[发明专利]用于测量扭矩的传感器结构

权利要求书

1.一种用于测量通过扭杆互连的第一轴与第二轴之间扭矩的传感器结构，所述传感器结构包括：

环形磁体，所述环形磁体机械地连接至或能连接至所述第一轴，并且包括交替地布置在所述环形磁体的圆周处的多个北N极和南S极；

第一对磁轭，所述第一对磁轭机械地连接至或能连接至所述第二轴，并且包括第一磁轭(Y1)和第二磁轭(Y2)，所述第一磁轭(Y1)通过第一指状件(F1)机械地且磁性地耦合至一个或多个第一垫(P1)，所述第二磁轭(Y2)通过第二指状件(F2)机械地且磁性地耦合至一个或多个第二垫(P2)，所述第一指状件和所述第二指状件(F1、F2)主要在径向方向上分别从所述第一磁轭和所述第二磁轭突出；

第二对磁轭，所述第二对磁轭机械地连接至或能连接至所述第二轴，所述第二对磁轭包括第三磁轭(Y3)和第四磁轭(Y4)，所述第三磁轭(Y3)通过第三指状件(F3)机械地且磁性地耦合至一个或多个第三垫(P3)，所述第四磁轭(Y4)通过第四指状件(F4)机械地且磁性地耦合至一个或多个第四垫(P4)，所述第三指状件和所述第四指状件(F3、F4)主要在轴向方向上分别从所述第三磁轭和所述第四磁轭突出；

第一磁通收集器和第二磁通收集器(C1、C2)，所述第一磁通收集器和所述第二磁通收集器(C1、C2)分别布置在所述第一磁轭和所述第二磁轭(Y1、Y2)的附近以用于收集由所述磁体生成并经由所述第一磁轭和所述第二磁轭引导的磁场的场线，并且成形为使得在这些收集器(C1、C2)之间形成第一间隙(G1)；

第三磁通收集器和第四磁通收集器(C3、C4)，所述第三磁通收集器和所述第四磁通收集器(C3、C4)分别布置在所述第三磁轭和所述第四磁轭(Y3、Y4)的附近以用于收集由所述磁体生成并经由所述第三磁轭和所述第四磁轭引导的磁场的场线，并且成形为使得在这些收集器(C3、C4)之间形成第二间隙(G2)；

第一磁传感器(S1)，所述第一磁传感器(S1)位于所述第一间隙(G1)中，并被配置成用于测量所述第一间隙(G1)中的至少一个磁场分量(Bz1)并用于提供第一信号；

第二磁传感器(S2)，所述第二磁传感器(S2)位于所述第二间隙(G2)中，并被配置成用于测量所述第二间隙(G2)中的至少一个磁场分量(Bz2)并用于提供第二信号；

其中，所述第二磁轭(Y2)轴向地位于所述第一磁轭(Y1)与所述第三磁轭(Y3)之间，并且其中所述第一磁轭(Y1)轴向地位于所述第二磁轭(Y2)与所述第四磁轭(Y4)之间；

其中，垫被布置成使得当施加扭矩时，所述第一垫和所述第三垫(P1、P3)面对第一类型的磁极的主要部分，并且所述第二垫和所述第四垫(P2、P4)面对与所述第一类型不同的第二类型的磁极的主要部分；

处理电路，所述处理电路被配置成用于基于所述第一信号和所述第二信号以减少或基本上消除外部干扰场(Bext)的影响的方式来确定所述扭矩的值。

2.根据权利要求1所述的传感器结构，

其特征在于，所述处理电路被配置成用于通过对所述第一信号和所述第二信号进行线性组合或通过求解矩阵方程，并通过将磁通量的量转换为所述扭矩的值来计算指示由所述磁体生成的磁通量的值。

3.根据权利要求1所述的传感器结构，其特征在于，所述第一磁轭、所述第二磁轭、所述第三磁轭和所述第四磁轭(Y1、Y2、Y3、Y4)中的每一者都具有环形形状。

4.根据权利要求3所述的传感器结构，

其中，所述第一磁轭和所述第二磁轭(Y1、Y2)具有第一直径(D1)；以及

其中，所述第三磁轭和所述第四磁轭(Y3、Y4)具有与所述第一直径(D1)不同的第二直径(D2)。

5.根据权利要求1所述的传感器结构，

其特征在于，所述第一收集器(C1)包括第一延伸件(E1)并且所述第二收集器(C2)包括第二延伸件(E2)，所述第一延伸件(E1)和所述第二延伸件(E2)成形为使得形成所述第一间隙(G1)；

并且其中所述第三收集器(C3)包括第三延伸件(E3)并且所述第四收集器(C4)包括第四延伸件(E4)，所述第三延伸件(E3)和所述第四延伸件(E4)成形为使得形成所述第二间隙(G2)。