JPH09178468A - 角度センサ - Google Patents
角度センサInfo
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- JPH09178468A JPH09178468A JP8305154A JP30515496A JPH09178468A JP H09178468 A JPH09178468 A JP H09178468A JP 8305154 A JP8305154 A JP 8305154A JP 30515496 A JP30515496 A JP 30515496A JP H09178468 A JPH09178468 A JP H09178468A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D15/00—Steering not otherwise provided for
- B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/249—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using pulse code
- G01D5/2492—Pulse stream
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34707—Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
- G01D5/34715—Scale reading or illumination devices
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 角度センサにとって必要なスペースを減少さ
せることと、組み立てを簡単にすることである。 【解決手段】 特に乗り物のステアリング装置のための
角度センサは、同じ構造の数個のセンサ要素を備えてい
る。このセンサ要素は周方向において分離して機構に配
置され、この機構は装置の中心軸線に対して垂直な平面
で装置に対して固定された位置で、装置の中心軸線と同
心の円に沿って固着されている。センサ要素はコードリ
ングと協働し、このコードリングは中心軸線回りに回転
可能な装置の部品に連結されている。コードリング7は
n個(ここでn>1)のコードリングセグメント8を備
えている。このコードリングセグメントはそれぞれ同じ
幾何学的構造であり、それぞれ同じコーディングを有す
る。センサ要素4と各々のコードリングセグメント8は
周方向に360°/nの角度にわたって延びている。
せることと、組み立てを簡単にすることである。 【解決手段】 特に乗り物のステアリング装置のための
角度センサは、同じ構造の数個のセンサ要素を備えてい
る。このセンサ要素は周方向において分離して機構に配
置され、この機構は装置の中心軸線に対して垂直な平面
で装置に対して固定された位置で、装置の中心軸線と同
心の円に沿って固着されている。センサ要素はコードリ
ングと協働し、このコードリングは中心軸線回りに回転
可能な装置の部品に連結されている。コードリング7は
n個(ここでn>1)のコードリングセグメント8を備
えている。このコードリングセグメントはそれぞれ同じ
幾何学的構造であり、それぞれ同じコーディングを有す
る。センサ要素4と各々のコードリングセグメント8は
周方向に360°/nの角度にわたって延びている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、同じ構造の数個の
センサ要素を備え、このセンサ要素が周方向において分
離して機構に配置され、この機構が装置の中心軸線に対
して垂直な平面で装置に対して固定された位置で、装置
の中心軸線と同心の円に沿って固着され、センサ要素が
コードリングと協働し、このコードリングが中心軸線回
りに回転可能な装置の部品に連結されている、特に乗り
物のステアリング装置のための角度センサに関する。
センサ要素を備え、このセンサ要素が周方向において分
離して機構に配置され、この機構が装置の中心軸線に対
して垂直な平面で装置に対して固定された位置で、装置
の中心軸線と同心の円に沿って固着され、センサ要素が
コードリングと協働し、このコードリングが中心軸線回
りに回転可能な装置の部品に連結されている、特に乗り
物のステアリング装置のための角度センサに関する。
【0002】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許第4300663
号明細書にこの種の角度センサが記載されている。この
角度センサには、円全体にわたって延びるプリント回路
板が組み込まれている。その結果、プリント回路板はか
