KR20230042375A - 위치 센서용 검출 장치 및 이를 포함하는 검출 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위치 센서용 검출 장치 및 이러한 검출 장치를 포함하는 검출 시스템에 관한 것으로, 검출 장치는 적어도 하나의 1차 권선 및 2차 권선 회로를 포함하고, 2차 권선 회로는 적어도 하나의 1차 권선에 유도 결합된 복수의 2차 권선을 포함하며, 복수의 2차 권선은 각각 중앙 탭을 갖는 2개의 정현파 코일로 형성된다.

Description

위치 센서용 검출 장치 및 이를 포함하는 검출 시스템

본 발명은 위치 센서용 검출 장치 및 그러한 검출 장치를 포함하는 검출 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 검출 장치에 대해 회전 가능하게 배열된 센서 요소와 함께 검출 장치에 대한 센서 요소의 각위치를 검출하기 위해 위치 센서에 사용되는 검출 장치에 관한 것이다.

많은 기술 분야에서 각 애플리케이션에 지정된 정확도로 움직이는 물체의 위치를 결정하는 것이 필요하다. 이를 위해, 예를 들어 광학적, 전기적, 자기적 및 기타 상호 작용에 의해 충분히 높은 정밀도로 적어도 두 소자 사이의 상대적 위치를 측정할 수 있는 수많은 센서 시스템이 개발되어 왔다. 특히 예를 들어, 높은 작동 전류로 인해 발생할 수 있는 높은 자기장과 결합된 높은 작동 온도와 같이 매우 까다로운 환경 조건이 만연한 기술 분야에서는 위치에 따른 와전류 생성이 부품의 위치를 결정하는데 사용되는 센서 배열이 자주 사용된다. 이를 위해, 그러한 와전류 센서 배열의 일부 예에서, 와전류에 의해 야기되는 하나 이상의 코일의 댐핑이 검출되며 여기서 하나 이상의 코일은 고정 구성요소로서 제공되고 이동 구성요소는 위치에 따른 와전류가 생성되고 댐핑되는 적합한 재료로 구성되는 트랙을 갖는다. 이러한 위치에 따른 와전류 발생에 기초하여, 하나 이상의 고정 코일에 대한 이동 트랙의 위치는 유도된 감쇠와 트랙의 특정 형상의 상관관계에 의해 결정될 수 있다.

이와 관련하여 예시적인 애플리케이션은 적절한 전류 및 전압 값을 공급하기 위한 적절한 구동 신호를 결정하는 데 사용하기 위해 전기 기계의 회전자(rotor)의 위치를 결정하는 것이다. 예를 들어, 전기 기계에 대하여 매우 가변적인 회전 속도와 적당히 넓은 제어 대역폭이 요구되는 많은 경우에 회전자의 위치를 정밀하게 결정할 수 있도록 높은 시간 분해능을 갖는 센서 시스템으로부터 출력 전압 신호를 획득하는 것이 중요하다. 예를 들어, 영구하게 여자된 동기 기계 효율적인 작동과 관련하여, 예를 들어 원하는 작동이 달성되도록 고정자 권선에 적절하게 전원을 공급하기 위해 좋은 정확도를 갖는 각도 섹션 내의 극 수에 따른 회전자의 위치를 아는 것이 필요하다. 비접촉 코일 기반 센서 배열이 이러한 목적으로 자주 사용되지만 코일 및 관련 평가 전자 장치를 위해 상대적으로 큰 설치 공간이 필요하다. 전기 기계에서 센서 소자와 회전자 사이의 매우 밀접한 결합이 필요한 경우가 많으며, 그에 따라 높은 자기장과 상대적으로 높은 온도를 갖는 고전류가 센서 소자 부근에서 발생하여 코일의 출력 신호에 간섭을 일으킨다. 간섭에 대한 이러한 감수성은 또한 궁극적으로 회전자 위치의 공간 분해능 저하로 귀결된다. 하지만, 전기 기계용 센서 배열과 관련하여 높은 자기장에 대한 원하는 간섭 내성에 더하여, 예를 들어 우세 온도(prevailing temperatures), 필요한 속도 범위 등과 같은 전기 기계의 작동 조건에 대한 센서 배열의 조정 또한 요구된다.

상기 측면에 더하여, 센서 시스템의 구성요소의 제공 및 통합과 관련하여 특정 애플리케이션에 관계없이 예를 들어 대량 생산과 같은 센서 장치의 제조에 있어서 높고 일관된 정밀도에 대한 요구사항이 있다. 이를 통해 최종 애플리케이션에 설치하는 동안 시간이 많이 걸리는 조정 작업 없이도 센서 배열이 균일하게 작동할 수 있다.

US 2017/0268907은 2개의 정현파 2차 코일을 둘러싸는 직사각형 1차 코일이 있는 위치 센서를 개시한다. 이러한 코일들은 인쇄 회로 기판에 형성된다. 선형 이동을 따라 위치가 결정되는 위치 결정을 위해 위치 송신기도 여기에 제공된다.

WO 2006/074560에는 베어링에서 거리 측정을 수행하기 위해 자기 베어링 장치에 제공되는 와전류 센서가 개시된다.

US 2015/0362340 A1은 1차 코일, 복수의 2차 코일 및 센서 소자를 갖는 위치 센서를 기술한다. 코일들은 인쇄 회로 기판에 통합되어 있다.

알려진 회전자 위치 센서는, 축 주위의 2차 권선이 불가피하게 비대칭적으로 배열되기 때문에 축을 중심으로 한 전체 원에 걸쳐 균일하게 배열되지 않은 2차 권선에 의해 출력되는 신호에 오프셋이 발생하는 문제점이 있다. 또한 회전자 위치 센서의 개별 권선이 인접한 권선과 서로 다른 결합 정도를 경험하기 때문에 특히, 권선들이 전체 원의 일부에만 배열될 때 외부 권선은 내부 권선과 달리 인접한 권선이 하나만 있기 때문에 회전자 위치 센서의 위상 신호에서 오프셋이 발생한다. 순전히 회전자 위치 센서의 권선 배열로 인해 발생하는 신호의 이러한 오프셋은 보상이 제공되지 않는 한 회전자 위치 센서의 정확도에 부정적인 영향을 미치는 오류의 원인이다.

상기 제시된 종래 기술의 관점에서, 본 발명은 콤팩트한 설계에도 불구하고 높은 정밀도 및 간섭에 대한 낮은 감수성을 갖는 검출 장치 및 그러한 검출 장치를 갖는 검출 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적은 모든 2차 권선이 인접한 2차 권선에 동일한 정도로 결합되지 않는다는 사실에 의해 위치 센서용 검출 장치의 2차 권선 회로에서 발생하는 위상 오프셋을 보상함으로써 독립항인 청구항 제1항 및 제7항의 범위 내에서 달성된다. 해결책의 출발점은 외부 2차 권선이 하나의 인접한 2차 권선만 "인식"하고 내부 2차 권선이 양쪽에서 인접한 2차 권선을 "인식"함으로써 위상 정렬 불량이 발생한다는 것을 인식했다는데 있다. 이는 2차 권선 회로의 2차 권선들이 인접한 코일들에 대해 2차 권선들이 전체 원이 아닌 원의 한 부분에만 배열되어 각각의 2차 권선이 두 개의 인접한 권선을 인식하기 때문에 다른 결합을 갖는다는 것을 의미한다. 바람직하지 않은 위상 오프셋의 관점에서, 경제적 관점에서 위상 오프셋을 균일하게 보상하는 기술적 교시가 독립항들의 범위 내에서 실현되는데 이는 위상 오프셋이 위상 오프셋 보상을 실현하는 독립항에 의해 단일 문제로서 해결되기 때문이다.

제1 양상에서, 로터 위치 센서 또는 전기 기계의 로터의 위치가 아니라 예를 들어 기어박스를 통해 전기 기계의 로터에 플랜지로 연결되는 부품이나 제한된 각도 범위에서만 또는 연속적으로 회전하는 회전 부품과 같은 임의의 회전하는 부품의 위치를 검출하는 일반적인 위치센서와 같은 위치 센서 검출 장치가 제공된다. 제1 양상의 예시적인 실시 예에서, 검출 장치는 적어도 1차 권선 및 2차 권선 회로를 포함한다.

이 양상에서, 2차 권선 회로는 적어도 하나의 1차 권선에 유도 결합된 복수의 2차 권선들을 포함한다. 복수의 2차 권선들은 각각 중앙 탭이 있는 2개의 정현파 코일로 구성된다. 여기서, "정현파"는 또한 "코사인파" 또는 정현파 곡선 또는 정현파 곡선의 연속적인 변형에 의해 얻어지는 일반적인 형상의 위상 편이에 의해 얻어지는 일반적인 형상을 의미한다. 또한, "정현파"는 사인 또는 코사인 곡선의 일부분 또는 그들의 연속적인 변형에 해당하는 곡선 형태에도 적용될 수 있다.

정현파 코일은 검출 시스템의 간단한 센서 구조물 예를 들어, 1회전 동안 센서 구조물을 따라 실질적으로 일정한 폭을 갖는 스트립 형상의 센서 구조물을 사용하여 정현파 측정 신호가 생성되는 간단한 방식으로 허용하지만, 스트립은 센서 구조물을 스캐닝하는 정현파 코일이 두 중단(interruption) 사이의 중첩 영역(즉, 스트립에 투영된 즉, 스트립에 투영된 코일의 영역)을 가져 스트립이 스캔될 때 코일의 신호가 단조롭게 증가하거나 감소하는 것을 보장하는 중단을 갖는다. 각 정현파 코일의 중앙 탭은 한 번에 단일 2차 권선을 탭하는 간단한 방법을 제공한다.

예를 들어, 중앙 탭은 2차 권선들이 단일 또는 다층 정현파 평면 코일인 경우 인쇄 회로 기판의 수직 접점으로 제공될 수 있다. 이는 정현파 권선들이 정현파 도체 트랙의 형상으로 형성되거나 정현파 권선이 하나 이상의 정현파 도체 트랙 섹션으로 형성 또는 구성되는 것을 의미한다. 중앙 탭은 이 경우 인쇄 회로 기판의 수직 접점 예를 들어, 정현파 도체 트랙 섹션을 중앙에서 두 개의 하위 섹션으로 분할하거나 평면에서 보아 정현파 형상을 갖는 두 개의 하위 섹션을 본질적으로 동일한 길이의 두 트랙 섹션으로 분할하는 하나 이상의 비아의 형태로 형성된다. 여기서, "본질적으로"는 트랙 섹션의 길이에 있어서 최대 40%, 바람직하게는 최대 30% 또는 최대 20% 또는 최대 10%, 더욱 바람직하게는 최대 5%의 공차를 나타낼 수 있다. 여러 층이 다층 권선의 중앙 탭에 상호 연결될 수 있다.

이 양상의 제1 실시 예에서, 1차 권선은 평면에서 보아 복수의 2차 권선을 둘러싸는 직사각형 코일로 형성될 수 있다.

이는 1차 권선과 2차 권선 사이에 유리한 결합을 제공한다.

이 양상의 제2 실시 예에서, 복수의 2차 권선은 서로 직렬로 배열된 적어도 2개의 2차 권선의 제1 하위 세트 및 서로 직렬로 배열된 적어도 2개의 2차 권선의 제2 하위 세트를 포함할 수 있다. 이를 통해 각 하위 세트에서 2차 권선의 차동 회로 배열이 가능하다. 이 경우, 검출 장치는 저항 또는 커패시터를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 저항 또는 커패시터는 제1 하위 세트의 2차 권선과 제2 하위 세트의 2차 권선 사이에 배치될 수 있고 제1 하위 세트의 2차 권선과 제2 하위 세트의 2차 권선 사이에 배치되거나 및/또는 제1 하위 세트의 첫 번째 2차 권선과, 가능하게는 제2 하위 세트의 첫 번째 2차 권선과 병렬로 배열될 수 있는 두 번째 저항 또는 커패시터와 함께 병렬로 배열될 수 있다. 여기서 한편으로, 개별 하위 세트 사이의 위상 밸런싱이 제1 하위 세트의 2차 권선과 제2 하위 세트의 2차 권선 사이의 저항 또는 커패시터에 의해 달성될 수 있고, 다른 한편으로는 오프셋 밸런싱이 아마도 제1 하위 세트의 첫 번째 2차 권선과 병렬 배열된 저항 또는 커패시터에 의해, 가능하게는 제2 하위 세트의 첫 번째 2차 권선과 병렬 배열된 두 번째 저항 또는 커패시터에 의해 달성될 수 있다. 이는 또한 단지 하나의 회로 세그먼트에 대한 배열의 권선들이 인접한 코일 쌍의 권선들에 서로 다른 강한 결합을 갖기 때문에 그렇지 않으면 항상 발생하는 위상 오프셋에 대한 보상을 허용하고 및/또는 비대칭 코일 배열에서 발생하는 오프셋에 대한 보상을 허용한다. 여기에서 보다 유리한 실시 예에서, 개선된 온도 안정성은 커패시터와 저항의 조합에 의해 추가로 달성될 수 있다.

