DE102004027954B4 - Inductive protractor, especially for the measurement of torsion angles - Google Patents

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Abstract

Induktiver Winkelsensor, insbesondere für die Messung von Torsionswinkeln, zum Beispiel an Lenksäulen:- mit einem Stator (1), der zumindest ein Erregerelement (4) und zumindest ein erstes Empfangselement (4) umfasst,- mit einem ersten Rotor (2), der zumindest ein zweites Empfangselement (6) und elektronische Elemente (7) zur Auswertung der von dem zweiten Empfangselement (6) gelieferten Signale umfasst,- mit einem zweiten Rotor (3), der zumindest ein induktives Koppelelement (10) umfasst, wobei das zweite Empfangselement (6) mit dem Koppelelement (10) zusammenwirkt und- mit einem Torsionselement (9) auf dem der erste Rotor (2) und der zweite Rotor (3) beabstandet voneinander angeordnet sind.Inductive angle sensor, in particular for the measurement of torsion angles, for example on steering columns: - with a stator (1) comprising at least one exciter element (4) and at least one first receiving element (4), - with a first rotor (2) comprising at least a second receiving element (6) and electronic elements (7) for evaluating the signals supplied by the second receiving element (6), - having a second rotor (3) comprising at least one inductive coupling element (10), wherein the second receiving element (6) cooperates with the coupling element (10) and with a torsion element (9) on which the first rotor (2) and the second rotor (3) are arranged spaced from each other.

Description

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Die Erfindung betrifft einen induktiven Winkelsensor, insbesondere für die Messung von Torsionswinkeln zum Beispiel an Lenksäulen in Kraftfahrzeugen.The invention relates to an inductive angle sensor, in particular for the measurement of torsion angles, for example on steering columns in motor vehicles.

Aus dem Stand der Technik, zum Beispiel aus der Druckschrift mit der Veröffentlichungsnummer DE 197 38 893 A1 sind induktive Winkelsensoren bekannt. Derartige induktive Winkelsensoren weisen Erregerspulen und mehrere um einen vorgegebenen Winkelbetrag gegeneinander versetzt angeordnete Empfangsspulen auf. Die Erregerspule und die Empfangsspulen sind dazu auf einem Stator angeordnet. Ein Rotor, dessen Drehwinkel in Bezug auf den Stator durch den Winkelsensor zu erfassen ist, umfasst ein induktives Koppelelement, und koppelt Signale in die Empfangsspulen des Stators ein, die von dem Drehwinkel des Rotors abhängen. Die Empfangsspulen liefern dann Ausgangssignale, die ausgewertet werden können, um die Winkelposition des Rotors im Bezug auf den Stator zu ermitteln.From the prior art, for example from the publication with the publication number DE 197 38 893 A1 Inductive angle sensors are known. Such inductive angle sensors have exciting coils and a plurality of reception coils arranged offset from each other by a predetermined angle. The exciter coil and the receiver coils are arranged on a stator for this purpose. A rotor whose angle of rotation with respect to the stator is to be detected by the angle sensor comprises an inductive coupling element, and couples signals into the receiving coils of the stator, which depend on the rotational angle of the rotor. The receiver coils then provide output signals that can be evaluated to determine the angular position of the rotor with respect to the stator.

