CN113446929A - 感应位置传感器 - Google Patents

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Abstract

一种用于确定导电靶(160)的位置的位置传感器(100)，包括：发射线圈(150)；第一接收线圈(110)、第二接收线圈(120)和第三接收线圈(130)，其中每个接收线圈包括从基本上正弦的基元函数获得的第一导电线束(A)和第二导电线束(B)，其中，第二线束的基元函数是第一线束的、移位了180°的基元函数，并且第二接收线圈的基元函数是第一接收线圈的、移位了60°的基元函数，并且其中第三接收线圈的基元函数是第一接收线圈的、移位了120°的基元函数；集成电路(170)，该集成电路(170)被配置成用于激励发射线圈(150)，并且用于读取来自接收线圈(110、120、130)的信号或信号的组合，并且用于处理这些信号并移除共模信号。

Description

感应位置传感器
技术领域
本发明涉及位置传感器的领域。更具体地，本发明涉及被配置成用于确定导电靶的位置的位置传感器。
背景技术
典型的感应角位置传感器是由激励金属靶的发射线圈组成，金属靶进而在一组接收线圈中生成感应电压。靶影响发射线圈与接收线圈之间的耦合，因此在接收线圈中生成信号。在此类角位置传感器中，接收到的信号的幅度取决于靶的角位置。这允许从接收到的信号的幅度重建靶角度。理想地，人们希望处理高质量的信号，从而允许简单的角度计算过程。如果接收线圈提供其幅度随着靶角度完全地正弦变化的信号，该条件就可以被满足。在该情形下，两个正交的接收线圈就足够了，并且角度可以通过进行两个信号的比率的反正切来计算。
然而，实际上，接收线圈并不能提供完全正弦的信号。这些信号主要是正弦信号，但也包含作为角误差的来源的若干谐波分量。
因此，需要能够减少由这些谐波引起的误差的位置传感器和制造位置传感器的方法。
发明内容
本发明的实施例的目的在于提供一种良好的感应位置传感器和用于制造此类传感器的方法。
以上目的由根据本发明的方法和设备来实现。
在第一方面，本发明的实施例涉及用于确定导电靶的位置的位置传感器。
位置传感器包括：
-至少一个发射线圈，
-由发射线圈包封的第一接收线圈、第二接收线圈和第三接收线圈。每个接收线圈具有预定义的电周期，该预定义的电周期对于每个接收线圈而言是相同的，并且其中每个接收线圈包括第一导电线束和第二导电线束，其中，对于角位置传感器而言，接收线圈的第一线束与在给定电周期的情况下被转换到极坐标的基本上正弦的基元函数相对应，并且其中，对于线性位置传感器而言，第一线束与在给定所述电周期的情况下被缩放的基元函数相对应，并且其中第二线束的基元函数是第一线束的、移位了180°的基元函数，并且其中两个线束被电连接使得形成具有两个开口端的连续线圈，并且其中第二接收线圈的线束的基元函数是第一接收线圈的对应线束的、移位了120°的基元函数，并且其中第三接收线圈的线束的基元函数是第一接收线圈的对应线束的、移位了240°的基元函数，
导电靶，该导电靶与接收线圈重叠，
集成电路，集成电路被配置成用于激励发射线圈，由此在接收线圈上感应出信号，并且用于读取来自接收线圈的信号或信号的组合，并且用于处理这些信号，其中位置传感器被配置成用于从这些信号中移除共模信号。
本发明的实施例的优点在于，由于使用了一对第一线束和第二线束，所以来自接收线圈的信号中的偶次谐波也被剔除。在本发明的实施例中，这些线束对被连接使得它们的电压相减。
本发明的实施例的优点在于，实现了三相配置。发明人已经发现，由第一接收线圈、第二接收线圈和第三接收线圈生成的信号的三次谐波分量可以通过移除这些信号的共模分量而被移除。
此外，更有利的在于，通过经由基本上的基元函数设计接收线圈来消除场图案中的5次谐波分量的影响。
