专利名称：旋转角传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种旋转角传感器、一种转矩传感器、一种用于确定旋转角的方法和一种用于确定转矩的方法。
背景技术：
在转矩传感器及旋转角传感器的领域内，目前一般使用磁性的测量方法。这方面的实例是Robert Bosch (罗伯特博世有限公司)的转矩传感器TSS-1，对于该转矩传感器TSS-I来说用霍耳传感器来识别在旋转运动时变化的磁场并且将所测量的信号换算为旋转角或转矩信号。这些传感器的突出之处首先在于其较高的比如可能部分小于0. 01°的角分
辨率。 但是，对于大型的体积较高的大量应用方案而言，对于这样的传感器来说产生较高的制造成本，所述较高的制造成本通过复杂且昂贵的构件比如反向极化的磁环或者为传导磁通量所必需的金属的磁通量传导元件所引起。此外，也应该考虑到复杂的构造及连接技术，因为测量用的霍耳元件必须以很高的定位精度相对于磁通量来定向并且必须在整个使用寿命期间保持这个位置，用于由此避免传感器的漂移。用于检测角差的传感器装置在公开文献DE 10 2005 031 086 Al中得到描述。这种传感器装置包括至少一个对磁场敏感的传感器元件，用该传感器元件能够分析由磁极轮和铁磁的具有齿部的磁通环构成的磁路的磁场信息。在此所述用于径向截取所述磁极轮的磁场信息的齿部沿径向方向延伸。
发明内容
在这种背景下，介绍具有独立权利要求所述特征的一种旋转角传感器和一种转矩传感器以及一种用于确定旋转角及转矩的方法。本发明的其它设计方案从从属权利要求及说明书中获得。本发明尤其涉及一种以电容方式通过电容率的取决于旋转角的变化来进行测量的转矩传感器，该转矩传感器比如可以用于机动车中的电子的转向支持。所述以电容方式来测量的转矩传感器的测量原理基于所述布置在电容器的电容器板之间的能够旋转的电介质的取决于旋转角的通常空间上的变化。从中产生也称为介电的传导能力的电容率e的变化，由此可以引起所述电容器的变化的电容。可以根据所述电介质的布置在电容器板之间的面积份额来确定所述旋转角。关于所述一般构造为板式电容器的具有运动的电介质的电容器的组件的形状，可以考虑不同的实施方式。这些实施方式尤其涉及通常扁平的构造为盘片的电介质的形状。此外也可以考虑将所述盘片固定在通过轴来定义的转轴上。通常根据所述盘片的形状来将其如此固定在所述轴的转轴上，使得所述盘片垂直于所述转轴具有取决于角度的延展。这也包括这样的可能性，即所述盘片的从所述转轴的转动点出发的半径取决于角度。由此可以将不同形状的盘片比如圆形的盘片非对称地固定在所述转动点上。如果规定将盘片对称地固定在所述转动点上，那应该注意，所述盘片关于其中心点具有不同的取决于角度的延展并且由此也具有不同的取决于角度的半径。典型地将所述旋转角传感器的至少一个电容器的构造为电介质的盘片固定在所述轴上。根据所述轴的旋转角也改变所述至少一个电容器的电容率及电容。由此可以通过所测量的电容来确定所述轴的旋转角。在具有所描述的电容器的转矩传感器的第一种实施方式中规定，在轴上并且由此在所述转轴上布置了比如由塑料制成的非对称地得到支承的圆的或者圆形的盘片。所述电容器板处于这个盘片的两侧。根据所述轴的旋转角，所述盘片的特定的面积份额布置在所述电容器板之间，所述面积份额与所述角度之间的形状上的和/或函数上的关联比如所述旋转角与电介质的面积份额之间的函数关系可以通过测量和/或计算来确定，其中典型地应该考虑到所述盘片的从所述转轴的转动点出发的取决于角度的延展。因为所述盘片作为电介质拥有与空气不同的电容率，所以这个电容器的电容根据所述盘片的在两个电容器板 之间的面积份额或者延展来变化。由此能够测量的电容取决于所述轴的旋转角。为测量转矩，设置了转矩传感器的一种具有两个构造为旋转角传感器的测量装置的实施方式，所述测量装置布置在两根具有转轴的轴上。这些转轴一般相对于彼此同轴布置并且借助于扭力杆或者扭杆弹簧彼此相连接。如果在所述转矩传感器上未加载转矩，那么两个用于旋转角的测量系统或者测量装置的电容精确地相等，也就是说而后作为测量参量的电容差等于零。