Ein solcher Winkelsensor kann beispielsweise dazu verwendet werden, um die Torsion eines Stabes zu messen. Dazu wird der Rotor beabstandet zu dem Stator auf dem Stab drehfest befestigt. Die Verdrehung des Stabs kann dann erfasst werden. Problematisch ist eine Erfassung des Torsionswinkels jedoch dann, wenn der Stab nicht nur in sich verdreht, sondern auch gegenüber der Umgebung gedreht wird. Dieses ist üblicherweise bei einer Lenksäule der Fall. Problematisch bei der Verwendung des Winkelsensors an einem sich drehenden Torsionsstab ist, dass der Stator nicht gegenüber anderen elektrischen Einheiten, mit denen er verbunden ist, und die er mit den Sensorsignalen versorgen soll, ruht. Der Stator dreht sich vielmehr gegenüber den Einheiten, welche Schwierigkeiten für die elektrische Versorgung des Winkelsensors und mit der Übermittelung der Sensorsignale nach sich zieht. Eine Möglichkeit der Verbindung des Winkelsensors und insbesondere des Stators des Winkelsensors ist, den Stator über ein Flachbandkabel, welches in verschiedene Richtungen mehrfach auf- und abgewickelt werden kann, anzuschließen. Die Verbindung bei einem Flachbandkabel zieht jedoch immer wieder Probleme mit Kabelbrüchen nach sich. Die Zuverlässigkeit des Anschlusses beim Flachbandkabel ist nicht immer gegeben.Such an angle sensor can be used, for example, to measure the torsion of a rod. For this purpose, the rotor is fixed in a rotationally fixed manner spaced apart from the stator on the rod. The twist of the rod can then be detected. However, a detection of the torsion angle is problematic when the rod is not only twisted in itself, but also rotated with respect to the environment. This is usually the case with a steering column. The problem with using the angle sensor on a rotating torsion bar is that the stator does not rest against other electrical units to which it is connected and which it is to supply with the sensor signals. Instead, the stator rotates with respect to the units, which causes difficulties for the electrical supply of the angle sensor and with the transmission of the sensor signals. One way of connecting the angle sensor and in particular the stator of the angle sensor, the stator via a ribbon cable, which can be repeatedly wound up and unwound in different directions to connect. However, the connection in a ribbon cable always causes problems with cable breaks. The reliability of the connection with the ribbon cable is not always given.

Abhilfe kann der Winkelsensor schaffen, der aus der Druckschrift DE 37 07 831 A1 bekannt ist. Der aus dieser Druckschrift bekannte, komplex aufgebaute Winkelsensor macht es möglich, die Torsionswinkel zu erfassen, wobei die Rotoren des Winkelsensors gegenüber dem Stator frei gedreht werden können. Nachteilig ist der komplexe Aufbau, der auch eine Messbrücke umfasst.Remedy the angle sensor can create, from the publication DE 37 07 831 A1 is known. Known from this document, complex constructed angle sensor makes it possible to detect the torsion angle, the rotors of the angle sensor relative to the stator can be rotated freely. A disadvantage is the complex structure, which also includes a measuring bridge.

Weitere Winkelsensoren sind aus den Druckschriften DE 199 41 464 A1 und DE 101 13 997 A1 bekannt.Other angle sensors are from the publications DE 199 41 464 A1 and DE 101 13 997 A1 known.

VORTEILE DER ERFINDUNGADVANTAGES OF THE INVENTION

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen induktiven Winkelsensor vorzuschlagen, der für die Messung von Torsionswinkeln geeignet ist, wobei das tordierende Element rotieren kann und die Konstruktion einfacher ist als die aus der Druckschrift DE 37 07 831 A1 bekannte.The present invention has for its object to propose an inductive angle sensor, which is suitable for the measurement of torsion angles, wherein the twisting element can rotate and the construction is simpler than that of the document DE 37 07 831 A1 known.

Diese Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Winkelsensor nach Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen und Konkretisierungen eines solchen Winkelsensors finden sich in den Unteransprüchen.This object is achieved by an angle sensor according to claim 1. Further developments and concretizations of such an angle sensor can be found in the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßer Winkelsensor weist demgemäß einen Stator mit zumindest einem Erregerelement und einem ersten Empfangselement auf. Er umfasst ferner einen ersten Rotor und neben diesem ersten Rotor einen zweiten Rotor, der zumindest ein induktives Koppelelement umfasst. Der erste Rotor und der zweite Rotor sind auf einem Torsionselement beabstandet voneinander angeordnet. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sind nur die beiden Rotoren auf dem Torsionselement angeordnet, während der Stator ortsfest ist. Damit bereitet die elektrische Anbindung des Stators keine Probleme.An inventive angle sensor accordingly has a stator with at least one excitation element and a first receiving element. It also comprises a first rotor and, in addition to this first rotor, a second rotor, which comprises at least one inductive coupling element. The first rotor and the second rotor are spaced apart on a torsion element. In the arrangement according to the invention, only the two rotors are arranged on the torsion element, while the stator is stationary. Thus, the electrical connection of the stator prepares no problems.