なりのスペースを必要とする。ステアリング装置として
機能する装置の上方にまたはステアリング装置の所属す
る外側のステアリングコラムの上方に、プリント回路板
を組み立てなければならないので、組み立てが複雑であ
る。
号明細書にこの種の角度センサが記載されている。この
角度センサには、円全体にわたって延びるプリント回路
板が組み込まれている。その結果、プリント回路板はか
なりのスペースを必要とする。ステアリング装置として
機能する装置の上方にまたはステアリング装置の所属す
る外側のステアリングコラムの上方に、プリント回路板
を組み立てなければならないので、組み立てが複雑であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、角度
センサにとって必要なスペースを減少させることと、組
み立てを簡単にすることである。
センサにとって必要なスペースを減少させることと、組
み立てを簡単にすることである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この目的は本発明に従っ
て、コードリングがn個(ここでn>1)のコードリン
グセグメントを備え、このコードリングセグメントがそ
れぞれ同じ幾何学的構造であり、それぞれ同じコーディ
ング(コード化)を有し、センサ要素と各々のコードリ
ングセグメントが周方向に360°/nの角度にわたっ
て延びていることによって達成される。
て、コードリングがn個(ここでn>1)のコードリン
グセグメントを備え、このコードリングセグメントがそ
れぞれ同じ幾何学的構造であり、それぞれ同じコーディ
ング(コード化)を有し、センサ要素と各々のコードリ
ングセグメントが周方向に360°/nの角度にわたっ
て延びていることによって達成される。
【0005】本発明は、角度センサ全体が円周のセグメ
ントに縮小され、それによって必要スペースが円周のセ
グメントに制限される点で、技術水準と異なっている。
セグメントがステアリングコラムに側方から取付け可能
であるので、組み立てはかなり簡単になる。m−センサ
要素と関連して、コードリングセグメントは単位距離連
絡m−ビット−コードを生じる。各々のセグメント内の
角度位置がこのm−ビット−コードを介して唯一識別さ
れる。セグメントの境界を越えて角度を検出することは
例えば、基準値によるシステムの初期値設定(初期化)
によってあるいは回転方向に従って示されるように起こ
るセグメントの後続の(電子的)評価によって行われ
る。更に、直接または反射光変換器によるコードリング
セグメントの異なる透過または反射特性のような付加的
な識別特性によってセグメントを区別することができ
る。
ントに縮小され、それによって必要スペースが円周のセ
グメントに制限される点で、技術水準と異なっている。
セグメントがステアリングコラムに側方から取付け可能
であるので、組み立てはかなり簡単になる。m−センサ
要素と関連して、コードリングセグメントは単位距離連
絡m−ビット−コードを生じる。各々のセグメント内の
角度位置がこのm−ビット−コードを介して唯一識別さ
れる。セグメントの境界を越えて角度を検出することは
例えば、基準値によるシステムの初期値設定(初期化)
によってあるいは回転方向に従って示されるように起こ
るセグメントの後続の(電子的)評価によって行われ
る。更に、直接または反射光変換器によるコードリング
セグメントの異なる透過または反射特性のような付加的
な識別特性によってセグメントを区別することができ
る。
【0006】光変換器は好ましくは、光変換ユニットが
装置の中心軸線に対して垂直な平面にあるプリント回路
板に配置され、かつセンサ要素として機能し、光変換要
素によって形成された環状隙間内に設けられたコード孔
リングがコードリングとして設けられている。他の光変
換器では、装置の中心軸線に対して垂直な平面上にある
プリント回路板に配置された反射光変換ユニットが、セ
ンサ要素として設けられ、反射コードリングがコードリ
ングとして設けられている。
装置の中心軸線に対して垂直な平面にあるプリント回路
板に配置され、かつセンサ要素として機能し、光変換要
素によって形成された環状隙間内に設けられたコード孔
リングがコードリングとして設けられている。他の光変
換器では、装置の中心軸線に対して垂直な平面上にある
プリント回路板に配置された反射光変換ユニットが、セ
ンサ要素として設けられ、反射コードリングがコードリ
ングとして設けられている。
【0007】特に、反射光変換ユニットは反射コードリ
ングの外周およびまたは内周に付設されている。他の実
施形では、磁界センサがセンサ要素として設けられ、こ
の磁界センサが永久磁石コードリングによって作用する
かあるいはそれぞれ磁石と協働する。それによって、強
