CN107076578A - 位置传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于检测磁性物体（101）的位置的位置传感器（100），所述位置传感器具有：平面线圈（103）；可磁化元件（105），所述可磁化元件（105）至少部分地遮盖平面线圈（103）并且可以借助于磁性物体（101）被磁化，由此平面线圈（103）的阻抗可以被改变；和用于根据平面线圈（103）的阻抗来确定磁性物体（101）的位置的处理器（107）。
Description
技术领域
本发明涉及位置传感器。
背景技术
机动车辆的制动装置经常包括串联主缸（Tandemhauptzylinder），其中与制动装置的制动踏板连接的活塞布置在所述串联主缸中。因为通过检测活塞的位置可以检测制动踏板的踏板行程，所以用于检测活塞的位置的位置传感器经常被集成在串联主缸中。因为串联主缸经常包括金属壳体、例如铝壳体，所以活塞的位置的检测由于位置传感器布置在串联主缸外部而变得困难。
经常使用线性感应位置传感器（如Linear Inductive Position Sensor（线性感应位置传感器，LIPS））用于检测活塞的位置。所述线性感应位置传感器经常包括差动变压器，所述差动变压器具有一个初级线圈和两个次级线圈。以下测量线圈经常被用作初级线圈和次级线圈，所述测量线圈以耗费的方式和成本密集的方式被缠绕。此外，在使用金属壳体情况下、尤其在铝壳体情况下，由于金属壳体的高传导性而使借助于交变电场或交变磁场来检测活塞的位置变得困难。此外，经常使用耗费的（aufwändige）和成本密集的电子设备用于评估线性感应位置传感器。此外，线性感应位置传感器经常包括差动变压器铁心，所述差动变压器铁心经常由成本密集的铁心材料制成。
发明内容
本发明所基于的任务是，说明更高效的和更成本低的位置传感器。通过具有按照独立权利要求的特征的主题解决所述任务。本发明的有利的实施方式是图、说明书和从属权利要求的主题。
按照本发明的一个方面，通过用于检测磁性物体的位置的位置传感器来解决所述任务，所述位置传感器具有：平面线圈；可磁化元件，所述可磁化元件至少部分地遮盖平面线圈并且可以借助于磁性物体被磁化，由此平面线圈的阻抗可以被改变；和用于根据平面线圈的阻抗来确定磁性物体的位置的处理器。由此实现以下优点，即磁性物体的位置可以高效地被检测。
磁性物体可以集成到活塞中，所述活塞是制动装置的元件。例如活塞容纳在制动装置的串联主缸中，并且与制动踏板连接。在此情况下，可以通过检测磁性物体的位置来确定活塞的位置。此外，可以根据磁性物体的所检测的位置，例如借助于处理器来确定由磁性物体经过的行程、例如制动踏板的踏板行程、磁性物体的运动方向、尤其运动角度、磁性物体的速度和/或磁性物体的加速度。此外，位置传感器可以构成制动信号灯开关（Bremslichtschalter）的触发元件或包括在制动信号灯控制装置中。
平面线圈可以布置在印制电路板上。印制电路板例如具有铜覆层，由所述铜覆层通过蚀刻工艺构成了平面线圈。此外，平面线圈可以具有曲折形状、矩形形状、梯形形状或三角形形状。在此情况下，平面线圈可以具有倒圆角。
可磁化元件可以包括平面铁磁元件。此外，可磁化元件可以能够布置在平面线圈处、尤其能够布置在平面线圈和磁性物体之间。平面线圈此外可以布置在可磁化元件和磁性物体之间。此外，可磁化元件可以至少部分地包围平面线圈。按照一种实施方式，位置传感器可以包括其它可磁化元件，其中平面线圈布置在可磁化元件和该其它可磁化元件之间。此外，可磁化元件和/或其它可磁化元件可以与印制电路板焊接和/或粘接，其中平面线圈布置在所述印制电路板上。
处理器可以被构造用于检测平面线圈的有效电阻和/或无功阻抗（Blindwiderstand）。处理器此外可以包括用于检测平面线圈的有效电阻和/或无功阻抗的装置、麦克斯韦桥电路和/或麦克斯韦 - 维恩桥电路。此外，处理器可以包括电容器，并且被构造用于检测通过平面线圈和电容器构成的振荡回路的谐振频率并且根据电容器的电容和谐振频率确定平面线圈的阻抗。