Der erste Rotor eines erfindungsgemäßen Winkelsensors umfasst zumindest ein zweites Empfangselement. Dieses zweite Empfangselement wirkt mit dem Koppelelement des zweiten Rotors zusammen. Es ist dadurch möglich, dass die Verdrehung des ersten Rotors relativ zum zweiten Rotor über das Zusammenspiel von Koppelelement und Empfangselement und Erregerelement des Stators ermittelt wird. Der erste Rotor weist elektronische Elemente auf. Diese elektronischen Elemente dienen der Auswertung von dem zweiten Empfangselement gelieferter Signale.The first rotor of an angle sensor according to the invention comprises at least one second receiving element. This second receiving element cooperates with the coupling element of the second rotor. It is thereby possible that the rotation of the first rotor is determined relative to the second rotor via the interaction of coupling element and receiving element and excitation element of the stator. The first rotor has electronic elements. These electronic elements are used for the evaluation of signals supplied by the second receiving element.

Ein erfindungsgemäßer Winkelsensor kann ferner Elemente zur vorteilhaft drahtlosen und berührungsfreien Übertragung einer Versorgungsspannung vom Stator zum ersten Rotor aufweisen. Damit können elektronische Elemente, die auf dem ersten Rotor angeordnet sind, mit elektrischer Energie versorgt werden.An inventive angle sensor may further comprise elements for advantageously wireless and non-contact transmission of a supply voltage from the stator to the first rotor. In this way, electronic elements arranged on the first rotor can be supplied with electrical energy.

Der erste Rotor umfasst vorteilhaft zumindest ein Sendeelement für eine berührungsfreie Übertragung der von den elektronischen Elementen zur Auswertung erzeugten Signale. Das Sendeelement kann dann die von den elektronischen Elementen erzeugten Signale zum Stator übertragen.The first rotor advantageously comprises at least one transmitting element for a non-contact transmission of the signals generated by the electronic elements for evaluation. The transmitting element can then transmit the signals generated by the electronic elements to the stator.

Das Sendeelement auf dem ersten Rotor kann vorteilhaft zumindest eine Spule umfassen. Ebenso können die Empfangselemente des Stators und des ersten Rotors Spulen sein. Auch das Erregerelement des Stators kann eine Spule sein. Die Spule kann zugleich das Empfangselement des Stators bilden. Der erste Rotor kann zwischen dem Stator und dem zweiten Rotor angeordnet sein. Insbesondere bei einem sehr dünn ausgeführten zweiten Rotor kann der zweite Rotor auch zwischen dem Stator und dem ersten Rotor angeordnet sein. Ferner kann der induktive Winkelsensor so eingerichtet sein, dass auch der Drehwinkel zwischen dem ersten Rotor und dem Stator erfasst wird, wobei dazu die schon vorhandenen Erregerelemente, Empfangselemente und Spulen genutzt werden können.The transmitting element on the first rotor can advantageously comprise at least one coil. Likewise, the receiving elements of the stator and the first rotor may be coils. The exciter element of the stator can also be a coil. The coil can also form the receiving element of the stator. The first rotor may be disposed between the stator and the second rotor. In particular, in the case of a very thin second rotor, the second rotor may also be arranged between the stator and the first rotor. Furthermore, the inductive angle sensor can be set up in such a way that the angle of rotation between the first rotor and the stator is also detected, for which purpose the already existing excitation elements, receiving elements and coils can be used.

Figurenlistelist of figures

Ein Beispiel für einen erfindungsgemäßen induktiven Winkelsensor ist anhand der Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigt

  • 1 den schematischen Aufbau des erfindungsgemäßen Winkelsensors.
An example of an inductive angle sensor according to the invention is described in more detail with reference to the drawing. It shows
  • 1 the schematic structure of the angle sensor according to the invention.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

