CN108700432A - 旋转角传感器 - Google Patents

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Abstract

一种旋转角传感器(10)包括：具有发送线圈(20)和布置在所述发送线圈(20)内部的至少两个接收线圈(22)的定子元件(12)，所述至少两个接收线圈布置在电路板(18)上；相对于所述定子元件(12)能够绕旋转轴线(A)旋转地支承的转子元件(14)，所述发送线圈(20)通过所述转子元件与所述至少两个接收线圈(22)感应式地耦合，从而所述感应式的耦合取决于所述定子元件(12)和所述转子元件(14)之间的旋转角，并且，所述发送线圈(20)在所述至少两个接收线圈(22)中感应生成至少两个取决于角度的交变电压；其中，所述转子元件(14)和所述至少两个接收线圈(22)如此构造，使得在所述接收线圈(22)中感应生成交变电压，所述交变电压的幅度正弦形地取决于所述旋转角。

Description

旋转角传感器
技术领域
本发明涉及一种旋转角传感器，借助该旋转角传感器可以确定例如轴和另外的部件之间的旋转角。此外，本发明涉及一种用于这类旋转角传感器的定子元件。
背景技术
为了测量旋转角，例如已知旋转角传感器，在所述旋转角传感器中，通过相应的磁场传感器使磁铁旋转。然后，磁场向量的测量允许推断出旋转角。这类传感器也对外部的磁场作出反应，所述外部的磁场例如通过邻近地布置的电缆的电流引起并且可能是对干扰非常敏感的。
一种另外的类型的旋转角传感器充分利用涡流效应。在此，例如通过传感器线圈使金属目标运动，所述传感器线圈被供以交变电压并且在目标中感应生成涡流。这导致传感器线圈的电感的降低并且允许通过频率改变推断出旋转角。例如，线圈为谐振电路的组成部分，所述谐振电路的谐振频率在电感改变时移位。然而，这种类型的旋转角传感器可以相对于安装公差(主要是目标的倾斜)具有高的横向敏感性。所产生的频率也可能受外部的电磁场干扰(Injection Locking：注入锁定)，因为通常以在几十MHz的范围内的频率工作。
EP 0 909 955 B1示出一种具有在目标上短接的、平面的导体环路(Leiterschleifen)的旋转角传感器，所述导体环路与励磁线圈的交变电磁场交互作用。
在此，生成一信号，所述信号类似于例如取决于旋转角的矩形信号并且必须由分析处理单元昂贵地换算为旋转角。由于这类信号的陡峭的边沿，角度分辨率可能受限。
发明内容
本发明的实施方式可以以有利的方式实现：提供一种稳健的、成本便宜的和需要少的结构空间的旋转角传感器，在所述旋转角传感器中，可以容易地分析处理所产生的传感器信号。
此外，关于本发明的实施方式的中心思想可以被视为基于接下来描述的构想和认识。
本发明涉及一种旋转角传感器，所述旋转角传感器尤其可以应用在具有高的电磁干扰场的周围环境中。例如，旋转角传感器可以应用在车辆的发动机室中或者应用在车辆的发动机室附近，例如以便确定节流阀的位置、BLDC发动机的转子位置、加速踏板的位置或者凸轮轴的位置。接下来描述的旋转角传感器成本便宜，需要小的结构空间并且基于简单的测量原理。
根据本发明的一种实施方式，旋转角传感器包括：具有发送线圈和布置在所述发送线圈内部的至少两个接收线圈的定子元件，所述至少两个接收线圈布置在电路板上；相对于所述定子元件能够绕旋转轴线旋转地支承的转子元件，所述发送线圈通过所述转子元件与所述至少两个接收线圈感应式地耦合，从而所述感应式的耦合取决于所述定子元件和所述转子元件之间的旋转角，并且，所述发送线圈在所述至少两个接收线圈中感应生成至少两个取决于角度的交变电压。
在此，概念“在发送线圈内部”可理解为，在在其中布置有发送线圈的一平面内，接收线圈布置在该平面内或者接收线圈到该平面上的投影内布置在发送线圈的(外)轮廓以内。
