[发明专利]用于单转和多转测量的角度测量装置

说明书

提出一种用于多转检测的角度测量装置(1)，包括：励磁元件(2)，该励磁元件产生磁场并绕第一旋转轴线(7)可旋转地安装，其中，励磁元件(2)绕第二旋转轴线(6)可旋转安装，该第二旋转轴线相对于第一旋转轴线(7)偏移，使得磁励元件(2)在旋转平面(8)中绕第二旋转轴线(6)旋转；以及具有至少两个传感器(10，11，12，13，14，15)的传感器阵列，传感器相对于旋转平面(8)偏移，传感器阵列被设计为通过测量励磁元件(2)产生的、随励磁元件(2)该旋转平面(8)中的位置而变和/或随励磁元件(2)绕第一旋转轴线(7)的南北极取向而变的磁场来确定励磁元件(2)在旋转平面(8)中的位置及其相对于其南北极取向的取向。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于确定绝对旋转角度的角度测量装置或位置编码器。

背景技术

从现有技术中已知还能够进行多转检测的编码器。如果轴进行一次以上的完整旋转，则只有在旋转过程中进行检测时才能测量绝对旋转，因为由于周期性，在一次完整旋转之后会再次到达轴上的某个位置，并且在进一步旋转过程中同样还会周期性地到达该位置。因此，在绝对角度检测过程中，所讨论的传感器装置必须被永久地供应能量，例如连接到电压源，在该绝对角度检测中，还对在某一时期内执行的完整回转数进行计数。

例如，DE 10 2009 084 389 B4描述了一种具有磁体布置的位置传感器，用于所谓的多转检测，所述传感器特别适合在特别小的安装空间中用作位置传感器。为此目的，设置通量引导元件以引导磁场线，并且尽管安装空间小，但仍防止一个以上传感器元件受到同一磁体的影响。尤其是当装置关闭时，因此一般需要细密的电气措施，以便也能够检测绝对旋转角度的变化。特别地，为此目的使用电池供电的或其他能量自主的检测系统，但是，这意味着这些系统的使用寿命也很有限，并且一定时间后必须更换比如电池等电压源。附加地，这种电气系统经常也非常依赖于环境温度。因此，这些系统通常不适合于低成本应用。

发明内容

相应地，本发明的任务是能够提出一种简化的低成本角度测量装置，通过该角度测量装置，所谓的多转检测也是可能的。

该任务通过权利要求1的特征解决，这些特征从上述类型的角度测量装置开始。

由于在从属权利要求中指定的措施，本发明的有利的实施例和其他形式是可能的。

本发明涉及的角度测量装置基本上可以用作用于确定绝对旋转角度的旋转编码器或位置编码器。一方面，该角度测量装置可以直接连接到驱动轴上，以便在必要时高分辨率地记录轴的回转数或速度；但是，该角度测量装置在关闭时还可以用于存储绝对回转数。本发明涉及的角度测量装置的特征是其可以使用绝对旋转角度的机械存储，这意味着不必向检测系统永久供电。

为此目的，本发明涉及的角度测量装置包括产生磁场并围绕第一旋转轴线可旋转地安装的励磁元件(field element)。附加地，励磁元件绕第二旋转轴线可旋转地安装，该第二旋转轴线与第一旋转轴线不重合，而是与第一旋转轴线偏移，使得励磁元件也可以在旋转平面中绕第二旋转轴线旋转。根据本发明的实施例，第一旋转轴线和第二旋转轴线可以彼此平行地对准，这对于角度测量装置的小型化是特别有利的。

但是，也可以想到的是，第一旋转轴线和第二旋转轴线应相对于彼此倾斜。例如，可想到励磁元件在圆锥体的外表面上围绕其纵轴旋转的实施例的变型。

此外，设置了具有至少两个传感器的传感器阵列，所述传感器相对于旋转平面偏移地定位，使得它们不与励磁元件碰撞。励磁元件产生的磁场、特别是其位置和取向由传感器阵列检测。