이 양상의 제3 실시 예에서, 적어도 하나의 1차 권선 및 2차 권선 회로는 인쇄 회로 기판에서 함께 통합될 수 있다. 이는 검출 장치가 매우 컴팩트 하게 디자인 되도록 한다.

본 명세서의 일부 특정 예시적 실시 예에서, 다수의 1차 권선과 다수의 2차 권선은 동일할 수 있고, 1차 권선은 인쇄 회로 기판에서 한번에 정확히 하나의 2차 권선에 할당되거나 정렬될 수 있다(즉, 한 쌍의 코일이 형성된다). 이 경우 1차 권선과 2차 권선 사이에 1:1 할당이 제공되어 1차 권선과 관련 2차 권선 간의 결합이 향상된다. 또한, 1차 권선 회로에서 하나 이상의 1차 권선을 사용한다는 것은 1차 권선이 차지하는 리드 플레이트의 영역이 하나의 1차 권선만 제공될 때보다 작다는 것을 의미하기 때문에 전자기 간섭 필드에 대한 감도가 감소한다. 또한, 이제 공간이 개별 1차 권선들에 인접하거나 사이에서 사용 가능해지기 때문에, 더 작은 크기의 1차 권선은 1차 권선 회로의 설계에서 공간 절약을 허용한다. 간섭 필드에 대한 큰 트래핑 영역을 제공하는 넓은 영역의 1차 권선에 대한 필요성을 제거하는 것에 추가하여, 1차 권선의 크기는 관련 2차 권선의 크기와 일치할 수 있고 이는 1차 권선과 관련 2차 권선 사이의 결합을 개선시키고 인접한 2차 권선과 관련된 1차 권선에 의한 2차 권선의 간섭을 감소시킬 수 있다.

이 실시 예의 유리한 실시 예에서, 2차 권선은 정현파 코일일 수 있다. 이 경우, 정현파 코일은 검출 시스템의 간단한 센서 구조물을 사용하여 정현파 측정 신호를 생성한다. 이때, 센서 구조물은 예를 들어, 회로 상의 센서 구조물을 따라 실질적으로 일정한 폭을 갖는 스트립형 센서 구조물이지만 센서 구조물을 스캐닝하는 정현파 코일이 중첩 영역(즉, 스트립에 투영됨)을 갖는 것을 보장하는 중단을 갖는다. 스트립은 예를 들어 복수의 2차 코일을 가질 수 있지만, 스트립은 센서 구조물을 스캐닝하는 정현파 코일이 2개의 중단 사이에 중첩 영역(즉, 스트립에 투영된 코일 영역)을 갖게 하여 스트립이 스캔될 때 코일에서 신호가 단조 증가되거나 감소하도록 하는 중단을 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 2차 권선들은 각각 중앙 탭을 갖는2개의 정현파 코일로 형성될 수 있고, 중앙 탭을 갖는 정현파 코일은 단일 2차 권선 위의 중앙 탭을 통해 쉽게 탭되는 2개의 2차 권선을 제공한다.

이 양상의 제4 실시 예에서, 2차 권선 회로는 제1 하위 세트의 첫 번째 2차 권선과 병렬로 배열된 제1 저항과 제2 하위 세트의 첫 번째 2차 권선과 병렬로 배열된 제2 저항을 더 포함할 수 있다. 제1 저항과 제2 저항은 오프셋 정합을 달성하기 위해 사용될 수 있다.

2차 권선이 축 주위의 전체 원에 걸쳐 균일하게 배열되지 않은 검출 장치에서, 축 주위의 2차 권선의 불가피한 비대칭 배열로 인해 2차 권선에 의해 출력되는 신호에서 오프셋이 발생한다. 대안적으로, 제1 저항 대신에 커패시터 및/또는 제2 저항 대신에 커패시터가 제공될 수 있다. 또한, 제1 저항과 제2 저항 중 하나만이 구비되어 하위 세트에서만 오프셋 정합이 이루어지도록 하는 반면, 이 저항 대신에 커패시터를 구비하여 하위 세트에서만 커패시터에 의해 오프셋 정합이 이루어지도록 할 수도 있다.

이 실시 예의 유리한 실시 예에서, 2차 권선 회로는 제1 커패시터 및 제2 커패시터를 더 포함할 수 있고, 제1 커패시터는 제1 하위 세트의 두 번째 2차 권선과 병렬로 배열되고, 제2 커패시터는 제2 하위 세트의 두 번째 2차 권선과 병렬로 배열된다. 이는 제1 하위 세트에서 제1 저항과 제1 커패시터의 조합 및 제2 서브세트에서 제2 저항과 제2 커패시터의 조합의 경우에 각 하위 세트에서 온도 안정성을 증가시킬 수 있다. 대안적으로, 개선된 온도 안정성이 오직 하나의 하위세트에서만 달성되도록 제1 커패시터 및 제2 커패시터 중 하나만 제공될 수 있다.

제2 양상에서, 로터 위치 센서 또는 전기 기계의 로터의 위치가 아니라 예를 들어 기어박스를 통해 전기 기계의 로터에 플랜지로 연결되는 부품이나 제한된 각도 범위에서만 또는 연속적으로 회전하는 회전 부품과 같은 임의의 회전하는 부품의 위치를 검출하는 일반적인 위치센서와 같은 위치 센서 검출 장치가 제공된다. 제2 양상의 예시적인 실시 예에서, 위치 센서용 검출 장치는 적어도 하나의 1차 권선2차 권선 회로를 포함한다. 적어도 1차 권선 회로 및 적어도 하나의 1차 권선에 유도 결합된 복수의 2차 권선들을 포함하는 2차 권선 회로를 포함하고, 복수의 2차 권선들은 서로 직렬로 배열된 적어도 2개의 2차 권선의 제1 하위 세트와 서로 직렬로 배열된 적어도 2개의 2차 권선의 제2 하위 세트를 포함하고, 2차 권선 회로는 제1 하위 세트의 2차 권선과 제2 하위 세트의 2차 권선 사이에 배열되거나 제1 하위 세트 또는 제2 하위 세트의 첫 번째 2차 권선에 병렬로 배열되는 제1 저항 또는 제1 커패시터를 더 포함한다.

이 양상의 일부 실시 예에서, 적어도 하나의 1차 권선 및 2차 권선 회로는 인쇄 회로 기판에 함께 통합될 수 있다.

이 양상의 일부 실시 예에서, 다수의 1차 권선 및 다수의 2차 권선은 동일할 수 있고 하나의 1차 권선은 인쇄 회로 기판에서 정확히 하나의 2차 권선과 정렬되거나 할당될 수 있다.

이 양상의 일부 실시 예에서, 2차 권선 회로는 각각 제1 하위 세트로부터 하나와 제2 서브 세트로부터 하나인 2개의 다른 2차 권선들 사이에 배치된 애드온 저항 또는 커패시터를 더 포함할 수 있다.

이 양상의 일부 실시 예에서, 복수의 2차 권선은 각각 중앙 탭을 갖는 2개의 정현파 코일로 형성될 수 있고 평면에서 보아 2차 권선을 둘러싸는 직사각형 코일로 형성되는 1차 권선은 하나만 제공될 수 있다.

이 양상의 일부 실시 예에서, 각 하위 세트의 2차 권선은 차동 신호가 검출 장치의 작동 중에 각 하위 세트로부터 제공되도록 하나 이상의 1차 권선에 대해 유선 방식으로 2차 권선 회로에 배열될 수 있다.

이 양상의 일부 실시 예에서, 상기 2차 권선 회로는 제1 커패시터 및 제2 커패시터를 더 포함할 수 있고, 제1 커패시터는 제1 하위 세트의 두 번째 2차 권선과 병렬로 배열되고 제2 커패시터는 제2 하위 세트의 두 번째 2차 권선과 병렬로 배열된다.

제3 양상에서, 검출 시스템이 제공된다. 예시적인 실시 예에서, 검출 시스템은 제1 및 제2 양상 중 하나에 따른 검출 장치와 검출 장치에 대해 회전 가능하게 배열된 센서 요소를 포함하고, 센서 요소는 전기 전도성 소재로 형성된 센서 구조물을 포함한다.

제3 양상의 검출 시스템에서, 검출 장치와 센서 요소 사이의 각위치는 센서 요소가 검출 장치에 대해 이동할 때 유리하게 검출된다. 예를 들어, 특정 응용 분야에서 전기 기계의 로터일 수 있는 로터의 회전 운동으로 인한 센서 요소와 검출 장치 사이의 상대적인 회전 운동은 검출 장치에 대한 센서 요소의 순간적인 위치에 따라 2차 권선에 유도 전압을 생성할 수 있다. 다시 말해서, 1차 권선 회로에 의해 생성된 자기장이 센서 요소에 의해 변조되고 변조된 자기장은 검출 장치의 2차 권선들에서 1차 권선 회로에 적용된 센서 요소의 센서 구조물에 의해 변조된 신호를 나타내는 전압 신호를 유도한다. 이때, 센서 구조물은 각도에 따라 변하는 검출 장치에 대한 센서 요소의 회전(revolution)을 따르는 센서 구조물의 모양(shape) 또는 형상(form)을 갖는다.

제1 및/또는 제2 양상에 따른 검출 장치에서, 1차 및 2차 권선들은 에어 코일들(air coils)로 제공될 수 있으며, 이는 1차 및 2차 권선들이 자화 가능한 코어 없이 제공됨을 의미한다. 이 경우, 외부 자기장은 코일에 자기 코어 소재가 없기 때문에 자화 또는 포화에 기여하지 않거나 허용 가능한 정도까지만 기여하여, 획득된 출력 신호가 예를 들어 전기 기계에서 발생하는 큰 자기장의 간섭에 상대적으로 영향을 받지 않는다. 따라서, 적어도 부분적으로 전기/자기 전도성 소재로 구성되는 경우 센서 구조물의 와전류 손실은 검출 장치의 출력 신호에 영향을 미치도록 이용되어 제1 양상 및 제2 양상에 따른 검출 장치가 전자파 영향에 따른 간섭에 영향을 받지 않게 된다. 예를 들어, 에어 코일들은 적절한 기판 또는 인쇄 회로 기판 또는 연성 회로 기판(FPCB)과 같은 캐리어에 감겨 부착된다.

본 발명의 상기 양상의 추가적인 이점 및 예시적인 실시 예는 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 설명된다.

본 발명에 의하면 콤팩트한 설계에도 불구하고 높은 정밀도 및 간섭에 대한 낮은 감수성을 갖는 검출 장치 및 그러한 검출 장치를 갖는 검출 시스템을 제공할 수 있다.

도 1a-1b는 일부 예시적인 실시 예에 따른 로터 위치 센서를 평면도로 개략적으로 도시하며, 도 1b는 도 1a의 라인 1b-1b를 따른 단면도이다.
도 2는 다른 예시적인 실시 예에 따른 로터 위치 센서의 절단 사시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 일부 예시적인 실시 예에 따른 검출 장치를 평면도로 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 일부 예시적인 실시 예에 따른 검출 장치의 결과적인 출력 신호와 센서 구조물에 대한 2차 권선들의 배열을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 일부 예시적인 실시 예에 따른 센서 구조물에 대한 개별 2차 권선들의 배열을 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 일부 예시적인 실시 예에 따른 1차 권선 및 복수의 2차 권선을 상면도로 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 일부 예시적인 실시 예에 따른 중앙 탭을 갖는 2차 권선을 상면도로 개략적으로 도시한다.
도 8은 일부 예시적인 실시예에 따른 다수의 권선 및 중앙 탭을 갖는 2차 권선들을 상면도로 개략적으로 도시한 것이다.
도 9는 일부 예시적인 실시 예에 따른 검출 시스템의 회로도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 10은 일부 예시적인 실시 예에 따라 한 쌍의 코일이 인쇄 회로 기판에 배열되어 있는 검출 시스템의 단면도를 도시한 것이다.
도 11은 일부 다른 예시적인 실시 예에 따른 검출 시스템의 회로도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 12는 또 다른 예시적인 실시 예에 따른 검출 시스템의 회로도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 13은 일부 예시적인 실시 예에 따른 복수의 1차 권선의 회로도를 개략적으로 도시한 것이다.

