具体实施方式

图1示出了根据本文所述的创新概念的感应式角度传感器100的第一实施例。

感应式角度传感器100具有定子101和相对于定子101可旋转地布置的转子102。感应式角度传感器100被设计为决定转子102与定子101之间的实际或真实的旋转角度实际旋转角度在这里也称为phi。

定子101具有激励振荡回路103。激励振荡回路103可以具有至少一个电感，例如相应的激励线圈104。激励线圈104是导电的并且可以具有一个或多个线匝。激励线圈104也可以称为励磁线圈。激励振荡回路103可以可选地具有振荡器，并且此外可选地具有电阻器和/或电容(未示出)。定子101也可以具有拾波线圈装置105，该拾波线圈装置也可以称为接收线圈装置。

相对于定子101可旋转地布置的转子102可以具有至少一个感应靶标装置106。靶标装置106同样可以具有带有一个或多个线匝的线圈，或者被设计为这种线圈。可替代地，靶标装置106可以具有固体构件、例如冲压出的金属板，或者被如此设计。

原则上，激励振荡回路103或激励线圈104以及拾波线圈装置105和靶标装置106可以沿着公共旋转轴109布置，或者沿着公共旋转轴109彼此垂直地布置。激励线圈104、拾波线圈装置105和靶标装置106可以围绕公共旋转轴109同心地布置。激励线圈104和拾波线圈装置105以及靶标装置106的相应直径可以不同。例如，激励线圈104的直径可以大于拾波线圈装置105和/或靶标装置106的直径。

激励振荡回路103，尤其是激励线圈104可以通过交流电流或交流电压来励磁。响应于该交流电流或交流电压，激励线圈104可以产生磁场114，该磁场可以向外、特别是在转子102的方向上定向。布置在转子102之中或之上的靶标装置106与布置在定子101之中或之上的激励线圈104磁耦合。也就是说，靶标装置106可以接收由激励线圈104产生的磁场114，由此在靶标装置106中又感应出相应的感应电流。激励线圈104可以是旋转对称的。因此，感应电流在靶标装置106中流动，该感应电流与转子102相对于定子101的实际旋转角度无关。在靶标装置106中感应的感应电流又在其自身方面引起靶标装置106中的磁场116，该磁场可以向外、尤其是在定子101的方向上定向。磁场116可以具有依赖于靶标装置106的几何形状的磁场模式。即，所产生的磁场模式可以固定地耦合到相应的靶标装置106。

从靶标装置106发出的磁场116可以由布置在定子101中或上的拾波线圈装置105接收。如果转子102相对于定子101运动，则从靶标装置116发出的磁场116或相应的磁场模式也相对于定子101运动。即，当观察者与靶标装置106同步旋转，则他看不到磁场的变化。相反，在相对于转子102可运动的定子101中，由于整个磁场模式也在运动，因此可以在固定位置看到磁场的变化。由此，在拾波线圈装置105中，响应于变化的磁场116，感应出感应信号S_{i_PS1}，S_{i_PS2}，例如感应电流或感应电压。两个感应信号S_{i_PS1}，S_{i_PS2}的信号强度可以由相应的感应强度信号S_i体现，该感应强度信号又可以从两个感应信号S_{i_PS1}，S_{i_PS2}中导出。对此的细节将在下面更详细地说明。感应强度信号S_i的幅度或信号强度可以依赖于所接收的磁场116的强度。

磁场116在固定位置处的强度可以依赖于当前方位、即依赖于转子102与定子101之间的实际旋转角度-但是如果该位置与转子102同步地运动/旋转，则没有变化。然而，当转子102与定子102之间的空间距离107改变时，则相反地磁场116的强度发生变化，并且信号强度因此发生变化，该变化可以由感应强度信号S_i来体现。

如图1示意性地且未按比例所示，构造类型限定了定子101与转子102之间存在可变的空间距离107。可以在转子102与定子101的两个相对置表面101a，102a之间测量空间距离107。例如，转子102与定子101之间可能存在空气，这就是为什么空间距离107也可以称为气隙(简称“AG”)的原因。可替代地，空间距离107也可以被测量为转子102与定子101之间的平均距离，其中在转子102以及定子101的相应水平(即垂直于旋转轴109)延伸的中心线101b，102b之间的距离被测量。在这种情况下，除了气隙之外，在空间距离107中，转子102或定子101的相应材料厚度还必须被计算在内。

定子101与转子102之间的空间距离107可以由结构限定而不同，即不同构造类型的不同感应式角度传感器可以具有其相应的转子102与定子101之间的不同空间距离107。使用相同构造类型相同的角度传感器也可以(例如基于装配公差)而具有其相应的转子102与定子101之间的不同空间距离107。转子102与定子101之间的空间距离107因此可以是角度传感器独特的。

另外，拾波线圈装置105可以具有多个线圈和/或靶标装置106可以具有多个感应靶标，这些线圈和/或感应靶标又可以具有彼此不同的空间距离。

然而，转子102与定子101之间和/或各个线圈之间的不同空间距离107导致感应电流或感应磁场114，116的信号强度不同。这会在决定转子102相对于定子101的当前实际旋转角度时导致不精确和偏差。因此例如，具有转子102与定子101之间大空间距离107的角度传感器将提供比如下角度传感器弱感应信号S_i：该角度传感器具有转子102与定子101之间与此相对较小的空间距离107。另外，角度传感器独特的空间距离107通常是未知的。从理论上讲，为此必须在每个单独的角度传感器100交付之前对其测量空间距离107。然而，实际上，由于所需消耗巨大并且与此相关的成本高昂，因此这是不可行的。

在此描述的角度传感器100在这方面提供了一种解决方法，即在决定转子102与定子101之间的实际旋转角度时要考虑空间距离107。为此，角度传感器100可以具有电路108，该电路被设计为：基于感应强度信号S_i确定转子102与定子101之间的也称为气隙(简称为“AG”)的空间距离107，并且生成相应的距离信号204(S_AG)。

图2示出了根据本文所述的创新概念的相应电路108的示意性框图。电路108可以具有例如角度计算单元201、距离确定单元202和校准单元203。

电路108例如可以使用前面提到的距离信号204来确定经校准旋转角度信号110，该经校准旋转角度信号在此也称为phi”或该经校准旋转角度信号表示定子101与转子102之间的当前实际旋转角度但是，与常规角度传感器相比，校准旋转角度信号phi”可以基于感应强度信号S_i和/或基于距离信号204(即在考虑转子102与定子101之间的空间距离107的情况下)被确定。也就是说，可以确定空间距离107并在基于感应强度信号S_i确定实际旋转角度时被一并包括。因此，根据本文所述的创新概念的感应式角度传感器100提供了校正或补偿了所确定的空间距离107的旋转角度信号phi”。该过程基本上可以与校准相媲美，因此相应的信号也可以称为校准旋转角度信号phi”。

电路108还可以被设计为输出所确定的距离信号204，以提高感应式角度传感器100的可靠性。例如，如果距离信号204的值过大，则该信号可能不可靠，并且感应式角度传感器100可能切换到紧急操作。也就是说，距离信号204的确定可以用于改善方位精度和/或用于提高感应式角度传感器100的可靠性。

下面将参照图2更详细地解释用于确定距离信号204的一种可能性。可以从由拾波线圈装置105产生的感应信号S_{i_PS1}，S_{i_PS2}中导出的感应强度信号S_i可以被输送至角度计算单元201。角度计算单元201可以被设计为基于感应强度信号S_i确定代表未校准角度值的未校准旋转角度信号phi'。以未校准或粗略的分辨率，即在不考虑转子102与定子101之间的空间距离107的情况下，未校准角度值phi'相应于在转子102与定子101之间测得的实际旋转角度

附加地，感应强度信号S_i可以被输送至距离确定单元202。距离确定单元202可以被设计为确定转子102与定子101之间的空间距离107。例如，距离确定单元202可以被设计为基于拾波线圈装置105与靶标装置106之间的空间距离来确定转子102与定子101之间的空间距离107。参照以下附图更详细地解释对此的细节。距离确定单元202可以生成代表转子102与定子101之间确定的空间距离107的距离信号204。

距离确定单元202输出的距离信号204可以被输送至校准单元203。校准单元203可以被设计为基于距离信号204确定角度校正值dphi'并输出相应的角度校正值信号dphi'。角度校正值dphi'指示转子102与定子101之间的测得的旋转角度phi'相比于转子102与定子101之间的实际旋转角度的偏差，其中该偏差是由转子102与定子101之间的空间距离107引起的。

电路108还可以具有组合器205，该组合器被设计为将校准单元203输出的角度校正值信号dphi'与角度计算单元201输出的未经校准旋转角度信号进行组合。因此，由角度计算单元201输出的未校准旋转角度信号phi'可以被校正或补偿了所确定的角度校正值dphi'，该未经校准旋转角度信号以粗略的分辨率表示转子102与定子101之间的实际旋转角度结果是，组合器205可以输出校正或校准旋转角度信号phi”。以较高或较精确的分辨率，即在考虑了转子102与定子101之间的空间距离107的情况下，经校准旋转角度信号phi”代表转子102与定子101之间的实际旋转角度换句话说，校准单元203因此可以被设计为：基于距离信号204决定角度校正值信号dphi'，并且在确定校准旋转角度信号phi”时考虑相应的角度校正值dphi'。

为此，电路108可以被设计为例如借助于数学计算规则、例如借助于公式或算法从距离信号204决定角度校正值信号dphi'。可替代地或附加地，电路108可以被设计为借助于查找表从距离信号204决定角度校正值信号dphi'。查找表可以填有将距离信号204的特定信号强度与用于转子102与定子101之间的空间距离107的具体数值相关联的值。

图3示出了根据实施例的激励振荡回路103或激励线圈104和拾波线圈装置105的示意图。在该实施例中，拾波线圈装置105可以具有带有第一拾波线圈115a和第二拾波线圈115b的拾波线圈对115。

拾波线圈对115或拾波线圈装置105的两个拾波线圈115a，115b可以具有n倍对称或n倍旋转对称。在该非限制性示例中，拾波线圈装置105可以具有三倍对称，即n＝3。例如，旋转对称被称为一个体部件，该体部件在绕其中心旋转了定义的角度(即360°/n)后会重新映射到自身。旋转角度可以是整个角度除以整数n。该整数n是n倍旋转对称的特征因数，也称为“多重性”。相应地，该对称也被称为n重或n倍旋转对称(类似于英语的“n-foldrotational symmetry n次旋转对称”)或“n重转动对称”。换句话说，当一个体部件可以绕轴旋转了360°*k/n(其中n和k是整数变量)并且其在旋转后看起来相同时，该体部件才恰好能具有n倍对称。就这一点而言，在此参考官方编号为102019213174.3的德国专利申请，其内容通过引用结合于本文中。

如另外在图3中示例性且示意性所示，两个拾波线圈115a，115b可以具有相同的几何形状，并且彼此偏移或绕着共同的旋转轴109相对于彼此旋转。例如，两个拾波线圈115a，115b可以彼此偏移，使得第一拾波线圈115a产生第一拾波线圈信号S_{i_PS1}，并且第二拾波线圈115b产生第二拾波线圈信号S_{i_PS2}，该第二拾波线圈信号不同于第一拾波线圈信号S_{i_PS1}且相对于其相移。例如，在此可以涉及正交的拾波线圈信号，其中第一拾波线圈信号S_{i_PS1}相对于第二拾波线圈信号S_{i_PS2}相移90°。

根据定义，正交信号是具有90°相移的正弦信号。例如，这可以通过使一个拾波线圈115a沿运动方向相对于另一个拾波线圈115b旋转360°/n/4来实现。另外，还可以使拾波线圈115a，115b彼此相对旋转不同的角度，以使它们的信号不是彼此相移了90°，而是彼此相移了相应的其他角度，例如60°或45°。

