DE102021103900A1 - sensor arrangement - Google Patents

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Michael Hofmann
Jörg Merkle
Philipp Springmann
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung (1) zur Bestimmung einer absoluten Winkelposition eines an einer Welle (2) axial verschiebbaren Permanentmagneten (3), wobei die absolute Winkelposition mittels eines Hall-Sensors (4) und einer mit dem Hall-Sensor (5) verbundenen Sensorsignalverarbeitung (6) ermittelbar ist, wobei der Permanentmagnet (3) relativ zum Hall-Sensor (4) drehbar an der Welle (2) angeordnet ist und der axiale Abstand des Permanentmagneten (3) zum Hall-Sensor (4) in einem vordefinierten Verhältnis zur Winkelposition des Permanentmagneten (3) veränderbar ist, so dass eine Drehung des Permanentmagneten (3) eine axiale relative Lageveränderung zwischen dem Permanentmagneten (3) und dem Hall-Sensor (4) bewirkt, wobei der Hall-Sensor (4) eine erste Hall-Platte und eine zweite Hall-Platte aufweist, wobei die erste Hall-Platte konfiguriert ist, ein die relative Winkelposition des Permanentmagneten (3) repräsentierenden erstes Signal (7) an die Sensorsignalverarbeitung (6) zu leiten und die zweite Hall-Platte konfiguriert ist, ein den axialen Abstand des Permanentmagneten (3) zum Hall-Sensor (4) repräsentierendes zweites Signal (8) an die Sensorsignalverarbeitung (6) zu leiten, wobei die Sensorsignalverarbeitung (6) aus dem ersten Signal (7) und dem zweiten Signal (8) ein die absolute Winkelposition des Permanentmagneten (3) repräsentierendes Ausgangssignal (9) berechnet.The invention relates to a sensor arrangement (1) for determining an absolute angular position of a permanent magnet (3) that can be moved axially on a shaft (2), the absolute angular position being determined by means of a Hall sensor (4) and a sensor connected to the Hall sensor (5). Sensor signal processing (6) can be determined, the permanent magnet (3) being arranged on the shaft (2) so that it can rotate relative to the Hall sensor (4) and the axial distance between the permanent magnet (3) and the Hall sensor (4) being in a predefined ratio to the angular position of the permanent magnet (3) can be changed, so that a rotation of the permanent magnet (3) causes an axial relative change in position between the permanent magnet (3) and the Hall sensor (4), the Hall sensor (4) having a first Hall -plate and a second Hall plate, wherein the first Hall plate is configured to send a first signal (7) representing the relative angular position of the permanent magnet (3) to the sensor signal processor (6), e.g u conduct and the second Hall plate is configured to conduct a second signal (8) representing the axial distance between the permanent magnet (3) and the Hall sensor (4) to the sensor signal processor (6), the sensor signal processor (6) being derived from the first signal (7) and the second signal (8) calculates an output signal (9) representing the absolute angular position of the permanent magnet (3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zur Bestimmung einer absoluten Winkelposition eines an einer Welle axial verschiebbaren Permanentmagneten, wobei die absolute Winkelposition mittels eines Hall-Sensors und einer mit dem Hall-Sensor verbundenen Sensorsignalverarbeitung ermittelbar ist.The present invention relates to a sensor arrangement for determining an absolute angular position of a permanent magnet that can be displaced axially on a shaft, the absolute angular position being able to be determined by means of a Hall sensor and sensor signal processing connected to the Hall sensor.

Die rotative Positionserfassung ist eine Standardanwendung in der Sensorik. Beispielsweise kann durch die hall-basierte Sensortechnologie der Drehwinkel, bzw. die Position eines Magneten ermittelt werden. Die Information über die Lage des Magneten kann bspw. für eine Motorkommutierung oder Positionserfassung verwendet werden.Rotary position detection is a standard application in sensor technology. For example, the angle of rotation or the position of a magnet can be determined using Hall-based sensor technology. The information about the position of the magnet can be used, for example, for motor commutation or position detection.

