本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)角度傳感器，通過所述旋轉(zhuǎn)角度傳感器例如能夠確定軸和一另外的構(gòu)件之間的旋轉(zhuǎn)角度。

背景技術(shù)：

為了測量旋轉(zhuǎn)角度，例如已知旋轉(zhuǎn)角度傳感器，其中，使磁體轉(zhuǎn)動通過相應(yīng)的磁場傳感器。對磁場矢量的測量則允許推導(dǎo)出旋轉(zhuǎn)角度。這樣的傳感器也對外部磁場作出反應(yīng)，所述外部磁場例如可以通過相鄰布置的電流纜線的電流引起并且是對干擾非常敏感的。

另一種旋轉(zhuǎn)角度傳感器利用渦電流效應(yīng)。在此，例如使金屬目標(biāo)運動通過傳感器線圈，所述傳感器線圈被供以交流電壓并且在該目標(biāo)中感應(yīng)渦電流。這導(dǎo)致傳感器線圈的感應(yīng)系數(shù)降低并且允許通過頻率改變推導(dǎo)出旋轉(zhuǎn)角度。例如，線圈為震蕩回路的組成部分，所述震蕩回路的諧振頻率在感應(yīng)系數(shù)改變時移動。然而，這種旋轉(zhuǎn)角度傳感器可以相對于安裝公差(主要是目標(biāo)的傾斜)具有高的橫向靈敏性。通過外部電磁場產(chǎn)生的頻率也會被干擾(鎖相，injectionlocking)，因為通常以數(shù)十mhz范圍內(nèi)的頻率工作。

由文獻(xiàn)us7191759b2，us7276897b2，ep0909955b1，us6236199b1和ep0182085b1還已知基于耦合的線圈的旋轉(zhuǎn)角度傳感器。在這些文獻(xiàn)中，在激勵線圈中構(gòu)建交變電磁場，所述交變電磁場耦合到多個接收線圈中并且在那里分別感應(yīng)一電壓。為了測量旋轉(zhuǎn)角度，使用能轉(zhuǎn)動地支承的、能導(dǎo)電的目標(biāo)，所述目標(biāo)根據(jù)其角度位置影響激勵線圈和接收線圈之間的感應(yīng)耦合。在ep0909955b1和us6236199b1中，短路的平面導(dǎo)體環(huán)位于目標(biāo)上，所述導(dǎo)體環(huán)與激勵線圈的交變電磁場交互作用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施方式能夠以有利的方式實現(xiàn)，以這樣的方式和方法確定軸和一另外的構(gòu)件之間的旋轉(zhuǎn)角度，使得外部干擾和/或構(gòu)件公差對測量僅產(chǎn)生小的影響。

本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)角度傳感器，所述旋轉(zhuǎn)角度傳感器尤其能夠在具有高的電磁干擾場的周圍環(huán)境中使用。旋轉(zhuǎn)角度傳感器例如可以在車輛的發(fā)動機室中或者發(fā)動機室附近使用，例如用于確定節(jié)流閥位置、bldc-馬達(dá)的轉(zhuǎn)子位置、駕駛踏板位置或者凸輪軸位置。下面所述的旋轉(zhuǎn)角度傳感器成本有利，需要小的安裝空間，并且基于簡單的測量原理。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，旋轉(zhuǎn)角度傳感器包括具有定子發(fā)射線圈和至少一個定子接收線圈的定子元件；相對于定子元件能轉(zhuǎn)動地支承的、具有相互電連接的轉(zhuǎn)子接收線圈和轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈的轉(zhuǎn)子元件；其中，所述轉(zhuǎn)子接收線圈與定子發(fā)射線圈以感應(yīng)的方式耦合，使得通過定子發(fā)射線圈產(chǎn)生的電磁場在轉(zhuǎn)子接收線圈中感應(yīng)電流，該電流流過轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈，使得轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈產(chǎn)生一另外的電磁場；并且其中，至少一個定子接收線圈與轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈以感應(yīng)的方式耦合，從而感應(yīng)耦合與定子元件和轉(zhuǎn)子元件之間的旋轉(zhuǎn)角度有關(guān)，并且由轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈產(chǎn)生的電磁場在至少一個定子接收線圈中感應(yīng)至少一個與角度有關(guān)的交變電壓。

