CN109477731A - 线圈组件和相应的测量组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种线圈组件(1)，具有线圈绕组和多层的印刷电路板(3)，其中线圈绕组具有多个回路，这些回路布置在印刷电路板(3)的不同层(LS1，LS2)中并且形成主磁场(Hz)，该主磁场(Hz)具有垂直于印刷电路板(3)的主平面(x‑y)的主测量方向(z)，并且其中布置在不同层(LS1，LS2)中的回路通过至少一个通孔(D1，D2，D3，D4)彼此电连接。在此，印刷电路板(3)具有至少四个通孔(D1，D2，D3，D4)或四的整数倍个通孔(D1，D2，D3，D4)，这些通孔在线圈绕组的回路之间形成相等数量的向下电流路径(V1)和向上电流路径(V2，V4)，其中具有相同的电流路径方向的两个通孔(D1，D3；D2，D4)相对于共同镜像点(S)点对称地布置，使得在印刷电路板(3)的垂直于主平面(x‑y)的次平面((x‑z)，(y‑z))中形成的磁回路(Hy1，Hy2，Hx1，Hx2)具有相反的方向并且相互补偿。

Description

线圈组件和相应的测量组件
技术领域
本发明涉及根据独立权利要求1的线圈组件和根据独立权利要求13的具有这种线圈组件的测量组件。
背景技术
从现有技术中已知用于通过谐振电路确定涡流传感器的测量线圈组件的一个或多个传感器线圈的电感的各种测量装置。根据单个线圈的电感使得易于推导出测量的旋转角度。通常，电感通过测量和积分LC振荡器电路的振荡频率来确定，其中振荡频率与电感有关。LC振荡器的频率测量可以简单地通过ASIC或微控制器实现。相应地，检测到的振荡频率也受到外部感应电压的影响，使得振荡频率不只取决于LC谐振条件而且还与电压感应的外部干扰信号的频率有关。通过将传感器线圈分成两部分并反转绕组方向，可以减少这种耦合。可是，通常通过该措施也会减小电感，然而这决定性地确定了线圈品质并因此确定了频率稳定性。
真正的线圈组件从不是完全平坦的并且具有几个区域，外部场可以在这些区域中感应电压。因此，当线圈组件内存在未补偿的干扰场时，面对干扰磁场在单层或双层线圈中可能具有显著的灵敏度，这通常由多层印刷电路板中的通孔的结构引起。通孔被用于线圈接触评估电路。如果线圈组件在两个端子处不具有相同的阻抗并且如果在线圈组件后面布置接地面，则可能发生由电场引起的显著信号耦合。
还存在主测量方向上降低对于均匀外部场的灵敏度的方法，其基于涡电流是近场的局部效应，而干扰场可以被认为是均匀的远场。例如，DE 10 2008 012 922 A1公开了一种具有定子、转子和评估电路的感应平面组建的角度传感器，其中定子包括至少一个激励元件和至少一个接收元件。激励元件被构造为具有第一外部绕组和与其隔开布置的反向旋转的第二绕组的线圈。由此，激励元件具有两个线圈，当施加电压时，其产生相反的电磁场。根据场强的要求，可以在电路板的不同层布置多个并联绕组，其中绕组的端部通过通孔彼此电连接。
发明内容
具有独立权利要求1的特征的线圈组件和具有独立权利要求13的特征的测量组件具有的优点是，至少可以减少外部磁干扰源的耦合效应，并且理想情况下可以完全避免外部磁干扰源的耦合效应。由于通孔的成对的点对称性，所有在次平面中的干扰场指向相反方向并且因此相互补偿。这既适用于与主方向正交的两个方向，并且根据叠加原理也适用于主平面中的每个其他方向。
例如，本发明的实施例可以用于具有多层印刷电路板的角度传感器或线性传感器。理论上，可以使结构被构造成完全不受在垂直于主平面的次平面中产生的所有均匀磁场影响，以及不受在主平面外建立的电场的影响。这排除了实际检测方向或主方向，该处发生耦合以实现测量原理。
