磁体配置的位置传感器
DE102008059775A1 (de) * 2007-11-30 2009-06-04 Continental Teves Ag & Co. Ohg Absolut messende Lenkwinkelsensoranordnung

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19739823A1 (de) * 1997-09-11 1999-03-18 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Winkels eines ersten drehbaren Körpers
DE19820014A1 (de) 1998-05-06 1999-11-11 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Multiturn-Codedrehgeber
DE19821467A1 (de) 1998-05-13 1999-11-18 Thomas Klug Zwei und mehrdimensionales Differenzengetriebe zur hochauflösenden absoluten Messung der Anzahl von Umdrehungen einer Welle
DE19958504A1 (de) 1999-12-04 2001-06-07 Bosch Gmbh Robert Sensoranordnung zur Erfassung eines Drehwinkels und/oder eines Drehmoments
ATE402396T1 (de) * 2002-10-10 2008-08-15 Ebm Papst St Georgen Gmbh & Co Vorrichtung zum erfassen des absolutwinkels einer welle
JP2004271427A (ja) 2003-03-11 2004-09-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回転角度検出装置
JP2005077305A (ja) * 2003-09-02 2005-03-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回転角度およびトルク検出装置
US7116100B1 (en) * 2005-03-21 2006-10-03 Hr Textron, Inc. Position sensing for moveable mechanical systems and associated methods and apparatus
US7353608B2 (en) * 2006-01-25 2008-04-08 Custom Sensors & Technologies, Inc. Multiple channel RVDT with dual load path and fail-safe mechanism
JP4607049B2 (ja) 2006-02-23 2011-01-05 株式会社デンソー 回転角検出装置
US20070251474A1 (en) * 2006-05-01 2007-11-01 Gauthier Daniel G Cam phasing system with mid-range engine shutdown
EP1879087A3 (de) * 2006-07-10 2010-08-18 Brose Schliesssysteme GmbH & Co. KG Positionserfassungsanordnung für ein motorisch verstellbares Funktionselement in einem Kraftfahrzeug
JP2008070130A (ja) 2006-09-12 2008-03-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回転角度検出装置
DE102007018758B4 (de) * 2007-01-08 2019-05-29 Asm Automation Sensorik Messtechnik Gmbh Winkelsensor
DE102007018759B4 (de) * 2007-01-08 2021-02-11 Asm Automation Sensorik Messtechnik Gmbh Winkelsensor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1571916A (zh) * 2001-10-19 2005-01-26 株式会社安川电机 多转型编码器
CN101424544A (zh) * 2003-02-14 2009-05-06 Bei传感器及系统有限公司 使用线性霍尔效应传感器、具有增强线性磁体配置的位置传感器
CN1680783A (zh) * 2004-04-06 2005-10-12 安捷伦科技有限公司 旋转和角度位置传感
DE102005035107A1 (de) * 2005-07-27 2007-02-01 Ebe Elektro-Bau-Elemente Gmbh Mess- bzw. Gebervorrichtung
DE102006048501A1 (de) * 2006-10-13 2008-04-17 MÄNNLE, Erik Drehwinkelsensor zur Bestimmung der Position eines Pedals
DE102008059775A1 (de) * 2007-11-30 2009-06-04 Continental Teves Ag & Co. Ohg Absolut messende Lenkwinkelsensoranordnung