磁性(低い残磁性)コード孔リングが使用される。
ングの外周およびまたは内周に付設されている。他の実
施形では、磁界センサがセンサ要素として設けられ、こ
の磁界センサが永久磁石コードリングによって作用する
かあるいはそれぞれ磁石と協働する。それによって、強
磁性(低い残磁性)コード孔リングが使用される。
【0008】磁界センサの配置構造の一実施形では、各
々の磁界センサとそれに付属する各々の磁石が、強磁性
コード孔リングの片側に連続して設けられている。角度
センサの好ましい取付け寸法は、周方向に360°/5
=72°の角度を有することによって達成可能である。
々の磁界センサとそれに付属する各々の磁石が、強磁性
コード孔リングの片側に連続して設けられている。角度
センサの好ましい取付け寸法は、周方向に360°/5
=72°の角度を有することによって達成可能である。
【0009】
【発明の実施の形態】図を参照して実施の形態を説明す
る。円形ステータ1は自動車のステアリングコラムまた
はステアリング装置のステアリングシャフトに同心的に
かつ相対回転しないように取付けられている。プリント
回路板2がステータ1に取付けられている。このプリン
ト回路板は扇形のセグメントとして形成され、周方向7
2°=(360/5)°の角度にわたって延びている。
ステータ1はリングセグメントハウジング3を備えてい
る。このハウジングはプリント回路板2に対して整列
し、6個の光変換(光トランスデューサ)ユニット4の
ための保持器として、周方向72°の角度にわたって延
びている。この光変換ユニットは12°の等しい角度を
おいて配置されている。光変換ユニット4の送信要素と
受信要素は、プリント回路板2に直接接触し、環状隙間
5の両側で互いに対向するよう配置されている。環状隙
間5はステアリングシャフトの中心軸線と同心的に配置
されている。
る。円形ステータ1は自動車のステアリングコラムまた
はステアリング装置のステアリングシャフトに同心的に
かつ相対回転しないように取付けられている。プリント
回路板2がステータ1に取付けられている。このプリン
ト回路板は扇形のセグメントとして形成され、周方向7
2°=(360/5)°の角度にわたって延びている。
ステータ1はリングセグメントハウジング3を備えてい
る。このハウジングはプリント回路板2に対して整列
し、6個の光変換(光トランスデューサ)ユニット4の
ための保持器として、周方向72°の角度にわたって延
びている。この光変換ユニットは12°の等しい角度を
おいて配置されている。光変換ユニット4の送信要素と
受信要素は、プリント回路板2に直接接触し、環状隙間
5の両側で互いに対向するよう配置されている。環状隙
間5はステアリングシャフトの中心軸線と同心的に配置
されている。
【0010】回転ディスクがステアリングホイールに連
結されている。この回転ディスクは5個の同一の孔付リ
ングセグメント8を備えたコード孔リング7として示し
てある。この孔付リングセグメントはそれぞれ周方向7
2°の角度にわたって延びている。孔付リングセグメン
ト8は、コード孔リング7が回転するときに、環状隙間
5を通過する。孔付リングセグメント8は光変換ユニッ
ト4と関連して単位距離連絡コード(単位距離インター
リンクコード)を発生する。この場合、6ビッドコード
である。
結されている。この回転ディスクは5個の同一の孔付リ
ングセグメント8を備えたコード孔リング7として示し
てある。この孔付リングセグメントはそれぞれ周方向7
2°の角度にわたって延びている。孔付リングセグメン
ト8は、コード孔リング7が回転するときに、環状隙間
5を通過する。孔付リングセグメント8は光変換ユニッ
ト4と関連して単位距離連絡コード(単位距離インター
リンクコード)を発生する。この場合、6ビッドコード
である。
【0011】連続的な評価によって、単位距離連絡コー
ドは、ステアリングホイールが数回転した後でも、正確
な位置を測定することを可能にする。自動車ホイールの
同期測定によって、ステアリング全範囲にわたるステア
リングホイールの回転によってまたは他の初期値設定手
続きによって、角度センサに関係なく基準値が得られ
る。
ドは、ステアリングホイールが数回転した後でも、正確
な位置を測定することを可能にする。自動車ホイールの
同期測定によって、ステアリング全範囲にわたるステア
リングホイールの回転によってまたは他の初期値設定手
続きによって、角度センサに関係なく基準値が得られ
る。
【0012】図1に示したステアリング角度センサは、
自動車のステアリング装置の固定部品から回転部品への
信号またはエネルギーを伝達するために設けられたいわ
ゆる渦巻きばねカセットの構成部品である。図2の実施
の形態では、ステアリング装置またはステアリングコラ
ム9に固定された取付けフレーム1aはブラケット11