也可以具有分析处理单元的定子元件可以例如与轴的端部相对地布置，转子元件固定在所述端部上。转子元件可以具有一个或多个感应段，所述一个或多个感应段与轴一同运动，所述轴覆盖接收线圈并且由此改变接收线圈的电感或者在发送线圈和接收线圈之间的相应的感应式的耦合。如果借助交变电压使发送线圈通电，则在接收线圈中感应生成交变电压，所述交变电压的幅度取决于相应的感应式的耦合。例如分析处理单元然后可以由所述交变电压或者其幅度(传感器将所述幅度作为测量信号发出)计算旋转角信号。旋转角传感器可以以此方式成本便宜地实现，因为不需要昂贵的磁铁。
根据本发明的一种实施方式，转子元件和至少两个接收线圈如此构造，使得在接收线圈中感应生成交变电压，所述交变电压的幅度正弦形地取决于旋转角。换言之，由接收线圈提供的测量信号、即在接收线圈中感应生成的交变电压的幅度由于接收线圈的和转子元件的几何形状而为正弦形的或者为取决于旋转角的正弦函数。
可理解为，正弦形的测量信号可以是与纯的正弦函数偏离少于5％或者少于1％的信号。
例如在定子元件上可以布置有例如在圆周方向上相互错开一确定的角度的两个或三个接收线圈，所述两个或三个接收线圈提供角度错开的测量信号。在两个或三个接收线圈的情况下，可以特别简单地分析处理作为测量信号的正弦信号，因为逆变换是可能的。所述逆变换可以是在两个接收线圈(即两相位系统)的情况下的反正切变换，或者在三个接收线圈(即三相位系统)的情况下的Clarke变换。借助这些逆变换也可以以简单的方式和方法由测量信号算出偏移，所述偏移例如由于机械公差而出现。
也可能的是，(例如由分别两个或者三个接收线圈组成的)两个冗余的接收线圈系统位于定子元件上。在这种情况下，可以以以上所提到的方式和方法分析处理相应的接收线圈系统的测量信号。由此，在系统失效的情况下继续能够实现旋转角的确定，这可以提高在关键性的系统中的安全性。
根据本发明的一种实施方式，所述至少两个接收线圈由相互电连接的圆弧形的印制导线构造，从而所述至少两个接收线圈中的每一个由关于电流相反地定向的子绕组构造，所述子绕组中的每一个在径向方向上由至少一个向左弯曲的、圆弧形的印制导线和至少一个相对置的、向右弯曲的、圆弧形的印制导线限界。
换言之，接收线圈中的每一个如此构造，使得当从旋转轴线出发并且在径向方向上延伸的假想的直线穿过接收线圈内部延伸时，该假想的直线与接收线圈的向左弯曲的圆弧形的印制导线和向右弯曲的圆弧形的印制导线相交。以此方式实现，在接收线圈中感应生成的交变电压的幅度或者测量信号基本上作为正弦函数取决于旋转角。
在此，接收线圈的子绕组可以被定义为接收线圈的一部分，该部分被接收线圈的印制导线包围，所述印制导线相互不相交。子绕组的定向通过流经接收线圈的电流确定。在电流流经接收线圈的情况下，相反地定向的子绕组分别具有相反的电流，即，在具有第一定向的子绕组中，电流向顺时针方向或者向右穿过子绕组流动，在具有相反的第二定向的子绕组中，电流逆着顺时针方向或者向左穿过子绕组流动。
发送线圈和接收线圈不必完全地环绕旋转轴线运行，而是也可以布置在环绕旋转轴线的圆的仅仅一个圆扇形内。在这种情况下，接收线圈的打开角度确定测量区域。以此方式，定子元件也可以相比在要检测完整的360°的旋转角传感器中更小地构造。
根据本发明的一种实施方式，所述至少两个接收线圈布置在所述发送线圈内部的环扇形区域中，所述环扇形区域通过环绕所述旋转轴线的内圆、环绕所述旋转轴线的外圆和使所述内圆与所述外圆连接的两条径向线来限定，所述两条径向线通过所述旋转角传感器的测量区域相互间隔开。发送线圈可以包围环扇形区域并且也基本上如(稍微更大的)环扇形的圆周那样成形。在此，圆弧形的印制导线的端部可以位于环扇形区域上。
