帶有至少一個線圈的感應(yīng)式的傳感器裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶有至少一個線圈的感應(yīng)式的傳感器裝置。用于機(jī)動車的感應(yīng)式的傳感器裝置（1），所述傳感器裝置具有線圈（10），其中，所述線圈（10）布置在載體元件（12）上并且所述線圈（10）與電子單元（14）電連接，其中，感應(yīng)出的電壓能通過所述線圈（10）記錄。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計為，所述載體元件（12）具有第一側(cè)（16）并且所述線圈（10）在所述載體元件（12）的第一側(cè)（16）上通過至少一個平面線圈（11）構(gòu)成。
【專利說明】帶有至少一個線圈的感應(yīng)式的傳感器裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的帶有至少一個線圈的感應(yīng)式傳感器裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]已知的是，利用繞制線圈來檢測在傳感器裝置中感應(yīng)的電壓。在此，利用電磁感應(yīng)的物理效應(yīng)，其中，由于磁通密度的改變而在線圈中形成電場。由此，可以形成無接觸的傳感器，由此可以構(gòu)建維護(hù)減少的傳感器。繞制線圈在此布置在載體材料上。然而，已表明為不利的是，傳感器裝置的整個結(jié)構(gòu)形狀主要受繞制線圈共同影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的任務(wù)是提供一種傳感器裝置，其中，傳感器裝置基本上僅受載體元件的結(jié)構(gòu)形狀影響。尤其是，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種傳感器裝置，其簡單且成本低廉地構(gòu)造。
[0004]為了解決該任務(wù)，提出了一種具有權(quán)利要求1的特征、尤其是具有特征部分的特征的傳感器裝置。在從屬權(quán)利要求中介紹了優(yōu)選的改進(jìn)方案。在此，在權(quán)利要求中和在說明書中所提及的特征分別單獨(dú)地或組合地反映本發(fā)明的實質(zhì)。
[0005]本發(fā)明公開了一種用于機(jī)動車的具有線圈的感應(yīng)式傳感器裝置，其中，該線圈布置在載體元件上。線圈與電子單元電連接。通過該線圈可記錄感應(yīng)的電壓。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計為，載體元件具有第一側(cè)，其中，該線圈在載體元件的第一側(cè)上通過至少一個平面線圈構(gòu)成。利用平面線圈能夠?qū)崿F(xiàn)載體元件的結(jié)構(gòu)形狀基本上保持不變。對傳感器裝置的結(jié)構(gòu)空間的考慮因此可以與平面線圈的幾何形狀和/或?qū)嶋H尺寸無關(guān)地只與載體元件的結(jié)構(gòu)形狀有關(guān)。相應(yīng)地，在開發(fā)使用根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的感應(yīng)測量系統(tǒng)期間，測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)空間可與平面線圈的幾何形狀無關(guān)地實現(xiàn)。平面線圈可以由細(xì)導(dǎo)線制造，所述導(dǎo)線平面地也就是說在載體元件的平面中布置。所述導(dǎo)線例如可以通過粘合方法布置在載體元件上。在此可考慮的是，多于一個的平面線圈布置在載體元件上。由此，電子單元可以精確地檢測平面線圈中由變化的磁場造成的感應(yīng)的電壓，該磁場作用在平面線圈上。這樣，例如可以使用三個平面線圈，其同樣布置在載體元件的第一側(cè)上。在載體元件的第一側(cè)上布置越多的平面線圈，則通過電子單元能夠越精確地對感應(yīng)的電壓進(jìn)行檢測。這樣，感應(yīng)式傳感器裝置可以作為接收線圈使用在感應(yīng)式測量系統(tǒng)中。感應(yīng)式測量系統(tǒng)例如可以具有作為接收線圈的感應(yīng)式傳感器裝置、發(fā)送器線圈和轉(zhuǎn)子。發(fā)送器線圈和接收線圈即根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)式傳感器裝置在此可以在載體元件上與電子單元一起布置。