例如按照以下公式确定平面线圈的阻抗：
和
其中Z表示平面线圈的阻抗，R表示平面线圈的所检测的有效电阻，X表示平面线圈所检测的无功阻抗、例如所检测的电抗，ω表示角频率并且f表示频率。在此情况下，平面线圈的阻抗是复参量。
按照一种实施方式，不仅平面线圈的无功阻抗而且平面线圈的有效电阻可以取决于磁性物体的位置，因为例如通过涡流引起的所有损耗可能贡献于平面线圈的有效电阻，而不仅仅是平面线圈的直流电阻。此外，可以由平面线圈的阻抗来确定平面线圈的电感，因此平面线圈的阻抗的检测经常被称作电感测量。
处理器此外可以包括微控制器或者由微控制器构成。此外，位置传感器可以包括存储器，校准数据尤其以查找表的形式被预先存储在所述存储器中。处理器此外可以被构造用于，基于阻抗和校准数据来确定磁性物体的位置。
可磁化元件可以构成平面线圈的线圈铁心。因此，可以通过可磁化元件的磁特性的变化来引起平面线圈的阻抗的变化。如果磁性物体位于可磁化元件附近，那么可以通过磁性物体的磁场引起可磁化元件的至少部分磁饱和。平面线圈的阻抗的由此引起的变化可以借助于处理器检测。通过可磁化元件的至少部分磁饱和所引起的、平面线圈的阻抗的变化例如为5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%。在此情况下，通过可磁化元件的至少部分磁化所引起的平面线圈的阻抗的变化可能与磁性物体的位置有关、尤其与磁性物体距可磁化元件的间隔有关。由此，可以使得能够借助于校准数据确定磁性物体的位置。例如，为此在校准数据中使磁性物体的位置与平面线圈的阻抗相关联。
在一种有利的实施方式中，可磁化元件布置在平面线圈和磁性物体之间。由此实现以下优点，即可磁化元件可以高效地被磁化。
在另一有利的实施方式中，平面线圈具有曲折形状、矩形形状、梯形形状或三角形形状。由此实现以下优点，即高效的平面线圈可以被使用。
在另一有利的实施方式中，平面线圈布置在印制电路板上。由此实现以下优点，即平面线圈可以特别成本低地来制造。
此外，布置在印制电路板上的平面线圈和可磁化元件可以构成基本元件或可以包括在基本元件中。
在另一有利的实施方式中，可磁化元件布置、尤其焊接或粘接在印制电路板处。由此实现以下优点，即可磁化元件可以高效地以机械方式被固定在平面线圈处。
在另一有利的实施方式中，处理器被构造用于检测平面线圈的有效电阻或无功阻抗。由此实现以下优点，即阻抗可以高效地被检测。
在另一有利的实施方式中，可磁化元件包括铁磁部分。由此实现以下优点，即可磁化元件可以高效地被磁化。
此外，可磁化元件可以包括铁磁部分和/或顺磁部分。由于铁磁体的高的磁导率，可磁化元件优选地包括铁磁部分。
在另一有利的实施方式中，可磁化元件包括铁氧体、钢、变压器硅钢片或高导磁率合金。由此实现以下优点，即可磁化元件可以特别成本低地被制造。例如，高导磁率合金是铁合金、镍合金或钴合金。
在另一有利的实施方式中，可磁化元件具有矩形形状、梯形形状或三角形形状。由此实现以下优点，即可磁化元件可以通过特别成本低的冲压件被构成。
在另一有利的实施方式中，位置传感器被构造有绝缘元件，所述绝缘元件布置在平面线圈和可磁化元件之间，以便使平面线圈和可磁化元件彼此电绝缘。由此实现以下优点，即可磁化元件可以特别接近平面线圈地被布置，以便提高位置传感器的检测精度。
在另一有利的实施方式中，位置传感器被构造有一定数量的分布式可磁化元件，所述可磁化元件以行列的方式布置在平面线圈处，其中所述数量的分布式可磁化元件中的两个相邻的可磁化元件的间隔沿着所述行列增加或者减小。由此实现以下优点，即磁性物体朝行列方向的运动可以高效地被检测。
数量例如为2、3、4、5、6、7、8、9或10。此外，所述数量的分布式可磁化元件中的可磁化元件可以分别彼此相间隔地布置。
