阅读说明：本技术 旋转角度传感器 (Rotation angle sensor ) 是由 F·乌特默伦 A·默茨 于 2018-06-13 设计创作，主要内容包括：旋转角度传感器(10)包括具有发射线圈(20)和至少一个接收线圈(22)的定子元件(12),其中,发射线圈(20)和至少一个接收线圈(22)布置在电路板(18)上。旋转角度传感器(10)包括围绕旋转轴线(A)旋转地受支承的转子元件(14)。旋转角度传感器(10)具有测量范围(β)。在此设置为,至少一个接收线圈(22)在周向方向(U)上基本上完全环绕旋转轴线(A),其中,至少一个接收线圈(22)通过多个相邻的部分绕组(50a-f)形成,其中,每个部分绕组(50a-f)由两个向左弯曲的和两个向右弯曲的圆弧形印制导线(40、42)的区段形成,它们分别具有相同的曲率半径,其中,第一右弯印制导线(40)走向经过三个点,-经过位于第一圆(91)上的第一点(P1)；-经过位于第三圆(93)上并且沿周向方向相对于第一点(P1)扭转测量范围(β)的四分之一的第二点(P2),-经过位于第二圆(92)上并且沿周向方向相对于第一点(P1)扭转测量范围(β)的一半的第三点(P3),其中,左弯印制导线(42)由右弯印制导线(40)的镜像得出。(The angle of rotation sensor (10) comprises a stator element (12) having a transmitter coil (20) and at least one receiver coil (22), wherein the transmitter coil (20) and the at least one receiver coil (22) are arranged on a circuit board (18), the angle of rotation sensor (10) comprises a rotor element (14) which is mounted so as to rotate about an axis of rotation (A), the angle of rotation sensor (10) has a measuring range (β), it being provided that the at least one receiver coil (22) substantially completely surrounds the axis of rotation (A) in the circumferential direction (U), wherein the at least one receiver coil (22) is formed by a plurality of adjacent partial windings (50a-f), wherein each partial winding (50a-f) is formed by a section of two left-curved and two right-curved circular-arc-shaped conductor tracks (40, 42) which each have the same radius of curvature, wherein the first right-curved conductor track (40) runs through three points, runs through a first point (P1) on a first circle (91), runs through a third point (93) and runs through a quarter-turn of the second right-curved conductor track (40, via a quarter-turn curve (P) through a second point (5932) which runs through a fourth point (P) on a third circle (3875) and wherein the measuring range (3875) runs through a second point (P) in relation to a measuring range (P) of the left-3) along a measuring range (P3).)

旋转角度传感器

技术领域

本发明涉及一种旋转角度传感器，通过该旋转角度传感器例如可以确定在轴和另外的构件之间的旋转角度。此外，本发明涉及用于这种旋转角度传感器的定子元件。在本申请的框架中，表述“包括”与表述“具有”同义地使用。

背景技术

为了测量旋转角度例如已知旋转角度传感器，在所述旋转角度传感器中磁体通过相应的磁场传感器旋转。磁场向量的测量允许推断出旋转角度。这类传感器也对外部的磁场做出反应，所述磁场例如通过由相邻布置的电缆线产生的电流引起并且可能是对干扰非常敏感的。

另一类型的旋转角度传感器利用涡流效应。在此，例如金属靶标在传感器线圈上方运动，该传感器线圈被供给以交变电压并且在靶标中感应出涡流。这导致传感器线圈的电感的减小并且允许通过频率变化推断出旋转角度。例如线圈是振荡回路的组成部分，该振荡回路的共振频率在电感改变时移动。然而这种类型的旋转角度传感器可以具有相对于装配公差(主要是靶标的倾斜)的高的横向灵敏度。所产生的频率也可以通过外部的电磁场干扰(Injection Locking，注入锁定)，因为通常以在几十MHz的范围内的频率工作。

EP 0 909 955 B1示出具有在靶标上短路的平面导体线环的旋转角度传感器，所述导体线环与励磁线圈的电磁交变场相互作用。

在此，生成例如与取决于旋转角度的矩形信号类似的并且必须由分析处理单元费事地换算成旋转角度的信号。通过这种信号的倾斜边缘会限制角度分辨率。

发明内容

本发明的实施方式能够以有利的方式提供稳固的、成本有利的和要求小的结构空间的旋转角度传感器，在该旋转角度传感器中可以容易地分析处理所产生的传感器信号。

关于本发明的实施方式的想法还可以被视为基于下面描述的思想和认知。

本发明涉及一种旋转角度传感器，该旋转角度传感器尤其可以用在具有高电磁干扰场的环境中。旋转角度传感器例如可以使用在车辆的马达室中或马达室附近，例如用于确定节气门的位置、BLDC马达的转子位置、加速踏板的位置或凸轮轴的位置。下面描述的旋转角度传感器是成本有利的、需要小的结构空间并且基于简单的测量原理。