但是如果将转矩加载到轴上，那么按所述扭力杆的设计情况所述两个测量装置的轴以及因此转矩传感器就相对于彼此扭转。根据所述旋转角的差，由此能够测量所述两个测量装置之间的电容的差。这个差的大小和/或所测量的旋转角的相移是用于所加载的转矩的尺度。一般所述设置用于确定转矩的旋转角传感器的两个盘片通过所述轴彼此间接地或者非直接地相连接，所述轴又通过所述扭力杆彼此相连接。利用本发明可以实现一种无接触的测量方法，该测量方法不经受摩擦并且通过该测量方法不会引起噪声。所设置的测量装置具有紧凑的结实的结构并且能够以低廉的成本来制造，因为在与以磁性方式测量的系统的直接的比较中不必使用磁体、霍耳集成电路、磁通导体等并且因此不必使用昂贵的结构元件。测量装置也就是说旋转角或者转矩传感器包括相对简单的构造及连接技术。在确定转矩时，使用相对测量的方案。由此环境影响比如温度变化、空气湿度等对所述电容的有待分析的差不起作用。通过所述旋转角传感器的加倍，可以容易地提供一种冗余地构成的装置。电子的单元(典型地分析线路)能够在空间上与所述测量装置分开。由此尤其不会存在具有导电能力的切屑的问题。在本发明的范围内，提供一种具有作为磁性的测量原理的替代方案的具有能够接受的角分辨率的测量原理的转矩传感器。在此利用电容率的对电容器装置的有待测量的电容的影响来探测围绕着轴旋转的装置的角度。所述测量装置(典型地至少一个旋转角传感器)可以用在不同的用于检测旋转运动的传感器上。所述按本发明的旋转角传感器构造用于实施所介绍的用于旋转角的方法的所有步骤。在此，所述方法的单个步骤也可以由所述旋转角传感器的单个组件来实施。此外，所述旋转角传感器的功能或者所述旋转角传感器的单个组件的功能可以作为用于确定旋转角的方法的步骤来实现。此外，可以将所述方法的步骤作为所述旋转角传感器的至少一个组件或者整个旋转角传感器的功能来实现。典型地所述按本发明的转矩传感器包括至少一个按本发明的旋转角传感器。因此所述转矩传感器适合用于实施所述用于确定转矩的方法的步骤。同样所述转矩传感器的至少一个组件的功能也可以作为所述用于确定转矩的方法的步骤来实现。本发明的其它优点和设计方案从说明书及附图中获得。不言而喻，前面提到的和下面还要解释的特征不仅能够以相应所表明的组合而且能够以其它的组合或者单独地使用，而不离开本发明的范围。
附图示出如下
图I是所述按本发明的旋转角传感器的第一种实施方式的两张透视图的示意 图2是按本发明的转矩传感器的第一种实施方式的示意 图3是图2的转矩传感器的剖视图的示意 图4是图2和3的转矩传感器的俯视图的在实施所述按本发明的用于确定转矩的方法的第一种实施方式时的不意 图5是关于所述按本发明的用于确定转矩的方法的第一种实施方式的细节的示意图； 图6是关于所述按本发明的用于确定转矩的方法的第一种实施方式的图表的示意图； 图7是按本发明的旋转角传感器的第二种实施方式的两张透视图的示意 图8是按本发明的转矩传感器的第二种实施方式的示意 图9是图8的转矩传感器的剖视图的示意 图10是图8和9的转矩传感器的俯视图的在实施所述按本发明的用于确定转矩的方法的第二种实施方式时的示意 图11是关于所述按本发明的用于确定转矩的方法的第二种实施方式的细节的示意
图12是关于所述按本发明的用于确定转矩的方法的第二种实施方式的图表；
图13是用于对所述按本发明的用于确定转矩的方法的两种不同的实施方式进行比较的图表；
图14是一种用于从现有技术中知道的转矩传感器的实施例的示意图；并且 图15是从现有技术中知道的转矩传感器的细节的示意图。