此外，所述数量的分布式可磁化元件的可磁化元件可以以结构化的方式、尤其以图案的形式布置。图案例如是棋盘图案或二维布拉维栅格（Bravais-Gitter）、尤其是斜角布拉维栅格、直角布拉维栅格、中心矩形布拉维栅格、六角形布拉维栅格或方形布拉维栅格。
在另一有利的实施方式中，位置传感器被构造有第一数量的分布式可磁化元件和第二数量的分布式可磁化元件，其中所述第一数量的分布式可磁化元件以第一行列布置在平面线圈处，所述第二数量的分布式可磁化元件以第二行列布置在平面线圈处，其中第一行列相对于第二行列移位。由此实现以下优点，即在可磁化元件中感应的涡流可以被减小。
在另一有利的实施方式中，位置传感器被构造有一定数量的分布式可磁化元件构造，所述可磁化元件以行列的方式布置在平面线圈处，其中所述数量的分布式可磁化元件中的可磁化元件的长度或宽度沿着行列增加或减小。由此实现以下优点，即磁性物体的位置的检测的精度可以被提高。
数量例如为2、3、4、5、6、7、8、9或10。此外，所述数量的分布式可磁化元件中的可磁化元件可以分别彼此相间隔地布置。
在另一有利的实施方式中，位置传感器被构造有一定数量的分布式可磁化元件，所述可磁化元件以行列的方式布置在平面线圈处，其中所述数量的分布式可磁化元件中的可磁化元件借助于桥接片以机械方式彼此连接。由此实现以下优点，即位置传感器的耐振性可以被提高。
数量例如为2、3、4、5、6、7、8、9或10。此外，所述数量的分布式可磁化元件中的可磁化元件可以分别彼此相间隔地布置。所述数量的分布式可磁化元件此外可以通过从工件、例如变压器硅钢片冲裁出在分布式可磁化元件之间的自由空间来制成，其中所述数量的分布式可磁化元件的可磁化元件借助于桥接片以机械方式彼此连接。
在另一有利的实施方式中，位置传感器被构造有一定数量的分布式可磁化元件，所述可磁化元件以行列方式布置在平面线圈处，其中所述数量的分布式可磁化元件布置在载体薄膜上。由此实现以下优点，即位置传感器可以特别成本低地被制造。
数量例如为2、3、4、5、6、7、8、9或10。此外，所述数量的分布式可磁化元件的可磁化元件可以分别彼此相间隔地布置。
在另一有利的实施方式中，处理器此外被构造用于，根据平面线圈的涡流损耗值来确定磁性物体的位置。由此实现以下优点，即磁性物体的位置的检测的精度可以被提高。
附图说明
在附图中示出并且随后进一步描述本发明的实施例。
图1示出按照一种实施方式的用于检测磁性物体的位置的位置传感器的示意图；
图2示出用于检测磁性物体的位置的基本元件的截面图；
图3示出按照一种实施方式的用于检测磁性物体的位置的基本元件的俯视图；和
图4示出按照另一实施方式的用于检测磁性物体的位置的基本元件的俯视图。
具体实施方式
图1示出按照一种实施方式的用于检测磁性物体101的位置的位置传感器100的示意图。位置传感器100包括平面线圈103、可磁化元件105和处理器107，其中所述可磁化元件105部分地遮盖平面线圈103。
用于检测磁性物体101的位置的位置传感器100可以被构造为具有：平面线圈103；可磁化元件105，所述可磁化元件105至少部分地遮盖平面线圈103并且可以借助于磁性物体101被磁化，由此平面线圈103的阻抗可以被改变；和用于根据平面线圈103的阻抗来确定磁性物体101的位置的处理器107。
磁性物体101可以集成到活塞中，所述活塞是制动装置的元件。活塞例如容纳在制动装置的串联主缸中，并且与制动踏板连接。在此情况下，可以通过检测磁性物体101的位置来确定活塞的位置。此外，可以根据磁性物体101的所检测的位置、例如借助于处理器107来确定由磁性物体101经过的行程、例如制动踏板的踏板行程、磁性物体101的运动方向、尤其运动角度、磁性物体101的速度和/或磁性物体101的加速度。此外，位置传感器100可以构成制动信号灯开关的触发元件或被包括在制动信号灯控制装置中。
平面线圈103可以布置在印制电路板上。印制电路板例如具有铜覆层，由所述铜覆层通过蚀刻工艺构成了平面线圈103。此外，平面线圈103可以具有曲折形状、矩形形状、梯形形状或三角形形状。在此情况下，平面线圈103可以具有倒圆角。
