DE102016122172A1 - Sensorkopf für einen Kraft- oder Drehmomentsensor - Google Patents
Sensorkopf für einen Kraft- oder Drehmomentsensor Download PDFInfo
- Publication number
- DE102016122172A1 DE102016122172A1 DE102016122172.4A DE102016122172A DE102016122172A1 DE 102016122172 A1 DE102016122172 A1 DE 102016122172A1 DE 102016122172 A DE102016122172 A DE 102016122172A DE 102016122172 A1 DE102016122172 A1 DE 102016122172A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- measuring
- integrated
- magnetic field
- coil
- circuit board
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/12—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress
- G01L1/127—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress by using inductive means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/12—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress
- G01L1/125—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress by using magnetostrictive means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C45/14819—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being completely encapsulated
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
- G01L3/102—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving magnetostrictive means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
- G01L3/105—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving inductive means
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N35/00—Magnetostrictive devices
- H10N35/101—Magnetostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. generators, sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/34—Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
- B29L2031/3425—Printed circuits
Abstract
Um die Praxistauglichkeit eines Kraft- oder Drehmomentsensors und die Verwendbarkeit für unterschiedliche Anwendungen bei gleichzeitig kostengünstiger Herstellung zu ermöglichen, schafft die Erfindung einen Sensorkopf (10) für einen magnetoelastischen Kraft- oder Drehmomentsensor zum Messen einer Kraft oder eines Drehmoments in einem ferromagnetischen Körper (9), umfassend: eine Magnetfelderzeugungseinheit (14) zum Erzeugen eines Magnetfelds in dem ferromagnetischen Körper (9) und eine Magnetfeldmesseinheit (16) zum Messen einer Magnetfeldänderung in dem ferromagnetischen Körper (9), wobei die Magnetfelderzeugungseinheit (14) eine Erregerspule (18) um einen weichmagnetischen Erregerkern (20) aufweist, wobei die Magnetfeldmesseinheit (16) mehrere Messspulen (22) mit einem weichmagnetischen Messkern (24) aufweist, wobei wenigstens die Erregerspule (18) und die Messspulen (22, 22a–22d) an einem gemeinsamen integrierten Baustein, wie insbesondere einem Leiterplattenelement (26) und/oder MEMS-Baustein (28), integriert sind.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Sensorkopf für einen magnetoelastischen Kraft- oder Drehmomentsensor zum Messen einer Kraft oder eines Drehmoments in einem ferromagnetischen Körper.
- Magnetoelastische Kraftsensoren oder Drehmomentsensoren sind beispielsweise aus der
US 2 912 642 , derDE 30 31 997 A1 oder derUS 4 503 714 oder aus derEP 0 136 086 A2 bekannt. Weitere magnetoelastische Kraft- oder Drehmomentsensoren sind in derEP 2 397 829 B1 oder derEP 2 615 422 B1 beschrieben. - Bei derartigen Sensoren erfolgt die Kraftmessung oder Drehmomentmessung mittels des magnetoelastischen Effekts. Magnetische Materialien zeigen eine enge Wechselwirkung zwischen ihren magnetischen und mechanischen Eigenschaften. So werden Magnetfeldlinien eines Magnetfeldes, welches in einem ferromagnetischen Körper induziert wird, durch Belastungen des Körpers verändert.
- Magnetoelastische Sensoren weisen somit in der Regel eine Magnetfelderzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Magnetfelds in dem ferromagnetischen Körper und eine Messeinrichtung zum Messen einer Magnetfeldänderung unter Belastung auf.
- Dabei gibt es im Wesentlichen zwei Grundprinzipien zum Aufbau des jeweiligen Sensorkopfes.
- Bei einem ersten Aufbau, wie er beispielsweise in der
US 2 912 642 gezeigt ist, wird das Magnetfeld an einem Magnetfeldjoch erzeugt, welches Magnetfelderzeugungsspulen aufweist, wobei ein Messjoch mit Messspulen in einer sich zu dem Magnetfelderzeugungsjoch kreuzenden Richtung angeordnet ist. Bei dem zweiten möglichen Aufbau, wie er in derDE 30 31 997 oder derEP 0 136 086 , dort9A , gezeigt ist, ist eine Erregerspule zentral um einen Erregerspulenkern herum angeordnet, der sich mittig zwischen Magnetpolen der Magnetfeldmesseinheit befindet. Die Kerne können dabei durch ein weichmagnetisches Material verbunden sein. - Insbesondere weist die Magnetfelderzeugungseinheit einen Flusskonzentrator mit einem weichmagnetischen Erregerkern auf, der durch eine Erregerspule hindurchgeführt ist.
- Magnetoelastische Sensoren zeigen im Labor sehr gute Messergebnisse. Obgleich dieses Messprinzip bereits seit Jahrzehnten bekannt ist, hat es jedoch in der Praxis kaum Anwendung gefunden.
- Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diesen Umstand zu beseitigen und Kraftmesssensoren nach dem magnetoelastischen Prinzip und Drehmomentmesssensoren aufzubauen, die kostengünstig herstellbar sind und für unterschiedliche praktische Anwendungen geeignet sind.
- Hierzu wird ein Sensorkopf nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Sensorkopfes nach dem Nebenanspruch vorgeschlagen.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Die Erfindung schafft gemäß einem Aspekt einen Sensorkopf für einen magnetoelastischen Kraft- oder Drehmomentsensor zum Messen einer Kraft oder eines Drehmoments in einem ferromagnetischen Körper, umfassend:
eine Magnetfelderzeugungseinheit zum Erzeugen eines Magnetfelds in dem ferromagnetischen Körper und eine Magnetfeldmesseinheit zum Messen einer Magnetfeldänderung in dem ferromagnetischen Körper,
wobei die Magnetfelderzeugungseinheit eine Erregerspule um einen weichmagnetischen Erregerkern aufweist,
wobei die Magnetfeldmesseinheit mehrere Messspulen mit einem weichmagnetischen Messkern aufweist,
wobei wenigstens die Erregerspule und die Messspulen an einem gemeinsamen integrierten Baustein integriert sind. - Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der integrierte Baustein ein Leiterplattenelement. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der integrierte Baustein ein MEMS-Baustein.
- Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Spulen in Leiterplattentechnik an einem Leiterplattenelement ausgebildet sind. Es sind aber auch andere Möglichkeiten zum gemeinsamen integralen Aufbau der Spulen in einem Baustein denkbar, wie MEMS-Techniken, Halbleiterfertigungstechniken oder additive Fertigungsverfahren.
- Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Spulen aus Planarspulen aufgebaut, die in einer Leiterschicht des integrierten Bausteins ausgebildet sind. Mehrere mit Planarspulen versehene Leiterschichten können mit entsprechend isolierenden Zwischenlagen zu einem Spulenpaket zusammengefasst werden.
