用于时计设定杆的位置传感器的制作方法

文档序号:12511356阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种电容式传感器,用于确定时计的可旋转元件(3)的瞬时角位置(αR),所述电容式传感器包括多个定子电极(11,12,13,21,22,23),以及被布置为与所述可旋转元件(3)一起旋转的至少一个转子电极(5a,5b),其中所述至少一个转子电极(5a,5b)和所述定子电极(11,12,13,21,22,23)被布置为在所述可旋转元件(3)的旋转循环期间,在所述多个定子电极(11,12,13,21,22,23)中的两个定子电极之间提供电容(C1,C2,C3,C4),以使得所述电容(C1,C2,C3,C4)中的每一个电容由于所述转子电极(5a,5b)的影响而至少在所述旋转循环的一部分上变化,

其特征在于,

所述至少一个转子电极(5a,5b)包括第一转子电极(5a)和第二转子电极(5b);

所述电容(C1,C2,C3,C4)包括第一差分电容对(1),所述第一差分电容对(1)包括形成在第一对定子电极之间的第一电容(C1)和形成在第二对定子电极之间的第二电容(C2),取决于所述转子电极(5a,5b)的角度定位,所述第一电容(C1)具有瞬时第一电容值X1并且所述第二电容(C2)具有瞬时第二电容值X2;以及

所述电容(C1,C2,C3,C4)包括第二差分电容对(2),所述第二差分电容对(2)包括形成在第三对定子电极之间的第三电容(C3)和形成在第四对定子电极之间的第四电容(C4),取决于所述转子电极(5a,5b)的角度定位,所述第三电容(C3)具有瞬时第三电容值X3并且所述第四电容(C4)具有瞬时第四电容值X4

2.根据权利要求1所述的电容式传感器,其中:

所述第一和第二转子电极(5a,5b)以及第一、第二、第三、第四、第五和第六定子电极(11,12,13,21,22,23)被配置成使得所述瞬时的第一、第二、第三以及第四电容值X1、X2、X3和X4相应地可在所述第一定子电极(11)和所述第二定子电极(12),所述第二定子电极(12)和所述第三定子电极(13),所述第四定子电极(21)和所述第五定子电极(22)以及所述第五定子电极(22)和所述第六定子电极(23)之间分别被感测。

3.根据权利要求1或2所述的电容式传感器,包括传感器驱动电路(9),所述传感器驱动电路(9)用于感测电容值X1、X2、X3和X4,并且用于通过评估第一差分电容值X1-2=X1-X2和第二差分电容值X3-4=X3-X4来确定所述瞬时角位置(αR)。

4.根据权利要求3所述的电容式传感器,其中所述第一差分电容对(1)和所述第二差分电容对(2)被布置成使得所述第一差分电容值X1-2作为所述可旋转元件(3)的所述瞬时角位置(αR)的第一函数而变化,并且所述第二差分电容值X3-4作为所述可旋转元件(3)的所述瞬时角位置(αR)的第二函数而变化。

5.根据权利要求4所述的电容式传感器,其中所述第一和/或第二函数基本上是具有180°周期的正弦曲线或余弦曲线。

6.根据权利要求4或权利要求5所述的电容式传感器,其中所述第二函数具有与所述第一函数基本上相同的形式,并且相对于所述第一函数在所述旋转循环中相移了一个相移角(α0至α3)。

7.根据权利要求6所述的电容式传感器,其中所述相移角基本上为135度或45度。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电容式传感器,其中所述第一定子电极(11)、第二定子电极(12)和第三定子电极(13),和/或所述第四定子电极(21)、第五定子电极(22)和第六定子电极(23)被布置在与所述可旋转元件(3)的所述旋转轴线(4)正交的公共平面中。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电容式传感器,其中所述第一转子电极(5a)和/或所述第二转子电极(5b)被形成在所述可旋转元件(3)的轴向端面中。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电容式传感器,其中所述第一定子电极(11)、第二定子电极(12)和第三定子电极(13),和/或第四定子电极(21)、第五定子电极(22)和第六定子电极(23)被布置成邻近所述可旋转元件(3)的外周面。

11.根据权利要求10所述的电容式传感器,其中所述第一转子电极(5a)和/或所述第二转子电极(5b)形成在所述可旋转元件(3)的所述外周面中或所述外周面上。

12.根据权利要求6至11中任一项所述的电容式传感器,包括定子元件(10),所述定子元件(10)包括关于所述可旋转元件(3)的所述旋转轴线(4)布置的多个角定子电极区域(α7至α2;α2至α5),其中所述第一差分电容对(1)位于所述角定子电极区域中的第一角定子电极区域(α7至α2)中,并且所述第二差分电容对(2)位于所述角定子电极区域中的第二角定子电极区域(α2至α5)中,所述第二角定子电极区域从所述第一角定子电极区域成角度地移位所述相移角。

13.根据权利要求6至11中任一项所述的电容式传感器,包括转子元件(5),所述转子元件(5)包括关于所述可旋转元件(3)的旋转轴线(4)布置的多个角转子电极区域(5a,5b),其中所述第一转子电极(5a)包括所述角转子电极区域(5a,5b)中的第一角转子电极区域,并且所述第二转子电极(5b)包括所述角转子电极区域(5a,5b)中的第二角转子电极区域,所述第一角转子电极区域(5a)覆盖比所述第二角转子电极区域(5b)更大的角扇区。

14.根据前述权利要求中任一项所述的电容式传感器,其中所述可旋转元件(3)被布置成被安装到所述时计的设定杆。

15.根据权利要求4至14中任一项所述的用于电容式传感器的传感器计算单元(9),所述传感器计算单元(9)被配置为通过如下项确定所述可旋转元件(3)的所述瞬时角位置(αR):

确定所述第一电容(C1)和所述第二电容(C2)之间的第一差分电容值X1-2=X1-X2的第一差分瞬时值(X1-2),以及所述第三电容(C3)和所述第四电容(C4)之间的第二差分电容值X3-4=X3-X4的第二差分瞬时值(X3-4);

使用所述第一函数的预定对应信息,识别与所述第一差分瞬时值(X1-2)对应的所述第一函数的第一多个合理值(αA,αB,αC,αD);

使用所述第二函数的预定对应信息,识别与所述第二瞬时值(X3-4)对应的所述第二函数的第二多个合理值(αE,αF);其中所述第二多个合理值(αE,αF)是取决于所述两个转子电极(5a,5b)的角位置的分开180°的一对角度值,以及

选择该对第二多个合理值(αE,αF)中的最接近最后一个先前计算的角位置的一个角度值作为所述瞬时角位置(αR)。

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