本发明的实施例提供了一种具有线圈绕组和多层印刷电路板的线圈组件。线圈绕组具有多个回路，这些回路布置在印刷电路板的不同层中并且形成主磁场，主磁场具有垂直于印刷电路板的主平面的主测量方向。布置在不同层中的回路通过至少一个通孔彼此电连接。为了补偿磁干扰场，印刷电路板具有至少四个通孔或四的整数倍个通孔，这些通孔在线圈绕组的回路之间形成相同数量的向下电流路径和向上电流路径。具有相同电流路径方向的两个通孔相对于共同镜像点分别点对称地布置，使得在印刷电路板的垂直于主平面的次平面上形成的磁干扰场具有相反的方向并且相互补偿。
此外，提出了一种测量组件，具有放大器和谐振电路，该谐振电路包括至少一个电容和测量线圈组件，该测量线圈组件被实现为根据本发明的线圈组件。在此，放大器的输出信号作为测量信号表示测量线圈组件的电感和/或电感变化。
通过在从属权利要求中列举的措施和改进使得在独立权利要求1的线圈组件的有利改进和在独立权利要求1中提出的带有这种线圈组件的测量组件是可能的。
特别有利的是，至少四个通孔可以沿共同的直线布置。另外，在一个特别有利的实施例中，沿共同直线布置的通孔可以尽可能的彼此之间具有最小距离，从而可以减小不均匀干扰场的影响。
原则上，具有相同的电流路径方向的两个通孔可以以任意一点镜像。在线圈组件的另一有利实施例中，成对的点对称布置的通孔可以以线圈组件的重心作为镜像点而镜像，该镜像点可以通过成对的点对称布置的通孔的连接线之间的共同交点而被预先确定。另外，两条连接线之间的角度可以具有0到360°之间的任意值。
在线圈组件的另一有利实施例中，线圈绕组可以将设置为向下电流路径的一个通孔与设置为向上电流通路的一个通孔电连接，并且将设置为向上电流路径的一个通孔与设置为向下电流路径的一个通孔电连接。为了闭合线圈绕组，对于每个设置为向下电流路径的通孔存在一个设置为向上电流通路的通孔。在此，由设置为向下电流路径的第一通孔和设置为向上电流路径的第二通孔构成的对通过由设置为向下电流路径的第一通孔和设置为向上电流路径的第二通孔构成的类似对补偿，该类似对在任意点处镜像。此外，至少一个第一回路、至少一个第二回路、至少一个第三回路和至少一个第四回路具有相同定向，该至少一个第一回路在印刷电路板的第一层将设置为向下电流路径的第一通孔与一个设置为向上电流路径的第二通孔电相连，该至少一个第二回路在印刷电路板的第二层将设置为向下电流路径的第二通孔与设置为向上电流路径的第三通孔电相连，该至少一个第三回路在印刷电路板的第一层将设置为向下电流路径的第三通孔与设置为向上电流路径的第四通孔电连接，该至少一个第四回路在印刷电路板的第二层将设置为向上电流路径的第四通孔与设置为向下电流路径的第一通孔电连接。
在线圈组件的另一有利改进中，在设置为向下电流路径的通孔和设置为向上电流路径的通孔之间的电连接和/或在设置为向上电流路径的通孔和设置为向下电流路径的通孔之间的电连接具有任意数量的回路，其中回路与设置为向上电流路径的通孔的连接线没有交点，以遵守拓扑学。
在线圈组件的另一有利实施例中，印刷电路板可以有带有四个连接触点的连接端子，其相对于共同镜像点分别成对地点对称地布置，其中两个连接触点形成为向下电流路径，两个连接触点形成为向上电流路径。这里，设置为向下电流路径的第一连接触点和设置为向上电流路径的第二连接触点可以被设置为第三层中的线圈连接，并且设置为向下电流路径的第三连接触点和设置为向上电流路径的第四连接触点可以设置为补偿触点。通过两个补偿触点的回路在磁干扰场中产生相反极性的电压，其可以补偿在线圈端子处通过相同的干扰磁场的感应电压。此外，第一连接触点和第二连接触点可以环入并中断两个通孔之间的第一连接。在这种情况下，第三连接触点和第四连接触点可以环入并且中断在两个通孔之间的相对于共同镜像点的镜像的连接，其中第三层中的第三连接触点和第四连接触点可以彼此电连接。
在线圈组件的另一有利实施例中，连接端子可以具有四个附加通孔，其形成连接触点。为了简化设计并减少通孔的数量，连接端子可以仅有两个附加通孔，其中线圈绕组的一个附加通孔和一个通孔可以形成一个连接触点，并且线圈绕组的一个附加通孔和一个通孔可以形成一个补偿触点。