在本发明的实施例中，导电靶具有按照周期性布置而布置的凸缘，并且凸缘是相同的。
在本发明的实施例中，第一线束和第二线束被设置在印刷电路板上。在实施例中，第一线束和/或第二线束在印刷电路板的第一侧和第二侧之间交替，以使得两个线束之间能够交叉。
在本发明的实施例中，处理信号包括信号的偏移补偿。
在本发明的实施例中，处理信号包括从所获得的信号中提取导电靶的位置。
在本发明的实施例中，位置传感器被配置成用于检测导电靶的角位置。
在本发明的实施例中，发射线圈是具有被放置在接收线圈的近外周上的多匝的圆形线圈。
在本发明的实施例中，角位置是通过克拉克变换或通过跟踪环而获得的。
在本发明的实施例中，导电靶是半月靶或具有N个突起(其中N为自然数)的圆形靶。
在本发明的实施例中，圆形靶具有N个突起(其中N为自然数，例如大于1、或大于3、或大于4)，并且发射线圈和接收线圈仅在有限数量个这些突起上延伸，该有限数量小于突起的总数量。
在本发明的实施例中，发射线圈是C形发射线圈。
在本发明的实施例中，位置传感器是线性位置传感器。
在第二方面，本发明的实施例涉及根据本发明的实施例的位置传感器的使用，其中,
使用激励信号激励发射线圈,
-读取来自第一接收线圈、第二接收线圈、和第三接收线圈的信号，
对获得的信号进行处理，以用于获得导电靶的位置，其中处理至少包括移除接收到的信号的共模分量。
在第三方面，本发明的实施例涉及形成根据本发明的实施例的位置传感器的方法。该方法包括：
定义基本上正弦的基元函数，
对于角位置传感器而言，在给定预定义的电周期的情况下将所述基元函数转换到极坐标，以用于定义第一接收线圈的第一线束，或对于线性位置传感器而言，在给定预定义的电周期的情况下对基元函数进行缩放,
从移位了180°的基元函数中获得第二线束，
获得第二接收线圈，其中，用于获得第二接收线圈的基元函数是第一接收线圈的、移位了120°的基元函数，
获得第三接收线圈，其中，第三接收线圈的基元函数是第一接收线圈的、移位了120°的基元函数，
提供集成电路，集成电路被配置成用于激励发射线圈，用于读取来自接收线圈的信号，并且用于处理这些信号，其中处理信号包括从这些信号中移除共模信号。
在所附独立和从属权利要求中阐述了本发明的特定和优选方面。来自从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征以及与其他从属权利要求的特征适当地结合，而不仅仅是如在权利要求中明确阐述的那样。
根据此后所描述的(多个)实施例，本发明的这些方面和其他方面将是显而易见的，并且参考这些实施例阐明了本发明的这些方面和其他方面。
附图说明
图1示出根据本发明的实施例的角位置传感器的示意图，并图示出用于获得根据本发明的实施例的此类位置传感器的方法。
图2示出根据本发明的实施例的电周期为360°的角位置传感器的示意图。
图3至图5示出图示出用于将发射线圈和接收线圈与集成电路连接的不同配置的示意图。
图6示出根据本发明的实施例的用于360°位置传感器的线圈的示意图，该线圈包括与第二导电线束连接的第一导电线束。
图7示意性地图示出根据本发明的实施例的由能够360°的位置传感器的靶所生成的场图案的角度依赖性。
图8具有示出与接收线圈表面正交的磁场的幅度随着沿以线圈为中心的圆线的角度的变化的顶部图、以及示出来自线圈中的一个线圈的信号的傅里叶变换的底部图。
图9示出根据本发明的实施例的360°传感器的角误差(Tri)并且它示出现有技术正交位置传感器的角误差(Quad)。
图10示出了根据本发明的实施例的C形位置传感器的示意图。
图11示出根据本发明的实施例的位置传感器的发射线圈和接收线圈的放大的示意图。
图12示出根据本发明的实施例的线性位置传感器的示意图。