根据本发明的第一方面，提出一种用于感测旋转角度的旋转角度传感器。旋转角度传感器包括具有一个发射线圈和至少两个接收线圈的定子元件，其中，发射线圈和接收线圈布置在电路板上。旋转角度传感器还包括或具有关于定子元件围绕旋转轴线可旋转地受支承的转子元件，通过该转子元件使发射线圈与接收线圈感应地耦合，使得所述感应耦合与定子元件和转子元件之间的旋转角度相关并且发射线圈在接收线圈中感应出至少两个角度相关的交流电压。在此，旋转角度传感器具有测量范围，该测量范围由360°和整自然数的商得出。特别有利地，旋转角度传感器具有<360°的测量范围。

在此设置为，接收线圈在周向方向上基本上完全环绕旋转轴线，其中，每个接收线圈通过多个相邻的部分绕组形成，其中，相邻的部分绕组关于电流流动方向相反地取向。在此，每个部分绕组关于从旋转轴线向外延伸的径向方向由至少两个向左弯曲的圆弧形印制导线的区段和至少两个向右弯曲的圆弧形印制导线的区段形成。所有左弯印制导线和所有右弯印制导线具有相同的曲率半径。所有左弯印制导线和所有右弯印制导线在围绕旋转轴线的两个同心圆、即具有第一半径的第一圆和具有第二半径的第二圆之间延伸，其中，存在与第一圆同心并且具有第三半径的第三圆，该第三半径由第一半径和第二半径的平均值得出，其中，第一右弯印制导线经过三个点走向：经过位于第一圆上的第一点；经过位于第三圆上并且沿周向方向相对于第一点扭转测量范围的四分之一的第二点；经过位于第二圆上并且沿周向方向相对于第一点扭转测量范围的一半的第三点。另外的右弯印制导线由所跟随的右弯印制导线通过围绕旋转轴线沿周向方向旋转测量范围的一半得出。左弯印制导线由右弯印制导线分别在从旋转轴线延伸经过相应的右弯印制导线与第三圆的交点的径向线上的镜像得出。

在此，接收线圈的部分绕组可以限定为接收线圈的由接收线圈的彼此不相交的印制导线围绕的部分。部分绕组的取向通过经由接收线圈的电流流动来确定。相反取向的部分绕组在电流流经接收线圈时分别具有相反的电流流动，即在具有第一取向的部分绕组中电流沿顺时针方向或向右经过部分绕组，在具有相反的第二取向的部分绕组中电流沿逆时针方向或向左经过部分绕组。

部分绕组可以仅示例性地如具有弯曲侧面的菱形那样构造。这种菱形的四个侧面例如可以通过两个左弯印制导线和两个右弯印制导线的各两个部分节(Teilstück)构造。

在此，在左弯印制导线的形成部分绕组的至少两个区段中的电流流动方向例如可以彼此相反。同样地，在右弯印制导线的形成部分绕组的至少两个区段中的电流流动方向可以彼此相反。

在此，部分绕组的构造理解为，当从旋转轴线出发并且在径向方向上走向的假想直线经过接收线圈的内部时，所述直线与接收线圈的向左和向右弯曲的圆弧形印制导线相交。以该方式，例如也可以实现，在接收线圈中感应出的交流电压的振幅或测量信号基本上作为正弦函数与旋转角度相关。

通过所提出的旋转角度传感器的构型，通过发射线圈感应出的部分电压在总和上抵消(只要不存在靶或转子元件)并且作为输出信号输出在接收线圈上的0伏。借助于该事实例如可以有利地实现自诊断功能，因为传感器可以识别出，靶或转子元件要么不存在要么具有至少一个电中断部。这特别在关键词“汽车安全完整性等级”(ASIL)和与此有关的诊断功能方面是特别有利的。此外，有效地抑制EMV干扰影响或原则上可以呈现为均匀场的外部磁场。具有基本上完全围绕旋转轴线的部分绕组的定子元件的构造相对于具有仅分段式构造的定子元件引起增大的信噪比、较小的公差敏感性并且由此引起较大的精度。

也可以承载分析处理单元的定子元件例如可以与轴的端部相对置地布置，在该轴上固定有转子元件。然而所述定子元件也可以围绕轴布置，使得轴穿过定子元件。转子元件可以承载一个或多个感应段，所述感应段随着轴一起运动、覆盖接收线圈并且由此改变接收线圈的电感率或在发射线圈和接收线圈之间的相应的感应耦合。如果发射线圈加载以交流电压，那么在接收线圈中感应出交流电压，所述交流电压的振幅取决于相应的感应耦合。然后分析处理单元例如可以由传感器作为测量信号所发出的交流电压或其振幅计算出旋转角度信号。以该方式，旋转角度传感器可以成本有利地实现，因为不需要昂贵的磁体。