上にリングセグメントハウジング3を支持している。こ
のリングセグメントハウジングの取付け装置12は略示
してある。リングセグメントハウジング3はリングセグ
メント状の隙間5を有する。この隙間の両側には光変換
器が配置されている。孔付リングセグメント8を備えた
コード孔リング7は図1と同じように構成および配置さ
れている。
自動車のステアリング装置の固定部品から回転部品への
信号またはエネルギーを伝達するために設けられたいわ
ゆる渦巻きばねカセットの構成部品である。図2の実施
の形態では、ステアリング装置またはステアリングコラ
ム9に固定された取付けフレーム1aはブラケット11
上にリングセグメントハウジング3を支持している。こ
のリングセグメントハウジングの取付け装置12は略示
してある。リングセグメントハウジング3はリングセグ
メント状の隙間5を有する。この隙間の両側には光変換
器が配置されている。孔付リングセグメント8を備えた
コード孔リング7は図1と同じように構成および配置さ
れている。
【図1】第1の実施の形態の分解図である。
【図2】第2の実施の形態の分解図である。
1 円形ステータ 1a 取付けフレーム 2 プリント回路板 3 リングセグメントハウジング 4 センサ要素 5 環状隙間 7 コードリング 8 コードリングセグメント 9 ステアリングコラム 11 ブラケット 12 取付け装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デトレーフ・ケルクマン ドイツ連邦共和国、58769 ナッハロット、 エルレンウエーク、1 (72)発明者 マイク・フレンツエル ドイツ連邦共和国、58509 リユーデンシ ヤイト、アム・ラムスベルク、44 (72)発明者 ホルスト・ズートホルツ ドイツ連邦共和国、26386 ウイルヘルム スハーフエン、シユーベルトリング、
Claims (13)
- 【請求項1】 同じ構造の数個のセンサ要素を備え、こ
のセンサ要素が周方向において分離して機構に配置さ
れ、この機構が装置の中心軸線に対して垂直な平面で装
置に対して固定された位置で、装置の中心軸線と同心の
円に沿って固着され、センサ要素がコードリングと協働
し、このコードリングが中心軸線回りに回転可能な装置
の部品に連結されている、特に乗り物のステアリング装
置のための角度センサにおいて、コードリング(7)が
n個(ここでn>1)のコードリングセグメント(8)
を備え、このコードリングセグメントがそれぞれ同じ幾
何学的構造であり、それぞれ同じコーディングを有し、
センサ要素(4)と各々のコードリングセグメント
(8)が周方向に360°/nの角度にわたって延びて
いることを特徴とする角度センサ。 - 【請求項2】 センサ要素(4)が互いに同じ角度間隔
を有することを特徴とする請求項1記載の角度センサ。 - 【請求項3】 装置の中心軸線に対して垂直な平面上に
あるプリント回路板(2)に配置されている光変換ユニ
ットが、センサ要素(4)として設けられ、光変換要素
によって形成された環状隙間(5)内に設けられたコー
ド孔リングがコードリング(7)として設けられている
ことを特徴とする請求項1または2記載の角度センサ。 - 【請求項4】 装置の中心軸線に対して垂直な平面上に
あるプリント回路板(2)に配置された反射光変換ユニ
ットが、センサ要素(4)として設けられ、反射コード
リングがコードリング(7)として設けられていること
を特徴とする請求項1または2記載の角度センサ。 - 【請求項5】 反射光変換ユニットが反射コードリング
の外周およびまたは内周に付設されていることを特徴と
する請求項4記載の角度センサ。 - 【請求項6】 それぞれ磁石と協働する磁界センサがセ
ンサ要素(4)として設けられ、強磁性コード孔リング
がコードリング(7)として設けられていることを特徴
とする請求項1または2記載の角度センサ。 - 【請求項7】 各々の磁界センサとそれに付属する各々
の磁石が、強磁性コード孔リングの片側に連続して設け
られていることを特徴とする請求項6記載の角度セン
サ。 - 【請求項8】 各々の磁界センサとそれに付属する各々
の磁石が、強磁性コード孔リングの片側または両側に対
向して配置されていることを特徴とする請求項6記載の
角度センサ。 - 【請求項9】 磁界センサがセンサ要素として設けら
れ、磁化をコード化した永久磁石リングがコードリング
として設けられていることを特徴とする請求項1または
2記載の角度センサ。 - 【請求項10】 周方向の角度が360°/5=72°
であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに
記載の角度センサ。 - 【請求項11】 孔リングセグメント(8)が相対m−