Der in der 1 dargestellte erfindungsgemäße Winkelsensor kann dazu benutzt werden, um die Torsion eines Torsionselementes, welches durch einen Torsionsstab 9 gebildet wird, zu messen. Dazu sind auf dem Torsionsstab 9 beabstandet voneinander und drehfest ein erster Rotor 2 und ein zweiter Rotor 3 befestigt. Mittels des Sensors kann der Torsionswinkel zwischen den Befestigungsorten des ersten Rotors 2 und des zweiten Rotors 3 bestimmt werden. Ferner umfasst der Winkelsensor neben dem ersten Rotor 2, dem zweiten Rotor 3 und dem Torsionsstab 9 einen Stator 1. Durch diesen Stator 1 ist der Torsionsstab hindurchgeführt. Der Torsionsstab 9 kann sich dabei gegenüber dem Stator 1 frei drehen.The Indian 1 shown angle sensor according to the invention can be used to the torsion of a torsion element, which by a Torsionsstab 9 is formed to measure. These are on the torsion bar 9 spaced from each other and rotatably a first rotor 2 and a second rotor 3 attached. By means of the sensor, the torsion angle between the mounting locations of the first rotor 2 and the second rotor 3 be determined. Furthermore, the angle sensor comprises in addition to the first rotor 2 , the second rotor 3 and the torsion bar 9 a stator 1 , Through this stator 1 the torsion bar is passed. The torsion bar 9 can be compared to the stator 1 rotate freely.

Der erfindungsgemäße Winkelsensor kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, um die durch einen Fahrzeugführer aufgebrachte und auf die Lenkung einwirkende Kraft zu bestimmen. Dazu ist der Torsionsstab 9 in der Lenksäule der Lenkung angeordnet. Durch ein Verdrehen des Lenkrads übt der Fahrzeugführer eine Kraft auf den Torsionsstab aus, der zu einer Torsion des Torsionsstabs führt. Die Torsion des Torsionsstabs wird mittels des Winkelsensors erfasst und an ein Steuergerät für eine Servolenkung als Eingangsgröße weitergegeben. Aufgrund der Eingangsgröße ermittelt das Steuergerät anschließend die Kraft, welche auf die Räder einwirken muss, um den gewünschten Einschlag an den Rädern zu erreichen. Während der erste Rotor 2 und der zweite Rotor 3 dabei drehfest an dem Torsionsstab 9 und damit an der Lenksäule befestigt sind, ist der Stator 1 drehfest zur Karosserie angebracht.The angle sensor according to the invention can be used for example in a motor vehicle to determine the force applied by a driver and acting on the steering force. This is the torsion bar 9 arranged in the steering column of the steering. By turning the steering wheel, the driver exerts a force on the torsion bar, which leads to a torsion of the torsion bar. The torsion of the torsion bar is detected by means of the angle sensor and passed to a control unit for a power steering as input. Based on the input quantity, the control unit then determines the force which must act on the wheels in order to achieve the desired impact on the wheels. While the first rotor 2 and the second rotor 3 while rotatably on the torsion bar 9 and thus attached to the steering column, is the stator 1 rotatably attached to the body.

Der Stator 1 umfasst eine Leiterplatte, auf welcher eine Spule 4 angebracht ist, die ein Erregerelement, ein Übertragungselement für eine Versorgungsspannung und ein Empfangselement bildet. Der Stator 1 umfasst ferner einen ASIC 8, der ein elektronisches Element zur Verarbeitung und Auswertung von Sensorsignalen bildet.The stator 1 comprises a printed circuit board, on which a coil 4 is mounted, which forms an excitation element, a transmission element for a supply voltage and a receiving element. The stator 1 further comprises an ASIC 8 forming an electronic element for processing and evaluating sensor signals.