控制單元(所述控制單元例如可以被布置在定子元件上)可以給定子發(fā)射線圈供以交變電流，使得定子發(fā)射線圈產(chǎn)生電磁場，該電磁場在轉(zhuǎn)子接收線圈中又產(chǎn)生交變電流。以這樣的方式將能量從定子元件經(jīng)由電磁場傳遞給轉(zhuǎn)子元件。然后轉(zhuǎn)子接收線圈中感應(yīng)的電流被用于給轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈通電，例如其方式為將轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈直接與轉(zhuǎn)子接收線圈連接，并且轉(zhuǎn)子接收線圈的電流也直接流過轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈。然后轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈產(chǎn)生一(另外的)電磁場，該電磁場在至少一個定子接收線圈中產(chǎn)生交變電流。定子元件也可以承載多個定子接收線圈。

轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈與一個或者多個定子接收線圈之間的感應(yīng)耦合與轉(zhuǎn)子元件和定子元件之間的旋轉(zhuǎn)角度有關(guān)。這可以例如通過線圈不同大小的重疊(沿轉(zhuǎn)動軸線的觀察方向)和/或通過線圈繞組(windungen)不同程度的重疊來實現(xiàn)。在一個或者多個定子接收線圈中感應(yīng)的交變電流可以根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度而具有與定子發(fā)射線圈中的供應(yīng)交變電流不同地高的振幅和/或不同的相位。例如通過測量或者求取該相位和/或振幅，控制單元能夠確定旋轉(zhuǎn)角度。

也可以承載控制單元(例如ic)的定子元件可以在幾何結(jié)構(gòu)方面例如相對于一軸的端部布置，定子元件固定在所述端部上。定子元件可以包括例如具有定子發(fā)射線圈和至少一個定子接收線圈的定子電路板。轉(zhuǎn)子元件可以承載目標(biāo)或者說具有轉(zhuǎn)子接收線圈和轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈的轉(zhuǎn)子電路板，該目標(biāo)或者說該轉(zhuǎn)子電路板與軸攜同運動。

附加地，轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈具有反向延伸的繞組。至少一個定子接收線圈也具有反向延伸的繞組，這些反向延伸的繞組實施為用于產(chǎn)生相反定向的電磁場。

在此應(yīng)理解為，一個線圈可以具有由多個導(dǎo)體環(huán)構(gòu)建的一個導(dǎo)體。一個導(dǎo)體環(huán)可以是分別將被線圈繞轉(zhuǎn)的面幾乎完全環(huán)繞一次的導(dǎo)體的一個區(qū)段。

一個線圈(例如轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈和/或定子接收線圈)還可以具有從軸向視角來看(即以沿轉(zhuǎn)子元件的轉(zhuǎn)動軸線的視角方向)不重疊的多個繞組。

在此，一個繞組可以包括線圈的一個導(dǎo)體環(huán)或者多個導(dǎo)體環(huán)，所有導(dǎo)體環(huán)均環(huán)繞被線圈繞轉(zhuǎn)的相同的面。繞組可以在基本上正交于轉(zhuǎn)子元件轉(zhuǎn)動軸線延伸的平面中延伸。一個線圈的兩個不同的繞組通常不相互重疊。

對于每個線圈而言(轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈和/或定子接收線圈)，被一定向的繞組繞轉(zhuǎn)的面可以等于被一另外的定向的繞組繞轉(zhuǎn)的面。

反向延伸地定向的繞組導(dǎo)致線圈中的基本上均勻的外部場基本上不會感應(yīng)電流。這一方面適用于由定子發(fā)射線圈產(chǎn)生的場，也適用于例如可以通過附近電導(dǎo)線產(chǎn)生的外部干擾場。

轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈和定子接收線圈(多個定子接收線圈)的繞組還可以根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度而不同程度地重疊。以這樣的方式，線圈在不同的旋轉(zhuǎn)角度下不同程度地耦合，由此，可以由在一個或者多個定子接收線圈中感應(yīng)的電流導(dǎo)出旋轉(zhuǎn)角度。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，轉(zhuǎn)子元件具有變頻器，所述變頻器接通在轉(zhuǎn)子接收線圈和轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈之間并且實施為用于將來自轉(zhuǎn)子接收線圈中的交變電流轉(zhuǎn)變成一另外的頻率的、用于轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈的交變電流。在感應(yīng)交變電流被導(dǎo)入到轉(zhuǎn)子接收線圈之前，該交變電流可以在轉(zhuǎn)子元件中被整流并且然后被逆變到一另外的頻率上(變頻器)。所產(chǎn)生的電磁場和在至少一個定子接收線圈中感應(yīng)的電流此時具有與用于給定子發(fā)射線圈通電的交變電流不同的頻率。一方面可以通過整流抑制轉(zhuǎn)子接收線圈中感應(yīng)的干擾電流。另一方面從定子元件到轉(zhuǎn)子元件的能量傳遞與測量頻率脫耦。