此处描述的拾波线圈信号S_{i_PS1}，S_{i_PS2}的正弦曲线指的是作为行进路径或转子位置(即转子102与定子101之间的实际旋转角度)的函数的正弦曲线，而不是作为时间函数的正弦曲线。拾波线圈装置105可以用交流电压激励，因此每秒振荡几百万次。然而，在这里不是指这种(可能是正弦的)振荡，即观察拾波线圈信号S_{i_PS1}，S_{i_PS2}的如下部分：这些部分在解调之后-也就是说，在消除了振荡的随时间变化的部分之后-仍然存在。这些振荡依赖于转子角(即，转子102与定子101之间的实际旋转角度)。

根据图3中的实施例，其中两个拾波线圈115a，115b相对于彼此旋转了30°，第一拾波线圈信号S_{i_PS1}可以基本上遵循余弦波形，而第二拾波线圈信号S_{i_PS2}可以基本上遵循正弦波形，即S_{i_PS1}＝S_icos和S_{i_PS2}＝S_isin。两个拾波线圈信号S_{i_PS1}，S_{i_PS2}的组合可以传递至少整个周期在360°的一个部段中唯一的角度信号，从该角度信号中可以导出定子101与转子102之间的实际旋转角度就这一点而言，在此参考官方编号为102019213174.3的德国专利申请，其内容通过引用结合于本文中。

图4示出了感应式角度传感器100的另一非限制性实施例的示意性框图。该结构基本上类似于以上参考图2讨论的实施例，带有相同附图标记的元件具有相同功能。

图4中所示的实施例可以具有n倍对称的拾波线圈对115。为了避免短路，两个单独的拾波线圈115a，115b可以无接触地布置，并且至少逐段地布置在沿着公共旋转轴109的不同平面中，例如布置在基板内的不同金属化层中，例如在PCB内(PCB：印刷电路板)。布置在定子101之中或之上的两个拾波线圈115a，115b因此可以具有距转子102或距布置在转子102之中或之上的靶标装置106不同的空间距离。这可能会导致转子102与定子101之间的相对旋转角度的角度测量出现偏差。

然而，图4所示的示例性电路108可以减小或补偿该角度偏差，并因此校准感应式角度传感器100。在此作为示例示出的第一拾波线圈115a可以产生例如余弦形的第一拾波线圈信号S_{i_PS1}，并且第二拾波线圈115b可以产生第二拾波信号S_{i_PS2}，该第二拾波信号与第一拾波信号基本相移了90°并且因此近似正弦形，即S_{i_PS1}＝S_icos和S_{i_PS2}＝S_isin。

两个拾波线圈信号S_{i_PS1}与S_{i_PS2}之间的该相移允许基于两个拾波线圈115a，115b的两个拾波线圈信号S_{i_PS1}和S_{i_PS2}的组合单义地决定转子102与定子101之间的实际旋转角度拾波线圈装置105的先前讨论的感应强度信号S_i可以例如通过两个拾波线圈信号S_{i_PS1}和S_{i_PS2}的适当的切线联系从两个拾波线圈信号S_{i_PS1}和S_{i_PS2}的这种组合中导出。例如，可以使用以下规则进行可能的计算：

转子102与定子101之间的实际旋转角度的决定在此至少在360°的整个旋转的特定部分范围内是单义的，这又依赖于两个拾波线圈115a，115b的旋转对称的数量。因此转子102与定子101之间的实际旋转角度的决定例如在360°/n的角度范围内是单义的。例如，在具有三倍对称的情况下，可以在120°的范围内单义地确定实际旋转角度

如图4所示，两个拾波线圈信号S_{i_PS1}和S_{i_PS2}可以被输送至角度计算单元201，该角度计算单元可以由此计算出未校准角度信号phi'，即，并不考虑转子102与定子101之间的空间距离107。

两个拾波线圈信号S_{i_PS1}和S_{i_PS2}可也可以被输送至距离确定单元202，该距离确定单元可以确定转子102与定子101之间的空间距离107并输出相应的距离信号204。

距离信号204可以被输送至校准单元203。校准单元203可以在考虑距离信号204的值的情况下计算相应的角度校正值dphi'，该值又可以被输送至组合器205。组合器205可以将未校准角度值phi'与角度校正值dphi'进行组合，并从中生成校准旋转角度信号phi”，例如phi”＝phi'±dphi'。在考虑转子102与定子101之间的空间距离107的情况下，校准旋转角度信号phi”表示转子102与定子101之间的实际旋转角度

因此，可以减小或补偿角度误差，这与常规的未校准角度传感器相比，使得实际旋转角度的精度明显提高。

换句话说，可以说电路108可以被设计为首先在角度计算单元201中计算实际旋转角度的粗略估计，并输出相应的未校准旋转角度信号phi'。在距离确定单元202中，可以估计转子102与定子101之间的空间距离107并且输出相应的距离信号204。在校准单元203中，估计的距离值204可以例如借助数学校准计算规则和/或校准表与相应的角度误差联系。角度误差可以作为角度校正信号dphi'输出。角度校正信号dphi'可以是距离值204的函数，即dphi'＝f(距离值)。

如开头所述，可以基于拾波线圈装置105和靶标装置106之间的空间距离来确定转子102与定子101之间的空间距离107。根据本文描述的创新概念，这可以以不同的方式和方法来完成。下面将更详细地解释对此的一些非限制性示例。

图5示出了用于总体上在决定转子102与定子101之间的旋转角度时的影响因素的示意性框图，其中这里仅示出了具有两个拾波线圈115a，115b的系统，并且其中该系统提供未校准旋转角度信号phi'。拾波线圈对115的两个拾波线圈115a，115b可以如上面参考图3所讨论的那样彼此偏移地布置，并且正交的拾波线圈信号S_{i_PS1}，S_{i_PS2}产生例如正弦和余弦形的感应拾波线圈信号S_{i_PS1}＝S_icos和S_{i_PS2}＝S_isin。如上所述，可由此导出的S_i可以从拾波线圈对115的两个正弦形和余弦形的拾波线圈信号S_{i_PS1}＝Sicos和Si_PS2＝Sisin的组合中被确定出，其中例如可以在正交信号的情况下应用：