Der erste Rotor 2 umfasst ebenfalls eine Leiterplatte, auf welcher zwei Spulen 5, 6 und ein als elektronisches Element dienender ASIC 7 angeordnet sind. Von den beiden Spulen dient die eine Spule 5 als Sendeelement und Empfangselement, während die andere Spule 6 als Empfangselement dient. Das ASIC 7 ist mit der einen Spule 5 verbunden und koppelt das zu sendende Signal in die Spule 5 ein. Das von der Spule 5 gesendete Signal 5 wird von der Spule 4 des Stators 1 empfangen. Das ASIC 7 wird von einer elektrischen Spannung versorgt, die mittels der Spule 4 des Stators 1, auf den ersten Rotor 2 übertragen wird. Die dazu von dem Stator 1 mittels der Spule 4 übertragene elektrische Energie wird über die Spule 5 in das ASIC eingekoppelt.The first rotor 2 also includes a circuit board on which two coils 5 . 6 and an ASIC serving as an electronic element 7 are arranged. Of the two coils which serves a coil 5 as transmitting element and receiving element while the other coil 6 serves as a receiving element. The ASIC 7 is with the one coil 5 Connects and couples the signal to be sent in the coil 5 one. That from the coil 5 sent signal 5 is from the coil 4 of the stator 1 receive. The ASIC 7 is supplied by an electrical voltage by means of the coil 4 of the stator 1 , on the first rotor 2 is transmitted. The one from the stator 1 by means of the coil 4 transmitted electrical energy is transmitted through the coil 5 coupled into the ASIC.

Der zweite Rotor 3 umfasst ebenfalls eine Leiterplatte, die drehfest mit dem Torsionsstab 9 verbunden ist. Auf der Leiterplatte ist im Wesentlichen eine Leiterschleife 10 angebracht. In diese Leiterschleife wird durch den Strom durch die Spule 4 des Stators 1 eine Spannung induziert, wodurch es zu einem Stromfluss in der Leiterschleife 10 kommt. Dieser Stromfluss führt zu einem elektromagnetischen Feld, welches von der als Empfangselement wirkende Spule 6 des ersten Rotors 2 aufgenommen wird. Das aus dem von der Spule 6 aufgenommene Signal wird dem ASIC 7 zugeführt, in dem die aus dem Signal gewonnene Information ausgewertet wird. Diese Information wird dann über die Spule 5 an den Stator 1 gesendet. In dem Stator 1 wird die gewonnene Information von der als Empfangselement wirkenden Spule 4 aufgenommen und dem ASIC 8 zugeführt.The second rotor 3 also includes a printed circuit board which is non-rotatable with the torsion bar 9 connected is. On the circuit board is essentially a conductor loop 10 appropriate. In this conductor loop is through the current through the coil 4 of the stator 1 induces a voltage, causing a current flow in the conductor loop 10 comes. This current flow leads to an electromagnetic field, which acts from the coil acting as a receiving element 6 of the first rotor 2 is recorded. That's from the coil 6 recorded signal is the ASIC 7 fed, in which the information obtained from the signal is evaluated. This information is then transmitted through the coil 5 to the stator 1 Posted. In the stator 1 The information obtained is from the acting as a receiving element coil 4 recorded and the ASIC 8th fed.

Die Leiterschleife 10 des zweiten Rotors 3 ist mäanderförmig ausgeführt, wie es aus den aus dem Stand der Technik bekannten induktiven Winkelsensoren bekannt ist.The conductor loop 10 of the second rotor 3 is designed meandering, as is known from the known from the prior art inductive angle sensors.

Der erste Rotor eines erfindungsgemäßen Winkelsensors hat mehrere Funktionen. Zum einen erfasst er die Drehwinkeldifferenz zwischen dem ersten Rotor 2 und dem zweiten Rotor 3. Diese Winkeldifferenz kann er wie ein Stator bei herkömmlichen Winkelsensoren mit dem Empfangselement erfassen, das durch die Spule 6 gebildet wird. Das erfasste Signal wird auf dem ersten Rotor 2 mittels des ASICS 7 aufbereitet und über die andere Spule 5 an den Stator gesendet. Der erste Rotor hat damit zum einen eine Empfangsfunktion, eine Verarbeitungsfunktion und eine Sendefunktion.The first rotor of an angle sensor according to the invention has several functions. On the one hand, it detects the rotational angle difference between the first rotor 2 and the second rotor 3 , He can detect this angular difference as a stator in conventional angle sensors with the receiving element that passes through the coil 6 is formed. The detected signal is on the first rotor 2 by means of the ASICS 7 prepared and over the other coil 5 sent to the stator. The first rotor thus has a reception function, a processing function and a transmission function.