包括變頻器(例如無源整流器和可控逆變器)的電子電路可以完全通過轉(zhuǎn)子接收線圈的電流來運行。換言之，逆變器的控制裝置也可以通過該電流來運行。

電子電路還可以包括用于轉(zhuǎn)子元件自檢的部件，所述部件例如可檢測轉(zhuǎn)子元件上兩個線圈的阻抗，以便檢測其是否受損。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，轉(zhuǎn)子元件具有電容器，所述電容器與轉(zhuǎn)子接收線圈和/或轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈形成震蕩回路。如果通過具有其諧振頻率的電磁場激勵震蕩回路(lc諧振回路)，則產(chǎn)生高效的能量傳遞，因而在轉(zhuǎn)子接收線圈中產(chǎn)生大的電流進(jìn)而也在轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈中產(chǎn)生大的電流。由此，在至少一個定子接收線圈中也感應(yīng)高的交變電流。用于給定子發(fā)射線圈通電的交變電壓的頻率則可以處于震蕩回路的諧振頻率范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，定子發(fā)射線圈和/或轉(zhuǎn)子接收線圈在一匝(windung)中圍繞轉(zhuǎn)子元件的一轉(zhuǎn)動軸線。定子發(fā)射線圈和/或轉(zhuǎn)子接收線圈兩者均可以基本上為圓形的發(fā)射線圈，所述發(fā)射線圈的中心點可以處于轉(zhuǎn)動軸線附近。兩個線圈均可以包括一個或者多個導(dǎo)體環(huán)。轉(zhuǎn)動軸線可以與兩個線圈的平面重心疊合。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，定子發(fā)射線圈完全圍繞至少一個定子接收線圈。定子接收線圈(多個定子接收線圈)和尤其是所述定子接收線圈的繞組可以布置在定子發(fā)射線圈內(nèi)部。轉(zhuǎn)子接收線圈也可以完全圍繞轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈和尤其是所述轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈的繞組。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，定子發(fā)射線圈與轉(zhuǎn)子接收線圈之間的感應(yīng)耦合與角度無關(guān)。替代地或者附加地，定子發(fā)射線圈和轉(zhuǎn)子接收線圈可以沿軸向方向重疊。這例如在基本上圓形的、沿軸向方向重疊的線圈中是這樣的情況。兩個線圈沿軸向方向至少部分地重疊，可以如此理解為，當(dāng)沿軸向方向觀察兩個線圈時，兩個線圈至少部分地重疊。這也可以如此理解為，兩個線圈在沿軸向方向投影到正交于軸向方向的平面上時至少部分地重疊。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，至少一個定子接收線圈和/或轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈具有偶數(shù)個繞組。如果有同樣多分別不同定向的、分別繞轉(zhuǎn)相同面的繞組，那例如基本上均勻的干擾磁場則不會感應(yīng)電流。

在一情況中，定子接收線圈(多個定子接收線圈)的幾何結(jié)構(gòu)基本上可以相當(dāng)于轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈的幾何結(jié)構(gòu)。定子接收線圈(多個定子接收線圈)和轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈可以具有相同數(shù)量的繞組。但是也可能的是，定子接收線圈(多個定子接收線圈)和轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈具有不同數(shù)量的繞組。

