ES2991933T3 - Disposición de bobina y sensor de par con disposición de bobina - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un sistema de bobinas con una primera bobina cilíndrica con una primera dirección de bobinado y una segunda bobina cilíndrica con una segunda dirección de bobinado; en donde la primera y la segunda bobina cilíndrica están dispuestas longitudinalmente una detrás de la otra sobre un eje común; en donde los extremos adyacentes de la primera y la segunda bobina cilíndrica están conectados eléctricamente entre sí; y en donde la segunda dirección de bobinado es opuesta a la primera dirección de bobinado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Disposición de bobina y sensor de par con disposición de bobina
Campo de la invención
La invención se refiere a una disposición de bobina y un sensor de par con una disposición de bobina.
Estado de la técnica
Se conocen sensores de par basados en el principio del efecto magnetoestrictivo inverso son conocidos, como se describe, por ejemplo, en el documento EP 3050 790 B1. A este respecto en función de un par aplicado, un árbol magnetizado genera un campo magnético correspondiente fuera del árbol que puede detectarse sin contacto mediante un sensor de campo magnético. En particular, es ventajoso a este respecto utilizar dos zonas del árbol magnetizadas en sentido contrario en la dirección circunferencial, lo que mejora la precisión de medición y permite compensar la inducción parásita de campos magnéticos externos, estando dispuesta en cada caso una bobina de medición cerca de una zona magnetizada respectiva del árbol. Estas bobinas de medición pueden utilizarse, por ejemplo, para detectar campos magnéticos generados por la torsión del árbol en la dirección axial del árbol.
La medición de cambio de campo magnético causada por un par puede realizarse a este respecto utilizando bobinas de medición en un circuito de medición, que se ven influidas por el cambio del campo magnético. Se fijan sin contacto en relación con el árbol magnetizado (por ejemplo, en paralelo al eje de giro) y detectan cambios de campo magnético que se producen bajo carga debido a la magnetoestricción inversa. El cambio de campo magnético por regla general es directamente proporcional a la fuerza externa y establece la relación con el par. Para ello, se realiza un calibrado único durante la fase de fabricación del sensor de par.
Durante el calibrado, también se tiene en cuenta un campo magnético residual constante del árbol magnetizado sin par aplicado que está presente en la posición de medición, fijando el punto cero de una curva de valor de par de campo magnético de forma que a este campo magnético residual se le asigne el valor de par cero.
Sin embargo, como ya se ha mencionado, durante la medición de par pueden producirse campos parásitos magnéticos, de forma permanente o sólo temporal, que distorsionan la medición. Por ejemplo, el campo magnético terrestre puede ser una fuente de campo magnético perturbador, tanto constante como variable. En el caso de un vehículo con un sensor de par de este tipo, puede producirse una perturbación variable, por ejemplo, al pasar por delante de objetos que modifican el campo magnético terrestre como, por ejemplo, vehículos parados o en movimiento. Sin embargo, esta disposición de bobina conocida por el estado de la técnica con dos bobinas dispuestas adyacentes longitudinalmente y dos zonas asociadas magnetizadas en sentido contrario presenta las desventajas que se mencionan a continuación. La conexión de dos bobinas del mismo tipo para compensar un campo ajeno se realiza de forma que la corriente de medición en las bobinas discurra en direcciones diferentes cuando se aplica una tensión de medición. Por ejemplo, los contactos adyacentes entre sí de las dos bobinas deben conectarse a un polo del circuito de medición y los respectivos contactos exteriores al otro polo del circuito de medición.
La compensación funciona mejor cuando el campo ajeno en ambas bobinas tiene una influencia lo más igual posible. Un factor clave a este respecto es que las dos bobinas estén alineadas con precisión entre sí y se encuentren en línea recta.
Debido a la tecnología de circuitos descrita (en particular el contacto en los extremos interiores de las dos bobinas), sólo es posible con un gran esfuerzo alinear las dos bobinas entre sí con tanta exactitud que se garantice la precisión de la compensación del campo ajeno.
El documento US 2011/308330 A1 describe una disposición de bobina, en donde dos bobinas de sensor orientadas en sentidos opuestos están dispuestas alrededor de un objeto de prueba. Se conectan entre sí en los extremos adyacentes entre sí.