在测量组件的有利实施例中，谐振电路可以构造为带有两个电容的Pi-LC网络，测量线圈组件可以布置在两个电容之间。使其可以简单且成本有效的实现，因为相应的转换电路已被大量生产。
在测量组件的另一有利实施例中，放大器可以构造为简单的逻辑逆变器，逆变器的输入可以连接到谐振电路的第一侧，并且逆变器的反相输出输出测量信号，该测量信号可以通过欧姆电阻反馈到谐振电路的第二侧。
备选地，放大器可以构造为差分放大器，差分放大器的反相输入可以连接到谐振电路的第一侧，并且差分放大器的非反相输入可以连接到谐振电路(SK2)的第二侧，其中反相输出通过第一欧姆电阻反馈到谐振电路第一侧，并且非反相输出可以输出测量信号，该测量信号可以通过第二欧姆电阻反馈到谐振电路的第二侧。在该对称振荡器电路中，线圈组件的两个端子上的差分放大器检测出相似的感应干扰信号，并且将同步信号耦合回差分放大器输入端，使得理想情况下干扰信号对输出信号没有影响。可以看出，当感应干扰信号具有相同的振幅和相位时，其有效的效果为“零”，从而也使得测量组件免受电场的影响。
本发明的实施例和所描述的磁干扰场的补偿类型可以与DE 10 2008 012 922 A1中描述的减少主测量平面外的干扰场的影响的方法组合。
附图中示出了本发明的实施例，并且将在以下描述中更详细地解释。在附图中，相同的附图标记表示具有相同或相似功能的组件。
附图说明
图1示出了具有根据本发明的线圈组件的测量组件的第一实施例的电路图。
图2示出了具有感应干扰电压的图1的测量组件的电路图。
图3示出了用于图1和图2的线圈组件的印刷电路板的第一实施例的示意图。
图4示出了图3的印刷电路板的第一层的实施例的示意图。
图5示出了图3的印刷电路板的第二层的实施例的示意图。
图6示出了带有图4和图5中示出的印刷电路板层的图3中的印刷电路板的透明示意图。
图7示出了图1和图2中的线圈组件的印刷电路板的第二实施例的示意图，其具有连接端子的第一实施例。
图8示出了图1和图2中的线圈组件的印刷电路板的第三实施例的示意图，其具有连接端子的第二实施例。
图9示出了具有根据本发明的线圈组件的测量组件的第二实施例的电路图。
图10示出了具有感应干扰电压的图9的测量组件的电路图。
图11示出了对称的，与电场有关完全补偿的线圈组件的示意图。
图12示出了图11中所示的展开的线圈组件的示意图。
图13示出了非对称线圈组件的示意图。
图14示出了展开的图13中所示的线圈组件的示意图。
具体实施方式
从图1和图2中可以看出，根据本发明的测量组件10的所示第一实施例包括反相放大器12和谐振电路SK1，该谐振电路SK1包括至少一个电容C1，C2和测量线圈组件L。放大器12的输出信号作为测量信号MS表示测量线圈组件L的电感和/或电感变化。在所示实施例中，谐振电路SK1被构造为具有两个电容C1，C2的Pi-LC网络，测量线圈组件L布置于两个电容C1和C2之间。放大器12被构造为逆变器，逆变器的输入与谐振电路SK1的第一侧连接，并且逆变器的反相输出输出测量信号MS，测量信号MS通过电阻器R反馈到谐振电路SK1的第二侧。
图2示出了测量组件10的电路图中的感应干扰电压VH，VE1，VE2。为了避免或减少LC谐振电路SK1的固有频率因为磁的和电的干扰场而偏移，由磁场感应的干扰电压VH减小到几乎为“零”，因为难以使磁干扰场引起的干扰电压VH以其他方式进行补偿。这不适用于由电干扰场引起的干扰电压VE1，VE2。理论上，由电干扰场引起的两个干扰电压VE1，VE2是同相的，并且以类似的方式移动测量线圈组件L的左右端子。尽管在测量线圈组件L两侧看到的阻抗有关的振荡电路SK1是不对称的，但由电场引起的干扰电压VE1，VE2的影响可以是显著的。在所示实施例中，计数器14测量测量信号MS的频率。