아래에서 설명되는 다양한 예시적인 실시 예는 로터 위치 센서들에서의 검출 장치들의 적용에 관한 것일 수 있다. 이와 관련하여, 예시적인 실시 예에 따른 로터 위치 센서는 일반적으로 검출 시스템의 검출 장치와 검출 시스템의 센서 요소 사이의 각위치를 검출하기 위한 검출 시스템을 포함한다. 이와 관련하여, 센서 요소는 완전히 회전(즉, 검출 장치에 대한 센서 요소의 회전축을 중심으로 360° 회전)할 때 각도가 변하는 전기/자기 전도성 소재로 형성된 센서 구조물을 가져서 검출 장치와 센서 요소 사이의 각위치를 검출한다.

검출 장치의 1차 권선 회로는 센서 요소의 센서 구조물에 의해 변조되는 자기장을 생성한다. 상응하게 변조된 자기장은 순차적으로 검출 장치의 복수의 2차 권선에서 상응하게 변조된 전기 신호를 유도한다. 자기장을 발생시키는 1차 권선 회로에 인가되는 전기 신호와 이에 대응하여 2차 권선들에서 출력되는 전기 신호를 비교하여 센서 요소와 검출 장치 사이의 각위치를 유추할 수 있다.

도 1a, 도 1b 및 도 2를 참조하여, 검출 시스템의 검출 장치와 검출 시스템의 센서 요소 사이의 각위치를 검출하기 위한 검출 시스템을 갖는 로터 위치 센서에 대한 2개의 대안적인 실시 예가 설명된다.

도 1a는 전기 기계의 로터 위치 센서(1)의 측면도를 개략적으로 도시한다. 여기서, 센서 구조물(3)은 로터, 예를 들어 전기 기계의 로터(2)의 축방향 표면에 부착되고 로터와 함께 움직일 수 있다. 예시적인 예에서, 전기 기계는 전기 정류를 위해 각도 신호가 사용되는 영구 자기적으로 여기된 기계일 수 있다. 또한, 센서 구조물(3)의 축방향 반대편에 배열된 검출 장치(4)가 제공된다. 센서 구조물(3) 및 검출 장치(4)는 로터 위치 센서(1)용 검출 시스템을 형성하고, 여기서 센서 구조물(3)은 검출 장치(4)에 대해 회전 가능하게 배열된다.

예시적인 실시 예에 따르면, 센서 구조물(3)은 적합한 캐리어 소재(7a)에 적용되거나 샤프트(2a)에 안착된 로터(2)의 베이스 소재에 직접 장착된다. 로터(2)의 베이스 소재는 자석 등과 같은 전기 기계의 부품을 고정하기 위한 소재와 같이 로터(2)의 기능에 요구되는 소재로 이해되어야 한다.

도 1b는 도 1a의 1b-1b 선을 따른 단면을 도시하며, 이 실시 예에서 센서 구조물(3)은 로터(2)의 완전한 기계적 회전에 걸쳐 주기적으로 연장되는 단일 트랙(3a)을 갖는다(즉, 로터(2)의 샤프트(2a)를 회전축으로 하는 360° 회전). 그러나 본 발명은 이에 제한되지 않으며 대신 트랙(3a)은 실질적으로 일정한 폭의 스트립(도 1b에 도시된 주기적으로 변하는 폭 없이, 여기서 주기적 중단이 스트립에 제공됨) 또는 로터(2)의 완전한 기계적 회전에 걸쳐 단조롭게 변하는 폭을 갖는 스트립으로 형성될 수 있다. 일부 예시적인 실시 예에 따르면, 센서 구조물(3)은 도 1b에 도시된 트랙(3a) 대신에 반복되는 삼각형 구조를 가질 수 있다. 그러나, 와 같은 직사각형 등과 같이 위치에 따른 인덕턴스 변화를 초래하는 다른 모양들도 사용될 수 있다. 일부 예시적인 예에서, 센서 구조물(3)은 예를 들어 알루미늄, 강철, 구리, 인쇄 회로 기판, 하나 이상의 전도층 또는 금속화된 플라스틱을 포함할 수 있다 일반적으로, 센서 구조물(3)은 단순한 전기 전도성일 수 있으며, 특히 센서 구조물은 비자성 또는 자화성일 수 있어서 전기 전기 전도성이 없는 로터(2)의 지지 부재에 매립되거나 부착되는 전도성 부품을 포함할 수 있다. 그러나 이에 본 발명이 제한되는 것은 아니며 센서 구조물은 로터(2)의 지지 부재에 매립되거나 부착된 자성 또는 자화 가능한 재료로 형성될 수 있다.

도 2를 참조하면, 절단 사시도는 예시적인 실시 예에 따른 로터 위치 센서(10)를 개략적으로 도시하며, 여기서 로터 위치 센서(10)는 모터에 부착되고 도 1a 및 1b의 로터 위치 센서(1)에 대한 대체 실시 예로 구성된다. 이 경우, 로터 위치 센서(10)는 검출 장치(12)와 센서 구조물(14)로 형성되는 검출 시스템을 가지며, 센서 구조물(14)은 검출 장치(12)에 대하여 로터 축(R)을 중심으로 회전 가능하도록 배열된다. 여기서 센서 구조물(14)은 로터의 방사형 표면, 예를 들어 전기 기계의 로터(18)에 부착되고, 함께 움직일 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 모터는 모터의 고정자에 권선된 고정자 코일(19)을 가진다. 센서 구조물(14)은 센서 구조물(3)에 따라 형성될 수 있으며, 이와 관련하여 상기 설명이 참조된다.

도 2의 실시 예에 따르면, 검출 장치는 모터의 모터 하우징(16)의 외부에 있는 센서 구조물(14)에 대하여 방사상으로 대향 배치되고, 고정자 코일(19)은 로터(18)에 대해 안착된다. 도 2의 도시에서, 모터 하우징(16)은 도 2의 사시도에서 모터 하우징(16)에 의해 가려지는 검출 장치(12) 아래에 배치된 센서 구조물(14)를 표시하기 위해 부분적으로 절단 개방되어 있다.

일부 예시적인 실시 예에 따르면, 검출 장치(12)는 복수의 권선(미도시)과 권선으로부터 출력되는 신호를 처리하여 위치 신호, 예를 들어 전압 진폭, 차동 전압, 전류 진폭, 차동 전류, 주파수, 위상각 등과 같은 전기 신호로 출력하는 전자 회로(미도시)를 포함할 수 있으며, 여기서 전기 신호는 검출 장치(12)에 대해 로터(18)의 각 회전 위치를 획득하도록 한다.

도 3을 참조하여, 검출 장치(20)의 일부 예시적인 실시 예를 아래에서 보다 상세히 설명한다. 검출 장치(20)는 회로 기판(22)을 포함하며, 복수의 2차 권선(24a, 24b, 24c, 및 24d)과 같은 복수의 코일 이 회로 기판(22)에 나란히 배열되어 있다. 또한, 적어도 하나의 1차 권선(미도시)이 회로 기판(22)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 1차 권선(미도시)이 제공될 수 있고, 이 1차 권선(미도시)은 도 3에 도시된 평면도에서 2차 권선(24a 내지 24d)을 둘러싸고 있을 수 있다.

대안적으로, 2개의 1차 권선(미도시)이 제공될 수 있는데, 여기서 1차 권선(미도시) 중 하나는 도시된 평면도에서 2개의 인접한 2차 권선(24a 및 24b)을 둘러쌀 수 있고, 1차 권선(미도시) 중 다른 하나는 도시된 평면도에서 2개의 인접한 2차 권선(24c 및 24d)을 둘러쌀 수 있다. 다른 대안으로, 4개의 1차 권선(미도시)이 제공될 수 있고, 이들 1차 권선(미도시) 각각은 실질적으로 2차 권선(24a 내지 24d) 중 각각의 하나에 겹쳐질 수 있다.

2차 권선들(24a 내지 24d)은 직사각형 코일일 수 있다(도 3의 점선으로 도시됨). 직사각형이라는 용어는 직사각형(예컨대, 사다리꼴)을 변형(직사각형의 적어도 한 변을 늘리거나 압축)하여 직사각형으로부터 발생하는 형상을 나타내거나 직사각형인 것으로 이해된다. 이러한 맥락에서 선을 점으로 압축하는 것도 "변형"이라는 용어에 해당하는 것으로 이해되므로 직사각형도 삼각형으로 변형될 수 있다.

일부 예시적인 실시 예들에 따르면, 인쇄 회로 기판(22)은 도 1a 및 도 1b의 로터 위치 센서에 사용될 수 있으며, 인쇄 회로 기판(22)은 도 1b의 맥락에서 참조 번호 4에 의해 식별된다. 이 경우, 직사각형이라는 용어는 (전술한 바와 같이) 변형되어 직사각형으로부터 형성될 수 있는 형상을 나타내는 것으로 이해되어야 하며, 또한, 도 1b에 따른 축 방향 배열에서 변형된 직사각형의 적어도 하나의 방사면은 회로 기판(22)에서 도 1b의 축(2a)을 중심으로 한 방사선의 곡률에 실질적으로 대응하는 곡률을 가질 수 있다(이와 관련하여 도 1b의 참조번호 4를 참조). 즉, 상응하는 곡률의 방사형 측면은 도 1b의 샤프트(2a)에 대한 방사형 측면의 위치에서 샤프트(2a) 주변의 아치형 부분과 대응할 수 있다.

다른 예시적인 실시 예에 따르면, 인쇄 회로 기판(22)은 도 2의 센서 구조물(14)를 향하는 도 2의 검출 장치(12)의 하부 표면에 의해 도 2의 맥락에서 인쇄 회로 기판(22)을 식별할 수 있도록 도 2의 로터 위치 센서에 삽입될 수 있을 것이다. 도 2의 검출 장치(12)의 이 하부 표면은 평면일 수도 있고, 도 2의 검출 장치(12)의 하부 표면의 위치에서 도 2의 로터 축(R)을 중심으로 아치형 부분을 따라 형성될 수도 있다. 이 경우, 직사각형이라는 용어는 (전술한 바와 같이) 변형하여 직사각형으로부터 형성될 수 있는 형상을 나타내는 것으로 이해되어야 하며, 또한 도 2에 따른 방사형 배열에서 변형된 직사각형의 적어도 하나의 방사형 면은 회로 기판(22)에서 도 2의 회전자 축(R)을 중심으로 한 방사형 선상의 곡률에 실질적으로 대응하는 곡률을 가질 수 있다(이와 관련하여 도 2의 포착 장치(12)의 하부 표면을 참조). 또한, 도 2를 참조하여 도 2의 검출 장치(12)의 요소로서의 응용에서, 인쇄 회로 기판(22)은 도 2의 검출 장치(12) 내에서 인쇄 회로 기판의 표면 법선이 도 2의 로터 축(R)에 대한 회전에 대하여 반경 방향에 대하여 평행하도록 배향될 수 있다.

도 3을 참조하면, 2차 권선(24a 내지 24d)의 점선으로 표시된 바와 같이, 2차 권선(24a 내지 24d)이 인쇄 회로 기판(22)의 재료에 통합되는 실시 예가 도시되어 있다. 이는 까다로운 환경 조건에서도 2차 권선(24a 내지 24d)의 향상된 무결성을 제공한다. 이를 위해, 2차 권선들(24a 내지 24d)은 캐리어 재료의 유무에 관계없이 적절한 재료로 오버몰딩되거나 포팅될 수 있고, 하우징에 설치되거나 인쇄 회로 기판만 제공될 수 있다. 2차 권선이 오버몰딩되거나 포팅될 때, 2차 권선들(24a 내지 24d) 각각이 반드시 인쇄 회로 기판(22)의 재료에 완전히 매립될 필요는 없지만, 2차 권선들(24a 내지 24d) 각각의 상부 도체 표면이 노출되도록 방치되거나 2차 권선들(24a 내지 24d)의 적용 범위가 작을 수 있어서, 인쇄 회로 기판(22) 재료의 두께와 함께 센서 구조물(도시되지 않음)에 대하여 원하는 간극이 얻어질 수 있다. 대안적으로, 2차 권선들은 회로 기판(22)에 실장되고 회로 기판(22)의 외부 연결부(미도시)를 통해 회로 기판(22)의 전기 리드(미도시)에 연결될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 도시된 검출 장치들의 치수가 도시된 센서 구조물의 원주 길이에 비해 작기 때문에, 도시되지 않은 2차 권선들 및 그에 대응하는 1차 권선(들)은 고정자의 원호 세그먼트 상에만 배치된다는 점에 유의한다.