在此，在拾波线圈115a，115b中感应出的拾波线圈信号S_{i_PS1}＝S_icos和S_{i_PS2}＝S_isin的信号强度可以依赖于多个因素。由感应强度信号S_i表示的信号强度例如可以依赖于转子102与定子101之间的实际旋转角度即依赖于转子102与定子101之间的实际相对位置或方位。例如，感应信号S_i的幅度和正负号可以随着转子102相对于定子101的位置变化而变化。

如果两个拾波线圈信号S_{i_PS1}＝S_icos和S_{i_PS2}＝S_isin彼此完全正交并且因此具有理想的正弦或余弦波形，则根据上述公式，感应强度信号S_i将与旋转角度无关。但是，如果它们-实际上大多-略微偏离于理想的正弦曲线形，则感应强度信号S_i相对于转子位置(转子102与定子101之间的实际旋转角度)仅近似恒定，即S_i可以具有微小波动。这些波动被希望保持较小，以便感应强度信号S_i仅反映空间距离107并且尽可能不反映转子位置为此，可以将两个拾波线圈信号S_{i_PS1}＝S_icos和S_{i_PS2}＝S_isin乘以加权因子，这些加权因子又是角度phi'(即实际旋转角度的粗略估计)的合适函数。

这意味着，可以代替以上公式[2]，从两个拾波线圈信号S_{i_PS1}＝S_icos和S_{i_PS2}＝S_isin导出或确定信号强度或代表信号强度的感应强度信号S_i，如下所示：

与此相应地，因此例如拾波线圈信号S_{i_PS1}＝S_icos和S_{i_PS2}＝S_isin首先可以乘以适当的加权因子c(phi')和s(phi')。然后可以对中间结果求平方，然后相加，并且接着可以提取根。

另外，信号强度或感应强度信号S_i可以依赖于流过激励振荡回路103或激励线圈104的电流I₁。激励振荡回路103可以例如具有振荡器501，用于产生例如交流信号形式的电源电流I_supply。此外，激励振荡回路103可以具有电容C1。激励线圈104示为电感L₁。可以已知供电电流I_supply的大小。但是，到达激励线圈104的电流I₁尤其依赖于谐振电路103的质量，并且因此可能以未知方式偏离供电电流I_supply。感应信号S_i的信号强度也可以随着流经激励线圈104的电流I₁的减小而减小，或者也可以随着流经激励线圈104的电流I₁的增大而增大。

信号强度或感应信号S_i也可以依赖于转子102与定子101之间的空间距离107。例如，信号强度或感应强度信号S_i的幅度可以随着空间距离107的增加而单调减小。

因此，基本上可以存在三个会影响信号强度或感应强度信号S_i的幅度的因素，即转子102相对于定子101的当前实际位置、通过激励振荡回路103或通过激励线圈104的电流I₁、以及拾波线圈装置105和靶标装置106之间的空间距离107。这三个因素最初可能是未知的。

为了在确定校准旋转角度信号phi”时能够考虑到转子102与定子101之间的空间距离107，根据一个实施例，本文所述的电路108可以被设计为减少或补偿位置限定的角度依赖性、即对转子102与定子101之间的实际位置的依赖性。根据另一实施例，电路108可以被设计为减小或补偿对通过激励线圈104的电流I₁的依赖性。

一个实施例可以提出，如下减小或补偿位置限定的角度依赖性：

·在拾波线圈115a，115b中产生的拾波线圈信号S_{i_PS1}和S_{i_PS2}可以基本上以正弦或余弦波的形式随转子102与定子101之间变化的实际旋转角度而改变。

·拾波线圈信号S_{i_PS1}和S_{i_PS2}可以基本上彼此正交，即彼此相移了90°。

·因此电路108例如可以被设计为如下确定感应强度信号S_i：

ο S_i＝(c(phi')*Vcos²+s(phi')*Vsin²)^a，例如：c＝s＝1且a＝1/2或1(其中Vcos是在第一拾波线圈115a中感应的电压，并且Vsin是第二拾波线圈115b中感应的电压)；

ο或：S_i＝cc(phi')*|Vcos|+ss(phi')*|Vsin|；

ο计算可以在从载波频率解调到基带之前或之后进行，其中这可以在解调之后进行简化；

ο可以通过对于给定的拾波线圈115a，115b和所属的靶标装置106测量电压Vcos和Vsin来确定函数c(phi')，s(phi')，cc(phi')，ss(phi')。电路108可以被设计为使用函数c(phi')，s(phi')，cc(phi')，ss(phi')，以便随后计算感应强度信号S_i并使感应强度信号S_i的角度依赖性最小化(例如通过在幂级数中或傅里叶级数中以phi'展开函数c(phi')，s(phi')，cc(phi')，ss(phi')，并且然后使用数学优化方法确定序列系数)。

·在这种情况下，以这种方式产生的感应强度信号S_i将对应于角度位置校正感应强度信号S_{i_St_korr}，其中减小或补偿了位置限定的角度依赖性，即S_i＝S_{i_St_korr}。换句话说，基于至少两个相移的拾波线圈信号S_{i_PS1}＝S_icos和S_{i_PS2}＝S_isin(例如使用公式或表格)，可以导出感应强度信号S_i，其中该感应强度信号S_i对应于角度位置经校正感应强度信号S_{i_St_korr}。

根据这样的实施例，电路108因此可以被设计为校正(例如，减小或补偿)感应强度信号S_i对转子102相对于定子101的当前位置的角度依赖性，并且确定相应的位置校正感应强度信号S_{i_St_korr}，即S_i＝S_{i_St_korr}。电路108还可以被配置为使用位置校正感应强度信号S_i＝S_{i_St_korr}进行信号处理，并基于位置校正感应强度信号S_i＝S_{i_St_korr}并使用此处描述的概念来确定校准旋转角度信号phi”。例如，可以将位置校正感应强度信号S_i＝S_{i_St_korr}作为输入信号传输到角度计算单元201和/或距离确定单元202(图2和图4)。