一個定子接收線圈可以例如具有兩個繞組，兩個反向延伸的繞組均可以繞轉(zhuǎn)一半圓形的面。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，定子元件包括兩個相互成90°錯開的定子接收線圈、三個相互成120°錯開的定子接收線圈或者一般而言n個相互成360°/n錯開的定子接收線圈，其中，n為大于1的整數(shù)。在每個定子接收線圈有兩個繞組的情況下，以這樣的方式能夠?qū)崿F(xiàn)最大的角度分辨率。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，定子發(fā)射線圈、一個或者多個定子接收線圈、轉(zhuǎn)子接收線圈和/或轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈為平面線圈。在此，一個平面線圈理解為一個線圈，所述線圈的繞組基本上全部處于一個平面中。平面線圈可以例如具有它的直徑僅1％的高度。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，定子發(fā)射線圈和/或一個或者多個定子接收線圈被布置在定子元件的定子電路板上和/或定子電路板中。轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈和/或轉(zhuǎn)子接收線圈也可以被布置在轉(zhuǎn)子元件的轉(zhuǎn)子電路板上和/或轉(zhuǎn)子電路板中。例如相應(yīng)的線圈的繞組可以全部被安置在定子電路板的兩側(cè)上。在電路板具有多平面的情況下，繞組也可以在電路板內(nèi)部延伸。相應(yīng)的電路板也可以承載用于控制單元的構(gòu)件和/或ic(即集成電路)或者asic(即專用集成電路)、用于震蕩回路的電容器和/或變頻器。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，旋轉(zhuǎn)角度傳感器還包括控制單元，所述控制單元實施為用于給定子發(fā)射線圈供以交變電壓并且用于感測至少一個定子接收線圈中感應(yīng)的至少一個交變變流，并由所述交變電流確定定子元件和轉(zhuǎn)子元件之間的旋轉(zhuǎn)角度?？刂茊卧軌驕y量定子接收線圈中交變電流的相位和/或振幅，并從中例如確定定子接收線圈中交變電流之間的相移。然后能夠由相移計算旋轉(zhuǎn)角度。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，控制單元實施為用于由感應(yīng)的交變電流確定定子元件和轉(zhuǎn)子元件之間的軸向間距。除了當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角度之外，也可以確定兩個元件之間的間距(例如通過關(guān)于時間的平均值)，以便如此減少確定角度時的系統(tǒng)誤差。

附圖說明

下面參照附圖闡述本發(fā)明的實施方式，其中，附圖和說明均不作為對本發(fā)明的限制。

圖1示意性示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的旋轉(zhuǎn)角度傳感器。

圖2a示意性示出用于根據(jù)本發(fā)明的實施方式的旋轉(zhuǎn)角度傳感器的在第一相對位置中的定子元件和轉(zhuǎn)子元件。

圖2b示意性示出圖2a中的在第二相對位置中的定子元件和轉(zhuǎn)子元件。

圖3示意性示出用于根據(jù)本發(fā)明的實施方式的旋轉(zhuǎn)角度傳感器的轉(zhuǎn)子元件的一替代實施方式。

圖4示意性示出用于根據(jù)本發(fā)明的實施方式的旋轉(zhuǎn)角度傳感器的轉(zhuǎn)子元件的一替代實施方式。

圖5示意性示出用于根據(jù)本發(fā)明的實施方式的旋轉(zhuǎn)角度傳感器的轉(zhuǎn)子元件的一替代實施方式。

圖6示意性示出用于根據(jù)本發(fā)明的實施方式的旋轉(zhuǎn)角度傳感器的轉(zhuǎn)子元件的一替代實施方式。

圖7示意性示出用于根據(jù)本發(fā)明的實施方式的旋轉(zhuǎn)角度傳感器的轉(zhuǎn)子元件的一替代實施方式。

圖8示意性示出用于根據(jù)本發(fā)明的實施方式的旋轉(zhuǎn)角度傳感器的轉(zhuǎn)子元件的一替代實施方式。

圖9示意性示出用于根據(jù)本發(fā)明的實施方式的旋轉(zhuǎn)角度傳感器的定子元件的一替代實施方式。

附圖僅為示意性的而非根據(jù)尺寸比例。附圖中相同的參考標(biāo)記表示相同或功能相同的特征。

具體實施方式

圖1示出包括定子元件12和轉(zhuǎn)子元件14的旋轉(zhuǎn)角度傳感器10。轉(zhuǎn)子元件14可以固定在構(gòu)件例如節(jié)流閥、馬達(dá)、凸輪軸、駕駛踏板等的軸16上或者由所述軸16提供。軸16能夠圍繞軸線a轉(zhuǎn)動，并且定子元件12沿相應(yīng)的軸向方向與轉(zhuǎn)子元件14相對置。例如定子元件12固定在構(gòu)件的殼體上。