Claims (7)

Induktiver Winkelsensor, insbesondere für die Messung von Torsionswinkeln, zum Beispiel an Lenksäulen: - mit einem Stator (1), der zumindest ein Erregerelement (4) und zumindest ein erstes Empfangselement (4) umfasst, - mit einem ersten Rotor (2), der zumindest ein zweites Empfangselement (6) und elektronische Elemente (7) zur Auswertung der von dem zweiten Empfangselement (6) gelieferten Signale umfasst, - mit einem zweiten Rotor (3), der zumindest ein induktives Koppelelement (10) umfasst, wobei das zweite Empfangselement (6) mit dem Koppelelement (10) zusammenwirkt und - mit einem Torsionselement (9) auf dem der erste Rotor (2) und der zweite Rotor (3) beabstandet voneinander angeordnet sind.Inductive angle sensor, in particular for the measurement of torsion angles, for example on steering columns: with a stator (1) comprising at least one excitation element (4) and at least one first receiving element (4), with a first rotor (2) comprising at least a second receiving element (6) and electronic elements (7) for evaluating the signals supplied by the second receiving element (6), - With a second rotor (3) comprising at least one inductive coupling element (10), wherein the second receiving element (6) cooperates with the coupling element (10) and - With a torsion element (9) on which the first rotor (2) and the second rotor (3) are arranged spaced from each other. Winkelsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelsensor Elemente (4) zur vorteilhaft drahtlosen und berührungsfreien Übertragung einer Versorgungsspannung vom Stator (1) zum ersten Rotor (2) umfasst.Angle sensor after Claim 1 , characterized in that the angle sensor elements (4) for advantageously wireless and non-contact transmission of a supply voltage from the stator (1) to the first rotor (2). Winkelsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Rotor (2) zumindest ein Sendeelement (5) für eine berührungsfreie Übertragung der von dem elektronischen Element (7) des ersten Rotors (2) erzeugten Signalen zum Stator (1) umfasst.Angle sensor after Claim 1 or 2 Characterized in that the first rotor (2) comprises at least one transmitting element (5) for a contact-free transmission of the of the electronic element (7) of the first rotor (2) generated signals to the stator (1). Winkelsensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sendeelement (5) auf dem ersten Rotor (2) zumindest eine Spule (5) umfasst.Angle sensor after Claim 3 , characterized in that the transmitting element (5) on the first rotor (2) comprises at least one coil (5). Winkelsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangselemente Spulen (6) umfassen.Angle sensor according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the receiving elements comprise coils (6). Winkelsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerelemente Spulen (4) umfassen.Angle sensor according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the exciter elements comprise coils (4). Winkelsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Torsionselement (9) ein Torsionsstab (9) ist.Angle sensor according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the torsion element (9) is a torsion bar (9).
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DE (1) DE102004027954B4 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108469246A (en) * 2018-06-12 2018-08-31 安徽江淮汽车集团股份有限公司 A kind of simple steering column rotary gap survey tool
DE102020102577A1 (en) * 2019-12-12 2021-06-17 HELLA GmbH & Co. KGaA Position sensor for inductive detection of a position
DE102022124999A1 (en) 2022-09-28 2024-03-28 HELLA GmbH & Co. KGaA Contactless inductive multi-channel rotation angle sensor

