CN105393090A - 旋转编码器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种感应式位移传感器以及用于感测动力工具的两个相对可移动部分之间的相对位移的相关方法。该位移传感器包括配置为进行相对移动的定子元件和转子元件，所述定子元件具有第一导电图形，其中，所述转子元件具有第二导电图形。第一导电图形和第二导电图形互感耦合。第一导电图形配置为接收具有基本恒定的振幅的高频激励信号。高频激励信号由于第一导电图形与第二导电图形之间的互感而导致在第二导电图形中生成中间信号。中间信号指示定子元件与转子元件之间的相对位移。

Description

旋转编码器

技术领域

本发明涉及带有用于感测位移的传感器的动力工具以及用于感测动力工具内的位移的方法。

本发明具体涉及具有用于感测动力工具的两个相对可移动部分之间的位移的感应型旋转编码器的动力工具以及用于使用感应式旋转编码器来感测动力工具的两个可相对移动部分之间的位移的方法。

背景技术

动力工具(如螺丝起子、螺母扳手、钻孔器)通常装配有至少一个用于感测一个或多个参数(例如动力工具的两个相对可移动部分之间的相对角位移)的某种形式的检测器排布。该一个或多个参数可以例如用于监测目的或反馈控制。

根据应用来典型配置检测器排布，以测量线性位移或旋转位移(即，角位移)。

检测器排布还具有作为接触式检测器排布或非接触式检测器排布的特点，这取决于检测器排布是否要求相关接线与相对可移动测量物体的物理接触。

现今，全部各种不同的系统使用了不同的检测器排布来感测相对位置，即，两个相对可移动的元件之间(如，可旋转元件与静止元件之间)的位移。这些检测器排布通常被称为同步机、解析器、编码器、集电环或换能器，并且所述检测器排布基于物理感测原理(如，光学物理感测原理、磁性物理感测原理、感应式物理感测原理、电容式物理感测原理或涡流式物理感测原理)来工作。

光学检测器排布通常实现安装于可旋转的测量物体(如，旋转轴)的盘，其中，所述盘由带有透明区域和不透明区域的玻璃或塑料制成。这些区域暴露于来自光源的光。然后，所产生的光(即，光学图案)由读取光学图案的光电检测器阵列所接收。然后，对所读取的光学图案进行处理，以便获得盘的位置，即，以便提供轴的角度。

磁性检测器排布通常实现以交替的北极-南极配置所提供的一系列等距磁极。该一系列磁极安装在可旋转的测量物体(如，旋转轴)上。然后，磁性传感器(通常地，磁阻效应或霍尔效应)读取磁极位置。然后，可以由处理装置来处理这些位置以便确定轴的角度，与上述光学检测器排布类似。

感应式检测器排布通常实现多个感应元件(以至少一个第一线圈安装于可旋转的测量物体(如，旋转轴)的形式)，其中，所述至少一个第一线圈在测量物体的旋转期间相对于至少一个第二线圈移动。通过使用交流电(AC)来给该至少一个第二线圈供能，由于互感而在第一线圈中感应生成电流。该至少一个第一线圈与该至少一个第二线圈之间的电连接程度代表该至少一个第一线圈与该至少一个第二线圈之间的相对位移。

电容检测器排布通常使用可旋转的测量物体上的盘。在测量物体旋转时，所述盘会改变电容检测器排布的两个电极之间的电容量，其中，可以对电容量进行测量和处理，以便提供角位移的指示。

涡流检测器排布通常使用具有高磁导率材料、低磁导率材料、非磁性材料的标码，其通过监测包括感应线圈传感器的AC电路的电感量的变化来进行检测和解码。

然而，根据现有技术的检测器排布易于具有以下的一个或多个缺点：需要较大空间、需要复杂电路、导致较高功耗、难以维护、制造成本高、对外部磁场敏感、提供较低精度以及易耗损。

由于这些缺点对动力工具的性能方面和/或制造成本具有负面影响，使用这些缺点导致不适合用于动力工具内。

相应地，需要对用于感测动力工具的相对可移动部分之间的相对位移的检测器排布技术进行改进。

发明内容

本发明的一个目标是提供用于动力工具的鲁棒相对位移传感器。

一个目标是进一步提供用于动力工具的精确的相对位移传感器。

一个目标是进一步提供小型相对位移传感器，其在安装于动力工具内部时不需要太大空间。

此外，额外的目标是提供这样的相对位移传感器：相比于根据现有技术的已知技术，该相对位移传感器较简单并且成本较低。

通过由权利要求1限定的、根据本发明的用于动力工具的位移传感器实现这些目标中的一个或多个目标。该位移传感器包括定子元件和转子元件，所述定子元件和转子元件配置成沿着测量路径而相对移动。所述定子元件包括第一导电图形，所述转子元件包括第二导电图形。第一导电图形和第二导电图形彼此电感耦合。第一导电图形配置成接收激励信号。第二导电图形配置成由于第一导电图形与第二导电图形之间的互感而在第二导电图形中产生中间信号。所生成的中间信号指示该定子元件与该转子元件之间的相对位移。该激励信号是具有基本恒定的振幅的高频激励信号。

可以限定激励信号具有基本恒定的振幅的事实，这是因为振幅不承载信息，即，不执行振幅调制。

由此实现了这样的用于动力工具的位移传感器：由于激励信号在频率方面远离与存在于动力工具附近的电磁干扰源相关的频率，使用该位移传感器对于电磁干扰具有鲁棒性。中间信号的相位将指示转子元件与定子元件之间的相对位移(即，相对角位移)，或者更具体地，中间信号与高频激励信号之间的相位差将指示所述相对位置。

进一步地，提高了关于稍后在转子元件与定子元件之间的未对准的容差。同样，可以在保持位移传感器的精度的情况下增加定子元件与转子元件之间的距离。

同样，通过使用高频激励信号，定子元件和转子元件的导电图形分别可以实现为其内包含的电感量相对低并且仍然提供足够的阻抗以适应位移传感器的配置。这还允许构造各自的导电图形以形成导电元件(即，线圈)，每个导电图形围绕没有导电材料/元件的相对区域意味着可以对利用相对少的匝/每线圈元件来实现导电图形。

另外，由于在将传感器信号变换为指示转子元件与定子元件之间的相对位移的值时仅需要考虑一个信号(形式为中间信号)，可以用较少的电路部件来实现位移传感器。这有助于产生小规格、低重量和低生产成本的位移传感器。相反，根据现有技术的位移传感器通常使用若干个接收信号，每个接收信号需要以专用解码电路进行解码以便输出指示相对位移的值。

位移传感器的特征可以进一步在于，高频信号是具有从100Khz-100MHz的频率范围内选择的频率的信号。

位移传感器的特征可以进一步在于，高频信号是具有从1MHz–10MHz的频率范围内选择的频率的信号。

位移传感器的特征可以进一步在于，激励信号被配置成为包括多个高频激励信号的多相激励信号，每个高频激励信号均具有多相中的一相。

以此实现了用于动力工具的位移传感器，其中，该位移传感器对于干扰的容差具有改进的鲁棒性，并且其中，可以利用较简单的电路来制造位移传感器的接收电路。更具体地，通过利用多相激励信号，可以使位移传感器的接收侧的电路更简单。除了使得可以在位移传感器的接收器侧上实现较简单的电路之外，还通过使用多相激励信号使得位移传感器更加具有鲁棒性，这是因为在接收器侧仅需要单个接收器/解码器电路。这与根据现有技术的在接收器侧上通常需要两个单独的接收器/解码器电路的位移传感器相反。相比于使用两个接收器/解码器电路，在接收器侧上仅使用单个接收器/解码器电路使得位移传感器对于干扰更加具有鲁棒性。影响位移传感器的接收器侧的这种干扰会对位移传感器特别是对具有两个接收器/解码器电路的位移传感器产生严重的影响，这是因为接收器侧上的信号强度通常很弱并且因此也对可能对这两个接收器/解码器电路中的每一个接收器/解码器电路产生不同影响的干扰更加敏感。另一方面，根据本发明的位移传感器可以在非常接近电力线缆(如，与动力工具的电机相关的电力线缆)处以无屏蔽的方式准确进行操作，所述电力线缆中至少有60安培(A)的电流流动。

位移传感器的特征可以进一步在于，多相激励信号是具有四个相的四相激励信号，该四相包括0度相、90度相、180度相和270度相。

以此实现了用于动力工具的位移传感器，其中，由于可以简单地将多相激励信号的0°相和90°相反转以生成180°相和270°相，因此可以以高效的方式生成该多相激励信号。多相激励信号的这种配置还有助于简化在定子元件的第一导电图形和转子元件的第二导电图形的配置方面的相位匹配。例如，如果第二导电图形的配置被配置为形成包括0°相和180°相的交变两相模式，即，交替的相与反相模式，那么多相激励信号的0°相和180°相可以被馈送至第一导电图形，从而使得被馈送有多相激励信号的第一导电图形的0°相位的部分面向第二导电图形的配置为形成0°相的部分，连同第一导电图形的被馈送有180°相位的部分朝向第二导电图形的配置为形成180°相的部分。

位移传感器的特征可以进一步在于，多相激励信号是具有三个相的三相激励信号，该三个相包括0度相、120度相和240度相。

以此实现了一种用于动力工具的位移传感器，其中，通过使用具有三个相的激励信号，位移传感器简化了与三相电机相关的相对移动部分的相对位移感测。

位移传感器的特征可以进一步在于，定子元件的第一导电图形包括沿着定子元件的测量路径延伸的一系列驱动线圈。该一系列驱动线圈以周期性重复的相模式进行排布。相模式沿着该测量路径重复n次。周期性重复的相模式的每个驱动线圈被配置成被馈送多相信号中的一相。

位移传感器的特征可以进一步在于，周期性重复的相模式的每个驱动线圈被配置成被馈送有以周期性重复的相模式的驱动线圈的连续顺序增量式增大的多相激励信号的相。

位移传感器的特征可以进一步在于，转子元件的该第二导电图形包括一系列平衡接收线圈，所述平衡接收线圈串联连接并且沿着转子元件的测量路径延伸，转子元件的测量路径面向定子元件的测量路径。