权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。
在不同的附图中，相同的附图标记指代相同或相似的要素。
具体实施方式
将就具体实施例并且参考特定附图来描述本发明，但是本发明不限于此而仅由权利要求书来限定。所描述的附图仅是示意性的且是非限制性的。在附图中，出于说明性目的，要素中的一些要素的尺寸可被放大且未按比例绘制。尺度和相对尺度不对应于对本发明的实施的实际减少。
说明书中和权利要求书中的术语第一、第二等用于在类似的要素之间进行区分，而不一定用于描述时间上、空间上、等级上或以任何其他方式的顺序。应理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文中所描述的本发明的实施例能够以与本文中所描述或解说的不同的顺序来进行操作。
此外，说明书和权利要求中的术语顶部、下方等等用于描述性目的并且不一定用于描述相对位置。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文中所描述的本发明的实施例能够以与本文中所描述或图示的取向不同的取向进行操作。
要注意，权利要求中使用的术语“包括”不应被解释为限定于其后列出的装置；它并不排除其他要素或步骤。因此，该术语应被解释为指定如所提到的所陈述的特征、整数、步骤或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤或组件、或其群组的存在或添加。因此，表述“包括装置A和B的设备”的范围不应当被限定于仅由组件A和B构成的设备。这意味着对于本发明，该设备的仅有的相关组件是A和B。
贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用意指结合该实施例所描述的特定的特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”贯穿本说明书在各个地方的出现并不一定全部指代同一实施例，而是可以指代同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，如通过本公开将对本领域普通技术人员显而易见的，特定的特征、结构或特性能以任何合适的方式进行组合。
类似地，应当领会，在本发明的示例性实施例的描述中，出于精简本公开和辅助对各个发明性方面中的一个或多个的理解的目的，本发明的各个特征有时一起被编组在单个实施例、附图或其描述中。然而，该公开方法不应被解释为反映要求保护的发明要求比每一项权利要求中明确记载的特征更多的特征的意图。相反，如所附权利要求所反映，发明性方面存在于比单个前述公开的实施例的全部特征更少的特征中。因此，具体实施方式之后所附的权利要求由此被明确纳入本具体实施方式中，其中每一项权利要求本身代表本发明的单独实施例。
此外，尽管本文中所描述的一些实施例包括其他实施例中所包括的一些特征但不包括其他实施例中所包括的其他特征，但是如本领域技术人员将理解的那样，不同实施例的特征的组合旨在落在本发明的范围内，并且形成不同实施例。例如，在所附的权利要求书中，所要求保护的实施例中的任何实施例均能以任何组合来使用。
在本文中所提供的描述中，阐述了众多具体细节。然而，应当理解，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例。在其他实例中，公知的方法、结构和技术未被详细示出，以免混淆对本描述的理解。
在第一方面，本发明的实施例涉及用于确定导电靶160的位置的位置传感器100。图1、图2、图3、图4、图5、图10、以及图11和图12示出了此类位置传感器的示例性实施例的示意图。根据本发明的实施例，位置传感器100包括至少一个发射线圈150、第一接收线圈110、第二接收线圈120和第三接收线圈130以及导电靶160。