- Vorzugsweise ist hierzu in einer Leiterschicht eine Planarspule zum Bilden zumindest eines Teils einer ersten Messspule und eine Planarspule zum Bilden einer zweiten Messspule und/oder einer Erregerspule in einer Ebene angeordnet. Durch Anordnung mehrerer solcher Leiterschichten mit mehreren Planarspulen können gleichzeitig Spulenpakete zum Bilden einer ersten Messspule und einer zweiten Messspule und/oder einer Erregerspule gleichzeitig aufgebaut werden.
- Bisher sind die Spulen aufwändig gewickelt und einer der größten Kostenfaktoren für derartige Sensorköpfe. Mit der Erfindung lassen sich durch integrierte Fertigung der Spulen erheblicher Arbeitsaufwand und erheblichen Kosten einsparen. Außerdem kann so der Sensorkopf oder zumindest dessen Spuleneinheit industriell in Großserie gefertigt werden. Die Spuleneinheit kann sehr kompakt aufgebaut werden. Vorteilhaft können Packaging-Verfahren zum Schutz des Sensorkopfes durchgeführt werden.
- Bei einer Ausgestaltung mit Aufbau in Leiterplattentechnik wird ein Leiterplattenelement, das eine leitfähige Schicht und eine aus einem Isolator gebildete Trägerschicht aufweist vorgesehen, dann wird wenigstens eine Planarspule an der leitfähigen Schicht, z.B. durch lithografische Techniken hergestellt. Mehrere solcher Leiterplatten können zu einem Paket gestapelt werden, wobei die einzelnen Leiterschichten mit den Planarspulteilen durch Vias kontaktiert werden können. Magnetische Kerne können durch Ausbilden von Kavitäten und Füllen mit ferromagnetischen Materail ausgebildet werden.
- In einer alternativen Bauweise werden Isolatorschichten und Leiterstrukturen zum Bilden der Spulen schichtweise mit generativen Fertigungstechniken und/oder mit aus der Halbleitertechnik zum Aufbau von integrierten Schaltkreisen bekannten Techniken aufgebaut. Der Aufbau kann auch hier vorteilhaft so geschehen, dass in einer gemeinsamen Ebene Leiterschichten derart strukturiert aufgebracht werden, dass mehrere Planarspulen nebeneinander zum Bilden einer ersten Messspule und einer zweiten Messspule und/oder einer Erregerspule gebildet werden. Mehrere solche mit Planarspulen versehene Schichten mit Isolationsschichten dazwischen können zu Spulenpaketen aufgebaut werden. Dies kann in generativer Weise Schicht für Schicht geschehene, oder es werden Einzelplatten mit wenigstens einer Leiterschicht mit Planarspulenbereichen und einer Isolationsschicht aufgebaut und dann miteinander zu einem Paket verbunden. Auch hier kann es Durchgänge durch die Isolationsschichten zur elektrischen Verbindung mittels leitfähiger Vias geben. Magnetische Kerne können auch durch entsprechenden Materialauftrag, z.B. in Maskentechnik oder über Pulverauftrag und Lasersintern aufgebracht werden. Alternativ können Kavitäten gefertigt werden und mit weichmagnetischen Materialien befüllt werden.
- Es ist bevorzugt, dass die Messkerne einer ersten Messspule und einer zweiten Messspule zum Bilden eines Magnetkreises mittels eines Jochs aus weichmagnetischem Material verbunden sind.
- Es ist bevorzugt, dass das Joch zumindest teilweise in den integrierten Baustein eingelassen ist oder darin integriert ist. Insbesondere ist das Joch in einer Leiterplatte eingelassen oder in einem MEMS-Baustein integriert.
- Es ist bevorzugt, dass der Erregerkern einen Flusskonzentrator bildet, der als zentraler Magnetpol zwischen wenigstens zwei Messspulen angeordnet ist.
- Es ist bevorzugt, dass der Erregerkern mit dem Joch in Kontaktverbindung steht.
- Bevorzugt umfasst der Sensorkopf einen ersten integrierten Baustein – wie insbesondere ein erstes Leiterplattenelement oder einen ersten MEMS-Baustein –, an dem wenigstens die Erregerspule und mehrere Messspulen derart integriert vorgesehen sind, dass mehrere Magnetpole gebildet werden, und einen zweiten integrierten Baustein – wie insbesondere ein zweites Leiterplattenelement oder einen zweiten MEMS-Baustein –, in den wenigstens ein weichmagnetisches Material zum Verbinden und/oder Bilden von weichmagnetischen Kernen der Magnetpole eingelassen oder integriert ist, wobei der erste und der zweite integrierte Baustein miteinander verbunden sind.
- Bevorzugt umfasst der Sensorkopf ein integrierte Schaltung mit einer signalverarbeitenden Elektronik, die an dem integrierten Baustein wie insbesondere dem Leiterplattenelement oder dem MEMS-Baustein angeordnet oder daran angebonded oder angelötet oder darin integriert ist.
- Es ist bevorzugt, dass die Baustein integrierten Spulen Windungen aufweisen, die durch eine an einer Leitschicht des Bausteins ausgebildete Spirale gebildet sind.
- Es ist bevorzugt, dass wenigstens eine Erregerspule, eine erste Messspule und eine zweite Messspule Windungen aufweisen, die durch eine gemeinsame Leiterschicht des integrierten Bausteins – wie insbesondere des Leiterplattenelements oder des MEMS-Bausteins – gebildet sind.
- Es ist bevorzugt, dass der integrierte Baustein, wie z.B. das Leiterplattenelement bzw. der MEMS-Baustein, mit den integrierten Spulen und den weichmagnetischen Kernen durch ein Polymer umspritzt ist.
- Die hier vorliegende Erfindung ist für unterschiedliche Basisprinzipien zum Aufbau des Drehmomentsensors einschließlich der Bauart mit sich kreuzenden Jochen als auch der Bauart mit zentralem Flusskonzentrator geeignet.
- Besonders bevorzugt weist der erfindungsgemäße Sensorkopf den Aufbau wie aus der
DE 30 31 997 A1 gezeigt auf. Vorzugsweise sind hierzu ein mittiger Erregerkern und eine Mehrzahl von Messpolpaaren vorgesehen. Besonders bevorzugt sind wenigstens zwei Messpolpaare vorgesehen; der Sensorkopf funktioniert aber auch mit drei Magnetpolen, also beispielsweise einem Erregerpol und zwei Messpolen. - Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Sensorkopfes für einen magnetoelastischen Kraft- oder Drehmomentsensor zum Messen einer Kraft oder eines Drehmoments in einem ferromagnetischen Körper, welcher Sensorkopf eine Magnetfelderzeugungseinheit zum Erzeugen eines Magnetfelds in dem ferromagnetischen Körper und eine Magnetfeldmesseinheit zum Messen einer Magnetfeldänderung in dem ferromagnetischen Körper umfasst, wobei die Magnetfelderzeugungseinheit eine Erregerspule um einen weichmagnetischen Erregerkern aufweist und die Magnetfeldmesseinheit eine Messspule um einen weichmagnetischen Messmagnetpolkern aufweist, umfassend die Schritte:
- a) Vorsehen wenigstens einer Leiterplatte und Strukturieren einer Leitschicht der Leiterplatte, um Windungen der Erregerspule und der Messspule auszubilden, oder
- b) integriertes Ausbilden von Windungen der Erregerspule und der Messspule durch mikromechanische Fertigung und/oder Strukturierung und/oder durch generative Fertigungsverfahren.