可磁化元件105可以包括平面铁磁元件。此外，可磁化元件105可以能够布置在平面线圈103处、尤其布置在平面线圈103和磁性物体101之间。平面线圈103此外可以布置在可磁化元件105和磁性物体101之间。此外，可磁化元件105可以至少部分地包围平面线圈103。按照一种实施方式，位置传感器100可以包括其它可磁化元件，其中平面线圈103布置在可磁化元件105和该其它可磁化元件之间。此外，可磁化元件105和/或该其它可磁化元件可以与印制电路板焊接和/或粘接，其中平面线圈103布置在所述印制电路板上。
处理器107可以被构造用于检测平面线圈103的有效电阻和/或无功阻抗。处理器107此外可以包括用于检测平面线圈103的有效电阻和/或无功阻抗的装置、麦克斯韦（Maxwell）桥电路和/或麦克斯韦-维恩（Maxwell-Wien）桥电路。此外，处理器107可以包括电容器，并且可以被构造用于检测通过平面线圈103和电容器构成的振荡回路的谐振频率，并且根据电容器的电容和谐振频率确定平面线圈103的阻抗。
例如按照以下公式确定平面线圈103的阻抗：
和
其中Z表示平面线圈103的阻抗，R表示平面线圈103的所检测的有效电阻，X表示平面线圈103的所检测的无功阻抗、例如所检测的电抗（Reaktanz），ω表示角频率并且f表示频率。在此情况下，平面线圈103的阻抗是复参量。
按照一种实施方式，不仅平面线圈103的无功阻抗而且平面线圈103的有效电阻可以取决于磁性物体101的位置，因为例如通过涡流引起的所有损耗可能贡献于平面线圈103的有效电阻，而不仅仅是平面线圈103的直流电阻。此外，可以由平面线圈103的阻抗来确定平面线圈103的电感，因此平面线圈103的阻抗的检测经常被称作电感测量。
此外，处理器107可以包括微控制器或者由微控制器构成。此外，位置传感器100可以包括存储器，其中校准数据尤其以查找表（Lookup-Tabelle）的形式被预先存储在所述存储器中。此外，处理器107可以被构造用于基于阻抗和校准数据来确定磁性物体101的位置。
可磁化元件105可以构成平面线圈103的线圈铁心。因此，可以通过可磁化元件105的磁特性的变化来引起平面线圈103的阻抗的变化。如果磁性物体101位于可磁化元件105附近，那么可以通过磁性物体101的磁场引起可磁化元件105的至少部分磁饱和。平面线圈103的阻抗的、由此所引起的变化可以借助于处理器107检测。例如，通过可磁化元件105的至少部分磁饱和所引起的平面线圈103的阻抗变化为5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%。在此情况下，通过可磁化元件105的至少部分磁化引起的平面线圈103的阻抗变化可能与磁性物体101的位置有关、尤其与磁性物体101距可磁化元件105的间隔有关。由此，可以使得能够借助于校准数据来确定磁性物体101的位置。例如，为此在校准数据中使磁性物体101的位置与平面线圈103的阻抗相关联。
图2示出用于检测磁性物体101的位置的基本元件200的截面图。基本元件200包括具有印制导线203的印制电路板201和可磁化元件105，其中所述印制导线203构成平面线圈103。
平面线圈103布置在印制电路板201上。由此，只要平面线圈103的匝数小，就可以相对于所缠绕的线圈实现成本优点。此外，在平面线圈103的制造工艺中可以实现小的几何公差，这在传感器线圈的情况下是特别有利的。
位置传感器100或角度传感器的基本功能可以通过以下方式产生，即
1.（尤其在其它印制电路板上）并排地和/或在不同的导线层（Leiterlage）中布置多个基本元件200，和/或
2. 使一个基本元件200或多个基本元件200的布局匹配于磁性物体101（例如磁体）的行程 （Weg），例如长地延伸的或紧凑的、直的或弯曲的、有角的或圆的，和/或