Durch die 2-polige Ausführung des Magneten kann ein Drehwinkel von 0° bis 360° ermittelt werden. Durch eine Verwendung eines 4-poligen Magneten ist eine höhere Auflösung möglich, jedoch reduziert sich der erfassbare Drehwinkel auf einen Bereich von 0° bis 180°. Die rotative Positionserfassung mittels eines Permanentmagneten ist grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise DE102016212173 A1 ein Verfahren zur Ermittlung einer Umdrehungszahl und einer Winkelposition eines PermanentmagnetenDue to the 2-pole design of the magnet, a rotation angle of 0° to 360° can be determined. A higher resolution is possible by using a 4-pole magnet, but the detectable angle of rotation is reduced to a range of 0° to 180°. The rotary position detection by means of a permanent magnet is basically known from the prior art. For example, disclosed DE102016212173 A1 a method for determining a number of revolutions and an angular position of a permanent magnet

Darüber hinaus sind Anwendungen bekannt, welche eine absolute Positionserfassung über mehrere Umdrehungen erfordern.
Eine derartige Positionserfassung ist zum Beispiel aus der DE102016212925 A1 bekannt. Eine absolute Positionserfassung ist bei diesen Systemen allerdings nur innerhalb des Drehwinkels von 360° bei einem 2-poligen Magneten möglich. Analog skaliert beträgt die absolute Positionserfassung bei einem 4-poligen Magneten 180°.In addition, applications are known which require absolute position detection over several revolutions.
Such a position detection is, for example, from DE102016212925 A1 known. With these systems, however, absolute position detection is only possible within the rotation angle of 360° with a 2-pole magnet. Analogously scaled, the absolute position detection for a 4-pole magnet is 180°.

Für eine absolute Erfassung der Umdrehungsanzahl ist üblicherweise ein zweiter Sensor notwendig. Eine weitere gängige Lösung ist die Zählung der Umdrehungen mittels der Software. Allerdings wird eine etwaige Bewegung im ausgeschalteten Zustand nicht erkannt.A second sensor is usually required for absolute detection of the number of revolutions. Another common solution is counting the revolutions using the software. However, any movement when switched off is not detected.

Um hier eine sichere Bestimmung einer absoluten Winkelposition zu gewährleisten, muss somit entweder ein zweiter Sensor verwendet oder nach jedem Einschalten des Sensorsystems zunächst ein Referenzpunkt angefahren wird, an dem der „Umdrehungszähler“ dann genullt werden kann.In order to ensure reliable determination of an absolute angular position, either a second sensor must be used or a reference point must be approached each time the sensor system is switched on, at which the "revolution counter" can then be zeroed.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Sensoranordnung zur Bestimmung einer absoluten Winkelposition eines an einer Welle axial verschiebbaren Permanentmagneten bereitzustellen, die die Nachteile aus dem Stand der Technik zumindest reduziert oder vollständig vermeidet.The object of the invention is therefore to provide a sensor arrangement for determining an absolute angular position of a permanent magnet that is axially displaceable on a shaft, which at least reduces or completely avoids the disadvantages of the prior art.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Sensoranordnung zur Bestimmung einer absoluten Winkelposition eines an einer Welle axial verschiebbaren Permanentmagneten, wobei die absolute Winkelposition mittels eines Hall-Sensors und einer mit dem Hall-Sensor verbundenen Sensorsignalverarbeitung ermittelbar ist, wobei der Permanentmagnet relativ zum Hall-Sensor drehbar an der Welle angeordnet ist und der axiale Abstand des Permanentmagneten zum Hall-Sensor in einem vordefinierten Verhältnis zur Winkelposition des Permanentmagneten veränderbar ist, so dass eine Drehung des Permanentmagneten eine axiale relative Lageveränderung zwischen dem Permanentmagneten und dem Hall-Sensor bewirkt, wobei der Hall-Sensor eine erste Hall-Platte und eine zweite Hall-Platte aufweist, wobei die erste Hall-Platte konfiguriert ist, die relative Winkelposition des Permanentmagneten zu erfassen und ein die relative Winkelposition des Permanentmagneten repräsentierenden erstes Signal an die Sensorsignalverarbeitung zu leiten und die zweite Hall-Platte konfiguriert ist, den axialen Abstand des Permanentmagneten zwischen Hall-Sensor und dem Permanentmagneten zu erfassen und ein den axialen Abstand des Permanentmagneten zum Hall-Sensor repräsentierendes zweites Signal an die Sensorsignalverarbeitung zu leiten, wobei die Sensorsignalverarbeitung aus dem ersten Signal und dem zweiten Signal ein die absolute Winkelposition des Permanentmagneten repräsentierendes Ausgangssignal berechnet.This object is achieved by a sensor arrangement for determining an absolute angular position of a permanent magnet that can be displaced axially on a shaft, the absolute angular position being able to be determined by means of a Hall sensor and sensor signal processing connected to the Hall sensor, with the permanent magnet being rotatable relative to the Hall sensor is arranged on the shaft and the axial distance of the permanent magnet to the Hall sensor can be changed in a predefined ratio to the angular position of the permanent magnet, so that a rotation of the permanent magnet causes an axial relative change in position between the permanent magnet and the Hall sensor, the Hall Sensor has a first Hall plate and a second Hall plate, wherein the first Hall plate is configured to detect the relative angular position of the permanent magnet and a first signal representing the relative angular position of the permanent magnet to the sensor signal processing conduct and the second Hall plate is configured to detect the axial distance of the permanent magnet between the Hall sensor and the permanent magnet and to conduct a second signal representing the axial distance of the permanent magnet to the Hall sensor to the sensor signal processing, the sensor signal processing from the first Signal and the second signal calculates an output signal representing the absolute angular position of the permanent magnet.