Descripción de la invención
La invención se basa en el objetivo de eliminar, al menos parcialmente, las desventajas mencionadas.
Este objetivo se resuelve mediante una disposición de bobina de acuerdo con la invención, en particular disposición de bobina de medición para detectar un campo magnético de acuerdo con la reivindicación de patente 1.
La disposición de bobina de acuerdo con la invención comprende una primera bobina cilíndrica con una primera dirección de bobinado; una segunda bobina cilíndrica con una segunda dirección de bobinado; en donde la primera y la segunda bobina cilíndrica están dispuestas alineadas longitudinalmente una detrás de la otra en un eje común; en donde extremos adyacentes entre sí de la primera y la segunda bobina cilíndrica están conectados eléctricamente entre sí; y en donde la segunda dirección de bobinado es contraria a la primera dirección de bobinado.
Como las direcciones de bobinado de las dos bobinas cilíndricas son contrarias (opuestas entre sí, reflejadas), no es necesario hacer contacto en el centro entre las dos bobinas; en su lugar, los extremos interiores de las dos bobinas se conectan directamente entre sí de forma eléctricamente conductora. Sólo es necesario aplicar una tensión de medición a los dos extremos exteriores dirigidos en direcciones opuestas entre sí. El efecto de un campo magnético externo tiene el efecto contrario debido al diferente sentido de rotación de las dos bobinas cilíndricas y conduce a la compensación deseada del campo ajeno magnético.
La disposición de bobina de acuerdo con la invención puede perfeccionarse como sigue.
Otro perfeccionamiento consiste en que además está previsto un cuerpo estabilizador para estabilizar la alineación de la primera y segunda bobina cilíndrica entre sí en el eje común, en donde el cuerpo estabilizador está hecho preferentemente de material plástico, y en donde el cuerpo estabilizador presenta preferentemente una sección transversal constante a lo largo de su longitud.
Esto tiene la ventaja de que la posición de las dos bobinas cilíndricas entre sí puede fijarse en el eje (recta) común. El material plástico tiene la ventaja de no tener efecto magnético y no influir en la medición. Una sección transversal constante del cuerpo estabilizador es muy adecuada para las bobinas cilíndricas si se dispone en el interior de las bobinas.
En la disposición de bobina de acuerdo con la invención, la primera bobina cilíndrica está provista de un primer núcleo de bobina ferromagnético y la segunda bobina cilíndrica está provista de un segundo núcleo de bobina ferromagnético, estando dispuestos el primer y segundo núcleo de bobina longitudinalmente uno detrás del otro y alineados a una distancia uno del otro en el eje común. El primer núcleo de bobina está situado al menos parcialmente dentro de la primera bobina cilíndrica y el segundo núcleo de bobina está situado al menos parcialmente dentro de la segunda bobina cilíndrica.
Esto tiene la ventaja de que se puede amplificar el efecto de los campos magnéticos débiles que se van a medir.
De acuerdo con otro perfeccionamiento, el primer núcleo de bobina ferromagnético y el segundo núcleo de bobina ferromagnético pueden estar incrustados en el cuerpo estabilizador, en donde el cuerpo estabilizador presenta preferentemente una ranura longitudinal en la que están incrustados el primer y el segundo núcleo de bobina ferromagnético, o en donde el primer y el segundo núcleo de bobina ferromagnético están preferentemente incrustados completamente rodeados por el material del cuerpo estabilizador.
De este modo, el cuerpo estabilizador también puede lograr una posición definida de los núcleos de bobina.
Otro perfeccionamiento consiste en que el primer y el segundo núcleo de bobina ferromagnético están hechos del mismo material y/o presentan la misma forma.
De este modo, ambos núcleos de bobina pueden conseguir un efecto de amplificación similar, con lo que también se mejora el efecto compensador, al realizarse los efectos opuestos entre sí de un campo magnético ajeno amplificados por igual en ambas bobinas cilíndricas.
Otro perfeccionamiento adicional consiste en que un primer número de espiras de la primera bobina cilíndrica es igual a un segundo número de espiras de la segunda bobina cilíndrica; y/o en donde un primer diámetro de bobinado de la primera bobina cilíndrica es igual a un segundo diámetro de bobinado de la segunda bobina cilíndrica; y/o en donde una primera longitud de la primera bobina cilíndrica es igual a una segunda longitud de la segunda bobina cilíndrica y/o en donde una inductancia de la primera bobina cilíndrica y una inductancia de la segunda bobina cilíndrica son iguales.
