[发明专利]旋转传感器及其运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及按照权利要求1的按电感测量原理工作的用于测定相对角度位置的旋转传感器和按照权利要求11的用于运行这种旋转传感器的方法。

背景技术

电感旋转传感器，例如可以用来测定两个可以相对旋转的机器部件的角度位置。在该电感旋转传感器中，激励绕组和接收线圈大致以线迹的形式安装在共同的导电板上，后者，例如固定在旋转传感器的定子上。与这个导电板处于相对位置的是另一个往往构造成码盘的小板，后者上以周期的距离交替地安装导电面和非导电面，作为分度区域或分度结构，它不可转动地与旋转传感器的转子连接。当激励绕组施加激励电流形成随时间交变的激励电场时，在接收线圈中，在转子和定子之间相对旋转时，产生一个与角度位置有关的信号。然后在电子计算装置中进一步处理这个信号。

这样的旋转传感器作为电力驱动的测量装置，用来测量相应驱动轴的绝对角度位置。这时，从安全技术的观点看，特别重要的是，即使系统关断和掉电后也要在此状态下对转数进行计数。

本申请人在DE 19751853 A1中描述电感旋转传感器的构造，其中在多层导电板结构上安排激励和接收线圈。

以此，这种旋转传感器即使在失去电网电压时，至少可以对其后的转数和旋转方向进行计数，至今在转子上设置相应的磁铁，并在定子导电板上设置两个产生计数信号的磁传感器。这些磁传感器在这种运行状态下由缓冲电池组供电。

发明内容

本发明的任务在于创造一种电感旋转传感器，它结构简单，即使在输入电能减少时仍能产生位置信号。另外，本发明的任务还在于，创造一种使这种结构简单的旋转传感器的应用成为可能的方法，它即使在输入电能减少时还能产生位置信号。

这个任务按照按照本发明通过权利要求1或11的特征解决。

按照本发明，旋转传感器包括轴和托架，激励线圈和检测器结构安排在该托架上。可以引导激励电流流过激励线圈，以便产生电磁场，而检测器结构适用来检测受码载体影响的磁场。另外，旋转传感器还包括激励控制元件和计算元件。该轴可以相对于托架旋转，其中码载体不可转动地固定在该轴上，用以测量它们的角度位置。激励控制元件构造得可以使其选择性地在两种不同的运行模式下运行，也就是一方面在第一运行模式下可以产生第一激励电流，而在第二运行模式下可以产生第二激励电流，其中第二激励电流设置得在第二运行模式下旋转传感器吸收的电功率小于在第一运行模式下。各激励电流都在检测器结构中感应出电压，计算元件以电子方式对其进行加工，以便产生角度位置信息。

激励控制元件特别构造得在第一运行模式下可以产生第一激励电流，而在第二运行模式下可以产生第二激励电流，其中第二激励电流的有效值小于第一激励电流的有效值。各激励电流的有效值应理解为这样的一个值，该值的直流电流在相同的时间内在激励线圈本身所耗散的能量与该电流在相同的时间内耗散能量相等，其中这个时间显然必须超过某个最小时间长度，例如，一秒。在第二运行模式下旋转传感器可以用比第一运行模式更少的电能运行。

在本发明另一个实施例中，在第二运行模式下产生的角度位置信息的分辨率大于第一运行模式下产生的角度位置信息。就是说，第二运行模式与第一运行模式相比，角度位置的测量精度下降。

检测器结构有利地包括第一检测线圈和第二检测线圈，其中第一检测线圈在相对于托架的一转内提供一个不同于第二检测线圈的信号周期数。其中第一检测线圈优选提供奇数信号周期，特别是第一检测线圈优选在一转内只提供一个信号周期。

此外有利的是，第一检测线圈在相对于托架的一转内提供比第二检测线圈较少的周期数。

在本发明的另一个实施例中，旋转传感器构造得为了产生角度位置信息，在第二运行模式下可以只检测在第一检测线圈中感应的电压，而在第一运行模式下还补充第二检测线圈感应的电压，由计算元件以电子方式进行加工处理。此后，为了产生角度信息在第二运行模式下计算元件以电子方式加工在第一检测线圈感应的电压，而对于电子加工处理同时可以不考虑在第二检测线圈感应的电压，就是说，这时对在第二检测线圈感应的电压不进行电子加工，或与此分开。以此使第二运行模式下的第二检测线圈对产生角度位置信息不起作用。在第一运行模式下，与此相反，既对在第一检测线圈中，又对第二检测线圈中感应的电压进行电子加工，以便产生角度位置信息。

激励控制元件和计算元件优选可以集成在一个ASIC功能块中。