定子元件12包括定子電路板18，在所述電路板上布置有定子發(fā)射線圈20和多個定子接收線圈22。定子電路板18可以是多層的定子電路板18，并且線圈20，22的導(dǎo)體可以處于電路板18的兩側(cè)上且處于電路板18的各層之間。用于控制單元24的另外的構(gòu)件可以處于定子電路板18上。控制單元24可以給定子發(fā)射線圈20供以交變電壓(例如介于1mhz和20mhz之間)，并且在每個定子接收線圈22中可以求取感應(yīng)交變電壓。控制單元24可以基于這些測量確定定子元件12和轉(zhuǎn)子元件14之間的相對旋轉(zhuǎn)角度。

轉(zhuǎn)子元件14包括轉(zhuǎn)子電路板26。在轉(zhuǎn)子電路板26上布置有轉(zhuǎn)子接收線圈28和轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30。轉(zhuǎn)子電路板26可以是多層的電路板，并且線圈28、30的導(dǎo)體可以處于轉(zhuǎn)子電路板26的兩側(cè)上且處于轉(zhuǎn)子電路板26的各層之間。另外的構(gòu)件可以處于轉(zhuǎn)子電路板26上，如參照圖4和5進(jìn)一步闡釋的那樣。

圖2a示出相互布置在第一角度位置中的定子元件12和轉(zhuǎn)子元件14。定子元件12和轉(zhuǎn)子元件14可以安裝在圖1中的旋轉(zhuǎn)角度傳感器10中，為了圖解的目的，在圖2a中已將其彼此翻轉(zhuǎn)，從而能夠以俯視圖示出兩個元件12，14。兩個元件12，14的軸線通常應(yīng)該相同。

定子發(fā)射線圈20基本上為圓形，并且完全圍繞定子接收線圈22a，22b，其中，軸線a是定子發(fā)射線圈20的中心點。第一和第二定子接收線圈22a，22b相互成90°錯開，并且分別具有兩個反向延伸的繞組32a，32b(僅在線圈22a中的設(shè)有參考標(biāo)記)。繞組32a，32b中的每個繞組為半圓形。繞組32a相對于繞組32b(參考電流)反向延伸地定向。兩個繞組32a，32b繞轉(zhuǎn)相同的面。定子接收線圈22a，22b可以具有相同的幾何結(jié)構(gòu)。

轉(zhuǎn)子接收線圈28基本上也為圓形，并且完全圍繞轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30，其中，軸線a是定子發(fā)射線圈20的中心點。轉(zhuǎn)子接收線圈28和轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30的通過它們的端部相互電連接。轉(zhuǎn)子接收線圈28可以與定子發(fā)射線圈20一樣繞轉(zhuǎn)相同的面，并且/或者與所述定子發(fā)射線圈相對于轉(zhuǎn)動軸線a對準(zhǔn)。定子發(fā)射線圈20和轉(zhuǎn)子接收線圈28的幾何結(jié)構(gòu)可以是相同的。

轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30具有兩個分別為半圓形的反向延伸的繞組34a，34b。第一繞組34a相對于第二繞組34b(參考電流)反向延伸地定向。兩個繞組32a，32b均繞轉(zhuǎn)相同的面。定子接收線圈22a，22b和轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30的幾何結(jié)構(gòu)也可以是相同的。特別是定子接收線圈22a，22b的繞組32a，32b可以如轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30的繞組34a，34b一樣地構(gòu)建。

當(dāng)控制單元24以交變電壓加載定子發(fā)射線圈20時，產(chǎn)生交變電磁場，該交變電磁場可以被轉(zhuǎn)子接收線圈28接收并且在那里感應(yīng)一電壓，該電壓產(chǎn)生電流。為此，可以例如如此選擇定子電路板18和轉(zhuǎn)子電路板26之間的間距，使得定子電路板18處于轉(zhuǎn)子電路板26的附近場中。

定子發(fā)射線圈20的電磁場在定子接收線圈22a，322b和轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30中由于反向延伸的繞組32a，32b或者說34a，34b而基本上不能感應(yīng)電流。在轉(zhuǎn)子接收線圈28中感應(yīng)的電流也流過轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30，由此，該轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈通過其繞組34a，34b產(chǎn)生兩個相反定向的交變電磁場。