根据本发明的一种实施方式，圆弧形的印制导线全部具有相同的曲率半径。曲率半径可以是圆的半径，圆弧形的印制导线通过所述半径限定。可以理解，该圆的中点可以位于环扇形区域外部，在所述环扇形区域中布置有接收线圈。由此，可以有利地特别简单地和成本便宜地制造旋转角传感器。此外，有利地，可以由此有利地减小测量信号与理想的正弦信号的偏差并且可以由此有利地改进角度确定的准确性。
根据本发明的一种实施方式，不同的接收线圈的子绕组以一角度相对彼此错开，所述角度通过所述测量区域除以所述接收线圈的数目来确定。以此方式，各个接收线圈产生最大程度地不同的测量信号。由此有利地改进角度确定的准确性。
根据本发明的一种实施方式，接收线圈具有带有不同的面积的子绕组。在此，在接收线圈中，所有在第一方向上定向的子绕组的面积可以等于所有在第二方向上定向的子绕组的面积。例如第一接收线圈可以具有同样大的子绕组，而第二接收线圈具有例如中间的、第一子绕组，该第一子绕组与第一接收线圈的子绕组同样大，但该第一子绕组相对于该子绕组角度错开。进一步地，第二接收线圈在圆周方向上除了例如中间的、第一子绕组还可以具有较小的、例如侧向的两个子绕组(第二子绕组和第三子绕组)，所述两个子绕组相对于例如中间的、第一子绕组相反地定向，但共同覆盖与例如中间的、第一子绕组相同的面积。
根据本发明的一种实施方式，至少一个接收线圈具有直线的印制导线，所述印制导线沿着环扇形区域的径向线延伸。以此方式可以使侧向的子绕组的圆弧形的印制导线相互电连接，以便形成侧向的子绕组。例如对于可能会在侧向上、即在圆周方向上越过环扇形区域延伸的印制导线，可以是这种情况。
根据本发明的一种实施方式，至少两个接收线圈构造在电路板的(仅仅)两个平面内、即尤其在外表面上。以此方式可以成本便宜地制造电路板。不需要多层的电路板，尤其不需要具有多于两层的电路板。由此，可以大大地简化并且成本更便宜地实施制造。
这可以通过以下方式来实现，即在圆弧形的印制导线的端部上设置覆镀通孔(Durchkontaktierung)，在不同的平面内的圆弧形的印制导线在所述覆镀通孔处连接。接收线圈的圆弧形的印制导线尤其可以交替地布置在电路板的相对置的平面内。
根据本发明的一种实施方式，所述转子元件具有至少一个感应段，与所述转子元件的在环绕所述旋转轴线的圆周方向上位于所述至少一个感应段旁边的区域相比，所述至少一个感应段具有不同的导电能力。感应段可以是例如金属段(具有高的导电能力)，所述金属段固定在转子元件的非金属的部分上，感应段可以是在转子元件上的金属的突起部，但也可以是在金属的转子元件中的(具有低的导电能力的)留空。
例如至少一个感应段可以是环扇形的。可能的是，转子元件具有多个同类地成形的感应段。
根据本发明的一种实施方式，至少一个感应段在圆周方向上具有打开角度(即，由感应段撑开的最大角度)，所述打开角度是旋转角传感器的测量区域的一半大。接收线圈的子绕组也可以具有这样的打开角度。以此方式可以实现在测量区域上的测量信号的最大的改变。由此可以有利地实现改善的准确性并且提供更稳健的信号。
根据本发明的一种实施方式，至少一个感应段具有径向的多个留空，与所述与感应段相比，所述多个留空具有不同的导电能力。留空可以布置在在感应段的圆周方向上的边缘上，其中，感应段具可以有比一半的测量区域更大的打开角度。留空可以在圆周方向上以一角度间隔开，该角度是旋转角传感器的测量区域的一半大。感应段可以划分成大的子绕组和在圆周方向上与之间隔开的、较小的子绕组。
借助这些留空可以形成测量信号，因为小的子段可以影响子绕组的感应式的耦合，所述子绕组邻近于恰好被大的子段覆盖的子绕组地布置。尤其可以借助感应段如此影响由于接收线圈而还具有与正弦函数的更小的偏差的测量信号，使得偏差变得更小。