Estas medidas mejoran aún más la correspondencia de la influencia de las dos bobinas cilíndricas en la medición.
De acuerdo con otro perfeccionamiento, la primera dirección de bobinado puede ser horaria y la segunda dirección de bobinado puede ser antihoraria, o la primera dirección de bobinado puede ser antihoraria y la segunda dirección de bobinado puede horaria.
Otro perfeccionamiento consiste en que la disposición de bobina puede comprender un arrollamiento de bobina formado por un alambre de arrollar con un primer arrollamiento de bobina parcial como la primera bobina cilíndrica y un segundo arrollamiento de bobina parcial como la segunda bobina cilíndrica, en donde el primer arrollamiento de bobina parcial presenta la primera dirección de bobinado y el segundo arrollamiento de bobina parcial presenta la segunda dirección de bobinado.
De este modo, la disposición de bobina puede configurarse mediante arrollamiento de un alambre de arrollar (por ejemplo, hilo de cobre esmaltado). A este respecto únicamente cambia la dirección de arrollamiento en una zona de transición entre el primer y el segundo arrollamiento de bobina parcial.
Esto puede perfeccionarse en el sentido de que el arrollamiento de bobina está enrollado en el cuerpo estabilizador como cuerpo de arrollamiento para arrollar el alambre de arrollar.
El cuerpo de arrollamiento puede presentar elementos de posicionamiento para posicionar la disposición de bobina. Los elementos de posicionamiento pueden utilizarse para definir una longitud del arrollamiento de bobina o una posición del primer y segundo arrollamiento de bobina parcial y/o la disposición de bobina puede fijarse/posicionarse en un intervalo de medición, por ejemplo en una placa de circuitos impresos o en una carcasa de un dispositivo de medición.
La invención también se refiere a un dispositivo de medición que comprende una disposición de bobina de acuerdo con la invención o uno de sus perfeccionamientos, así como un módulo de tensión alterna para generar una tensión alterna; en donde puede aplicarse una tensión alterna a la disposición de bobina al estar conectados eléctricamente al módulo de tensión alterna extremos de la primera y segunda bobina cilíndrica dirigidos en dirección opuestos.
El dispositivo de medición puede estar previsto para detectar un campo magnético.
La tensión alterna a este respecto puede ser superior a 1 kHz, preferentemente en el intervalo de 1 kHz a 1 GHz, y de la manera más preferente en el intervalo de 10 kHz a 1 GHz.
Estos intervalos son muy adecuados para la detección de un campo magnético de medición y la compensación de un campo magnético ajeno.
La invención también se refiere además a un sensor de par que comprende: un árbol magnetizado, un disco magnetizado o un radio magnetizado de una rueda de radios al que se puede aplicar un par, en donde puede generarse un campo magnético que varía en función del par aplicado fuera del árbol, del disco o del radio; y un dispositivo de medición de acuerdo con la invención o uno de sus perfeccionamientos para detectar el campo magnético generado.
La invención proporciona además un dispositivo que comprende un sensor de par de acuerdo con la invención, en donde el dispositivo puede ser un vehículo, un dispositivo robótico, un pedalier o una bici eléctrica.
El objetivo anteriormente mencionado también se resuelve mediante un procedimiento para producir una disposición de bobina. El procedimiento comprende proporcionar una primera bobina cilíndrica con una primera dirección de bobinado y una segunda bobina cilíndrica con una segunda dirección de bobinado, que estén alineadas longitudinalmente una detrás de la otra en un eje común; en donde los extremos de la primera y segunda bobina cilíndrica adyacentes entre sí en el eje común están conectados eléctricamente entre sí; y en donde la segunda dirección de bobinado es contraria a la primera dirección de bobinado. A este respecto el proporcionar la primera y la segunda bobina cilíndrica comprende (i) un arrollamiento de un alambre de arrollar para producir un arrollamiento de bobina con un primer arrollamiento de bobina parcial como la primera bobina cilíndrica y un segundo arrollamiento de bobina parcial como la segunda bobina cilíndrica, en donde el primer arrollamiento de bobina parcial se arrolla con una primera dirección de bobinado y el segundo arrollamiento de bobina parcial se arrolla con una segunda dirección de bobinado, en donde el arrollamiento con la segunda dirección de bobinado se realiza en sentido opuesto al arrollamiento con la primera dirección de bobinado; o (ii) proporcionar una primera bobina cilíndrica separada en cada caso con la primera dirección de bobinado y una segunda bobina cilíndrica con la primera dirección de bobinado; y conectar eléctricamente los extremos de la primera y segunda bobina cilíndrica adyacentes entre sí en el eje común, en donde la primera bobina cilíndrica está provista de un primer núcleo de bobina ferromagnético y la segunda bobina cilíndrica está provista de un segundo núcleo de bobina ferromagnético, en donde el primer y segundo núcleo de bobina están dispuestos longitudinalmente uno detrás del otro y alineados a una distancia entre sí en el eje común, y en donde el primer núcleo de bobina está situado al menos parcialmente dentro de la primera bobina cilíndrica y el segundo núcleo de bobina está situado al menos parcialmente dentro de la segunda bobina cilíndrica.