Die erfindungsgemäße Sensoranordnung weist durch die Verwendung von zwei Hall-Platten in nur einem Hall-Sensor den Vorteil auf, ein Magnetfeld eines Permanentmagneten in allen drei, statt lediglich zwei Raumrichtungen auswerten können. Diese dritte Raumrichtungsinformation wird erfindungsgemäß dazu genutzt, um den Messbereich auf >360°auszuweiten.Due to the use of two Hall plates in only one Hall sensor, the sensor arrangement according to the invention has the advantage of being able to evaluate a magnetic field of a permanent magnet in all three spatial directions, instead of just two. According to the invention, this third spatial direction information is used to extend the measurement range to >360°.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Hall-Sensor und die Sensorsignalverarbeitung eine bauliche Einheit bilden.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the Hall sensor and the sensor signal processing form a structural unit.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Welle als Spindel ausgebildet ist, an deren einem distalen Ende der Permanentmagnet drehfest angeordnet ist, wodurch eine absolute Positionsbestimmung des Permanentmagneten mit nur einem Sensor ermöglicht wird.According to a further preferred development of the invention, it can also be provided that the shaft is designed as a spindle, at one distal end of which the permanent magnet is arranged in a rotationally fixed manner, whereby an absolute position determination of the permanent magnet is made possible with only one sensor.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Permanentmagnet 4-polig ausgebildet ist.Furthermore, it can be provided according to a likewise advantageous embodiment of the invention hen be that the permanent magnet is formed 4-pole.

Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass eine höhere Auflösung eines vierpoligen-Magneten genutzt werden kann, ohne jedoch dabei eine bislang übliche Halbierung des Messbereichs in Kauf nehmen zu müssen.The advantageous effect of this configuration is based on the fact that a higher resolution of a four-pole magnet can be used without having to accept the hitherto customary halving of the measuring range.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Hall-Sensor koaxial sowie axial beabstandet zur Welle angeordnet ist.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, provision can be made for the Hall sensor to be arranged coaxially and at an axial distance from the shaft.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to figures without restricting the general inventive idea.

Es zeigt:

  • 1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung
It shows:
  • 1 a schematic diagram of a sensor arrangement according to the invention

Die 1 zeigt eine Sensoranordnung 1 zur Bestimmung einer absoluten Winkelposition eines an einer Welle 2 axial verschiebbaren Permanentmagneten 3.the 1 shows a sensor arrangement 1 for determining an absolute angular position of a permanent magnet 3 that is axially displaceable on a shaft 2.

Die absolute Winkelposition wird mittels eines Hall-Sensors 4 und einer mit dem Hall-Sensor 5 verbundenen Sensorsignalverarbeitung 6 ermittelt.The absolute angular position is determined using a Hall sensor 4 and a sensor signal processor 6 connected to the Hall sensor 5 .