位移传感器的特征可以进一步在于，一系列接收线圈中的每个接收线圈配置为限定周期性重复的平衡的交变两相模式，周期性重复的平衡的交变两相模式沿着该测量路径被重复i-1次，从而使得一系列接收线圈中的每个接收线圈的相邻回路处于反相。

以此实现了用于动力工具的位移传感器，其中，可以有效地移除从外部磁场所产生的干扰以使其不出现于中间信号中。

位移传感器的特征可以进一步在于，转子元件进一步包括平衡驱动线圈。该平衡驱动线圈被配置成联接到该第二导电图形并且通过在平衡驱动线圈与平衡接收线圈之间所形成的互感来向定子元件的平衡接收线圈传输中间信号。

以此实现了用于动力工具的位移传感器，其中，由于驱动线圈是平衡的，并且由于接收线圈是平衡的，减小了远场干扰效应。位移传感器的特征可以进一步在于，平衡驱动线圈与平衡接收线圈中的每一个均分别包括两个线圈段。所述两个线圈段被配置成使得这两个线圈段中所流动的电流分别沿着转子元件与定子元件的测量路径相对于彼此在相反的方向上流动。

以此实现了用于动力工具的位移传感器，其中，在从转子元件向定子元转传输中间信号时，可以有效地移除从外部磁场所产生的干扰以使其不出现于中间信号中。

位移传感器的特征可以进一步在于包括信号生成器电路。该信号生成器电路联接至定子元件的第一导电图形。所述信号生成器配置为生成激励信号并且将激励信号提供至第一导电图形以便为所述第一导电图形供能。

位移传感器的特征可以进一步在于包括单相信号处理器电路。该信号处理器电路配置为接收并处理与在该定子元件处所接收的中间信号相对应的单相接收信号，以便提供指示转子元件与定子元件之间的相对位移的输出信号。

位移传感器的特征可以进一步在于，单相信号处理器电路包括相位检测器电路，该相位检测器电路配置为处理接收信号以便检测接收信号与激励信号之间的相位差，从而提供所述输出信号。

由于振幅被保持为基本恒定(即，没有执行振幅调制)，可以省却在接收侧的解调步骤。进一步地，由于激励信号具有高频，无需进行频率调节来检测相位，这优选地在高频上进行处理以便能够使用较小的分量。

以此实现了用于动力工具的位移传感器，其中，该位移传感器容忍振幅调制的干扰，因为这种干扰不影响相位差。

位移传感器的特征可以进一步在于，相位检测器电路是I/Q解调器电路，该I/Q解调器电路配置为输出指示所述接收信号与所述激励信号的相位差的两个正交信号。

以此实现了用于动力工具的位移传感器，其中，位移传感器提供了改进的位移感测，由于IQ解调器可以采用简单并鲁棒的方式检测相位差，如检测参考信号与接收信号之间的相位差。除了易于检测以及鲁棒性之外，由于可以以较低的成本制造IQ解调器，使用IQ解调器还提供了在位移传感器的制造方面的成本效率。

位移传感器的特征可以进一步在于，转子元件配置为附接至动力工具的第一可移动部分，并且其中，定子元件配置为附接至动力工具的第二静止部分。

以此实现了用于动力工具的位移传感器，其中，位移传感器可以感测动力工具的第一可移动部分与第二静止部分之间的相对位移。

位移传感器的特征可以进一步在于，转子元件和定子元件为环形盘形状。

位移传感器的特征可以进一步在于，转子元件和定子元件各自由带有分别形成第一导电图形和第二导电图形的多条导电迹线的印刷电路板形成。

以此实现了用于动力工具的位移传感器，其中，可以采用成本效率的方式来制造定子元件、转子元件及其相关的导电元件。

位移传感器的特征可以进一步在于，转子元件包括配置为提供噪声抑制的至少一个电容部件。

以此实现了用于动力工具的位移传感器，其中，可以有效地抑制影响中间信号的噪声。

位移传感器的特征可以进一步在于，转子元件包括至少一个电容层，该至少一个电容层形成至少一个电容器以便提供噪声抑制。

以此实现了用于动力工具的位移传感器，其中，可以有效地抑制影响中间信号的噪声，并且保护电容器(形式为电容层)免受机械冲击。

这些目标中的一个或多个目标还通过用于感测动力工具的两个相对可移动部分之间的位移的方法来实现。该方法包括生成具有基本恒定的振幅的高频激励信号的形式的激励信号的步骤。进一步的方法步骤包括将该激励信号提供给定子元件的第一导电图形。进一步的方法步骤包括由于第一导电图形与第二导电图形之间的互感而在转子元件的第二导电图形中生成中间信号。所述中间信号指示转子元件与定子元件之间的相对位移。

从属权利要求限定对应于关于该系统进行描述的特性特征的可选特性特征。

附图说明

下文将参考附图而在实施方案中更详细地描述本发明，而并非将本发明的解释限定于此，其中

图1示意性地示出了根据本发明的实施方案的具有旋转编码器的动力工具；

图2示意性地示出了根据本发明的实施方案的信号生成器电路的方框图；

图3示意性地示出了根据本发明的实施方案的旋转编码器的定子的平面视图；

图4示意性地示出了根据本发明的实施方案的旋转编码器的转子的平面视图；

图5A示意性地示出了根据本发明的实施方案的旋转编码器的转子处所输出的波形；

图5B示意性地示出了根据本发明的实施方案的旋转编码器的转子处所输出的波形；

图6示意性地示出了根据本发明的实施方案的信号处理器电路的方框图；

图7A示出了根据本发明的实施方案的用于感测动力工具的两个相对可移动部分之间的位移的方法的流程图；并且

图7B更详细地示出了根据本发明的实施方案的用于感测动力工具的两个相对可移动部分之间的位移的方法的流程图。

具体实施方式

出于清楚的原因，这些附图是示意性并且简化的，并且它们仅示出了对理解本发明而言至关重要的细节，而已经省去了其他的细节。贯穿以下说明，相同的附图标记用于完全相同或相应的部分或步骤。

参照图1，根据本发明的实施方案公开了一种具有位移传感器(该位移传感器采用感应式旋转编码器2的形式)的动力工具1。感应式旋转编码器2包括定子元件4和转子元件3。定子元件4和转子元件3被配置成围绕轴线A同心安装，例如，围绕在动力工具1的轴的轴向上延伸的轴线同心安装。定子元件4和转子元件3进一步配置成安装在距彼此轴向距离AD处。这意味着在定子元件4与转子元件3之间形成空气间隙。

定子元件4配置为附接至动力工具1的静止部分(未示出)。动力工具的静止部分可以是用于动力工具的可移动部分(未示出)的支撑结构或壳体。作为示例，动力工具1的支撑结构或壳体可以是用于可移动部分(采用沿着轴线A延伸的可旋转轴的形式)的支撑结构或壳体，其中，所述可旋转轴配置成在方向D上围绕轴线A向前和/或向后旋转。转子元件3被配置成附接至动力工具1的可移动部分，例如，配置成附接至上文例示的可旋转轴。这意味着，转子元件3通过附接至可移动部分而与该可移动部分共同地移动，而定子元件4通过附接至静止部分而保持静止。从而，在动力工具1的可移动部分移动时，转子元件3将相对于定子元件4进行位移。如果转子元件3附接至上文例示的可旋转轴，则转子元件3在可旋转轴移动时相对于定子元件4进行角位移。

转子元件3和定子元件4形状为环形层状盘。转子元件和/或定子元件可以进一步设置有至少一个中央孔(例如，通孔)，其配置成用于接纳动力工具1的至少一部分(例如，动力工具的轴)。

定子元件4包括第一导电图形或轨道CT1。更详细地，第一导电图形CT1形成于定子元件4。转子元件3包括第二导电图形或轨道CT2。更详细地，第二导电图形CT2形成于转子元件3。第一导电图形CT1和第二导电图形CT2分别在径向距离RD处形成于定子元件和转子元件。因此，由于第一导电图形CT1和第二导电图形CT2优选地位于相同的径向距离RD处，并且由于定子元件4和转子元件3均配置成围绕轴线A同心安装，所以第一导电图形CT1和第二导电图形CT2将配置为越过所述空气间隙而面向彼此。

优选地，定子元件4和转子元件3各自由基板(如电绝缘基板)制成。更详细地，定子元件4和转子元件3优选为具有铜迹线的印刷电路板(PCB)，这些铜迹线形成带有相关的电连接器的导电图形，即，这些导电图形是印刷在PCB上的导电图形。这为导电图形提供了良好的机械支撑以及良好的电绝缘。

将分别参照图3和图4，对第一导电图形CT1和第二导电图形CT2的配置的更多细节进行解释。

定子元件4配置成被驱动，这意味着其具有至少一个带有配置成联接至能量源(采用信号生成器6形式)的相关接线(未示出)的端子或连接器。另一方面，转子元件3配置为被动式的，即，转子元件3不具有带有配置成用于连接至能量源的相关接线的端子或连接器。相反，在给定子元件4的第一导电图形CT1供能时，通过定子元件4的第一导电图形CT1与转子元件3的第二导电图形CT2之间所发生的互感来给转子元件3的第二导电图形供能。

信号生成器电路6配置为通过生成具有基本恒定的振幅的高频激励信号SE来给定子4的第一导电图形CT1供能。该高频激励信号是交流(AC)信号。将参照图2对信号生成器电路的更多细节进行解释。由于定子元件4的第一导电图形CT1与转子元件3的第二导电图形CT2之间的互感，当通过所述高频激励信号SE来给第一导电图形CT1供能时，将在第二导电图形CT2中感应生成电流，导致在转子元件3的第二导电图形中形成中间信号SI。在转子元件3相对于定子元件4移动时，将由感应电流所引起的中间信号SI相对于激励信号SE来进行移相或相位调制，由此将提供指示定子元件4与转子元件3之间的相对位移的信息。将参考图5A和图5B更详细地对此进行说明。