具体实施例方式本发明借助于实施方式在附图中示意性地示出并且下面参照附图进行详细说明。连续地并且全面对附图进行说明，相同的附图标记表示相同的组件。图I以俯视图(图Ib)并且以侧视图(图Ia)示出了按本发明的旋转角传感器2的第一种实施方式的示意图。在此在轴4上固定了扁平的圆形的由塑料制成的盘片6，其中该盘片6与所述轴4具有共同的转轴或者共同的转动点，该转动点相对于所述盘片6的中心点8具有大于零的间距。在这里的情况中，所述间距大约相当于所述盘片6的直径的三分之一。通常设置了处于所述盘片6的直径的四分之一和一半之间的间距。因而，在所述轴4旋转时所述盘片6围绕着转轴10执行非对称的旋转。在这个盘片6的两侧设置了两块彼此平行地布置的比如由塑料制成的板12。这两块板12在这里包括用阴影线示出的金属的区域，所述金属的区域形成这里构造为板式电容器的第一电容器14C1及这里构造为板式电容器的第二电容器16C2的平行布置的电容器板。由此在所述电容器14、16的电容器板之间有电介质，该电介质由空气的份额或者面积份额和所述塑料制成的盘片6的份额或者面积份额所组成。所提到的份额在所述轴4以及由此所述盘片6进行旋转运动时发生变化。为了确定所述电容器14、16的取决于角度的电容率，对所述盘片6的取决于角度的面积份额加以考虑就已足够。因为所述盘片6具有与空气不同的电容率，所以所述电容器14、16的电容按所述板12之间的空气及塑料的面积份额而变化。对于在所述板12的面积和由塑料制成的盘片6的面积份额之间的相应最小的和最大的重叠度来说，整个电容率的变化很小，因而所述第二电容器16C2相对于所述第一电容器14C1以90°的角度来布置。
补充地设置了一个用于进行信号处理的智能的单元18，该单元18为了对所述变化进行分析总是考虑到并且由此使用所述两个电容器14、16C1、C2的最大的电容差。此外，在图Ia中示出了扭转止动槽20和金属轴套22。对于图I的转矩传感器2来说，在所述转轴10进行旋转运动时电介质的比例发生变化，该比例通过所述板12之间的盘片6的面积份额来确定。因为空气拥有比如与塑料不同的电容率，所以所述非对称地得到支承的盘片6的旋转运动可以作为所述电容器14、16的电容的变化来测量。对于电容器14、16的电容来说，适用C= e 0X e rXA/d,
其中电常数e。=8. 85418781762 As/Vm，空气的电容率e @气=1，00059，比如能够使用的塑料ABS的e ABS大约4. 3，A是电容器14、16的电容器板的面积并且d是相应的电容器14,16的对置的电容器板的间距。如果在实施本发明时应该测量转矩，那么在两根用扭力杆34彼此相连接的轴30、32上设置了两个构造为旋转角传感器26、28的测量装置。通过两个旋转角传感器26、28形成的转矩传感器36在图2中以俯视图示出并且在图3中以剖视图示出，其中在所描述的实施方式中使用与在图I中示出的旋转角传感器2相类似地构成的旋转角传感器26、28。此夕卜，所述转矩传感器36在图4中以俯视图示意性地示出。在此，第一旋转角传感器26包括作为电介质的扁平的圆形的盘片38，该盘片38处于这里构造为板式电容器的第一电容器40与这里构造为板式电容器的第二电容器48 (图4)之间，这两个电容器相对于所述第一轴30的轴线偏移了 90°来布置。此外，所述盘片38非对称地支承在所述轴30上。相应地，所述第二旋转角传感器28同样具有非对称地固定在所述第二轴32上的扁平的圆形的盘片42，该盘片42可以在两个偏移了 90°来布置的电容器41、50 (图4)之间执行非对称的旋转运动。此外规定，所述第一轴30与机动车的转向机构相连接并且所述第二轴与机动车的方向盘相连接。如果现在在所述第一轴30上加载转矩，那么所述第一轴30上的盘片38就相对于另一根第二轴32上的构造为塑料板的第二盘片42进行扭转，所述第二轴32通过扭力杆34与所述第一轴30相连接并且由此与所述第一盘片38相连接。所述旋转的这种相对的变化引起在旋转角的范围上电容的能够测量的变化的相移。这种相移是用于所述转矩的大小的尺度。此外，所述转矩传感器36布置在传感器壳体44的内部,该传感器壳体44用密封圈46相对于所述轴30、32得到了密封。所述空气的电容率的通过温度波 动和/或湿度引起的变化对测量没有影响，因为对于所述转矩来说仅仅所述第一轴30上的第一电容器40、48与所述第二轴32上的第二电容器41、50之间的相对的变化起决定作用。