Der 2-polige (N/S) Permanentmagnet 3 ist relativ zum Hall-Sensor 4 drehbar an der Welle 2 angeordnet. Der axiale Abstand des Permanentmagneten 3 zum Hall-Sensor 4 ist in einem vordefinierten Verhältnis zur Winkelposition des Permanentmagneten 3 veränderbar ist, so dass eine Drehung des Permanentmagneten 3 eine axiale relative Lageveränderung zwischen dem Permanentmagneten 3 und dem Hall-Sensor 4 bewirkt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist hierzu die Welle 2 als Spindel ausgebildet, an deren einem distalen Ende der Permanentmagnet 3 drehfest angeordnet ist. Die Spindel ist getrieblich mit einer drehfest angeordneten Spindelmutter 10 verbunden, so dass eine Drehung der Spindel einen axialen Versatz der Spindel gegenüber Spindelmutter 10 bewirkt. Der Hall-Sensor 4 ist ortsfest, koaxial sowie axial beabstandet zur Welle 2 angeordnet.The 2-pole (N/S) permanent magnet 3 is arranged on the shaft 2 so that it can rotate relative to the Hall sensor 4 . The axial distance of the permanent magnet 3 from the Hall sensor 4 can be changed in a predefined ratio to the angular position of the permanent magnet 3, so that a rotation of the permanent magnet 3 causes an axial relative position change between the permanent magnet 3 and the Hall sensor 4. For this purpose, in the exemplary embodiment shown, the shaft 2 is designed as a spindle, at the one distal end of which the permanent magnet 3 is arranged in a rotationally fixed manner. The spindle is geared to a non-rotatably arranged spindle nut 10 so that a rotation of the spindle causes an axial displacement of the spindle relative to the spindle nut 10 . Hall sensor 4 is stationary, coaxial and spaced axially from shaft 2 .

Der Hall-Sensor 4 weist eine erste Hall-Platte und eine zweite Hall-Platte auf, wobei die erste Hall-Platte konfiguriert ist, die relative Winkelposition des Permanentmagneten 3 zu erfassen und ein die relative Winkelposition des Permanentmagneten 3 repräsentierenden erstes Signal 7 an die Sensorsignalverarbeitung 6 zu leiten.The Hall sensor 4 has a first Hall plate and a second Hall plate, the first Hall plate being configured to detect the relative angular position of the permanent magnet 3 and a first signal 7 representing the relative angular position of the permanent magnet 3 to the Sensor signal processing 6 to direct.

Die zweite Hall-Platte ist konfiguriert, den axialen Abstand des Permanentmagneten 3 zwischen Hall-Sensor 4 und dem Permanentmagneten 3 zu erfassen und ein den axialen Abstand des Permanentmagneten 3 zum Hall-Sensor 4 repräsentierendes zweites Signal 8 an die Sensorsignalverarbeitung 6 zu leiten. Die Sensorsignalverarbeitung 6 berechnet aus dem ersten Signal 7 und dem zweiten Signal 8 ein die absolute Winkelposition des Permanentmagneten 3 repräsentierendes Ausgangssignal 9, welches einer übergeordneten Steuerung zugeführt werden kann.The second Hall plate is configured to detect the axial distance of permanent magnet 3 between Hall sensor 4 and permanent magnet 3 and to transmit a second signal 8 representing the axial distance of permanent magnet 3 to Hall sensor 4 to sensor signal processing 6 . The sensor signal processor 6 uses the first signal 7 and the second signal 8 to calculate an output signal 9 which represents the absolute angular position of the permanent magnet 3 and which can be supplied to a higher-level controller.

Der Hall-Sensor 4 und die Sensorsignalverarbeitung 6 bilden eine bauliche Einheit 5 und sind beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen.Hall sensor 4 and sensor signal processing 6 form a structural unit 5 and are accommodated, for example, in a common housing.

Die Sensoranordnung 1 weist anders ausgedrückt somit zwei verschiedene Auswertepfade für das erste und das zweite Signal 7,8 auf. Der erste Auswertepfad der ersten Hall-Platte wird zur rotativen Positionserfassung in dem definierten Winkelbereich des Permanentmagneten 3 verwendet. Dieser ermittelt die relative Position der Rotation und stellt diese mit dem ersten Signal 7 zur Verfügung. Der zweite Auswertepfad der zweiten Hall-Platte ermittelt über die Stärke, bzw. den Betrag, der magnetischen Flussdichte den axialen Abstand des Permanentmagneten 3 zu Hall-Sensor 4. Dieser wird mit dem zweiten Signal 8 zur Verfügung gestellt.In other words, the sensor arrangement 1 thus has two different evaluation paths for the first and the second signal 7 , 8 . The first evaluation path of the first Hall plate is used for rotational position detection in the defined angular range of permanent magnet 3 . This determines the relative position of the rotation and makes this available with the first signal 7 . The second evaluation path of the second Hall plate determines the axial distance of the permanent magnet 3 from the Hall sensor 4 via the strength or the amount of the magnetic flux density. This is made available with the second signal 8 .