도 4를 참조하여, 일부 예시적인 실시 예에 따른 센서 구조물과 2차 권선들 사이의 관계 및 2차 권선들로부터 출력되는 전기 신호에 대해 설명한다.

도 4는 복수의 2차 권선(50)에 대한 센서 요소(37)의 센서 구조물(36)의 배열을 개략적으로 나타낸 것이다. 복수의 2차 권선(50)은 예시에 따라 직사각형 권선으로 형성되고 센서 구조물(36)에 대해 나란히 배열된 4개의 2차 권선(34a, 34b, 34c 및 34d)에 의해 형성된다. 여기서 센서 구조물(36)은 앞의 도면을 참조하여 전술한 바와 같은 구조를 나타내므로, 여기서는 전술한 설명을 더 이상 반복하지 않는다. 특히, 센서 구조물(36)는 전기 전도성 물질로 형성된 구조물을 나타내며, 이는 단일 또는 복수의 주기적 방식으로 로터(미도시)의 회전을 따라 형성되며, 예를 들어, 센서 구조물(36)의 적어도 하나의 주기는 로터(미도시)의 완전한 1 회전을 나타낸다.

도 4를 참조하면, 2차 권선들(34a 내지 34d)은 센서 구조물(36)에 대해 나란히 배치되어, 2차 권선들(34a 내지 34d)이 센서 구조물(36)의 주기를 따라 서로 실질적으로 등거리로 배치되도록 한다. 따라서, 2차 권선들(34a 내지 34d)은 각각 센서 구조물(36)의 섹션과 연관될 수 있고, 따라서 센서 구조물(36)은 센서 구조물(36)의 주기를 따라 실질적으로 동일한 크기의 4개의 섹션으로 분할된다. 즉, 2차 권선들은 센서 구조물(36)의 주기에 대해 센서 구조물(36)의 주기의 1/4만큼 서로 오프셋된다. 따라서, 2차 권선(34a)은 2차 권선(34b)과 센서 구조물(36) 주기의 1/4의 관계를 가지며, 2차 권선(34a)은 2차 권선(34c)과 센서 구조물(36) 주기의 1/2의 관계를 가지며, 2차 권선(34a)은 2차 권선(34d)과 센서 구조물(36) 주기의 3/4의 관계를 가진다.

도 4의 개략도를 참조하면, 2차 권선들(34a 내지 34d)에 연결된 신호 처리 회로(32)가 더 도시되어 있으며, 이는 2차 권선들(34a 내지 34d)에 의해 출력되는 전기 신호를 수신하고, 이를 처리하여 처리된 신호들(30)로 출력하는 회로이다. 일부 예시적인 예에서, 신호 처리 회로는 필터링 및/또는 오프셋 밸런싱 및/또는 위상 밸런싱을 수행할 수 있으며, 이는 아래에서 보다 상세히 논의될 것이다. 이와 관련하여, 2차 권선들(34a 및 34c)은 서브세트(35a)에서 상호 연결되고 신호 처리 회로(32)에 전기 신호를 출력한다. 또한, 2차 권선(34b 및 34c)은 서브세트(35b)에서 서로 상호 연결되고 신호 처리 회로(32)에 전기 신호를 출력한다.

도 4에 도시된 처리된 신호(30)는 센서 구조물(36)의 주기에 정확히 대응하는 시간 간격에 걸쳐 예시된다. 즉, 도시된 시간 간격은 복수의 2차 권선(50)이 센서 구조물(36)의 전체 주기를 스윕 또는 스캔하는 간격을 나타낸다. 여기서, 센서 구조물(36)과 관련하여, 서브세트(35a)로부터 출력되는 신호는 처리된 신호(30)에서 "sine"으로 표시되고, 서브세트(35b)로부터 출력되는 신호는 처리된 신호(30)에서 "cosine"으로 표시된다. 이러한 sine 및 cosine 신호는 센서 구조(36)에 대한 2차 권선(34a 내지 34d)의 각위치 및 회전 방향을, 그에 따라 센서 구조(36)에 대한 2차 권선을 포함하는 검출 장치를 명확하게 식별할 수 있게 한다.

도 5를 참조하면, 개별 2차 권선(64a 내지 64d)이 센서 구조물의 서로 다른 섹션(64a 내지 64d)에 대해 동시에 도시되어 있다. 여기서, 2차 권선(64a 및 64b)에 의해 스캔된 섹션(63a 및 63b) 사이에는 센서 구조물의 주기에 대해 180°의 각위치가 있음을 알 수 있다. 마찬가지로, 보조 권선(64c 및 64d)에 의해 스캔된 섹션(63c 및 63d) 사이에는 센서 구조의 한 주기에 대해 180°의 각위치가 존재한다. 반면에, 2차 권선(64a 및 64c)에 의해 스캔된 섹션 (63a 및 63c) 사이에는 센서 구조물의 한 주기에 대해 90°의 각위치가 있고, 2차 권선(64b 및 64d)에 의해 스캔된 섹션(63c 및 63d) 사이에는 센서 구조물의 한 주기에 대해 90°의 각위치가 있다.

도 5를 참조하면, 도 5의 2차 권선들(64a 내지 64d)은 2차 권선들(34a 내지 34d)과 식별될 수 있으며, 이 경우, 섹션들(63a 내지 63d)은 동일한 기간에 대응하는 2차 권선들(34a 내지 34d)에 의해 스캔되는 센서 구조물(36)의 섹션을 나타낸다.

도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 실시 예에서, 센서 구조물은 센서 요소 상에 또는 센서 요소에 정현파 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 정현파 형상은 센서 구조물이 정현파 트랙 형태의 감쇠 표면을 형성할 수 있고, 이에 따라 검출 장치에 의해 검출된 전기 신호가 정현파 방식으로 영향을 받아 쉽게 평가될 수 있기 때문에 유리하다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니며 원칙적으로 위에서 언급한 바와 같이 다른 센서 구조를 사용할 수 있다. 일반적으로 센서 구조물은 센서 구조물을 검출하는 검출 장치에 의해 검출된 전기 신호를 전체 회전에 따른 센서 구조물에 대한 검출 장치의 위치 또는 각위치에 명확하게 할당할 수 있는 한, 전체 회전에서 반드시 다중 주기적일 필요는 없다.

다양한 실시 예에 대한 전술한 설명에 따라, 일부 예시적인 실시 예에 따른 검출 시스템에서, 센서 요소에 의해 변조된 출력 신호는 센서 요소의 센서 구조에 대응하는 출력 신호의 진폭 및/또는 위상 및/또는 주파수가 검출 장치에 대한 센서 요소의 회전 이동 과정에서 변경되는 다양한 2차 권선의 서브세트(예컨대, 도 4의 서브세트 35a 및 35b 참조)에 의해 제공된다. 2차 권선의 서브세트는 센서 구조에 대해 정의될 수 있으며, 두 서브세트에서 출력되는 전기 신호는 센서 구조의 주기에 대해 서로에 대해 90°의 위상 오프셋을 갖는다. 이를 통해 서로 정현파 및 코사인파 관계를 가지므로 알려진 방법으로 쉽게 평가할 수 있는 서브세트의 출력 신호를 제공할 수 있다. 서브세트 내에서, 2차 권선은 센서 구조의 한 주기에 대해 180°의 위상 오프셋 또는 센서 구조의 한 주기에 대해 360°의 위상 오프셋을 갖는 전기 신호를 제공하는 방식으로 서로에 대해 배열될 수 있다. 위상 오프셋이 180°인 경우, 서브세트의 2차 권선에 의해 출력되는 신호는 서브세트의 차동 출력 신호로 제공되어 서브세트의 각 2차 권선에 의해 생성되는 동일한 노이즈 신호가 보상될 수 있다.

도 6 내지 도 8을 참조하여, 2차 권선이 정현파 코일인 예시적인 실시 예를 설명한다. 정현파 2차 권선의 경우, 센서 요소의 센서 구조가 완전한 회전에 따라 변화하는 구조를 가질 필요는 없다. 정현파 2차 권선에 의해 주기적으로 변화하는 센서 구조가 검출되면 주기적으로 변화하는 센서 구조에 따라 수정된 정현파 신호인 전기 출력 신호가 생성된다. 예를 들어, 정현파 2차 권선으로 스캔한 정현파 센서 구조는 sin2에 비례하는 전기 신호를 생성한다.

도 6을 참조하여, 검출 장치(100)가 개략적으로 도시되어 있다. 검출 장치(100)는 1차 권선(110)과 정현파 코일(120a) 및 정현파 코일(120b)에 의해 제공되는 복수의 2차 권선을 포함한다. 1차 권선은 도시된 평면도 상에서 복수의 2차 권선을 둘러싸는 직사각형 코일을 나타낸다. 검출 장치(100)의 인쇄 회로 기판은 도시되지 않았다.

각각의 정현파 코일(120a 및 120b)은 정현파 모양과 관련하여 서로 위상이 180° 다른 두 개의 정현파 코일 섹션으로 형성된다. 따라서, 예시적으로, 각각의 정현파 코일(120a 및 120b)은 모양이 ∞와 유사하다. 구체적인 예시적인 예들에서, 정현파 코일(120a) 및 정현파 코일(120b)은 형상이 실질적으로 일치할 수 있지만, 정현파 형상에 대해 90° 오프셋될 수 있다. 이는 해당 코일을 쉽게 대량 생산할 수 있고 정현파 신호의 출력을 보장할 수 있는 유리한 예이지만 제한적인 것은 아니다.

정현파 코일(120a 및 120b)은 개별적으로 그리고 서로 여러 번 겹치기 때문에, 정현파 코일(120a 및 120b)은 바람직하게는 다층 코일로 형성되며, 개별 층들 사이의 수직 접점(V)이 전기적 연결을 제공한다. 2차 권선 및 1차 권선(110)과 관련하여, 수직 접점은 또한 외부 접점 역할을 한다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니며, 브리지 접점과 같은 오버패스 및/또는 언더패스만이 교차가 발생하는 지점에 제공될 수 있으며, 이 경우 2차 권선은 브리지 접점을 제외하고 인쇄 회로 기판의 동일한 평면에서 실행될 수 있다.

도 7을 참조하여, 도 6에 대한 대안적인 실시 예가 도시되어 있다. 보다 구체적으로, 정현파 코일(220)은 각각 하나의 회전을 갖는 2개의 2차 권선(222a 및 222b)을 갖는 것으로 도시되고, 2차 권선(222a 및 222b)은 직렬로 배열되고 서로 반대되는 회전을 갖는다. 수직 접점 V1 및 수직 접점 V7은 정현파 코일(220)에 대한 외부 접점을 나타내며, 수직 접점 V1은 2차 권선(222a)의 외부 접점을 나타내고, 수직 접점 V7은 2차 권선(222b)의 외부 접점을 나타낸다. 추가적인 수직 접점 V2, V3, V4, V5 및 V6은 정현파 코일(220)의 개별 권선 섹션이 연장되는 인쇄 회로 기판(미도시)의 서로 다른 수평 층(미도시) 사이의 수직 연결을 위해 사용된다. 예를 들어, 수직 접점 V1과 V2, V3과 V1, 및 V5와 V6 사이에서 연장되는 섹션은 첫 번째 층 또는 평면에 있는 반면, 수직 접점 V2와 V3, V4와 V5, 및 V6과 V7 사이에서 연장되는 섹션은 첫 번째 층과 다른 두 번째 층에 있다. 중앙 탭 M1은 수직 접점 V4에 의해 구현되어, 전압 신호가 V1과 M1 사이의 2차 권선(222a)을 통해 탭핑될 수 있고, 전압 신호가 M1과 V7 사이의 2차 권선(222b)을 통해 탭핑될 수 있도록 구현된다.