- Vorzugsweise umfasst Schritt a): Einbetten eines weichmagnetischen Materials in die Leiterplatte zum Bilden der Kerne.
- Vorzugsweise umfasst Schritt b): integriertes Ausbilden von Windungen der Erregerspule und der Messspule und der weichmagnetischen Kerne durch mikromechanische Fertigung und/oder Strukturierung (MEMS) und/oder durch generative Fertigungsverfahren.
- Vorzugsweise umfasst das Verfahren:
- Vorsehen einer zweiten Leiterplatte mit einem eingelagerten weichmagnetischen Material zum Bilden eines Magnetkreises mit den Kernen und Verbinden der ersten Leiterplatte mit den Windungen und der zweiten Leiterplatte derart, dass wenigstens drei magnetisch miteinander verbundene Magnetpole mit Magnetpolkernen und zumindest teilweise durch die Leiterschicht der ersten Leiterplatte gebildeten, die Kerne umgebenden Spulen gebildet werden.
- Vorzugsweise umfasst das Verfahren:
- Vorsehen eines Chips mit einer signalverarbeitenden Elektronik und elektrisches Verbinden von Anschlüssen des Chips mit den Spulen, um so ein Sensorpackage zu bilden.
- Vorzugsweise umfasst das Verfahren:
- Umspritzen zumindest der Leiterplatte oder des durch mikromechanische Fertigung gebildeten integralen MEMS-Bausteins mit den Spulen und den Kernen durch ein Polymermaterial.
- Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung betrifft ein Sensorpackage umfassend ein magnetisch-induktiv messendes Sensorelement (vorzugsweise mit Spulen und Ferritkern), das vorzugsweise in einer Leiterplatte (pcb = printed circuit board) integriert ist, und eine ebenfalls integrierte signalverarbeitende Elektronik für den Zweck einer berührungslosen, magnetisch induktiven Kraft- oder Drehmomentmessung in einem ferromagnetischen Körper. Das gesamte Package kann dabei wahlweise mit einem Polymer umspritzt oder als „Huckepack-System“ ausgeführt werden.
- Die so erhältlichen Chip-Packages sind sehr attraktiv wegen Kosten und potenzieller Massenanwendungen. Mögliche Einsatzgebiete sind z.B. E-Bikes, E-Wheelys, Elektromotoren, Torque Vectoring und Messung anderer Kraft-, Biege-, Zug-, Druckkräfte.
- Gemäß einer Ausgestaltung wird der Sensorkopf mit Packaging-Verfahren hergestellt. Vorzugsweise werden Technologien eingesetzt, wie sie für das Packaging von Halbleiterbauelementen bekannt sind. Es wird hier explizit für weitere Einzelheiten auf Wikipedia, „Electronic packaging", abgerufen am 25.07.2016 und Wikipedia, „Semiconductor packaging" und „Integrated circuit packaging", abgerufen am 25.07.2016 verwiesen.
- Besonders bevorzugt wird die Magnetfelderzeugungseinheit sowie die Magnetfeldmesseinheit in einem integrierten Baustein mittels mikromechanischer Fertigungsverfahren oder mittels Leiterplattentechnik implementiert.
- Insbesondere können die Spulen als Scheibentyp-Spulen an Leiterschichten entweder additiv oder durch Wegnahme von Material hergestellt werden. Insbesondere werden einzelne Windungen spiralförmig hergestellt; eine größere Anzahl von Windungen kann durch ein Hintereinanderschalten mehrerer auf unterschiedlichen Ebenen ausgebildeten Spiralstrukturen erzeugt werden.
- So können mehrere Leiterplatten mit Spiralstrukturen aufeinandergestapelt werden und durch Durchgangskontaktierungen miteinander verschaltet werden. Auch kann weichmagnetisches Material zum Bilden von Kernen und Jochen zwecks Erzeugen von Magnetkreisen, wie sie vom Grundaufbau her in der
US 2 912 642 , derDE 30 31 997 A1 , derUS 4 503 714 , derUS 4 646 576 oder derUS 4 697 459 gezeigt sind, durch mikromechanische und/oder additive Fertigungsverfahren hergestellt werden. - In besonders bevorzugter Weise enthält ein entsprechend durch mikromechanische und/oder additive Fertigungsverfahren hergestellter Sensorkopf ein Sensor-Packaging einschließlich eines integrierten Schaltkreises mit einer elektronischen Signalverarbeitungseinheit. Diese kann beispielsweise als ASIC ausgebildet sein.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
-
1 eine Schnittdarstellung durch einen Sensorkopf gemäß einer ersten Ausführungsform; -
2 eine Schnittdarstellung durch einen Sensorkopf gemäß einer zweiten Ausführungsform; -
3 eine Schnittdarstellung durch einen Sensorkopf gemäß einer dritten Ausführungsform; und -
4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV von3 . - Die Figuren zeigen unterschiedliche Ausführungsformen eines Sensorkopfs
10 für einen magnetoelastischen Kraft- oder Drehmomentsensor zum Messen einer Kraft oder eines Drehmoments in einem ferromagnetischen Körper9 . - Der Sensorkopf
10 ist durch ein Sensorpackage12 gebildet, das durch Packagingverfahren aufgebaut ist. Weiter erfolgt die Fertigung mit mikromechanischen Fertigungsmethoden (MEMS), additiver Fertigung oder in Leiterplattentechnik. Auch Kombinationen sind möglich. - Der Sensorkopf
10 umfasst eine Magnetfelderzeugungseinheit14 zum Erzeugen eines Magnetfelds in dem ferromagnetischen Körper9 und eine Magnetfeldmesseinheit16 zum Messen einer Magnetfeldänderung in dem ferromagnetischen Körper9 . - Die Magnetfelderzeugungseinheit
14 weist eine Erregerspule18 um einen weichmagnetischen Erregerkern20 herum auf. - Die Magnetfeldmesseinheit
16 weist mehrere Messspulen22 auf, die jeweils einen weichmagnetischen Messkern24 umfassen. - Die Erregerspule
18 und die Messspulen22 sind an einem gemeinsamen Leiterplattenelement26 und/oder integrierten Baustein, insbesondere MEMS-Baustein28 , integriert aufgebaut. - In den Figuren sind Ausführungsbeispiele des Sensorkopfes