Wenn der Permanentmagnet 3 die nun seine rotative sowie axiale Lage zu dem Hall-Sensor 4 ändert, indem er beispielsweise wie in 1 gezeigt, auf einer Spindel mit fester Steigung angebracht ist, kann die absolute Umdrehungsanzahl des Permanentmagneten 3 ermittelt werden. Dies kann auch nach einem Systemneustart der Sensoranordnung 1 erfolgen, da durch den axialen Abstand die absolute Position ermittelt wird.If the permanent magnet 3 now changes its rotational and axial position in relation to the Hall sensor 4, for example by moving as in 1 shown, mounted on a spindle with a fixed pitch, the absolute number of revolutions of the permanent magnet 3 can be determined. This can also take place after a system restart of the sensor arrangement 1 since the absolute position is determined by the axial distance.

Das erste Signal 7 und/oder das zweite Signal 8 können in der baulichen Einheit 5 von Hall-Sensor 4 und Sensorsignalverarbeitung 6 unmittelbar zu einem die absolute Winkelposition des Permanentmagneten 3 repräsentierenden Ausgangssignal 9 verarbeitet werden. Es wäre jedoch auch denkbar, dass die Bestimmung eines die absolute Winkelposition des Permanentmagneten 3 repräsentierenden Ausgangssignals 9 in einer dem Hall-Sensor 4 übergeordneten Steuerung erfolgt.The first signal 7 and/or the second signal 8 can be processed directly in the structural unit 5 by Hall sensor 4 and sensor signal processing 6 to form an output signal 9 representing the absolute angular position of the permanent magnet 3 . However, it would also be conceivable for an output signal 9 representing the absolute angular position of the permanent magnet 3 to be determined in a controller superordinate to the Hall sensor 4 .

Eine vorteilhafte Anwendung des hier gezeigten Konzeptes ist die Ermittlung der absoluten Winkelposition durch einen 4-poligen Permanentmagneten 3 mit einer gegenüber einem 2-poligen Permanentmagneten 3 erhöhten Auflösung. Durch die durch das zweite Signal 8 bereitgestellten Information des Abstandes zwischen dem Hall-Sensor 4 und dem Permanentmagneten 3 besteht die Möglichkeit zu unterscheiden, in welcher „halben“ Umdrehungszahl sich der Permanentmagnet 3 befindet.An advantageous application of the concept shown here is the determination of the absolute angular position using a 4-pole permanent magnet 3 with an increased resolution compared to a 2-pole permanent magnet 3 . The information on the distance between the Hall sensor 4 and the permanent magnet 3 provided by the second signal 8 makes it possible to distinguish in which "half" Number of revolutions the permanent magnet 3 is located.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.The invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The foregoing description is therefore not to be considered as limiting but as illustrative. The following patent claims are to be understood in such a way that a mentioned feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of other features. If the patent claims and the above description define 'first' and 'second' feature, this designation serves to distinguish between two similar features without establishing a ranking.

BezugszeichenlisteReference List

11
Sensoranordnungsensor arrangement
22
WelleWave
33
Permanentmagnetpermanent magnet
44
Hall-SensorHall sensor
55
bauliche Einheitstructural unit
66
Sensorsignalverarbeitungsensor signal processing
77
Signalsignal
88th
Signalsignal
99
Ausgangssignaloutput signal
1010
Spindelmutterspindle nut

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102016212173 A1 [0003]DE 102016212173 A1 [0003]
  • DE 102016212925 A1 [0004]DE 102016212925 A1 [0004]

Claims (5)