중앙 탭 M1을 통해, 정현파 코일(220)에 의해 출력되는 신호의 보정을 허용하기 위해 각각의 2차 권선(222a 및 222b)을 전기 부품에 연결할 수 있다.

도 8을 참조하여, 도 7에 대한 대안적인 실시 예가 도시되어 있다. 보다 구체적으로, 정현파 코일(320)은 각각 복수의 권선을 갖는 2개의 2차 권선(322a 및 322b)을 갖는 것으로 도시되고, 2차 권선(322a 및 322b)은 직렬로 배열되고 서로에 대해 반대로 감기는 권선을 갖는다. 수직 접점들은 도 7의 상기 설명과 유사하게, 정현파 코일(320)에 대한 외부 접점 및 정현파 코일(320)의 개별 권선 섹션이 라우팅되는 서로 다른 층들 사이의 내부 연결을 나타낸다. 또한, 중앙 탭 M2가 구현되어, 2차 권선(322a)을 가로지르는 전압 신호 및 2차 권선(322b)을 가로지르는 전압 신호가 M2에 의해 탭핑될 수 있다.

도 9를 참조하여, 검출 장치(410) 및 센서 요소를 포함하는 검출 시스템(400)이 도 9의 센서 요소의 센서 구조물(420)을 참조하여 도시되어 있다. 센서 구조물(420)은 정현파적으로 변화하는 구조로 도시되어 있지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 위에서 다양하게 언급된 바와 같이 대안적인 센서 구조가 사용될 수 있다. 센서 요소가 검출 장치(410)를 기준으로 이동하는 회전 방향은 도 9에 예시용 화살표 DR을 사용하여 개략적으로 도시되어 있다.

도 9의 실시 예에 따르면, 검출 장치(410)는 복수의 1차 권선(402) 및 복수의 2차 권선(404)을 포함한다. 이러한 권선들은 다양한 예시적 실시 예와 관련하여 전술한 바와 같이 인쇄 회로 기판(미도시)에 통합될 수 있다. 복수의 1차 권선(402)은 4개의 1차 권선(402a 내지 402d)을 가지며, 복수의 2차 권선(404)은 4개의 2차 권선(404a 내지 404d)을 갖는다. 2차 권선의 수는 4개로 제한되지 않으며, 4개의 배수 개로 2차 권선이 제공될 수 있다. 1차 권선의 수와 관련하여, 4개의 1차 권선 대신에, 1차 권선의 수가 2차 권선의 수와 1:1로 일치하도록 제공될 수 있다. 대안적으로, 복수의 2차 권선으로부터의 2차 권선의 서브세트가 정확히 하나의 1차 권선과 연관될 수 있다. 예를 들어, 복수의 1차 권선 각각으로부터의 하나의 1차 권선은 둘 이상의 2차 권선과 연관될 수 있으며, 각각의 1차 권선은 2차 권선의 서브세트와 연관되고, 각 서브세트는 동일한 수의 2차 권선을 갖도록 제공될 수 있다.

도 9를 참조하면, 복수의 1차 권선(402)에 전기 신호를 인가하고 복수의 2차 권선(404)에 의해 출력되는 전기 신호를 수신하는 전자 회로(430)가 제공된다.

예를 들어, 전자 회로는 주기적인 전기 신호가 복수의 1차 권선(402)에 인가되는 발진기 회로(도 9에는 발진기 단자(Osz1 및 Osz2)만 도시되어 있음)를 포함할 수 있다.

복수의 1차 권선(402)은 전자 회로(430)의 발진기 회로에 의해 구동되는 공진기 회로(403)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수의 1차 권선(402)은 1차 권선들(402a 내지 402d)의 직렬 연결에 의해 형성될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 적어도 일부의 1차 권선(402a 내지 402d)의 적절한 병렬 연결이 제공될 수 있다.

복수의 2차 권선(404)의 2차 권선들(404a 내지 404d)은 각각 직렬로 배열된 2개의 2차 권선들의 서브세트로 분할될 수 있으며, 이들은 전자 회로(430)에 개별적으로 연결된다. 예를 들어, 2차 권선(404a 및 404c)은 서로 직렬로 배열되어 2차 권선의 하나의 서브세트를 형성할 수 있고, 2차 권선(404b 및 404d)은 서로 직렬로 배열되어 2차 권선의 또 다른 서브세트를 형성할 수 있다. 이러한 각각의 서브세트는 전자 회로(430)에 전기 신호를 제공하고, 이에 기초하여 검출 시스템(400)에서 각위치 결정이 이루어질 수 있다. 각 서브세트의 2차 권선은 서브세트에 의해 출력되는 전압 신호가 차동 신호가 되도록 서로에 대해 권선되고 상호 연결된다. 이는 서브세트에 의해 출력되는 전압 신호가 서브세트의 개별 권선에 유도된 전압 차이에 대응한다는 것을 의미한다. 각 서브세트가 차동 신호를 출력하도록 구성되는 다양한 실시 예가 아래 도 9, 도 11 및 도 12를 참조하여 보다 상세하게 설명된다.

도 9를 참조하여 설명된 실시 예와 관련하여, 이는 모든 1차 권선들(402a 내지 402d) 및 모든 2차 권선들(404a 내지 404d)이 서로에 대하여 동일한 권선 방향을 가지지만, 2차 권선들(404a 및 404c)은 이 서브세트에서 차동 신호가 탭될 수 있도록 서브세트에서 상호 연결된다는 것을 의미한다. 마찬가지로, 2차 권선들(404b 및 404d)은 이 서브세트에서 차동 신호가 탭될 수 있는 방식으로 다른 서브세트에서 상호 연결된다. 따라서, 차동 신호는 단자 "sin+" 및 "sin-"를 통해 전자 회로(430) 내의 제2 권선들(404a 및 404c)에 의해 제공될 수 있는 반면, 차동 신호는 또한 단자 "cos+" 및 "cos-"를 통해 전자 회로(430) 내의 제2 권선들(404b 및 404d)에 의해 제공된다. 서로 참조하여, 한편으로는 2차 권선(404a 및 404c)의 하위 집합 및 2차 권선(404b 및 404d)의 하위 집합의 전기 신호는, 예시적 실시 예에 대한 상기 논의로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 서로 90° 위상이 다른 주기적 신호이다.

도시된 센서 구조물(420)과 다른 센서 구조물(420)의 다른 실시 예와 관련하여(센서 구조물의 다양한 실시 예와 관련하여 전술한 바와 같이), 2차 권선들 및 1차 권선들에 대해 적절한 형상이 선택될 수 있으며, 예를 들어 정현파 코일 또는 직사각형 코일의 형태가 선택될 수 있다.

일부 예시적인 실시 예에서, 복수의 1차 권선(402)은 복수의 2차 권선(404)에 대해 배치되어, 1차 권선(402a 내지 402d) 중 각각의 하나 및 2차 권선(404a 내지 404d) 중 각각의 하나가 코일 쌍으로 배치되어 코일 쌍 내의 이들 권선들이 해당 코일 쌍의 권선과 다른 코일 쌍의 권선 사이의 유도 결합에 비해 최대 유도 결합을 가지도록 배치된다. 예를 들어, 이는 구체적으로 1차 권선(402a)과 1차 권선(404a)이 1차 권선(402a)과 2차 권선(404a) 사이의 유도 결합이 1차 권선(402a)과 2차 권선(404b 내지 404d) 중 임의의 하나 사이의 유도 결합에 비해 최대가 되도록 지정되고, 또한 2차 권선(404a)과 1차 권선(402b 내지 402d) 중 임의의 하나 사이의 유도 결합과 비교되도록 지정되는 코일 쌍(402a, 404a)을 형성한다는 것을 의미한다. 따라서, 나머지 권선들(402b 내지 402d 및 404b 내지 404d) 또한 코일 쌍으로 배열될 수 있다. 이는 하나의 1차 권선 및 하나의 2차 권선이 각각 서로 바로 반대편에 있거나 서로 인터리브되는 권선의 배열에서 특정 예시적인(그러나 이에 한정되지 않는) 예에 따라 실현될 수 있다. 이러한 방식으로, 각 코일 쌍에 의해 최대 신호 강도가 생성되므로 코일 쌍에 의해 생성된 신호에 대해 증폭이 거의 또는 전혀 필요하지 않게 된다. 다른 예시적인 예에서, 코일 쌍의 1차 및 2차 권선은 일치할 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 2차 권선(404a 내지 404d)은 2차 회로에 연결되며, 2개의 2차 권선은 각각 서브세트로 함께 연결된다. 도 9의 예시와 관련하여, 2차 권선(404a) 및 2차 권선(404c)은 복수의 2차 권선(404)의 서브세트에서 서로 상호 연결되고 전자 회로(430)에 연결된다. 예를 들어, 2차 권선(404a 및 404c)은 전자 회로(430)의 2극 단자 sin+/sin- 사이에 직렬로 배열된다. 이와 관련하여, 2차 권선(404a 및 404c)은 직렬 연결에서 2차 권선(404a 및 404c)이 서로에 대해 서로 반대되는 권선 방향을 갖도록 직렬로 배열될 수 있다. 그 결과, 차동 신호가 이 서브세트에서 전자 회로(430)로 출력된다. 또한, 2차 권선(404b)과 2차 권선(404d)은 복수의 2차 권선(404)의 서브세트를 형성하고 전자 회로(430)에 연결된다. 예를 들어, 2차 권선(404b 및 404d)은 전자 회로(430)의 2극 단자(cos+/cos-) 사이에 직렬로 배열된다. 이와 관련하여, 2차 권선(404b 및 404d)은 직렬 연결에서 2차 권선(404b 및 404d)이 서로에 대해 서로 반대되는 권선 방향을 갖도록 직렬로 배열될 수 있다. 결과적으로, 차동 신호는 이 서브세트에서 전자 회로(430)로 출력된다. 이 예에서 서브세트는 중간 요소 없이 직접 연결된 2차 권선의 상호 연결을 나타낸다.

도 9의 실시 예에 따르면, 오프셋 및 위상의 균형을 달성하기 위해 적어도 하나의 저항 및/또는 커패시터가 검출 시스템(400)에 추가로 제공된다. 위에서 설명한 바와 같이, 2차 권선이 축을 중심으로 전체 원에 걸쳐 균일하게 배열되지 않은 검출 장치를 갖는 로터 위치 센서에서는, 축을 중심으로 2차 권선이 필연적으로 비대칭적으로 배열되기 때문에 2차 권선에 의해 출력되는 신호에 오프셋이 발생한다. 본 발명의 경우, 검출 시스템(400)에 있어서, 2차 권선(404a 내지 404d)이 회전축에 대해 비대칭으로 배열되어 있는 경우(도시하지 않음), 신호에 오프셋이 발생한다고 상정할 수 있다. 또한, 2차 권선(404a 내지 404d)이 비대칭으로 배열되는 경우, 2차 권선이 인접한 권선에 대한 결합 정도가 다르기 때문에, 2차 권선과 서브세트 사이에 위상 위치에서 90° 및 180°의 위상 편차가 발생한다. 예를 들어, 2차 권선(404a 및 404d)은 각각 하나의 인접한 2차 권선만 갖는 반면, 2차 권선(404b 및 404c)은 각각 2개의 인접한 2차 권선을 갖는다.

예시적인 실시 예에서, 2차 권선 회로에서의 오프셋 밸런싱은 대응하는 2차 권선과 병렬로 배열된 저항(406a 내지 406d)에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 각 서브세트에 하나의 저항만 제공될 수 있다. 또한, 총 하나의 저항만 제공될 수 있다. 또는, 더 많은 저항이 제공될 수 있으며, 예를 들어, 저항(406a 내지 406d) 각각이 제공될 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 2차 권선 회로에서의 위상 밸런싱은 저항(408a 내지 408d)에 의해 달성될 수 있으며, 각 저항은 하나의 서브세트의 입력/출력과 다른 서브세트의 입력/출력 사이의 전기적 연결을 설정한다. 저항(408a 내지 408d) 중 하나만으로도 이러한 목적에 충분할 수 있다. 필요한 경우, 저항(408a 내지 408d) 중 하나는 다른 저항과 결합될 수 있다.