10 mit insgesamt fünf Magnetpolen30 dargestellt, wobei ein zentraler erster Magnetpol30a Teil der Magnetfelderzeugungseinheit14 ist und die Erregerspule18 und den Erregerkern20 aufweist. Der erste Magnetpol30a wirkt als Flusskonzentrator32 zum Konzentrieren des durch die Erregerspule18 erzeugten magnetischen Flusses in der Oberfläche des zu messenden Messgegenstandes9 . - Die weiteren Magnetpole
30b bis30e sind die Pole der Magnetfeldmesseinheit16 . In den hier dargestellten Ausführungsformen weist die Magnetfeldmesseinheit16 jeweils zwei Magnetpolpaare30b –30c ,30d –30e zum Messen der Magnetfelder in unterschiedlichen Ausrichtungen auf. Eine andere, hier nicht näher dargestellte Ausführungsform kommt mit nur zwei Magnetpolen der Magnetfeldmesseinheit16 aus; hier sind der vierte Magnetpol30d und der fünfte Magnetpol30e weggelassen. - Bei den hier dargestellten Ausführungsformen sind alle Magnetpole
30 mit Kernen versehen, wobei die Kerne des zweiten bis fünften Magnetpols die Messkerne24 bilden und durch die jeweiligen Messspulen22a bis22d umgeben sind. Der Kern des ersten Magnetpols30a ist der Erregerkern20 , der durch die Messspule22 umgeben ist. Alle Kerne24 ,20 sind durch weichmagnetisches Material gebildet. Zumindest die Kerne der Magnetpolpaare30a –30b oder30c –30d der Magnetfeldmesseinheit16 sind miteinander zu einem Joch aus weichmagnetischem Material verbunden. Das weichmagnetische Material ist insbesondere durch einen Ferritkern3 gebildet. - In den hier dargestellten Ausführungsformen sind alle Magnetpole
30a –30e durch den Ferritkern3 verbunden; dieser kann eine topfförmige oder sternförmige Gestalt haben, wobei die Messkerne24 bzw. der Erregerkern20 durch entsprechend zu einer Richtung vorstehende Vorsprünge gebildet sind, um die die jeweiligen Spulen22 ,22a –22d vorgesehen sind. - Die Spulen
22 ,22a –22d sind als in dem integrierten Baustein, also insbesondere in dem Leiterplattenelement26 oder in dem MEMS-Baustein28 , integrierte Spulen6 ausgebildet. - Insbesondere weist das Leiterplattenelement
26 wenigstens eine gedruckte Leiterplatte (Printed Circuit Board, kurz PCB) auf, die einen Träger aus Isoliermaterial und wenigstens einer Leiterschicht38 aufweist. - Wie aus
4 ersichtlich, ist die Leiterschicht38 derart strukturiert, dass Windungen40 der integrierten Spulen6 ausgebildet sind. Die Windungen40 sind insbesondere spiralförmig ausgebildet, wobei an den Enden Kontaktpads ausgebildet sind, wobei einer der Kontaktpads durch eine Durchgangskontaktierung durch die Isolationsschicht geführt ist. Durch Aufeinanderlegen und Hintereinanderschalten mehrerer derartiger Leiterplatten36 mit den entsprechend spiralförmig gebildeten Windungen40 können die integrierten Spulen6 mit einer Vielzahl von Windungen40 ausgebildet werden. - Die Innenräume zentral zwischen den Windungen
40 können z.B. ausgebohrt werden und mit ferromagnetischem Material zum Bilden des Ferritkerns3 aufgefüllt werden. - Der Ferritkern kann auch durch additive Fertigungsverfahren oder durch andere Packaging-Verfahren oder mikromechanische Fertigungsverfahren in das Sensorpackage
12 eingebracht werden. Insgesamt kann der Sensorkopf10 mit den integrierten Spulen6 und dem ferromagnetischen Material zum Bilden des Jochs34 und der Kerne20 ,24 in mikromechanischer Fertigung aufgebaut werden. - Bei allen Ausführungsformen weist das Sensorpackage
12 darüber hinaus eine signalverarbeitende Elektronik4 , insbesondere in Form einer integrierten Schaltung, vorzugsweise in Form eines IC-Bausteins, mehr insbesondere in Form eines ASICs, auf, die in den Sensorkopf10 integriert ist. Auch hierzu werden vorzugsweise Packaging-Verfahren und/oder mikromechanische Fertigungsverfahren verwendet. Vorzugsweise ist die signalverarbeitende Elektronik4 mittels eines Arrays von Lötkugeln1 an die jeweiligen Kontakte der integrierten Spulen6 angeschlossen. - Das Leiterplattenelement
26 bzw. der MEMS-Baustein28 mit der signalverarbeitenden Elektronik4 kann mittels eines polymeren Materials umspritzt sein, wie dies bei den Ausführungsformen der1 und2 als Umspritzung5 dargestellt ist.3 zeigt eine „Huckepack-Anordnung“ des Leiterplattenelements26 bzw. des MEMS-Bausteins28 mit den integrierten Spulen6 und dem integrierten Ferritkern3 auf der signalverarbeitenden Elektronik4 . - Die signalverarbeitende Elektronik
4 kann mittels Draht oder Kabel7 oder einer sonstigen leitenden Verbindung mit einer Auswerteeinheit8 verbunden sein. Diese Auswerteeinheit (ECU – Electrical Control Unit) kann einen Speicher und einen Prozessor enthalten. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- BGA Ball Grid Array, Lötkugeln
- 2
- PCB mit integrierter Spule
- 3
- In PCB eingelassener Ferritkern
- 4
- Signalverarbeitende Elektronik (ASIC)
- 5
- Moldcompound (Umspritzung)
- 6
- Integrierte Spulen
- 7
- Draht oder Kabel (Leitende Verbindung)
- 8
- Auswerteeinheit ECU (electrical control unit), Speicher, Prozessor
- 9
- Messgegenstand (Welle, Zylinder, ferromagnetischer Körper)
- 10
- Sensorkopf
- 12
- Sensorpackage
- 14
- Magnetfelderzeugungseinheit
- 16
- Magnetfeldmesseinheit
- 18
- Erregerspule
- 20
- Erregerkern
- 22
- Messspule
- 22a
- erste Messspule
- 22b
- zweite Messspule
- 22c
- dritte Messspule
- 22d
- vierte Messspule
- 24
- Messkern
- 26
- Leiterplattenelement
- 28
- MEMS-Baustein
- 30
- Magnetpol
- 30a
- erster Magnetpol
- 30b
- zweiter Magnetpol
- 30c
- dritter Magnetpol
- 30d
- vierter Magnetpol
- 30e
- fünfter Magnetpol
- 32
- Flusskonzentrator
- 34
- Joch
- 36
- Leiterplatte
- 38
- Leiterschicht
- 40
- Windungen
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- US 2912642 [0002, 0006, 0042]
- DE 3031997 A1 [0002, 0030, 0042]
- US 4503714 [0002, 0042]