本发明的一个另外的方面涉及一种用于旋转角传感器的定子元件，如以上和以下所描述的那样。
根据本发明的一种实施方式，所述定子元件包括：发送线圈和布置在所述发送线圈内部的至少两个接收线圈，所述至少两个接收线圈布置在电路板上；其中，所述至少两个接收线圈由相互电连接的圆弧形的印制导线构造，从而所述至少两个接收线圈中的每一个由关于电流相反地定向的子绕组构造，所述子绕组中的每一个在径向方向上由至少一个向左弯曲的、圆弧形的印制导线和至少一个相对置的、向右弯曲的、圆弧形的印制导线限界。
附图说明
接下来，参照所附的图描述本发明的实施方式，其中，既不可将图又不可将说明书理解为限制本发明。
图1示意性地示出穿过根据本发明的一种实施方式的旋转角传感器的纵截面；
图2示出用于图1中的旋转角传感器的定子元件的示意性的俯视图；
图3示出图2中的定子元件的示意性的俯视图，其中，仅仅示出一个第一接收线圈；
图4示出图2中的定子元件的示意性的俯视图，其中，仅仅示出一个第二接收线圈；
图5示出图2中的定子元件的示意性的俯视图，其中，仅仅示出一个第三接收线圈；
图6示出用于图1中的旋转角传感器的转子元件的示意性的俯视图；
图7示出用于图6中的转子元件的替代的感应段的示意性的俯视图；
图8示出具有由根据本发明的一种实施方式的旋转角传感器产生的测量信号的图表。
附图仅仅是示意性的并且不是按正确比例的。在附图中，相同的附图标记表示相同的或者相同地起作用的特征。
具体实施方式
图1示出由定子元件12和转子元件14组成的旋转角传感器10。转子元件14可以固定在如例如节流阀、发动机、凸轮轴、加速踏板等等这样的部件的轴16上或者由该轴16提供。轴16可绕轴线A旋转并且定子元件12在相应的轴向方向上与转子元件14对置。例如定子元件12固定在部件的壳体上。
定子元件12包括电路板18，在所述电路板上，发送线圈20和多个接收线圈22借助印制导线实施在电路板18上。线圈20、22的印制导线可以位于电路板18的两侧上。印制导线可以借助于过孔(覆镀通孔)穿过电路板地相互电连接。用于分析处理单元24的另外的构件可以位于电路板18上。分析处理单元24可以给发送线圈20供以交变电压并且求取在接收线圈22中感应生成的交变电压。基于该测量，分析处理单元24可以确定在定子元件12和转子元件14之间的相对的旋转角。
转子元件14包括一个或多个感应段26，所述一个或多个感应段在轴向方向上与发送线圈20和接收线圈22对置。感应段26可以如在图1中示出的那样布置在另外的电路板上，所述另外的电路板固定在轴16上。也可能的是，所述一个或多个感应段26通过轴16的端部的加工产生。
图2以俯视图示出定子元件12。电路板18基本上是半圆形的并且可以具有固定孔28。不但发送线圈20而且接收线圈22实施为平面线圈。
环扇形状的发送线圈20可以具有多个导体环路，所述多个导体环路也可以在多层式电路板18的多个平面内实现，以便能够产生足够大的场。
第一、第二和第三接收线圈22a、22b、22c布置在发送线圈20内部的环扇形区域30中，所述环扇形区域通过环绕旋转轴线A的内圆32、环绕旋转轴线A的外圆34和使内圆32与外圆34连接的两条径向线36、38来限定。径向线36、38在圆周方向上以角度β相互间隔开，所述角度β也是旋转角传感器10的测量区域。
接收线圈22a、22b、22c由圆弧形的印制导线40组成地实施，所述印制导线全部具有相同的曲率半径。通过接收线圈22a、22b、22c的、参照图3、4和5还更准确地描述的特别的形状，能够实现：在接收线圈22a、22b、22c中感应生成交变电压，所述交变电压的幅度(作为测量信号)以正弦函数取决于转子元件14的旋转角。这能够实现测量信号的特别容易的分析处理，以便确定旋转角。