這些交變場在定子接收線圈22a，22b中感應(yīng)交變電流，該交變電流對于每個轉(zhuǎn)子接收線圈22a，22b而言與定子元件12相對于轉(zhuǎn)子元件14的相對旋轉(zhuǎn)角度有關(guān)。如果定子接收線圈22a，22b具有與轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30相同的幾何結(jié)構(gòu)，并且/或者如果定子接收線圈22a，22b的右轉(zhuǎn)和左轉(zhuǎn)繞組32a，32b的數(shù)量與轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30的右轉(zhuǎn)和左轉(zhuǎn)繞組34a，34b相同，則能夠獲得強烈的信號。

在圖2a中，定子元件12和轉(zhuǎn)子元件14如此定向，使得轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30在第一定子接收線圈22a中感應(yīng)最大交變電流，而在第二定子接收線圈22b中不感應(yīng)或者幾乎不感應(yīng)交變電流。其原因在于，定子接收線圈22a的繞組32a，32b和轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30的繞組34a，34b分別最大程度地重疊，而在線圈30，22b中繞組分別僅一半重疊且感應(yīng)電流彼此抵消。

在圖2b中情況相反，定子元件12和轉(zhuǎn)子元件14如此定向，使得轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30在第二定子接收線圈22b中感應(yīng)最大交變電流，而在第一定子接收線圈22a中不感應(yīng)或者幾乎不感應(yīng)交變電流。

圖3示出轉(zhuǎn)子元件14的一另外的可行設(shè)計。在此，轉(zhuǎn)子接收線圈28具有多個導(dǎo)體環(huán)，這些導(dǎo)體環(huán)可以全部在一個平面中延伸。轉(zhuǎn)子接收線圈28可以具有螺旋形的設(shè)計。

圖4示出轉(zhuǎn)子元件14的一另外的實施方式，其中，變頻器36接通在轉(zhuǎn)子接收線圈28和轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30之間。

變頻器36可以由一電子電路來提供，所述電子電路例如在轉(zhuǎn)子電路板26上的一ic中存在。變頻器36可以包括整流器和逆變器，所述整流器和逆變器對感應(yīng)的交變電流(首先)進(jìn)行整流，(然后)將其逆變到一另外的頻率上，例如雙倍頻率或者一半頻率。由此，有效地抑制可能會耦合輸入的干擾信號。通過選擇一另外的頻率，還能通過頻率選擇式讀取將從定子發(fā)射線圈20耦合輸入到定子接收線圈22a，22b中與從轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30耦合輸入到定子接收線圈22a，22b中區(qū)分開。

轉(zhuǎn)子元件14上或者說轉(zhuǎn)子電路板26上的電子電路還可以通過附加的電子部件被用于轉(zhuǎn)子元件14的自檢。例如當(dāng)轉(zhuǎn)子元件14上的導(dǎo)體電路中斷時，這可以例如通過阻抗測量來識別。

圖5示出轉(zhuǎn)子元件14的一另外的實施方式，其中，電容器38被接入到轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30中。電容器38也可以作為構(gòu)件被布置在轉(zhuǎn)子電路板26上，例如作為芯片電容器。電容器38可以與兩個線圈(轉(zhuǎn)子接收線圈28和轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30)串聯(lián)，并且可以與這些線圈形成諧振回路或者說震蕩回路。諧振頻率可以例如處于數(shù)mhz范圍內(nèi)。

為了得到大的測量信號，可以如此確定電容器38的尺寸，使得震蕩回路的諧振頻率相當(dāng)于激勵頻率，即相當(dāng)于定子發(fā)射線圈20中交變電流的頻率(例如13.56mhz)，并由此也相當(dāng)于線圈(轉(zhuǎn)子接收線圈28和轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30)中交變電流的頻率。為了使頻率運動到正確的范圍內(nèi)，也可以匹配(這例如以二次方形式提高感應(yīng)系數(shù))轉(zhuǎn)子接收線圈28的導(dǎo)體環(huán)數(shù)量(例如如圖3中所示的)。