- EP 0136086 A2 [0002]
- EP 2397829 B1 [0002]
- EP 2615422 B1 [0002]
- DE 3031997 [0006]
- EP 0136086 [0006]
- US 4646576 [0042]
- US 4697459 [0042]
- Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- Wikipedia, „Electronic packaging“, abgerufen am 25.07.2016 [0039]
- Wikipedia, „Semiconductor packaging“ und „Integrated circuit packaging“, abgerufen am 25.07.2016 [0039]
Claims (15)
- Sensorkopf (
10 ) für einen magnetoelastischen Kraft- oder Drehmomentsensor zum Messen einer Kraft oder eines Drehmoments in einem ferromagnetischen Körper (9 ), umfassend: eine Magnetfelderzeugungseinheit (14 ) zum Erzeugen eines Magnetfelds in dem ferromagnetischen Körper (9 ) und eine Magnetfeldmesseinheit (16 ) zum Messen einer Magnetfeldänderung in dem ferromagnetischen Körper (9 ), wobei die Magnetfelderzeugungseinheit (14 ) eine Erregerspule (18 ) um einen weichmagnetischen Erregerkern (20 ) aufweist, wobei die Magnetfeldmesseinheit (16 ) mehrere Messspulen (22 ) mit einem weichmagnetischen Messkern (24 ) aufweist, wobei wenigstens die Erregerspule (18 ) und die Messspuelen (22 ,22a –22d ) in einem gemeinsamen integrierten Bauteil (26 ,28 ) integriert sind. - Sensorkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Erregerspule (
18 ) und die Messspulen (22 ,22a –22d ) an einem gemeinsamen Leiterplattenelement (26 ) und/oder MEMS-Baustein (28 ) integriert sind. - Sensorkopf (
10 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkerne (24 ) einer ersten Messspule (22a ) und einer zweiten Messspule (22b ) zum Bilden eines Magnetkreises mittels eines Jochs (34 ) aus weichmagnetischem Material verbunden sind, wobei das Joch (34 ) zumindest teilweise in das integrierte Bauteil (26 ,28 ) eingelassen oder integriert ist, und insbesondere in einer Leiterplatte (36 ) eingelassen ist oder in einem MEMS-Baustein (28 ) integriert ist. - Sensorkopf (
10 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Erregerkern (20 ) einen Flusskonzentrator (32 ) bildet, der als zentraler Magnetpol (30 ) zwischen wenigstens zwei Messspulen (22 ,22a –22d ) angeordnet ist. - Sensorkopf (
10 ) nach Anspruch 3 und nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Erregerkern (20 ) mit dem Joch (34 ) in Kontaktverbindung steht. - Sensorkopf (
10 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen ersten integrierten Baustein, insbesondere ein erstes Leiterplattenelement (26 ) oder einen ersten MEMS-Baustein (28 ), an dem wenigstens die Erregerspule (18 ) und mehrere Messspulen (22 ,22a –22d ) derart integriert vorgesehen sind, dass mehrere Magnetpole (30 ,30a –30e ) gebildet werden, und durch einen zweiten integrierten Baustein, insbesondere ein zweites Leiterplattenelement (26 ) oder einen zweiten MEMS-Baustein (28 ), in den wenigstens ein weichmagnetisches Material zum Verbinden und/oder Bilden von weichmagnetischen Kernen der Magnetpole (30 ,30a –30e ) eingelassen oder integriert ist, wobei der erste und der zweite integrierte Baustein miteinander verbunden sind. - Sensorkopf (
10 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein integrierte Schaltung, insbesondere einen IC-Baustein, mit einer signalverarbeitenden Elektronik (4 ), die an dem integrierten Baustein, insbesondere dem Leiterplattenelement (26 ) oder dem MEMS-Baustein (28 ), angeordnet oder daran angebonded oder angelötet oder als integrierter Teil des integrierten Bausteins ausgebildet ist. - Sensorkopf (
10 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem integrierten Baustein (26 ,28 ) integrierten Spulen (6 ) Windungen (40 ) aufweisen, die durch eine an einer Leitschicht (38 ) des integrierten Bausteins (26 ,28 ) ausgebildete Spirale gebildet sind. - Sensorkopf (
10 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Erregerspule (18 ), eine erste Messspule (22a ) und eine zweite Messspule (22b ) Windungen (40 ) aufweisen, die durch eine gemeinsame Leiterschicht (38 ) des integrierten Bausteins, insbesondere des Leiterplattenelements (26 ) oder des MEMS-Bausteins (28 ), gebildet sind. - Sensorkopf (
10 ) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte Baustein mit den integrierten Spulen (6 ) und den weichmagnetischen Kernen durch ein Polymer umspritzt ist. - Verfahren zum Herstellen eines Sensorkopfes (
10 ) für einen magnetoelastischen Kraft- oder Drehmomentsensor zum Messen einer Kraft oder eines Drehmoments in einem ferromagnetischen Körper (9 ), welcher Sensorkopf (10 ) eine Magnetfelderzeugungseinheit (14 ) zum Erzeugen eines Magnetfelds in dem ferromagnetischen Körper (9 ) und eine Magnetfeldmesseinheit (16 ) zum Messen einer Magnetfeldänderung in dem ferromagnetischen Körper (9 ) umfasst, wobei die Magnetfelderzeugungseinheit (14 ) eine Erregerspule (18 ) um einen weichmagnetischen Erregerkern (20 ) aufweist und die Magnetfeldmesseinheit (16 ) eine Messspule (22 ,22a –22d ) um einen weichmagnetischen Messmagnetpolkern aufweist, umfassend die Schritte: a) Vorsehen wenigstens einer Leiterplatte (36 ), Strukturieren einer Leitschicht (38 ) der Leiterplatte (36 ), um Windungen (40 ) der Erregerspule (18 ) und der Messspule (22 ,22a –22d ) auszubilden, oder b) integriertes Ausbilden von Windungen (40 ) der Erregerspule (18 ) und der Messspule (22 ,22a –22d ) durch mikromechanische Fertigung und/oder Strukturierung und/oder additive Fertigungsverfahren. - Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt a) enthält: Einbetten eines weichmagnetischen Materials in die Leiterplatte (