저항(406a 내지 406d) 중 적어도 하나 및/또는 저항(408a 내지 408d) 중 적어도 하나 대신에, 커패시터가 제공될 수 있다. 저항과 커패시터의 조합은 온도 안정성을 향상시키는 데 기여할 수 있다. 예를 들어, 2차 권선(404a 및 404c)의 서브세트 내의 저항(406a 및 406c) 중 하나는 그 서브세트 내의 대응하는 2차 권선과 병렬로 배열된 커패시터로 대체될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 2차 권선(404b 및 404d)의 서브세트 내의 저항(406b 및 406d) 중 하나는 그 서브세트 내의 대응하는 2차 권선과 병렬로 배열된 커패시터로 대체될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 저항(408a 내지 408d)로부터 저항기가 제공될 수 있고, 커패시터는 나머지 저항기(408a 내지 408d) 중 하나 대신에 제공될 수 있다.

2차 권선 회로 내의 저항 및 커패시터의 특정 값은 주로 검출 장치(410) 또는 검출 시스템(400)의 레이아웃에 따라 달라진다. 위상 오프셋 및 오프셋을 결정하기 위해 개발 초기에 다양한 측정 및/또는 시뮬레이션이 수행될 수 있다. 이로부터, 적절한 저항 및/또는 커패시터(온도 안정성을 포함)가 결정될 수 있고, 2차 권선 회로에서 적절한 저항 및/또는 커패시터를 사용하여 필요한 경우 온도 안정성이 개선된 적절한 오프셋 매칭 및/또는 위상 매칭을 달성할 수 있다.

도 11과 관련하여, 차동 신호를 제공하기 위해 2차 권선의 서브세트가 형성되는 도 9의 대안적인 실시 예가 이제 설명된다. 여기서, 도 9와 도 11 사이의 동일한 참조 부호는 동일한 특징을 나타내며, 이러한 동일한 특징에 대한 설명은 도 9에 대한 상기 설명을 참조한다.

도 11은 검출 장치(610)를 포함한다는 점에서 도 9의 검출 시스템(400)과 상이한 검출 시스템(600)을 도시한다. 보다 구체적으로, 검출 장치(610)는 복수의 1차 권선(602) 및 복수의 2차 권선(604)을 포함한다는 점에서 도 9의 검출 장치(410)와 다르며, 이제 이하에서 보다 상세히 설명한다.

복수의 일차 권선들(602)은 직렬로 배열된 1차 권선들(602a, 602b, 602c 및 602d)을 포함하며, 1차 권선들(602a 및 602b)은 동일한 방향으로 권선되고 서로 직렬로 배열되어 양 권선에서 일차 권선(602a)의 입력 단자에 인가되는 전류가 동일한 방향으로 흐르도록 한다. 또한, 1차 권선(602c 및 602d)은 서로에 대해 동일한 방향으로 직렬 권선되어 배열되고, 1차 권선(602a 및 602b)에 대해 반대 방향으로 직렬 권선되어 배열되어 1차 권선(602a)에 인가된 전류가 1차 권선(602c 및 602d)에 대해 1차 권선(602a 및 602b)에 대해 반대 방향으로 흐르도록 한다. 그러나, 1차 권선(602c)의 입력 단자에 인가된 전류는 두 개의 1차 권선(602c 및 602d)을 통해 동일한 방향으로 흐른다.

복수의 2차 권선(604)은 서로에 대해 동일한 권선 방향의 배열로 배열된 2차 권선들(604a, 604b, 604c 및 604d)을 포함하며, 2차 권선들(604a 및 604b)은 1차 권선들(602a 및 602b)에 대해 동일한 방향으로 권선되고, 2차 권선들(604c 및 604d)은 1차 권선들(602c 및 604d)에 대해 반대방향으로 권선되도록 배열된다. 검출 장치(610) 내의 2차 권선들(604a 및 604c)과 전자 회로(430)의 상호 연결은, 검출 장치의 동작 중에 1차 권선(602a)에 의해 생성된 자속 밀도(미도시)가 관련된 2차 권선(604a)에 전류를 발생시키고, 이 전류는 2차 권선(604a)에 의해 2차 권선(604c)에 적용되어 2차 권선(604a)의 전류 흐름과 동일한 의미에서 흐르도록 되어 있다. 그러나, 1차 권선(602c)과 2차 권선(604c)을 포함하는 코일 쌍에서 권선은 서로 반대 권선 방향을 가지므로, 여기에 반대 방향으로 흐르는 전류가 유도되어, 검출 장치(610)의 동작에서 입력 단자와 2차 권선(604a 및 604c)에 의해 형성된 서브세트의 출력 단자 사이에 차동 신호가 발생하게 된다. 따라서, 검출 장치(610)의 서브세트 내의 2차 권선(604b 및 604d)이 전자 회로(430)에 연결될 때, 검출 장치의 동작 중에 1차 권선(602b)에 의해 생성된 자속 밀도(미도시)가 관련된 2차 권선(604b)에 전류를 발생시키고, 이 전류는 2차 권선(604b)에서 2차 권선(604d)으로 인가되어 2차 권선(604b)의 전류 흐름과 같은 방향으로 흐르게 된다. 그러나, 1차 권선(602d)과 2차 권선(604d)으로 구성된 코일 쌍에서는 권선들이 서로 반대 권선 방향을 가지므로, 검출 장치(610)의 동작 중에 2차 권선(604d)에서 1차 권선(602d)에 의해 반대 방향으로 흐르는 전류가 유도되어, 이 2차 권선(604b, 604d)의 서브세트로부터 입력 단자와 출력 단자 사이에 차동 신호가 발생한다.

도 11을 참조하면, 관련된 2차 권선이 있는 1차 권선의 코일 쌍은 (602a, 604a) 및 (602b, 604b) 및 (602c, 604c) 및 (602d, 604d)로 표시된다. 코일 쌍(602a, 604a) 및 (602b, 604b)에만 동일한 방향의 권선이 존재하는 반면, 코일 쌍(602c, 604c) 및 (602d, 604d)의 권선은 서로 반대 방향으로 감겨 있다. 또한, 복수의 2차 권선(604)은 두 개의 서브세트[604a, 604c] 및 [604b, 604d]로 분할되고, 하나의 서브세트 내의 권선은 서로 직렬로 배열되며, 서브세트에 인가된 전류는 동일한 방향으로 흐른다.

도 12와 관련하여, 이제 도 9 및 도 11에 대한 추가적인 대안적 실시 예가 설명되는데, 여기서 서브세트는 차동 신호를 제공하기 위해 2차 권선으로부터 형성된다. 여기서, 도 9, 도 11 및 도 12 사이의 동일한 참조 부호는 동일한 특징을 나타내며, 이러한 동일한 특징에 대한 설명은 도 9에 대한 상기 설명을 참조한다.

도 12는 검출 장치(710)를 포함한다는 점에서 도 9의 검출 시스템(400)과 상이한 검출 시스템(700)을 도시한다. 보다 구체적으로, 검출 장치(710)는 복수의 1차 권선(702) 및 복수의 2차 권선(704)을 갖는다는 점에서 도 9의 검출 장치(410)와 다르며, 이하에서 보다 상세히 설명한다.

복수의 일차 권선(702)은 직렬로 배열된 1차 권선(702a, 702b, 702c 및 702d)을 포함하며, 1차 권선(702a 및 702c)은 동일한 방향으로 권선되고 1차 권선(702a)의 입력 단자에 인가된 전류가 양 권선을 통해 동일한 방향으로 흐르도록 서로 직렬로 배열되어 있다. 또한, 제1 권선(702b 및 702d)은 직렬로 배열되고, 서로에 대해 동일한 방향으로 권선되며, 직렬로 배열되고 제1 권선(702a 및 702c)에 대해 반대 방향으로 권선되어 제1 권선(702a)에 인가된 전류가 제1 권선(702a 및 702c)에 대해 반대 방향으로 제1 권선(702b 및 702d)에 흐르도록 배열된다. 그러나, 1차 권선(702b)의 입력 단자에 인가된 전류는 두 개의 1차 권선(702b 및 702d)을 통해 동일한 방향으로 흐른다. 1차 권선(702a 내지 704d)은 직렬로 배열되며, 이러한 배열에서 권선 방향이 번갈아 가며 이루어진다.

복수의 2차 권선들(704)은 1차 권선들(702a 내지 702d)의 교번 권선 방향에 대응하는 교번 권선 방향으로 서로에 대하여 배열된 2차 권선들(704a, 704b, 704c, 및 704d)을 포함해서, 2차 권선들(704a 및 704c)은 1차 권선들(702a 및 702c)에 대해 같은 방향으로 감겨지고, 2차 권선들(704b 및 704d)은 1차 권선들(702b 및 704d)에 대해 같은 방향으로 감겨지고, 2차 권선들(704a 및 704c)은 2차 권선들(704b 및 704d)에 대해 반대방향으로 감겨진다. 검출 장치(710) 내의 2차 권선들(704a 및 704c)과 전자 회로(430)의 상호 연결은, 검출 장치의 동작 중에 1차 권선(702a)에 의해 생성된 자속 밀도(미도시)가 관련된 2차 권선(704a)에 전류를 발생시키고, 이 전류는 2차 권선(704a)에 의해 2차 권선(704c)에인가되어 2차 권선(704a)의 전류 흐름과 같은 방향으로 흐르도록 되어있다. 그러나, 1차 권선(702c)은 2차 권선(704a)에 비해 반대 권선 방향을 가지므로, 1차 권선(702c)에 의해 2차 권선(704c)에 반대 방향으로 흐르는 전류를 유도하는 자기장이 발생하여 검출 장치(710)의 동작 중에 입력 단자와 2차 권선(704a, 704c)으로 구성된 서브세트의 출력 단자 사이에 차동 신호가 발생하게 된다. 따라서, 2차 권선들(704b 및 704d)이 전자 회로(430)와 함께 검출 장치(710)의 서브세트에서 상호 연결될 때, 검출 장치의 동작 중에 1차 권선(702b)에 의해 생성된 자속 밀도(미도시)가 관련 2차 권선(704b)에 전류를 발생시켜 2차 권선(704b)에서 2차 권선(704d)으로 인가되어 2차 권선(704b)의 전류 흐름과 같은 방향으로 후자를 통해 흐르게 한다. 그러나, 1차 권선(702d)과 2차 권선(704d)으로 구성된 코일 쌍에서 권선은 2차 권선(704b)의 권선 방향과 반대 방향으로 배향되는 권선 방향을 가지므로, 여기서, 검출 장치(710)의 동작 중에, 1차 권선(702b)과 2차 권선(704b)의 코일 쌍에 대해 반대 방향으로 흐르는 전류가 2차 권선(704d)에서 1차 권선(702d)에 의해 유도되어, 여기서도 2차 권선들(704b 및 704d)의 이 서브세트의 입력 단자와 출력 단자 사이의 차동 신호가 생성된다.

도 12를 참조하면, 1차 권선과 관련된 2차 권선을 갖는 1차 권선의 코일 쌍은 (702a, 704a) 및 (702b, 704b) 및 (702c, 704c) 및 (702d, 704d)로 주어지며, 여기서 코일 쌍 (702a, 704a) 및 (702c, 704c)는 서로에 대해 동일한 방향으로 감긴 권선을 갖는다, 그리고 코일 쌍(702b, 704b) 및 (702d, 704d)는 코일 쌍(702a, 704a) 및 (702c, 704c)에 대해 권선 방향이 반대이며 서로에 대하여 동일한 방향으로 감긴 권선을 갖는다. 또한, 복수의 2차 권선(704)은 두 개의 서브세트[704A, 704C] 및 [704B, 704d]로 분할되고, 하나의 서브세트 내의 권선은 서로 직렬로 배열되며, 서브세트에 인가된 전류는 동일한 방향으로 이들을 통해 흐르게 된다.