圖6，7，8示出類似于圖3，4，5的轉(zhuǎn)子元件14，其中，轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30具有四個繞組34a，34b，其中，分別兩個繞組34a沿第一方向定向且兩個繞組34b沿相反的第二方向定向。相應(yīng)的定向或者說合成的電流在圖6，7，8中以箭頭表明。一般而言，轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30可以具有偶數(shù)個繞組34a，34b與相同數(shù)量的反向延伸的繞組34a，34b。反向延伸的繞組34a，34b圍繞轉(zhuǎn)動軸線a沿周向方向交替地布置。

定子接收線圈22a，22b也可以分別具有偶數(shù)個繞組32a，32b與相同數(shù)量的反向延伸的繞組32a，32b。反向延伸的繞組32a，32b也可以圍繞轉(zhuǎn)動軸線a沿周向方向交替地布置。例如定子接收線圈22a，22b可以具有與轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30相同的設(shè)計。

圖7示出轉(zhuǎn)子元件14的一另外的實施方式，該轉(zhuǎn)子元件類似于圖6具有用于轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30的四個繞組34a，34b，并且其中，類似于圖4，變頻器36接通在轉(zhuǎn)子接收線圈28和轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30之間。

圖8示出轉(zhuǎn)子元件14的一另外的實施方式，該轉(zhuǎn)子元件類似于圖6具有用于轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30的四個繞組34a，34b，并且其中，類似于圖5，電容器38被接入到轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30中。

圖9示出定子元件12的一實施方式，所述定子元件具有相互成120°錯開的第一定子接收線圈22a、第二定子接收線圈22b和第三定子接收線圈22c(并且這些線圈可以分別如圖2a和2b中相互成90°錯開的定子接收線圈22a，22b那樣構(gòu)建)。

一般而言，定子接收線圈22a，22b，22c之一的繞組32a，32b的數(shù)量n確定定子元件12或者說旋轉(zhuǎn)角度傳感器10的周期。周期為360°/(n/2)。例如圖2a，2b和9中所示的定子元件12具有360°的周期。與圖6，7和8中的轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30相應(yīng)且具有四個繞組的定子接收線圈具有180°的周期。

周期確定旋轉(zhuǎn)角度傳感器10的角度測量范圍，因為僅在周期范圍內(nèi)，旋轉(zhuǎn)角度與定子接收線圈22a，22b，22c中感應(yīng)的電壓才會有單義的對應(yīng)關(guān)系。例如圖2a，2b和9中的定子元件12或者說旋轉(zhuǎn)角度傳感器10具有360°的角度測量范圍，因為定子接收線圈22a，22b，22c與轉(zhuǎn)子發(fā)射線圈30的感應(yīng)耦合在360°角度測量范圍上是單義的。控制單元24可以由兩個、三個或者n個在定子接收線圈22a，22b，22c中測量的電壓值通過數(shù)學(xué)運算來確定旋轉(zhuǎn)角度。

在兩個電壓值的情況下，這可以在可選的偏移補償之后通過振幅的arctan計算進(jìn)行。由三個電壓值可以通過clarke變換來計算兩相(無偏移的)信號，然后借助于arctan計算通過該信號確定旋轉(zhuǎn)角度。

為了通過多個定子接收線圈22a，22b，22c在一確定的旋轉(zhuǎn)角度下產(chǎn)生盡可能獨立的電壓值，定子接收線圈22a，22b，22c在幾何結(jié)構(gòu)上相互錯開地布置在定子元件12上。一般而言，在具有m個定子接收線圈22a，22b，22c的m相系統(tǒng)的情況下，幾何結(jié)構(gòu)上的錯開量適用：錯開量＝周期/m(如果m＞＝3)，或者錯開量＝周期/4(如果m＝2)。

在圖2a和2b中，兩個定子接收線圈22a，22b相互成90°＝360°/4在幾何結(jié)構(gòu)上錯開。以這樣的方式，在兩個定子接收線圈22a、22b中產(chǎn)生相互成90°相位錯開的交變電壓。

在圖9中，三個定子接收線圈22a，22b，22c相互成120°＝360°/3在幾何結(jié)構(gòu)上錯開。以這樣的方式，在三個定子接收線圈22a，22b，22c中產(chǎn)生相互成120°相位錯開的交變電壓。

最后要指出，術(shù)語如“具有”、“包括”等等不排除另外的元件或者步驟，并且術(shù)語“一””或者“一個”不排除多個。權(quán)利要求中的參考標(biāo)記不應(yīng)被視為限制。