例如发送线圈20可以由分析处理单元24以交变电压加载，所述交变电压具有在几MHz的范围内(优选5MHz)的频率和/或在0.5V至10V的范围内(优选1.5V)的幅度。由此产生交变电磁场，所述交变电磁场耦合到接收线圈22a、22b、22c中并且在那里感应生成相应的交变电压。通过感应段26的相应的形成，与旋转角相关地影响在发送线圈20和接收线圈22a、22b、22c之间的耦合。发送线圈20与接收线圈22a、22b、22c的耦合因子——即在接收线圈和发送线圈之间的幅度比例关系——的典型的值范围可以位于-0.3和+0.3之间。通过在接收线圈22a、22b、22c中感应生成测量信号的、借助载波信号(发送线圈的信号)的解调可以推断出耦合的幅度和相位。幅度随着旋转角连续地变动。理想地，相位为0°或者180°。
图3、4和5示出图2中的定子元件12，其中，由于概要性的原因，分别仅仅示出接收线圈22a、22b、22c中的一个。
示例性地，旋转角传感器10的测量区域β为120°。原则上，该测量区域可以具有小于360°的任意值。环绕的发送线圈20的打开角度α(在图3中，由于概要性的原因，绘出对角)优选比旋转角传感器10的测量区域β大5°至10°，以便使在发送线圈20的径向地延伸的印制导线42的区域中的场不均匀性对接收线圈22a、22b、22c的影响保持小。
径向地延伸的印制导线42通过圆弧形的印制导线44连接，所述印制导线向内通过内半径ri来限界并且向外通过外半径ra来限界。外半径ra向上通过可用的结构空间来限界并且可以是在10mm和30mm之间、为大约25mm。内半径可以如此定尺寸，使得在旋转轴线A处能够实现在定子元件12中的轴穿过，但是，如果不需要轴穿过，内半径也可以是0mm。
接收线圈22a、22b、22c由向左弯曲的圆弧形的印制导线40a以及由向右弯曲的圆弧形的印制导线40b构造。在此，相应的弯曲方向可理解为从从旋转轴线A朝向径向外部的视线方向。
示例性地，在图3中绘出径向方向R。该径向方向R与向左弯曲的、内部的圆弧形的印制导线40a相交并且与向右弯曲的、外部的(或者相对置的)圆弧形的印制导线40b相交。同样的适用于在测量区域β内部的以下角度除外的所有径向方向R：在所述角度处，圆形的印制导线40a、40b相互连接。
第二接收线圈22b和第三线圈22c(图4和图5)附加地具有直线的印制导线46、48，所述印制导线沿着径向线36、38延伸。
第一接收线圈22a(图3)仅仅由圆弧形的印制导线40a、40b组成，所述印制导线在其端部上如此相互连接，使得构成两个子绕组50a、50b，所述两个子绕组相对彼此相反地定向，即在电流通过接收线圈22a时，由在顺时针方向上的或者在逆时针方向上的电流流过。两个子绕组50a、50b具有相同的轮廓。子绕组50a、50b的面积同样大，从而(只要不进行与转子元件14的附加的耦合)抵消通过接收线圈22a引起的均匀的磁场。因为在子线圈50a、50b中感应生成在量值方面相等的、然而相反极性的电压。
基于此，旋转角传感器10或者分析处理单元24可以运行自诊断功能，借助所述自诊断功能可以识别出，旋转元件14缺失和/或接收线圈中的一个具有电中断。此外，可以抑制通常作为均匀场存在的EMV干扰影响。
第二接收线圈22b和第三接收线圈22c由圆弧形的印制导线40a、40b组成，所述印制导线通过其端部和通过直线的印制导线46、48组合在一起。第二或者第三接收线圈22b、22c中的每一个具有子绕组50c、50d、50e，所述子绕组在圆周方向上彼此相继地、相反地定向。与第一接收线圈22a的子绕组50a、50b中的一个相比，第一(在这里，中间的)子绕组50d具有相同的轮廓和/或相同的面积。与子绕组50a、50b、50d中的一个相比，第二和第三(在这里，侧向的)子绕组50c和50e组合地具有相同的轮廓和/或共同地具有相同的面积。