上述减少或补偿涉及拾波线圈信号S_{i_PS1}和S_{i_PS2}，因此它们是非位置校正的。即，拾波线圈115a，115b提供拾波线圈信号S_{i_PS1}和S_{i_PS2}，其随着转子旋转位置而非常显著变化-这是它们的主要任务。现在可以从这些拾波线圈信号S_{i_PS1}和S_{i_PS2}中导出感应强度信号S_i，其目的在于，与拾波线圈信号S_{i_PS1}和S_{i_PS2}本身相比，该感应强度信号明显较弱地显著依赖于转子旋转位置而改变。

另一实施例可以规定，电路108被设计为如下减小或补偿对通过激励线圈104的电流I₁的依赖性：

a)电路108可以例如被设计为，例如通过电流表测量流过激励线圈104的电流I₁的值，并且然后使电流I₁的测量值流入信号处理，和/或

b)电路108可以例如被配置为，基于供电电流I_supply来估计流过激励线圈104的电流I₁(例如当激励振荡回路的Q因数已知时)，并且形成关系S_i/I₁，和/或

c)感应式角度传感器100可以具有例如两个拾波线圈对115、125，每个拾波线圈对具有所属的感应靶标106a，106b，其中每个拾波线圈对115、125可以具有距对应的靶标布置106a，106b不同的空间距离。如上所述，第一拾波线圈对115可以具有两个单独的拾波线圈115a，115b。每个拾波线圈115a，115b产生自身的拾波线圈信号S_{i_PS1}，S_{i_PS2}。因此，两个拾波线圈信号S_{i_PS1}，S_{i_PS2}可以被组合为第一拾波线圈对信号。从第一拾波线圈对信号S_{i_PS1}，S_{i_PS2}，又可以根据以上公式[2]或[3]推导出第一线圈对感应强度信号S_{i_first}，这对应于在第一拾波线圈对115a中产生的感应信号S_{i_PS1}，S_{i_PS2}的信号强度。第二拾波线圈对125可以具有两个单独的拾波线圈125a，125b。每个拾波线圈125a，125b产生自身的拾波线圈信号S_{i_PS3}，S_{i_PS4}。两个拾波线圈信号S_{i_PS3}，S_{i_PS4}可以相应地组合为第二拾波线圈对信号。从第二拾波线圈对信号S_{i_PS3}，S_{i_PS4}，然后又可以根据上述公式[2]或[3]推导出第二线圈对感应强度信号S_{i_second}，这对应于在第二拾波线圈对125a中产生的感应信号S_{i_PS3}，S_{i_PS4}的信号强度。电路108可以被设计为，将第一线圈对感应强度信号S_{i_first}与第二线圈对感应强度信号S_{i_second}置于一关系中，例如根据S_{i_first}/S_{i_second}。

在这种情况下，以这种方式产生的感应强度信号S_i将对应于电流强度校正感应强度信号S_{i_I1_korr}，其中，与原始感应强度信号S_i相比，减小或补偿了对激励线圈104中的电流强度I₁的依赖性。

根据这样的实施例，电路108因此可以被设计为减少和/或补偿对激励线圈104中的电流强度I₁的依赖性，并决定相应的电流强度校正感应强度信号S_{i_I1_korr}。电路108还可以被设计为使用电流强度校正感应强度信号S_{i_I1_korr}代替未校正的感应强度信号S_i用于进一步的信号处理，并基于电流强度校正感应强度信号S_{i_I1_korr}决定经校准旋转角度信号phi”。例如，可以将电流强度校正感应强度信号S_{i_I1_korr}作为输入信号传输角度计算单元201和/或距离确定单元202中(图2和图4)。

如以上在点b)中提到的，在一个实施例中，电路108可以被设计为基于供电电流I_supply来估计流过激励线圈104的电流I₁。如上面进一步解释的，感应强度信号S_i尤其依赖于电流强度I₁以及转子102与定子101之间的空间距离107。为了确定转子102与定子101之间的最初未知的空间距离107，可以将电路108设计为将估计的电流强度I₁和测得的感应强度信号S_i彼此置于一关系中，例如根据S_i/I₁。因此，该关系S_i/I₁可以是转子102与定子101之间的空间距离107的度量。

在一个替代实施例中，如上所述，在点c)中，转子102与定子101之间的空间距离107也可以借助于两个拾波线圈对115、125来确定。图6A示出了用于确定转子102与定子101之间的空间距离107的具有两个拾波线圈对115、125的感应式角度传感器100的实施例的示意性框图。

因此，拾波线圈装置105例如可以具有第一拾波线圈对115和第二拾波线圈对125。第一拾波线圈对115可以基本上对应于先前讨论的拾波线圈对115，并且具有例如第一拾波线圈115a和第二拾波线圈115b。

根据可想到的实施例，第一拾波线圈对115和第二拾波线圈对125的数量以及它们各自的靶标106a，106b的数量可以不同。例如，第一拾波线圈对115的拾波线圈115a，115可以具有n倍的数量(例如，n＝3)，第二拾波线圈对125的拾波线圈125a，125b可以具有m倍的数量，其中m＝n+x(例如m＝4)。

因此例如，在图6A所示的非限制性实施例中，第一靶标106a、第一拾波线圈115a和第二拾波线圈115b可具有n＝3的数量，第二靶标106b、第三拾波线圈125a和第四拾波线圈125b可以具有m＝4的数量，即L3，Lcos3，Lsin3是三重的，并且L4，Lcos4，Lsin4是四重的。结果，三重的第一靶标106a(L3)不将信号耦合到四重的第二拾波线圈对125(Lcos4，Lsin4)。相反，四重的第二靶标106b(L4)不耦合到三重的第一拾波线圈对115(Lcos3，Lsin3)中。由此，可以特别容易地确定不同的拾波线圈对115，126中的不同信号强度(Lcos3，Lsin3和Lcos4，Lsin4)，由此可以确定转子102与定子101之间的空间距离107。

在此可能是有利的是：至少两个拾波线圈对115，125(L3cos，L3sin，L4cos，L4sin)以及可选地还有一个或两个靶标106a，106(L3，L4)是无定向的。如果均匀的、随时间变化的磁场在线圈或靶标中并不感应任何信号，则将该线圈或靶标称为无定向的。有关无定向实施例的更多细节，在此参考官方编号为102019213174.3的德国专利申请，其内容通过引用结合于本文中。