3. 改变基本元件200的各个组成部分的覆盖（Überdeckung），和/或
4. 通过串联和/或并联将多个基本元件200在电气意义上组合成一个唯一的电感，和/或
5. 单独地测量多个这样的通过串联和/或并联形成的或基础的电感，其中由各个测量结果的计算组合得出位置信息或角度信息。
按照一种实施方式，多个基本元件200可以被聚集在一起，以便构成组合式基本元件。
在图2中，可以在截面中看到基本元件200，所述基本元件200包括可磁化元件105、例如铁磁体；印制电路板201；和放置在所述印制电路板201上的印制导线203，所述印制导线203构成或形成平面线圈103。按照一种实施方式，印制电路板201可以由载体构成。按照另一实施方式，可磁化元件105可以由铁磁体和/或磁通传导体（flussleitenden Körper）构成。
磁性物体101、例如位置磁体被描绘在基本元件200上方，然而所述磁性物体101在思想上（gedanklich）不属于基本元件200，因为尽管包含多个磁性物体101或磁体的布置同样是可能的，但是在通常情况下许多基本元件200仅面对一个磁性物体101、例如磁体。
工作原理如下：印制导线203在其周围环境中产生磁通量，所述磁通量的走向与导线203的走向有关。可磁化元件105、例如铁磁体可以被布置和形成，使得所述可磁化元件105至少部分地位于所述磁通量的区域中。
由此，磁通量可以占优势地通过可磁化元件105、例如铁磁体引导。平面线圈103的电感在此情况下可以比在没有可磁化元件105、例如铁磁体的情况下更高。可磁化元件105、例如铁磁体对平面导线103的电感的影响可以取决于其形状、布置和磁导率。在本情况下，可磁化元件105或铁磁体固定地安装在印制电路板201处和因此安装在平面线圈103处，并且不相对于它们移动。代替地，磁性物体101或磁体移动，并且同样引导磁通通过可磁化元件105、例如铁磁体。由此使所述可磁化元件105完全地或部分地饱和，因此其磁导率并且因此将磁通传导给平面线圈103的其能力可能降低。这可以作为平面线圈103的电感的变化被测量。
按照一种实施方式，可以通过基本元件200的平面布置实现成本减少。印制导线203可以在一个或多个平行的层中伸展，并且可以集成在平面载体、例如印制电路板201中。可磁化元件105、例如铁磁体可以被实施为薄板或薄膜，所述薄板或薄膜例如可以通过焊接或粘接以与印制电路板201平面平行的方式被固定在所述印制电路板201上。可磁化元件105、例如铁磁体可以具有以下几何结构，所述几何结构由用于图2的基本元件200的各个部分组合。所述结构例如通过冲压或蚀刻产生。在此，优选地如此进行，使得所述组合得到仅一个构件，所有对于图2的基本元件200所需要的部分因此相关联，由此安装可以被简化，因为仅一个构件被放置并且所述部分的相对位置通过结构化工艺已经可以被确定。在此，桥接片（Stege）可以保持处于各个部分之间，所述桥接片可以被实施得如此薄，使得所述桥接片仅传导少量的磁通量，并且因此通过桥接片仅轻微地影响例如基本元件200的功能。按照一种实施方式，可以使用非铁磁载体薄膜，其中尽管不存在桥接片，所述载体薄膜也使所述部分彼此固定。
材料的导电性对于位置传感器100的功能也可能是重要的。如果可磁化元件105、例如铁磁体的材料是导电的，那么涡流也可以在那里流动。所述涡流可能减弱平面线圈103（例如测量线圈）的场，并且因此是不期望的。然而根据实验可以证明：即使以简单的轧制钢作为可磁化元件105、例如作为铁磁体也可以获得良好的结果。在此情况下，期望的效应可以超过不期望的效应。可以使用其它物质用于提高效率，由此位置传感器100的生产成本可能被提高。首先可以考虑以下变压器硅钢片（Transformatorenblech），所述变压器硅钢片在通过其合金化硅钢化的情况下具有特别小的传导性。此外，非晶和纳米晶磁性功能原料可能适用，所述功能原料具有特别高的磁导率。薄膜也可以展示传感效应，在所述薄膜情况下铁氧体被嵌入到塑料载体上或塑料载体中。然而由于这样的薄膜的小的有效磁导率，所述传感效应可能比在上面提及的原料情况下小。在磁特性方面的理想原料可以由软磁烧结铁氧体给出。然而因为该材料优选地作为薄的层存在，并且该制造技术可能在伸展式（ausgedehnten）构件情况下是特别有利的，所以由于所述原料的易碎性、尤其由于折断风险可能使处理变得困难。必要时，载体薄膜和小铁氧体本体的组合可能是有吸引力的，然而于是也可能面对在钢情况下可能不存在的制造技术挑战。