第一、第二和第三接收线圈22a、22b、22c的圆弧形的印制导线40a、40b的交叉点位于(具有第一半径r1的)内圆32、(具有第二半径r2的)中间圆52和(具有第三半径r3的)外圆34上。
在此，第二半径r2可以是由第一半径r1和第三半径r3组成的平均值：r2＝(r1+r3)/2。第一半径r1大于由内半径ri和用于发送线圈20的印制导线42、44的宽度b组成的和。例如r1＝ri+2b以及r3＝ra-2b可以适用。
圆弧形的印制导线40a、40b的交叉点在圆周方向上以相同的角度间隔开。这些交叉点之间的角度为β/4(在这里30°)。因此，接收线圈22a的圆弧形的印制导线40a、40b的交叉点位于0°、β/4、β/2、3β/4和β处。接收线圈22b和22c的圆弧形的印制导线40a、40b的交叉点相对于接收线圈22a的交叉点分别向左和向右错开β/12。
通常，根据ξ＝β/(2﹒m)由测量区域β和接收线圈的数目m得出接收线圈22的所需要的几何扭转。
在所示出的实施例中，对于三相系统(m＝3)，得出三个接收线圈22a、22b、22c的20°的几何扭转ξ(ξ＝120°/(2﹒3)＝20°)。在扭转的情况下，接收线圈22b、22c的向右超出测量区域β的那个部分在左边在0°处插入。
可能的是，在电路板18的仅仅两个平面内实施三个接收线圈22a、22b、22c。例如，圆弧形的印制导线40a、40b和直线的印制导线46、48可以布置在电路板18的两侧上。在仅仅两个平面内的实施方案具有成本便宜的电路板18的优点。此外，所有接收线圈到目标的平均距离几乎相等，从而实现用于这些测量信号的近似相同的信号水平并且简单和稳健地执行逆算。
这可以如下实现：从径向内部向径向外部延伸并且具有从较小至较大的半径(r1，r2，r3)的一些圆弧形的印制导线40a、40b被放置在一个平面内，并且，剩余的圆弧形的印制导线40a、40b被放置在其他平面内。在第二接收线圈22b和第三接收线圈22c的情况下，直线的印制导线46、48相互重合地被放置在不同的平面内。在其端部上，印制导线40a、40b，46、48借助于覆镀通孔54连接，由于概要性的原因，在所述覆镀通孔中并非全部用附图标记标出。在此，接收线圈22a的两个覆镀通孔54稍微地移动到环扇形区域30内部。换言之，当环绕轴线A从小的角度到大的角度时，第一印制导线40b——所述第一印制导线在其路线上从径向内部向外部延伸(即向右弯曲)——布置在一平面内，并且第二印制导线40b——所述第二印制导线从径向外部向内部延伸(即向左弯曲)——布置在另外的平面内。
图6示出实施为全圆的转子元件14的示意性的俯视图。也可能的是，使用在图6中示出的转子元件14的仅仅一个角度区域，该角度区域包括感应段26中的一个或多个。
作为具有感应段26的电路板，转子元件14可以实施为电路板的金属化部或者实施为金属的冲压件，在所述金属的冲压件中，感应段26构成在冲压件中的突起部或者凹处。
感应段26为圆弧形的，其中，感应段分别在测量区域β的一半上延伸，即如在这里示出的那样，在60°上延伸。
优选地，使用直线的或者线性的径向的限制线，由此确保特别简单和生产安全的制造。
感应段26的内半径rit和外半径rat可以根据发送线圈20的内半径ri和外半径ra来选择。例如rit＝(ri+b+r1)/2以及rat＝(ra+b+r3)/2可以适用。在此，b为发送线圈20的印制导线42、44的宽度。
图7示出由多个子段56a、56b构造的感应段26’的一种替代的实施方式。图6中的感应段26中的每一个可以如图6中的所述感应段那样构造。优选使用直线的或者线性的径向的边缘。
子段56a、56b通过留空58(例如铣削部)相互分离，所述留空具有不同于子段56a、56b的导电能力。以此方式可以改进测量信号的正弦形状。