第一拾波线圈对115的第一和第二拾波线圈115a，115b可以相对旋转，使得在第一拾波线圈115a中感应出的第一拾波线圈信号S_{i_PS1}基本上与在第二拾波线圈115b中感应出的第二拾波线圈信号S_{i_PS2}正交，例如根据S_{i_PS1}＝S_icos和S_{i_PS2}＝S_isin。因此，在第一拾波线圈115a中感应的第一拾波线圈信号S_{i_PS1}可以具有例如余弦波形，并且因此在图6A中也由c3表示。在第二拾波线圈115b中感应的第二拾波线圈信号S_{i_PS2}可以例如具有正弦波形，因此在图6A中也由s3表示。

如上所述，在第一拾波线圈对115的两个单个线圈115a，115b中感应出的第一和第二拾波线圈信号S_{i_PS1}和S_{i_PS2}的组合可以提供第一线圈对感应强度信号S_{i_first}，该信号代表第一拾波线圈对115中感应出的拾波线圈信号S_{i_PS1}和S_{i_PS2}两者的信号强度。如果两个拾波线圈信号S_{i_PS1}和S_{i_PS2}是正交信号，则可以例如根据以下公式例如从两个拾波线圈信号S_{i_PS1}和S_{i_PS2}中计算出第一线圈对感应强度信号S_{i_first}：

或可以类似地将其应用于第二拾波线圈对125，第二拾波线圈对可以具有第三拾波线圈125a和第四拾波线圈125b。第二拾波线圈对125的第三和第四拾波线圈125a，125b可以相对旋转，使得在第三拾波线圈125a中感应的第三拾波线圈信号S_{i_PS3}基本上与在第四拾波线圈125b中感应的第四拾波线圈信号S_{i_PS4}正交。在第三拾波线圈125a中感应的第三拾波线圈信号S_{i_PS3}可以例如具有余弦波形，因此在图6A中也由c4表示。在第四拾波线圈125b中感应的第四拾波线圈信号S_{i_PS4}可以例如具有正弦波形，因此在图2中也由s4表示。

如上所述，在第二拾波线圈对125的两个单个线圈125a，125b中感应出的第三和第三拾波线圈信号S_{i_PS3}和S_{i_PS4}的组合可以提供第二线圈对感应强度信号S_{i_second}，该信号代表第二拾波线圈对125中感应出拾波线圈信号S_{i_PS3}和S_{i_PS4}两者的信号强度。如果两个拾波线圈信号S_{i_PS3}和S_{i_PS4}是正交信号，则可以例如根据以下公式例如从两个拾波线圈信号S_{i_PS3}和S_{i_PS4}中计算出第二线圈对感应强度信号S_{i_second}：

或由于在该非限制性实施例中的整个拾波线圈布置105可以具有两个上述拾波线圈对115，125，因此可以由第一线圈对感应强度信号S_{i_first}和第二线圈对感应强度信号S_{i_second}的适当组合来形成感应强度信号S_i。即，第一线圈对感应强度信号S_{i_first}表示第一拾波线圈对115中的感应强度，第二线圈对感应强度信号S_{i_second}表示第二拾波线圈对125中的感应强度，并且感应强度信号S_i表示整个拾波线圈装置105的感应强度。

图6A中所示的感应式角度传感器100的实施例的电路108现在例如被设计为将第一和第二拾波线圈对115，125中的两个上面提到的线圈对感应强度信号S_{i_first}和S_{i_second}彼此置于一关系中，例如以S_{i_first}/S_{i_second}的形式。关系S_{i_first}/S_{i_second}单调地依赖于转子102与定子101之间的空间距离107，并且是用于转子102与定子101之间的该空间距离107(“AG”)的量度：

S_{i_first}/S_{i_secon}-1～1/AG。

因此可以基于相应的拾波线圈对115，125的两个线圈对感应强度信号S_{i_first}和S_{i_second}，或者基于在拾波线圈装置105中感应出的感应强度信号S_i，来确定转子102与定子101之间的空间距离107。

这里的一个优点是，通过形成第一和第二拾波线圈对115，125的两个线圈对感应强度信号S_{i_first}和S_{i_second}之间的关系可以确定空间距离107，而与流过激励振荡回路103或流过激励线圈104的电流I₁无关。另一个优点可以是与载波频率无关。

此外，第一对拾波线圈115可以具有n倍对称，并且第二对拾波线圈125可以具有m倍对称，例如，m＝n+x，其中m、n和x分别是整数变量。

布置在转子102中或上的靶标装置106可具有第一感应靶标106a和第二感应靶标106b。第一感应靶标106a可以具有n倍对称，第二感应靶标106b可以具有m倍对称，例如，m＝n+x，其中m、n和x分别是整数变量。

因此，可以将具有n倍对称的第一感应靶标106a设计用于利用第一拾波线圈对115传输信号，该第一拾波线圈对同样可以具有n倍对称。相反，可以将具有m倍对称的第二感应靶标106b设计用于利用第二拾波线圈对125传输信号，该第二拾波线圈对同样可以具有m倍对称。因此，可以减少或防止第一和第二拾波线圈对115，125之间的干扰。就这一点而言，对于与此有关的细节也再次参考官方编号为102019213174.3的德国专利申请，其内容通过引用结合于本文中。

从图6B中可以看出，布置在定子101之中或之上的两对拾波线圈115，125和布置在转子102之中或之上的两个所属的感应靶标106a，106b可以沿着公共旋转轴109布置，使得第一拾波线圈对115具有距相应的第一电感靶标106a的第一空间距离107a，“AG”；而第二拾波线圈对125具有距相应的第二电感靶标106b的第二空间距离107b，“AG”。

