Messeinrichtung

GEBIET DER TECHNIK

Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung zur Bestimmung von relativen Win kelstellungen und eines Drehmoments gemäß dem Anspruch 1.

Derartige Messeinrichtungen werden beispielsweise als Drehgeber zur Be stimmung der Winkellage zweier relativ zueinander drehbaren Maschinenteile verwendet. Bei Messeinrichtungen, die auf einem induktiven Messprinzip be ruhen, sind Erregerspulen und Empfängerspulen etwa in Form von Leiterbah nen auf einer gemeinsamen Leiterplatte beziehungsweise auf einemgemein- samen Substrat aufgebracht, die (beziehungsweise das) beispielsweise mit einem Stator eines Drehgebers fest verbunden ist. Dieser Leiterplatte gegen- über befindet sich ein Skalenelement, auf dem in periodischen Abständen al ternierend elektrisch leitfähige und nichtleitfähige Flächen als Teilungsbereich beziehungsweise Teilungsstruktur aufgebracht sind, und welche mit dem Ro tor des Drehgebers drehfest verbunden ist. Wenn an den Erregerspulen ein zeitlich wechselnder elektrischer Erregerstrom angelegt wird, werden in den Empfängerspulen während der Relativdrehung zwischen Rotor und Stator von der Winkellage abhängige Signale erzeugt. Diese Signale werden dann in einer Auswerteelektronik weiterverarbeitet. Häufig werden derartige Messeinrichtungen als Messgeräte für elektrische Antriebe zur Bestimmung der Relativbewegung bzw. der Relativlage von ent sprechenden Maschinenteilen beispielsweise in Robotergelenken eingesetzt. In diesem Fall werden die Winkelpositionswerte, welche von Abtastbauteilen erzeugt werden, einer Folgeelektronik zur Ansteuerung der Antriebe über eine entsprechende Schnittstellenanordnung zugeführt.

STAND DER TECHNIK

In der EP 2 447 690 A2 wird eine Messeinrichtung beschrieben, bei der an einer Welle magnetische Pole hergestellt wurden zur Messung der Winkel stellung. Weiterhin sind an dieser Welle kraftempfindliche Bereiche eingerich- tet, die kraftabhängig die Magnetfelder beeinflussen, so dass auch ein Dreh moment messbar ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vergleichsweise einfach her stellbare Messeinrichtung zu schaffen, durch die eine verbesserte Messung einer Winkelstellung zusammen mit einem Drehmoment ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Messeinrichtung umfasst eine erste Bauteilgruppe und eine zweite Bauteilgruppe, wobei die Bauteilgruppen relativ zueinander um eine Achse drehbar angeordnet sind. Die erste Bauteilgruppe weist ein Abtastbauteil auf, welches seinerseits ein erstes Substrat aufweist, das ins besondere ein Abtastelement aufweist beziehungsweise auf dem insbeson dere ein Abtastelement angeordnet ist. Die zweite Bauteilgruppe weist ein Skalenbauteil auf, welches ein zweites Substrat und eine Winkelskala auf weist, so dass durch die Messeinrichtung eine relative Winkelstellung zwi- sehen der ersten Bauteilgruppe und der zweiten Bauteilgruppe bestimmbar ist. Die Messeinrichtung weist zudem eine passive Sensoranordnung auf, wel che Leiterbahnstrukturen aufweist. Weiterhin sind am Abtastbauteil die Leiter bahnstrukturen durch einen additiven Aufbau auf dem ersten Substrat aufge- bracht, so dass durch die Sensoranordnung eine Torsionsbelastung des ers ten Substrats um die Achse bestimmbar ist. Alternativ hierzu sind die Leiter bahnstrukturen durch einen additiven Aufbau am Skalenbauteil auf dem zwei ten Substrat aufgebracht, so dass durch die Sensoranordnung eine Torsions- belastung des zweiten Substrats um die Achse bestimmbar ist.