第一接收线圈110、第二接收线圈120和第三接收线圈130被发射线圈150封围，并且每个接收线圈110、120、130具有对于每个接收线圈而言均相同的预定义的电周期。
每个接收线圈110、120、130包括第一导电线束110A、120A、130A和第二导电线束110B、120B、130B。
对于角位置传感器100而言，接收线圈的第一线束与在给定电周期的情况下被转换到极坐标的基本上正弦的基元函数相对应。
对于线性位置传感器而言，第一线束与在给定电周期的情况下被缩放的基元函数相对应。
在本发明的实施例中，第二线束的基元函数是第一线束的、移位180°的基元函数。对于角位置传感器而言，接收线圈的第二线束与第二线束的基元函数相对应，该基元函数在给定电周期的情况下被转换到极坐标。
对于线性位置传感器而言，第二线束与在给定电周期的情况下被缩放的第二线束的基元函数相对应。
第二接收线圈的线束的基元函数是第一接收线圈的对应线束的、移位120°的基元函数，并且第三接收线圈的线束的基元函数是第一接收线圈的对应线束、移位240°的基元函数。
在角位置传感器100的情况下，导电靶160绕中心轴线是可旋转的，并且位置被表达为靶190的取向角度。在此类角位置传感器中，接收线圈以中心轴线为中心，具有在角度方向上基本上正弦变化的半径。
在线性位置传感器100的情况下，导电靶160沿中心线在线性方向上是可移动的。对于线性位置传感器而言，接收线圈到中心线的距离是沿着中心线基本上正弦变化的。
导电靶160与接收线圈重叠。
在本发明的实施例中，位置传感器包括集成电路170，该集成电路170被配置成用于激励发射线圈150、用于读取来自接收线圈110、120、130的信号(例如电压、或电压相关的信号)或这些信号的组合、并且用于处理这些信号。在本发明的实施例中，集成电路被配置成用于处理这些信号，使得在角位置传感器的情况下获得靶的角位置，并且使得在线性位置传感器的情况下获得靶的线性位置。在本发明的实施例中，从线圈的信号中移除共模信号。这可以通过对由集成电路读取的信号进行处理来实现，或可能已经从信号的组合中移除了共模信号。
图2示出了根据本发明的实施例的线圈配置的示意图。第一接收线圈110、第二接收线圈120、和第三接收线圈130的第一线束(A)由实线表示，并且第二线束(B)由虚线表示。发射线圈150包封接收线圈。靶160与接收线圈重叠。在本发明的实施例中，发射线圈和接收线圈被连接至集成电路170。这可以使用每个接收线圈和每个发射线圈的一对连接线来实现。集成电路可以包括用于连接来自接收线圈的导线的高阻抗输入。连接线的示例在图2中被图示出。第一连接线111与第一接收线圈110的开口端连接。第二连接线121与第二接收线圈120的开口端连接。第三连接线131与第三接收线圈130的开口端连接。连接线151与发射线圈150的开口端连接。
接收线圈与IC 170的不同的连接是可能的。这些不同的连接在图4、图5和图6中被图示出。在这些图中，LRX1与第一接收线圈相对应，LRX2与第二接收线圈相对应，并且LRX3与第三接收线圈相对应。每个接收线圈具有第一开口端和第二开口端。线圈LTX、RTX与发射线圈相对应。
在图3中，接收线圈的第一开口端连接在一起并且被电容耦合到地。第二开口端连接到IC 170。
在图4中，接收线圈的第一开口端连接在一起并保持浮动，并且第二开口端连接到IC。
在图5中，接收线圈的第一开口端和接收线圈的第二开口端被连接到IC170。由IC读取的信号被处理并且它们的共模信号被移除。