도 12를 참조하여, 추가적인 예시적인 실시 예가 설명되는데, 여기서 권선들(702a, 704a, 702d 및 704d)에 의해 형성된 단부 코일 쌍들의 대칭적인 결합을 제공하기 위해 추가적인 코일 쌍들이 검출 장치(710)에 추가된다. 이로써, 저항(406a 내지 406d) 및/또는 대응하는 커패시터에 대응하는 추가적인 전기 부품을 필요로 하지 않고 검출 장치(710)에 의해 출력되는 신호의 오프셋을 피할 수 있다. 한편, 추가적인 2차 권선(704e 및 704f)이 2차 권선(704a 및 704d)에 인접하여 제공되어, 2차 권선(704a 및 704d)이 각각 두 개의 2차 권선(2차 권선(704a)의 경우 704e와 704b, 2차 권선(704d)의 경우 704f와 704c) 사이에 배치될 수 있다. 따라서, 소자들(406a 내지 406d)에 대응하는 적어도 하나의 적합하게 결정된 저항 및/또는 커패시터를 제공하는 비용은 추가적인 1차 권선들(702e 및 702f)을 위한 추가적인 공간 요건의 비용을 피할 수 있다. 2차 권선들(704e 및 704f)과 관련하여, 2차 권선 회로에서 이들 소자들의 능동적 상호 연결이 필요하지 않아서 이들은 연결되지 않을 수 있지만, 연결되지 않은 2차 권선들(704e 및 704f)은 각각 1차 권선들(702e 및 702f)과 연관되어 코일 쌍을 형성한다.

추가적인 1차 권선(702e 및 702f)에 대해서는, 이들은 기존의 1차 권선(702a 내지 702d)과 직렬로 배치되어, 복수의 1차 권선(702)을 따라 교번 권선 방향을 갖는 권선 배열이 추가로 실현될 수 있다.

도 12를 참조하여 설명된 추가 권선은 도 12에 도시된 실시 예에 한정되지 않으며, 전술한 바와 같이 도 9 및 도 11에 도시된 실시 예와 연관하여 제공될 수도 있다. 예를 들어, 도 9와 관련하여, 이를 위해, 도 12에 도시된 실시 예에 따라 도 9의 코일 쌍(402a, 404a)의 우측 및 도 9의 코일 쌍(402d, 404d)의 좌측에 도 12의 코일 쌍(702f, 704f)이 형성될 수 있다. 도 11과 관련하여, 도 12의 코일 쌍(702f, 704f)이 도 9의 코일 쌍(602a, 604a)의 우측에 형성될 수 있고, 도 11의 코일 쌍(602d, 604d)에 대응하는 코일 쌍이 연결되지 않은 추가 2차 권선을 갖는 추가 코일 쌍으로서 도 9의 코일 쌍(602d, 604d)의 좌측에 형성될 수 있다.

도 9, 도 11 및 도 12와 관련하여, 다양한 실시 예들이 설명되는데, 여기서 1차 권선 및 2차 권선은 각각 특정 권선 방향으로 결합 및/또는 상호 연결되어, 2차 권선의 서브세트와 연관된 각각의 1차 권선에서 자기장이 생성되고, 이는 서브세트의 각각의 연관된 2차 권선에서 전압을 유도하여, 서브세트에서 전자 회로(430)의 단자 단부에서 2차 권선에서 대응적으로 유도되는 전압으로부터 전압 차이가 발생한다.

도 13을 참조하면, 1차 권선 회로(801)가 일부 예시적인 실시 예에 따라 도시되어 있다. 1차 권선 회로(801)는 복수의 1차 권선(802) 및 위에서 이미 설명한 전자 회로(430)의 단자(Osz)에 연결된 커패시터(807)를 포함한다. 1차 권선 회로(801)는 복수의 1차 권선(802)과 커패시터(807)에 의해 결정되고 전자 회로(430)에 의해 동작되는 공진 주파수를 갖는 공진기 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 회로(430)는 전원을 포함하거나, 1차 권선 회로(801)에 전력이 적절히 공급되도록 단자(Osz)에서 전력을 공급할 수 있다.

도 13을 참조하면, 복수의 1차 권선(802)은 1차 권선(802a 내지 802d)이 병렬로 연결되어 있다. 예를 들어, 1차 권선(802a 내지 802c)은 단자들에 연결된 1차 권선(802d)과 병렬로 배열된다.

1차 권선 회로(802)는 도 9, 도 11 및 도 12 중 어느 하나를 참조하여 전술한 바와 같이 검출 장치에 제공될 수 있으며, 여기서 상기 도 9, 도 11 및 도 12 중 어느 하나를 참조하여 전술한 복수의 1차 권선 및 센서 구조물은 도 13의 복수의 1차 권선(802)으로 대체된다. 대안적으로, 1차 권선들(802a 내지 802d) 중 적어도 하나는 도 9의 1차 권선(402a 내지 402d) 중 적어도 하나 또는 도 11의 1차 권선(602a 내지 602d) 중 적어도 하나 또는 도 12의 1차 권선(702a 내지 702d) 중 적어도 하나를 대체할 수 있고, 이 도 9, 11 및 12의 대체된 1차 권선 중 적어도 하나는 더 이상 직렬로 배열되지 않고 도 13과 같이 병렬로 배열될 수 있다.

도 10을 참조하면, 로터 위치 센서, 예를 들어 도 1a, 1b 및 2를 참조하여 설명된 로터 위치 센서 중 하나에 사용될 수 있는 일부 예시적인 실시 예에 따른 검출 시스템(500)을 통한 단면도가 개략적으로 도시되어 있다. 검출 시스템은 회로 기판(501)을 갖는 검출 장치(530)와 센서 구조물(도시되지 않음)을 갖는 센서 요소(520)를 포함한다. 센서 요소(520)와 검출 장치(510)는 서로 거리 d 만큼 이격되어 있다. 예를 들어, d는 0.5mm 내지 5mm의 범위, 바람직하게는 1mm 내지 3mm의 범위, 더 바람직하게는 1.5mm 내지 2.5mm의 범위 내에 있을 수 있다.

도 10에 개략적으로 도시된 바와 같이, 회로 기판(501)은 1차 권선(502) 및 2차 권선(504)을 포함한다. 선택적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 회로 기판(501)은 권선들(502 및 504)로부터 차폐될 수 있는 전자 회로(530)를 더 포함할 수 있는데, 이는 선택적 차폐부(540)(예를 들어, 접지와 같은 기준 전위에 연결되거나 연결되지 않거나 전기적으로 플로팅될 수 있는 전기 전도성 물질의 포일 또는 층)에 의해 차폐될 수 있다.

일부 예시적인 실시 예에서, 인쇄 회로 기판(501)은 권선들(502 및 504), (선택적인) 차폐부(540) 및 전자 회로(530)가 서로 상이한 층에 배치될 수 있도록 다층적일 수 있다. 대안적으로, 권선(502 및 504)은 제1 인쇄 회로 기판 요소에 통합될 수 있고 전자 회로(530)는 별도의 제2 인쇄 회로 기판 요소에 통합될 수 있으며, 여기서 두 인쇄 회로 기판 요소는 전기 커넥터를 통해 서로 연결될 수 있다. 여기서, 제1 인쇄 회로 기판 요소의 권선 표면에 대응하는 제1 인쇄 회로 기판 요소의 회로 기판 표면에 대한 법선의 배향은 제2 인쇄 회로 기판 요소의 표면 법선에 실질적으로 수직일 수 있다. 이 구성은 도 2의 로터 위치 센서에 따른 애플리케이션에서 사용될 수 있다.

일부 예시적인 실시 예에서, 전자 회로(530)는 복수의 층으로 형성될 수 있는데, 예를 들어 회로 층(530a 및 530b)을 갖는 2개의 평면에 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어, 회로 층(530a)은 도 9, 11 및/또는 12의 맥락에서 설명된 저항 및 커패시터를 포함하는 2차 권선 회로의 일부를 구현할 수 있다. 예를 들어, 회로 층(530b)은 도 9, 11 및 12 중 적어도 하나의 전자 회로(430)에 대응할 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 2차 권선(504)은 예를 들어 권선 층(504-1 및 504-2)을 포함하는 복수의 층을 가질 수도 있고, 또는 더 많은 층을 가질 수도 있다. 권선 층(504-1 및 504-2)은 예를 들어, 서로 0.05 mm 내지 0.2 mm의 이격 거리를 가질 수 있다. 예를 들어, 거리는 약 100㎛일 수 있다.

도 10에서 1차 권선(502)은 단일 층으로 도시되어 있지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 대신 1차 권선(502)은 복수의 층으로 형성될 수 있다. 개별 층들 사이의 거리는 2차 권선(504)의 개별 권선 층들 사이의 거리에 대응하여 선택될 수 있다. 2차 권선(504)과 1차 권선(502)은 예를 들어, 0.05 mm 내지 0.2mm의 간격으로 서로 이격될 수 있다. 예를 들어, 거리는 약 100 ㅅm일 수 있다.

1차 권선(502)은 전술한 1차 권선에 대응하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 1차 권선(502)의 회로 기판(501)에는 단 하나의 1차 권선만 형성될 수 있다. 대안적으로, 1차 권선(502)은 복수의 1차 권선의 1차 권선일 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 그리고 일부 예시적인 실시 예와 관련하여 전술한 바와 같이, 1차 권선(502)은 2차 권선(504)과 코일 쌍으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 복수의 코일 쌍은 회로 기판(501)에 단면도에 도시된 도면 평면에 수직으로(회로 기판(501)의 두께 방향에 대응) 분포될 수 있다.

1차 코일(502)과 (선택적)차폐부(540) 사이에 약 1mm 내지 약 2mm 범위의 거리가 형성될 수 있다. 예를 들어, 약 1.7 mm의 거리가 존재할 수 있다.

(선택적)차폐부(540)와 전자 회로(530) 사이의 거리는 약 0.05mm 내지 약 0.2mm의 범위에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 거리는 약 100 ㅅm일 수 있다.

전자 회로(530)의 개별 층들 사이에는 약 0.05 mm 내지 0.2 mm 범위의 거리가 형성될 수 있다. 예를 들어, 거리는 약 100 ㅅm일 수 있다.

상기 다양한 예시적 실시 예와 관련하여, 권선은 1차 권선 및 2차 권선의 관점에서 설명된다. 예를 들어, 이러한 권선의 적어도 일부는 에어 코일로 형성될 수 있다. 이는 자화 가능한 코어가 제공되지 않음을 의미한다.

일부 예시적인 실시 예와 관련하여, "정현파" 코일은 위에서 설명되었다. 여기서 "정현파"라는 용어는 각도 φ에 대한 사인과 코사인이 90°의 위상 편이(cos φ = sin (φ +90°))만큼 다른 것으로 알려져 있으므로 "코사인파" 모양도 포함하는 것으로 간주된다.

"실질적으로"라는 용어는 기능이나 달성하려는 효과에 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않는 편차 및 수정도 가능하다는 것을 표현하기 위한 것이다. 이러한 맥락에서 50% 범위의 편차, 예를 들어 최대 25% 또는 최대 15% 또는 최대 10% 또는 최대 5% 또는 최대 1%의 편차는 허용 가능한 것으로 간주된다.

서브세트에 연결된 2차 권선을 갖는 검출 장치의 다양한 실시 예와 관련하여, 1차 권선 및 2차 권선은 1차 권선이 2차 권선에 연결되는 방식으로 각각 특정 권선 검출 또는 권선 방향과 결합 및/또는 연결될 수 있다는 것이 일반적으로 상기 설명으로부터 추론될 수 있다. 일반적으로, 상기 설명으로부터 1차 권선 및 2차 권선이 2차 권선의 특정 서브세트와 관련된 각각의 1차 권선에서 자기장이 생성되도록 특정 권선 방향과 상호 결합 및/또는 연결될 수 있어, 특정 서브세트의 개별 2차 권선에서 유도된 전압으로부터 전자 회로(430)에 대한 특정 서브세트의 단자 단부에서 전압 차이가 발생하도록 특정 서브세트의 각 연관된 2차 권선에서 전압을 유도한다는 것이 이해될 수 있다.

본 명세서에서는 로터 위치 센서 또는 일반적으로 전기 기계의 로터의 위치가 아니라, 예를 들어 기어를 통해 전기 기계의 로터에 플랜지된 부품 또는 제한된 각도 범위 내에서만 또는 연속적으로 회전하는 회전 부품과 같은 임의의 회전 부품의 위치를 검출하는 위치 센서와 같은 위치 센서의 다양한 실시 예가 개시되어 있다.