定子元件4进一步配置成联接至信号处理器电路5。信号处理器电路5配置为分别经由转子元件3和定子元件4的传输装置和接收装置来接收来自转子元件的、并且在定子元件处越过空气间隙接收的接收信号SR(接收信号SR对应于传输的中间信号SI)。从转子元件向定子元件的中间信号SI的传输将不会导致中间信号SI的任何显著改变，这意味着接收信号SR将具有与中间信号基本相同的相位。将分别参照图4和图3更详细地解释传输装置和接收装置。信号处理器电路5配置为处理所述接收信号SR以便计算并输出与相对位移(如转子元件3与定子元件4之间的相对角位移)相关的信息SOUT。可以由信号处理器电路5提供作为模拟信号或数字信号的输出信息SOUT(采用指示转子元件与定子元件之间的相对位移的正交信号的形式)。处理器电路5进一步配置为接收来自信号生成器电路6的参考信号SREF。该信号处理器电路配置为利用参考信号结合对接收信号SR的处理，以便提供输出信息。将参照图6解释信号处理器电路5和由信号处理器电路输出的信号的更多细节。

根据一个实施方案，信号处理器电路5配置为提供采用增量信号形式的输出信息SOUT。

根据一个实施方案，信号处理器电路5配置为提供采用绝对信号形式的输出信息SOUT。

根据一个实施方案，定子元件4和转子元件3的外径配置成从10mm-500mm的区间范围中选择。例如，定子元件4和转子元件3的外径可以选择为大约40mm。

包括旋转编码器2的动力工具1可以是由电动机、内燃机或压缩空气(即，气动动力工具)驱动的动力工具1。动力工具1可以是从下述动力工具中选择的动力工具：螺母扳手、脉冲螺母扳手、螺丝起子、扳手和钻孔器。

参照图2，显示了根据本发明的实施方案的用于旋转编码器的信号生成器电路。

该信号生成器电路6包括交流(AC)电源7(也称为AC高频振荡器7)，交流(AC)电源7配置为生成具有基本恒定的振幅的高频信号AC1。具有基本恒定的振幅的信号是指随着时间展现出最小的振幅变化(如由振荡器的性能限制或由影响信号的噪声所造成的较小变化)的信号以及未经受任何形式的振幅调制(AM)操作的信号。AC电源7包括用于控制高频信号AC1的频率的电路。AC电源进一步配置为生成具有基本恒定的振幅AMP、具有周期性波形的高频信号AC1。由AC电源生成的高频信号AC1具有在100KHz至100MHz的范围内的频率。

根据实施方案，高频信号AC1生成为具有正弦波形。

根据实施方案，由AC电源生成的高频信号AC1具有100KHz以上的频率。

根据实施方案，由AC电源生成的高频信号AC1具有1MHz以上的频率。

根据实施方案，由AC电源生成的高频信号AC1是周期性的。

根据实施方案，高频信号AC1生成为使得其具有单一频率，例如，在上述频率范围中的任意频率范围内的单一频率。

根据优选的实施方案，由AC电源生成的高频信号AC1具有在1MHz至10MHz的范围内的频率(如2.5MHz)。优选地，高频信号AC1的频率被安排为使得其远离动力工具附近所存在的其他信号(如，位于动力工具内部或外部的电/磁部件所生成的信号)的频率。这有效地减少了这些信号对感测过程的影响。同样，这减少了由旋转编码器产生的可能影响动力工具内部或外部的其他部件的干扰。根据变型，可以向信号AC1添加扩频调制以便进一步最小化干扰。

信号生成器电路6进一步包括联接至AC高频振荡器7的移相器电路8。移相器电路8配置为接收由AC高频振荡器7生成的高频信号AC1。移相器电路8基于所接收的高频信号AC1进一步配置为生成并输出多相信号，即，包括多个高频信号AC2、AC3的信号，每个高频信号具有多个相中的一相。优选地，该多个相各自彼此不同。

在参照图2所示的示例中，移相器电路8配置为生成并输出两个高频信号AC2和AC3，其中，高频信号AC3与高频信号AC2正交。术语“正交”用来限定信号AC3相对于高频信号AC1进行了移相。更详细地，信号的正交信号在相位上分开90°(π/2或λ/4)。因此，信号AC3相对于高频信号AC1移相90°。除了输出正交信号AC3之外，正交电路8还配置为输出对应于所接收的高频信号AC1(即，没有移相)的高频信号AC2。

应当指出的是，移相器电路8可以采用与参照图2所示的示例中不同的方式进行配置。例如，移相器电路8可以配置为生成具有多个相的多于两个高频信号，例如，各自具有不同相位的三个或六个高频信号。同样，多个高频信号的相位之间的相位分隔可能不同于90°。移相器电路8可以例如配置为生成并输出三个高频信号，这三个高频信号中的一个高频信号具有相对于高频信号AC1的0°移相，这三个高频信号中的一个高频信号具有相对于高频信号AC1的120°移相，并且这三个高频信号中的一个高频信号具有相对于高频信号AC1的240°移相。

另外，由移相器电路所生成的多个高频信号的相位不需要形成几何级数(即，恒定角移相的倍数)。

进一步参考参照图2所示的示例，信号生成器电路6进一步包括两个线圈驱动器9和10，线圈驱动器9和10配置成联接至移相器电路8。两个线圈驱动器中的第一线圈驱动器9配置为接收信号AC2。两个线圈驱动器中的第二线圈驱动器10配置为接收信号AC3。第一线圈驱动器9进一步配置成生成并输出第一激励信号E1和第二激励信号E2。第二线圈驱动器10进一步配置成生成并输出第三激励信号E3和第四激励信号E4。所述第一、第二、第三和第四激励信号形成多相激励信号(即，各自具有多个相中的一相的多个激励信号)，所述相中的每相是从高频信号AC1移相预定度数的相。第一激励信号E1是与信号AC2相对应的具有基本恒定的振幅的高频信号。第二激励信号E2是与信号AC2的移相版本相对应的具有基本恒定的振幅的高频信号，其中，第二激励信号E2相对于信号AC2被移相180°。第三激励信号E3是与信号AC3相对应的具有基本恒定的振幅的高频信号。第四激励信号E4是与信号AC3的移相版本相对应的具有基本恒定的振幅的高频信号，其中，第四激励信号E4相对于信号AC3被移相180°。相应地，相对于第一激励信号E1，第三激励信号E3被移相90°，第二激励信号E2被移相180°，第四激励信号E4被移相270°。这意味着，包括该第一、第二、第三和第四激励信号的多相信号的相位以E1–E3–E2–E4的顺序在相位上连续地增大90°(即，在相位上增量式增大90°)。这还意味着：第三激励信号E3与第一激励信号E1相正交；第二激励信号E2与第三激励信号E3相正交；并且第四激励信号E4与第二激励信号E2相正交。信号生成器电路6的两个线圈驱动器可以是各自具有两个输出的差分放大器电路，这两个输出之一具有反向极性。

信号生成器电路6进一步配置成联接至定子元件4以将采用多相激励信号的形式的所述激励信号提供给定子元件4的第一导电图形，使得对定子元件4的第一导电图形进行供能或激励。将参照图3解释关于由信号生成器电路6所生成的信号如何在定子元件4中传播的更多细节。

应当注意的是，可以以不同的方式配置参照图2例示的信号生成器电路6。例如，信号生成器电路6可以配置为生成更少或更多待提供给定子元件4的输出信号E1-E4。如果信号生成器电路配置为相比所示的示例生成更少或更多的输出信号(即，激励信号E1-E4)，信号生成器可以包括更少或更多的线圈驱动器。作为根据本发明的实施方案的示例，信号生成器电路包括一个线圈驱动器(对于每个生成的激励信号)。根据实施方案，信号生成器电路配置为生成并输出具有0°相的激励信号、具有120°相的激励信号以及具有240°相的激励信号。在本实施方案中，信号生成器包括三个线圈驱动器(即，对于每个生成的激励信号包括一个线圈驱动器)。同样，信号生成器电路6可以具有功率放大器电路，该功率放大器电路配置为对信号生成器电路6所输出的信号进行放大。

参照图3，显示了根据本发明的实施方案的感应式旋转编码器的定子元件。

旋转编码器(例如，参照图1所例示的旋转编码器2)的定子元件4包括第一导电图形(例如，第一导电图形CT1)，其形式为一系列驱动线圈SDC1-SDC8、…、SDCk-3、SDCk-2、SDCk-1、SDCk(即，SDC1-SDCk)。从而，一系列驱动线圈包括数量k个驱动线圈。将一系列驱动线圈SDC1-SDCk等距排布，即，一系列驱动线圈中的每个驱动线圈与相邻驱动线圈之间的距离是相等的。一系列驱动线圈SDC1-SDCk进一步沿着定子元件4的周向排布于定子元件4(例如，整体排布于环形盘状的定子元件，如参照图1所例示的)。这意味着，一系列驱动线圈SDC1-SDCk被排布为形成沿着定子元件4的周向延伸的测量路径。一系列驱动线圈SDC1-SDCk中的每个驱动线圈进一步在距定子元件4的中心预定第一径向距离RD1处排布于定子元件并且向外延伸至定子元件4的第二径向距离RD2。一系列驱动线圈SDC1-SDCk中的每个驱动线圈被排布为其主延伸方向与定子元件的主延伸方向对准，即，被排布为在测量路径延伸所沿的由定子元件4的主延伸方向形成的平面中延伸。

一系列驱动线圈SDC1-SDCk中的每个驱动线圈包括绕组，该绕组具有螺旋的或蜿蜒的绕组、形成以向内/向外螺旋的图案排布的回路。优选地，向内/向外螺旋的图案的形状被配置为使得基本沿着定子元件的径向延伸的向内/向外螺旋的图案的侧段基本上与定子元件的径向对准(即，基本上为直线形状)，并且被配置为使得在定子元件的基本环向上延伸的向内/向外螺旋的图案的侧段具有与基本环形定子元件的曲率基本相匹配的曲率，即，在定子元件的环向上延伸的向内/向外螺旋的图案的侧段在定子元件的径向上向外弯曲，以便与定子元件的曲率基本匹配。这还意味着，在定子元件的环向上延伸的向内/向外螺旋的图案的侧段的单独侧段的每个分段被排布在距定子元件的中心基本相同径向距离处。绕组具有两个端点，每个端点被配置成联接至定子元件4的端子。一系列驱动线圈SDC1-SDCk中的每个驱动线圈的绕组具有预定匝数。优选地，每个绕组中的预定匝数在2-5匝之间。