图6示出了与第二导电线束110B连接的第一导电线束110A的示例。当通过发射线圈施加电流来激励发射线圈时，这将在与连接线111连接的接收线圈的开口端处感应出电压。这些开口端可以与集成电路(未示出)连接，以用于测量开口端之间的电压。在该示例中，逆时针方向的电压在第一线束110A上行进，并且顺时针方向的电压在第二线束110B上行进。第一线束由实线表示，并且第二线束由虚线表示。线束可以从PCB的正面改变为背面，或者可以从PCB的背面改变为正面，使得两个线束可以在不短路的情况下交叉。正面与背面之间的连接使用通孔(垂直互联接入)。根据本发明的实施例，这适用于不同的位置传感器(角位置传感器和线性位置传感器)。第一线束110A和第二线束110B两者都具有开口端112、113。第一线束110A和第二线束110B在开口端112和113处电连接，使得形成连续环路。
在本发明的实施例中，接收线圈的开口端连接至集成电路，以用于测量它们之间的电压。替代地，一个开口端可以连接到地，并且另一个开口端可以连接到集成电路。
设计角位置传感器的接收线圈可以通过定义210(例如参见图1)基本上是正弦的基元函数来完成。该步骤随后是在给定预定义电周期的情况下将该基元函数转换220到极坐标，以用于定义第一接收线圈的第一线束。第一接收线圈的第二线束可以通过在将基元函数转换为极坐标之前将其移位180°来获得。对于线性位置传感器而言，基元函数被缩放以获得具有给定电周期的线束。
根据本发明的实施例，位置传感器基于3个接收线圈布置，其中每个线圈包括第一线束和第二线束，第二线束的形状从基本上正弦的基元函数中导出。
在本发明的实施例中，3个接收线圈将其信号馈送到IC。该IC可以被配置成用于执行偏移补偿。该偏移例如可以是在没有靶的情况下所测得的信号。它例如可以通过从经数字化的信号中减去固定的量来移除。代替固定量，要被补偿的偏移可以被计算为被存储在存储器中的固定因子乘以发射线圈上信号的幅度。该IC还可以被配置成用于执行基本上等同于克拉克(Clarke)变换的角度计算过程。角度计算过程可以遵循偏移补偿。
在第二方面，本发明的实施例涉及一种形成位置传感器的方法。图1中示出了根据本发明的实施例的方法的示例性线圈设计策略。设计是通过定义210基元函数开始的，该基元函数基本上是正弦函数。从该函数开始，可以获得基本线束设计。在该示例中，通过将该基元函数用极坐标重写220，并按所需的电周期数对其进行重新缩放来从基元函数中获得线束设计。在该示例中，转换按如下步骤完成：如果f(θ)是基元函数，并且N是所需的电周期数，那么定义线束的x-y坐标读作：
x＝f(N*θ)*cos(θ)
y＝f(N*θ)*sin(θ)
其中θ在0与360°之间变化，这里所述的基本线束(也称为第一线束)需要利用第二线束来补充220，第二线束完全是基本线束的相同路径，只是在预定义方向上移位了电周期除以2。该第二线束可以从与第一线束的基元函数相比移位了180°的基元函数中获得。在该示例中，预定义方向是角方向，并且接收线圈具有角电周期。在顶部图和底部图中，第一线束(在角度情况下也称为绕组)在角度上被移位180°/N以获得第二线束。在顶部图中为180电度。这两个线束以产生一系列交替的顺时针和逆时针转动的环路的方式连接。这些连接的线束定义了完整的接收线圈。通过简单地复制230第一线圈，仅需将另外2个线圈以电周期除以3和电周期乘以2/3(例如120电度和240电度)的方式移位，就可以将两个或更多个接收线圈添加到设计中。这可以通过与第一接收线圈的基元函数相比移位了120°(考虑了相应的线束的基元函数)的第二接收线圈的基元函数，并且通过与第一接收线圈的基元函数相比移位了240°的第三接收线圈的基元函数来实现。一旦接收线圈被限定，发射线圈就被添加。在示例中，发射线圈仅仅是具有被放置在接收线圈的近外周上的多匝的圆形线圈。在本发明的实施例中，发射线圈的中心在导电靶的旋转轴上。发射线圈是圆形的是有利的，因为此类圆形发射线圈生成旋转不变的磁场图案，并且因此不会在接收线圈中生成不希望的信号。