在此，概念“接收线圈在周向方向上基本上完全环绕旋转轴线”理解为，接收线圈在周向方向上至少达90％、有利地至少达95％并且特别有利地至少达99％地完全环绕旋转轴线，即至少近似覆盖360°的角度范围。相对于完全360°环绕的小的偏差例如可以通过连接导线产生。

根据实施方式设置为，每个部分绕组由刚好两个向左弯曲的圆弧形印制导线的区段和刚好两个向右弯曲的圆弧形印制导线的区段形成。由此能够有利地实现部分绕组和由此接收线圈尤其在电路板的仅两侧上的特别节省位置的制造。此外，以该方式可以有利地产生正弦形测量信号，该测量信号能够特别简单地分析处理。

替代地或附加地可以设置为，向左弯曲的圆弧形印制导线和向右弯曲的圆弧形印制导线的区段沿周向方向观察基本上在测量范围的至少20％的角度范围上、优选在测量范围的至少23％上、例如在测量范围的25％上延伸。由此有利地引起，部分绕组覆盖特别大的面积。此外，由此有利地引起，理想地，沿环绕方向观察在电路板上的几乎没有区段构型成无部分绕组覆盖。因此，可以有利地改善测量精度。

根据实施方式设置为，电路板在具有内半径的内圆和与内圆同心的、具有外半径的外圆之间延伸。内圆与旋转轴线同心，其中，第一圆的第一半径比内半径大至少1mm和最大5mm。

替代地或附加地设置为，第二圆的第二半径比外半径小至少1mm和最大5mm。

内半径例如可以通过电路板中的穿通部确定，轴例如可以穿过该穿通部***。外半径例如可以是电路板的外轮廓，该外轮廓例如可以圆形或圆环形地构造。

第一半径比内半径大至少1mm和最大5mm，由此一方面确保相对于穿过电路板的穿通部的足够距离，以便避免在生产中存在公差时所产生的接收线圈的损坏。同时，第一圆的第一半径足够小，以便能够通过接收线圈实现测量场的尽可能大的覆盖。

在此，也可以设置为，发射线圈在电路板上至少部分地布置在第一圆和内圆之间。以该方式，能够构造特别紧凑的和小型化的定子元件。

第二圆的第二半径比外半径小至少1mm和最大5mm，由此可以有利地导致，对于接收线圈可使用特别大的面积。由此能够特别有利地改善信噪比。通过相对于外圆的外半径的1mm的最小间距，有利地避免接收线圈由于在传感器的生产时或在搬运或组装时的公差所引起的损坏，因为有足够大的位置用于在电路板的外边缘处抓住所述电路板。

此外有利地，发射线圈可以至少部分地布置在外圆和第二圆之间的区域中。以该方式，能够实现具有大的半径的特别大的发射线圈。

根据实施方式设置为，转子元件和接收线圈这样构造，使得在接收线圈中感应出交流电压，其振幅与旋转角度正弦形地相关。

换言之，由接收线圈提供的测量信号、即在接收线圈中感应出的交流电压的振幅由于接收线圈和转子元件的几何形状是正弦形的或是与旋转角度相关的正弦函数。

理解为，正弦形测量信号可以是相对于纯正弦函数偏差小于5％或小于1％的信号。

通过正弦形的振幅例如能够在没有昂贵的、具有高稳固性的电子部件或软件的情况下实现特别简单的分析处理。此外，当存在至少两个接收线圈时，能够通过使用三角定则实现信号可信度测试。

根据本发明的实施方式，所述至少两个接收线圈在电路板的(仅)两个平面中、即尤其在外面上形成。

在此，例如可以设置为，所有右弯印制导线布置在电路板的第一侧上并且所有左弯印制导线布置在印制导线的背离第一侧的第二侧上。

以该方式，电路板可以成本有利地制造。不需要多层的电路板、尤其不需要具有超过两层的电路板。由此所述制造可以明显简化并且成本更有利地实施。

这可以通过以下方式完成：在圆弧形印制导线的端部上设置敷镀通孔，在不同平面中的圆弧形印制导线在所述敷镀通孔中连接。接收线圈的圆弧形印制导线尤其可以交替地布置在电路板的相对置的平面中。

因此，有利地导致，具有仅2层的电路板的定子元件例如可以由FR4材料或更好的材料构造。

根据实施方式设置为，在圆弧形印制导线的端部上设置敷镀通孔，在不同平面中的圆弧形印制导线在所述敷镀通孔中连接。由此有利地引起，接收线圈的部分绕组在电路板的同一侧上不相交并且因此不会导致短路。通过该构型，接收线圈可以配备有高密度的部分绕组，由此改善测量信号。