如从图3至图8中所示的，根据本发明的线圈组件1，1A，1B，其可作为测量组件10中的测量线圈组件L使用，包括线圈绕组和多层印刷电路板3。线圈绕组具有多个回路S1，S2，S3，S4，其布置在电路板3的不同层LS1，LS2上并形成主测量方向z垂直于印刷电路板3的主平面(x-y)的主磁场Hz。布置在不同层LS1，LS2的回路S1，S2，S3，S4经由至少一个通孔D1，D2，D3，D4彼此电连接。在这种情况下，印刷电路板3具有至少四个通孔D1，D2，D3，D4或四的整数倍个通孔D1，D2，D3，D4，其在线圈S1，S2，S3，S4之间形成相同数量的向下电流路径V1，V3和向上电流路径V2，V4。垂直于z轴的任一磁干扰场在由通孔形成的回路Hx1，Hx2，Hy1，Hy2中感应出电压。根据通过整个线圈的固定的正常电流方向有关的回路Hx1，Hx2，Hy1，Hy2的方向，其符合电连接D12，D23，D34，D41的箭头方向，这些电压对总线圈电压起加或减的作用。平行回路Hx1，Hx2以及Hy1，Hy2在同一平面(y-z)，(x-z)中但具有对向旋转方向，彼此完全补偿。几何上，每两个通孔D1，D3；D2，D4以相同的电流路径方向布置成相互点对称，使得布置在印刷电路板3上垂直主平面(x-y)的次平面(x-z)，(y-z)中的形成的磁回路Hy1，Hy2，Hx1，Hx2具有相反的方向，并且相互补偿。
从图3至图6还可以看出，在所示的实施例中，线圈组件1具有四个通孔D1，D2，D3，D4。图3示出了上方具有磁主场Hz的印刷电路板3的主平面(x-y)，并示出了两个垂直于主平面的次平面(x-z)，(y-z)上与在次平面(x-z)，(y-z)上产生的磁回路Hy1，Hy2，Hx1，Hx2一起的投影及其方向。
从图3中可以看出，通孔D1，D2，D3，D4与给定电流路径方向有关，由向上或向下的矢量表示，其表示为向下电流路径V1，V3或向上电流路径V2，V4。在次平面(x-z)，(y-z)上的投影示出了相应的磁回路Hy1，Hy2，Hx1，Hx2的矢量和所产生的方向。由于通孔D1，D2，D3，D4的成对点对称性，磁回路Hy1，Hy2，Hx1，Hx2在次平面(x-z)，(y-z)上在相反的方向上对准并因此相互补偿。这不仅适用于与主方向z正交的两个方向x，y，并且由于叠加原理适用于主平面(x-y)上的任何其他方向。这意味着，在所示实施例中，(x-z)次平面上的两个磁回路Hy1，Hy2和在(y-z)次平面上的两个磁回路Hx1，Hx2相互补偿。结果，在测量组件10中的由磁干扰场产生的干扰电压VH可以有利地几乎减小到“零”。
为了闭合线圈绕组，每个设置为向下电流路径V1，V3形成的通孔D1，D3存在设置为向下电流路径V2，V4形成的通孔D2，D4。这里，每对由设置为向下电流路径V1的第一通孔D1和设置为向上电流路径V2的第二通孔D2，通过由设置为向下电流路径V3的第三通孔D3和设置为向上电流路径V4的第四通孔D4的相似对补偿，该类似对镜像于任意的镜像点S。在特别有利的实施例中，通孔沿着共同的直线布置并且彼此具有尽可能小的距离，从而可以减小不均匀干涉场的影响。
从图3中还可以看出，成对点对称布置的通孔D1，D3；D2，D4在作为镜像点S的线圈组件1的重心处镜像，其通过成对点对称布置的通孔D1，D3；D2，D4的连接线A13，A24之间的共同交点被预先确定。两条连接线A13，A24之间的角度α可以是0°和360°之间的任意值。
通过点对称方法，至少四个通孔D1，D2，D3，D4或四的整数倍个通孔D1，D2，D3，D4(n*(4*通孔)，其中(n>＝1))，满足补偿标准。
在印刷电路板3的使用层LS1，LS2上的线圈绕组的回路S1，S2，S3，S4分别将设置为向下的电流路径V1，V3的通孔D1，D3与设置为向上的电流路径V2，V4的通孔D2，D4电连接，并且将设置为向上的电流路径V2，V4的通孔D2，D4与设置为向下的电流路径V1，V3的通孔D1，D3电连接。在图3中电连接D12，D23，D34，D41以箭头的简化形式示出，其中第一和第三电连接D12，D34布置在印刷电路板3的第一层LS1，以及第二和第四电连接D23，D41布置在印刷电路板3的第二层LS2。线圈绕组可以被中断以接触任何一个电连接D12，D23，D34，D41，如下面参考图7至图14所述。如稍后所示，当电连接D12，D23，D34，D41在中间被切断时，接触是有利的。