定子元件4的一系列驱动线圈SDC1-SDCk中的每个驱动线圈(例如，驱动线圈SDC1)围绕具有预定大小的区域AR1。所述区域AR1被配置成没有任何形式的导电元件(例如，绕组)。

定子元件4被配置成联接至信号生成器电路，如参照图1或图2所例示的信号生成器电路6。定子元件4进一步配置成联接至信号处理器电路，如参照图1或图6所例示的信号处理器电路5。更详细地，定子元件4被配置成经由至少一个主输入/输出端子M1联接至信号生成器电路6和信号处理器电路5。这意味着，定子元件4可以接收来自信号生成器电路6的激励信号SE(例如，具有基本恒定的振幅的多相高频激励信号)形式的信息，并且可以将信息传输至信号处理器电路，(例如，传输这样的信息：其与接收信号SR有关、与中间信号SI对应、由于互感而在转子元件3的第二导电图形CT2中引起、经由定子元件4的接收装置接收)。

定子元件4进一步包括围绕定子元件4的周围排布的多个外围(即，端子)，图3显示了多个外围中的两个外围端子标记为PT1、PT2。这些外围端子配置为将激励信号供应或馈送至定子元件4的一系列驱动线圈中的每个驱动线圈。

一系列驱动线圈SDC1-SDCk中的每个驱动线圈配置有两个端子或引线(如图3中的圆圈所示出的)。两个端子在每个驱动线圈的端点处被配置成联接至定子元件4的两个端子。这使得可以为每个驱动线圈提供由信号生成器电路6生成的高频激励信号SE，从而具有高频多相激励信号E1-E4中的相或者更详细地具有一定相的激励信号E1-E4的一个，如参照图1或图2所例示的。

根据优选的实施方案，定子元件4的一系列驱动线圈SDC1-SDCk配置为形成周期性重复的相模式P1，其沿着定子元件4的测量路径重复n次，其中，n是从零向上变动的整数，表示重复的相模式P1被重复(即，沿着定子元件4的测量路径重复)的次数。这意味着，多个连续或相继的驱动线圈SDC1-SDCk(如定子元件的一系列驱动线圈中的预定数量的连续的驱动线圈)形成相模式(例如，沿着测量路径重复n次的相模式P1)，从而使得所述一系列驱动线圈被排布成包括相模式P1-Pn。作为示例，如果n等于零，则定子元件4的一系列驱动线圈SDC1-SDCk配置为形成重复零次的单一相模式P1，即，定子元件4的一系列驱动线圈SDC1-SDCk沿着定子元件的测量路径以单一相模式排布。作为另一个示例，如果n等于二，则定子元件4的一系列驱动线圈SDC1-SDCk配置为形成沿着定子元件4的测量路径重复两次的相模式P1，即，重复的相模式沿着定子元件4的测量路径出现三次(包括相模式P1自身)。

相模式的驱动线圈被配置成被馈送有高频多相激励信号SE中的相或者更详细地具有多个激励信号E1-E4的多相高频激励信号SE中的激励信号E1-E4的一个，从而使得相模式的邻近驱动线圈接收相对于相模式的相邻驱动线圈在相位上分开的高频多相激励信号SE中的相。还可以这样表示：配置为按照形成相模式的驱动线圈的连续顺序被馈送至相模式的驱动线圈的激励信号的相被移相(例如，在相位上递增)。

在所示示例中，一系列驱动线圈的四个连续的驱动线圈SDC1-SDC4、SDC5-SDC8、...、SDCk-3-SDCk形成重复七次(即，n等于七)的重复相模式。更详细地，驱动线圈SDC1-SDC4形成相模式(phasepattern)P1、驱动线圈SDC5-SDC8形成作为相模式P1的第一周期性重复的相模式P2，驱动线圈SDCk-3-SDCk形成作为相模式P1的第n-1重复的相模式Pn，从而使得一系列驱动线圈形成周期性重复相模式P1的n次重复(包括P1)。

根据优选的实施方案，重复的相模式是沿着转子元件3的测量路径重复n次(如沿着转子元件3的测量路径重复七次)的四相正交模式。

在本实施方案中，该四相正交模式被配置成使得形成四相正交模式的四个连续的驱动线圈分别以0°相、90°相、180°相和270°相的形式被提供有多相激励信号的相。这意味着，在四相正交模式的顺序中的第一个驱动线圈SDC1将被馈送有具有0°相的激励信号(例如，被馈送有参照图2所例示的激励信号E1)，四相正交模式的顺序中的第二个驱动线圈SDC2将被馈送有具有90°相的激励信号(如被馈送有参照图2所例示的激励信号E3)，四相正交模式的顺序中的第三个驱动线圈SDC3将被馈送有具有180°相的激励信号(如被馈送有参照图2所例示的激励信号E2)，并且四相正交模式的顺序中的第四个驱动线圈SDC4将被馈送有具有270°相的激励信号(如被馈送有参照图2所例示的激励信号E4)。如果旋转编码器2配置为感测动力工具的电动机的轴的旋转位移，则四相正交模式(即，周期)的数量优选地与电动机的周期数量同步。

在不同的实施方案中，周期性重复的相模式P1被提供作为三相模式。该三相模式由一系列驱动线圈SDC1-SDCk中的三个连续的驱动线圈形成。该三相模式被安排为重复n次。形成三相模式的三个连续驱动线圈的顺序中的第一个驱动SDC1被安排成被馈送有具有0°相的激励信号(如被馈送有参照图2所例示的激励信号E1)，形成三相模式的三个连续驱动线圈的顺序中的第二个驱动线圈SDC2被安排成被馈送有具有120°相的激励信号，并且形成三相模式的三个连续驱动线圈的顺序中的第三个驱动线圈SDC3被安排成被馈送有具有240°相位的激励信号。

应当指出的是，可以排布一系列驱动线圈SDC1-SDCk中的任意数量的连续的驱动线圈以形成周期性重复的相模式P1。还应当指出的是，依据信号生成器电路的配置以及应用，周期性重复的相模式中所包括的每个驱动线圈可以被安排成被馈送有与上文所例示的激励信号不同的激励信号(即，具有不同相位的激励信号)。

根据实施方案的定子元件4进一步包括采用平衡接收线圈SRC形式的接收装置。平衡接收线圈SRC被安排成用于接收信号，接收与来自转子元件3的传输装置的传输信号相对应的信号SR(所述传输信号是在转子元件3的第二导电图形CT2中所感应产生的信号)，即，参照图1所例示的中间信号SI。将参照图4更详细地解释转子元件3的传输装置。更详细地，定子元件4的平衡接收线圈SRC包括两个平衡接收线圈段，采用第一平衡接收线圈段SRCA和第二平衡接收线圈段SRCB的形式。第一和第二平衡接收线圈段被配置成使得在第一和第二平衡接收线圈段中的每个平衡接收线圈段中所感应产生的电流关于彼此沿着相反的方向流动。这意味着，相对于在第二平衡接收线圈段SRCB中所感应产生的电流，第一平衡接收线圈段SRCA中所感应产生的电流沿着相反的方向流动。第一平衡接收线圈段SRCA被配置成在第三径向距离RD3处围绕定子元件4的中心同心排布。第二平衡接收线圈段SRCB被配置成在第四径向距离RD4处围绕定子元件4的中心同心排布。第一平衡接收线圈段SRCA和第二平衡接收线圈段SRCB各自由具有环形形状的螺旋绕组或蜿蜒绕组形成。

定子元件4的驱动线圈的绕组优选地由铜或带有导电特性的其他合适的材料制成。绕组的导线宽度可以大约在12μm左右。

根据实施方案，从包括10mm-500mm的直径范围中选择定子元件4的外径，例如40mm。

应当注意的是，参照图3所例示的定子元件4类似于参照图1所描述的定子元件，也可优选为由电绝缘基板制成(例如，由PCB制成)的定子元件4。

参照图4，显示了根据本发明的实施方案的感应式旋转编码器的转子元件。

感应式旋转编码器(例如，参照图1所例示的感应式旋转编码器2)的定子元件3包括第二导电图形(例如，第一导电图形CT2)，其形式为一系列接收线圈RRC1、RRC2、...、RRCi(即，RRC1-RRCi)。因此，转子元件3的一系列接收线圈RRC1-RRCi包括数量i个接收线圈。

一系列接收线圈RRC1-RRCi被安排为等距的，即，一系列接收线圈中的接收驱动线圈与相邻接收线圈之间的距离是相等的。一系列接收线圈RRC1-RRCi被进一步沿着转子元件3的周向排布于转子元件3，例如被整体排布于环形盘状的转子元件，如参照图1所例示的。这意味着，一系列接收线圈RRC1-RRCi被安排为形成沿着定子元件3的周向延伸的测量路径。

一系列接收线圈RRC1-RRCi中的每个接收线圈进一步在与转子元件3的中心相距预定第一径向距离RD1处排布于转子元件，并且向外延伸至转子元件3的第二径向距离RD2。所述接收线圈在其间延伸的所述第一径向距离和所述第二径向距离对应于定子元件4(如参照图3所例示的定子元件)的驱动线圈在其间延伸的第一径向距离和第二径向距离。

一系列接收线圈RRC1-RRCi中的每个接收线圈被排布为其主延伸方向与转子元件3的主延伸方向对准，即，被排布成在由转子元件3的主延伸方向形成的平面中延伸。这意味着，第二导电图形CT2或转子元件3的测量路径优选地被配置成面向第一导电图形CT1或定子元件4的测量路径。