导电靶可以具有多个按照周期性布置而布置的凸缘。这些凸缘优选地是相同的。这些凸缘例如可以由圆形靶上的齿形成。如果存在多个齿，这些齿优选地是相同的。
在图1的示例中，传感器由导电靶完成，该导电靶与接收线圈重叠，并且具有N个齿(也称为突起)，每个电周期一个齿。在图1的示例中，靶是具有跨越每个180电度的N个齿的金属片。在能够360°的设计中(顶部图)，这意味着半月形靶160。线圈组可以耦合到IC，该IC负责激励发射线圈并读取接收线圈信号。该IC通过执行角度计算来处理传入信号。角度计算包括移除共模信号、偏移补偿和提取角度。例如，这可以通过克拉克变换或跟踪环来执行。
图7和图8针对能够360°的传感器图示出选择该方法背后的原因。由靶生成的场图案的角度依赖性在本质上不是正弦的。这在图8的顶部图中图示出，图8的顶部图示出与接收线圈的表面正交的磁场的幅度随角度变化的函数。该图案将主要是正弦的，但也存在偏差。如果谐波分析被执行，则所有的谐波将会在场图案中被发现。这些谐波是非常不希望的，因为n阶谐波将生成具有周期性n+1的角误差，角误差的强度与第n次谐波相对于基谐波的相对强度成比例。这些谐波在图8的底部图中被示出，图8的底部图示出了图8的顶部图中所描绘的场图案的FFT。
本发明中所选择的设计方法具有消除来自最重要谐波的误差的优点。
在索引0处，示出了由发射线圈产生的信号。
在索引1处，示出了作为有用信号的一次谐波。
首先，由于使用了第一线束和在预定义方向上以电周期除以2移位的第二线束，因此所有的偶次谐波都被剔除。在旋转位置传感器的情况下，第一线束和第二线束的该组合也可以被称为绕组反绕组对。场图案中的偶次谐波在第一线束和第二线束中生成相同的场。由于两个线束被连接使得它们的电压相减这一事实，所以场图案中的偶次谐波不会生成任何寄生信号。例如，图6中的阴影的+/-区域就图示出了这一点。
通过增加导电靶与线圈之间的气隙，可以降低奇次谐波相对于一次谐波的幅度。
发明人发现，由于消除了三次谐波分量，使用三相方法经由共模移除可以降低位置传感器的误差。发明人注意到，在三相系统中，三次谐波表现为共模。场图案中的三次谐波分量在每个接收线圈中生成信号。由于三相方法，该信号在三个接收线圈中会是相同的。因此，本发明的实施例的优点在于，通过移除信号的共模，可以显著地减少、甚至移除三次谐波分量。移除共模信号可以使用IC来实现。
因此，五次谐波是不会被自动地剔除的最低阶谐波。更高阶谐波可以被忽略，因为随着其阶数的增加，其强度逐渐减小。信号中的5次谐波分量在角误差曲线中生成6次谐波分量。
图9示出来自图7的360°传感器的角误差(Tri)。可以看出，误差曲线包含由于信号中的非常低的5次谐波分量而造成的非常弱的6阶分量。作为比较，图6中还示出了现有技术正交位置传感器的角误差(Quad)。该曲线包含由于接收信号中的3次谐波分量而造成的4阶分量。
综上所述，结合了三相方法、正弦形线圈和基于角度计算之前的共模消除的角度计算的本发明的方法提供了低角误差和优于现有技术的性能。
本发明不限于圆形线圈，C形位置传感器和线性位置传感器也是可能的。其示例如图10、图11和图12所示。
在图10中，位置传感器100是角位置传感器。与图2的角位置传感器相比，接收线圈110、120、130和发射线圈150仅在有限数量的电周期上延伸，而不是在完整的圆上延伸。在该示例中，线圈的电周期与靶的突起的周期相同。在图11中仅示出了线圈，并且示出了第一接收线圈110、第二接收线圈120、和第三接收线圈130的第一连接线111、第二连接线121和第三连接线131以及发射线圈150的连接线151。
在本发明的实施例中，突起具有相同的形状。在图1和图10的示例中，这些突起与电周期的一半重叠，并且突起之间的间隙跨越另一半。这不是严格要求的。突起可以例如更小或更宽。突起的宽度相比于一个电周期的宽度的百分比也被称为占空比。在图1和图7的示例中，导电靶具有50％的占空比。然而，本发明不限于此。占空比可以例如在10％与90％之间的范围内，或者更具体地在10％与50％之间的范围内，例如在25％和50％之间或在40％和50％之间的范围内。
而且，线性位置传感器也可以使用根据本发明的实施例的方法来获得。从而基本上正弦的基元函数被定义210。在下一步骤中，对该基元函数进行缩放，以获得具有电周期的第一线束。针对第二线束使用经移位的基元函数(180°)。如果第一线圈的第一线束和第二线束的基元函数的相位是0°和180°，那么第二线圈的第一线束和第二线束的基元函数的相位是60°和240°，并且第三线圈的第一线束和第二线束的基元函数的相位是120°和300°。
对于线性位置传感器100而言，导电靶例如可以是导电板，该导电板可以在发射线圈110、发射线圈120、发射线圈130和接收线圈150上移动。该板可以例如是矩形的。对于线性位置传感器而言，接收线圈110、接收线圈120、接收线圈130在预定义的方向上延伸。靶可以被移动，并且其位置可以沿着该预定义的方向(即线性方向)被检测。线圈的第一线束和第二线束被连接使得在两个开口端之间形成连续的线圈。在图8所图示的示例中，第一线圈110的第一线束110A中感应出的电压(即由发射线圈中的电流感应出的电压)从右去往左，而第一线圈110的第二线束110B中感应的电压从左去往右。这些线圈具有纵向的电周期。该电周期可以重复N次，其中N为自然数。发射线圈150包封接收线圈110、接收线圈120、接收线圈130。
另外，线性位置传感器或具有C形线圈的位置传感器的线圈设计是可以扩展的。因此有利的是，线圈可以被设计成用于需要例如在完整的机械周期内的多个电周期的应用。
在第三方面，本发明的实施例涉及根据本发明的实施例的位置传感器的使用。从而使用激励信号激励发射线圈。从而在发射线圈150中生成电流。激励信号可以是振荡信号。振荡信号的频率例如可以在2MHz与60MHz之间的范围内。这可能是取决于应用的。对于一些应用而言，振荡信号可以例如在2MHz与5MHz之间的范围内。对于其他应用而言，例如20MHz与40MHz之间的范围可能是更优选的。通过激励发射线圈，在接收线圈的开口端处会感应出电压。这些电压取决于靶的位置，因为靶会改变发射线圈和接收线圈之间的感应耦合。开口端上的电压或等效信号被测量，所获得的信号/电压被处理以用于获得导电靶的位置。在本发明的实施例中，处理至少包括移除所接收的信号的共模分量。该共模分量可以通过组合信号来移除。因此，移除三次谐波是有利的。发明人发现，三次谐波否则会以其他方式显著地导致误差，并且该三次谐波在3个不同线圈的信号中是共同的。

Claims (15)

1.一种用于确定导电靶(160)的位置的位置传感器(100)，所述位置传感器(100)包括：
至少一个发射线圈(150)，
第一接收线圈(110)、第二接收线圈(120)和第三接收线圈(130)，所述第一接收线圈(110)、第二接收线圈(120)和第三接收线圈(130)由所述发射线圈(150)包封，其中每个接收线圈(110、120、130)具有预定义的电周期，所述预定义的电周期对于每个接收线圈而言是相同的，并且其中每个接收线圈(110、120、130)包括第一导电线束(110A、120A、130A)和第二导电线束(110B、120B、130B)，其中，对于角位置传感器而言，接收线圈的第一线束与在给定所述电周期的情况下被转换到极坐标的基本上正弦的基元函数相对应，并且其中，对于线性位置传感器而言，所述第一线束与在给定所述电周期的情况下被缩放的基元函数相对应，并且其中第二线束的所述基元函数是所述第一线束的、移位了180°的基元函数，并且其中两个线束被电连接使得形成具有两个开口端的连续线圈，并且其中所述第二接收线圈的线束的基元函数是所述第一接收线圈的对应线束的、移位了120°的基元函数，并且其中所述第三接收线圈的线束的基元函数是所述第一接收线圈的对应线束的、移位了240°的基元函数，