从图4至图6中还可以看出，印刷电路板3的第一或第二层LS1，LS2可围绕镜点S旋转，为了构造线圈绕组的实际回路S1，S2，S3，S4及因此在第一和第二层LS1，LS2中的电连接D23，D34，D41。图4示出了在印刷电路板3的第一层LS1中形成的两个回路S1，S3。这里，第一回路S1将第一通孔D1与第二通孔D2连接，第三回路S3将第三通孔D3与第四通孔D4连接。图4示出了在印刷电路板3的第二层LS2中形成的两个回路S2，S4。这里，第二回路S2将第二通孔D2与第三通孔D3连接，第四回路S4将第四通孔D4与第一通孔D1连接。印刷电路板3的两层LS1，LS2中的回路S1，S2，S3，S4具有相同的方向并且可以构造为任意匝数。为了遵守拓扑结构，回路S1，S2，S3，S4与设置为向上电流路径V2，V3的通孔D2，D4之间的连接线A24没有交叉，而是仅与设置为向下电流路径V1，V3的通孔D1，D3之间的连接线A213有交叉。
如上所述，线圈端子可以布置在线圈绕组中的任何位置。从图7和图8中可以看出，用于接触线圈绕组的印刷电路板3具有带有至少两个连接触点D5，D6，D7，D8的连接端子。这些端子触点D5，D6，D7，D8直接生成另外的磁回路Hy3，Hx3，它们被相反方向的另外的回路Hy4，Hx4补偿。
从图7还可以看出，线圈组件1A的所示第一实施例中的印刷电路板3具有带有四个连接触点D5，D6，D7，D8的连接端子，它们相对于公共镜像点S成对地点对称的布置。图示的终端端子的端子触点D5，D6，D7，D8由四个附加引入到电路板3中的通孔形成。在这种情况下，两个连接触点D5，D7形成为向下电流路径V5，V7，两个连接触点D6，D8形成为向上电流路径V6，V8。如图7还示出，设置为向下电流路径V5的第一连接触点D5和设置为向上电流路径V6的第二连接触点D6分别形成为在第三层LS3中作为线圈端子P1A，P2A，并且环入在第一层LS2中的第一通孔D1和第二通孔D2之间的电连接D12。也就是说，第一层LS1中的第一通孔D1电连接到第一端子D5，并且第一层LS1中的第二端子D6电连接到第二通孔D2。设置为向下电流路径V7的第三连接触点D7和设置为向上电流路径V8的第四连接触点D8分别构造为补偿触点，并且环入在第一层LS1中的第三电连接D3和第四电连接D4之间的在公共镜像点S处镜像的第三电连接D34，使得在垂直于主平面(x-y)布置的印刷电路板3的次平面(x-z)，(y-z)中形成的磁回路Hy3，Hy4，Hx3，Hx4具有相反的方向并相互补偿。第三连接触点D7和第四连接触点D8中断第一层LS1中的第一电连接D13，并且在第三层LS3中彼此电连接。也就是说，第一层LS1中的第三通孔D3电连接到第三端子触点D7，而且第一层LS1中的第四端子触点D8电连接到第四通孔D4。
为了简化设计并减少电路板3中的通孔的数量，线圈绕组的通孔D1，D2，D3，D4也可以用作为端子触点D5，D6，D7，D8，如图8所示。
如图8还示出，在图示的类似于第一实施例的第二实施例中的线圈组件1B中的印刷电路板3具有四个端子触点D5，D6，D7，D8，其成对地布置于公共镜像点S对称。所示连接端子的连接触点D5，D6，D7，D8由引入印刷电路板3的两个附加的通孔和线圈绕组的两个已经存在的通孔D1，D3形成。因此，线圈绕组的附加的第一通孔和第一通孔D1各自形成端子触点D5，D8，并且线圈绕组的第二附加通孔和第三通孔D3各自形成补偿触点D7，D8。类似于第一实施例，两个连接触点D5，D7设置为向下电流路径V5，V7，并且两个连接触点D6，D8设置为向上电流路径V6，V8。如图8所示，形成为向下电流路径V5的第一通孔D1同时形成第一连接触点D5，并且在印刷电路板4的第三层LS3中形成第一线圈连接P1B。在第一层中第一通孔D1或第一连接触点D5电连接到第四通孔D4。设置为向上电流路径V6的第二连接触点D6在第二层LS2中环入第一通孔D1和第二通孔D2之间的第一电连接D12中，并且在第三层LS3中形成第二线圈连接P2B。在第二层LS2中，第二连接触点D6连接到第二通孔D2。从图8还可以看出，设置为向下电流路径V7的第三通孔D3同时形成第三连接触点D7，并且在印刷电路板4的第三层LS3中形成第一补偿触点。设置为向上电流路径V8的第四连接触点D8在第二层LS2中环入第三通孔D3和第四通孔D4之间的第三电连接D34中，并在第三层LS3中形成第二补偿触点。第三连接触点D7和第四连接触点D8在第三层LS3中彼此电连接。在第二层LS2中，第四连接触点D8与第四通孔D4连接。在第一层LS1中，第二通孔D1连接到第三通孔D3或第三连接触点D7。由此在垂直于主平面(x-y)布置的电路板3的次平面(x-z)，(y-z)中形成的磁回路Hy3，Hy4，Hx3，Hx4具有相反的方向并相互补偿。通过组合使用通孔，通孔的数量被减少到完全对称的成本以补偿电场。
通过上述线圈组件1，1A，1B，可以使由磁回路Hy1，Hy2，Hy3，Hy4，Hx1，Hx2，Hx3，Hx4感应的干扰电压VH减小到几乎为零。剩下的问题是测量组件10的电不对称性，在测量线圈组件L的端子处具有不同的阻抗。图9、图10分别示出了在测量线圈组件L的端子处具有对称阻抗的改进的测量组件10A。图10类似于图2示出了测量组件10A的电路图中的感应干扰电压VH，VE1，VE2。
从图9和图10可以看出，根据本发明的测量组件10A所示的第二实施例包括放大器12A和谐振电路SK2，谐振电路SK2包括至少一个电容C和测量线圈装置L。放大器12A的输出信号作为测量信号MS表示测量线圈组件L的电感和/或电感变化。在所示实施例中，谐振电路SK2被构造为具有两个相等电容C的对称Pi-LC网络，其中测量线圈装置L布置在两个相等电容之间。放大器12A被构造为差分放大器，差分放大器的反相输入连接到谐振电路SK2的第一侧，并且差分放大器的非反相输入连接到谐振电路SK2的第二侧。反相输出经由第一欧姆电阻器R反馈到振荡电路SK2的第一侧，并且非反相输出输出测量信号MS，测量信号MS经由第二欧姆电阻器R反馈到谐振电路SK2的第二侧。在所示实施例中，计数器14测量测量信号MS的频率。
图11和图12各自示出了图7中的对称的线圈组件1A以及电容器C1m，C2m，C3m，C4m，C1p，C2p，C3p，C4p的电干扰场的原理图。两个线圈端子P1A和P2A处的计算回路由两个欧姆电阻R1，R2简化示出。电容器C1m，C2m，C3m，C4m，C1p，C2p，C3p，C4p表示高频外场(VRF)和线圈组件1A之间的电容耦合。图12中所示的展开的线圈组件1A示出了当使用图9和图10的测量组件10A时外部电场的完全对称和补偿，其中由电容器C1p，C1m表示的电干扰场，在线圈端子P1A，P2A上对称分配，如电容C1p1，C1p2，C1m1，C1m2所示。图11和12中所示的电容器C1m，C2m，C3m，C4m表示与屏蔽的耦合，电容器C1p，C2p，C3p，C4p表示为与高频源VRF的耦合。这里，通过“较大”的，与高频源VRF耦合的电容C2p，C4p的电连接比通过“较小”的，与高频源VRF耦合的电容C1p，C3p的电连接更靠近高频源VRF布置。类似地，通过“较大”的，与屏蔽耦合的电容C1m，C3m的电连接比通过“较小”的，与屏蔽耦合的电容C2m，C4m的电连接更靠近屏蔽布置。外部H F场在R1和R2中对相似的信号配对。通过测量组件10A，电干扰场被完全补偿。
图13和图14示出了，在非理想情况下，由电容器C1m，C2m，C3m，C4m，C1p，C2p，C3p，C4p表示的电干扰场产生的补偿。图13和14各自示出了一个不完全对称的线圈组件1C的示意图。类似于图7的线圈组件，线圈组件1C由于组合使用第二通孔D2显示出了不对称性，如图14所示。两个线圈端子P1B和P2B类似于图11和12的线圈组件1A，连接到到两个欧姆电阻器R1，R2。类似于图11和12的线圈组件1A，电容器C1m，C2m，C3m，C4m，C1p，C2p，C3p，C4p表示外部高频场(VRF)与的线圈布置1C之间的耦合。图14中所示的展开的线圈组件1C示出了当使用图9和10的测量组件10A时外部电场的不对称性。尽管如此，可以对外部电干扰进行部分补偿。例如，线圈端子P1B和P2B可以通过附加的补偿电容器CK1或其他分立元件来平衡。

Claims (17)

1.一种线圈组件(1，1A，1B，IC)，具有线圈绕组和多层的印刷电路板(3)，其中所述线圈绕组具有多个回路(SL，S2，S3，S4)，所述回路布置在所述印刷电路板(3)的不同层(LS1，LS2)中并且形成主磁场(Hz)，所述主磁场(Hz)具有垂直于所述印刷电路板(3)的主平面(x-y)的主方向(z)，并且其中布置在不同层(LS1，LS2)中的所述回路(S1，S2，S3，S4)通过至少一个通孔(D1，D2，D3，D4)彼此电连接，
其特征在于，
所述印刷电路板(3)具有至少四个通孔(D1，D2，D3，D4)或四的整数倍个通孔(D1，D2，D3，D4)，所述通孔在所述线圈绕组的所述回路(S1，S2，S3，S4)之间形成相等数目的向下电流路径(V1，V3)和向上电流路径(V2，V4)，其中具有相同的电流路径方向的两个通孔(D1，D3；D2，D4)相对于共同镜像点(S)分别点对称地布置，使得在所述印刷电路板(3)的垂直于所述主平面(x-y)的次平面((x-z)，(y-z))中形成的磁回路(Hyl，Hy2，Hx1，Hx2)具有相反的方向并且相互补偿。
2.根据权利要求1所述的线圈组件，其特征在于，所述至少四个通孔(D1，D2，D3，D4)沿共同的直线布置。
3.根据权利要求1所述的线圈组件，其特征在于，成对的点对称布置的所述通孔(D1，D3；D2，D4)以所述线圈组件的重心为镜像点(S)而镜像，所述镜像点通过成对的点对称布置的所述通孔(D1，D3；D2，D4)的连接线(A13，A24)之间的共同交点而被预设。
4.根据权利要求3所述的线圈组件，其特征在于，两条连接线(A13，A24)之间的角度(α)具有0°与360°之间的任意值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的线圈组件，其特征在于，所述线圈绕组分别将设置为向下电流路径(V1，V3)的一个通孔(D1，D3)和设置为向上电流路径(V2，V4)的一个通孔(D2，D4)电连接，并且将设置为向上电流通路(V2，V4)的一个通孔(D2，D4)和设置为向下电流路径(V1，V3)的一个通孔(D1，D3)电连接。
6.根据权利要求5所述的线圈组件，其特征在于，至少一个第一回路(S1)、至少一个第二回路(S2)、至少一个第三回路(S3)和至少一个第四回路(S4)具有相同定向，所述至少一个第一回路(S1)在所述印刷电路板(3)的第一层(LS1)中将设置为向下电流路径(V1)的第一通孔(D1)与设置为向上电流路径(V2)的第二通孔(D2)电连接，所述至少一个第二回路(S2)在所述印刷电路板(3)的第二层(LS2)中将设置为向上电流路径(V2)的第二通孔(D2)与设置为向下电流路径(V3)的第三通孔(D3)电连接，所述至少一个第三回路(S3)在所述印刷电路板(3)的第一层(LS1)中将设置为向下电流路径(V3)的第三通孔(D3)与设置为向上电流路径(V4)的第四通孔(D4)电连接，所述至少一个第四回路(S4)在所述印刷电路板(3)的第二层(LS2)中将设置为向上电流路径(V4)的第四通孔(D4)与设置为向下电流路径(V1)的第一通孔(D1)电连接。
7.根据权利要求6所述的线圈组件，其特征在于，在设置为向下电流路径(V1，V3)的通孔(D1，D3)和设置为向上电流路径(V2，V4)的通孔(D2，D4)之间的电连接和/或设置为向上电流路径(V1，V3)的通孔(D1，D3)和设置为向下电流路径(V2，V4)的通孔(D2，D4)之间的电连接具有任意数量的回路，其中所述回路与设置为向上电流路径(V2，V3)的通孔(D2，D4)之间的连接线(A24)没有交点。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的线圈组件，其特征在于，所述印刷电路板(3)具有带四个连接触点(D5，D6，D7，D8)的连接端子，所述连接触点相对于所述共同镜像点(S)分别成对地点对称地布置，其中两个连接触点(D5，D7)被设置为向下电流路径(V5，V7)，并且两个连接触点(D6，D8)被设置为向上电流路径(V6，V8)。
9.根据权利要求8所述的线圈组件，其特征在于，设置为向下电流路径(V5)的第一连接触点(D5)和设置为向上电流路径(V6)的第二连接触点(D6)分别被设置为第三层(LS3)中的线圈连接(P1A，P2A，P1B，P2B)，其中设置为向下电流路径(V7)的第三连接触点(D7)和设置为向上电流路径(V8)的第四连接触点(D8)分别被设置为补偿触点。
10.根据权利要求9所述的线圈组件，其特征在于，所述第一连接触点(D5)和所述第二连接触点(D6)环入并中断两个通孔(D1，D2)之间的第一连接(D12)，其中所述第三连接触点(D7)和所述第四连接触点(D8)环入并中断两个通孔(D3，D4)之间的相对于所述共同镜像点的镜像的连接(D34)，其中所述第三连接触点(D7)和所述第四连接触点(D8)在第三层(LS3)中相互电连接。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的线圈组件，其特征在于，所述连接端子具有四个附加通孔，其形成连接触点(D5，D6，D7，D8)。
12.根据权利要求8至10中任一项所述的线圈组件，其特征在于，所述连接端子具有两个附加通孔，其中所述线圈绕组的一个附加通孔和一个通孔(D1)分别形成连接触点(D5，D8)，并且所述线圈绕组的一个附加通孔和一个通孔(D3)分别形成补偿触点(D7，D8)。
13.一种测量组件(10，10A)，包括放大器(12，12A)和谐振电路(SK1，SK2)，所述谐振电路(SK1，SK2)包括至少一个电容(C，C1，C2)和测量线圈组件(L)，其中所述放大器(12，12A)的输出信号作为测量信号(MS)表示所述测量线圈组件(L)的电感和/或电感变化，其特征在于，所述测量线圈组件(L)被实现为根据权利要求1至12中任一项所述的线圈组件(1，1A，1B，1C)。
14.根据权利要求13所述的测量组件，其特征在于，所述谐振电路(SK1，SK2)被实现为具有两个电容(C，C1，C2)的Pi-LC振荡器，所述测量线圈组件(L)布置在所述两个电容之间。
15.根据权利要求13或14所述的测量组件，其特征在于，所述放大器(12)被实现为逆变器，所述逆变器的输入被连接到所述谐振电路(SK1)的第一侧，并且所述逆变器的反相输出输出所述测量信号(MS)，所述测量信号(MS)通过欧姆电阻(R)被反馈到所述谐振电路(SK1)的第二侧。
16.根据权利要求13或14所述的测量组件，其特征在于，所述放大器(12A)被实现为差分放大器，所述差分放大器的反相输入连接到所述谐振电路(SK2)的第一侧，并且所述差分放大器的非反相输入连接到所述谐振电路(SK2)的第二侧，其中反相输出通过第一欧姆电阻(R)反馈到所述振荡电路(SK2)的第一侧，并且非反相输出输出所述测量信号(MS)，所述测量信号(MS)通过第二欧姆电阻(R)反馈到所述谐振电路(SK2)的第二侧。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的测量组件，其特征在于，计数器(14)测量所述测量信号(MS)的频率。
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