在图4中，为了说明按本发明的用于确定转矩的方法的第一种实施方式而以沿所述两根轴30、32的方向定向的透视图示出了已经在图2和3中介绍的转矩传感器36。因此，在该透视图中，上下或者先后示出了所述轴30、32以及第一电容器40、41和相对于所述第一电容器偏移了 90°的第二电容器48、50。图4也不出，所述两个旋转角传感器26、28的两个盘片38、42不是相对于彼此叠合地布置。如果在所述两根轴30、32上加载转矩，那就出现这种效应。为了实施所述用于确定转矩的方法，通常将关于所测量的电容的、反映所述第一旋转角传感器24的电容器40、48及所述第二旋转角传感器28的电容器41、50的电容的取决于角度的数值的信号用于进行分析，其中所述电容的差AC在所述轴30、32之间存在扭转(这里是“+3°的扭转”49以及扭转“3°的扭转”51)时最大。在一种设计方案中，由所述第一旋转角传感器26使用所述第一电容器40的电容ClG和所述第二电容器48的电容C1A。由所述第二旋转角传感器28使用所述第一电容器41的电容C2G和所述第二电容器50的电容C2A。此外，考虑到所检测的电容C1G、C1A、C2G、C2A的比例AC1A/C1G、AC2A/C2G，其中第一比例A C1A/C1G由所述第二旋转角传感器28的第一电容器40的电容ClA和所述第一旋转角传感器26的第一电容器41的电容C2G所构成。为形成所述第二比例A C2A/C2G，使用所述第二旋转角传感器28的第二电容器32的电容C2A和所述第一转矩传感器26的第二电容器48的电容C2G。因此规定，为形成所提到的比例AC1A/C1G、AC2A/C2G，考虑到各两个关于所述轴30、32先后或者叠合地布置的电容器40、41、48、50的电容。但是，为了进行分析，总是考虑使用最大的所求得的比例AClA/C1G、AC2A/C2G。如果A C1A/C1G > A C2A/C2G,则在分析时使用 A C1A/C1G,如果 A C1A/C1G< AC2A/C2G，则在分析时使用AC2A/C2G。此外，图5示出了用于在图2到4中示出的盘片38、42的在电容器40、41、48、50的两个电容器板之间的取决于角度的面积份额52、54、56、58、60、62、64以及由此用于所述电容器板与盘片38、42之间的重叠(用阴影线表示的区域)的实例。白色的区域显示出所述电容器板之间的空气的面积份额。在此第一面积份额52相当于所述轴30、32之间的旋转角的-3°的偏差，第二面积份额54相当于所述轴30、32之间的旋转角的-2°的偏差，第三面积份额56相当于所述轴30、32之间的旋转角的-1°的偏差，第四面积份额58相当于所述轴30、32之间的旋转角的0°的偏差，第五面积份额60相当于所述轴30、32之间的旋转角的+1°的偏差，第六面积份额62相当于所述旋转角的+2°的偏差，并且第七面积份额64相当于所述旋转角的+3°的偏差。图6的图表包括水平定向的轴66，沿着该轴66绘出了用于0°与360°之间的旋转的角度。沿着垂直定向的轴68绘出了由所检测的电容C1A、C2A、C1G、C2G的前面提到的比例AC1A/C1G、AC2A/C2G之一构成的幅度。在所述图表中示出了用于圆0°的第一曲线70、用于“+3°的扭转”49的第二曲线72以及用于“-3°的扭转”51的第三曲线74。在图7a中以示意图示出了按本发明的旋转角传感器76的第二种实施方式的侧面的透视图。图7b以俯视图示出了同一个旋转角传感器76。在此在具有转轴80的轴78上布置了由塑料制成的扁平的星形的具有对称的转动点的盘片82，所述转动点也相当于所述轴78的转动点或者转轴80。在这个盘片82的两侧有相同大小的由塑料制成的板84，其中这块板84的金属的区域一起形成两个构造为板式电容器的电容器86、88。由此在各一个电容器86、88的电容器板之间有电介质,该电介质由一部分空气和一部分由塑料制成的盘片82组成。这个份额在所述轴78并且由此在所述盘片82进行旋转运动时发生变化。因为所述由塑料制成的盘片82具有与空气不同的电容率，所以所述电容器86、88的电容按所述电容器板之间的空气和塑料的面积份额而变化。