例如，第一空间距离107a可以小于第二空间距离107b。如上所述，属于相应拾波线圈对115、125的线圈对感应强度信号S_{i_first}或S_{i_second}尤其可以依赖于转子102相对于定子101的空间距离107。因此，在这里仅作为示例提及的情况中，由于距离107a较小，因此属于第一拾波线圈对115的第一线圈对感应强度信号S_{i_first}的幅度可以大于属于第二拾波线圈对125的第二线圈对感应强度信号S_{i_second}的幅度。

根据可考虑的实施例，感应式角度传感器100可以被设计为使得两个线圈对感应强度信号S_{i_first}或S_{i_second}在其相应的振幅中具有明显可测量的差异-如果该差异太小，则这会由于噪声和其他实际误差项在实践中导致对转子102与定子101之间的空间距离107的估计不准确。另一方面，两个线圈对感应强度信号S_{i_first}和S_{i_second}的幅度不应彼此相差太大，因为这对于较弱的信号可能导致噪声问题。因此，需要寻求一种折中，在实际中对于在1.1和3之间(例如在1.5和2之间)的信号强度比可以存在该折中。

在此总是可以知道布置在定子101之中或之上的两对拾波线圈115，125之间的距离，因为它们例如可以彼此以预定的距离安装。同样，总是可以知道布置在转子102之中或之上的两个电感性靶标106a，106b之间的距离。因此，剩余变量是转子102与定子101之间的空间距离107，其中如上所述，可以例如基于相应的拾波线圈对115，125的两个线圈对感应强度信号S_{i_first}和S_{i_second}之间的关系来决定该变量。

图7示出了根据本文所述的创新概念的用于感应式角度传感器100的电路108的另一实施例。通过这种结构，可以提供高精度的角度传感器100，其精度在确定转子102与定子101之间的实际旋转角度时比传统的角度传感器更为准确。为此，该实施例可以使用所谓的游标(Nonius)原理，下面将参考图7对此进行详细说明。

首先，定子101在此类似于图6A中所示的实施例也具有带有多个拾波线圈115a，115b，125a，125b的拾波线圈装置105以及相应地多个感应靶标(未示出)。拾波线圈装置105具有第一拾波线圈对115和第二拾波线圈对125。第一拾波线圈对115具有第一拾波线圈115a和第二拾波线圈115b。第二拾波线圈对125具有第三拾波线圈125a和第四拾波线圈125b。第一对拾波线圈115中的拾波线圈115a，115b可具有n倍对称，例如n＝3，并且第二对拾波线圈125中的拾波线圈125a，125b可以具有m倍对称，例如m＝4。

在第一拾波线圈115a中感应出第一拾波线圈信号S_{i_PS1}，在第二拾波线圈115b中感应出第二拾波线圈信号S_{i_PS2}，在第三拾波线圈125a中感应出第三拾波线圈信号S_{i_PS3}，并且在第四拾波线圈125b中感应出第四拾波线圈信号S_{i_PS4}。

电路108的第一信号处理单元701可以被设计为组合第一和第二拾波线圈信号S_{i_PS1}和S_{i_PS2}，并由此产生第一拾波线圈对115的第一线圈对感应强度信号S_{i_first}。电路108的另一信号处理单元702可以被设计为组合第三和第四拾波线圈信号S_{i_PS3}和S_{i_PS4}，并由此产生第二拾波线圈对125的第二线圈对感应强度信号S_{i_second}。

电路108的另一信号处理单元703可以被设计为将两个线圈对感应强度信号S_{i_first}和S_{i_second}彼此置于一关系中。如上所述，由于两个线圈对感应强度信号S_{i_first}和S_{i_second}的关系单调地依赖于转子102与定子101之间的空间距离107(或气隙-“AG”)，因此该空间距离107(“AG”)可以在另一信号处理单元704中由关系S_{i_first}/S_{i_second}中确定。

转子102与定子101之间的所确定的空间距离107可以以相应的距离信号204的形式进一步处理，并在另一信号处理单元705中用于基于此来确定用于第一拾波线圈对115的第一角度校正值dphi3'。所确定的空间距离107(或距离信号204)也可以在另一信号处理单元706中用于基于此来确定用于第二拾波线圈对125的第二角度校正值dphi4'。

第一组合器706可以被设计为将第一角度校正值dphi3'与第一拾波线圈对115的第一未校准角度值phi3'组合，该第一未校正角度值是在不考虑转子102与定子101之间的空间距离107的情况下被确定的。根据本文所述的创新概念，由此得出用于第一拾波线圈对115的第一校准旋转角度值phi3”。由于该第一校准旋转角度值phi3”仅适用于第一拾波线圈对115，但尚未适用于整个拾波线圈105，因此该第一校准旋转角度值phi3”也可以称为第一校准旋转角度中间值phi3”。

第二组合器707可以被配置为将第二角度校正值dphi4'与第二拾波线圈对125的第二未校准角度值phi4'组合，该第二未校准角度值也是在不考虑转子102与定子101之间的空间距离107的情况下被确定的。根据本文所述的创新概念，由此得出用于第二拾波线圈对125的第二校准旋转角度值phi4”。由于该第二校准旋转角度值phi4”仅适用于第二拾波线圈对125，但尚未适用于整个拾波线圈105，因此该第二校准旋转角度值phi4”也可以称为第二校准旋转角度中间值phi4”。

另一个信号处理单元708可以被设计为将第一校准旋转角度中间值phi3”和第二校准旋转角度中间值phi4”组合并且生成校准旋转角度值phi”。校准的旋转角度值phi”因此可以应用于整个拾波线圈装置105。这两个校准中间旋转角度值phi3”和phi4”的组合可以提供比两个校准旋转角度中间值phi3”和phi4”并不相互组合的实施例精确的结果。

例如，信号处理单元108可以根据游标原理来组合两个校准旋转角度中间值phi3”和phi4”。根据游标原理，两个校准旋转角度中间值phi3”和phi4”中的一个可以用作转子102与定子101之间实际旋转角度的第一粗略标准，而两个校准旋转角度中间值phi3”和phi4”中的另一个可以用作该标准的较精细的划分。此外从游标卡尺中可以知道这种游标原理。关于用于感应式角度传感器100的游标原理的更多细节，在此再次参考具有官方编号为102019213174.3的德国专利申请，其内容通过引用结合于本文中。