根据实施方式设置为，电路板具有第一连接敷镀通孔和第二连接敷镀通孔，其中，两个连接敷镀通孔在第三圆上与右弯印制导线和左弯印制导线的虚拟交点直接相邻地布置。右弯印制导线和左弯印制导线在两个连接敷镀通孔的区域中中断。在所述连接敷镀通孔中的每个连接敷镀通孔处，右弯印制导线的各一个从径向外部和从径向内部朝向彼此走向的部分节和左弯印制导线的部分节导电地相互连接。

由此有利地引起，接收线圈的相邻的部分绕组可以特别简单地并且节省位置地构造有关于电流流动方向相反的取向。通过该构型，可以取消电流流动方向在第二圆的径向外部或在径向上在旋转轴线和第一圆之间的位置上的极性变换，由此可以避免，形成附加的印制导线区段，所述印制导线区段可以生成附加的信号量值。

根据实施方式设置为，接收线圈沿周向方向相对彼此错开一个角度，该角度由测量范围除以接收线圈的数量来确定。

在此，接收线圈的数量理解为测量系统的接收线圈的总数。如果例如在同一个电路板上安置两个冗余的测量系统，其中，每个测量系统具有三个接收线圈，那么接收线圈的数量相当于m＝3。

通过所提出的角度移位，提供能特别好地分析处理的信号，由此提高旋转角度感测的精度。

以该方式，每个接收线圈产生最大限度不同的测量信号。由此有利地改善角度确定的精度。

例如在定子元件上可以布置有两个或三个例如沿周向方向相对彼此以确定角度错开的接收线圈，所述接收线圈提供角度偏移的测量信号。在两个或三个接收线圈中可以特别有利地分析处理作为测量信号的正弦信号，因为逆变换是可能的。这在两个接收线圈(即两相系统)中可以是反正切变换或者在三个接收线圈(即三相系统)中可以是Clarke变换。通过所述逆变换也能够以简单的方式从测量信号中扣除掉偏差，所述偏差例如由于机械公差而产生。

也可能的是，在定子元件上存在两个冗余的接收线圈系统或测量系统(例如由各两个或三个接收线圈组成)。在该情况下，各个接收线圈系统或测量系统的测量信号能够以上面提到的方式进行分析处理。由此在系统失效的情况下还能够确定旋转角度，这可以提高在重要系统中的安全性。

根据本发明的实施方式，转子元件具有至少一个感应段，该感应段具有不同于转子元件的沿周向方向围绕旋转轴线位于旁边的区域的导电能力。所述感应段例如可以是金属段(具有高导电能力)，该金属段固定在转子元件的非金属部分上，所述感应段可以是在转子元件上的金属凸起部，但也可以是在金属转子元件中的槽(具有低导电能力)。

所述至少一个感应段例如可以是环段形。可能的是，转子元件具有多个同样成形的感应段。由此可能的是转子元件的特别简单和成本有利的构型，该转子元件也可以被称为靶。此外，由此在靶具有高转速时不产生不平衡度。

根据本发明的实施方式，所述至少一个感应段沿周向方向具有张开角度(即由感应段撑开的最大角度)，该张开角度是旋转角度传感器的测量范围的一半大。接收线圈的部分绕组也可以具有这种张开角度。以该方式，可以实现测量信号在测量范围上的最大变化。由此可以有利地实现改善的精度并且提供更稳固的信号。

根据本发明的实施方式，所述至少一个感应段具有多个径向槽，所述槽具有不同于感应段的导电能力。所述槽可以布置在感应段的沿周向方向的边缘上，其中，感应段可以具有大于半个测量范围的张开角度。所述槽可以沿周向方向以一个角度间隔开，该角度是旋转角度传感器的测量范围的一半大。感应段可以分成一个大的子段和沿周向方向与其间隔开的较小的子段。

通过所述槽可以塑造测量信号，因为小的子段可以影响与刚好由大的子段覆盖的部分绕组相邻地布置的部分绕组的感应耦合。基于接收线圈还具有相对于正弦函数的较小的偏差的测量信号尤其可以通过感应段如此受影响，使得偏差变得更小。