Sensoranordnung (1) zur Bestimmung einer absoluten Winkelposition eines an einer Welle (2) axial verschiebbaren Permanentmagneten (3), wobei die absolute Winkelposition mittels eines Hall-Sensors (4) und einer mit dem Hall-Sensor (4) verbundenen Sensorsignalverarbeitung (6) ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (3) relativ zum Hall-Sensor (4) drehbar an der Welle (2) angeordnet ist und der axiale Abstand des Permanentmagneten (3) zum Hall-Sensor (4) in einem vordefinierten Verhältnis zur Winkelposition des Permanentmagneten (3) veränderbar ist, so dass eine Drehung des Permanentmagneten (3) eine axiale relative Lageveränderung zwischen dem Permanentmagneten (3) und dem Hall-Sensor (4) bewirkt, wobei der Hall-Sensor (4) eine erste Hall-Platte und eine zweite Hall-Platte aufweist, wobei die erste Hall-Platte konfiguriert ist, die relative Winkelposition des Permanentmagneten (3) zu erfassen und ein die relative Winkelposition des Permanentmagneten (3) repräsentierenden erstes Signal (7) an die Sensorsignalverarbeitung (6) zu leiten und die zweite Hall-Platte konfiguriert ist, den axialen Abstand des Permanentmagneten (3) zwischen Hall-Sensor (4) und dem Permanentmagneten (3) zu erfassen und ein den axialen Abstand des Permanentmagneten (3) zum Hall-Sensor (4) repräsentierendes zweites Signal (8) an die Sensorsignalverarbeitung (6) zu leiten, wobei die Sensorsignalverarbeitung (6) aus dem ersten Signal (7) und dem zweiten Signal (8) ein die absolute Winkelposition des Permanentmagneten (3) repräsentierendes Ausgangssignal (9) berechnet.Sensor arrangement (1) for determining an absolute angular position of a permanent magnet (3) which can be displaced axially on a shaft (2), the absolute angular position being determined by means of a Hall sensor (4) and a sensor signal processing system (6) connected to the Hall sensor (4). can be determined, characterized in that the permanent magnet (3) is arranged on the shaft (2) so that it can rotate relative to the Hall sensor (4) and the axial distance between the permanent magnet (3) and the Hall sensor (4) is in a predefined ratio to the Angular position of the permanent magnet (3) can be changed, so that a rotation of the permanent magnet (3) causes an axial relative change in position between the permanent magnet (3) and the Hall sensor (4), the Hall sensor (4) having a first Hall Plate and a second Hall plate, wherein the first Hall plate is configured to detect the relative angular position of the permanent magnet (3) and a represe the relative angular position of the permanent magnet (3). ntenden first signal (7) to the sensor signal processing (6) and the second Hall plate is configured to detect the axial distance of the permanent magnet (3) between the Hall sensor (4) and the permanent magnet (3) and the axial Distance of the permanent magnet (3) to the Hall sensor (4) representing second signal (8) to the sensor signal processing (6), wherein the sensor signal processing (6) from the first signal (7) and the second signal (8) the output signal (9) representing the absolute angular position of the permanent magnet (3). Sensoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hall-Sensor (4) und die Sensorsignalverarbeitung (6) eine bauliche Einheit (5) bilden.Sensor arrangement (1) after claim 1 , characterized in that the Hall sensor (4) and the sensor signal processing (6) form a structural unit (5). Sensoranordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) als Spindel ausgebildet ist, an deren einem distalen Ende der Permanentmagnet (3) drehfest angeordnet ist.Sensor arrangement (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the shaft (2) is designed as a spindle, at one distal end of which the permanent magnet (3) is arranged in a rotationally fixed manner. Sensoranordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet 4-polig ausgebildet ist.Sensor arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnet has a 4-pole design. Sensoranordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hall-Sensor (4) koaxial sowie axial beabstandet zur Welle (2) angeordnet ist.Sensor arrangement (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the Hall sensor (4) is arranged coaxially and at an axial distance from the shaft (2).
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016212173A1 (en) 2016-07-05 2018-01-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Method and device for determining a number of revolutions and an angular position of a component rotatable about an axis of rotation
DE102016212925A1 (en) 2016-07-14 2018-01-18 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Permanent magnet for a sensor arrangement for determining an angular position of the permanent magnet

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016212173A1 (en) 2016-07-05 2018-01-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Method and device for determining a number of revolutions and an angular position of a component rotatable about an axis of rotation
DE102016212925A1 (en) 2016-07-14 2018-01-18 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Permanent magnet for a sensor arrangement for determining an angular position of the permanent magnet

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