36 ) zum Bilden der Kerne (20 ,24 ) bzw. dass Schritt b) enthält: integriertes Ausbilden von Windungen (40 ) der Erregerspule (18 ) und der Messspule (22 ,22a –22d ) und der weichmagnetischen Kerne durch mikromechanische Fertigung und/oder Strukturierung und/oder additive Fertigungsverfahren. - Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch: Vorsehen einer zweiten Leiterplatte (
36 ) mit einem eingelagerten weichmagnetischen Material zum Bilden eines Magnetkreises mit den Kernen (20 ,24 ) und Verbinden der ersten Leiterplatte (36 ) mit den Windungen (40 ) und der zweiten Leiterplatte (36 ) derart, dass wenigstens drei magnetisch miteinander verbundene Magnetpole (30 ,30a –30e ) mit Magnetpolkernen und zumindest teilweise durch die Leiterschicht (38 ) der ersten Leiterplatte (36 ) gebildeten, die Kerne (20 ,24 ) umgebenden Spulen (18 ,20 ) gebildet werden. - Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Vorsehen eines Chips mit einer signalverarbeitenden Elektronik (
4 ) und elektrisches Verbinden von Anschlüssen des Chips mit den Spulen (18 ,22 ), um so ein Sensorpackage (12 ) zu bilden. - Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Umspritzen (
5 ) zumindest der Leiterplatte (36 ) oder des durch mikromechanische Fertigung gebildeten integralen Bausteins (28 ) mit den Spulen (18 ,22 ) und den Kernen (20 ,24 ) durch ein Polymermaterial.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/EP2017/068814 WO2018019859A1 (de) | 2016-07-25 | 2017-07-25 | Sensorkopf für einen kraft- oder drehmomentsensor |
ES17752027T ES2882327T3 (es) | 2016-07-25 | 2017-07-25 | Cabezal de sensor para un sensor de fuerza o de par |
CN201780054171.4A CN109661565A (zh) | 2016-07-25 | 2017-07-25 | 用于力或扭矩传感器的传感头 |
EP17752027.7A EP3488207B1 (de) | 2016-07-25 | 2017-07-25 | Sensorkopf für einen kraft- oder drehmomentsensor |
US16/320,846 US20190187008A1 (en) | 2016-07-25 | 2017-07-25 | Sensor Head For a Force or Torque Sensor |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016113689.1 | 2016-07-25 | ||
DE102016113689 | 2016-07-25 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102016122172A1 true DE102016122172A1 (de) | 2018-01-25 |
DE102016122172B4 DE102016122172B4 (de) | 2018-02-01 |
Family
ID=60890259
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016122172.4A Active DE102016122172B4 (de) | 2016-07-25 | 2016-11-17 | Sensorkopf für einen Kraft- oder Drehmomentsensor |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20190187008A1 (de) |
EP (1) | EP3488207B1 (de) |
CN (1) | CN109661565A (de) |
DE (1) | DE102016122172B4 (de) |
ES (1) | ES2882327T3 (de) |
WO (1) | WO2018019859A1 (de) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017107716A1 (de) | 2017-04-03 | 2018-10-04 | Trafag Ag | Drehmomentmessgeber und Drehmomentsensor sowie Herstellverfahren und Messverfahren |
WO2018193115A1 (de) | 2017-04-20 | 2018-10-25 | Trafag Ag | Sensorkopf, kombinationssensor, drehmomentmessanordnung und verfahren zum messen von drehmoment und drehzahl |
DE102017109114A1 (de) | 2017-04-27 | 2018-10-31 | Trafag Ag | Kraftsensor und Kraftmessverfahren zum Messen axialer Kräfte |
WO2019197500A1 (de) * | 2018-04-13 | 2019-10-17 | Trafag Ag | Verfahren zum herstellen einer planarspulenanordnung sowie eines damit versehenen sensorkopfes |
DE102018115008A1 (de) | 2018-06-21 | 2019-12-24 | Trafag Ag | Belastungsmessanordnung, Herstellverfahren hierfür und damit durchführbares Belastungsmessverfahren |
DE102018120400A1 (de) * | 2018-08-21 | 2020-02-27 | Trafag Ag | Belastungsmessvorrichtung und Belastungsmessverfahren |
DE102018120401A1 (de) * | 2018-08-21 | 2020-02-27 | Trafag Ag | Belastungsmessvorrichtung |
DE102018123800A1 (de) * | 2018-09-26 | 2020-03-26 | Trafag Ag | Belastungsmessanordnung mit einem Lastelement und einem Belastungssensor, Herstellungsverfahren und Belastungsmessverfahren |
EP3666559A1 (de) | 2018-12-11 | 2020-06-17 | ACPS Automotive GmbH | Kupplungseinheit |
DE102019112795A1 (de) * | 2019-05-15 | 2020-11-19 | Trafag Ag | Belastungsmessanordnung, Herstellverfahren hierfür und damit durchführbares Belastungsmessverfahren |
EP4328560A1 (de) * | 2022-08-22 | 2024-02-28 | Melexis Technologies SA | Magnetoelastische drehmomentsensorvorrichtung, system und verfahren |
WO2024042058A1 (en) * | 2022-08-22 | 2024-02-29 | Melexis Technologies Sa | Magneto-elastic torque sensor device, system and method |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3379222B1 (de) | 2017-03-22 | 2020-12-30 | Methode Electronics Malta Ltd. | Auf magnetoelastik basierte sensoranordnung |
US11135882B2 (en) | 2018-02-27 | 2021-10-05 | Methode Electronics, Inc. | Towing systems and methods using magnetic field sensing |
US11491832B2 (en) | 2018-02-27 | 2022-11-08 | Methode Electronics, Inc. | Towing systems and methods using magnetic field sensing |
US11221262B2 (en) | 2018-02-27 | 2022-01-11 | Methode Electronics, Inc. | Towing systems and methods using magnetic field sensing |
US11084342B2 (en) | 2018-02-27 | 2021-08-10 | Methode Electronics, Inc. | Towing systems and methods using magnetic field sensing |
WO2019168565A1 (en) * | 2018-02-27 | 2019-09-06 | Methode Electronics,Inc. | Towing systems and methods using magnetic field sensing |
DE102019102454B3 (de) | 2019-01-31 | 2020-08-06 | Trafag Ag | Anordnung und Verfahren zur Messung einer mechanischen Belastung eines Testobjekts unter Erfassung von Magnetfeldänderungen |
DE102019108898B4 (de) * | 2019-04-04 | 2022-08-04 | Trafag Ag | Vorrichtung und Anordnung zur Belastungsmessung an einem Testobjekt, insbesondere einer Fahrwerkskomponente |
DE102020123710A1 (de) | 2020-09-11 | 2022-03-17 | Trafag Ag | Messverfahren, Messvorrichtung, Steuerung und Computerprogrammprodukt |