根据本发明的第二方面，提出一种用于旋转角度传感器的定子元件，所述定子元件如上面和下面所描述的那样。用于旋转角度传感器的定子元件具有测量范围，该测量范围通过360°和整自然数的商得出，所述旋转角度传感器包括具有一个发射线圈和至少两个接收线圈的定子元件。发射线圈和接收线圈布置在电路板上。接收线圈在周向方向上基本上完全地环绕旋转轴线。在此，每个接收线圈通过多个相邻的部分绕组形成。相邻的部分绕组关于电流流动方向相反地取向，其中，每个部分绕组关于从旋转轴线向外延伸的径向方向由至少两个向左弯曲的圆弧形印制导线的区段和至少两个向右弯曲的圆弧形印制导线的区段形成。所有左弯印制导线和所有右弯印制导线具有同样的曲率半径。所有左弯印制导线和所有右弯印制导线在围绕旋转轴线同心的两个圆、即具有第一半径的第一圆和具有第二半径的第二圆之间延伸。存在与第一圆同心并且具有第三半径的第三圆，该第三半径由第一半径和第二半径的平均值得出。第一右弯印制导线走向经过三个点：经过位于第一圆上的第一点；经过位于第三圆上并且沿周向方向相对于第一点扭转测量范围的四分之一的第二点；经过位于第二圆上并且沿周向方向相对于第一点扭转测量范围的一半的第三点。另外的右弯印制导线由所跟随的右弯印制导线通过围绕旋转轴线沿周向方向旋转测量范围的一半得出。左弯印制导线由右弯印制导线分别在从旋转轴线延伸经过相应的右弯印制导线与第三圆的交点的径向线上的镜像得出。

通过这样构型的定子元件能够有利地制造特别成本有利的、高度精确的和可以简单制作的旋转角度传感器。

理解为，右弯印制导线和左弯印制导线可以由多个直接彼此相邻的部分印制导线组成。部分绕组例如可以由总共四个部分节构造，其中，各两个部分节属于两个左弯印制导线并且各两个部分节属于两个右弯印制导线。

部分绕组的数量可以相应于整自然数的两倍，通过该整自然数限定测量范围。

可以设置为，发射线圈与旋转轴线同心地布置。

附图说明

下面参照附图描述本发明的实施方式，其中，附图和说明书均不视为对本发明的限制。

图1示意性示出根据本发明的实施方式的旋转角度传感器的纵截面。

图2示出用于图1中的旋转角度传感器的定子元件的示意性俯视图，其中仅示出第一接收线圈。

图3示出图2的放大部分。

图4示出图2的定子元件的示意性俯视图，在该定子元件中示出测量系统的三个接收线圈。

图5示出用于图1的旋转角度传感器的转子元件的示意性俯视图。

图6示出用于图5的转子元件的替代感应段的示意性俯视图。

图7示出由根据本发明的实施方式的旋转角度传感器产生的测量信号的曲线图。

附图仅是示意性的并且不是按正确比例的。相同的附图标记在附图中表明相同的或相同作用的特征。

具体实施方式

图1示出由定子元件12和转子元件14组成的旋转角度传感器10。转子元件14可以固定在构件、如节气门、马达、凸轮轴、加速踏板等的轴16上或者由该轴16提供。轴16可以围绕旋转轴线A旋转，该旋转轴线限定了轴向方向。定子元件12在相应的轴向方向上与转子元件14相对置。定子元件12例如可以围绕轴16布置。然而，所述定子元件可以(在这里未示出)在关于轴的端侧上与转子元件14相对置地布置。

定子元件12包括电路板18，在该电路板上实施有一个发射线圈20和多个接收线圈22，它们具有在电路板18上的印制导线。线圈20、22的印制导线可以位于电路板18的两侧、即第一侧19a和第二侧19b上。印制导线可以借助于穿过电路板18的过孔(敷镀通孔)相互电连接。在电路板18上可以存在用于分析处理单元24的其他部件。分析处理单元24可以给发射线圈20供应交流电压并且获取在接收线圈22中的感应出的交流电压。基于该测量，分析处理单元24可以确定在定子元件12和转子元件14之间的相对旋转角度。

转子元件14包括一个或多个感应段26，所述感应段在轴向方向上与发射线圈20和接收线圈22相对置。如在图1中示出，感应段26可以布置在另外的电路板上，该另外的电路板固定在轴16上。也可能的是，感应段26通过加工轴16的端部而产生或者由冲压的或铣削的实心金属组成，该实心金属例如被挤压到轴上。

图2示出旋转角度传感器10的定子元件12。在当前示例中，出于概要性原因仅画出单独一个接收线圈22，以便示出接收线圈22的设计的原理。当前的定子元件的测量范围为120°，即在这里，整自然数n得出n＝3。

在这里，定子元件12包括一个发射线圈20和至少两个接收线圈22，然而仅示出所述两个接收线圈中的单独一个接收线圈。发射线圈20和接收线圈22布置在电路板18上，该电路板具有面向观察者的第一侧19a和背离该第一侧的第二侧19b，该第二侧远离观察者地指向。发射线圈20和接收线圈22均实施为平面线圈。发射线圈20可以具有多个导体线环，所述导体线环也可以实现在多层电路板18的多个平面中，以便能够产生足够大的场。