一系列接收线圈RRC1-RRCi中的每个接收线圈(如转子元件3的接收线圈RRC1)包括绕组(具有螺旋绕组或蜿蜒绕组，形成两个分开的、平衡的回路元件)，在图3中以附图标记L1、L2指代。通过绕组在这两个回路元件之间行进，每个接收线圈RRC1-RRCi的两个回路元件互相缠绕。这例示在图3中，其中，接收线圈RRC1包括分别两个平衡的、互相缠绕的回路元件RRC1:L1、RRC1:L2，其中，接收线圈RRC2包括两个平衡的、互相缠绕的回路元件RRC2:L1、RRC2:L2。所述两个回路元件中的每个回路元件进一步采用与参照图3所例示的定子元件4的驱动线圈SDC1-SDCk的向内/向外螺旋的图案(pattern)类似的方式来以向内/向外螺旋的图案排布，即，配置为包括分别带有弯曲侧段和直侧段的图案。绕组具有带有相关的端子的两个端点，每个端子被配置成联接至相邻绕组(即，转子元件3的相邻接收线圈)的端子。从而，转子元件4的一系列接收线圈RRC1-RRCi被配置成串联连接。

一系列接收线圈RRC1-RRCi中的每个接收线圈的绕组具有预定匝数。优选地，每个绕组的预定匝数在2-5匝之间。

转子元件3的一系列接收线圈RRC1-RRCi中的每个接收线圈(如，接收线圈RRC1)的回路元件围绕各自具有预定尺寸的区域A1:1、A1:2，区域A1:1、A1:2均被配置成没有任何形式的导电元件(例如，绕组)。更详细地，每个绕组(即，转子元件3的接收线圈)的第一回路围绕区域A1:1，每个绕组(即，转子元件3的接收线圈)的第二回路围绕区域A1:2。

转子元件3的一系列接收线圈RRC1-RRCi中的每个接收线圈被进一步配置成使得一系列接收线圈RRC1-RRCi的每个接收线圈的第一回路元件和第二回路元件在转子元件3的主延伸方向形成的平面内的延伸对应于定子元件4的一系列驱动线圈SDC1-SDCk的两个相邻驱动线圈的延伸。这意味着，每个回路元件(即，转子元件3的一系列接收线圈中的每个接收线圈RRC1的第一回路元件和第二回路元件)跨过的区域对应于两个相邻驱动线圈跨过的区域，该区域包括定子元件4的一系列驱动线圈SDC1-SDCk中的所述两个相邻驱动线圈之间的区域。进一步地，沿着转子元件3的测量路径、在转子元件3的一系列接收线圈RRC1-RRCi中的每个接收线圈的两个回路元件中的每个回路元件之间的距离以及沿着转子元件3的测量路径、在一系列接收线圈RRC1中的每个接收线圈之间的距离对应于沿着定子元件4的测量路径、在一系列驱动线圈SDC1-SDCk中的每个驱动线圈之间的距离。这意味着，当转子元件3沿着转子元件3的测量路径移动时，转子元件3的一系列接收线圈的每个接收线圈的每个回路元件将周期性地面向定子元件4的一系列驱动线圈SDC1-SDCk中的两个相邻驱动线圈。

共同形成每个绕组(即，转子元件3的接收线圈)的第一回路元件和第二回路元件中的绕组的方向被配置为提供交变两相模式，该交变两相模式沿着转子元件3的测量路径被重复i-1次，其中，i是从1向上变动的整数。这意味着，如果i等于一，则沿着转子元件3的测量路径仅存在形成交变两相模式的接收线圈RRC1，并且如果i等于3，则沿着转子元件3的测量路径仅存在接收线圈RRC1、RRC2和RRC3，这意味着，重复的两相模式采用除了由接收线圈RRC1形成的两相模式之外的RRC2和RRC3的形式被重复两次。更详细地，相邻回路元件(即，一系列接收线圈RRC1-RRCi中的每个接收线圈的第一回路和第二回路)被配置成反相的，即，它们是180°异相的。这还意味着，采用一系列接收线圈RRC1-RRCi的连续(即，顺序)接收线圈的第二回路元件与第一回路元件形式的相邻回路元件是反相的。进一步地，采用一系列接收线圈的接收线圈的第一回路元件与前一个接收线圈的第二回路元件的形式的相邻回路元件也是反相的。通过交变两相模式，由于在相邻回路元件中通过共同背景交变电磁场而感应产生的电流，共同背景交变电磁场形式的电磁干扰的影响会彼此抵消(由于相邻回路元件处于反相)。对于通过向第一导电图形提供激励信号而感应产生电流，这有所不同，这是由于通过对激励信号的配置以及定子元件的第一导电图形，接收线圈的每个回路元件由具有不同相的电流进行感应。根据实施方案，转子元件3进一步包括采用平衡驱动线圈RDC形式的传输装置。根据本实施方案，定子元件4配置有接收装置，该接收装置为平衡接收线圈形式，将参照图3更详细地对其进行解释。转子元件3的平衡驱动线圈RDC被配置成联接至转子元件3的第二导电图形CT2，从而使得当由于对定子元件4的第一导电图形CT1供能而在转子元件3的第二导电图形中生成中间信号SI时，此中间信号将同样传播到转子元件3的平衡驱动线圈，导致在定子元件4的平衡接收线圈SRC中生成信号(接收信号SR)。

更详细地，转子元件3的平衡驱动线圈RDC包括两个平衡驱动线圈段，形式为第一平衡驱动线圈段RDCA和第二平衡驱动线圈段RDCB。第一和第二平衡驱动线圈段被配置成使得在第一和第二平衡驱动线圈段中的每个平衡驱动线圈段中所感应产生的电流在彼此相反的方向上流动。这意味着，相对于在第二平衡驱动线圈段RDCB中所感应产生的电流，在第一平衡驱动线圈段RDCA中所感应产生的电流在相反的方向上流动。第一平衡驱动线圈段RDCA被配置成围绕转子元件3的中心在第三径向距离RD3处(即，在与定子元件4(如参照图3所例示的定子元件)的第一平衡接收线圈段SRCA相同的径向距离处)同心排布。第二平衡驱动线圈段RDCB被配置成围绕转子元件3的中心在第四径向距离RD4处(即，在与定子元件4的第二平衡接收线圈段SRCB相同的径向距离处)同心排布。这意味着，转子元件3的第一平衡驱动线圈段RDCA被排布成面向定子元件4的第一平衡接收线圈段SRCA，并且转子元件3的第二平衡驱动线圈段RDCB被排布成面向定子元件4的第二平衡接收线圈段SRCB，由此，在对转子元件3的平衡驱动线圈RDC供能时发生互感。这进一步意味着，当转子元件3的平衡驱动线圈RDC以及由此还有其平衡驱动线圈段RDCA、RDCB通过所述中间信号SI供能时，由于转子元件3的平衡驱动线圈段RDCA、RDCB与定子元件4的平衡接收线圈段SRCA、SRCB之间的互感耦合，中间信号SI将被传输至定子元件4的平衡接收线圈段SRCA、SRCB。这导致在定子元件4的平衡接收线圈SRC中生成了信号(接收信号SR)，其中，该接收信号SR对应于分别经由转子元件3的平衡驱动线圈RDC与定子元件4的平衡接收线圈SRC来进行传输和接收的中间信号SI。

根据实施方案，转子元件3包括LC带通滤波器，该LC带通滤波器由一系列接收线圈RRC1-RRCi、带有平衡驱动线圈段RDCA、RDCB的平衡驱动线圈RDC以及至少一个电容器部件(未示出)形成。所述LC带通滤波器被配置成其中心频率基本等于所述高频激励信号E1-E4的频率。所述至少一个电容器部件被排布成提供对通过所述LC带通滤波器的滤波器特性进行过滤的带外噪声的衰减。

根据实施方案，转子元件3包括至少一个电容层(未示出)，该电容层嵌入于使用埋容材料(ECM)的转子元件3。该至少一个电容层连同一系列接收线圈RRC1-RRCi和平衡驱动线圈RDC形成上述LC带通滤波器。因为滤波电容功能嵌入于到转子元件3(采用至少一个电容层的形式)，所以大大降低了由于应力或触碰所造成的机械损坏风险。

根据实施方案，从包括10mm-500mm的直径范围中选择转子元件3的外径，例如40mm。

应当注意的是，参照图3所例示的转子元件类似于参照图1所描述的转子元件，优选的是转子元件3由电绝缘基板制成(例如，由PCB制成)。

参照图5A，示出了根据本发明的实施方案的在定子元件与转子元件之间进行相对移动时在转子元件的导电图形(conductivepattern)中所生成的波形。

出于说明性的目的，图5A示出了静止定子元件4的线性配置(其具有形式为一系列驱动线圈SDC1-SDCk的第一导电图形)以及相对可移动的转子元件3的线性配置(其具有叠加于其上的形式为一系列接收线圈RRC1-RRCi的第二导电图形)。转子元件3相对于定子元件4可以在方向MV上向前和向后移动。从而，图5A示出了线性感应式编码器，在相对于静止定子元件移动的可移动转子元件进行线性移动时，从所述线性感应式编码器输出波形。然而，对于在转子元件进行相对移动时输出波形，同样的原理对线性编码器和旋转编码器两者均适用。

出于说明目的，图5A中仅示出了转子元件与定子元件的一部分。图5A中所示的转子元件的部分包括转子元件3的一系列接收线圈的两个连续的接收线圈RRC1-RRC2，其中，这两个接收线圈RRC1-RRC2中的每个接收线圈分别包括互相缠绕的回路：第一回路RRC1:L1、RRC1:L2和第二回路RRC2:L1、RRC2:L2，如参照例如图4所例示的。图5A中所示的定子元件的部分包括定子元件4的一系列接收线圈SDC1-SDCk中的八个连续的驱动线圈SDC1-SDC8。

图5A示出了由参照图2更详细地例示的信号生成器电路6所提供的激励信号SE，激励信号SE在参照图5A所示的示例中被配置为具有四个高频激励信号的多相高频激励信号SE，每个高频激励信号具有基本恒定的振幅以及多个预定相中的一相。更详细地，多相高频信号SE包括具有0°相的高频激励信号E1、具有90°相的高频激励信号E3、具有180°相的高频激励信号E2以及具有270°相的高频激励信号E4。