CN113310605B (zh) * | 2021-05-11 | 2022-12-27 | 日照海卓液压有限公司 | 双米字轴式力传感器及其方法 |
DE102021123392A1 (de) | 2021-09-09 | 2023-03-09 | Trafag Ag | Belastungsmessanordnung und Belastungsmessverfahren zum Messen einer Belastung an einem Testobjekt mit Nebenübertragungselement |
DE102021123394A1 (de) * | 2021-09-09 | 2023-03-09 | Trafag Ag | Belastungsmessanordnung zum magnetostriktiven Messen einer Belastung an einem Testobjekt sowie Herstellverfahren |
CN116100742B (zh) * | 2023-04-11 | 2023-07-07 | 天津德科智控股份有限公司 | Pcb板的封装工艺及基于pcb板的eps扭矩传感器 |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2912642A (en) | 1953-04-18 | 1959-11-10 | Asea Ab | Method and device for indicating and measuring mechanical stresses within ferro-magnetic material |
DE3031997A1 (de) | 1980-08-25 | 1982-03-11 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren zur beruehrungslosen messung statischer und dynamischer drehmomente |
US4503714A (en) | 1982-02-19 | 1985-03-12 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh | Arrangement for non-contacting measurement of static and dynamic torques |
EP0136086A2 (de) | 1983-08-30 | 1985-04-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nichtkontaktierender Drehmomentfühler |
US4646576A (en) | 1984-05-21 | 1987-03-03 | Nissan Motor Company, Limited | Torque detector |
US4697459A (en) | 1985-09-04 | 1987-10-06 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Torque measuring apparatus |
US4712432A (en) * | 1984-11-30 | 1987-12-15 | Al Sin Seiki Kabushiki Kaisha | Torque sensor |
DE19919031A1 (de) * | 1999-04-27 | 2000-11-09 | Bosch Gmbh Robert | Magnetoelastischer Sensor und Verfahren zu dessen Herstellung |
EP1596203A1 (de) * | 2004-05-11 | 2005-11-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetisches mikro-elektromechanisches (MEMS) Sensorsystem und Verfahren zu seiner Herstellung |
EP2019302A1 (de) * | 2007-07-27 | 2009-01-28 | General Electric Company | Verfahren und System zur kontaktlosen Erfassung des Drehmoments einer Welle |
DE102012211416A1 (de) * | 2012-07-02 | 2014-01-23 | Robert Bosch Gmbh | Wirbelstromsensor und Verfahren zum Messen einer Kraft |
EP2615422B1 (de) | 2012-01-13 | 2016-03-30 | PolyResearch AG | Aktiver Sensor von mechanischer Kraft und Axialbeanspruchung |
EP2397829B1 (de) | 2010-06-21 | 2016-04-27 | PolyResearch AG | Dynamischer Signal-Drehmomentsensor. |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2033899U (zh) * | 1987-07-15 | 1989-03-08 | 第一冶金地质勘探公司探矿技术研究所 | 磁弹性扭矩传感器 |
DE4309413C2 (de) * | 1993-03-19 | 1996-03-07 | Holger Kabelitz | Magnetoelastische Dehnungsmeßeinheit zur Erfassung von Dehnungen auf einer Bauteiloberfläche |
DE19929864A1 (de) * | 1999-06-30 | 2001-01-04 | Heinrich Acker | Berührungslos messender Drehmomentsensor und Gehäuseaufbau für den Sensor |
CN102437784A (zh) * | 2011-05-13 | 2012-05-02 | 兰州大学 | 一种基于磁弹性材料的电磁式微驱动器 |
CN103727974A (zh) * | 2012-10-10 | 2014-04-16 | 无锡强力环保科技有限公司 | 四脚磁性探头的应力和残余奥氏体含量一体检测的传感器 |
DE102014215723A1 (de) * | 2014-08-08 | 2016-02-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Sensorvorrichtung mit einem Sensorelement für mechanische Spannungen und Greifer mit mechanischen Greifgliedern |
CN205192666U (zh) * | 2015-12-11 | 2016-04-27 | 恩梯恩(中国)投资有限公司 | 内置测量载荷传感器单元以及带内置测量载荷传感器单元的轮毂轴承 |
-
2016
- 2016-11-17 DE DE102016122172.4A patent/DE102016122172B4/de active Active
-
2017
- 2017-07-25 US US16/320,846 patent/US20190187008A1/en not_active Abandoned
- 2017-07-25 EP EP17752027.7A patent/EP3488207B1/de active Active
- 2017-07-25 ES ES17752027T patent/ES2882327T3/es active Active
- 2017-07-25 CN CN201780054171.4A patent/CN109661565A/zh active Pending
- 2017-07-25 WO PCT/EP2017/068814 patent/WO2018019859A1/de unknown
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2912642A (en) | 1953-04-18 | 1959-11-10 | Asea Ab | Method and device for indicating and measuring mechanical stresses within ferro-magnetic material |
DE3031997A1 (de) | 1980-08-25 | 1982-03-11 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren zur beruehrungslosen messung statischer und dynamischer drehmomente |
US4503714A (en) | 1982-02-19 | 1985-03-12 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh | Arrangement for non-contacting measurement of static and dynamic torques |
EP0136086A2 (de) | 1983-08-30 | 1985-04-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nichtkontaktierender Drehmomentfühler |
US4646576A (en) | 1984-05-21 | 1987-03-03 | Nissan Motor Company, Limited | Torque detector |
US4712432A (en) * | 1984-11-30 | 1987-12-15 | Al Sin Seiki Kabushiki Kaisha | Torque sensor |
US4697459A (en) | 1985-09-04 | 1987-10-06 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Torque measuring apparatus |
DE19919031A1 (de) * | 1999-04-27 | 2000-11-09 | Bosch Gmbh Robert | Magnetoelastischer Sensor und Verfahren zu dessen Herstellung |
EP1596203A1 (de) * | 2004-05-11 | 2005-11-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetisches mikro-elektromechanisches (MEMS) Sensorsystem und Verfahren zu seiner Herstellung |
EP2019302A1 (de) * | 2007-07-27 | 2009-01-28 | General Electric Company | Verfahren und System zur kontaktlosen Erfassung des Drehmoments einer Welle |
EP2397829B1 (de) | 2010-06-21 | 2016-04-27 | PolyResearch AG | Dynamischer Signal-Drehmomentsensor. |
EP2615422B1 (de) | 2012-01-13 | 2016-03-30 | PolyResearch AG | Aktiver Sensor von mechanischer Kraft und Axialbeanspruchung |
DE102012211416A1 (de) * | 2012-07-02 | 2014-01-23 | Robert Bosch Gmbh | Wirbelstromsensor und Verfahren zum Messen einer Kraft |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Wikipedia, „Electronic packaging", abgerufen am 25.07.2016 |