留空58中的每一个可以是例如在圆周方向上宽2γ的角度。在此，中间的子段可以具有β/2-2γ的角度，并且，外部的子段具有γ的角度。
图8示出具有三个正弦形的测量信号60的图表，所述测量信号可以由接收线圈22a、22b、22c发出，并且，所述测量信号由于具有根据图7的一个或多个感应段26’的转子元件14而还可以进一步接近正弦函数。测量信号构成在接收线圈中感应生成的交变电压的幅度，所述幅度取决于转子元件14相对于定子元件12的角度。
由于不同长度的引线、印制导线在电路板18的不同的平面内的定位以及由于机械公差，测量信号60可以是例如有偏移的(即，在这样的情况下，三个测量信号60关于x轴线不对称地延伸)。
该偏移可以特别容易地由尽可能正弦的测量信号60算出，例如通过Clarke变换算出。因此，尽可能正弦的测量信号也可以是有利的，因为可以应用如sin2+cos2＝1这样的三角定律并且至少可以将其用于信号的可信度测试或者也可以用于校正。
例如，在三个接收线圈22a、22b、22c中产生三个具有典型的120°的电相位偏差的、正弦形的测量信号60，所述测量信号可以通过使用Clarke变换被转化到正弦/余弦系统中。借助于反正切函数可以由此推断出旋转角。
也可能的是，旋转角传感器10包括仅仅两个具有90°的电相位偏差的接收线圈22(其中，机械的和电的相位偏差可能不同)。在这种情况下，通过这两个测量信号60与相位的余弦相乘产生(理想的)无偏移的正弦/余弦系统。借助于反正切函数可以由此推断出转子元件14的旋转角。
通常，为了通过反正切函数逆算测量信号60，需要至少两个接收线圈22a、22b。
出于冗余度原因，旋转角传感器10也可以配备有六个接收线圈22，所述六个接收线圈例如全部可以在电路板18的两个平面内实现。六个接收线圈22中的分别三个可以作为冗余的三相系统使用。因为接收线圈22全部离转子元件14平均同样远(与在六个或更多个平面内的实现相比)，测量信号60的偏移大致相等并且水平可比地高。这显著使分析处理变得容易。
最后，要指出，如“具有”、“包括”等等这样的概念不排除任何其他的元件或者步骤，并且，如“一个”这样的概念不排除多个。在权利要求中的附图标记不可视为限制。

Claims (12)

1.一种旋转角传感器(10)，其包括：
具有发送线圈(20)和布置在所述发送线圈(20)内部的至少两个接收线圈(22)的定子元件(12)，所述至少两个接收线圈布置在电路板(18)上；
相对于所述定子元件(12)能够绕旋转轴线(A)旋转地支承的转子元件(14)，所述发送线圈(20)通过所述转子元件与所述至少两个接收线圈(22)感应式地耦合，从而所述感应式的耦合取决于所述定子元件(12)和所述转子元件(14)之间的旋转角，并且，所述发送线圈(20)在所述至少两个接收线圈(22)中感应生成至少两个取决于角度的交变电压；
其特征在于，
所述转子元件(14)和所述至少两个接收线圈(22)如此构造，使得在所述接收线圈(22)中感应生成交变电压，所述交变电压的幅度正弦形地取决于所述旋转角。
2.根据权利要求1所述的旋转角传感器(10)，
其中，所述至少两个接收线圈(22)由相互电连接的圆弧形的印制导线(40a，40b)构造，从而所述至少两个接收线圈(22)中的每一个由关于电流相反地定向的子绕组(50a，50b，50c，50d，50e)构造，所述子绕组中的每一个在径向方向(R)上由至少一个向左弯曲的、圆弧形的印制导线(40a)和至少一个相对置的、向右弯曲的、圆弧形的印制导线(40b)限界。
3.根据权利要求1或2所述的旋转角传感器(10)，