于是交變電流可流經(jīng)發(fā)送器線圈，交變電流在發(fā)送器線圈中產(chǎn)生電磁場，其中，轉(zhuǎn)子被變化的電磁場穿過。轉(zhuǎn)子在此具有至少一個轉(zhuǎn)子線圈，其中在轉(zhuǎn)子線圈中通過變化的電磁場同樣產(chǎn)生交變電流，該交變電流又產(chǎn)生引起對接收線圈的反作用的電磁場。由此，在接收線圈中可以感應(yīng)出電壓，該電壓與轉(zhuǎn)子的位置有關(guān)并且可以由電子單元分析。相應(yīng)地，轉(zhuǎn)子可以轉(zhuǎn)動地并且無接觸地以一定間距布置在接收器線圈旁。在此，0.05mm到7mm的間距是有利的，以便通過接收線圈感應(yīng)出的電壓能夠以測量技術(shù)可靠地由電子單元來分析。有利地，與使用一個平面線圈相比，通過布置至少兩個平面線圈可以檢測更為精確的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。然而，更高的繞制密度還有利于更精確地檢測感應(yīng)電壓。這樣，對轉(zhuǎn)子運(yùn)動的檢測可以用于角度測量。由此，甚至轉(zhuǎn)子最小的轉(zhuǎn)動運(yùn)動能夠通過感應(yīng)式傳感器裝置來檢測。同樣，可設(shè)想的是，通過根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)式傳感器裝置也可以檢測平移運(yùn)動。這樣，一測量線圈可以平移地弓丨導(dǎo)經(jīng)過感應(yīng)式傳感器裝置，使得在此也適用與在帶有轉(zhuǎn)子和接收器線圈的測量系統(tǒng)中的同樣的原則。在測量線圈經(jīng)過接收線圈時，在測量線圈中會感應(yīng)出交變電流，該交變電流又產(chǎn)生電磁場，該電磁場又會引起對感性傳感器裝置即接收線圈的反作用。通過感應(yīng)式傳感裝置中的感應(yīng)的電壓于是可以由電子單元分析測量線圈的平移運(yùn)動。也可設(shè)想的是，平面線圈三相地構(gòu)成，其中，每個線圈可以錯開120°地布置在該平面中。由此，可以形成線圈幾何形狀，其可以整面地充分利用載體元件的第一側(cè)，由此可以精確地測量由交變磁場在線圈中感應(yīng)出的電壓。
[0006]特別有利的是，平面線圈構(gòu)成為導(dǎo)體電路，尤其構(gòu)成為蜿蜒曲折形C maanderformige )的、螺旋形的或渦形的導(dǎo)體電路。平面線圈構(gòu)成為導(dǎo)體電路提供的優(yōu)點(diǎn)是，載體元件的結(jié)構(gòu)高度不明顯地受平面線圈影響。導(dǎo)體電路可以在其高度上明顯小于載體元件的高度地設(shè)計。這樣，環(huán)氧電路板可以用作載體元件。環(huán)氧電路板可以在第一側(cè)上涂覆以銅膜。銅膜在此可以通過粘合方法布置在環(huán)氧電路板上。導(dǎo)體電路可以通過腐蝕方法或銑削方法在環(huán)氧電路板上制造。腐蝕方法的優(yōu)點(diǎn)在于快速和成本低廉地制造導(dǎo)體電路作為平面線圈。銑削方法的優(yōu)點(diǎn)在于在環(huán)氧電路板上無化學(xué)劑地構(gòu)成導(dǎo)體電路。也可設(shè)想的是，載體元件由塑料制造。塑料是良好的絕緣體，由此，載體元件的第一側(cè)可以與載體元件的另外的側(cè)非常良好地絕緣。此外，可以使用柔韌的塑料，由此，可以將感應(yīng)式傳感器裝置插入有公差的殼體中。這樣，傳感器裝置可以用作用于例如內(nèi)燃機(jī)的節(jié)氣門的角度測量裝置。平面線圈構(gòu)成為蜿蜒曲折形的導(dǎo)體電路提供給的優(yōu)點(diǎn)是，蜿蜒曲折形平面線圈的連接元件可以并排地設(shè)置。由此可以確保到電子單元的直接連接。平面線圈構(gòu)成為渦形導(dǎo)體電路在此可以提高檢測感應(yīng)的電壓的靈敏度。
[0007]此外會有利的是，載體元件具有第一開口，其中，電子單元布置在第一開口的區(qū)域中。這樣，電子單元可以有利地布置在第一開口中。載體元件具有確定的高度，其中，第一開口的高度通過載體元件的高度來預(yù)先確定。電子單元在其結(jié)構(gòu)形狀方面可以確定為使得其能夠精確匹配地進(jìn)入第一開口中。電子單元可以是微芯片，其中，芯片的高度恰好是載體元件的高度。由此創(chuàng)建了第一側(cè)的連續(xù)平面。于是可設(shè)想的是，有利地在第一側(cè)上布置有在第一開口的區(qū)域中導(dǎo)電的膜，尤其是銅膜。通過布置銅膜，將第一開口向一側(cè)進(jìn)行限制。載體元件具有第二側(cè)，其中，第一開口可經(jīng)由第二側(cè)達(dá)到。電子單元相應(yīng)地可以在銅膜的背側(cè)上安置在第一開口中。在此，電子單元可以通過粘合方法粘合到銅膜上。在電子單元就其尺寸來說小于第一開口的情況下，可以通過澆注方法填充由此形成的空間。在此，可以利用澆注材料，該澆注材料可以將電子單元與第一開口的邊緣電絕緣。此外，澆注材料可以將電子單元固定在第一開口的區(qū)域中。此外可考慮的是，代替銅膜使用金膜，其中，金膜有利地是耐腐蝕的。同樣，可以使用由鋁構(gòu)成的膜，因為其在小質(zhì)量的同時具有良好導(dǎo)電率并且具有比銅更好的耐腐蝕性。
[0008]同樣，根據(jù)本發(fā)明可考慮的是，載體元件具有至少一個第二開口，其中，在第二開口的區(qū)域中布置線圈的第一端部。載體元件的第一側(cè)可以通過第二開口與載體元件的第二側(cè)利用導(dǎo)電元件電連接。導(dǎo)電元件可以構(gòu)成為導(dǎo)線。在平面線圈例如構(gòu)成為渦形導(dǎo)體電路的情況下，其中渦形導(dǎo)體電路同樣具有第二端部，在渦形導(dǎo)體電路的第一端部上和在渦形導(dǎo)體電路的第二端部上分別布置一個第二開口。通過開口中的每個于是可以建立與載體元件的第二側(cè)的電接觸。同樣，在載體元件的第二側(cè)上可以布置電子單元。通過布置第二開口和在載體元件的第二側(cè)上布置電子單元，可以有效地阻止導(dǎo)體電路在第一側(cè)上的交叉。相應(yīng)地，在載體元件的第一側(cè)上的線圈可以經(jīng)由載體元件的第二側(cè)來電接觸。在此可以使用導(dǎo)線作為導(dǎo)電元件，其中，導(dǎo)線可以直接從第一側(cè)經(jīng)由第二開口引導(dǎo)至電子單元在第二側(cè)上的連接元件。特別有利的是，載體元件的第一側(cè)和/或載體元件的第二側(cè)以保護(hù)層涂覆。由于導(dǎo)體電路可由覆銅的電路板通過腐蝕方法或銑削方法制造，導(dǎo)體電路可以以保護(hù)層涂覆用以免受外部環(huán)境影響。保護(hù)層同時用于使導(dǎo)體電路相對外部結(jié)構(gòu)空間絕緣。這樣，在將感應(yīng)式傳感器裝置使用在感應(yīng)式測量系統(tǒng)中時可以確保，在短時接觸、例如轉(zhuǎn)子與載體元件短時接觸時不會形成短路。這例如在測量系統(tǒng)劇烈震動時會是這種情況。
[0009]按照根據(jù)本發(fā)明的裝置的一種有利的改進(jìn)方案，設(shè)計為，載體元件的第一開口和/或第二開口被沖壓。第一開口和/或第二開口的沖壓過程確保了并行制造第一開口和/或第二開口。這樣可以使用沖頭，其可以將載體元件穿孔。沖頭在此可以同時使用，使得在一個工序中可以制造載體元件的一個工序中的第一開口和第二開口。有利地，不會出現(xiàn)銅屑的磨耗，以及這在用于形成第一開口和/或第二開口的鉆孔過程中情況如此。沖壓出的塊精確地對應(yīng)于載體元件中所需的開口，其中，可以保證所沖壓出的塊不會進(jìn)一步在其他制造過程中起干擾作用。此外，在制造載體元件的第一開口和/或第二開口時可以使用吸走裝置，使得在沖壓過程之后可以直接將沖壓出的載體元件塊吸走。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]本發(fā)明的其他措施和優(yōu)點(diǎn)從權(quán)利要求、以下的描述和附圖中得到。在此，在權(quán)利要求中和在說明書中所提及的特征分別單獨(dú)地或任意組合地反映本發(fā)明的實質(zhì)。在附圖中:
[0011]圖1示出了感應(yīng)式傳感器裝置以及載體元件的第一側(cè)的示意圖，
[0012]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)式傳感器裝置的載體元件的第二側(cè)的示意圖，
[0013]圖3示出了帶有在第一開口中的電子單元的載體元件的第二側(cè)的示意圖，以及
[0014]圖4示出了載體元件的具有三相線圈的第二側(cè)的示意圖。

【具體實施方式】
[0015]在圖1中示意性地示出了感應(yīng)式傳感器裝置I的載體元件12的第一側(cè)16的視圖。第一側(cè)16在此具有平面線圈11。平面線圈11在此與電子單元14電連接?？煽紤]的是，代替蜿蜒曲折形(皿蘊(yùn)antierfiimiigen )的線圈也可以使用渦形的線圈。此外可考慮的是，可以使用多個平面線圈。于是可考慮混合形狀，其中可以使用蜿蜒曲折形的、渦形的、圓形的或之字形的平面線圈。所有平面線圈可以與電子單元14電連接。
[0016]在圖2中示意性地示出了感應(yīng)式傳感器裝置I的載體元件12的第二側(cè)24。載體元件12具有第一側(cè)16，其中在第一側(cè)16上布置兩個平面線圈11、11’。導(dǎo)體電路11、11’蜿蜒曲折形地構(gòu)成。載體元件12具有兩個第二開口 22、22’。在第二開口 22的區(qū)域中布置有平面線圈11的第一端部。在平面線圈11的第二端部處同樣布置第二開口 22’。通過兩個第二開口 22、22’，相應(yīng)地分別經(jīng)由一個導(dǎo)電元件28、28’可電接觸平面線圈11的第一端部和第二端部。在此相應(yīng)使用導(dǎo)線28、28’，其穿過兩個第二開口 22、22’將電子單元14與第一端部和第二端部電連接。電子單元14在此在高度上精確匹配地插在第一開口 20中。第一開口 20通過澆注材料21被封閉直至電子單元14的區(qū)域。由此，將電子單元14固定在第一開口 20中。此外，電子單元14可以通過澆注材料21與載體元件12電絕緣。電子單元14具有連接元件，其中，各連接元件分別經(jīng)由導(dǎo)線28、28’穿過第二開口 22和22’與蜿蜒曲折形的平面線圈11連接。第二平面線圈11’在此在電學(xué)上與平面線圈11并聯(lián)地布置。
[0017]在圖3中示意性地示出了載體元件12的第二側(cè)24。第二側(cè)24具有渦形的平面線圈11’’。載體元件12同樣具有第一側(cè)16，其中，第一側(cè)16在此具有傳導(dǎo)性的膜26。導(dǎo)電的膜26在此可以是銅層或金層。在第一側(cè)16的整個區(qū)域上構(gòu)成有導(dǎo)電的膜。導(dǎo)電的膜26在此可以通過粘合方法與載體元件12連接。在第一開口 20的區(qū)域中布置電子單元14，其中，電子單元14在導(dǎo)電的膜26的下側(cè)上布置在第一開口 20的區(qū)域中。電子單元14在此可以通過粘合方法布置在導(dǎo)電的膜26的下側(cè)上。電子單元14松動放置在此也是可能的。為了固定電子單元14，在此可以使用澆注方法，其中，澆注材料可以將電子單元14固定在第一開口 20的區(qū)域中。第一側(cè)16具有兩個蜿蜒曲折形的平面線圈11、11’。這兩個蜿蜒曲折形的平面線圈11、11’具有第一端部和第二端部，其中，從載體元件12的第二側(cè)24可通過前一個第二開口 22到達(dá)第一端部并且可通過其次的第二開口 22’到達(dá)第二端部。電子單元14具有第一連接元件15，其中，第一連接元件15經(jīng)由導(dǎo)線28與平面線圈11的第一端部導(dǎo)電連接。第二連接元件15’在此經(jīng)由線28’與平面線圈11的第二端部導(dǎo)電地布置。相應(yīng)地，從載體元件12的第二側(cè)24穿過兩個第二開口 22和22’與載體元件12的第一側(cè)16的接觸是可能的。在載體元件12的第二側(cè)24上布置渦形平面線圈11’。在此，渦形平面線圈11’’的第一端部與平面線圈11的第一端部通過導(dǎo)電元件連接。這同樣適用于渦形平面線圈11’的第二端部，其中，渦形平面線圈11’的第二端部與平面線圈11的第二端部經(jīng)由導(dǎo)電元件電連接。金屬銷在此情況下可以用作連接部。焊接點(diǎn)在此也可考慮，其中，第一側(cè)16可以與載體元件12的第二側(cè)24電連接。
[0018]在圖4中示意性地示出了感應(yīng)式傳感器裝置1，其中，在載體元件12的第二側(cè)上布置三相平面線圈11、11’、11’’。三相平面線圈11、11’、11’’由三個渦形元件構(gòu)成，其中，每個渦形元件以120°的角度與接下來的渦形元件錯開地布置。三個渦形平面線圈11、11’、11’’’的構(gòu)造可以構(gòu)成為導(dǎo)體電路，其中，導(dǎo)體電路可以通過腐蝕方法來制造。為此，可以使用覆銅的印刷電路板。也可以考慮除銅之外的其他導(dǎo)電材料，例如金。此外，載體元件12總共具有三個第二開口 22、22’、22’’，其中，渦形的平面線圈的第一端部分別布置到第二開口處。三相構(gòu)造的渦形平面線圈11、11’、11’’在其三個線圈的等效電路上相同，所述線圈彼此并聯(lián)地布置。在此，渦形線圈11的第一端部經(jīng)由第二開口 22利用導(dǎo)線28與電子單元14連接。渦形的平面線圈11’的第一端部在此經(jīng)由第二開口 22’導(dǎo)電地通過導(dǎo)線28’與電子單元14連接。第三渦形的平面線圈11’’經(jīng)由第二開口 22’利用導(dǎo)線28’’與電子單元14連接。在此，可以使用其他平面線圈，其尤其也可以布置在載體元件12的第一側(cè)16上。代替導(dǎo)線28、28’、28’ ’，同樣可以將導(dǎo)體電路元件從電子單元14引導(dǎo)至第二開口 22、22’、22，’。
[0019]附圖標(biāo)記表
[0020]I傳感器裝置
[0021]10線圈
[0022]11平面線圈
[0023]11’平面線圈
[0024]11’’平面線圈
[0025]12載體元件
[0026]14電子單元
[0027]15連接元件
[0028]15’連接元件
[0029]16第一側(cè)
[0030]20第一開口
[0031]22第二開口
[0032]22，第二開口
[0033]22，’第二開口
[0034]24第二側(cè)
[0035]26膜
[0036]28導(dǎo)線
[0037]28'導(dǎo)線
[0038]28’ ’導(dǎo)線
【權(quán)利要求】
1.用于機(jī)動車的感應(yīng)式的傳感器裝置(1)，所述傳感器裝置具有線圈(10)，其中，所述線圈(10)布置在載體元件(12)上并且所述線圈(10)與電子單元(14)電連接，其中，感應(yīng)出的電壓能通過所述線圈(10)記錄， 其特征在于， 所述載體元件(12)具有第一側(cè)(16)并且所述線圈(10)在所述載體元件(12)的第一側(cè)(16)上通過至少一個平面線圈(11)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)式的傳感器裝置(I)， 其特征在于， 通過所述平面線圈(11)能夠檢測旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或平移運(yùn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的感應(yīng)式的傳感器裝置(I)， 其特征在于， 所述平面線圈(11)構(gòu)成為導(dǎo)體電路，尤其構(gòu)成為蜿蜒曲折形的、螺旋形的或渦形的導(dǎo)體電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的感應(yīng)式的傳感器裝置(I)， 其特征在于， 所述載體元件(12)具有第一開口(20)，其中，所述電子單元(14)布置在所述第一開口(20)的區(qū)域中。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的感應(yīng)式的傳感器裝置(I)， 其特征在于， 所述電子單元(14)通過粘合方法布置在導(dǎo)電膜(26)上、尤其是布置在所述第一開口(20)的區(qū)域中。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的感應(yīng)式的傳感器裝置(3)， 其特征在于， 所述第一開口(20)通過澆注材料封閉。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的感應(yīng)式的傳感器裝置(I)， 其特征在于， 所述載體元件(12)具有至少一個第二開口(22)，其中，在所述第二開口(22)的區(qū)域中布置線圈(10)的第一端部。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的感應(yīng)式的傳感器裝置(I)， 其特征在于， 導(dǎo)電元件(28)、尤其是導(dǎo)線引導(dǎo)穿過所述第二開口(22)，其中，所述導(dǎo)電元件(28)將所述載體元件(12)的第一側(cè)(16)與載體元件(12)的第二側(cè)(24)導(dǎo)電連接。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的感應(yīng)式的傳感器裝置(I)， 其特征在于， 所述載體元件(12)的第一側(cè)(16)和/或所述載體元件(12)的第二側(cè)(24)以尤其是絕緣的保護(hù)層涂覆。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的感應(yīng)式的傳感器裝置(I)， 其特征在于， 所述載體元件(22)的第一開口(20)和/或第二開口(22)是沖壓的。
【文檔編號】G01D5/20GK104075739SQ201410115093
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月26日
【發(fā)明者】L·范納施, H·伊爾勒 申請人:黑拉許克聯(lián)合股份有限公司