Wikipedia, „Electronic packaging", abgerufen am 25.07.2016 und Wikipedia, „Semiconductor packaging" und „Integrated circuitpackaging", abgerufen am 25.07.2016. * |
Wikipedia, „Semiconductor packaging" und „Integrated circuit packaging", abgerufen am 25.07.2016 |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017107716A1 (de) | 2017-04-03 | 2018-10-04 | Trafag Ag | Drehmomentmessgeber und Drehmomentsensor sowie Herstellverfahren und Messverfahren |
WO2018185018A1 (de) | 2017-04-03 | 2018-10-11 | Trafag Ag | Drehmomentmessgeber und drehmomentsensor sowie herstellverfahren und messverfahren |
DE102017107716B4 (de) | 2017-04-03 | 2018-11-29 | Trafag Ag | Drehmomentmessgeber und Drehmomentsensor sowie Herstellverfahren und Messverfahren |
WO2018193115A1 (de) | 2017-04-20 | 2018-10-25 | Trafag Ag | Sensorkopf, kombinationssensor, drehmomentmessanordnung und verfahren zum messen von drehmoment und drehzahl |
DE102017108471A1 (de) | 2017-04-20 | 2018-10-25 | Trafag Ag | Sensorkopf, Kombinationssensor, Drehmomentmessanordnung und Verfahren zum Messen von Drehmoment und Drehzahl |
DE102017109114A1 (de) | 2017-04-27 | 2018-10-31 | Trafag Ag | Kraftsensor und Kraftmessverfahren zum Messen axialer Kräfte |
DE102017109114B4 (de) | 2017-04-27 | 2019-03-21 | Trafag Ag | Kraftsensor und Kraftmessverfahren zum Messen axialer Kräfte |
CN112204681A (zh) * | 2018-04-13 | 2021-01-08 | 特拉法格股份公司 | 用于制造平面线圈组件的方法和设有该平面线圈组件的传感头 |
WO2019197500A1 (de) * | 2018-04-13 | 2019-10-17 | Trafag Ag | Verfahren zum herstellen einer planarspulenanordnung sowie eines damit versehenen sensorkopfes |
US11948735B2 (en) | 2018-04-13 | 2024-04-02 | Trafag Ag | Method for producing a planar coil assembly and a sensor head provided with same |
JP7145229B2 (ja) | 2018-04-13 | 2022-09-30 | トラファグ アクツィエンゲゼルシャフト | 平面コイルアセンブリの製造方法及びこれを備えたセンサーヘッド |
JP2021521645A (ja) * | 2018-04-13 | 2021-08-26 | トラファグ アクツィエンゲゼルシャフトTrafag Ag | 平面コイルアセンブリの製造方法及びこれを備えたセンサーヘッド |
DE102018115008A1 (de) | 2018-06-21 | 2019-12-24 | Trafag Ag | Belastungsmessanordnung, Herstellverfahren hierfür und damit durchführbares Belastungsmessverfahren |
DE102018120400A1 (de) * | 2018-08-21 | 2020-02-27 | Trafag Ag | Belastungsmessvorrichtung und Belastungsmessverfahren |
DE102018120401A1 (de) * | 2018-08-21 | 2020-02-27 | Trafag Ag | Belastungsmessvorrichtung |
DE102018123800A1 (de) * | 2018-09-26 | 2020-03-26 | Trafag Ag | Belastungsmessanordnung mit einem Lastelement und einem Belastungssensor, Herstellungsverfahren und Belastungsmessverfahren |
DE102018131737A1 (de) | 2018-12-11 | 2020-06-18 | ACPS Automotive GmbH | Kupplungseinheit |
EP3666559A1 (de) | 2018-12-11 | 2020-06-17 | ACPS Automotive GmbH | Kupplungseinheit |
DE102019112795A1 (de) * | 2019-05-15 | 2020-11-19 | Trafag Ag | Belastungsmessanordnung, Herstellverfahren hierfür und damit durchführbares Belastungsmessverfahren |
EP4328560A1 (de) * | 2022-08-22 | 2024-02-28 | Melexis Technologies SA | Magnetoelastische drehmomentsensorvorrichtung, system und verfahren |
WO2024042058A1 (en) * | 2022-08-22 | 2024-02-29 | Melexis Technologies Sa | Magneto-elastic torque sensor device, system and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3488207B1 (de) | 2021-07-21 |
DE102016122172B4 (de) | 2018-02-01 |
WO2018019859A1 (de) | 2018-02-01 |
US20190187008A1 (en) | 2019-06-20 |
EP3488207A1 (de) | 2019-05-29 |
ES2882327T3 (es) | 2021-12-01 |
CN109661565A (zh) | 2019-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102016122172B4 (de) | Sensorkopf für einen Kraft- oder Drehmomentsensor | |
DE102012110492B4 (de) | Magnetsensor-Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE102009023106B4 (de) | Verfahren und System zur Magneterfassung | |
DE102005027767A1 (de) | Integriertes magnetisches Sensorbauteil | |
WO2001027026A1 (de) | Elektromechanisches bauelement und verfahren zur herstellung desselben | |
DE102015108622B4 (de) | Magnetsensor-Bauelement mit ringförmigem Magnet | |
EP2149784B1 (de) | Magnetisches Wegsensorsystem | |
EP3776605B1 (de) | Verfahren zum herstellen eines mit einer planarspulenanordnung versehenen sensorkopfes | |
EP2936077B1 (de) | Sensor zum erfassen einer position eines geberelements | |
DE10354694C5 (de) | Induktiver Sensor | |
DE102011016159B3 (de) | Anordnung aus einem integrierten passiven Bauelement und einem auf einem Metallträger angeordneten Halbleiterkörper | |
DE102021118192A1 (de) | Drehmomenterfassungssensor | |
EP2936515B1 (de) | Verfahren zum herstellen eines messaufnehmers | |
WO2012069251A1 (de) | Mikro-magnetfeldsensor, mikro-magnetfeldsensorvorrichtung sowie verfahren | |
DE4234700A1 (de) | Halbleiterkompaktanordnung | |
DE102010038287B4 (de) | Magnetfeld-Sensorvorrichtung, entsprechendes Herstellungsverfahren und Magnetfeld-Messverfahren | |
DE102014108388A1 (de) | Vorform für eine Magnethalbleiterbaugruppe und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE102018123800A1 (de) | Belastungsmessanordnung mit einem Lastelement und einem Belastungssensor, Herstellungsverfahren und Belastungsmessverfahren | |
DE102015100991B4 (de) | Sensoranordnung, Schaltungsanordnung und Verfahren zum Herstellen einer Sensoranordnung | |
DE102017130752B4 (de) | Magnetsensor | |
DE102009058835A1 (de) | Sensorspule | |
DE102012218906A1 (de) | Beschleunigungssensor und Verfahren zum Herstellen eines Beschleunigungssensors | |
DE102011100485A1 (de) | Integriertes passives Bauelement | |
DE102017110752A1 (de) | Mehrdimensionale Antenne | |
DE102008048995A1 (de) | Induktiver Leitfähigkeitssensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |