JP6698859B2 - 回転可能な構成部品の角度位置を検出する装置 - Google Patents
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Description
Claims (10)
- 回転軸線(100)を中心に回転可能な構成部品(2)の角度位置(φ)を検出する装置(1)であって、
磁場(20)を生成するように構成された磁石(10)と、
前記磁石(10)から離間されたセンサユニット(30)と、を備え、
前記センサユニット(30)は、前記回転軸線(100)に対して実質的に直交方向に延びる測定平面(200)内の前記磁場(20)を検出し、そこから前記構成部品(2)の角度位置(φ)に対応する角度信号(48)を供給するように構成されており、前記磁石(10)または前記センサユニット(30)は、前記回転軸線(100)を中心に回転可能に配置されており、
前記センサユニット(30)は、
前記測定平面(200)内に配置された第1のセンサグループ(31)を含み、該第1のセンサグループ(31)は、前記回転軸線(100)から所定の距離(R)に配置された第1の磁気感応素子(32)と、前記回転軸線(100)に対して相対的にかつ前記第1の磁気感応素子(32)に対向して配置され当該回転軸線(100)から所定の距離に配置された第2の磁気感応素子(33)と、前記第1の磁気感応素子(32)と前記第2の磁気感応素子(33)との間の中央に配置された第3の磁気感応素子(34)と、を有しており、前記第1の磁気感応素子(32)、前記第2の磁気感応素子(33)および前記第3の磁気感応素子(34)は、それぞれ、第1の方向(202)に沿って前記磁場(20)を検出するように構成されており、
前記測定平面(200)内に配置された第2のセンサグループ(35)を含み、該第2のセンサグループ(35)は、前記回転軸線(100)から所定の距離(R)に配置された第4の磁気感応素子(36)と、前記回転軸線(100)に対して相対的にかつ前記第4の磁気感応素子(36)に対向して配置され当該回転軸線(100)から所定の距離に配置された第5の磁気感応素子(37)と、前記第4の磁気感応素子(36)と前記第5の磁気感応素子(37)との間の中央に配置された第6の磁気感応素子(38)と、を有しており、前記第4の磁気感応素子(36)、前記第5の磁気感応素子(37)および前記第6の磁気感応素子(38)は、それぞれ、前記第1の方向(202)に対して所定の角度(α)をなして延びる第2の方向(204)に沿って前記磁場(20)を検出するように構成されており、さらに、
評価ユニット(40)を含み、該評価ユニット(40)は、前記第1のセンサグループ(31)の前記磁気感応素子(32,33,34)と、前記第2のセンサグループ(35)の前記磁気感応素子(36,37,38)とに接続され、前記構成部品(2)の角度位置(φ)に対応する角度信号(48)を供給するように構成されている、装置(1)。 - 前記評価ユニット(40)は、
第1の評価素子(41)を含み、該第1の評価素子(41)は、前記第1の磁気感応素子(32)と、前記第3の磁気感応素子(34)とに接続され、前記第1の磁気感応素子(32)および前記第3の磁気感応素子(34)の信号から第1の中間信号を生成するように構成されており、
第2の評価素子(42)を含み、該第2の評価素子(42)は、前記第2の磁気感応素子(33)と、前記第3の磁気感応素子(34)とに接続され、前記第2の磁気感応素子(33)および前記第3の磁気感応素子(34)の信号から第2の中間信号を生成するように構成されており、
第3の評価素子(43)を含み、該第3の評価素子(43)は、前記第4の磁気感応素子(36)と、前記第6の磁気感応素子(38)とに接続され、前記第4の磁気感応素子(36)および前記第6の磁気感応素子(38)の信号から第3の中間信号を生成するように構成されており、さらに、
第4の評価素子(44)を含み、該第4の評価素子(44)は、前記第5の磁気感応素子(37)と、前記第6の磁気感応素子(38)とに接続され、前記第5の磁気感応素子(37)および前記第6の磁気感応素子(38)の信号から第4の中間信号を生成するように構成されている、請求項1記載の装置(1)。 - 前記評価ユニット(40)は、さらに、
第5の評価素子(45)を含み、該第5の評価素子(45)は、前記第1の評価素子(41)と、前記第2の評価素子(42)とに接続され、前記第1の中間信号および前記第2の中間信号から第1の成分信号を生成するように構成されており、
第6の評価素子(46)を含み、該第6の評価素子(46)は、前記第3の評価素子(43)と、前記第4の評価素子(44)とに接続され、前記第3の中間信号および前記第4の中間信号から第2の成分信号を生成するように構成されており、
第7の評価素子(47)を含み、該第7の評価素子(47)は、前記第5の評価素子(45)と、前記第6の評価素子(46)とに接続され、前記第1の成分信号および前記第2の成分信号から前記構成部品(2)の角度位置(φ)に対応する角度信号(48)を生成するように構成されている、請求項2記載の装置(1)。 - 前記第5の評価素子(45)および/または前記第6の評価素子(46)は、加算形成器である、請求項3記載の装置(1)。
- 前記第1の成分信号は、前記所定の角度(α)に関する余弦波信号であり、第2の方向信号は、前記所定の角度(α)に関する正弦波信号であり、前記第7の評価素子(47)は、前記第1の成分信号および前記第2の成分信号から逆正接関数を用いて、前記構成部品(2)の角度位置(φ)に対応する角度信号(48)を生成するように構成されている、請求項3または4記載の装置(1)。
- 前記第1の評価素子(41)および/または前記第2の評価素子(42)および/または前記第3の評価素子(43)および/または前記第4の評価素子(44)は、差分形成器である、請求項2から5までのいずれか1項記載の装置(1)。
- 前記磁石(10)の磁極の数は、2で割り切れる整数である、請求項1から6までのいずれか1項記載の装置(1)。
- 前記磁石(10)は、回転可能な前記構成部品(2)に取り付けられ、前記センサユニット(30)は、前記磁石(10)に対して相対的に位置固定されて配置されている、請求項1から7までのいずれか1項記載の装置(1)。
- 前記磁石(10)は、前記センサユニット(30)に対して相対的に位置固定されて配置されており、前記センサユニット(30)は、回転可能な前記構成部品(2)に取り付けられている、請求項1から7までのいずれか1項記載の装置(1)。
- 前記測定平面(200)は、実質的に前記回転軸線(100)に対して直交方向に延びている、請求項1から9までのいずれか1項記載の装置(1)。
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