El procedimiento de acuerdo con la invención puede perfeccionarse en el sentido de que está previsto un cuerpo estabilizador para estabilizar la alineación de la primera y segunda bobina cilíndrica entre sí en el eje común, en particular también como un cuerpo de arrollamiento para arrollar el alambre de arrollar para la alternativa (i).
Además, para la alternativa (i) puede estar previsto una incrustación de un primer y un segundo núcleo de bobina en el cuerpo estabilizador. De acuerdo con la invención, el primer núcleo de bobina está situado al menos parcialmente dentro del primer arrollamiento de bobina parcial y el segundo núcleo de bobina está situado al menos parcialmente dentro del segundo arrollamiento de bobina parcial.
Las ventajas del procedimiento de acuerdo con la invención o sus perfeccionamientos corresponden a las mencionadas anteriormente para el dispositivo de acuerdo con la invención o sus perfeccionamientos.
Otras características y ejemplos de formas de realización, así como las ventajas de la presente invención, se explican con más detalle a continuación haciendo referencia a los dibujos. Se entiende que las formas de realización no agotan el ámbito de la presente invención. Se entiende además que algunas o todas las características descritas a continuación pueden combinarse también de otras maneras. Las reivindicaciones especifican el objeto cuya protección se solicita.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 muestra una primera forma de realización no reivindicada de la disposición de bobina.
La figura 2 muestra una segunda forma de realización no reivindicada de la disposición de bobina.
La figura 3 muestra una forma de realización de la disposición de bobina de acuerdo con la invención.
La figura 4 muestra una forma de realización del dispositivo de medición de acuerdo con la invención y una forma de realización del sensor de par de acuerdo con la invención.
La figura 5 muestra otra forma de realización de un sensor de par de acuerdo con la invención.
La figura 6 muestra un cuerpo de arrollamiento para producir una disposición de bobina de acuerdo con la invención.
Formas de realización
La figura 1 muestra una primera forma de realización 100 de la disposición de bobina.
La disposición de bobina 100 comprende una primera bobina cilíndrica 10 con una primera dirección de bobinado (horaria); una segunda bobina cilíndrica 20 con una segunda dirección de bobinado (antihoraria); en donde la primera bobina cilíndrica 10 y la segunda bobina cilíndrica 20 están dispuestas alineadas longitudinalmente una detrás de la otra en eje común A; en donde extremos adyacentes 15 de la primera bobina cilíndrica 10 y la segunda bobina cilíndrica 20 están conectados eléctricamente entre sí; y en donde la segunda dirección de bobinado (antihoraria) es contraria a la primera dirección de bobinado (horaria). La dirección de desplazamiento de la primera bobina cilíndrica 10 está invertida lateralmente con respecto a la dirección de desplazamiento de la segunda bobina cilíndrica 20.
La primera dirección de bobinado puede ser horaria y la segunda dirección de bobinado puede ser antihoraria, o bien la primera dirección de bobinado puede ser antihoraria y la segunda dirección de bobinado puede ser horaria.
Por ejemplo, un dispositivo de medición que proporcione una tensión de medición puede conectarse a los extremos exteriores de la disposición de bobina 100, de modo que la disposición de bobina 100 forme parte de un circuito oscilante que se vea influido por los campos magnéticos presentes en la zona de bobina.