在当前示例中，电路板18圆形地构造。周向方向以具有附图标记U的箭头示出，径向方向通过从旋转轴线A径向向外延伸并且具有附图标记R的箭头示出。所示出的接收线圈22沿周向方向U完全围绕旋转轴线A。接收线圈22通过多个相邻的部分绕组50a、50b、50c、50d、50e、50f形成，其中，相邻的部分绕组50a至50f关于电流流动方向相反地取向。所述部分绕组在这里具有带着弯曲边缘的菱形形状(参见画阴影线的部分绕组50a)。

每个部分绕组的电流流动方向通过环形箭头示出。在示出的实施例中，每个部分绕组关于从旋转轴线A向外延伸的径向方向R由两个向左弯曲的圆弧形印制导线42的两个部分节和两个向右弯曲的圆弧形印制导线40的两个部分节形成。在一些这种印制导线上画出箭头，所述箭头应表明电流流动方向。

相邻的部分绕组以成对的方式具有相同的面：在示出的示例中，部分绕组50a、50b以及部分绕组50c、50d和部分绕组50e、50f的面分别以成对的方式同样大，使得(只要不进行与转子元件14的附加耦合)抵消通过接收线圈22a的均匀磁场。因为在部分绕组50a、50b中感应出数值相同的、但反极性的电压。在示出的实施例中，所有部分绕组50a-50f具有基本上相同的面。

基于此，旋转角度传感器10或分析处理单元24可以运行自诊断功能，通过该自诊断功能可以识别出，是否缺少转子元件14和/或所述接收线圈中的一个接收线圈是否具有电中断部。此外，可以抑制通常作为均匀场存在的EMV干扰影响。

所有左弯印制导线42和所有右弯印制导线40具有相同的曲率半径，其中，所有左弯印制导线42和所有右弯印制导线40在围绕旋转轴线A的两个同心圆、即具有第一半径r1的第一圆91和具有第二半径r2的第二圆92之间延伸。在此，存在第三圆93，该第三圆与第一圆91同心地延伸并且具有第三半径r3。第三半径r3由第一半径r1和第二半径r2的平均值得出：r3＝(r1+r2)/2。第一右弯印制导线40经过三个点走向：经过位于第一圆91上的第一点P1；经过位于第三圆93上并且沿周向方向U相对于第一点P1扭转测量范围β的四分之一的第二点P2；经过位于第二圆92上并且沿周向方向U相对于第一点P1扭转测量范围β的一半的第三点P3。

在图1中示例性地画出径向方向R。该径向方向R与向右弯曲的圆弧形印制导线40并且与向左弯曲的圆弧形印制导线42相交。这适用于在测量范围β内部的所有径向方向R，例外是圆形的印制导线40、42相互连接的角度。

另外的右弯印制导线40由所跟随的右弯印制导线40通过围绕旋转轴线A沿周向方向U旋转测量范围β的一半得出。左弯印制导线42由右弯印制导线40分别在从旋转轴线A延伸经过相应的右弯印制导线40与第三圆93的交点S的径向线上的镜像得出。在示出的附图中，出于概要性原因所述径向线中的仅一个径向线L和仅一个交点S设有相应的附图标记。

在圆弧形印制导线40、42的端部上设有敷镀通孔84，在所述敷镀通孔上或在所述敷镀通孔中，在电路板18的不同平面中的圆弧形印制导线40、42连接起来。这样例如右弯印制导线40布置在电路板18的第一侧19a上并且左弯印制导线42布置在电路板18的背离第一侧19a的第二侧19b上。以该方式，避免在重叠的部分绕组50a-50f之间的电短路。在当前示例中，接收线圈22由发射线圈20围绕，该发射线圈在第一半径r1和外部的半径ra之间延伸。

在当前情况下，测量范围为β＝120°。因此，构造六个部分绕组50a-50f。

为了实现相邻的部分绕组50a-50f关于电流流动方向的反向的取向，而不必进行在第二圆92外部的区域中的电流流动方向的逆转，在电路板18上设置有第一连接敷镀通孔86和第二连接敷镀通孔87。这两个连接敷镀通孔86、87在第三圆93上与右弯印制导线40和左弯印制导线42的虚拟交点Px直接相邻地布置。在此，右弯印制导线40和左弯印制导线42在两个的区域中中断。在所述连接敷镀通孔86、87中的每一个上，右弯印制导线40的各一个从径向外部和从径向内部朝向彼此走向的部分节41和左弯印制导线42的部分节43导电地相互连接。