因为相应地对于所述电容器板的和所述由塑料制成的盘片82的表面之间的最小的和最大的重叠度来说，整个电容率的变化很小，所以为所述旋转角传感器76的装置设置了两个电容器86、88，这两个电容器86、88在这里相对于彼此以比所述星形的盘片82的两个星尖90之间的角度大的角度来布置。此外设置 了一个用于进行信号处理的智能的单元92，在此使用该单元92来对最大的电容差的变化进行分析。在所述旋转角传感器76的第二种实施方式中，相对于所述第一种实施方式对于类似的角度来说相对产生相位的明显更高的边沿陡度并且由此产生电容的更大的差。由此可以获得比在所述旋转角传感器2的第一种实施方式中高的角分辨率。在所述转轴的旋转运动中，所述电容器板之间的电介质的比例发生变化。因为空气拥有比如和塑料不同的电容率，所以作为电容的变化可以测量所述星尖90的相对于电容器86、88的通过旋转运动引起的面积变化。图8和9以示意图示出了按本发明的转矩传感器94的第二种实施方式的侧面的透视图以及剖视图。为了测量转矩，在两根用扭力杆104彼此相连接的轴100、102上作为测量装置设置了两个旋转角传感器96、98。这些旋转角传感器96、98与已经在图7中示出的旋转角传感器76相类似地构成。此外，图10示出了所述转矩传感器94的俯视图。示意性地示出的两个测量装置分别包括对称地支承在所述轴100、102上的扁平的星形的盘片106,110以及由各两对电容器108、120 (图10)、112、122 (图10)构成的双重装置，它们以角度偏差相对于彼此偏移地布置。在此布置在转向机构的第一轴100上的第一旋转角传感器96包括星形的盘片106，该星形的盘片对称地固定在所述第一轴100上。在所述第一轴100旋转时，通过所述盘片106在所述第一旋转角传感器96的这里构造为板式电容器的电容器108、120 (图10)的电容器板之间引起变化的电容。所述第二旋转角传感器98的星形的盘片110对称地布置在所述第二轴102上并且在所述第二轴102旋转时在同样构造为板式电容器的第二电容器112、122 (图10)的电容器板之间运动。在此所述第二轴102与方向盘相连接。所述两个旋转角传感器96、98布置在壳体114中，该壳体114通过密封圈116相对于轴100、102得到了密封。如果现在在所述第一轴100上加载转矩，那么所述第一轴100上的星形的盘片106就相对于所述另一根第二轴102上的星形的盘片110进行扭转，所述两根轴通过扭力杆104彼此相连接。这种相对的变化引起所述电容的在旋转角范围内的能够测量的变化的相移。该相移是用于加载在所述轴100、102上的转矩的大小的尺度。在图10中为了说明按本发明的用于确定转矩的方法的第二种实施方式而示出了已经在图8和9中介绍的转矩传感器94的沿所述两根轴100、102的方向定向的透视图。因此，在该透视图中上下或者先后示出了所述轴100、102以及所述第一电容器108、112和偏移了一定角度的第二电容器120、122。图10也示出，所述两个旋转角传感器96、98的两个星形的盘片106、110相对于彼此扭转，这种情况在所述两根轴100、106上加载转矩时产生。为了确定所述转矩，通常将关于所测量的电容的、反映所述第一旋转角传感器96的电容器108、120及所述第二旋转角传感器98的电容器112、122的电容的取决于角度的数值的信号用于进行分析。所述电容的差AC在所述轴100、102之间存在扭转(这里是“+3°的扭转”124以及“-3°的扭转”126)时最大。