Debido a la diferente dirección de desplazamiento de la primera bobina cilíndrica 10 y de la segunda bobina cilíndrica 20, no es necesario poner en contacto el dispositivo de medición con los extremos centrales 15 de las dos bobinas cilíndricas 10, 20.
En esta forma de realización y en las descritas a continuación, por ejemplo, un primer número de espiras de la primera bobina cilíndrica 10 es igual a un segundo número de espiras de la segunda bobina cilíndrica 20; un primer diámetro de bobinado de la primera bobina cilíndrica 10 es igual a un segundo diámetro de bobinado de la segunda bobina cilíndrica 20; una primera longitud de la primera bobina cilíndrica 10 es igual a una segunda longitud de la segunda bobina cilíndrica 20. Una o varias (en particular todas) de estas medidas mejoran aún más la correspondencia de la influencia de las dos bobinas cilíndricas en la medición. Adicionalmente o como alternativa, una inductancia de la primera bobina cilíndrica 10 puede ser igual a una inductancia de la segunda bobina cilíndrica 20.
La figura 2 muestra una segunda forma de realización 200 de la disposición de bobina.
La disposición de bobina 200 de esta segunda forma de realización corresponde a la de la primera forma de realización de acuerdo con la figura 1, en donde está previsto además un cuerpo estabilizador 30 para estabilizar la alineación de la primera y segunda bobina cilíndrica 10, 20 entre sí en el eje común A. El cuerpo estabilizador 30 está hecho de material plástico, por ejemplo. El cuerpo estabilizador 30 tiene preferentemente una sección transversal constante en toda su longitud. El cuerpo estabilizador 30 está en contacto con la primera bobina cilíndrica 10 y la segunda bobina cilíndrica 20 y se muestra en el dibujo con una distancia únicamente para ilustrar la disposición.
La figura 3 muestra una forma de realización 300 de la disposición de bobina de acuerdo con la invención.
La disposición de bobina 300 de esta forma de realización corresponde a la de la segunda forma de realización de acuerdo con la figura 2, en donde la primera bobina cilíndrica 10 está provista de un primer núcleo de bobina ferromagnético 12 y la segunda bobina cilíndrica 20 está provista de un segundo núcleo de bobina ferromagnético 22, en donde el primer núcleo de bobina 12 y el segundo núcleo de bobina 22 están dispuestos longitudinalmente uno detrás del otro y alineados a una distancia entre sí en el eje común (véase también la figura 1).
Los núcleos de bobina 12, 22 comprenden preferentemente un material ferromagnético (altamente permeable) para amplificar los campos magnéticos existentes y aumentar la sensibilidad de la disposición de bobina como bobina de medición.
La figura 4 muestra una forma de realización del dispositivo de medición 450 de acuerdo con la invención y una forma de realización 400 del sensor de par de acuerdo con la invención.
En este ejemplo, el dispositivo de medición 450 de acuerdo con la invención comprende una disposición de bobina 300 de acuerdo con la invención y un módulo de tensión alterna 60 para generar una tensión alterna. Se puede aplicar una tensión alterna a la disposición de bobina 100 (200, 300) al estar conectados eléctricamente al módulo de tensión alterna 60 los extremos de la primera y segunda bobina cilíndrica dirigidos en dirección opuesta.
El dispositivo de medición 450 puede estar previsto para detectar un campo magnético. La tensión alterna aplicada a este respecto puede ser superior a 1 kHz, preferentemente en el intervalo de 1 kHz a 1 GHz, y de la manera más preferente en el intervalo de 10 kHz a 1 GHz.
Un circuito oscilante del dispositivo de medición 450 está influenciado por el campo magnético en la disposición de bobina, de modo que puede realizarse una medición del campo.
El sensor de par 400 de acuerdo con la invención comprende un árbol magnetizado 50 con zonas 51, 52 magnetizadas en sentido contrario en la dirección circunferencial, en donde se puede aplicar un par al árbol 50, en donde se genera un campo magnético variable en función del par aplicado fuera del árbol 50; así como el dispositivo de medición 450 de acuerdo con la invención para detectar el campo magnético generado.
Como alternativa, puede utilizarse un disco magnetizado con diferentes direcciones de magnetización en lugar del árbol magnetizado 50, como se describe, por ejemplo, en la solicitud de patente europea n.° 21 183622.6.