虚拟交点Px不是印制导线40、42的真实交点，因为这些印制导线在电路板18的不同平面中走向。虚拟交点Px可以与右弯印制导线40和第三圆93的交点S一致。出于概要性原因，在图2中，与虚拟交点Px一致的交点S未标有附图标记S。

图3示出图2在两个连接敷镀通孔86、87的区域中的放大部分。在附图中可容易看出，两个连接敷镀通孔86、87彼此直接相邻地布置在所示出的右弯印制导线40和左弯印制导线42的虚拟交点Px的区域中。

图4示出定子元件12，该定子元件具有三个接收线圈22a、22b、22c(类似于图2，在该附图中出于概要性原因示出这三个接收线圈22中的仅一个接收线圈)。第一、第二和第三接收线圈22a、22b、22c布置在发射线圈20内部。这些接收线圈基本上完全沿周向方向围绕旋转轴线A。测量范围β又为β＝120°。原则上也可能的是，发射线圈20在电路板18上布置在旋转轴线A和第一圆91之间的区域中。在该情况下，接收线圈22a、22b、22c布置在发射线圈20外部。原则上也可能的是，发射线圈20在径向上部分地布置在第一圆91内部并且在径向上部分地布置在第二圆92外部。

接收线圈22a、22b、22c类似于图2中的接收线圈22那样由圆弧形印制导线40、42实施，所述圆弧形印制导线全部具有相同的曲率半径。通过接收线圈22a、22b、22c的特定形状可能的是，在接收线圈22a、22b、22c中感应出交流电压，所述交流电压的振幅(作为测量信号)以正弦函数与转子元件14的旋转角度相关。这能够实现测量信号的特别简单的分析处理，以便确定旋转角度。

例如发射线圈20可以由分析处理单元24加载以交流电压，该交流电压具有在几MHz的范围中(优选5MHz)的频率和/或在0.5V至10V的范围中(优选1.5V)的振幅。由此形成电磁交变场，该电磁交变场耦合到接收线圈22a、22b、22b中并且在那里感应出相应的交流电压。通过感应段26的相应造型，与旋转角度有关地影响发射线圈20和接收线圈22a、22b、22c之间的耦合。发射线圈20与接收线圈22a、22b、22b的耦合系数、即接收线圈和发射线圈之间的振幅比例的典型的值范围可以位于-0.3和+0.3之间。通过在接收线圈22a、22b、22c中感应出的测量信号与载波信号(发射线圈的信号)的解调，可以推断出耦合的振幅和相位。所述振幅随着旋转角度持续地改变。相位理想地为0°或180°。

如上面示出的那样，旋转角度传感器10的测量范围β示例性地为120°。该测量范围原则上可以具有小于360°的任意值。

这里示例性圆形或圆环形构造的电路板18向内通过内半径ri并且向外通过外半径ra限界。外半径ra向上通过可使用的结构空间限界并且可以位于10和50mm之间、约为25mm。内半径ri可以这样设定尺寸，使得在旋转轴线A中能够实现在定子元件12中的轴引导穿过，但如果不需要该轴引导穿过时例如也可以为近似0mm或为0mm。

接收线圈22a、22b、22c由向左弯曲的圆弧形印制导线42由向右弯曲的圆弧形印制导线40建立。在此，相应的弯曲方向理解为从观察方向看从旋转轴线A朝向径向外部。

第二接收线圈22b和第三接收线圈22c与第一接收线圈22a基本上相同地构造，但相对于该第一接收线圈沿着周向方向U扭转地布置在电路板18上。

第一、第二和第三接收线圈22a、22b、22c的圆弧形印制导线40、42的交叉点位于第一圆91(具有第一半径r1)、第二圆92(具有第二半径r2)和第三圆93(具有第三半径r3)上。在此，第三半径r3作为第一半径r1和第二半径r2的平均值得出：r3＝(r1+r2)/2。

圆弧形印制导线40、42的交叉点沿周向方向以相同的角度间隔开。在交叉点之间的角度为β/4(这里是30°)。由此，接收线圈22a的圆弧形印制导线40、42的交叉点例如位于0°、β/4、β/2、3β/4和β处。接收线圈22b和22c的圆弧形印制导线40a、40b的交叉点相对于接收线圈22a的交叉点分别向左和向右移位2/3*(β/4)＝β/6、即20°。

通常，接收线圈22的所需要的几何扭转ξ由测量范围β和接收线圈的数量m根据以下公式得出：ξ＝β/m，m≥3，或ξ＝β/(2m)，m＝2。

在示出的实施例中，对于三相系统(m＝3)得出三个接收线圈22a、22b、22c的40°的几何扭转ξ(ξ＝120°/(3)＝40°)。

可能的是，这三个接收线圈22a、22b、22c在电路板18的仅两个平面中实施。圆弧形印制导线40、42例如可以布置在电路板18的两侧上。在仅两个平面中的实施方案具有成本有利的电路板18的优点。此外，所有接收线圈22a、22b、22c相对于转子元件14的平均距离是近似相同的，使得对于测量信号达到几乎相同的信号电平并且逆运算可以简单地并且稳固地实施。