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7726208B2 (en) 2006-11-22 2010-06-01 Zf Friedrichshafen Ag Combined steering angle and torque sensor
DE102006055049B3 (en) * 2006-11-22 2008-06-12 Cherry Gmbh Combined steering angle and torque sensor
DE102008006865B4 (en) * 2008-01-31 2024-02-29 HELLA GmbH & Co. KGaA Inductive torque sensor
DE102008008835B4 (en) 2008-02-13 2010-04-22 Zf Friedrichshafen Ag Device for determining a torque
DE102008012923A1 (en) 2008-03-06 2009-09-10 Hella Kgaa Hueck & Co. Inductive angle sensor for use in motor vehicle for determining position of actuators, has control- and evaluation unit, and conductor structure exhibiting layer within outer contour area and filled with casting material
DE102008012922B4 (en) 2008-03-06 2019-05-29 HELLA GmbH & Co. KGaA Inductive angle sensor
EP2120017A1 (en) 2008-05-13 2009-11-18 Hella KG Hueck & Co. Rotation sensor
DE102010009497B4 (en) 2010-02-26 2024-06-06 HELLA GmbH & Co. KGaA Rotation sensor
DE102010018724A1 (en) 2010-04-29 2011-11-03 Hella Kgaa Hueck & Co. Inductive rotation angle sensor
US8866495B2 (en) 2010-06-30 2014-10-21 Access Business Group International Llc Spatial tracking system and method
DE102015119530A1 (en) * 2015-11-12 2017-05-18 Hella Kgaa Hueck & Co. Device for detecting a rotational movement
DE102017210655B4 (en) * 2017-06-23 2023-12-21 Robert Bosch Gmbh Rotation angle sensor
WO2019146637A1 (en) * 2018-01-23 2019-08-01 株式会社アミテック Inductive rotation detection device
DE102018102094A1 (en) * 2018-01-31 2019-08-01 Thyssenkrupp Ag Inductive angle sensor for a motor vehicle steering
DE102018209243A1 (en) * 2018-06-11 2019-12-12 Audi Ag Drive system for a vehicle
FR3093182B1 (en) * 2019-02-25 2021-05-07 Moving Magnet Tech Position sensor, in particular intended for detecting the torsion of a steering column
DE102019218399A1 (en) 2019-11-27 2021-05-27 Infineon Technologies Ag INDUCTIVE ANGLE SENSOR WITH DISTANCE DETERMINATION
DE102020115424A1 (en) 2020-06-10 2021-12-16 HELLA GmbH & Co. KGaA Inductive position sensor
DE102022130122A1 (en) 2022-11-15 2024-05-16 HELLA GmbH & Co. KGaA Adapter for attaching a rotor of a sensor to one end of a shaft

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3707831A1 (en) 1986-03-12 1987-09-17 Tokai Trw & Co TORQUE LOCKING DEVICE
DE19738893A1 (en) 1997-01-29 1998-07-30 Samsung Electronics Co Ltd Switching signal generator and using synchronous SRAM
DE19941464A1 (en) 1999-09-01 2001-03-15 Hella Kg Hueck & Co Inductive position sensor
DE19946934A1 (en) * 1999-09-30 2001-05-17 Daimler Chrysler Ag Module with angle sensors, non-contact energy transmission and non-contact information transmission
DE10113997A1 (en) 2000-03-30 2001-10-18 Delphi Tech Inc Sensor for differential angle positioning on a steering column couples to a microprocessor while having upper and lower flow filters aligned coaxially to receiver and transmitter coils

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19948934A1 (en) * 1999-10-11 2001-04-12 Agfa Gevaert Ag Color photographic material, useful for development thermally or with alkaline activator, contains N-(het)aryl-N'-(6-oxo- or 6-thio-1,3-oxazin- or -1,3-thiazin--2-yl)-hydrazine or condensed 1,2-diazine or 1,2-diazole compound

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3707831A1 (en) 1986-03-12 1987-09-17 Tokai Trw & Co TORQUE LOCKING DEVICE
DE19738893A1 (en) 1997-01-29 1998-07-30 Samsung Electronics Co Ltd Switching signal generator and using synchronous SRAM
DE19941464A1 (en) 1999-09-01 2001-03-15 Hella Kg Hueck & Co Inductive position sensor
DE19946934A1 (en) * 1999-09-30 2001-05-17 Daimler Chrysler Ag Module with angle sensors, non-contact energy transmission and non-contact information transmission
DE10113997A1 (en) 2000-03-30 2001-10-18 Delphi Tech Inc Sensor for differential angle positioning on a steering column couples to a microprocessor while having upper and lower flow filters aligned coaxially to receiver and transmitter coils

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108469246A (en) * 2018-06-12 2018-08-31 安徽江淮汽车集团股份有限公司 A kind of simple steering column rotary gap survey tool
DE102020102577A1 (en) * 2019-12-12 2021-06-17 HELLA GmbH & Co. KGaA Position sensor for inductive detection of a position
DE102022124999A1 (en) 2022-09-28 2024-03-28 HELLA GmbH & Co. KGaA Contactless inductive multi-channel rotation angle sensor
WO2024068189A1 (en) 2022-09-28 2024-04-04 HELLA GmbH & Co. KGaA Contactless inductive multichannel rotation angle sensor

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