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104769394A (zh) * 2012-11-06 2015-07-08 罗伯特·博世有限公司 检测运动构件的运动的磁性测量装置和对应的传感器装置
CN105452814A (zh) * 2013-05-15 2016-03-30 株式会社Iai 旋转角度检测系统、旋转角度检测方法、旋转角度检测单元及同步电动机控制系统
CN105390228A (zh) * 2014-08-20 2016-03-09 亚德诺半导体集团 用于产生均匀磁场的装置和方法
US9697940B2 (en) 2014-08-20 2017-07-04 Analog Devices Global Apparatus and methods for generating a uniform magnetic field
CN105390228B (zh) * 2014-08-20 2018-01-09 亚德诺半导体集团 用于产生均匀磁场的装置和方法
CN105403233A (zh) * 2014-09-10 2016-03-16 英飞凌科技股份有限公司 线性位置和旋转位置磁传感器、系统和方法
CN105698828A (zh) * 2016-03-11 2016-06-22 桂林数联汽车科技有限公司 并列齿轮结构多圈绝对值编码器
CN109643641A (zh) * 2016-08-30 2019-04-16 周星工程股份有限公司 基板处理装置
CN110168317A (zh) * 2016-12-02 2019-08-23 哈姆林电子(苏州)有限公司 带有多磁体配置的旋转位置传感器
CN108507457A (zh) * 2017-02-24 2018-09-07 英飞凌科技股份有限公司 磁传感器装置和磁感测方法
US10928221B2 (en) 2017-02-24 2021-02-23 Infineon Technologies Ag Magnetic sensor arrangement and magnetic sensing method
CN107340005A (zh) * 2017-06-27 2017-11-10 珠海意动智能装备有限公司 多圈绝对值编码器、驱动装置、存储介质及控制方法
CN112703371A (zh) * 2018-07-20 2021-04-23 弗瑞柏私人有限公司 旋转角度测量系统
CN113167601A (zh) * 2018-12-14 2021-07-23 松下知识产权经营株式会社 磁传感器单元
CN110307860A (zh) * 2019-07-02 2019-10-08 深圳万讯自控股份有限公司 一种差分式霍尔多圈位置绝对位置传感器及其检测方法
CN110307860B (zh) * 2019-07-02 2021-08-03 深圳万讯自控股份有限公司 一种差分式霍尔多圈位置绝对位置传感器及其检测方法
CN113624264A (zh) * 2020-05-06 2021-11-09 宝盟电气股份公司 用于单转和多转测量的角度测量装置
CN113624264B (zh) * 2020-05-06 2023-11-24 宝盟电气股份公司 用于单转和多转测量的角度测量装置
CN112880539A (zh) * 2021-01-19 2021-06-01 天津中科华誉科技有限公司 一种非接触式位置检测装置
CN114543643A (zh) * 2022-01-10 2022-05-27 南京蔚蓝智能科技有限公司 一种机械多圈编码器的位置计算方法
TWI838998B (zh) * 2022-12-02 2024-04-11 東佑達自動化科技股份有限公司 具有磁性非接觸式傳動單元的驅動感測裝置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009048389A1 (de) 2011-05-12
DE102009048389B4 (de) 2019-12-19
US8847584B2 (en) 2014-09-30
CN102032862B (zh) 2013-11-13
US20110080162A1 (en) 2011-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102032862B (zh) 通过位置编码器磁体检测一次以上旋转的组合件
CN103154687A (zh) 具有转矩传感器和转角传感器的装置
CN101384883B (zh) 行程达360°的磁角位置传感器
US8519700B2 (en) Magnetic angular position sensor including an isotropic magnet
US7639004B2 (en) Apparatus for sensing angular displacement between first and second rotating shafts including flux collectors
US20220282996A1 (en) Rotational angle detection apparatus and rotating machine apparatus
JP4607049B2 (ja) 回転角検出装置
CN108291625B (zh) 磁变速机
CN105509775B (zh) 用于检测运动元件位移的磁场传感器装置
US8314607B2 (en) Rotation angle detector
CN102472636A (zh) 霍尔效应感应装置
US20050161304A1 (en) Gear mechanism and a rotary encoder equipped with this gear mechanism
CN104374412B (zh) 一种用于磁感应齿轮编码器的磁场结构
EP2103909A1 (en) Rotation angle detection device
US7782047B2 (en) Dual axis magnetic field detector and magnets therefor
US8232794B2 (en) Rotation angle detector
US11300399B2 (en) Device and method for determining the position of a permanent magnet
US8030917B2 (en) Over one turn rotation angle sensor using rotating magnetic field
JP2010160037A (ja) 回転角検出器
EP1750096A2 (en) An Angular Position Sensor Assembly
US20140232378A1 (en) Sensor arrangement
CN101568804B (zh) 传感器
US20040250632A1 (en) Apparatus for sensing position and/or torque
KR102462298B1 (ko) 영구 자석의 회전의 수 측정을 위한 센서 어셈블리
KR20120010085A (ko) 차량의 비접촉식 조향토오크 감지장치

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant