DE102016015720A1

DE102016015720A1 - Rotation angle sensor

Info

Publication number: DE102016015720A1
Application number: DE102016015720.8A
Authority: DE
Inventors: Fabian Utermoehlen; Andreas Merz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-02-24
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2017-08-24

Abstract

Ein Drehwinkelsensor (10) umfasst ein Statorelement (12) mit einer Statorsendespule (20) und wenigstens zwei zueinander winkelversetzten, gleichartig aufgebauten Statorempfangsspulen (22a, 22b, 22c), die in einer Leiterplatte (18) ausgebildet sind; ein bezüglich des Statorelements (12) um eine Drehachse (R) drehbar gelagertes Rotorelement (14) mit einer Rotorempfangsspule (28) und einer Rotorsendespule (30), die miteinander elektrisch verbunden sind; wobei die Rotorempfangsspule (28) mit der Statorsendespule (20) induktiv gekoppelt ist, so dass ein durch die Statorsendespule (20) erzeugtes elektromagnetisches Feld in der Rotorempfangsspule (28) einen Strom induziert, der durch die Rotorsendespule (30) fließt, so dass die Rotorsendespule (30) ein weiteres elektromagnetisches Feld erzeugt; wobei die wenigstens zwei Statorempfangsspulen (22a, 22b, 22c) mit der Rotorsendespule (30) induktiv gekoppelt sind, so dass die induktive Kopplung von einem Drehwinkel zwischen dem Statorelement (12) und dem Rotorelement (14) abhängig ist, und das von der Rotorsendespule (30) erzeugte weitere elektromagnetische Feld in den wenigstens zwei Statorempfangsspulen (22a, 22b, 22c) wenigstens zwei winkelabhängige Wechselspannungen induziert; wobei jede der wenigstens zwei Statorempfangsspulen (22) aus einer Mehrzahl von Radialleitern (44) und Umfangsleitern (40, 42) aufgebaut ist, die in zwei Ebenen einer Leiterplatte (18) gebildet sind, so dass je Statorempfangsspule (22a, 22b, 22c) aus den Radialleitern (44) und den Umfangsleitern (40, 42) wenigstens zwei gegenläufige Teilwindungen (38a, 38b) gebildet sind; wobei die Radialleiter (44) in radialer Richtung von einem Innenende zu einem Außenende verlaufen und jeweils zwei Radialleiter (44) mit gegenläufiger Stromrichtung zumindest teilweise überdeckend auf der Leiterplatte (18) angeordnet sind; und wobei die Umfangsleiter (40, 42) in Umfangsrichtung verlaufen, ein Umfangsleiter (40, 42) jeweils zwei Innenenden oder jeweils zwei Außenenden von Radialleitern (44) verbindet und jeder der Umfangsleiter (40, 42) eine Durchkontaktierung (37) aufweist, bei der der Umfangsleiter (40, 42) die Ebenen der Leiterplatte (18) wechselt.A rotation angle sensor (10) comprises a stator element (12) having a stator end coil (20) and at least two staggered stator receive coils (22a, 22b, 22c) angularly offset from one another and formed in a printed circuit board (18); a rotor member (14) rotatably supported with respect to the stator member (12) about a rotation axis (R), having a rotor receiving coil (28) and a rotor sending coil (30) electrically connected to each other; wherein the rotor receive coil (28) is inductively coupled to the stator transmit coil (20) such that an electromagnetic field generated by the stator transmit coil (20) induces a current in the rotor receive coil (28) that flows through the rotor transmit coil (30) Rotor end coil (30) generates another electromagnetic field; wherein the at least two stator receive coils (22a, 22b, 22c) are inductively coupled to the rotor transmit coil (30) such that the inductive coupling is dependent upon a rotational angle between the stator member (12) and the rotor member (14) from the rotor transmit coil (30) generated further electromagnetic field in the at least two stator receiving coils (22a, 22b, 22c) at least two angle-dependent alternating voltages induced; wherein each of the at least two stator receiving coils (22) is composed of a plurality of radial conductors (44) and peripheral conductors (40, 42) formed in two planes of a printed circuit board (18) such that per stator receiving coil (22a, 22b, 22c) at least two opposing partial turns (38a, 38b) are formed from the radial conductors (44) and the peripheral conductors (40, 42); wherein the radial conductors (44) extend in the radial direction from an inner end to an outer end and two radial conductors (44) are at least partially overlapping on the printed circuit board (18) with opposite current direction; and wherein the circumferential conductors (40, 42) extend in the circumferential direction, a circumferential conductor (40, 42) connects two inner ends or two outer ends of radial conductors (44) and each of the peripheral conductors (40, 42) has a plated through hole (37) the peripheral conductor (40, 42) changes the planes of the printed circuit board (18).

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen Drehwinkelsensor, mit dem beispielsweise ein Drehwinkel zwischen einer Welle und einem weiteren Bauteil bestimmt werden kann.The invention relates to a rotation angle sensor with which, for example, a rotation angle between a shaft and a further component can be determined.

Stand der TechnikState of the art

Um Drehwinkel zu messen, sind beispielsweise Drehwinkelsensoren bekannt, bei denen ein Magnet über einen entsprechenden Magnetfeldsensor gedreht wird. Die Messung des Magnetfeldvektors erlaubt dann einen Rückschluss auf den Drehwinkel. Derartige Sensoren reagieren auch auf externe Magnetfelder, die beispielsweise durch einen Stromfluss von benachbart angeordneten Stromkabeln verursacht werden und können sehr störempfindlich sein.In order to measure rotational angles, for example, rotational angle sensors are known in which a magnet is rotated via a corresponding magnetic field sensor. The measurement of the magnetic field vector then allows a conclusion about the angle of rotation. Such sensors also respond to external magnetic fields, which are caused for example by a current flow of adjacently arranged power cables and can be very susceptible to interference.

Ein weiterer Typ Drehwinkelsensor nutzt einen Wirbelstromeffekt aus. Dabei wird beispielsweise ein metallisches Target über Sensorspulen bewegt, die mit einer Wechselspannung versorgt werden und in dem Target einen Wirbelstrom induzieren. Dies führt zur Reduzierung der Induktivitäten der Sensorspulen und erlaubt, über eine Frequenzänderung auf den Drehwinkel zu schließen. Beispielsweise sind die Spulen Bestandteil eines Schwingkreises, dessen Resonanzfrequenz sich bei einer Veränderung der Induktivität verschiebt. Dieser Typ von Drehwinkelsensor kann jedoch eine hohe Querempfindlichkeit gegenüber Einbautoleranzen (vor allem ein Verkippen des Targets) aufweisen. Auch kann die erzeugte Frequenz durch externe elektromagnetische Felder gestört werden (Injection Locking), da üblicherweise mit Frequenzen im Bereich von einigen zehn MHz gearbeitet wird.Another type of rotation angle sensor uses an eddy current effect. In this case, for example, a metallic target is moved via sensor coils, which are supplied with an alternating voltage and induce an eddy current in the target. This leads to the reduction of the inductance of the sensor coils and allows to close the rotation angle via a frequency change. For example, the coils are part of a resonant circuit whose resonant frequency shifts when the inductance changes. However, this type of rotation angle sensor can have a high cross-sensitivity to installation tolerances (especially a tilting of the target). Also, the frequency generated by external electromagnetic fields can be disturbed (injection locking), since it is usually worked with frequencies in the range of several tens of MHz.

Die EP 0 909 955 B1 zeigt einen Drehwinkelsensor mit auf einem Target kurzgeschlossene planare Leiterschleifen, die mit dem elektromagnetischen Wechselfeld einer Erregerspule wechselwirken.The EP 0 909 955 B1 shows a rotation angle sensor with shorted to a target planar conductor loops, which interact with the alternating electromagnetic field of an excitation coil.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, einen Drehwinkelsensor bereitzustellen, der besonders ökonomisch herzustellen ist, wobei er einfach auszuwertende Messsignale liefert.Embodiments of the present invention may advantageously enable to provide a rotation angle sensor which is particularly economical to manufacture, providing easy-to-evaluate measurement signals.

Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.Ideas for embodiments of the present invention may be considered, inter alia, as being based on the thoughts and findings described below.

Die Erfindung betrifft einen Drehwinkelsensor, der insbesondere in einer Umgebung mit hohen elektromagnetischen Störfeldern eingesetzt werden kann. Beispielsweise kann der Drehwinkelsensor im Motorraum oder in der Nähe des Motorraums eines Fahrzeugs verwendet werden, beispielsweise zur Bestimmung einer Position einer Drosselklappe, einer Rotorposition eines BLDC-Motors, einer Position eines Fahrpedals oder einer Position einer Nockenwelle. Der im Folgenden beschriebene Drehwinkelsensor ist kostengünstig, benötigt einen geringen Bauraum und basiert auf einem einfachen Messprinzip.The invention relates to a rotation angle sensor, which can be used in particular in an environment with high electromagnetic interference fields. For example, the rotation angle sensor may be used in the engine room or in the vicinity of the engine compartment of a vehicle, for example, to determine a position of a throttle valve, a rotor position of a BLDC motor, a position of an accelerator pedal, or a position of a camshaft. The rotation angle sensor described below is inexpensive, requires little space and is based on a simple measuring principle.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Drehwinkelsensor ein Statorelement mit einer Statorsendespule und wenigstens zwei zueinander winkelversetzten, gleichartig aufgebauten Statorempfangsspulen, die in einer Leiterplatte ausgebildet sind; ein bezüglich des Statorelements um eine Drehachse drehbar gelagertes Rotorelement mit einer Rotorempfangsspule und einer Rotorsendespule, die miteinander elektrisch verbunden sind; wobei die Rotorempfangsspule mit der Statorsendespule induktiv gekoppelt ist, so dass ein durch die Statorsendespule erzeugtes elektromagnetisches Feld in der Rotorempfangsspule einen Strom induziert, der durch die Rotorsendespule fließt, so dass die Rotorsendespule ein weiteres elektromagnetisches Feld erzeugt; wobei die wenigstens zwei Statorempfangsspulen mit der Rotorsendespule induktiv gekoppelt sind, so dass die induktive Kopplung von einem Drehwinkel zwischen dem Statorelement und dem Rotorelement abhängig ist, und das von der Rotorsendespule erzeugte weitere elektromagnetische Feld in den wenigstens zwei Statorempfangsspulen wenigstens zwei winkelabhängige Wechselspannungen induziert.According to one embodiment of the invention, the rotation angle sensor comprises a stator element having a stator end coil and at least two mutually angularly offset, identically constructed Statorempfangsspulen formed in a printed circuit board; a rotor member rotatably supported relative to the stator member about an axis of rotation and having a rotor receiving coil and a rotor sending coil electrically connected to each other; wherein the rotor receive coil is inductively coupled to the stator transmit coil such that an electromagnetic field generated by the stator transmit coil induces a current in the rotor receive coil that flows through the rotor transmit coil such that the rotor transmit coil generates another electromagnetic field; wherein the at least two stator receive coils are inductively coupled to the rotor transmit coil such that the inductive coupling is dependent on a rotational angle between the stator member and the rotor member, and the further electromagnetic field generated by the rotor transmit coil induces at least two angle dependent AC voltages in the at least two stator receive coils.

Mit anderen Worten kann die Statorsendespule mit einer Wechselspannung beaufschlagt werden, die über eine induktive Kopplung der Statorsendespule mit der Rotorempfangspule in der Rotorempfangsspule eine weitere Wechselspannung induziert. Die in der Rotorempfangsspule erzeugte Wechselspannung erzeugt einen Stromfluss in der Rotorsendespule, der über eine induktive Kopplung der Rotorsendespule mit den Statorempfangsspulen in den Statorempfangsspulen jeweils eine weitere Wechselspannung erzeugt, die gemessen werden kann und aus deren Messwerten ein relativer Drehwinkel zwischen dem Statorelement und dem Rotorelement ermittelt werden kann.In other words, the stator end coil can be subjected to an alternating voltage which induces a further alternating voltage via an inductive coupling of the stator end coil with the rotor-receiving coil in the rotor-receiving coil. The alternating voltage generated in the rotor receiving coil generates a current flow in the rotor end coil, which generates an additional AC voltage via an inductive coupling of the rotor end coil with the stator receiving coils in the stator receiving coils, which can be measured and determined from the measured values, a relative angle of rotation between the stator and the rotor element can be.

Insbesondere ist der Betrag bzw. die Amplitude der jeweiligen induzierten Wechselspannung vom Drehwinkel abhängig. Die jeweilige induzierte Wechselspannung bzw. ihr Betrag kann als ein Messsignal des Drehwinkelsensors aufgefasst werden, das von der jeweiligen Statorempfangsspule bereitgestellt wird.In particular, the amount or the amplitude of the respective induced alternating voltage is dependent on the angle of rotation. The respective or its amount can be understood as a measurement signal of the rotation angle sensor, which is provided by the respective stator receiving coil.

Eine Spule kann dabei durch eine Mehrzahl von Leiterbahnen in oder auf der Leiterplatte definiert werden, die alle in Reihe geschaltet sind und die über Anschlüsse an der Leiterplatte gemeinsam bestromt werden können. Dabei können die Rotorempfangsspule und die Rotorsendespule miteinander in Serie kurzgeschlossen sein.A coil can be defined by a plurality of interconnects in or on the circuit board, which are all connected in series and can be energized together via connections on the circuit board. In this case, the rotor receiving coil and the rotor coil can be shorted together in series.

Jede der wenigstens zwei Statorempfangsspulen ist aus einer Mehrzahl von Radialleitern und Umfangsleitern aufgebaut, die in zwei Ebenen einer Leiterplatte gebildet sind, so dass je Statorempfangsspule aus den Radialleitern und den Umfangsleitern wenigstens zwei gegenläufige Teilwindungen gebildet sind. Die Radialleiter und/oder Umfangsleiter können jeweils aus Leiterbahnen aufgebaut sein, die in zwei Ebenen der Leiterplatte verlaufen und beispielsweise über Durchkontaktierungen miteinander verbunden sind. Mit anderen Worten können die Radialleiter und/oder die Umfangsleiter lediglich abschnittsweise in einer Ebene der Leiterplatte verlaufen.Each of the at least two stator-receiving coils is composed of a plurality of radial conductors and peripheral conductors formed in two planes of a printed circuit board, so that at least two opposite partial turns are formed per stator receiving coil of the radial conductors and the peripheral conductors. The radial conductors and / or circumferential conductors can each be constructed from conductor tracks which run in two planes of the printed circuit board and are connected to one another, for example via plated-through holes. In other words, the radial conductors and / or the circumferential conductors may extend only in sections in one plane of the printed circuit board.

Jede der Teilwindungen der Statorempfangsspule ist aus zwei Radialleitern und zwei Umfangsleitern aufgebaut, die an ihren Enden miteinander verbunden sind.Each of the partial windings of the stator receiving coil is composed of two radial conductors and two peripheral conductors which are connected together at their ends.

Eine Teilwindung kann dabei ein Teil einer Spule sein, der Leiter umfasst, die alle die gleiche Fläche umlaufen und/oder die miteinander in Reihe geschaltet sind.A partial turn may be a part of a coil comprising conductors which all revolve around the same area and / or which are connected in series with each other.

Zwei Teilwindungen einer Spule sind dann gegenläufig orientiert, wenn sie bei einem Stromfluss durch die Spule jeweils im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn von Strom durchflossen werden.Two partial turns of a coil are then oriented in opposite directions, if they are traversed by a current flow through the coil in each clockwise and counterclockwise current.

Die Radialleiter verlaufen im Wesentlichen in radialer Richtung von einem Innenende zu einem Außenende, wobei jeweils zwei Radialleiter mit gegenläufiger Stromrichtung zumindest teilweise überdeckend auf der Leiterplatte angeordnet sind. Beispielsweise können die Radialleiter alle radial zu einem gemeinsamen Mittelpunkt und/oder zu einer Symmetrieachse des Statorelements verlaufen. Diese Symmetrieachse kann eine Achse sein, die bei exakter Ausrichtung des Statorelements mit dem Rotorelement mit der Drehachse des Rotorelements übereinstimmt. Die Radialleiter können sich dadurch überdecken, dass sie sich (bezüglich einer Blickrichtung parallel zur Symmetrieachse) schneiden (aber am Schnittpunkt in unterschiedlichen Ebenen der Leiterplatte verlaufen), oder dass sie in unterschiedlichen Ebenen der Leiterplatte (bezüglich einer Blickrichtung parallel zur Symmetrieachse) zumindest abschnittsweise übereinander verlaufen.The radial conductors extend substantially in the radial direction from an inner end to an outer end, wherein in each case two radial conductors are arranged with opposite current direction at least partially overlapping on the circuit board. For example, the radial conductors may all extend radially to a common center point and / or to an axis of symmetry of the stator element. This axis of symmetry may be an axis which, when the stator element is in exact alignment with the rotor element, coincides with the axis of rotation of the rotor element. The radial conductors may overlap by intersecting each other (but at the point of intersection in different planes of the printed circuit board) or at least in sections on different planes of the printed circuit board (with respect to a line of sight parallel to the symmetry axis) run.

Die Umfangsleiter verlaufen bezüglich der Symmetrieachse in Umfangsrichtung, wobei ein Umfangsleiter jeweils zwei Innenenden oder jeweils zwei Außenenden von Radialleitern verbindet und jeder der Umfangsleiter eine Durchkontaktierung aufweist, bei der der Umfangsleiter die Ebenen der Leiterplatte wechselt. Ein Umfangsleiter kann an einem ersten Ende mit einem ersten Radialleiter in einer ersten Ebene der Leiterplatte verbunden sein, dann in Umfangsrichtung in der ersten Ebene verlaufen, dann in einer Mitte zu einer zweiten Ebene der Leiterplatte wechseln (mittels der Durchkontaktierung), dann in Umfangsrichtung (und insbesondere in der gleichen Richtung) in der zweiten Ebene der Leiterplatte weiter verlaufen und mit seinem zweiten Ende mit einem zweiten Radialleiter in der zweiten Ebene der Leiterplatte verbunden sein.The circumferential conductors extend in the circumferential direction with respect to the axis of symmetry, wherein a circumferential conductor connects two inner ends or two outer ends of radial conductors and each of the peripheral conductors has a plated through hole in which the peripheral conductor changes the planes of the printed circuit board. A circumferential conductor may be connected at a first end to a first radial conductor in a first plane of the printed circuit board, then run circumferentially in the first plane, then alternate at a center to a second plane of the printed circuit board (by means of the via), then circumferentially ( and in particular in the same direction) continue in the second plane of the circuit board and be connected at its second end to a second radial conductor in the second plane of the circuit board.

Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Statorempfangsspulen alle auf kompaktem Raum in zwei Ebenen einer Leiterplatte realisiert werden können. Durch die spezielle Geometrie der Statorempfangsspulen kann eine besonders hohe Überdeckung der innerhalb der Statorempfangsspule zur Verfügung stehenden Fläche durch die Statorempfangsspule erreicht werden.In this way it can be achieved that the Statorempfangsspulen can all be realized in a compact space in two levels of a circuit board. Due to the special geometry of the stator receiving coils, a particularly high coverage of the area available within the stator receiving coil can be achieved by the stator receiving coil.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Umfangsleiter zwischen einer Durchkontaktierung und einem Ende und/oder zwischen ihren Enden bogenförmig gekrümmt. Die Umfangsleiter können insgesamt so gekrümmt sein, dass ihre Mitte radial weiter außen oder radial weiter innen liegt als ihre Enden. Auf diese Weise kann in der Mitte eine Durchkontaktierung für den Umfangsleiter einer Statorempfangsspule vorgesehen werden, die keine Umfangsleiter einer anderen Statorempfangsspule berührt. Zwischen einem Ende und ihrer Durchkontaktierung können die Umfangsleiter kreisbogenförmig gekrümmt sein.According to one embodiment of the invention, the peripheral conductors are arcuately curved between a via and an end and / or between their ends. The circumferential conductors may be curved overall so that their center is radially further outward or radially further inward than their ends. In this way, a via may be provided in the center for the peripheral conductor of a stator receiving coil which does not contact peripheral conductors of another stator receiving coil. Between one end and its plated through hole, the circumferential conductors can be curved in a circular arc.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Statorsendespule und die Statorempfangsspulen zusammen in zwei Ebenen der Leiterplatte ausgebildet. Nicht nur die Statorempfangsspulen, auch die Statorsendespule, die die Statorempfangsspulen umgeben kann, kann aus Leiterbahnen in den gleichen beiden Ebenen oder zumindest in einer der beiden Ebenen ausgebildet sein. Dadurch, dass die Spulen in maximal zwei Ebenen angeordnet werden können ist eine besonders kostengünstige und einfache Herstellung möglich. Im einfachsten Fall reicht also eine lediglich zweilagige Leiterplatte für die Bereitstellung der Sende-/Empfangs-Spulen auf der Rotorleiterplatte und auf der Statorleiterplatte. Es ist zu verstehen, dass die Leiterplatte weitere Ebenen aufweisen kann (also eine mehrschichtige Leiterplatte sein kann), in der andere Leiterbahnen des Drehwinkelsensors (beispielsweise die einer Auswerteeinheit zum Auswerten der Messsignale) ausgebildet sein können.According to an embodiment of the invention, the stator-transmitting coil and the stator-receiving coils are formed together in two planes of the printed circuit board. Not only the stator receive coils, but also the stator transmit coil, which may surround the stator receive coils, may be formed from traces in the same two planes or at least in one of the two planes. The fact that the coils can be arranged in a maximum of two levels is a particularly cost-effective and simple production possible. In the simplest case, therefore, a merely two-layer printed circuit board is sufficient for the provision of the transmit / receive coils on the rotor circuit board and on the stator circuit board. It is to be understood that the printed circuit board can have further levels (ie a multilayer printed circuit board may be), in which other tracks of the rotation angle sensor (for example, an evaluation unit for evaluating the measurement signals) may be formed.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Durchkontaktierung eines Umfangsleiters in einer Mitte zwischen den beiden Außenenden bzw. Innenende der jeweiligen Radialleiter angeordnet. Die Mitte kann dadurch definiert sein, dass sie von den beiden Enden des Umfangsleiters gleich weit entfernt ist. Die Durchkontaktierung in der Mitte eines Umfangsleiters kann einen anderen radialen Abstand von der Symmetrieachse aufweisen als die Enden des Umfangsleiters.According to one embodiment of the invention, the plated-through hole of a peripheral conductor is arranged in a middle between the two outer ends or inner end of the respective radial conductors. The center may be defined as equidistant from the two ends of the peripheral conductor. The via in the center of a circumferential conductor may have a different radial distance from the axis of symmetry than the ends of the circumferential conductor.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung liegen die Durchkontaktierungen der die Innenenden der Radialleiter verbindenden Umfangsleiter radial weiter innen als die jeweiligen Innenenden und/oder liegen die Durchkontaktierungen der die Außenenden der Radialleiter verbindenden Umfangsleiter radial weiter außen als die jeweiligen Außenenden. Auf diese Weise wird durch die jeweilige Statorempfangsspule eine möglichst große Fläche überdeckt.According to one embodiment of the invention, the plated-through holes of the circumferential conductors connecting the inner ends of the radial conductors are located radially further inwards than the respective inner ends and / or the plated-through holes of the outer conductors connecting the outer ends of the radial conductors are located radially further outside than the respective outer ends. In this way, the largest possible area is covered by the respective stator receiving coil.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Durchkontaktierungen der die Innenenden der Radialleiter verbindenden Umfangsleiter an einer Stelle des jeweiligen Umfangsleiters mit minimalem Abstand zur Symmetrieachse angeordnet und/oder sind die Durchkontaktierungen der die Außenenden der Radialleiter verbindenden Umfangsleiter an einer Stelle des jeweiligen Umfangsleiters mit maximalem Abstand zur Symmetrieachse angeordnet. Auf diese Weise kann die von der jeweiligen Statorempfangsspule überdeckte Fläche maximiert werden und auch der Abstand einer Durchkontaktierung von anderen Leiterbahnen maximiert werden.According to one embodiment of the invention, the plated-through holes of the circumferential conductors connecting the inner ends of the radial conductors are arranged at a location of the respective peripheral conductor with a minimum distance from the axis of symmetry and / or the plated-through holes of the peripheral conductors connecting the outer ends of the radial conductors are at a maximum distance from the respective peripheral conductor Symmetry axis arranged. In this way, the area covered by the respective stator receiving coil can be maximized and also the distance of a via from other tracks can be maximized.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Innenenden der Radialleiter alle einen gleichen Abstand zu der Symmetrieachse auf und/oder weisen die Außenenden der Radialleiter alle einen gleichen Abstand von der Drehachse auf. Mit anderen Worten können die Teilwindungen einer Statorempfangsspule und/oder die Statorempfangsspulen rotationssymmetrisch bezüglich der Symmetrieachse aufgebaut sein.According to one embodiment of the invention, the inner ends of the radial conductors are all equidistant from the axis of symmetry and / or the outer ends of the radial conductors are all equidistant from the axis of rotation. In other words, the partial turns of a stator receiving coil and / or the stator receiving coils can be constructed rotationally symmetrical with respect to the axis of symmetry.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist am Ende eines Umfangsleiters eine Durchkontaktierung angeordnet, die ein Ende eines Radialleiters mit dem Umfangsleiter in einer anderen Ebene der Leiterplatte verbindet. Eine derartige Durchkontaktierung kann notwendig sein, damit sich bei Anordnung mehrerer Statorempfangsspulen keine Überlappungen in zwei Ebenen der Leiterplatte ergeben.According to one embodiment of the invention, a via is arranged at the end of a peripheral conductor which connects one end of a radial conductor to the peripheral conductor in another plane of the printed circuit board. Such a via may be necessary so that when multiple stator receive coils are arranged, there are no overlaps in two levels of the circuit board.

Um eine höhere Symmetrie für die Statorempfangsspule zu erreichen, die wie eben beschrieben in einer Teilwindung eine zusätzliche Durchkontaktierung umfassen kann, können eine oder mehrere blinde Durchkontaktierungen in der Statorempfangsspule vorgesehen werden.In order to achieve a higher symmetry for the stator receive coil, which may comprise an additional via in a partial turn as just described, one or more dummy via can be provided in the stator receive coil.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist am Ende eines Umfangsleiters eine blinde Durchkontaktierung vorgesehen, die ein Ende eines Radialleiters mit dem Umfangsleiter auf der gleichen Ebene verbindet. Eine blinde Durchkontaktierung ist dabei eine Durchkontaktierung, die zwar zwei Ebenen der Leiterplatte elektrisch verbindet, an die allerdings lediglich Leiterbahnen einer Ebene angeschlossen sind. Im vorliegenden Fall verbindet die blinde Durchkontaktierung einen Radialleiter und einen Umfangsleiter. Die blinde Durchkontaktierung kann symmetrisch zu einer weiteren Durchkontaktierung an einem Ende eines Umfangsleiters angeordnet sein, beispielsweise punktsymmetrisch zu der Symmetrieachse.According to one embodiment of the invention, a blind via is provided at the end of a circumferential conductor which connects one end of a radial conductor to the peripheral conductor on the same plane. A blind via is a via which electrically connects two planes of the board but to which only traces of a plane are connected. In the present case, the blind via connects a radial conductor and a circumferential conductor. The blind via can be arranged symmetrically to a further via at one end of a peripheral conductor, for example, point-symmetrical to the axis of symmetry.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Rotorsendespule in wenigstens zwei Teilwindungen aufgeteilt, die gegenläufig orientiert sind. Auf diese Weise wird von der Statorsendespule kein Strom oder zumindest nur ein geringer Strom direkt in der Rotorsendespule induziert. Mit anderen Worten rührt ein durch die Rotorsendespulen fließender Strom aus dem Stromfluss des in der Rotorempfangsspule induzierten Stroms her.According to one embodiment of the invention, the rotor spool is divided into at least two partial turns which are oriented in opposite directions. In this way, no current or at least only a small current is induced directly in the rotor-end coil by the stator-end coil. In other words, a current flowing through the rotor-sending coils is due to the current flow of the current induced in the rotor-receiving coil.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Teilwindungen der Rotorsendespule sichelförmig ausgebildet. Sichelförmige Teilwindungen können durch bogenförmige Leiterabschnitte mit unterschiedlicher Krümmung, die beide in die gleiche Richtung gekrümmt sind, begrenzt sein. Insbesondere können die bogenförmigen Leiterabschnitte kreisbogenförmig sein und/oder verschiedene Radien aufweisen. Auf diese Weise ist der Betrag der in einer Statorempfangsspule durch das Wechselmagnetfeld der Rotorsendespule induzierten Wechselspannung über eine Sinusfunktion vom Drehwinkel abhängig. Ein vom Drehwinkel abhängiges sinusförmiges Signal kann leicht ausgewertet und in den Drehwinkel umgerechnet werden.According to one embodiment of the invention, the partial turns of the rotor end spool are formed sickle-shaped. Crescent part turns may be limited by arcuate conductor sections of different curvature, both of which are curved in the same direction. In particular, the arcuate conductor sections can be circular-arc-shaped and / or have different radii. In this way, the amount of alternating voltage induced in a stator receiving coil by the alternating magnetic field of the rotor transmitting coil is dependent on the rotational angle via a sinusoidal function. A sinusoidal signal dependent on the angle of rotation can easily be evaluated and converted into the angle of rotation.

Beispielsweise kann bei zwei Statorempfangsspulen (einem Zweiphasensystem) aus dem Quotienten der beiden Signale der Drehwinkel mittels Arcustangens bestimmt werden. Bei drei Statorempfangsspulen (einem Dreiphasensystem) kann der Drehwinkel mittels einer Clarke-Transformation der drei Signale bestimmt werden.For example, with two stator receiving coils (a two-phase system), the rotational angle can be determined by means of an arctangent from the quotient of the two signals. With three stator receiving coils (a three-phase system), the rotation angle can be determined by means of a Clarke transformation of the three signals.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which neither the drawings nor the description are to be construed as limiting the invention.

1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch einen Drehwinkelsensor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 1 schematically shows a cross section through a rotation angle sensor according to an embodiment of the invention.

2 zeigt schematisch eine Draufsicht auf ein Statorelement für einen Drehwinkelsensor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 2 schematically shows a plan view of a stator element for a rotation angle sensor according to an embodiment of the invention.

3 zeigt schematisch die Geometrie einer Statorempfangsspule eines Drehwinkelsensors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 3 schematically shows the geometry of a Statorempfangsspule a rotation angle sensor according to an embodiment of the invention.

4 zeigt ein Spulenlayout für eine Statorempfangsspule eines Drehwinkelsensors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 4 shows a coil layout for a stator receiving coil of a rotation angle sensor according to an embodiment of the invention.

5 zeigt schematisch eine Draufsicht auf ein Rotorelement für einen Drehwinkelsensor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 5 schematically shows a plan view of a rotor element for a rotation angle sensor according to an embodiment of the invention.

6 zeigt schematisch eine Draufsicht auf ein Statorelement für einen Drehwinkelsensor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 6 schematically shows a plan view of a stator element for a rotation angle sensor according to an embodiment of the invention.

7 zeigt schematisch die Geometrie einer Statorempfangsspule eines Drehwinkelsensors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 7 schematically shows the geometry of a Statorempfangsspule a rotation angle sensor according to an embodiment of the invention.

8 zeigt ein Spulenlayout für eine Statorempfangsspule eines Drehwinkelsensors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 8th shows a coil layout for a stator receiving coil of a rotation angle sensor according to an embodiment of the invention.

9 zeigt schematisch eine Draufsicht auf ein Rotorelement für einen Drehwinkelsensor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 9 schematically shows a plan view of a rotor element for a rotation angle sensor according to an embodiment of the invention.

10 zeigt schematisch eine Draufsicht auf ein Rotorelement für einen Drehwinkelsensor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 10 schematically shows a plan view of a rotor element for a rotation angle sensor according to an embodiment of the invention.

11 zeigt ein Diagramm mit Messsignalen, die von einem Drehwinkelsensor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erzeugt werden. 11 shows a diagram with measurement signals, which are generated by a rotation angle sensor according to an embodiment of the invention.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.The figures are only schematic and not to scale. Like reference numerals designate the same or equivalent features in the figures.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt einen Drehwinkelsensor 10 aus einem Statorelement 12 und einem Rotorelement 14. Das Rotorelement 14 kann auf einer Welle 16 eines Bauteils, wie etwa einer Drosselklappe, einem Motor, einer Nockenwelle, eines Fahrpedals usw., befestigt sein oder von dieser Welle 16 bereitgestellt werden. Die Welle 16 ist um die Drehachse D drehbar und das Statorelement 12 liegt dem Rotorelement 14 in der entsprechenden axialen Richtung gegenüber. Beispielsweise ist das Statorelement 12 an einem Gehäuse des Bauteils befestigt. Wenn das Statorelement 12 gegenüber der Welle 16 exakt ausgerichtet ist, stimmt die Symmetrieachse T des Statorelements 12 mit der Drehachse R überein. 1 shows a rotation angle sensor 10 from a stator element 12 and a rotor element 14 , The rotor element 14 can on a wave 16 a component, such as a throttle, an engine, a camshaft, an accelerator pedal, etc., be attached or from this shaft 16 to be provided. The wave 16 is rotatable about the rotation axis D and the stator element 12 lies the rotor element 14 in the corresponding axial direction opposite. For example, the stator element 12 attached to a housing of the component. When the stator element 12 opposite the wave 16 is aligned exactly, agrees the axis of symmetry T of the stator 12 coincide with the axis of rotation R.

Das Statorelement 12 umfasst eine Stator-Leiterplatte 18, auf der eine Statorsendespule 20 und eine Mehrzahl von Statorempfangsspulen 22 angeordnet sind. Die Leiter der Spulen 20, 22 können lediglich in zwei Ebenen, beispielsweise auf den beiden Seiten der Stator-Leiterplatte 18, angeordnet sein. Auf der Stator-Leiterplatte 18 können sich weitere Bauelemente für eine Steuereinheit 24 befinden. Die Steuereinheit 24 kann die Statorsendespule 20 mit einer Wechselspannung (beispielsweise mit einer Frequenz zwischen 1 MHz und 20 MHz, beispielsweise 5 MHz, und/oder mit einer Spannungsamplitude im Bereich von 0,5 V bis 10 V, beispielsweise 1,5 V) versorgen und in jeder Statorempfangsspule 22 eine induzierte Wechselspannung ermitteln. Basierend auf diesen Messungen kann die Steuereinheit 24 einen relativen Drehwinkel zwischen dem Statorelement 12 und dem Rotorelement 14 bestimmen.The stator element 12 includes a stator board 18 on which a stator coil 20 and a plurality of stator receiving coils 22 are arranged. The conductors of the coils 20 . 22 can only in two levels, for example on the two sides of the stator PCB 18 be arranged. On the stator circuit board 18 can get more components for a control unit 24 are located. The control unit 24 can the stator end coil 20 with an alternating voltage (for example with a frequency between 1 MHz and 20 MHz, for example 5 MHz, and / or with a voltage amplitude in the range of 0.5 V to 10 V, for example 1.5 V) and in each stator receiving coil 22 determine an induced AC voltage. Based on these measurements, the control unit 24 a relative angle of rotation between the stator element 12 and the rotor element 14 determine.

Das Rotorelement 14 umfasst eine Rotor-Leiterplatte 26. Auf der Rotor-Leiterplatte 26 sind eine Rotorempfangsspule 28 und eine Rotorsendespule 30 angeordnet. Die Leiter der Spulen 28, 30 können in lediglich zwei Ebenen der Rotor-Leiterplatte 26, beispielsweise auf den beiden Seiten der Rotor-Leiterplatte 26, angeordnet sein.The rotor element 14 includes a rotor circuit board 26 , On the rotor circuit board 26 are a rotor receiving coil 28 and a rotor sending coil 30 arranged. The conductors of the coils 28 . 30 can in just two levels of the rotor circuit board 26 , for example, on the two sides of the rotor circuit board 26 be arranged.

Alle Spulen 20, 22, 28, 30 sind als Planarspulen ausgeführt, d. h. als Spulen, die mittels Leiterbahnen auf und/oder in einer der Leiterplatten 18, 26 ausgeführt sind.All coils 20 . 22 . 28 . 30 are designed as planar coils, ie as coils, by means of conductors on and / or in one of the circuit boards 18 . 26 are executed.

2 zeigt das Spulenlayout eines Statorelements 12 in Draufsicht. In 2 und in den folgenden Figuren werden Leiterbahnen in einer ersten Ebene einer Leiterplatte 18, 26 durchgezogen und die in einer zweiten Ebene gestrichelt dargestellt. 2 shows the coil layout of a stator element 12 in plan view. In 2 and in the following figures, traces are formed in a first plane of a printed circuit board 18 . 26 pulled through and shown in dashed lines in a second plane.

In der ersten Ebene der Stator-Leiterplatte 18 ist die Statorsendespule 20 angeordnet, die eine oder mehrere umlaufende, nahezu kreisförmige Leiterschleifen aufweisen kann, die alle um die Symmetrieachse T verlaufen, die (bei korrekter Ausrichtung des Statorelements 12 und des Rotorelements 14 ohne Versatz) mit der Drehachse D des Drehwinkelsensors übereinstimmt. Der Außendurchmesser der Statorsendespule 20 kann zwischen 10 mm und 40 mm, beispielsweise 25 mm, betragen. Es ist auch möglich, dass die Leiterschleifen der Statorsendespule 20 in mehreren Ebenen einer mehrlagigen Stator-Leiterplatte 18 realisiert sind, um ein ausreichend großes Feld erzeugen zu können. Die Statorsendespule 20 ist (bis auf einen Teil ihres Anschlusses 34) in lediglich der ersten Ebene der Stator-Leiterplatte 18 angeordnet.In the first level of the stator circuit board 18 is the stator coil 20 arranged, which may have one or more circumferential, nearly circular conductor loops, all of which run around the axis of symmetry T, which (with correct Alignment of the stator element 12 and the rotor element 14 without offset) coincides with the rotation axis D of the rotation angle sensor. The outer diameter of the stator end coil 20 may be between 10 mm and 40 mm, for example 25 mm. It is also possible that the conductor loops of the stator end coil 20 in several levels of a multi-layer stator PCB 18 are realized in order to produce a sufficiently large field can. The stator end coil 20 is (except for part of their connection 34 ) in only the first plane of the stator circuit board 18 arranged.

Innerhalb der Statorsendespule 20 sind drei Statorempfangsspulen 22a, 22b, 22c angeordnet, die (bis auf ihre Anschlüsse 36) gleichartig aufgebaut und um 120° zueinander verdreht sind. Die Statorempfangsspulen 22a, 22b, 22c sind lediglich in der ersten und der zweiten Ebene der Stator-Leiterplatte 18 angeordnet. Dabei werden sie über Anschlüsse 36 in der zweiten Ebene kontaktiert und verlaufen dann abwechselnd in der zweiten und ersten Ebene, wobei ein Ebenenwechsel mittels einer Durchkontaktierung 37 realisiert wird.Inside the stator transmitter coil 20 are three stator receiving coils 22a . 22b . 22c arranged that (except for their connections 36 ) are constructed identically and rotated by 120 ° to each other. The stator receiving coils 22a . 22b . 22c are only in the first and second levels of the stator circuit board 18 arranged. They are doing connections 36 contacted in the second plane and then run alternately in the second and first plane, wherein a plane change by means of a via 37 is realized.

Die 3 zeigt die Geometrie einer einzelnen Statorempfangsspule 22a, 22b, 22c schematisch, während die 4 das Spulenlayout einer einzelnen Statorempfangsspule 22a, 22b, 22c zeigt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in den 3 und 4 die Anschlüsse 36 weggelassen. Weiter ist zu erwähnen, dass 3 lediglich die Form, aber nicht den genauen Verlauf der Leiterbahnen einer Statorempfangsspule 22a, 22b, 22c zeigt, während sich in der 4 Teile der Leiterbahnen überdecken.The 3 shows the geometry of a single stator receive coil 22a . 22b . 22c schematically, while the 4 the coil layout of a single stator receive coil 22a . 22b . 22c shows. For the sake of clarity are in the 3 and 4 the connections 36 omitted. Next is to mention that 3 only the shape, but not the exact course of the tracks of a Statorempfangsspule 22a . 22b . 22c shows while in the 4 Cover parts of the tracks.

Wie aus den 3 und 4 zu erkennen ist, weist jede der Statorempfangsspulen 22a, 22b, 22c zwei gegenläufige bzw. bezüglich des Stromflusses gegensätzlich orientierte Teilwindungen 38a, 38b auf.Like from the 3 and 4 can be seen assigns each of the stator receiving coils 22a . 22b . 22c two opposing or with respect to the current flow oppositely oriented Teilwindungen 38a . 38b on.

Im Allgemeinen gilt, dass jede Statorempfangsspule 22a, 22b, 22c eine geradzahlige Anzahl 2m an Teilwindungen 38a, 38b aufweisen kann und dass der Messbereich Per des Drehwinkelsensors 10, der beispielsweise ein ganzteiliger Teiler von 360° sein kann, von der Anzahl 2m der Teilwindungen 38a, 38b jeder Statorempfangsspule 22a, 22b, 22c abhängt, wobei m = 360°/Per gilt.In general, any stator receive coil 22a . 22b . 22c an even number of 2m partial turns 38a . 38b and that the measuring range Per of the rotation angle sensor 10 which may be, for example, an integral divisor of 360 °, of the number 2m of partial convolutions 38a . 38b each stator receiving coil 22a . 22b . 22c depends, where m = 360 ° / Per applies.

Beispielsweise weisen mit m = 1 die Statorempfangsspulen 22a, 22b, 22c aus den 2 und 3 zwei Teilwindungen 38a, 38b auf, was zu einer Periodizität von 360° führt.For example, with m = 1, the stator receiving coils 22a . 22b . 22c from the 2 and 3 two partial turns 38a . 38b resulting in a periodicity of 360 °.

Die gleiche Anzahl an in die eine Richtung und an in die andere Richtung orientierten Teilwindungen 38a, 38b führt dazu, dass sich die durch die Statorsendespule 20 induzierten Teilspannungen (bei fehlendem Rotorelement 14) in Summe kompensieren und als Ausgangssignal 0 V an allen Statorempfangsspulen 22a, 22b, 22c ausgegeben wird. Diese kann auch zur Eigendiagnose verwendet werden, wobei erkannt werden kann, dass das Rotorelement 14 fehlt oder zumindest eine elektrische Unterbrechung aufweist. Außerdem induzieren Störungen infolge von EMV-Einflüssen in jeder Teilwindung 38a, 38b Spannungen unterschiedlichen Vorzeichens, die sich durch die Reihenschaltung der Teilwindungen 38a, 38b wieder kompensieren (unter der Annahme, dass die Störungen im Bereich der Teilwindungen homogen sind).The same number of partial turns oriented in one direction and in the other direction 38a . 38b causes that through the stator coil 20 induced partial stresses (in the absence of rotor element 14 ) in total and as an output 0 V at all stator receiving coils 22a . 22b . 22c is issued. This can also be used for self-diagnosis, wherein it can be recognized that the rotor element 14 is missing or at least has an electrical interruption. In addition, disturbances due to EMC effects induce in each partial turn 38a . 38b Voltages of different sign, which result from the series connection of the partial turns 38a . 38b compensate again (assuming that the disturbances in the area of the partial turns are homogeneous).

In dem Statorelement 12 sind die drei Statorempfangsspulen 22a, 22b, 22c zueinander um einen Winkel ξ verdreht, der sich gemäß ξ = Per/3 berechnen lässt (hier beispielsweise 120°). Bei dieser Verdrehung ergibt sich ein dreiphasiges elektrisches System, welches einen elektrischen Phasenversatz von 120° aufweist.In the stator element 12 are the three stator receive coils 22a . 22b . 22c rotated by an angle ξ, which can be calculated according to ξ = Per / 3 (here, for example, 120 °). In this rotation results in a three-phase electrical system, which has an electrical phase shift of 120 °.

Wie aus der 4 hervorgeht, ist jede der Teilwindungen 38a, 38b von einem radial außen liegenden Umfangsleiter 40 und einem radial innen liegenden Umfangsleiter 42 begrenzt, die jeweils von zwei Radialleitern 44 miteinander verbunden werden. In der 4 sind lediglich zwei der vier Radialleiter 44 zu erkennen, da jeweils zwei Radialleiter 44 sich überdeckend übereinander in den beiden Ebenen der Stator-Leiterplatte 18 verlaufen.Like from the 4 is apparent, is each of the Teilwindungen 38a . 38b from a radially outer circumferential conductor 40 and a radially inner circumferential conductor 42 limited, each by two radial conductors 44 be connected to each other. In the 4 are just two of the four radial conductors 44 to recognize, since in each case two radial conductors 44 overlapping each other in the two levels of the stator circuit board 18 run.

Der äußere Umfangsleiter 40 der ersten Teilwindung 38a startet am Punkt A (auch in der 3 dargestellt) bei einer Durchkontaktierung 37 und verläuft dann in der ersten Ebene bis zum Punkt B in seiner Mitte, wo er bei einer weiteren Durchkontaktierung die Ebene wechselt. Anschließend verläuft er in der zweiten Ebene bis zum Punkt C, wo er an einer Durchkontaktierung 37' endet. Die Durchkontaktierung 37' ist eine sogenannte blinde Durchkontaktierung, die zwei Leiterbahnen auf der gleichen Ebene der Stator-Leiterplatte 18 verbindet.The outer circumferential conductor 40 the first partial turn 38a starts at point A (also in the 3 shown) in a via 37 and then runs in the first plane to the point B in its center, where it changes in another via the plane. He then proceeds in the second level to the point C, where he is at a via 37 ' ends. The via 37 ' is a so-called blind via, the two tracks on the same plane of the stator board 18 combines.

Am Punkt C ist der äußere Umfangsleiter 40, der hier in der zweiten Ebene verläuft, mit einem Radialleiter 44 verbunden, der in der zweiten Ebene bis zum Punkt D verläuft und dort in den inneren Umfangsleiter 42 der ersten Teilwindung 38a übergeht.At point C is the outer circumferential conductor 40 which runs here in the second level, with a radial conductor 44 connected, which extends in the second level to the point D and there in the inner circumferential conductor 42 the first partial turn 38a passes.

Der innere Umfangsleiter 42 der ersten Teilwindung 38a verläuft vom Punkt D bis zum Punkt E in der zweiten Ebene, wechselt am Punkt E über eine Durchkontaktierung in die erste Ebene und verläuft dann in der ersten Ebene bis zum Punkt F, wo er in einen weiteren Radialleiter 44 übergeht.The inner circumferential conductor 42 the first partial turn 38a runs from the point D to the point E in the second plane, changes at point E via a via in the first plane and then runs in the first plane to the point F, where he is in a further radial conductor 44 passes.

Der weitere Radialleiter 44 der ersten Teilwindung 38a verläuft dann bis zum Punkt A', an dem die zweite Teilwindung 38b beginnt. Diese ist entlang der Punkte A' bis F' genauso wie die Teilwindung 38a aufgebaut, nur, dass die beiden Ebenen der Stator-Leiterplatte 18 vertauscht sind.The further radial conductor 44 the first partial turn 38a then runs to the point A ', where the second Teilwindung 38b starts. This is along the Points A 'to F' as well as the partial turn 38a built, just that the two levels of the stator circuit board 18 are reversed.

Wie weiter unten noch genauer beschrieben wird, verlaufen die äußeren Umfangsleiter 40 auf Kreisen, deren Mittelpunkte derart von der Symmetrieachse T verschoben sind, dass die Punkte B, bei denen eine Durchkontaktierung 37 vorhanden ist, maximalen radialen Abstand haben. Die inneren Umfangsleiter 42 verlaufen rechts und links der jeweiligen Durchkontaktierung auch auf Kreisen, deren Mittelpunkte von der Symmetrieachse T verschoben sind, jedoch so, dass die jeweilige Durchkontaktierungen minimalen radialen Abstand haben.As will be described in more detail below, the outer circumferential conductors run 40 on circles whose centers are shifted in such a way from the axis of symmetry T, that the points B, where a via 37 is present, have maximum radial distance. The inner circumferential ladder 42 extend to the right and left of the respective via even on circles whose centers are shifted from the axis of symmetry T, but such that the respective vias have minimal radial distance.

Die 5 zeigt ein Rotorelement 14 für den Drehwinkelsensor 10 aus der 1 in Draufsicht, das eine Rotorempfangsspule 28 und eine Rotorsendespule 30 umfasst und das zusammen mit dem Statorelement 12 aus den 2 bis 4 verwendet werden kann.The 5 shows a rotor element 14 for the rotation angle sensor 10 from the 1 in plan view, the rotor receiving coil 28 and a rotor sending coil 30 includes and that together with the stator 12 from the 2 to 4 can be used.

Die Rotorempfangsspule 28 ist im Wesentlichen kreisförmig, wobei die Drehachse R den Mittelpunkt der Rotorempfangsspule 28 darstellt, und umgibt die Rotorsendespule 30 vollständig. Die Rotorempfangsspule 28 und die Rotorsendespule 30 sind mit ihren Enden elektrisch miteinander verbunden bzw. in Reihe geschaltet. Die Rotorempfangsspule 28 kann die gleiche Fläche wie die Statorsendespule 20 umlaufen und/oder mit dieser in Bezug auf die Drehachse R fluchten. Genauso wie die Statorsendespule 20 kann die Rotorempfangsspule 28 aus einer Mehrzahl von Leiterschleifen aufgebaut sein.The rotor receiving coil 28 is substantially circular, wherein the axis of rotation R is the center of the rotor receiving coil 28 represents, and surrounds the Rotorsendespule 30 Completely. The rotor receiving coil 28 and the rotor coil 30 are electrically connected with their ends or connected in series. The rotor receiving coil 28 can be the same area as the stator coil 20 run around and / or aligned with this with respect to the axis of rotation R. Just like the stator coil 20 can the rotor receiving coil 28 be constructed of a plurality of conductor loops.

Die Rotorsendespule 30 weist zwei gegenläufige Teilwindungen 46a, 46b auf, die jeweils sichelförmig sind (von denen eine zur besseren Erkennbarkeit fett dargestellt ist). Die erste Teilwindung 46a ist zu der zweiten Teilwindung 46b (bezüglich des Stromflusses) gegenläufig orientiert. Die Geometrien der Teilwindungen 46a, 46b können identisch sein. Die Teilwindungen 46a, 46b befinden sich in einem Innenbereich der Rotorsendespule 30 angeordnet. Die beiden sichelförmigen Teilwindungen 46a, 46b sind aus im Wesentlichen kreisbogenförmigen Leiterabschnitten gebildet.The rotor transmitter coil 30 has two opposite partial turns 46a . 46b on each of which are crescent-shaped (one of which is shown in bold for better recognition). The first part turn 46a is to the second Teilwindung 46b (with respect to the current flow) oriented in opposite directions. The geometries of the partial convolutions 46a . 46b can be identical. The partial turns 46a . 46b are located in an interior of the rotor coil 30 arranged. The two crescent-shaped partial convolutions 46a . 46b are formed of substantially circular arc-shaped conductor sections.

6 zeigt analog der 2 ein Spulenlayout eines Statorelements 12 in Draufsicht. Bei dem Statorelement 12 der 6 ist die Statorsendespule 20 in zwei Ebenen der Stator-Leiterplatte 18 realisiert. Das Statorelement der 6 weist drei Statorempfangsspulen 22a, 22b, 22c auf, die auch in zwei Ebenen der Stator-Leiterplatte 18 realisiert sind. 6 shows analogous to the 2 a coil layout of a stator element 12 in plan view. In the stator element 12 of the 6 is the stator coil 20 in two levels of the stator circuit board 18 realized. The stator element of 6 has three stator receiving coils 22a . 22b . 22c on, also in two levels of the stator circuit board 18 are realized.

Die Anschlüsse 36 der Statorempfangsspulen 22a, 22b, 22c verlassen den durch die Statorsendespule 20 definierten Innenbereich, in dem die Statorempfangsspulen 22a, 22b, 22c angeordnet sind, durch einen Abschnitt in der zweiten Ebene geführt, in dem Leiterschleifen der Statorsendespule 20 unterbrochen sind und über Durchkontaktierungen 37 in die erste Ebene umgeleitet sind. Dadurch können alle Spulen 20, 22a, 22b, 22c in lediglich zwei Ebenen der Stator-Leiterplatte 18 ausgebildet werden.The connections 36 the stator receiving coils 22a . 22b . 22c leave that through the stator coil 20 defined interior area in which the stator receiving coils 22a . 22b . 22c are guided, passed through a portion in the second plane, in the conductor loops of the Statorsendespule 20 are interrupted and via vias 37 redirected to the first level. This allows all coils 20 . 22a . 22b . 22c in just two levels of the stator circuit board 18 be formed.

Die Statorempfangsspulen 22a, 22b, 22c werden mit den 7 und 8 (analog den 3 und 4) genauer beschrieben, wobei dort jeweils eine einzelne Statorempfangsspule 22a, 22b, 22c dargestellt ist. Wie aus der 7 hervorgeht, weist jede der Statorempfangsspulen 22a, 22b, 22c vier Teilwindungen 38a, 38b auf, die im Wesentlichen eine Kreisfläche überdecken und die die Kreisfläche in vier gleich große Flächen aufteilen. Zwei bezüglich der Symmetrieachse T gegenüberliegende Teilwindungen 38a sind in eine erste Richtung orientiert, die beiden anderen Teilwindungen 38b sind in die entgegengesetzte Richtung, d. h. gegenläufig, orientiert.The stator receiving coils 22a . 22b . 22c be with the 7 and 8th (analogous to the 3 and 4 ), wherein there are each a single stator receiving coil 22a . 22b . 22c is shown. Like from the 7 shows, each of the stator receiving coils 22a . 22b . 22c four partial turns 38a . 38b which essentially cover a circular area and divide the circular area into four equal areas. Two with respect to the symmetry axis T opposite partial turns 38a are oriented in a first direction, the other two Teilwindungen 38b are oriented in the opposite direction, ie in opposite directions.

Während die 7 schematisch die Verschaltung der Leiterbahnen jeder der Statorempfangsspulen 22a, 22b, 22c zeigt, zeigt die 8 das Layout der Statorempfangsspulen 22a, 22b, 22c. Jede der Teilwindungen 38a, 38b ist genauso wie die Leiterschleifen der 4 in der ersten und zweiten Ebene der Stator-Leiterplatte 18 entlang der Punkte A bis A' geführt. Beim Punkt A' erfolgt dabei ein Ebenenwechsel, so dass bei den nachfolgenden Teilwindungen 38a, 38b die Ebenen, in denen ihre Leiterbahnen verlaufen, vertauscht sind.While the 7 schematically the interconnection of the tracks of each of the stator receiving coils 22a . 22b . 22c shows, shows the 8th the layout of the stator receiving coils 22a . 22b . 22c , Each of the partial convolutions 38a . 38b is just like the conductor loops of the 4 in the first and second levels of the stator circuit board 18 guided along the points A to A '. At the point A 'there is a plane change, so that in the subsequent Teilwindungen 38a . 38b the planes in which their tracks run are reversed.

Wie weiter unten noch genauer beschrieben wird, verlaufen die äußeren Umfangsleiter 40 auf Kreisen, deren Mittelpunkte derart von der Symmetrieachse T verschoben sind, dass die Punkte B, bei denen eine Durchkontaktierung 37 vorhanden ist, maximalen radialen Abstand haben. Die inneren Umfangsleiter 42 verlaufen rechts und links der jeweiligen Durchkontaktierung auch auf Kreisen, deren Mittelpunkte von der Symmetrieachse T verschoben sind, jedoch so, dass die jeweiligen Durchkontaktierungen minimalen radialen Abstand haben.As will be described in more detail below, the outer circumferential conductors run 40 on circles whose centers are shifted in such a way from the axis of symmetry T, that the points B, where a via 37 is present, have maximum radial distance. The inner circumferential ladder 42 extend to the right and left of the respective plated through hole on circles whose centers are shifted from the axis of symmetry T, but such that the respective vias have minimum radial distance.

Da die Statorempfangsspulen 22a, 22b, 22c der 6 bis 8 aus jeweils vier Teilwindungen 38a, 38b aufgebaut sind (die jeweils 90° der Fläche innerhalb der Statorsendespule 20 überdecken), sind sie gegeneinander um 60° verschoben (siehe 6), was zu einem Messbereich von 180° des Drehwinkelsensors 10 führt.Because the stator receiving coils 22a . 22b . 22c of the 6 to 8th from four partial turns 38a . 38b are constructed (each 90 ° of the area within the Statorsendespule 20 cover), they are shifted from each other by 60 ° (see 6 ), resulting in a measuring range of 180 ° of the angle of rotation sensor 10 leads.

In den 9 und 10 ist das Layout von Rotorelementen 14 gezeigt, die zusammen mit dem Statorelement 12 aus den 6 bis 8 verwendet werden können. In beiden 9 und 10 ist die Rotorsendespule 30 aus vier sichelförmigen Teilwindungen 46a, 46b aufgebaut, die die Drehachse R in Umfangsrichtung umgeben und jeweils 90° überdecken.In the 9 and 10 is the layout of rotor elements 14 shown together with the stator element 12 from the 6 to 8th can be used. In both 9 and 10 is the rotor coil 30 from four sickle-shaped Teilwindungen 46a . 46b constructed, which the axis of rotation R in Surround the circumferential direction and cover each 90 °.

Bei dem Rotorelement 14 aus der 9 ist die Rotorempfangsspule 28 innerhalb der Rotorsendespule 30 angeordnet.In the rotor element 14 from the 9 is the rotor receiving coil 28 inside the rotor coil 30 arranged.

Durch die sichelförmigen Teilwindungen 46a, 46b der Rotorsendespule 30 kann der Innenbereich 48 innerhalb der Rotorsendespule 30 verwendet werden, um dort die Rotorempfangsspule 28 zu integrieren. Dies kann den Vorteil aufweisen, dass zum einen das Rotorelement 14 kleiner und kostengünstiger gefertigt werden kann, und zum anderen, dass die Amplitude der in der Rotorempfangsspule 28 induzierten Wechselspannung nicht von lateralen Verschiebungen zwischen dem Rotorelement 14 und dem Statorelement 12 abhängt.Due to the crescent-shaped partial turns 46a . 46b the rotor sending coil 30 can the interior area 48 inside the rotor coil 30 used to there the rotor receiving coil 28 to integrate. This may have the advantage that on the one hand, the rotor element 14 smaller and less expensive can be made, and second, that the amplitude of the rotor receiving coil 28 induced AC voltage not from lateral displacements between the rotor element 14 and the stator element 12 depends.

In 10 ist die Rotorempfangsspule 28 außerhalb der Rotorsendespule 28 angeordnet. Dadurch kann ein stärkerer Stromfluss in der Rotorempfangsspule 28 generiert werden.In 10 is the rotor receiving coil 28 outside the rotor coil 28 arranged. This allows a stronger current flow in the rotor receiving coil 28 to be generated.

Im Folgenden wird nun ein Verfahren beschrieben, mit dem das Spulenlayout für die Statorelemente 12 aus den 4 (Messbereich von 360°) und 8 (Messbereich 180°) erzeugt werden kann, aber nicht auf diese zwei Messbereiche beschränkt ist. Aus diesem Grund werden Formeln angegeben, die allgemein gültig sind.In the following, a method is described with which the coil layout for the stator elements 12 from the 4 (Measuring range of 360 °) and 8th (Measuring range 180 °) can be generated, but is not limited to these two measuring ranges. For this reason, formulas are given which are generally valid.

Eine optimale Ausnutzung der üblicherweise runden Sensorgrundfläche, d. h. der von der Statorsendespule 20 umschlossenen Fläche, kann durch eine geschickte Positionierung von mehreren Konstruktionskreisen realisiert werden, aus denen anschließend die Teilwindungen 38a, 38b der Statorempfangsspulen 22a, 22b, 22c zusammengesetzt werden. Für je ein Paar radial gegenüberliegende Teilwindungen 38a, 38b (ein Paar bei der 4, zwei Paare bei der 8) werden die äußeren Umfangsleiter 40 durch zwei Konstruktionskreise definiert, die zueinander entlang der Spiegelsymmetrieachse S der beiden Teilwindungen 38a, 38b verschoben sind und deren Mittelpunkte M sich auf dieser Spiegelsymmetrieachse S befinden.Optimum utilization of the usually round sensor base area, ie that of the stator end coil 20 enclosed area, can be realized by a skillful positioning of several construction circles, from which subsequently the Teilwindungen 38a . 38b the stator receiving coils 22a . 22b . 22c be assembled. For each pair of radially opposite partial turns 38a . 38b (a couple at the 4 , two couples at the 8th ) become the outer circumferential conductors 40 defined by two construction circles which are along the mirror symmetry axis S of the two partial turns 38a . 38b are shifted and whose centers M are located on this mirror symmetry axis S.

Bei mehreren Paaren (Anzahl m) von Teilwindungen 38a, 38b sind die Spiegelsymmetrieachsen S so angeordnet, dass sie jeweils um 180°/m zueinander verschoben sind, d. h. beispielsweise stehen die beiden Spiegelsymmetrieachsen S aus der 8 orthogonal (90°) aufeinander.For several pairs (number m) of partial turns 38a . 38b the mirror symmetry axes S are arranged so that they are each shifted by 180 ° / m to each other, ie, for example, are the two mirror symmetry axes S from the 8th orthogonal (90 °) to each other.

Der Durchmesser der Konstruktionskreise kann etwa 1/3 des Durchmessers der Statorsendespule 20 betragen. Die Verschiebung von jeweils zwei Konstruktionskreisen zueinander kann zwischen 30% und 50% ihres Durchmessers betragen, beispielsweise 40%. Auf diese Weise kann einerseits eine maximale Flächenausnutzung gewährleistet werden und kann andererseits eine Realisierung von drei verdrehten Statorempfangsspulen 22a, 22b, 22c in zwei Ebenen ermöglicht werden.The diameter of the construction circles may be about 1/3 of the diameter of the stator end coil 20 be. The displacement of two construction circuits each other can be between 30% and 50% of their diameter, for example 40%. In this way, on the one hand maximum area utilization can be ensured and on the other hand, a realization of three twisted stator receiving coils 22a . 22b . 22c be enabled in two levels.

Die Radialleiter 44, die die äußeren Umfangsleiter 40 mit den inneren Umfangsleitern 42 verbinden, verlaufen dabei radial bezüglich der Symmetrieachse T. Die Außenenden der Radialleiter liegen auf den Schnittpunkten der Konstruktionskreise um die Mittelpunkte M liegen.The radial ladder 44 that the outer circumferential conductors 40 with the inner peripheral conductors 42 connect, thereby extend radially with respect to the axis of symmetry T. The outer ends of the radial conductors are located on the intersections of the construction circles around the midpoints M lie.

Auch die inneren Umfangsleiter 42 können mit Konstruktionskreisen definiert werden, wobei pro Teilwindung 38a, 38b zwei Konstruktionskreise verwendet werden, deren Mittelpunkte entlang einer Achse orthogonal zur Spiegelsymmetrieachse S der Teilwindungen 38a, 38b verschoben sind. Dies ergibt insgesamt 4m Konstruktionskreise für die inneren Umfangsleiter 42. Der Durchmesser der Konstruktionskreise für die inneren Umfangsleiter 42 beträgt 10% bis 20% des Durchmessers der Konstruktionskreise für die äußeren Umfangsleiter 40, beispielsweise 15%.Also the inner circumferential ladder 42 can be defined with construction circles, where per part turn 38a . 38b two design circles are used whose centers along an axis orthogonal to the mirror symmetry axis S of the partial turns 38a . 38b are shifted. This results in a total of 4m design circles for the inner circumferential conductors 42 , The diameter of the construction circles for the inner circumferential conductors 42 is 10% to 20% of the diameter of the outer circumferential conductor design circles 40 , for example 15%.

Der Schnittpunkt der beiden Konstruktionskreise für einen inneren Umfangsleiter 42, der näher an der Symmetrieachse T liegt, definiert dabei die Position der Durchkontaktierung 37.The intersection of the two construction circles for an inner circumferential conductor 42 , which is closer to the axis of symmetry T, defines the position of the via 37 ,

Auch die Rotorsendespule 30 (siehe 5, 9 und 10) kann basierend auf mehreren Konstruktionskreisen definiert werden.Also the rotor coil 30 (please refer 5 . 9 and 10 ) can be defined based on several design circles.

Bei der 5 (Messbereich 360°) können die Teilwindungen 46a, 46b dabei durch zwei Konstruktionskreise mit gleichem Durchmesser definiert werden, deren Mittelpunkte entlang einer Spiegelsymmetrieachse S der Teilwindungen 46a, 46b zueinander verschoben sind.In the 5 (Measuring range 360 °), the partial turns 46a . 46b are defined by two construction circles with the same diameter, their centers along a mirror symmetry axis S of the partial turns 46a . 46b are shifted from each other.

Bei den 9 und 10 werden die vier Teilwindungen 46a, 46b durch einen größeren Konstruktionskreis um die Symmetrieachse T und vier kleinere Konstruktionskreise, deren Mittelpunkt entlang der Spiegelsymmetrieachsen S verschoben sind, definiert. Es hat sich herausgestellt, dass das beste Messsignal erzielt werden kann, wenn das Verhältnis der Durchmesser der Konstruktionskreise etwa √2 ist.Both 9 and 10 become the four part turns 46a . 46b is defined by a larger construction circle about the axis of symmetry T and four smaller construction circles whose centers are displaced along the mirror symmetry axes S. It has been found that the best measurement signal can be obtained when the ratio of the diameters of the construction circuits is approximately √ 2 is.

Die 11 zeigt ein Diagramm mit drei sinusförmigen Messsignalen 50, die von den Statorempfangsspulen 22a, 22b, 22c eines Drehwinkelsensors 10 basierend auf den 2 bis 5 abgegeben werden können. Bei einem Drehwinkelsensor 10 basierend auf den 6 bis 10 würde sich der Messbereich nicht über 360°, sondern 180° erstrecken und die Messsignale 50 wären über diesen Bereich periodisch.The 11 shows a diagram with three sinusoidal measuring signals 50 coming from the stator receiving coils 22a . 22b . 22c a rotation angle sensor 10 based on the 2 to 5 can be delivered. For a rotation angle sensor 10 based on the 6 to 10 the measuring range would not be over 360 °, but 180 ° extend and the measuring signals 50 would be periodic over this area.

Die Messsignale 50 stellen auf der y-Achse die Amplitude einer in einer Statorempfangsspule 22a, 22b, 22c induzierten Wechselspannung dar, der vom Winkel des Rotorelements 14 gegenüber dem Statorelement 12 (x-Achse) abhängig ist.The measuring signals 50 Set on the y-axis the amplitude of a in a stator receiving coil 22a . 22b . 22c induced AC voltage, the angle of the rotor element 14 opposite the stator element 12 (x-axis) is dependent.

Aufgrund unterschiedlich langer Zuleitungen, einer Positionierung von Leiterbahnen in unterschiedlichen Ebenen der Leiterplatte 18 und mechanischer Toleranzen sind die Messsignale 50 in der Regel offsetbehaftet (d. h., die drei Messsignale 50 verlaufen nicht symmetrisch bezüglich der x-Achse).Due to different lengths of leads, a positioning of printed conductors in different levels of the PCB 18 and mechanical tolerances are the measurement signals 50 usually offset-related (ie, the three measurement signals 50 do not run symmetrically with respect to the x-axis).

Dieser Offset kann aus möglichst sinusförmigen Messsignalen 50 besonders leicht herausgerechnet werden, beispielsweise über eine Clarke-Transformation. Beispielsweise entstehen in den drei Statorempfangsspulen 22a, 22b, 22c drei sinusförmige Messsignale 50 mit 120° elektrischem Phasenversatz bezogen auf den Messbereich β, die durch Anwendung einer Clarke-Transformation in ein offsetfreies Sinus/Cosinus-System überführt werden können. Mithilfe der Arcus-Tangens-Funktion kann dann daraus auf den Drehwinkel geschlossen werden.This offset can be made from sinusoidal measuring signals 50 be easily extrapolated, for example, via a Clarke transformation. For example, arise in the three stator receiving coils 22a . 22b . 22c three sinusoidal measuring signals 50 with 120 ° electrical phase offset with respect to the measuring range β, which can be converted into an offset-free sine / cosine system by applying a Clarke transformation. The arc tangent function can then be used to deduce the angle of rotation.

Möglichst sinusförmige Messsignale können auch deshalb vorteilhaft sein, weil trigonometrische Gesetze wie z. B. sin² + cos² = 1 Anwendung finden können und zumindest für eine Plausibilisierung der Signale oder aber für eine Korrektur verwendet werden können.As sinusoidal measurement signals can also be advantageous because trigonometric laws such. B. sin ² + cos ² = 1 can apply and at least for a plausibility of the signals or for a correction can be used.

Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend”, „umfassend” etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie „eine” oder „ein” keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.Finally, it should be noted that terms such as "comprising," "comprising," etc., do not exclude other elements or steps, and terms such as "a" or "an" do not exclude a multitude. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0909955 B1 [0004]

Claims

Angle of rotation sensor ( 10 ), comprising: a stator element ( 12 ) with a stator end coil ( 20 ) and at least two mutually angularly offset, identically constructed Statorempfangsspulen ( 22a . 22b . 22c ), in a printed circuit board ( 18 ) are formed; with respect to the stator element ( 12 ) about a rotational axis (R) rotatably mounted rotor element ( 14 ) with a rotor receiving coil ( 28 ) and a rotor end coil ( 30 ) which are electrically connected to each other; wherein the rotor receiving coil ( 28 ) with the stator end coil ( 20 ) is inductively coupled so that a through the Statorsendespule ( 20 ) generated electromagnetic field in the rotor receiving coil ( 28 ) induces a current through the rotor coil ( 30 ) flows, so that the rotor end coil ( 30 ) generates another electromagnetic field; wherein the at least two stator receiving coils ( 22a . 22b . 22c ) with the rotor coil ( 30 ) are inductively coupled, so that the inductive coupling of a rotational angle between the stator ( 12 ) and the rotor element ( 14 ), and that of the rotor coil ( 30 ) generated further electromagnetic field in the at least two stator receiving coils ( 22a . 22b . 22c ) induces at least two angle-dependent alternating voltages; characterized in that each of the at least two stator receiving coils ( 22 ) of a plurality of radial conductors ( 44 ) and peripheral conductors ( 40 . 42 ) is constructed in two levels of a printed circuit board ( 18 ) are formed, so that each stator receiving coil ( 22a . 22b . 22c ) from the radial ladders ( 44 ) and the peripheral conductors ( 40 . 42 ) at least two opposing partial convolutions ( 38a . 38b ) are formed; the radial conductors ( 44 ) in the radial direction from an inner end to an outer end and in each case two radial conductors ( 44 ) with opposite current direction at least partially overlapping on the circuit board ( 18 ) are arranged; the peripheral conductors ( 40 . 42 ) extend in the circumferential direction, a circumferential conductor ( 40 . 42 ) two inner ends or two outer ends of radial ladders ( 44 ) and each of the peripheral conductors ( 40 . 42 ) a via ( 37 ), in which the peripheral conductor ( 40 . 42 ) the levels of the printed circuit board ( 18 ) changes.

Angle of rotation sensor ( 10 ) according to claim 1, wherein the peripheral conductors ( 40 . 42 ) between a via ( 37 ) and one end and / or arcuately curved between their ends.

Angle of rotation sensor ( 10 ) according to claim 1 or 2, wherein the stator coil ( 20 ) and the stator receiving coils ( 22a . 22b . 22c ) together in two levels of the printed circuit board ( 18 ) are formed.

Angle of rotation sensor ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the plated-through hole ( 37 ) of a peripheral manager ( 40 . 42 ) in a middle between the two outer ends or inner end of the respective radial conductor ( 44 ) is arranged.

Angle of rotation sensor ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the plated-through holes ( 37 ) of the inner ends of the radial conductors ( 44 ) connecting peripheral conductors ( 42 ) are located radially further inward than the respective inner ends; and / or wherein the vias ( 37 ) of the outer ends of the radial conductors ( 44 ) connecting peripheral conductors ( 42 ) are radially further outward than the respective outer ends; and / or wherein the vias ( 37 ) of the inner ends of the radial conductors ( 44 ) connecting peripheral conductors ( 42 ) at a position of the respective lead manager ( 42 ) are arranged at a minimum distance to an axis of symmetry (T); and / or wherein the vias ( 37 ) of the outer ends of the radial conductors ( 44 ) connecting peripheral conductors ( 40 ) at a position of the respective lead manager ( 40 ) are arranged at maximum distance to an axis of symmetry (T).

Angle of rotation sensor ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the inner ends of the radial conductors ( 44 ) are all equidistant from a symmetry axis (T); and / or wherein the outer ends of the radial conductors ( 44 ) all have an equal distance from an axis of symmetry (T).

Angle of rotation sensor ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein at the end of a peripheral conductor ( 40 ) a via ( 37 ), which has one end of a radial conductor ( 44 ) with the peripheral conductor ( 40 ) in another plane of the printed circuit board ( 18 ) connects.

Angle of rotation sensor ( 10 ) according to claim 7, wherein at the end of a peripheral conductor ( 40 ) a blind via ( 37 ' ) is provided, one end of a radial conductor ( 44 ) with the peripheral conductor ( 40 ) connects at the same level; wherein the blind via ( 37 ' ) symmetrical to another via ( 37 ' ) at one end of a peripheral conductor ( 40 ) is arranged.

Angle of rotation sensor ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the rotor end coil ( 30 ) in at least two partial turns ( 46a . 46b ), which are oriented in opposite directions.

Angle of rotation sensor ( 10 ) according to any one of the preceding claims, wherein partial convolutions ( 46a . 46b ) of the rotor end coil ( 30 ) are sickle-shaped.