在参照图5A所示出的示例中，按照包括四个连续的驱动线圈的周期性重复的相模式P1来安排定子元件的一系列驱动线圈。这意味着，第一、第二、第三和第四驱动线圈以连续的顺序SDC1-SDC4形成重复的相模式P1，该重复的相模式在第一次重复P2中以驱动线圈SDC5-SDC8的形式进行重复。

多相激励信号SE的激励信号E1-E4在参照图5A的示例中被安排成提供给定子元件的驱动线圈，从而使得：在重复的相模式P1的每次重复P1-P2的连续顺序中的第一个的第一驱动线圈SDC1、SDC5被馈送有激励信号E1，在重复的相模式P1的每次重复P1-P2的连续顺序中的第二个的第二驱动线圈SDC2、SDC6被馈送有激励信号E3、在重复的相模式P1的每次重复P1-P2的连续顺序中的第三个的第三驱动线圈SDC3、SDC7被馈送有激励信号E2，并且在重复的相模式P1的每次重复P1-P2的连续顺序中的第四个的第四驱动线圈SDC4、SDC8被馈送有激励信号E4。

在参照图5A所示的示例中，转子元件相对于定子元件定位，使得示出的接收线圈RRC1、RRC2中的每个接收线圈的第一回路RRC1:L1、RRC2:L1和第二回路RRC1:L2、RRC2:L2面向定子元件的两个连续的驱动线圈。更详细地，第一接收线圈RRC1的第一回路RRC1:L1分别面向第一连续驱动线圈SDC1和第二连续驱动线圈SDC2，第一接收线圈RRC1的第二回路RRC1:L2分别面向第三连续驱动线圈SDC3和第四连续驱动线圈SDC4，第二接收线圈RRC2的第一回路RRC2:L1分别面向第五连续驱动线圈SDC5和第六连续驱动线圈SDC6，并且第二接收线圈RRC2的第二回路RRC2:L2分别面向第七连续驱动线圈SDC7和第八连续驱动线圈SDC8。第一和第二接收线圈被定位为与对应的驱动线圈相重叠，从而使得参照图4所示的每个接收线圈RRC1、RRC2的附图标记为L1和L2的第一回路元件和第二回路元件面向两个连续驱动线圈，即，每个接收线圈设置为以四个连续的驱动线圈的顶部为中心。

在如上所述将激励信号SE提供给定子元件的一系列驱动线圈时，由于在定子元件的驱动线圈与转子元件的接收线圈之间的互感而在转子元件的接收线圈中感应产生电流，导致在转子元件3的接收线圈中形成中间信号SI。如参照例如图4更详细地描述的那样，此中间信号将随后由转子元件的平衡驱动线圈传输至定子元件的平衡接收线圈。这导致在定子元件(即，在定子元件的平衡接收线圈中)产生与中间信号SI相对应的接收信号SR。由于上文所述的多相激励信号以及定子元件和转子元件的配置，中间信号以及由此还有接收信号SR将具有对应于多相激励信号的相之和的相。接收信号SR的所述相位将随着转子元件相对于定子元件的移动而被移相，即，接收信号的相位基于转子元件与定子元件之间的相对位置而相对于多相高频激励信号SE中的每个高频激励信号沿着方向SRM向前和/或向后移动。

从而，接收信号SR相对于多相激励信号中的高频激励信号的一相(如任一相)，将根据以电角度表示的角位移来指示转子元件与定子元件之间的相对位移。通过使用至少关于沿着定子元件的测量路径排布的周期性重复的相模式的数量的信息，可以将以电角度表示的角位移转换为机械角度。周期性重复的相模式的每次重复形成电周期。从而，电周期转换为转子元件相对于定子元件的全机械旋转的一部分，其中，所述部分由电周期的数量(即，周期性重复的相模式的周期性重复的次数)确定。

在进一步参照图5A所示的示例中，转子元件相对于定子元件被定位为使得接收信号SR相对于多相高频激励信号SE的高频激励E1具有45°移相(即，相位差PD等于45°)。这意味着，转子元件相对于定子元件被定位为使得转子元件的接收线圈RRC1的第一回路RRC1:L1的中心相对于驱动线圈SDC1的中心被定位为45°，即，如图5A中所例示的，第一回路的中心被定位在驱动线圈SDC1与驱动线圈SDC2之间。这还意味着，当第一回路RRC1:L1的中心与驱动线圈SDC1的中心对准(即，第一回路RRC1:L1以SDC1的顶部为中心)时(此时，接收信号SR与激励信号E1同相，即，E1与SR之间的相位差PD等于零度)，相比于转子元件与定子元件之间的相对位置，转子元件被定位为位移45电角度。为了确定转子是否已经移动或者转子是否相对于定子元件在静止的或在暂时静止的位置中，可以使用之前所检测到的相位差。作为示例，如果之前的相位差是0电角度并且当前相位差是45电角度，那么可以得出结论：转子元件已经相对于定子元件移动了45电角度。为了检测转子元件相对于定子元件的向前或向后的运动，使用相对于之前所确定的移相的移相增加或减小。

例如，如果定子元件包括周期性重复的相模式P1的六次重复，即，重复的相模式P1沿着定子元件的测量路径重复七次(包括P1自身)，从0°到360°(即，从0°到0°)的相位差渐变对应于电角度的360°的相对角位移(其对应于转子元件相对于定子元件的全机械旋转的七分之一的部分的相对角位移)。

在图5B中还展示了关于使用取决于转子元件与定子元件的相对位置的多相高频激励信号SE进行供能所产生的接收信号SR的上述产生的波形，图5B出于示意性目的，采用类似于参照图5A所述的相类似的方式，图5B还示出了对静止定子元件4和相对移动的可移动转子元件3的线性配置，其中，采用类似于参照图5A所述的方式来配置定子元件、转子元件和激励信号。然而，在图5B中，转子元件相对于定子元件已经移动了135°电角度。这可以通过接收信号SR相对于多相高频信号SE的高频激励信号E1的相位被移相135°(即，具有等于135°的相位差PD)而看出。更详细地，图5B所示的转子元件3已经相对于定子元件4移动，从而使得第一接收线圈RRC1的第一回路RRC1:L1分别面向第二连续驱动线圈SDC2和第三连续驱动线圈SDC3，第一接收线圈RRC1的第二回路RRC1:L2分别面向第四连续驱动线圈SDC4和第五连续驱动线圈SDC5，第二接收线圈RRC2的第一回路RRC2:L1分别面向第六连续驱动线圈SDC6和第七连续驱动线圈SDC7，并且第二接收线圈RRC2的第二回路RRC2:L2分别面向第八连续驱动线圈SDC8和第九连续驱动线圈(未示出)。

应指出的是，可以将转子元件和/或定子元件配置为与参照图5A和图5B所示的示例不同。例如，包括在重复的相模式中的驱动线圈的数量可以包括更多个或更少个驱动线圈。这些驱动线圈中的每个驱动线圈都还可以被提供有不同的激励信号。作为示例，重复的相模式可以包括三个连续的驱动线圈，以驱动线圈或重复的相模式的连续顺序来为这三个驱动线圈馈送0°相、120°相和240°相。同样，可以将除了信号E1之外的另一个信号用作参考信号，例如，可以使用信号E1-E4中的任何一个信号。进一步的变型可以例如包括结合上文参照图1至图4所描述的不同实施方案中的一个或多个实施方案所描述的一个或多个特征。

另外，应指出的是，参照图5A和图5B所示的示例仅示出了转子元件和定子元件分别在线性布局中的一部分。相应地，可以采用环形方式来配置转子元件和定子元件，以便提供旋转位移传感器。同样，转子元件可以包括多于图5A和图5B中所示出的接收线圈，并且定子元件可以包括多于图5A和图5B中所示出的驱动线圈。同样，取决于定子元件和转子元件的配置(例如，关于驱动线圈/接收线圈的数量以及包括在重复的相模式P1中的驱动线圈的数量)，转子元件相对于定子元件的电周期数量/每机械旋转可以不同，例如，如果重复的相模式被重复零次(即，沿着定子元件的测量路径仅出现相模式P1自身，而没有重复P2、P3等)，那么相应的转子元件相对于定子元件的电周期数量/每机械旋转将是一。

参照图6，示出了根据本发明的实施方案的用于感应式旋转编码器的信号处理器电路。

信号处理器电路5被配置成联接至定子元件，如联接至参照图1或图3中任一个所例示的定子元件4。更详细地，信号处理器电路5被配置成经由至少一个主端子(如参照图3所例示的至少一个主端子M1)联接至定子元件。

信号处理器电路6配置为接收与中间信号SI相对应的接收信号SR，该中间信号SI是在对转子元件3的第一导电图形进行激励时在转子元件的第二导电图形CT2中所感应产生。更详细地，接收信号SR与中间信号SI相对应，该中间信号SI已经被从转子元件传输并且由定子元件接收，如参照图3和图4的详细描述。

信号处理器电路6进一步配置成接收参考信号SREF，参考信号SREF与激励信号SE(或者更详细地，多相激励信号SE的激励信号E1-E4中的一个激励信号)相对应。应当理解，多相激励信号的激励信号E1-E4中的任何一个激励信号可以用作参考信号SREF。

信号处理器5包括差分预放大器电路11，差分预放大器电路11被安排成用于放大接收信号SR以便基于接收信号SR提供放大信号S1。预放大器电路进一步排布成联接至包括在信号处理电路中的带通滤波器电路12并且安排为用于将作为接收信号SR的放大版本的所述放大信号S1发送至带通滤波器电路12。

带通滤波器电路被配置为其中心频率基本等于由信号生成器电路6所生成的激励信号SE的频率。这意味着，在带通滤波器电路中心频率附近的频率分量将通过至带通滤波器电路的输出，剩余频率分量将被衰减(即，基本上被过滤)。从而，由带通滤波器电路所接收的放大信号S1的主频率分量(其具有在激励信号SE的频率周围的频率)将由带通滤波器电路输出，同时剩余的频率分量将被严重衰减。

