高温区域中用于转速测量、转动方向测量和位置测量的感应式传感器

摘要

具有线圈的感应式传感器，这些线圈准层状地布置在平面式的电路载体上，其特征在于，所述平面式的电路载体的边沿倾斜地金属化，以使平面式的电路载体的上侧和/或底侧和/或一个中间层和/或多个中间层能导电地通过所述边沿相互连接。

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的感应式传感器。

背景技术

在当前持续的技术探讨中涉及减少汽车中的燃料消耗。该技术探讨是关于减少与之相关的二氧化碳排放量的经济生态学探讨的一部分。汽车技术的各个领域的供货商也因此感到自己面临挑战，对现有的技术方案提出质疑。

为了应对二氧化碳排放的问题，汽车生产商的方案在于：在发动机的功率保持相同或较高的情况下，缩小(缩减)活塞工作容积。凭借这种方案，达到了目前存在的机械解决方案的技术极限。为了能够最佳地充分利用发动机技术的这种极限，用于监测和调节的传感器也要在其迄今从未应用过的场合中使用，例如在运行温度高于150℃的环境中。

目前所使用的电子构件具有大约150℃的极限温度，并且在这些新的应用方案中达到该极限。可行的辅助方案是用于冷却和保护传感器的措施；但是这种措施花费高昂。

用于感应式传感器的线圈也达到了其极限温度附近，这是因为这些传感器阵列和这些电子构件出于几何形状的原因而必须具有距可运动的信号发出者非常小的间距，以不仅能够可靠地传递大的信号变化，还能够可靠地传递小的信号变化。

为了对感应式传感器的敏感度或者信号幅度(Signalhub)，对于专业人士可以提高线圈的匝数。在现有技术中公知多层的电路载体(复层)，该电路载体可以用于使一开始为单层的传感器的匝数翻为多倍。例如可以在四层电路载体中使匝数翻为四倍，并且在六层电路载体中使匝数翻为六倍。图1中示出了这种具有多个绕组的公知线圈的工作原理；图1还示出由该线圈产生的磁场的场分布。所述绕组延伸经过多个层平面。

在这种情况下，本发明由电路载体或者电路板出发，例如由实用新型文献DE 202004019489U1公知的那样。不仅电路载体的上侧还有电路载体的底侧或者该感应式传感器单元承载有线圈，也就是说，大量线圈安置在电路板的多于一个的层中。现有技术中公知的是呈平面类型的两个、三个或者四个层。

发明内容

本发明提出如下任务，即，同样借助匝数来提高感应式传感器的信号电压的信号幅度。

此任务通过以下方式得以解决，即，平面式的电路载体的边沿倾斜地金属化(“倾斜”，也就是说，特别是平面式的电路载体的上侧和底侧相互连接)。通过这个措施，可以将电路载体的上层和下层(或者还有中间层)呈倾斜分布于电路载体边缘之上的轨迹的形式连接成一个线圈。

具体实施方式

根据电磁感应定律，因而线端电压U与匝数N成正比，通过提高匝数在线圈中获得了更高的感应电压，其遵循图1中的法则。

为了在技术上实现这种在电磁学上有效的线圈，电路载体的金属化的边沿被铣削或者倾斜地被蚀刻或者被照射激光等，并且以这种方式按照计划使金属化到上面的导电的材料中断。如果所述加工步骤被多次重复的话，根据图2，该加工步骤产生了螺栓状的线圈，该线圈的螺旋路径(Schraubenpfad)在电路载体的所有侧(例如所有四个侧面)上引导。如图2中所示的那样，该线圈可以实施为四面的探头，该探头依照比例显得长而薄。这种探头，其例如也可以是三面的，在一定程度上安置在常见的电路板上。换句话说，所述探头的安置侧(即探头的非自由端)平面式地向后扩宽，以用常规的方式将必需的电子部件配置到上面。与常见的、平放在电路板的平面内的平坦线圈相比，线圈的起效的横截面通过依据本发明的技术转过90度，转到所述边沿上。

这种依据图2的构造的优点是使电子构件与运行区域在空间上产生距离，在该运行区域中以探头的形式进行测量(也就是说，在该运行区域中，例如在不利的环境条件下，磁场的任何变化都得到测量)

在图3中，所述原理通过这种单个探头梳状的彼此挨着排列而得到扩展。所述梳状件形成了线圈阵列，该线圈阵列可以构成为线性或者行程测量系统。在这里，测量平面(梳尖的平面)也很远地远离电子部件，并且很热的运作温度不影响到位于其后面的电子构件。所述阻尼元件能够以给定的间距要么越过线圈系统地运动，要么，线圈系统同样具有影响的，所述阻尼元件能够在侧向上运动经过该线圈系统。

图4将依据本发明的原理用于探头型的传感器的另一实施例，该传感器从保护壳体伸入到热的测量区域中，并且该传感器在那里对脉冲轮的齿的转动经过进行探测。

使用图4中所述的布置方案，尤其可以检测脉冲轮的转速。为此，运行的脉冲齿例如可以是硬磁化的。但是，所述脉冲齿也可以是软磁性的材料，用以改变依据图1产生的磁场并且用以测量变化的磁场对产生的电流的反作用。特别优选的机械机构基于非磁性的、但为此能导电的脉冲齿，该脉冲齿引起了对依据图1的磁场的涡流阻尼作用

在依据图4的转速检测装置中，所述具有电子器件的电路载体处于温度较低的区域，该区域通过变速器或者发动机的热区的壁分隔开。所述探头通过变速器或者发动机壳体中的孔伸入热区中去，脉冲轮在该热区内转动。

如果除了转速外还应检测转动方向的话，那么在依据图4的布置方案中存在两种可行性方案。要么可以对脉冲轮的齿以如下方式编码，即，这些齿可以通过其磁性或者非磁性的标记各自区分开。那么，如所述的那样，单个探头就足够的是，单个探头彼此跟随的信号幅度实现了方向识别。对此另选地，当在所示单个探头旁边，在脉冲轮的外周边的转动方向上错开的另一单个探头布置在电路载体上时，方向识别在完全未对脉冲轮编码的情况下得到保留。当两个探头的在运行方向上的侧向的间距不相应于脉冲齿的周期性时，那么可以探测出：在哪个探头处首先出现了齿的脉冲。