El sensor de par 400 de acuerdo con la invención puede utilizarse, por ejemplo, en un vehículo, como una bici eléctrica, en particular un pedalier de la misma, o un dispositivo robótico.
La figura 5 muestra una forma de realización adicional de un sensor de par 500 de acuerdo con la invención.
En esta forma de realización del sensor de par 500, se magnetiza un radio 95 de una rueda de radios 90, en este ejemplo dentro de dos zonas desplazadas radialmente del radio 95, y se magnetiza en direcciones radiales opuestas en cada caso. La rueda de radios 90 puede estar configurada esencialmente en forma de un disco. Puede aplicarse un par a la rueda de radios 90 entre una zona interior 91 de la rueda de radios 90 y una zona exterior 92 de la rueda de radios 90 mediante elementos transmisores de fuerza que pueden fijarse a la misma. Este par provoca un cambio en el campo magnético.
El sensor de par 500 comprende además un dispositivo de medición para detectar el campo magnético modificado con una disposición de bobina 300, que está prevista en las zonas radiales magnetizadas del radio 95, en donde la disposición de bobina 300 puede estar configurada de acuerdo con la forma de realización de acuerdo con la invención descrita anteriormente.
La figura 6 muestra un cuerpo de arrollamiento 600 para producir una disposición de bobina de acuerdo con la invención.
Una opción de proporcionar una disposición de bobina de acuerdo con la invención consiste en producir un arrollamiento de bobina formado por un alambre de arrollar con un primer arrollamiento de bobina parcial como primera bobina cilíndrica y un segundo arrollamiento de bobina parcial como segunda bobina cilíndrica, en donde el primer arrollamiento de bobina parcial presenta la primera dirección de bobinado y el segundo arrollamiento de bobina parcial presenta la segunda dirección de bobinado. De este modo, la disposición de bobina puede configurarse mediante arrollamiento de un alambre de arrollar (por ejemplo, hilo de cobre esmaltado). A este respecto únicamente cambia la dirección de arrollamiento en una zona de transición entre el primer y el segundo arrollamiento de bobina parcial.
El arrollamiento de bobina puede enrollarse en el cuerpo de arrollamiento 600 mostrado en la figura 6 para arrollar el alambre de arrollar. El cuerpo de arrollamiento 600 también comprende el elemento estabilizador 30 con los núcleos ferromagnéticos 12, 22.
El cuerpo de arrollamiento 600 comprende además elementos de posicionamiento 71, 72, 73 para posicionar la disposición de bobina. Los elementos de posicionamiento 71, 72, 73 pueden utilizarse para definir una longitud del arrollamiento de bobina o una posición del primer y segundo arrollamiento de bobina parcial al realizarse un arrollamiento del primer arrollamiento parcial de bobina en la zona comprendida entre los elementos de posicionamiento 71 y 72 en una primera dirección de arrollamiento (en el sentido contrario a las agujas del reloj o en el sentido de las agujas del reloj) y del segundo arrollamiento de bobina parcial entre los elementos de posicionamiento 72 y 73 en una segunda dirección de arrollamiento (en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj), que es opuesta a la primera dirección de arrollamiento. En la zona de transición con el elemento de posicionamiento 72, se realiza un paso recto del alambre de arrollar. El alambre de arrollar puede sobresalir de las zonas de extremo con los elementos de posicionamiento 71,73 para que estos puedan servir como puntos de contacto para la conexión a un circuito de medición.
Además, la disposición de bobina terminada con los elementos de posicionamiento 71, 72, 73 puede fijarse/posicionarse en una zona de medición prevista de un dispositivo, por ejemplo sobre una placa de circuitos impresos o en una carcasa de un dispositivo de medición.
El procedimiento de acuerdo con la invención comprende en este ejemplo arrollar un alambre de arrollar para producir un arrollamiento de bobina con un primer arrollamiento de bobina parcial como la primera bobina cilíndrica y un segundo arrollamiento de bobina parcial de bobina como la segunda bobina cilíndrica, en donde el primer arrollamiento de bobina parcial se arrolla con una primera dirección de bobinado y el segundo arrollamiento de bobina parcial se arrolla con una segunda dirección de bobinado, en donde el arrollamiento se realiza con la segunda dirección de bobinado contraria al arrollamiento con la primera dirección de bobinado.