带通滤波器电路12进一步被配置为联接至相位检测器电路13，以便提供经滤波的信号S2，经滤波的信号S2是由带通滤波器12在放大信号S1上执行上述带通滤波处理而得到的信号。

相位检测器电路13配置为接收上述经滤波的信号S2和参考信号SREF。

相位检测器电路被配置为解调器或解码器。相位检测器电路13配置为使用与激励信号SE相对应的已知频率和相位关系的参考信号来进行操作。更详细地，相位检测器电路配置为检测并输出参考信号SREF与经滤波的信号S2之间的相位差，其中，被配置成由相位检测器电路检测并输出的所述相位差指示定子元件4与转子元件3之间的相对位移。

优选地，相位检测器电路13包括同相/正交(I/Q)解调器电路或I/Q解码器电路，该I/Q解调器电路或I/Q解码器电路被配置成基于所接收的参考信号SREF和经滤波的信号S2来生成并输出信息，如生成并输出参照图1所示的、采用两个正交信号(分别是I1和Q1)形式的信息SOUT，该输出信息指示所述接收信号SR与所述激励信号SE之间的相位差。优选地，I/Q解调器进一步包括至少一个提供低通滤波的低通滤波器以便分别对I1和Q1的信号变化进行抑制。位移感测的低通滤波精度通过将高频激励信号过滤。

I/Q解调器电路可以例如包括两个解调器，其中一个生成同相信号I1，另一个生成正交相信号Q1。可以使用0°相来操作配置为生成同相I1信号的解调器，可以使用90°相来操作配置为生成正交相信号Q1的解调器。

信号处理器电路5可以进一步包括模数转换器(ADC)14。ADC14配置为联接至相位检测器电路13，以便接收从相位检测器电路13输出的信号并且对从相位检测器电路13所接收的信号提供模数转换。ADC14可以被配置为12位ADC或者依据应用被配置为使用不同的位分辨率进行操作。从而，ADC14配置为输出在其输入所接收到的信号I1、Q1的数字版本I2、Q2。

应当理解，可以采用与参照图6所描述的信号处理器不同的方式来配置上述信号处理器电路。例如，信号处理器电路可以包括更多个或更少个部件(如滤波器和放大器)。

为了明确地确定转子元件3与定子元件4之间产生的相对位移D，可以使用由表达式(1)给出的反正切函数(即，“arctan”函数)：

(1)：

如果((abs(I1)>(abs(Q1))

$D=(\frac{\mathrm{\π}}{2}-\mathrm{sgn}(I1)*(\frac{\mathrm{\π}}{2}\left)\right)+atan\left(\frac{Q1}{I1}\right)$

如果(abs(I1)≯abs(Q1))

$D=(\mathrm{\π}-\mathrm{sgn}(Q1)*(\frac{\mathrm{\π}}{2}\left)\right)-atan\left(\frac{I1}{Q1}\right)$

在表达式(1)中，项I1是同相信号I1并且项Q1是正交相信号Q1(相位检测器电路13输出)。更详细地，关于表达式(1)，基于I1信号的绝对值是否确定为大于信号Q1的绝对值来不同地导出相对位移D。由于arctan函数对在0°到90°范围内的参数仅提供单一值，所以与如何导出相对位移D相关的如果条件语句包括在表达式(1)中，从而可以独立于表达式(1)的项的实际值而导出D的单一值。同相信号I1和正交信号Q1可以分别由以下表达式2和3来表示：

(2)：

I1＝SR*sgn(sin(2π*f_c*t)

(3)：

Q1＝SR*sgn(-cos(2π*f_c*t)

表达式(2)和(3)中的项f_c表示与用作SREF的信号(例如E1)同相并且与SREF具有相同频率的信号。在分别与同相信号I1和正交信号Q1相关的表达式(2)和(3)中，项SR表示接收信号SR(上文参照例如图1、图5A、图5B和图6中任一个更加详细地解释接收信号SR)。相应地，接收信号SR对应于所生成的中间信号SI，中间信号SI生成为在激励信号被提供给定子元件的第一导电图形CT1时转子元件3的第二导电图形CT2中所感应产生的激励信号的相位总和。表达式(2)和(3)中的项t表示时间。假如实现了上述四相模式(该四相模式如上所述由包括四个激励信号(0°相、90°相、180°相和270°相)的多相激励信号的激励信号供能)，则接收信号SR由表达式(4)给出：

(4)：

在表达式(4)中，项AD表示定子元件4与转子元件3之间的距离，也被称为径向距离AD(如参照图1所例示的)。表达式(4)中的项表示在电周期内定子元件与转子元件之间的角位移，即，在上述周期性重复的相模式P1的周期内的定子元件与转子元件之间的角位移。在参照图3和图4所例示的定子元件与转子元件中有七个电周期，对于每个转子元件相对于定子元件的全机械旋转(即，周期性重复的相模式)，电周期被重复七次。

相应地，接收信号SR依赖于(即，是函数f)多相激励信号的配置、转子元件与定子元件之间的距离AD以及定子元件与转子元件之间的上述角度差

应指出的是，表达式(1)至(4)的若干项是依赖于时间的(即，依赖于时间t)。作为示例，项E1-E4、Q1和I1依赖于时间t。应指出的是，项仅在转子元件正在移动(即，不在当转子元件在静态位置期间，例如，在暂时静态位置期间)的情况下随着时间t发生变化。

参照图7A，提供了根据本发明的实施方案的用于使用感应式旋转编码器来对动力工具的两个可相对移动部分之间的位移执行感测的方法的流程图。

在第一方法步骤S100中，生成高频激励信号。优选地，通过联接至定子元件的信号生成器电路生成具有基本恒定的振幅的高频激励AC信号。优选地，由信号生成器电路生成的高频信号是包括多个相的多相高频激励信号，即，该多相高频信号包括多个高频激励信号，每个高频激励信号具有多个相中的一相(如多个预定相中的一相)。信号生成器电路进一步优选地配置为如参照图2所述的。在方法步骤S100后，执行随后的方法步骤S110。

在方法步骤S110中，向定子元件的第一导电图形提供高频AC信号。提供给定子元件的第一导电图形的高频AC信号进一步配置成具有基本恒定的振幅。更详细地，用于生成高频AC激励信号的信号生成器(如参照图2所例示的信号生成器6)被配置成联接至定子元件的外围端子，其中，所述端子被配置成联接至第一导电图形CT1(如联接至参照图1或图3中任一个所例示的第一导电图形)。这意味着，信号生成器6可以向定子元件的第一导电图形提供所述高频AC激励信号。在方法步骤S110后，执行随后的方法步骤S120。

在方法步骤S120中，在转子元件的第二导电图形CT2中生成中间信号。更详细地，由于在定子元件的第一导电图形与转子元件的第二导电图形之间发生互感，所以在转子元件(如参照图1和图3中任一项所例示的转子元件3)的第二导电图形中生成中间信号(如参照图1所例示的中间信号SI)。所述中间信号SI指示转子元件与定子元件之间的相对位移。在方法步骤S120之后，该方法结束。

图7B示出了用于使用感应式旋转编码器来执行对动力工具的两个相对可移动部分之间的位移的感测的方法的更详细的实施方案。

根据本实施方案的方法包括待顺序执行的三个方法步骤S200、S210和S220。所述方法步骤S200、S210和S220分别与参照图7A所示的方法的方法步骤S100、S110和S120对应。继续参照图7B的方法，在方法步骤S220后执行随后的方法步骤S230。在方法步骤S230中，从转子元件3传输中间信号SI。更详细地，使用平衡驱动线圈RDC(如参照图4所例示的)从转子元件3传输中间信号。转子元件3的平衡驱动线圈RDC配置成联接至转子元件3的第二导电图形。这意味着，转子元件3的平衡驱动线圈RDC被配置为使得：当在提供所述激励信号之后在转子元件3的第二导电图形CT2中感应产生电流时，将在转子元件3的平衡驱动线圈RDC中提供第二导电图形CT2的所产生的中间信号SI。转子元件3优选地包括由一系列接收线圈RRC1-RRCi、平衡驱动线圈RDC和至少一个电容器所形成的LC带通滤波器。所述LC带通滤波器中心频率被设定为这样的频率：其基本等于被提供给定子元件的第一导电图形的所述多相高频激励信号的频率。在方法步骤S230后，执行随后的方法步骤S240。

在方法步骤S240后，在定子元件处接收与中间信号相对应的接收信号SR。更详细地，获取从转子元件3的平衡驱动线圈RDC传输来的中间信号SI，导致通过平衡接收线圈SRC(如参照图3所例示的)在定子元件4处生成接收信号SR。提供给转子元件3的平衡驱动线圈RDC的中间信号SI将由于互感而传播到定子元件4的平衡接收线圈SRC，由此导致在定子元件处生成所述接收信号SR。在方法步骤S240之后，执行随后的方法步骤S250。

在方法步骤S250中，对接收信号SR进行处理。更详细地，在信号处理器电路(如在参照图6所例示的信号处理器电路6)处对接收信号进行接收。信号处理器电路6配置为处理接收信号SR，以便确定接收信号SR与参考信号SREF之间的相位差，其中，所述相位差指示转子元件与定子元件之间的相对位移。参考信号包括高频激励信号SE，或者更合适地包括高频激励信号SE中的激励信号E1-E4的一个(当高频激励信号SE被配置为多相高频激励信号SE时)。信号处理器电路可以被安排成用于基于使用参考信号SREF作为参考而通过接收信号的正交解调来处理接收信号，以便确定转子元件3与定子元件4之间的相对位移。参照图6对此进行更详细的描述。在方法步骤S250之后，该方法可以结束或者从方法步骤S200重复。

根据优选的实施方案，方法步骤S200包括生成多相高频激励信号(如具有多个相的周期性多相高频激励信号)，即，多相激励信号包括多个高频激励信号E1-E4，每个高频激励信号具有多个相中的一相，如参照图2所例示的。根据本实施方案，方法步骤S210包括提供形成沿着测量路径重复n次的周期性重复的相模式P1的驱动线圈，从而使得周期性重复的相模式的驱动线圈各自被馈送有多相高频激励信号的多个相中的一相。参照图3对此进行更详细的描述。

