[发明专利]感应位置检测器

说明书

提供一种用于测量多个主体沿测量路径的相对位置的感应检测器，包括：沿测量路径布置的感应目标；面向目标的一部分布置的层状天线；沿测量路径布置的电子电路；其中，天线中至少一个绕组的电感与目标和天线的相对位置成比例地连续变化。

技术领域

本发明涉及一种感应位移检测器，其可用于测量可相对移动的主体(body，实体，本体)的位移。

对申请人已知的技术的评论

已经使用各种形式的感应检测器来测量位置。最众所周知的是旋转变压器(resolver，分解器)和线性可变差动变压器或LVDT。他们具有在恶劣环境中安全、可靠和准确操作的长期记录。这种感应检测器通常使用绕线变压器构造作为其主要部件，因此体积大、笨重且成本高。最近，作者已经公开了使用印刷电路板(PCB)而不是绕线变压器构造的感应检测器，以最小化体积和成本，同时最大化测量性能。这种装置有时被称为感应编码器，并且包括由英国剑桥的Zettlex Ltd.制造的Incoder^TM系列检测器。这种检测器通常将其信号生成和处理电子器件放置在远离检测器的绕组或远离检测器的测量路径的单独PCB上，使得电子器件的通电不会干扰感应感测区域。对于空间或重量有限的一些应用来说，这种布置不是足够紧凑的。

本发明包括紧凑、有效、准确和鲁棒的感应检测器的概念，以检测两个或更多个主体的相对位置，并且其适用于各种拓扑结构。它特别适用于在轴向或径向空间有限的大型贯通轴或空心孔装置中进行精确的角度测量。

发明内容

在第一个宽泛的独立方面，本发明提供了一种感应位置检测器，其包括第一和第二主体，所述主体中的至少一个相对于另一个沿测量路径能移位，所述第一主体包括一个或多个天线绕组，所述天线绕组适合用于发送信号或用于接收信号或用于发送和接收信号；所述第一主体还包括电子电路，所述电子电路用于对用于发送信号的所述天线绕组供电和用于处理在所述天线绕组中感应的信号；其特征在于，所述第二主体包括沿所述测量路径设置的多个分离的(discrete，不连续的)目标区域；所述天线绕组和所述电子电路的至少部分与所述多个分离的区域的不同区重叠；所述分离的目标区域是导电的或导磁的；由此，感应的所述信号根据所述第一和第二主体的相对位置而变化。

这种配置是特别有利的，因为它允许电子电路在某些实施方案中紧靠天线绕组定位，而不是位于第一主体的嵌入式远离位置。通常，这种编码器必须具有足够的厚度，以避免电子电路本身引起位置测量的误差。这种从常规思维的背离允许构造显著更紧凑的检测器，因为这种构造基本上不受电子电路的任何影响，因为在一些实施方案中分离的目标区域有利地被分段或间隔开。通过采用显著更紧凑的检测器，本发明的实施方案允许有在广泛的范围内以及在各种情况下应用感应感测的益处，利用传统构造不会有所述益处。

在从属方面，电子电路与天线绕组相邻地定位。该方法颠覆了常规思维，同时允许实现有利地紧凑的配置，同时允许精确测量主体的相对位置。优选地，天线绕组和电子电路被连续地布置。优选地，天线绕组和电子电路基本上布置在第一主体的相同层中。优选地，天线绕组和电子电路布置在基本上相同的平面中并且间隔开。优选地，天线绕组和电子电路二者面向不同的或分离的目标区域。

在另一个从属方面，所述第一主体和所述第二主体是环形的并且被配置为彼此重叠，所述一个或多个天线绕组设置在所述第一主体的第一部分中，并且所述电子电路设置在所述第一主体的第二部分中；所述第二部分与所述第一部分分开。这种配置在形成特别紧凑的环形配置方面特别有利，在环形配置中尺寸的减小甚至更显著。

在另一个从属方面，所述第一主体包括与所述第一和第二部分分开的另一部分；所述另一部分包括一个或多个另外的天线绕组。

在另一个从属方面，所述第一部分和所述另一部分彼此沿直径方向相对地设置，所述第二部分设置在所述第一部分和所述另一部分之间。