导电靶(160)，所述导电靶(160)与所述接收线圈重叠，
集成电路(170)，所述集成电路(170)被配置成用于激励所述发射线圈(150)，由此在所述接收线圈上感应出信号，并且用于读取来自所述接收线圈(110、120、130)的信号或所述信号的组合，并且用于处理这些信号，其中所述位置传感器被配置成用于从这些信号中移除共模信号。
2.根据权利要求1所述的位置传感器(100)，其特征在于，导电靶(160)具有按照周期性布置而布置的凸缘，并且其中凸缘是相同的。
3.根据权利要求1所述的位置传感器(100)，其特征在于，所述第一线束和所述第二线束被设置在印刷电路板上。
4.根据权利要求3所述的位置传感器(100)，其特征在于，所述第一线束和/或所述第二线束在所述印刷电路板的第一侧和第二侧之间交替，以使得两个线束之间能够交叉。
5.根据权利要求1所述的位置传感器(100)，其特征在于，处理所述信号包括所述信号的偏移补偿。
6.根据权利要求1所述的位置传感器(100)，其特征在于，处理所述信号包括从所获得的信号中提取所述导电靶的位置。
7.根据权利要求1所述的位置传感器(100)，其特征在于，所述位置传感器被配置成用于检测所述导电靶(160)的角位置。
8.根据权利要求7所述的位置传感器(100)，其特征在于，所述发射线圈(150)是具有被放置在所述接收线圈的近外周上的多匝的圆形线圈。
9.根据权利要求8所述的位置传感器(100)，其特征在于，所述角位置是通过克拉克变换或通过跟踪环而获得的。
10.根据权利要求7所述的位置传感器(100)，其特征在于，所述导电靶(160)是半月形靶或具有N个突起的圆形靶，其中N为自然数。
11.根据权利要求10所述的位置传感器(100)，其特征在于，所述圆形靶具有N个突起，并且其中所述发射线圈和所述接收线圈仅在有限数量个的这些突起上延伸。
12.根据权利要求11所述的位置传感器(100)，其特征在于，所述发射线圈是C形发射线圈。
13.根据权利要求1所述的位置传感器(100)，其特征在于，所述位置传感器是线性位置传感器。
14.根据权利要求1所述的位置传感器(100)的使用，其中：
使用激励信号激励所述发射线圈(150)，
读取来自所述第一接收线圈(110)、所述第二接收线圈(120)和所述第三接收线圈(130)的信号，
对获得的信号进行处理，以用于获得所述导电靶的位置，其中处理至少包括移除接收到的信号的共模分量。
15.一种形成根据权利要求1所述的位置传感器的方法(200)，所述方法包括：
定义(210)基本上正弦的基元函数，
对于角位置传感器而言，在给定所述预定义的电周期的情况下将所述基元函数转换(220)到极坐标，以用于定义所述第一接收线圈的所述第一线束，或对于线性位置传感器而言，在给定所述预定义的电周期的情况下对所述基元函数进行缩放，
从移位了180°的所述基元函数中获得(220)所述第二线束，
获得(230)所述第二接收线圈，其中，所述第二接收线圈的基元函数是所述第一接收线圈的、移位了120°的基元函数，
获得(230)所述第三接收线圈，其中，所述第三接收线圈的基元函数是所述第一接收线圈的、移位了120°的基元函数，
提供集成电路(170)，所述集成电路(170)被配置成用于激励所述发射线圈(150)，用于读取来自所述接收线圈(110，120，130)的信号，并且用于处理这些信号，其中处理所述信号包括从这些信号中移除共模信号。
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