当在孔2700，2702里面存在过压2706时，则传感器面104向上拱曲，并且在传感器面104与传感器线圈之间的距离减小，由此改变传感器线圈102的电感。在此在基准线圈602与基体2704之间的距离保持恒定并且只取决于干扰参数，例如基体2704的温度膨胀。基准线圈602的信号可以从传感器线圈102信号量取，用于从传感器线圈102信号中去掉干扰参数。
[0105]换言之，图27a和27b示出以涡流方法为基础的冗余的高压传感器2600的示意图。在此两个压力孔2700，2702加入到金属基体2704里面。四个线圈102，602位于其上。两个线圈102直接位于压力输入2700，2702并因此检测金属薄膜的压力变形。另两个线圈602用于金属基体2704的距离检测，并因此可以用于补偿干扰影响。
[0106]图28a和28b示出按照本发明一实施例的压力传感器2600的视图。该压力传感器2600对应于图27a和27b的压力传感器2600。
[0107]图28a示出压力传感器2600顶面的俯视图。线圈102602均匀地分布在顶面上的假想圆上。该圆与基体2704横截面同心。
[0108]图28b示出基体2704底面底视图。孔2700，2702直径对置地设置图28a的假想圆上并且在传感器线圈102下面对准。
[0109]因此图27a，27b和28a，27b示出高压传感器2600，具有以涡流原理为基础的扩大的功能。高压传感器2600提供冗余的压力信号。在这里建议的方案示出原理在高压和最高压传感器上的应用和与此相关的非常简化的构造和在加工时的工艺步骤以及途径，用于克服目前由结构引起的压力局限性。
[0110]目前在高压领域的要求聚焦在“特征”上。为了提高自身安全性和自诊断能力，压力传感器2600能够冗余地测量压力(例如用于车载诊断OBD)。此外压力传感器2600具有向下从60bar至140bar的范围或向上到最高压> 3000bar的扩大的压力范围。在这里建议的方案对于2200bar至3000bar的范围提供了成本有利的解决方案。
[0111]通过涡流方法可以满足这些要求。涡流测量方法的基本原理以涡流感应作用为基础，涡流感应到能导电的试件(金属薄膜)里面。在此线圈以交流供电，由此构成围绕线圈的磁场。当导电物体位于这个磁场里面，在其中产生按照法拉第感应定律的涡流。涡流本身被磁场包围。这个涡流的固有场对应于伦茨定律反作用于线圈场，这引起线圈阻抗变化。这个与距离有关的阻抗变化例如通过传感器线圈102的振幅变化作为可测量的参数测量。
[0112]通过以涡流为基础的方案可以极其准确地检测金属薄膜102的变形，无需附加地在其上涂覆结构，由此可以毫无问题地过渡到无焊缝的并因此耐高压的一体的压力接管2704。此外能够以简单的方式设计冗余的测量结构，因为例如以电路板工艺加工的线圈数量不是主要的成本因素。
[0113]所建议的方案实现高测量灵敏度的冗余的高压传感器2600，它可以简单且成本有利地制成，并且没有密封问题。连接体2704可以一体地由金属基体2704制成，因为线圈传感器102无接触地评价变形并且在基体2704上无需其它结构。由此得到在构造和连接技术方面的优点。在目前的高压传感器中通过到传感器部件的导线焊点和到连接插头的弹性触点实现AVT-方案。这是必需的，因为测量结构必需接通到金属薄膜上。使用无接触的涡流方法能够完全集成评价电路感应线圈102，602到传感器2600的连接侧(插头侧)上，由此进一步得到在构造和连接技术方面的优点，因为可以省去弹性触点和导线焊点。
[0114]为了可以有效地抑制在线圈102与金属薄膜104之间由温度引起的距离变化，优选差分方法是有利的，其中测量受体由两个线圈102，602组成，其中一个线圈设置在薄膜104上，另一个线圈设置在压力接管2704的实心部分600上。因此，在单传感器100中得到双线圈布置，在冗余设计的传感器100中得到四线圈布置。在简单(非冗余)的结构中线圈102，603可以并排地设置，或者如同下图那样同轴地设置。
[0115]图29a和29b示出按照本发明一实施例的压力传感器2600的视图。
[0116]图29a示出压力传感器2600的立体图。
[0117]图28b示出压力传感器2600的立体剖面图。剖面对准基体2600的旋转轴线并且半切压力传感器2600。
[0118]在图29a和29b中的传感器2600具有传感器线圈102和基准线圈602。线圈102，602相互间同心地设置，其中较小的传感器线圈102设置在较大的基准线圈602内部。在这个实施例中传感器线圈102由多层扁平线圈构成，而基准线圈602单层地构成。线圈102，602设置在电路板里面或上面，为了更加清晰未示出电路板。线圈102，602设计成，分别发射电场108。涡流传感器2600具有圆柱形基体2704。在基体2704中从底面加入中心孔2700。孔2700由盲孔构成。在基体2704顶面上在孔2700上面设置薄膜作为传感器面104。传感器面104与基体2704 —体地连接。薄膜104由基体2704材料组成。如果在孔2700里面存在过压2706，则薄膜104向上拱曲并且与传感器线圈102的距离减小。在基准线圈602部位基体2704具有基准面600，它与基准线圈602以固定的距离设置。基准线圈602的电场108只通过电路板与基体2704之间的热的距离变化而改变。此外，基准场108可能受到干扰的外部影响而变化。因为热的变化和干扰的影响同样影响传感器线圈102的电场108，通过基准场108与电磁场108的抵消产生有力的信号。由此压力传感器2600可以在更大的工作范围里面使用。
[0119]换目之，图29a和29b不出以祸流原理为基础的尚压传感器100不意图。在中心的线圈102 (在这里示例地通过两层表示)检测金属薄膜104的变形。第二外部线圈602用于检测金属基体2600的距离并因此可以用于补偿干扰影响。
[0120]所述和在附图中所示的实施例只示例地选择。不同的实施例可以完全或以单个特征为基础相互组合。一个实施例可以通过另一实施例的特征补充。此外按照本发明的方法步骤可以重复以及以不同于所述的顺序实施。
【主权项】
1.一种涡流传感器(100)具有下列特征: 能导电的传感器线圈(102)，用于提供电磁交变场(108); 传感器面(104 )，用于影响电磁交变场(108 )，其中，所述传感器线圈(102 )和传感器面(104)可相互相对运动地设置；和 弹性部件(106)，它与传感器线圈(102)和传感器面(104)连接，或者通过传感器面(104)形成，并且设计成，通过弹性力(114)抵制在传感器面(104)与传感器线圈(102)之间的相对运动。
2.如权利要求1所述的涡流传感器(100)，其中，所述传感器线圈(102)静止地构成，并且所述传感器面(104)设计成，执行相对运动。
3.如权利要求1所述的涡流传感器(100)，其中，所述传感器面(104)静止地构成，并且所述传感器线圈(102)设计成，执行相对运动。
4.如上述权利要求中任一项所述的涡流传感器(100)，具有一评价线圈(900)，用于检测谐振频率和/或包括传感器线圈(102)的传感器振荡回路的品质。
5.如上述权利要求中任一项所述的涡流传感器(100)，其中，所述传感器线圈(102)具有电接头，用于检测传感器线圈的阻抗。
6.如上述权利要求中任一项所述的涡流传感器(100)，具有与传感器线圈(102)相邻设置的基准线圈(602)，用于提供基准场，还具有与传感器面(104)相邻设置的基准面(600),用于影响基准场，其中，所述基准线圈(602)和基准面(600)相互间刚性地设置。
7.如上述权利要求中任一项所述的涡流传感器(100)，具有外壳(400)，它具有用于固定涡流传感器(100)的接口，其中，所述弹性部件(106)、传感器面(104)和/或传感器线圈(102)设置在外壳(400)里面。
8.如上述权利要求中任一项所述的涡流传感器(100)，其中，在传感器线圈(102)与传感器面(104)之间设置凝胶体。
9.如上述权利要求中任一项所述的涡流传感器(100)，其中，所述相对运动是倾翻运动。
10.如上述权利要求中任一项所述的涡流传感器(100)，具有第二传感器线圈(2000)，它与传感器线圈(102)刚性连接和/或具有第二传感器面，它与传感器面(104)刚性连接。
11.如上述权利要求中任一项所述的涡流传感器(100)，其中，所述传感器面(104)和弹性部件(106)通过金属基体(2704)的柔性部位构成，其中，所述基体(2704) —体地且无缝地构成，并且具有传感器腔室(2700，2702)，其中，所述柔性部位构成传感器腔室(2700，2702)的壁体。
12.如上述权利要求中任一项所述的涡流传感器(100)，具有另一能导电的传感器线圈(102)，用于提供另一电磁交变场，并且具有另一传感器面(104)，用于影响另一电磁交变场，其中，另一传感器线圈(102)和另一传感器面(104)可相互相对运动地设置，并且具有另一弹性部件(106)，它与另一传感器线圈(102)和另一传感器面(104)连接，或者通过另一传感器面(104)构成，并且设计成，通过另一弹性力抵制在另一传感器面(104)与另一传感器线圈(012)之间的另一相对运动。
13.一种用于测量力(F)的方法(200)，其中，该方法(200)包括下列步骤: 利用能导电的传感器线圈(102)提供(202)电磁交变场(108); 利用传感器面(104)影响(204)电磁交变场(108)，其中，所述传感器线圈(102)和传感器面(104)可相互相对运动地设置； 利用弹性部件(106)提供(206)抵制在传感器线圈(102)与传感器面(104)之间的相对运动的弹性力，所述弹性部件与传感器线圈(102)和传感器面(104)连接； 检测(208)电磁交变场(108)的变化(I 16);和 在使用变化(116)的条件下确定(210)力(F)。
14.如权利要求13所述的方法(200)，其中，在提供电磁交变场(108)的步骤(202)中利用基准线圈(602)提供基准场，并且在影响步骤(204)中利用基准面(600)影响基准场，其中，所述基准线圈(602)和基准面(600)相互间刚性地设置，并且在在检测步骤(208)中检测基准场的变化，并且在确定步骤(210)中还在使用基准场变化的条件下确定力(F)。
【专利摘要】本发明涉及一种涡流传感器（100），具有一传感器线圈（102）、一传感器面（104）和一弹性部件（106）。所述传感器线圈（102）能导电并且设计成，提供一电磁交变场（108）。所述传感器面（104）设计成，影响电磁交变场（108）。所述传感器线圈（102）和传感器面（104）可相互相对运动地设置。所述弹性部件（106）与传感器线圈（102）和传感器面（104）连接，或者通过传感器面（104）形成，并且设计成，通过弹性力（114）抵制在传感器面（104）与传感器线圈（102）之间的相对运动。
【IPC分类】G01P3-50, G01P15-00, G01L1-12, G01L1-14, G01L9-00
【公开号】CN104583743
【申请号】CN201380045049
【发明人】齐诺贝尔 S., 哈斯 R.
【申请人】罗伯特·博世有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年5月29日
【公告号】DE102012211416A1, EP2867639A2, WO2014005769A2, WO2014005769A3