作为示例，在步骤S200中所生成的上述多相激励信号可以生成为包括四个高频激励信号，每个高频激励信号具有不同的相位。在本示例中，定子元件的一系列驱动线圈配置为形成包括四个连续驱动线圈的周期性重复的相模式，其中，四个连续驱动线圈的顺序中的第一个的第一驱动线圈被安排成被馈送有多相高频激励信号中具有0°相的激励信号，在这四个连续的驱动线圈的顺序中的第二个的第二驱动线圈被安排成被馈送有具有90°相的激励信号(即，相对于馈送给第一驱动线圈的激励信号移相90°)，在这四个连续的驱动线圈的顺序中的第三个的第三驱动线圈被安排成被馈送有具有180°相的激励信号，并且在这四个连续的驱动线圈的顺序中的第四个的第四驱动线圈被安排成被馈送有具有270°相的激励信号。这种相模式被安排成沿着定子元件的测量路径重复，从而使得该相模式被重复n次，以便形成上述相模式的n个重复P1-Pn。

作为另一个示例，在步骤S200中所生成的上述多相激励信号可以被生成为包括三个高频激励信号，每个高频激励信号具有一相。在本示例中，定子元件的一系列驱动线圈配置为形成包括三个连续驱动线圈的周期性重复的相模式，其中，在这三个连续的驱动线圈的顺序中的第一个的第一驱动线圈被安排成被馈送有多相高频激励信号中具有0°相位的激励信号，在这三个连续的驱动线圈的顺序中的第二个的第二驱动线圈被安排成被馈送有具有120°相位的激励信号(即，相对于馈送给第一驱动线圈的激励信号移相120°)，并且在这三个连续的驱动线圈的顺序中的第三个的第三驱动线圈被安排成被馈送有具有240°相位的激励信号。这种相模式被安排成沿着定子元件的测量路径重复，从而使得该相模式被重复n次，以便形成上述相模式的n个重复P1-Pn。

对于本领域技术人员来说许多修改和变化是显然的，并且不会偏离所附权利要求所限定的本发明的范围。为了最佳地解释本发明的原理及其实际应用而选择和描述了示例，从而使得其他本领域技术人员能够对于各种示例以及利用适合于设想的特定用途的各种修改而理解本发明。

Claims (32)

1.一种用于动力工具(1)的位移传感器(2)，该位移传感器(2)包括：

-定子元件(4)和转子元件(3)，其配置为沿着测量路径进行相对移动，所述定子元件具有第一导电图形(CT1)并且所述转子元件具有第二导电图形(CT2)，其中，第一导电图形与第二导电图形彼此电感耦合，第一导电图形配置为接收激励信号(SE)，第二导电图形配置为在其中生成由第一导电图形与第二导电图形之间的互感引起的中间信号(SI)，所述中间信号指示定子元件与转子元件之间的相对位移，

其特征在于

该激励信号是具有基本恒定的振幅的高频激励信号(SE)。

2.根据权利要求1所述的位移传感器，其中，该激励信号是具有从100Khz-100MHz的频率范围内选择的频率的信号。

3.根据权利要求1所述的位移传感器，其中，激励信号是具有从1MHz–10MHz的频率范围内选择的频率的信号。

4.根据前述权利要求中任一项所述的位移传感器，其中，激励信号(SE)被配置成包括多个高频激励信号(E1-E4)的多相激励信号，每个高频激励信号均具有多个相中的一相。

5.根据权利要求4所述的位移传感器，其中，多相激励信号是具有四个相的四相激励信号，所述四个相包括0度相、90度相、180度相和270度相。

6.根据权利要求4所述的位移传感器，其中，多相激励信号是具有三个相的三相激励信号，所述三个相包括0度相、120度相和240度相。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的位移传感器，其中，定子元件的第一导电图形包括沿着定子元件的测量路径延伸的一系列驱动线圈(SDC1-SDCk)，一系列驱动线圈(SDC1-SDCk)被安排于沿着测量路径重复n次的周期性重复的相模式(P1)，其中，该周期性重复的相模式的每个驱动线圈被配置成被馈送有多相信号的一相。

8.根据权利要求7所述的位移传感器，其中，周期性重复的相模式的每个驱动线圈被配置成被馈送有按照周期性重复的相模式的驱动线圈的连续顺序而增量式增大的多相激励信号的相。

9.根据前述权利要求中任一项所述的位移传感器，其中，转子元件的第二导电图形包括一系列接收线圈(RRC1-RRCi)，这些接收线圈串联连接并且沿着转子元件的测量路径延伸，转子元件的所述测量路径面向定子元件的测量路径。

10.根据权利要求8所述的位移传感器，其中，一系列接收线圈(RRC1-RRCi)中的每个接收线圈(RRC1-RRCi)配置为限定沿着测量路径重复i-1次的周期性重复的交变两相模式，从而使得一系列接收线圈中的每个接收线圈的相邻回路(L1，L2)反相。

11.根据前述权利要求中任一项所述的位移传感器，其中，转子元件进一步包括平衡驱动线圈(RDC)，该平衡驱动线圈(RDC)被配置成联接到第二导电图形并且配置为通过在平衡驱动线圈和平衡接收线圈之间所形成的互感来将中间信号传输至定子元件的平衡接收线圈(SRC)。

12.根据权利要求11所述的位移传感器，其中，平衡驱动线圈(RDC)与平衡接收线圈(SRC)中的每一个包括两个线圈段(RDCA-RDCB，SRCA-SRCB)，其中，所述两个线圈段被配置成使得在两个线圈段中流动的电流分别沿着转子元件和定子元件的测量路径相对于彼此在相反的反向上流动。

13.根据前述权利要求中任一项所述的位移传感器，进一步包括联接至定子元件的第一导电图形的信号生成器电路(6)，所述信号生成器配置为生成激励信号并且将激励信号提供给第一导电图形以便为所述第一导电图形供能。

14.根据前述权利要求中任一项所述的位移传感器，进一步包括单相信号处理器电路(5)，其配置为接收并处理在定子元件处所接收的与中间信号(SI)相对应的单相接收信号(SR)，以便提供指示转子元件与定子元件之间的相对位移的输出信号(SOUT)。

15.根据权利要求14所述的位移传感器，其中，信号处理器电路包括相位检测器电路(13)，所述相位检测器电路配置为处理单相接收信号(SR)从而检测对应于激励信号(SE)的参考信号(SREF)与单相接收信号(SR)之间的相位差，以便提供所述输出信号(SOUT)。

16.根据权利要求15所述的位移传感器，其中，相位检测器电路是I/Q解调器电路，其配置为输出指示所述单相接收信号(SR)与所述参考信号(SREF)的相位差的两个正交信号(I1)和(Q1)。

17.根据前述权利要求中任一项所述的位移传感器，其中，转子元件配置为附接至动力工具的第一能够移动部分，并且其中，定子元件配置为附接至动力工具的第二静止部分。

18.根据前述权利要求中任一项所述的位移传感器，其中，转子元件和定子元件形为环形盘形状。

19.根据前述权利要求中任一项所述的位移传感器，其中，转子元件和定子元件各自分别由带有形成第一导电图形和第二导电图形的多条导电迹线的印刷电路板(PCB)形成。

20.根据前述权利要求中任一项所述的位移传感器，其中，转子元件包括配置为提供噪声抑制的至少一个电容部件。

21.根据权利要求1-19中任一项所述的位移传感器，其中，转子元件包括至少一个电容层，所述至少一个电容层形成至少一个电容器以便提供噪声抑制。

22.一种用于感测动力工具(1)的两个相对能够移动部分之间的位移的方法，该方法包括以下步骤：

-生成激励信号(SE)，

-将该激励信号提供给定子元件(4)的第一导电图形(CT1)，

-在转子元件(3)的第二导电图形(CT2)中生成由第一导电图形与第二导电图形之间的互感引起的中间信号(SI)，其中，所述中间信号指示转子元件与定子元件之间的相对位移，

其特征在于，所述生成激励信号的步骤包括生成具有基本恒定的振幅的高频激励信号。

23.根据权利要求22所述的方法，进一步包括以下步骤：

-在定子元件处接收与中间信号(SI)相对应的单相接收信号(SR)，

-处理所述单相接收信号以确定转子元件与定子元件之间的相对位移。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，

-处理接收信号以确定转子元件与定子元件之间的相对位移的步骤包括：处理单相接收信号以检测对应于激励信号(SE)的参考信号(SREF)与接收信号(SR)之间的相位差。

25.根据权利要求22-24中任一项所述的方法，还包括以下步骤：

-传输来自联接至第二导电图形的转子元件的平衡驱动线圈(RDC)的中间信号。

26.根据权利要求25所述的方法，进一步包括以下步骤：

-在互感耦合至转子元件的平衡驱动线圈(RDC)的定子元件的平衡接收线圈(SRC)中接收与从转子元件的平衡驱动线圈传输来的中间信号(SI)相对应的单相接收信号(SR)。

27.根据权利要求22-26中任一项所述的方法，其中，生成激励信号的步骤包括生成具有基本恒定的振幅以及多相的高频多相激励信号。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，多相激励信号包括0度相、90度相、180度相和270度相。

29.根据权利要求27所述的方法，其中，多相激励信号包0度相、120度相和240度相。

30.根据权利要求27-29中任一项所述的方法，包括以下步骤：

-排布一系列驱动线圈(SDC1-SDCk)，所述驱动线圈沿着定子元件的测量路径延伸并且采用沿着测量路径重复n次的周期性重复的相模式(P1)来形成定子元件的第一导电图形，

-给周期性重复的相模式的每个驱动线圈馈送多相信号中的一相。

31.根据权利要求22所述的方法，进一步包括以下步骤：

-使用LC带通滤波器来对中间信号进行滤波以便衰减带外噪声。

32.根据权利要求22-31中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：

-将定子元件联接至动力工具的静止部分，以及

-将转子元件联接至动力工具的能够移动部分，其中，所述能够移动部分相对于所述静止部分能够移动。