在一种设计方案中，由所述第一旋转角传感器96使用所述第一电容器108的电容ClG和所述第二电容器120的电容C1A。由所述第二旋转角传感器98使用所述第一电容器112的电容C2G和所述第二电容器122的电容C2A。此外，考虑使用所检测的电容C1G、C1A、C2G、C2A的比例AC1A/C1G、A C2A/C2G，其中第一比例A C1A/C1G由所述第二旋转角传感器98的第一电容器112的电容ClA和所述第一旋转角传感器96的第一电容器118的电容C2G所形成。为形成所述第二比例A C2A/C2G而使用所述第二旋转角传感器98的第二电容器122的电容C2A和所述第一旋转角传感器96的第二电容器120的电容C2G。因此规定，为形成所提到的比例AC1A/C1G、A C2A/C2G，应该考虑到关于所述轴100、102先后或者叠合地布置的电容器108、112、120、122的电容。但是为进行分析，则总是考虑到最大的当前存在的比例 AC1A/C1G、AC2A/C2G。详细来讲，比如适用这一点，如果A C1A/C1G > A C2A/C2G，则在分析时使用AC1A/C1G。如果 AC1A/C1G< A C2A/C2G，则在分析时使用 AC2A/C2G。图11补充地示出了用于电容器108、112、120、122的两个电容器板之间的在图8到10中示出的盘片100、102的取决于角度的面积份额以及由此用于所述电容器板与盘片100,102之间的重叠度(划阴影线的区域)的实例。白色的区域显示出所述电容器板之间的空气的面积份额。在此第一面积份额130相当于所述轴100、102之间的旋转角的-3°的偏差，第二面积份额132相当于所述轴100、102之间的旋转角的-2°的偏差，第三面积份额134相当于所述轴100、102之间的旋转角的-1°的偏差，第四面积份额130相当于所述轴100、102之间的旋转角的0°的偏差，第五面积份额138相当于所述轴100、102之间的旋转角的+1°的偏差，第六面积份额140相当于所述旋转角的+2°的偏差并且第七面积份额142相当于所述旋转角的+3°的偏差。图12的图表包括水平定向的轴144，沿着该轴144绘出了用于0°与360°的旋转的角度。沿着垂直定向的轴146绘出了由所检测的电容CIA、C2A、C1G、C2G的前面提到的比例AC1A/C1G、AC2A/C2G之一构成的幅度。在所述图表中，示出了用于所述两个盘片106、110相叠合这种情况的第一曲线148、用于“+3°的扭转”124的第二曲线149以及用于“-3°的扭转”126的第三曲线151。图13的图表包括水平定向的轴150以及垂直定向的轴152，沿着所述轴150绘出了 0°到360°的角度并且沿着所述轴152绘出了用于电容的幅度。在所述图表中，示出了用于所述转矩传感器36的具有圆形的盘片38、42的第一种实施方式(图2到4)的电容的幅度的第一曲线154以及用于转矩传感器94的第二种实施方式(图8到10)的第二曲线156。由此，图13的这张图表用于比较在旋转360°时用于图2到4的转矩传感器36的第一种实施方式以及用于图8到10的转矩传感器94的第二种实施方式的能够测量的电容的标准信息。所述边沿陡度以及由此所述电容变化或者角分辨率在具有作为电介质的构造为星形的盘片106、110的第二种实施方式中更高一些。 图14示出了 Robert Bosch公司的以磁性方法进行测量的转矩传感器158 TSS-I的示意图。图15以示意图示出了从现有技术中知道的用于测量转矩的装置160，该装置包括由北极162和南极164组成的磁体单元166以及测量环168。这样的装置160比如在图14所示的转矩传感器158中使用。
权利要求
1.旋转角传感器，该旋转角传感器具有至少一个设有电容器板的电容器(14、16、40、41、48、50、86、88、108、112)和一个构造为盘片(6、38、42、82、106、110)的电介质，其中所述盘片(6、38、42、82、106、110)以能够旋转的方式布置在所述电容器板之间并且按旋转角填充所述电容器板之间的不同大小的面积份额(52、54、56、58、60、62、64、130、132、134、136、138、140、142 )，其中所述旋转角传感器(2、26、28、76、96、98 )构造用于根据所述至少一个电容器(14、16、40、41、48、50、86、88、108、112)的电容的所测量的数值来确定所述旋转角。
2.按权利要求I所述的旋转角传感器，该旋转角传感器具有两个电容器(14、16、40、41、48、50、86、88、108、112)。
3.按权利要求I或2所述的旋转角传感器，其中所述至少一个电容器(14、16、40、41、 48、50、86、88、108、112)的电介质构造为圆形的盘片(6、8、42)，其中所述盘片(6、8、42)固定在轴(4、30、32、78、100、102)上，并且其中所述圆形的盘片(6、8、42)的中心点离开所述轴(4、30、32、78、100、102)的转动点具有大于零的间距。
4.按权利要求2和3所述的旋转角传感器，其中所述两个电容器(14、16、40、41、48、50、86、88、108、112)以偏置90°的方式来布置。
5.按权利要求I或2所述的旋转角传感器，其中所述至少一个电容器(14、16、40、41、48、50、86、88、108、112)的电介质构造为星形的盘片(82、106、110)，其中所述星形的盘片(82、106、110)的中心点布置在轴(4、30、32、78、100、102)的转动点上。
6.按权利要求2和5所述的旋转角传感器，其中所述两个电容器以一定的角度来布置，该角度大于所述星形的盘片(82、106、110)的两个星尖(90)之间的角度。
7.转矩传感器，该转矩传感器具有按前述权利要求中任一项所述的第一及第二旋转角传感器(2、26、28、76、96、98)，其中所述旋转角传感器(2、26、28、76、96、98)的构造为电介质的盘片(6、38、42、82、106、110)通过扭力杆(34、104)彼此相连接。
8.按权利要求7所述的转矩传感器，该转矩传感器构造用于用所述第一旋转角传感器(2、26、28、76、96、98)来测量第一电容并且用所述第二旋转角传感器(2、26、28、76、96、98)来测量第二电容，并且从所测量的电容的差中确定所述旋转角传感器(2、26、28、76、96、98)的盘片(6、38、42、82、106、110)之间的旋转角的差。
9.用于确定盘片(6、38、42、82、106、110)的旋转角的方法，所述盘片构造为电介质并且以能够旋转的方式布置在至少一个电容器(14、16、40、41、48、50、86、88、108、112)的电容器板之间，其中按所述盘片(6、38、42、82、106、110)的旋转角由所述盘片(6、38、42、82、106、110)填充所述电容器板之间的不同大小的面积份额(52、54、56、58、60、62、64、130、132、134、136、138、140、142)，并且其中所述旋转角根据所述至少一个电容器(14、16、40、41、48、50、86、88、108、112)的电容的所测量的数值来确定。
10.用于确定第一盘片(6、38、42、82、106、110)与第二盘片(6、38、42、82、106、110)之间的转矩的方法，所述第一盘片和第二盘片通过扭力杆(34、104)彼此相连接，其中用按权利要求I到6中任一项所述的具有所述第一盘片(6、38、42、82、106、110)的第一旋转角传感器(2、26、28、76、96、98)来检测第一电容并且其中用按权利要求I到6中任一项所述的具有所述第二盘片(6、38、42、82、106、110)的第二旋转角传感器(2、26、28、76、96、98)来检测第二电容，其中从所检测的电容的差中确定所述转矩。
全文摘要
本发明涉及一种旋转角传感器，该旋转角传感器具有至少一个设有电容器板的电容器(14、16)和一个构造为盘片(6)的电介质，其中所述盘片(6)布置在所述电容器板之间并且按旋转角填充所述电容器板之间的不同大小的面积份额，其中所述旋转角传感器(2)构造用于根据所述至少一个电容器(14、16)的电容的所测量的数值来确定所述旋转角。
文档编号G01L3/10GK102667435SQ201080060585
公开日2012年9月12日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年1月5日
发明者R.路德维希 申请人:罗伯特·博世有限公司