这可以通过如下的方式实现：三个接收线圈22a、22b、22c的所有右弯的圆弧形印制导线40布置在电路板的第一平面19a上，而所有左弯印制导线42布置在电路板18的第二平面19b上。在所述印制导线的端部处，印制导线40、42借助于敷镀通孔84连接，所述敷镀通孔出于概要性原因并未全部标以附图标记。

为了实现相邻部分绕组的相反的电流流动方向，类似于图2和3，在所示出的实施例中对于三个接收线圈22a、22b、22c中的每一个接收线圈设置两个连接敷镀通孔86、87：对于第一接收线圈22a设置两个连接敷镀通孔86a、87a，对于第二接收线圈22b设置两个连接敷镀通孔86b、87b，并且对于第三接收线圈22c设置两个连接敷镀通孔86c、87c。

图5示出转子元件14的示意性俯视图，该转子元件实施为整圆。也可能的是，仅使用在图5中示出的转子元件14的包括所述感应段26中的一个或多个感应段的角度范围。

转子元件14可以实施为电路板，该电路板具有作为电路板的金属化部的感应段26，或者实施为金属冲压件，在该金属冲压件中感应段26显示为在冲压件中的凸起部或凹陷部。

感应段26是圆弧形的，其中，所述感应段分别在测量范围β的一半上延伸，即如在这里示出的那样在60°上延伸。

优选地，使用直的或线性的径向分界线，由此确保特别简单和生产安全的制造。

感应段26的内半径rit和外半径rat可以根据发射线圈20的内圆32的内半径ri和/或外圆34的外半径ra选择。例如可以适用：rit＝ri以及rat＝ra。

图6示出感应段26‘的替代实施方式，该感应段由多个子段56a、56b构造。图6中的感应段26‘中的每个感应段可以由图6中的感应段那样构造。优选地适用直的或线性的径向边缘。

子段56a、56b相对彼此通过槽58(例如铣切部)分开，所述槽具有不同于子段56a、56b的导电能力。以该方式，可以改善测量信号的正弦形状。

所述槽58中的每个槽沿周向方向U的宽度例如可以为2γ的角度。在此，中间的子段可以具有β/2-2γ的角度，并且外部的子段具有γ的角度。

图7示出具有三个正弦形测量信号60的曲线图，所述测量信号可以由根据图4的定子元件12中的接收线圈22a、22b、22c发出并且所述测量信号可以通过具有根据图6的一个或多个感应段26‘的转子元件14更进一步地接近正弦函数。测量信号显示在接收线圈中感应出的交流电压的振幅，该振幅取决于转子元件14相对于定子元件12的角度。

由于不同长度的输入管线、印制导线在电路板18的不同平面中的定位和机械公差，测量信号60例如可以是含有偏差的(即三个测量信号60在这种情况下关于x轴不对称地走向)。

该偏差可以从尽可能正弦形的测量信号60特别容易地扣除掉，例如通过Clarke变换。尽可能正弦形的测量信号也可以是有利的，因为可以应用三角定则如sin²+cos²＝1并且所述三角定则至少可以用于信号的可信度测试或者也用于校准。

例如在这三个接收线圈22a、22b、22c中产生具有典型的120°的电相差的三个正弦形的测量信号60，所述测量信号通过应用Clarke变换转变成正弦/余弦系统。然后借助于反正切函数可以由此推断出旋转角度。

也可能的是，旋转角度传感器10仅包括具有90°的电相差的两个接收线圈22(其中，机械相差和电相差可以不同)。在该情况下，通过两个测量信号60的振幅与相位的余弦的相乘产生(理想的)无偏差的正弦/余弦系统。借助于反正切函数可以由此推断出转子元件14的旋转角度。

通常，为了测量信号60通过反正切函数的逆运算需要至少两个接收线圈22a、22b。

出于冗余原因，旋转角度传感器10也可以配备有多于两个的接收线圈22，例如配备有四个或六个接收线圈22，它们例如可以全部在电路板18的两个平面中实现。这六个接收线圈22中的各三个可以作为冗余的三相系统使用。因为所有接收线圈22在平均上距离转子元件14相同远(相比于在六个或更多个平面中的实现方案)，所以测量信号60的偏差近似相同并且电平相应地高。这显著地简化了分析处理。

最后要指出，概念如“具有”、“包括”等不排除其他元件或步骤并且概念如“一个”不排除多个。在权利要求中的附图标记不视为限制。