センサ要素(4)と関連して単位距離連絡m−ビット−
コードを生じることを特徴とする請求項10記載の角度
センサ。 - 【請求項12】 6個のセンサ要素(4)が周方向に角
度間隔をおいて設けられていることを特徴とする請求項
10または11記載の角度センサ。 - 【請求項13】 それぞれ異なる孔リングセグメント
(8)が異なる透過能力を有することを特徴とする請求
項1〜12のいずれか一つに記載の角度センサ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19542897:8 | 1995-11-17 | ||
DE19542897 | 1995-11-17 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09178468A true JPH09178468A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=7777723
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8305154A Pending JPH09178468A (ja) | 1995-11-17 | 1996-11-15 | 角度センサ |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5818038A (ja) |
EP (1) | EP0774648B1 (ja) |
JP (1) | JPH09178468A (ja) |
DE (1) | DE59605586D1 (ja) |
ES (1) | ES2150059T3 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006030197A (ja) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Klingelnberg Gmbh | 探針ヘッドを有する装置及び測定器 |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US6155106A (en) * | 1997-10-29 | 2000-12-05 | Alps Electric Co., Inc. | Steering angle sensor unit |
DE19819664A1 (de) * | 1998-05-02 | 1999-11-04 | Eaton Controls Gmbh | Vorrichtung zur Bestimmung des Maßes der Verdrehung zwischen zwei Teilen |
US6248993B1 (en) * | 1998-08-05 | 2001-06-19 | Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg | Steering angle sensor |
FR2785385B1 (fr) * | 1998-10-29 | 2001-01-19 | Valeo Electronique | Dispositif d'encodage incremental avec une fonction poussoir |
JP3821978B2 (ja) * | 1999-02-22 | 2006-09-13 | アルプス電気株式会社 | 舵角センサユニット |
US6367337B1 (en) | 2000-05-03 | 2002-04-09 | Cts Corporation | Non-contacting sensor for measuring relative displacement between two rotating shafts |
DE10031969C2 (de) | 2000-06-30 | 2002-05-16 | Kostal Leopold Gmbh & Co Kg | Winkelsensor |
DE10107582C1 (de) * | 2001-02-17 | 2002-10-10 | Kostal Leopold Gmbh & Co Kg | Optoelektronischer Winkelsensor |
FR2821668B1 (fr) * | 2001-03-02 | 2003-05-02 | Moving Magnet Tech | Capteur de position, notamment destine a la detection de la torsion d'une colonne de direction |
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