[发明专利]旋转位置感测设备及方法

说明书

提供了旋转位置传感器。在一示例实施方式中，旋转位置传感器可以包括第一构件和第二构件，第一和第二构件中的一个具有发射天线和接收天线，而第一和第二构件中的另一个具有中间耦合元件。接收天线具有至少一个接收导电绕组，其布置为形成第一组电流回路和第二组电流回路。中间耦合元件包括以图案布置的导电材料。中间耦合元件的图案与第一和第二组电流回路的布局相互布置，以使得由背景磁场在第一组电流回路中感应的任何电动势由背景磁场在第二组电流回路中感应的电动势基本平衡。

技术领域

本公开的示例方面涉及两个构件之间的相对旋转位置的感应感测。

背景技术

已知各种形式的感应位置传感器用于检测第一构件相对于第二构件的位置。在一些情况下，一个构件承载发射天线和接收天线，而另一构件承载中间耦合元件。发射天线和接收天线布置成使得在中间耦合元件不存在的情况下，由流过发射天线的交流电产生的磁场在接收天线中感应出零信号(发射天线和接收天线然后称为平衡)。然而，在存在中间耦合元件的情况下，由流过发射天线的交流电产生的磁场在接收天线中感应出电动势，该电动势产生的电流取决于中间耦合元件相对于发射和接收天线的位置。通过分析该电流，可以确定两个构件的相对位置。

发明内容

根据第一方面，提供了一种旋转位置传感器，包括第一构件和第二构件，第一构件和第二构件中的一个具有发射天线和接收天线，而第一构件和第二构件中的另一个具有中间耦合元件。发射天线具有至少一个导电绕组，其布置成使流过发射导电绕组的电流产生磁场，而接收天线具有至少一个接收导电绕组，其布置成形成第一组电流回路和第二组电流回路，该第一组电流回路和第二组电流回路布置成使得在接收导电绕组中流动的电流在第一组电流回路中以第一旋转感流动，而在第二组电流回路中以与第一旋转感相反的第二旋转感流动。中间耦合元件包括以图案布置的导电材料，使得由发射天线产生的磁场在接收天线的导电绕组中感应的净电动势根据第一和第二构件的相对旋转位置而变化。中间耦合元件的图案与第一组电流回路和第二组电流回路的布局相互布置，使得由交变背景磁场在第一组电流回路中感应的任何电动势由交变背景磁场在第二组电流回路中感应的电动势基本平衡，而与第一和第二构件的相对旋转位置无关。

进一步的方面在所附权利要求中提出。

从以下仅以示例的方式给出的优选实施例的描述中，本公开的其他特征和优点将变得显而易见，所述优选实施例是参照附图进行的。

附图说明

图1示出了旋转位置传感器的主要部件；

图2示出了在根据第一示例的旋转位置传感器的第一构件上的发射天线和接收天线的布局的平面图；

图3示出了在根据第一示例的旋转位置传感器的第二构件上形成中间耦合元件的导电图案的平面图；

图4A示出了形成根据第一示例的旋转位置传感器的发射天线的导电绕组的布局；

图4B示出了形成根据第一示例的旋转位置传感器的接收天线的正弦绕组的导电绕组的布局；

图4C示出了形成根据第一示例的旋转位置传感器的接收天线的余弦绕组的导电绕组的布局；

图5示意性地示出了在图3所示的中间耦合元件不存在的情况下由交变背景磁场在图4B所示的正弦绕组中产生的电动势；

图6示意性地示出了在图3所示的中间耦合元件存在的情况下由交变背景磁场在图4B所示的正弦绕组中产生的电动势；

图7示出了根据第二示例的旋转位置传感器的第一构件上的发射天线和接收天线的布局的平面图；

图8示出了在根据第二示例的旋转位置传感器的第二构件上形成中间耦合元件的导电图案的平面图；

图9A示出了形成根据第二示例的旋转位置传感器的发射天线的导电绕组的布局；