图8示出了根据本文描述的概念的用于确定定子101与转子102之间的旋转角度的方法800的示意性框图。为了执行方法800，定子101具有上述的激励振荡回路103或激励线圈104和拾波线圈装置105，并且转子102具有上述的电感靶标装置106。

在步骤801中，用交流电流来激励振荡激振器电路103，以便在靶标装置106中感应出感应电流，并且靶标装置106响应于感应电流而产生磁场116，磁场继而在拾波线圈装置105中产生感应信号S_{i_PS1}，S_{i_PS2}。

在步骤802中，如上所述，确定代表感应信号S_{i_PS1}，S_{i_PS2}的信号强度的感应强度信号S_i。

在步骤803中，基于感应强度信号S_i来确定转子102与定子101之间的空间距离107。

总之，因此可以说，本文所述的概念尤其涉及方法800和相应的感应式角度传感器100，其中，定子101与转子102之间的空间距离107是基于感应强度信号S_i来确定的。该确定的空间距离107可以用于进一步的信号处理过程，例如用于决定定子101与转子102之间的旋转角度

感应式角度传感器100可以具有例如激励线圈104、拾波线圈115a，115b，125a，125b和感应靶标106a，106b。此外，感应式角度传感器100可以具有被设计为确定在拾波线圈对115(例如，正弦线圈和余弦线圈)中感应出的至少一个线圈对信号S_{i_PS1}，S_{i_PS2}的信号强度的装置。该信号强度可以由感应强度信号S_i或S_{i_first}(即，S_i＝S_{i_first})表示，可以由各个线圈对信号S_{i_PS1}，S_{i_PS2}的适当组合来决定该感应强度信号。感应式角度传感器100还可以具有被设计为使该信号强度S_i与流过激励线圈104的电流I₁的信号强度相关联的装置。可替代地或附加地，感应式角度传感器100可以具有被设计为使该信号强度S_i＝S_{i_first}与第二拾波线圈对125的信号强度S_{i_second}相关联的装置。感应式角度传感器100可以进一步具有电路108，该电路被设计为确定、例如估计转子102与定子101之间的空间距离107，并产生相应的距离信号204。电路108还可被设计为基于距离信号204来决定角度校正值dphi'。电路108还可以具有组合器205，该组合器被设计为将拾波线圈对115的粗略角度值phi'与角度校正值dphi'相结合，该粗略角度值在不考虑空间距离107的情况下被确定，并且因此获得校准旋转角度信号phi”进行组合。这也可以称为用于感应式角度传感器100的自动校准方法。

以上描述的实施例仅是本文描述的原理的示例，应当理解，本文描述的布置和细节的修改和变化对于其他技术人员将是显而易见的。因此，旨在本文所描述的概念仅由所附专利权利要求的保护范围限制，而不受本文参照示例性实施方式的描述和本文所呈现的具体细节的限制。

尽管已经结合设备描述了一些方面，但是不用说，这些方面也代表了对应方法的描述，因此装置的框或组件也应被理解为对应的方法步骤或方法步骤的特征。类似地，已经结合方法步骤描述或作为方法步骤描述的方面也代表对相应模块或相应装置的细节或特征的描述。

方法步骤中的一些或全部可以由硬件设备(或使用硬件设备)、例如微处理器、可编程计算机或电子电路来执行。在一些实施例中，一些或更多最重要的处理步骤可以由这种设备执行。

估计特定的实施要求，本文描述的概念的实施例可以以硬件或软件或至少部分地以硬件或至少部分地以软件来实现。该实施可以使用数字存储介质、例如软盘、DVD、BluRay磁盘、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或FLASH存储器、硬盘或任何其他磁或光存储器执行，在该存储器上存储有电子可读控制信号，这些控制信号与可编程计算机系统协作或能够协作以执行相应方法。因此，数字存储介质可以是计算机可读的。

因此，根据本文描述的概念的一些实施例包括具有电子可读控制信号的数据载体，这些电子可读控制信号能够以执行本文描述的方法之一的方式与可编程计算机系统协作。

通常，本文描述的概念的实施例可以被实现为具有程序代码的计算机程序产品，其中当计算机程序产品在计算机上运行时，该程序代码有效地执行这些方法之一。

程序代码例如也可以存储在机器可读载体上。

其他实施例包括用于执行本文描述的方法之一的计算机程序，其中该计算机程序被存储在机器可读载体上。换句话说，这里描述的方法的实施例因此是一种计算机程序，该计算机程序具有用于当计算机程序在计算机上运行时执行这里描述的方法之一的程序代码。

因此，本文描述的方法的另一实施例是一种数据载体(或数字存储介质或计算机可读介质)，其上记录了用于执行本文描述的方法之一的计算机程序。数据载体或数字存储介质或计算机可读介质通常是有形的和/或非暂时性的。

因此，本文描述的方法的另一实施例是表示用于执行本文描述的方法之一的计算机程序的数据流或一系列信号。数据流或一系列信号例如可以被配置为经由数据通信连接、例如经由互联网来传输。

另一实施例包括处理设备，例如计算机或可编程逻辑组件，其被配置或适于执行本文描述的方法之一。

另一实施例包括一种计算机，其上安装有用于执行本文所述方法之一的计算机程序。

根据本文描述的概念的另一实施例包括一个装置或系统，其被设计为将用于执行本文描述的方法中的至少一个的计算机程序传输给接收器。传输可以例如以电子或光学的方式进行。接收器可以例如是计算机、移动设备、存储设备或类似装置。该装置或系统可以例如包括用于将计算机程序发送给接收器的文件服务器。

在一些实施例中，可以使用可编程逻辑组件(例如现场可编程门阵列，FPGA)来执行本文描述的方法的一些或全部功能。在一些实施例中，现场可编程门阵列可以与微处理器协作，以执行本文描述的方法之一。通常，在一些实施例中，该方法从任何硬件装置方面被执行。硬件装置可以是通用的硬件、例如计算机处理器(CPU)，也可以是该方法专用的硬件、例如ASIC。