其中，所述至少两个接收线圈(22)布置在所述发送线圈(20)内部的环扇形区域(30)中，所述环扇形区域通过环绕所述旋转轴线(A)的内圆(32)、环绕所述旋转轴线(A)的外圆(34)和使所述内圆(32)与所述外圆(34)连接的两条径向线(36，38)来限定，所述两条径向线通过所述旋转角传感器(10)的测量区域(β)沿着圆周相互间隔开；
其中，所述圆弧形的印制导线(40a，40b)的端部位于所述环扇形区域(30)上。
4.根据以上权利要求中任一项所述的旋转角传感器(10)，
其中，所述圆弧形的印制导线(40a，40b)全部具有相同的曲率半径。
5.根据以上权利要求中任一项所述的旋转角传感器(10)，
其中，不同的接收线圈(22a，22b，22c)的子绕组(50a，50b，50c，50d，50e)在圆周方向上以一角度相对彼此错开，所述角度通过所述测量区域(β)除以所述接收线圈的数目来确定。
6.根据以上权利要求中任一项所述的旋转角传感器(10)，
其中，接收线圈(22b，22c)具有带有不同的面积的子绕组(50c，50d，50e)；和/或，
其中，在接收线圈(22a，22b，22c)中，所有在第一方向上定向的子绕组(50a，50c，50e)的面积等于所有在第二方向上定向的子绕组(50b，50d)的面积。
7.根据以上权利要求中任一项所述的旋转角传感器(10)，
其中，至少一个接收线圈(22b，22c)具有直线的印制导线(46，48)，所述印制导线沿着所述环扇形区域(30)的径向线(36，38)延伸。
8.根据以上权利要求中任一项所述的旋转角传感器(10)，
其中，所述至少两个接收线圈(22a，22b，22c)构造在所述电路板(18)的两个平面内；和/或，
其中，在所述圆弧形的印制导线(40a，40b)的端部上设有覆镀通孔(54)，在不同的平面内的圆弧形的印制导线(40a，40b)在所述覆镀通孔处连接；和/或，
其中，接收线圈(22a，22b，22c)的所述圆弧形的印制导线(40a，40b)交替地布置在所述电路板(18)的相对置的平面内。
9.根据以上权利要求中任一项所述的旋转角传感器(10)，
其中，所述转子元件(14)具有至少一个感应段(26)，与所述转子元件(14)的在环绕所述旋转轴线(A)的圆周方向上位于所述至少一个感应段旁边的区域相比，所述至少一个感应段具有不同的导电能力；和/或，
其中，所述至少一个感应段(26)是环扇形的。
10.根据权利要求9所述的旋转角传感器(10)，
其中，所述至少一个感应段(26)在圆周方向上具有打开角度，所述打开角度是所述旋转角传感器(10)的测量区域(β)的一半大。
11.根据权利要求9所述的旋转角传感器(10)，
其中，所述至少一个感应段(26’)具有径向的多个留空(58)，与所述感应段(26’)相比，所述多个留空具有不同的导电能力；和/或，
其中，所述留空(58)布置在在所述感应段(26’)的圆周方向上的边缘上，和/或，
其中，所述留空(58)在圆周方向上以一角度间隔开，所述角度是所述旋转角传感器(10)的测量区域(β)的一半大。
12.一种用于旋转角传感器(10)的定子元件(12)，所述定子元件(12)包括：
发送线圈(20)和布置在所述发送线圈(20)内部的至少两个接收线圈(22)，所述至少两个接收线圈布置在电路板(18)上；
其中，所述至少两个接收线圈(22)由相互电连接的圆弧形的印制导线(40a，40b)构造，从而所述至少两个接收线圈(22)中的每一个由关于电流相反地定向的子绕组(50a，50b，50c，50d)构造，所述子绕组中的每一个在径向方向(R)上由至少一个向左弯曲的、圆弧形的印制导线(40a)和至少一个相对置的、向右弯曲的、圆弧形的印制导线(40b)限界。
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