이들 예시적인 실시 예 중 일부에서, 이 검출 장치는 인쇄 회로 기판, 복수의 1차 권선 및 복수의 2차 권선을 포함하며, 여기서 복수의 1차 권선 및/또는 복수의 2차 권선은 인쇄 회로 기판에 통합되거나 부착되고, 하나의 1차 권선 및 하나의 2차 권선은 각각 코일 쌍에 배열되어 각 코일 쌍의 권선이 해당 코일 쌍의 권선과 다른 코일 쌍의 권선 사이의 유도 결합에 비해 최대 유도 결합을 갖도록 한다. 본 명세서의 예시적인 실시 예에서, 2차 권선은 인쇄 회로 기판 내에 통합된 다른 전기 및/또는 전자 부품과 함께 2차 권선 회로에서 인쇄 회로 기판 내에 적어도 부분적으로 상호 연결될 수 있거나, 2차 권선의 상호 연결이 인쇄 회로 기판에 외부적으로 연결된 전기 및/또는 전자 부품을 통해 발생하도록 인쇄 회로 기판 내에 2차 권선이 연결되지 않은 상태로 제공될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 1차 권선은 인쇄 회로 기판에 통합된 추가 전기 및/또는 전자 부품과 적어도 부분적으로 상호 연결될 수 있거나, 또는 2차 권선의 상호 연결이 외부에서 인쇄 회로 기판에 연결된 전기 및/또는 전자 부품을 통해 이루어지도록 1차 권선이 인쇄 회로 기판에서 연결되지 않은 상태로 제공될 수 있다. 이 검출 장치는 개별 코일 쌍으로 인해 대면적 코일 설계가 피할 수 있으므로 해당 검출 장치는 보다 컴팩트하게 설계될 수 있다. 또한 대면적 코일을 피하면 더 작은 코일 면적이 제공되므로 권선에 의해 갇히는 간섭 필드가 줄어들기 때문에 전자기장에 대한 검출 장치의 내성이 증가한다. 추가하여, 대면적 코일 설계의 코일 배열에 비해 코일 쌍의 결합이 개선되어 2차 권선에서 유도되는 측정 신호에 필요한 증폭이 줄어들어 검출 장치의 컴팩트한 설계에 기여한다. 이를 통해 검출 장치를 주어진 설치 공간에 더 잘 맞출 수 있고, 검출 장치 외에 추가 구성 요소를 주어진 설치 공간에 통합하는 등 주어진 설치 공간을 최적으로 활용할 수 있다. 반면에 코일 쌍을 사용하면 컴팩트한 설계로 인해 검출 장치에서 방출되는 전자파가 적기 때문에 EMC를 개선할 수 있다.

추가적인 실시 예에서, 각 코일 쌍의 권선은 인쇄 회로 기판의 두께 방향으로 서로 마주보도록 배열될 수 있고, 코일 쌍은 두께 방향에 대해 가로로 분산된 방식으로 배열될 수 있다. 이는 인쇄 회로 기판의 코일 쌍의 유리한 실시 예로서, 한편으로는 각 코일 쌍의 권선 사이의 결합을 개선하고 다른 한편으로는 코일 쌍 사이의 누화를 낮추는 동시에 인쇄 회로 기판의 컴팩트한 실시 예를 제공한다.

추가적인 실시 예에서, 2차 권선은 직사각형 코일일 수 있다. 이와 관련하여, 직사각형 코일은 코일 면적이 작은 매우 간단한 방식으로 제공될 수 있다. 이러한 맥락에서, 코일 영역은 권선 축에 평행한 권선의 평면도에서 권선의 턴(들)에 의해 둘러싸인 영역을 의미한다.

추가적인 실시 예에서, 2차 권선 회로의 2차 권선은 제1 서브세트 및 제2 서브세트로 분할될 수 있으며, 각 서브세트의 2차 권선만 서로 직렬로 배열될 수 있다. 2차 권선 회로는 제1 서브세트의 첫 번째 2차 권선과 병렬로 배열된 제1 저항과, 제2 서브세트의 첫 번째 2차 권선과 병렬로 배열된 제2 저항을 더 포함할 수 있다. 제1 저항과 제2 저항을 통해 오프셋 매칭이 이루어질 수 있다. 2차 권선이 축을 중심으로 전체 원에 걸쳐 균일하게 배열되지 않은 검출 장치에서는 축에 대한 2차 권선의 비대칭 배열로 인해 2차 권선에 의해 출력되는 신호에서 오프셋이 발생한다. 대안적으로, 제1 저항 대신에 커패시터가 제공되거나 및/또는 제2 저항 대신에 커패시터가 제공될 수 있다. 또한, 오프셋 매칭이 하나의 서브세트에서만 이루어지도록 제1 저항과 제2 저항 중 하나만 제공될 수 있고, 하나의 서브세트에서만 커패시터에 의해 오프셋 매칭이 이루어지도록 이 저항 대신에 커패시터가 제공될 수 있다. 제4 실시 예의 특정 예시적 예에서, 적어도 하나의 저항 및/또는 적어도 하나의 커패시터는 인쇄 회로 기판 내의 통합 회로에 통합될 수 있다.

추가적인 실시 예에서, 2차 권선 회로는 제1 커패시터 및 제2 커패시터를 더 포함할 수 있으며, 여기서 제1 커패시터는 제1 서브세트의 두 번째 2차 권선과 병렬로 배열되고, 제2 커패시터는 제2 서브세트의 두 번째 2차 권선과 병렬로 배열된다. 이는 제1 서브세트의 제1 저항 및 제1 커패시터와 제2 서브세트의 제2 저항 및 제2 커패시터의 조합의 경우 각 서브세트의 온도 안정성을 증가시킬 수 있다. 대안적으로, 제1 커패시터와 제2 커패시터 중 하나만 제공되어 하나의 서브세트에서만 향상된 온도 안정성이 달성되도록 할 수도 있다. 제4 실시 예의 이 유리한 실시 예의 특정 실시 예에서, 적어도 하나의 저항 및/또는 적어도 하나의 커패시터는 인쇄 회로 기판 내의 통합 회로에 통합될 수 있다.

추가적인 실시 예에서, 2차 권선 회로는 제1 서브세트의 2차 권선과 제2 서브세트의 2차 권선 사이에 배치된 추가 저항 또는 커패시터를 더 포함할 수 있다. 이것은 또한 제5 실시 예("대안적인 제5 실시 예")의 대안일 수 있는데, 여기서 제1 및/또는 제2 저항(또는 커패시터) 대신 또는 두 저항(또는 커패시터) 대신에 추가 저항 또는 추가 커패시터가 더 제공된다. 추가 저항 또는 추가 커패시터를 통해 개별 서브세트 간의 위상 균형이 달성될 수 있다. 따라서 위상 오프셋이 균형을 이루며, 이는 인접한 코일 쌍의 권선에 대해 서로 다른 강한 결합을 갖는 권선으로 인해 발생한다.

다시 말하지만, 제1 서브세트의 권선과 제2 서브세트의 권선 사이에 각각 배치된 커패시터와 저항의 조합에 의해 향상된 온도 안정성을 추가로 달성할 수 있다. 제4 실시 예의 다른 유리한 실시 예의 특정 예에서, 적어도 하나의 저항 및/또는 적어도 하나의 커패시터는 인쇄 회로 기판 내의 통합 회로에 통합될 수 있다.

추가적인 실시 예에서, 제1 서브세트 및 제2 서브세트는 각각 반대 권선 방향을 갖는 2개의 2차 권선을 가질 수 있다. 이는 2차 권선 회로의 서브세트에 대한 차동 출력 신호의 출력을 제공하므로, 예를 들어 2차 권선에 산재하는 가짜 신호가 보상될 수 있다.

기술된 실시 예의 맥락에서, 적어도 하나의 1차 권선 및 적어도 하나의 2차 권선은 전술한 바와 같이 에어 코어 코일로서 형성될 수 있다.

본 발명은 로터 위치 센서에 관한 도면을 참조하여 실시 예를 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 로터 위치 센서 대신에, 전기 기계의 로터의 위치를 직접 검출하지 않고, 예를 들어 기어박스를 통해 전기 기계의 로터에 플랜지되는 부품과 같은 임의의 회전 부품 또는 임의의 회전 액추에이터와 같이 제한된 각도 범위 내에서만 또는 연속적으로 회전하는 회전 부품의 위치를 검출하는 위치 센서에 적용될 수 있다.

Claims (14)

1차 권선; 및
1차 권선에 유도 결합된 복수의 2차 권선을 갖는 2차 권선 회로;
를 포함하되,
복수의 2차 권선은 각각 중앙 탭(M1; M2)을 갖는 2개의 정현파 코일(220; 320)로 형성되는, 위치 센서용 검출 장치.

제 1 항에 있어서,
1차 권선은 평면도에서 복수의 2차 권선을 둘러싸는 직사각형 코일로 형성되는, 위치 센서용 검출 장치.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
복수의 2차 권선은 서로 직렬로 배열된 적어도 2개의 2차 권선의 제1 서브세트와 서로 직렬로 배열된 적어도 2개의 2차 권선의 제2 서브세트를 포함하는, 위치 센서용 검출 장치.

제 3 항에 있어서,
제1 서브세트의 2차 권선과 제2 서브세트의 2차 권선 사이에 배치된 저항 또는 커패시터를 더 포함하는, 위치 센서용 검출 장치.

제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
2차 권선 회로는 제1 서브세트의 첫 번째 2차 권선(222A, 222B; 322A, 322B)과 병렬로 배열된 제1 저항과 제2 서브세트의 첫 번째 2차 권선과 병렬로 배열된 제2 저항을 더 포함하는, 위치 센서용 검출 장치.

제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
1차 권선 및 2차 권선 회로가 인쇄 회로 기판에 통합된(integrated), 위치 센서용 검출 장치.

적어도 하나의 1차 권선(110; 402; 502; 602; 702); 및
적어도 하나의 1차 권선(110; 402; 502; 604; 702)에 유도 결합된 복수의 2차 권선(120a, 120b; 220; 320; 504; 604; 704)을 갖는 2차 권선 회로;
를 포함하되,
복수의 2차 권선(120a, 120b; 220; 320; 404; 504; 604; 704)은 서로 직렬로 배열된 적어도 2개의 2차 권선의 서브세트(222a, 222b; 322a, 322b; 404a, 404c; 504a, 504c; 604a, 604c; 704a, 704c) 및 적어도 2개의 2차 권선의 제2 서브세트(404b, 404d; 504b, 504d; 604b, 604d; 704b, 704d)를 포함하고,
2차 권선 회로는, 제1 서브세트의 2차 권선과 제2 서브세트의 2차 권선 사이에 배치되거나 제1 서브세트 또는 제2 서브세트의 첫 번째 2차 권선과 병렬로 배치되는 제1 저항 또는 커패시터(408a 내지 408d)를 더 포함하는, 위치 센서용 검출 장치.

제 7 항에 있어서,
적어도 하나의 1차 권선 및 2차 권선 회로가 인쇄 회로 기판에 통합되는, 위치 센서용 검출 장치.

제 8 항에 있어서,
다수의 1차 권선(502)과 다수의 2차 권선(504)이 동일하고, 인쇄 회로 기판(501)에서, 각각의 1차 권선(502)이 하나의 2차 권선(504)에 할당되는, 위치 센서용 검출 장치.

제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
2차 권선 회로는 두 개의 다른 2차 권선 사이에 배치된 추가 저항 또는 추가 커패시터를 더 포함하며, 이 중 하나는 제1 서브세트에 속하고 다른 하나는 제2 서브세트에 속하는, 위치 센서용 검출 장치.

제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
복수의 2차 권선은 각각 중앙 탭(M1; M2)을 갖는 2개의 정현파 코일(220; 320)로 형성되며 평면도에서 직사각형 코일로 형성되어 2차 권선을 둘러싸는 하나의 1차 권선만 구비되는, 위치 센서용 검출 장치.

제 3 항 내지 제 11 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
각 서브세트의 2차 권선(22a, 22b; 322a, 322b)은 검출 장치의 동작 중에 각 서브세트에서 차동 신호를 제공하기 위해 1차 권선 또는 적어도 하나의 1차 권선에 대해 연결된 방식으로 2차 권선 회로에 배치되는, 위치 센서용 검출 장치.

제 3 항 내지 제 12 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
2차 권선 회로는 제1 커패시터 및 제2 커패시터를 더 포함하며,
제1 커패시터는 제1 서브세트에서 두 번째 2차 권선과 병렬로 배치되고 제2 커패시터는 제2 서브세트에서 두 번째 2차 권선과 병렬로 배치되는, 위치 센서용 검출 장치.

청구항 1 내지 13 중 어느 하나에 따른 검출 장치; 및
검출 장치에 대해 회전 가능하게 배치된 센서 요소,
를 포함하되,
센서 요소는 전기 전도성 재료로 형성된 센서 구조물을 포함하는, 검출 시스템.

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