Además, en esta forma de realización, está previsto una incrustación de un primer y un segundo núcleo de bobina 12, 22 en el cuerpo estabilizador 30. De acuerdo con la invención, el primer núcleo de bobina 12 está situado al menos parcialmente dentro del primer arrollamiento de bobina parcial y el segundo núcleo de bobina está situado al menos parcialmente dentro del segundo arrollamiento de bobina parcial 22.
El cuerpo estabilizador 30 puede presentar, por ejemplo, una ranura longitudinal en la que están incrustados el primer y el segundo núcleo de bobina ferromagnético 12, 22, o el primer y el segundo núcleo de bobina ferromagnético 12, 22 pueden estar incrustados completamente rodeados por el material del cuerpo estabilizador, en particular fundidos en el mismo.
Las formas de realización mostradas son únicamente a modo de ejemplo y el alcance completo de la presente invención se define en las reivindicaciones.
Claims (15)
1. Disposición de bobina (300), en particular disposición de bobina de medición para detectar un campo magnético, que comprende:
una primera bobina cilíndrica (10) con una primera dirección de bobinado;
una segunda bobina cilíndrica (20) con una segunda dirección de bobinado;
en donde la primera y la segunda bobina cilíndrica están dispuestas alineadas longitudinalmente una detrás de la otra en un eje común;
en donde extremos (15) adyacentes entre sí de la primera y segunda bobina cilíndrica están conectados eléctricamente entre sí; y
en donde la segunda dirección de bobinado es contraria a la primera dirección de bobinado;
caracterizada por que
la primera bobina cilíndrica (10) está provista de un primer núcleo de bobina ferromagnético (12) y la segunda bobina cilíndrica (20) está provista de un segundo núcleo de bobina ferromagnético (22), en donde el primer y segundo núcleo de bobina están dispuestos longitudinalmente uno detrás del otro y alineados a una distancia entre sí en el eje común, y en donde el primer núcleo de bobina (12) está situado al menos parcialmente dentro de la primera bobina cilíndrica (10) y el segundo núcleo de bobina (22) está situado al menos parcialmente dentro de la segunda bobina cilíndrica (20).
2. Disposición de bobina según la reivindicación 1, que comprende además un cuerpo estabilizador (30) para estabilizar la alineación de la primera y la segunda bobina cilíndrica entre sí en el eje común, en donde el cuerpo estabilizador está preferentemente hecho de material plástico, y en donde el cuerpo estabilizador presenta preferentemente una sección transversal constante en toda su longitud.
3. Disposición de bobina según la reivindicación 2, en donde el primer núcleo de bobina ferromagnético y el segundo núcleo de bobina ferromagnético están incrustados en el cuerpo estabilizador, en donde el cuerpo estabilizador presenta preferentemente una ranura longitudinal en la que están incrustados el primer y el segundo núcleo de bobina ferromagnético, o en donde el primer y el segundo núcleo de bobina ferromagnético están preferentemente incrustados completamente rodeados por el material del cuerpo estabilizador.
4. Disposición de bobina según la reivindicación 2 o 3, en donde el primer y el segundo núcleo de bobina ferromagnético están hechos del mismo material y/o presentan la misma forma.
5. Disposición de bobina según una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde un primer número de espiras de la primera bobina cilíndrica es igual a un segundo número de espiras de la segunda bobina cilíndrica; y/o en donde un primer diámetro de bobinado de la primera bobina cilíndrica es igual a un segundo diámetro de bobinado de la segunda bobina cilíndrica; y/o en donde una primera longitud de la primera bobina cilíndrica es igual a una segunda longitud de la segunda bobina cilíndrica y/o en donde una inductancia de la primera bobina cilíndrica y una inductancia de la segunda bobina cilíndrica son iguales.
6. Disposición de bobina según una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la primera dirección de bobinado es horaria y la segunda dirección de bobinado es antihoraria, o en donde la primera dirección de bobinado es antihoraria y la segunda dirección de bobinado es horaria.
7. Disposición de bobina según una de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la disposición de bobina comprende un arrollamiento de bobina formado por un alambre de arrollar con un primer arrollamiento de bobina parcial como la primera bobina cilíndrica y un segundo arrollamiento de bobina parcial como segunda bobina cilíndrica, en donde el primer arrollamiento de bobina parcial presenta la primera dirección de bobinado y el segundo arrollamiento de bobina parcial presenta la segunda dirección de bobinado.
8. Disposición de bobina según la reivindicación 7 en combinación con la reivindicación 2, en donde el arrollamiento de bobina está enrollado en el cuerpo estabilizador como cuerpo de arrollamiento para arrollar el alambre de arrollar.
9. Dispositivo de medición (450), que comprende:
una disposición de bobina (300) según una de las reivindicaciones 1 a 8; y
un módulo de tensión alterna (60) para generar una tensión alterna;
en donde puede aplicarse una tensión alterna a la disposición de bobina al estar conectados eléctricamente al módulo de tensión alterna los extremos de la primera y segunda bobina cilíndrica orientados en dirección opuesta.
10. Dispositivo de medición según la reivindicación 9, en donde el dispositivo de medición está previsto para detectar un campo magnético.
11. Dispositivo de medición según la reivindicación 9 o 10, en donde la tensión alterna es superior a 1 kHz, preferentemente en el intervalo de 1 kHz a 1 GHz, y de la manera más preferida en el intervalo de 10 kHz a 1 GHz.
12. Sensor de par (400, 500), que comprende:
un árbol magnetizado (50), un disco magnetizado o un radio magnetizado (95) de una rueda de radios (90) a los que se puede aplicar un par, en donde un campo magnético que varía en función del par aplicado puede generarse fuera del árbol, del disco o del radio; y
un dispositivo de medición (450) según una de las reivindicaciones 9 a 11 para detectar el campo magnético generado.
13. Dispositivo que comprende:
un sensor de par (400, 500) según la reivindicación 12;
en donde el dispositivo se selecciona en particular del grupo que comprende un vehículo, un dispositivo robótico, un pedalier, una bici eléctrica.
14. Procedimiento de fabricación de una disposición de bobina que comprende:
proporcionar una primera bobina cilindrica (10) con una primera dirección de bobinado y una segunda bobina cilindrica (20) con una segunda dirección de bobinado, que estén alineadas longitudinalmente una detrás de la otra en un eje común; en donde los extremos de la primera y segunda bobina cilindrica adyacentes entre sí en el eje común están conectados eléctricamente entre sí; y en donde la segunda dirección de bobinado es contraria a la primera dirección de bobinado;
en donde el proporcionar la primera y segunda bobina cilíndrica comprende:
(i) arrollar un alambre de arrollar para producir un arrollamiento de bobina con un primer arrollamiento de bobina parcial como la primera bobina cilíndrica (10) y un segundo arrollamiento de bobina parcial como la segunda bobina cilíndrica (20), en donde el primer arrollamiento de bobina parcial se arrolla con una primera dirección de bobinado y el segundo arrollamiento de bobina parcial se arrolla con una segunda dirección de bobinado, en donde el arrollamiento se realiza con la segunda dirección de bobinado contraria al arrollamiento con la primera dirección de bobinado; o
(ii) proporcionar una primera bobina cilíndrica (10) separada en cada caso con la primera dirección de bobinado y una segunda bobina cilíndrica (20) con la primera dirección de bobinado; y conectar eléctricamente los extremos de la primera y segunda bobina cilíndrica adyacentes entre sí en el eje común;
caracterizada por que
la primera bobina cilíndrica (10) está provista de un primer núcleo de bobina ferromagnético (12) y la segunda bobina cilíndrica (20) está provista de un segundo núcleo de bobina ferromagnético (22), en donde el primer y segundo núcleo de bobina están dispuestos longitudinalmente uno detrás del otro y alineados a una distancia entre sí en el eje común, y en donde el primer núcleo de bobina (12) está situado al menos parcialmente dentro de la primera bobina cilíndrica (10) y el segundo núcleo de bobina (22) está situado al menos parcialmente dentro de la segunda bobina cilíndrica (20).
15. Procedimiento según la reivindicación 14, que comprende además:
proporcionar un cuerpo estabilizador (30) para estabilizar la alineación de la primera y segunda bobina cilíndrica entre sí en el eje común, en particular también como cuerpo de arrollamiento para arrollar el alambre de arrollar para la alternativa (i); y
además, para la alternativa (i), una incrustación del primer y segundo núcleo de bobina en el cuerpo estabilizador.
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