可磁化元件105、例如铁磁体可以优选地被实施得非常薄，因此也可以由磁性物体101（例如磁体）有效地使所述铁磁体饱和，或者不需要太大的磁性物体101、例如不需要太大的磁体，或者位置传感器100和磁性物体101（例如磁体）之间的间隔有不太小的结果。薄在这里可以意味着，可以利用具有0.025mm厚度的轧制钢薄膜实现良好的结果。此外，在由钢制成的薄的薄膜的情况下可能有利的是：在薄膜的层面中流动的涡流比在厚的层情况下有更小的结果。
相对于已知的LIPS，位置传感器100此外可以具有另一成本优点：由平面线圈103的电感的测量来代替变压器测量。因此可以省去用于激励LIPS系统的绕组、例如初级线圈。此外冗余可以被改善，因为每个测量通道现在是独立的，而在LIPS系统情况下初级线圈的失灵可能导致LIPS系统的完全失灵。
关于涡流可以确定出，位置传感器100不仅可以具有在电感方面的特性曲线，而且可以具有在通过涡流引起的损耗方面的特性曲线、例如测量参量的相关性。因此，损耗的测量同样可以被考虑用于确定测量参量：位置或角度。然而这种特性曲线的有针对性的产生可能由于将整个装置优化到在电感方面的尽可能好的特性曲线而变得困难。但是，可以通过附加地测量涡流损耗而得到改善。如果处理器107被使用，所述处理器107除了阻抗外也可以检测涡流损耗，那么对于每种单独的布置可以至少在优化之后检验：是否可以获得可使用的结果。
按照一种实施方式，可磁化元件105、例如铁磁部分可以布置在印制电路板201的两侧上并且因此布置在平面线圈103上。通过在两个层面中、即在印制电路板201之上和之下使用可磁化元件105、例如铁磁部分，可以加强传感效应。在此，可以在两侧上使用相同的布局。此外，可以使用不同的布局。
图3示出按照一种实施方式的用于检测磁性物体101的位置的基本元件200的俯视图。基本元件200包括具有印制导线203的印制电路板201和多个可磁化元件105，其中所述印制导线203构成平面线圈103。此外描绘线段301。
磁性物体101、例如磁体沿着线段301、例如线段s的位置可以被测量。为此，由印制导线203组成的平面线圈103可以沿着线段301被布置，所述印制导体203位于印制电路板201上。多个可磁化元件105、例如铁磁元件沿着线段301分布在平面线圈103和印制电路板201上方。多个可磁化元件105的布置和尺寸可以引起平面线圈103的电感、例如电感L与磁性物体101、例如磁体沿着线段301的位置的相关性。所述功能可以通过沿着线段301不均匀地分布多个可磁化元件105来实现。尽管平面线圈103沿着线段301的布局不具有在印制导体203的数量和几何形状上的变化（Variation），但是平面线圈103的单位长度电感（Induktivitätsbelag）dL（s）由于多个可磁化元件105可以与线段301相关，其中L表示平面线圈103的电感并且线段301通过参数s被参数化。在沿着线段301的以下地点处，dL（s）可能是高的，在所述地点处相应的可磁化元件105是宽的并且与相应相邻的可磁化元件105具有小的间隔，在相反的情况下，dL（s）可能是小的。因此在图中心左侧平面线圈103的分量可以具有平面线圈103的总电感L的较高分量。如果磁性物体101、例如磁体被移除，那么可以达到平面线圈103的最大电感L。如果所述磁体处于右侧，那么由于狭窄的可磁化元件105饱和也仅能对平面线圈103的电感L施加小的影响。如果所述磁体位于左侧，那么宽的可磁化元件105的饱和与此相反地可能引起对平面线圈103的电感L的大的影响。
按照一种实施方式，可以争取达到连续的、单调的和尽可能线性的特性曲线。用于产生所述特性曲线的单独的、离散的可磁化元件105的使用因此优选地不能太粗略地来选择。磁性物体101、例如磁体的间隔越大，在沿着通过参数s参数化的线段301的多个可磁化元件105饱和的意义上所述磁性物体的场的作用范围越大。多个可磁化元件105可以被构成，使得越来越多的可磁化元件处于饱和范围中，以便满足针对争取达到的特性曲线的条件。对此使用越多的可磁化元件105，那么越好。因此有利的设计可以积极（regen）利用在多个可磁化元件105的制造工艺中可用的最小桥接片宽度和间隔。此外可以由此减小涡流。
平面线圈103的磁通在可磁化元件105中的方向可以从水平中轴向上并且向下或相反地伸展。
不同宽度和间隔的可磁化元件105的使用仅仅是用以获得实际的目标、即平面线圈103的单位长度电感dL（s）的位置相关性的一种可能性。按照一种实施方式，可磁化元件105的长度也可以被改变，以便实现不同强度的磁通传导（Flussleitung）。按照另一实施方式，平面线圈103可以以三角形的方式来实施，例如在右侧在线段301的参数s的高值区域中形成尖角。
按照另一实施方式，可以在每个可磁化元件105之下均设置平面线圈103或自身的线匝，其中这些平面线圈103或线匝具有不同的匝数，并且于是可以被串联连接。在不同层中的平面线圈103或线匝可以重叠地构造，或者一个平面线圈103或一个线匝可能包括所有的可磁化元件105，下一个平面线圈103或线匝包括除了该边缘处的一个可磁化元件之外所有的可磁化元件，直至最后一个平面线圈103或线匝仅还包括在另一边缘处的可磁化元件105。
按照一种实施方式，可以设置沿着线段301的多个可磁化元件105的特性的连续变化。例如，代替可磁化元件105的长度的变化，多个可磁化元件105可以彼此被合并。在此情况下，不再设置间隔。在此情况下可以注意到，
1. 特别高的涡流可以流经合并的可磁化元件105的大的伸展式传导体；和/或
2. 因为在可磁化元件105的伸展式（例如铁磁）体中的磁通传导保持较少地限制于磁性物体101或磁体的附近周围环境，所以可磁化元件105的饱和可以较少地被局部化（lokalisiert）。换而言之，磁性物体、例如磁体的磁通的部分可以在宽广的线段上在可磁化元件105的体中被传导，并且使远离磁性物体101、例如磁体的区域饱和。所述特性可以是相对LIPS系统的明确界线：所述LIPS系统可以以测量方向上的磁通传导为前提，而在这里这样的传导可能是不期望的。
图4示出按照另一实施方式的用于检测磁性物体101的位置的基本元件200的俯视图。基本元件200包括具有印制导线203的印制电路板201和多个可磁化元件105，其中所述印制导线203构成平面线圈103，所述可磁化元件105经由桥接片401以机械方式彼此连接。此外，描绘了线段301。
在图4中示出可以如何将多个可磁化元件105组合成一个构件，而不出现缺点。不同于在图3中示出的基本元件200，所述组合经由上面的和下面的桥接片401进行。所述措施对特性曲线的影响可以保持得小，因为平面线圈103的值得一提的磁通不在桥接片401的方向上伸展。因此，磁性物体101或磁体是否值得一提地使桥接片401饱和是无关紧要的。此外，因为桥接片401被实施为薄的，所以可能引起：通过所述桥接片传输的磁通不对多个可磁化元件105的饱和状态施加值得一提的影响，所述可磁化元件105承担位置传感器100的功能。
在图3和4中示出的基本元件200和用于位置和角度测量的其它装置可以以自身已知的方式进一步被组合，以便获得更好的结果。为了能够实现例如差动和/或比率测量，可以使按照图3的基本元件200与类似的基本元件200组合，其中所述装置沿着垂直中线被镜像，并且所述基本元件200被布置或放置在图3的基本元件200旁边。如果用A和B表示所述基本元件200或传感器的信号，那么为了抑制干扰和横向灵敏度，例如通过处理器107可以构成有利的项A-B、A/B和（A-B）/（A+B）。
附图标记列表
100 位置传感器
101 磁性物体
103 平面线圈
105 可磁化元件
107 处理器
200 基本元件
201 印制电路板
203 印制导线
301 线段
401 桥接片。
Claims (15)
1.用于检测磁性物体（101）的位置的位置传感器（100），所述位置传感器具有：
平面线圈（103）；
可磁化元件（105），所述可磁化元件（105）至少部分地遮盖所述平面线圈（103）并且可以借助于所述磁性物体（101）被磁化，由此所述平面线圈（103）的阻抗可以被改变；和
用于根据所述平面线圈（103）的所述阻抗来确定所述磁性物体（101）的所述位置的处理器（107）。
2.按照权利要求1所述的位置传感器（100），其中所述可磁化元件（105）布置在所述平面线圈（103）和所述磁性物体（101）之间。
3.按照权利要求1或2所述的位置传感器（100），其中所述平面线圈（103）具有曲折形状、矩形形状、梯形形状或三角形形状。
4.按照上述权利要求之一所述的位置传感器（100），其中所述平面线圈（103）布置在印制电路板（201）上。
5.按照权利要求4所述的位置传感器（100），其中所述可磁化元件（105）布置、尤其焊接或粘接在所述印制电路板（201）处。
6.按照上述权利要求之一所述的位置传感器（100），其中所述处理器（107）被构造用于检测所述平面线圈（103）的有效电阻或无功阻抗。
7.按照上述权利要求之一所述的位置传感器（100），其中所述可磁化元件（105）包括铁磁部分。
8.按照上述权利要求之一所述的位置传感器（100），其中所述可磁化元件（105）包括铁氧体、钢、变压器硅钢片或高导磁率合金。
9.按照上述权利要求之一所述的位置传感器（100），其中所述可磁化元件（105）具有矩形形状、梯形形状或三角形形状。
10.按照上述权利要求之一所述的位置传感器（100），所述位置传感器具有绝缘元件，所述绝缘元件布置在所述平面线圈（103）和所述可磁化元件（105）之间，以便使所述平面线圈（103）和所述可磁化元件（105）彼此电绝缘。
11.按照上述权利要求之一所述的位置传感器（100），所述位置传感器具有一定数量的分布式可磁化元件（105），所述可磁化元件（105）以行列方式布置在所述平面线圈（103）处，其中所述数量的分布式可磁化元件（105）的两个相邻的可磁化元件（105）的间隔沿着所述行列增加或减小。
12.按照上述权利要求之一所述的位置传感器（100），所述位置传感器具有一定数量的分布式可磁化元件（105），所述可磁化元件（105）以行列方式布置在所述平面线圈（103）处，其中所述数量的分布式可磁化元件（105）的所述可磁化元件（105）的长度或宽度沿着所述行列增加或减小。
13.按照上述权利要求之一所述的位置传感器（100），所述位置传感器具有一定数量的分布式可磁化元件（105），所述可磁化元件（105）以行列方式布置在所述平面线圈（103）处，其中所述数量的分布式可磁化元件（105）的所述可磁化元件（105）借助于桥接片（401）以机械方式彼此连接。
14.按照上述权利要求之一所述的位置传感器（100），所述位置传感器具有一定数量的分布式可磁化元件（105），所述可磁化元件（105）以行列方式布置在所述平面线圈（103）处，其中所述数量的分布式可磁化元件（105）布置在载体薄膜上。
15.按照上述权利要求之一所述的位置传感器（100），其中所述处理器（107）此外被构造用于根据所述平面线圈（103）的涡流损耗值来确定所述磁性物体（101）的位置。
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