Als passive Sensoranordnung ist hier insbesondere eine Sensoranordnung zu verstehen, die passive Sensoren beziehungsweise passive Bauteile ent hält, deren Parameter durch die Torsionsbelastung verändert werden. Durch elektronische Bauelemente werden diese Parameter in elektrische Signale vorzugsweise innerhalb der Messeinrichtung umgeformt. Für den Betrieb der passiven Sensoranordnung wird eine von außen zugeführte Hilfsenergie ins besondere in Form elektrischer Energie benötigt. Als Parameter kann hier ins besondere der elektrische Widerstand beziehungsweise die elektrischen Wi derstände der Leiterbahnstrukturen dienen. Um den elektrischen Widerstand beziehungsweise eine Widerstandsänderung messen zu können, muss die Sensoranordnung, insbesondere auch die Leiterbahnstrukturen, von einem elektrischen Strom durchflossen sein, so dass also die Sensoranordnung im Betrieb von außen mit elektrischer Energie versorgt werden muss. Die Leiter bahnstrukturen reagieren auf eine Torsionsbelastung durch Längen- bezie- hungsweise Querschnittsänderungen, was Auswirkungen auf deren elektri schen Widerstand hat.

Die Leiterbahnstrukturen sind durch einen additiven Aufbau auf dem ersten oder auf dem zweiten Substrat hergestellt. Im Zuge der Herstellung eines der artigen additiven Aufbaus werden Schichten großflächig oder strukturiert (z. B. Lift-off-Verfahren) auf dem betreffenden Substrat aufgebracht. Dies ge schieht etwa durch eine chemische Reaktion oder Kondensation von gasför migen Stoffen auf Oberfläche des betreffenden Substrats. Alternativ kann der additive Aufbau auch durch Abscheidung aus einer flüssigen Phase erzeugt werden. Insbesondere ist unter dem Begriff „additiver Aufbau“ nicht zu verste- hen, dass die Leiterbahnstrukturen auf dem ersten oder zweiten Substrat auf geklebt sind. Insbesondere können die Leiterbahnstrukturen auf einer ebenen Fläche des ersten oder des zweiten Substrats angeordnet sein. Ebenso kann das Abtas telement auf einer ebenen Fläche des ersten Substrats und / oder die Win kelskala auf einer ebenen Fläche des zweiten Substrats angeordnet sein.

Besonders vorteilhaft ist eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Leiterbahnstrukturen der Sensoreinheit und die übrigen Leiterbahnstruk turen zur Anbindung von elektronischen Bauelementen auf dem betreffenden Substrat mit ein und demselben Prozess hergestellt wurden. Zudem kann mit demselben Prozess auch die Winkelskala hergestellt sein.

Das Abtastbauteil und das Skalenbauteil können mit einem axialen Spalt zu einander angeordnet sein, also mit einem Spalt der eine Ausdehnung in Rich tung der Achse aufweist, um welche die Bauteilgruppen relativ zueinander drehbar sind. Die ebene Fläche, auf der die Leiterbahnstrukturen angeordnet sind, ist vorzugsweise orthogonal zur Achse, um welche die Bauteilgruppen relativ zueinander drehbar sind, angeordnet.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weisen die Leiterbahnstrukturen jeweils mehrere Abschnitte auf, in denen die Leiterbahnstrukturen gekrümmt verlaufen.

Mit Vorteil verlaufen die Leiterbahnstrukturen in den Abschnitten parallel.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Krümmungsradius der Leiter bahnstrukturen in den Abschnitten in Abhängigkeit vom Abstand zur Achse unterschiedlich. Insbesondere wird der Krümmungsradius mit zunehmenden Abstand zur Achse größer.

Mit Vorteil schneiden die Leiterbahnstrukturen in den Abschnitten Kreislinien, die unterschiedliche Radien aufweisen können, aber deren Mittelpunkt auf der Achse liegt, jeweils in einem gleich großen Winkel. Insbesondere ist der Win kel zwischen der Tangente auf der Kreislinie und der Tangente der Leiter bahnstruktur im Schnittpunkt in den Abschnitten an verschiedenen Stellen stets gleich groß. Die Leiterbahnstrukturen verlaufen mit Vorteil in den Ab schnitten jeweils gemäß einer logarithmischen Spirale. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Winkel zwischen 20° und 70°, insbesondere zwischen 30° und 60°, vorteilhafterweise zwischen 40° und 50°.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Torsionsbelastung durch Bestimmung des Widerstandes der Leiterbahnstrukturen bestimmt werden.

Mit Vorteil umfasst die Sensoranordnung vier Leiterbahnstrukturen, die ge mäß einer Brückenschaltung verschaltet sind. Insbesondere kann eine Whe- atstone'sche Messbrücke implementiert werden, die beispielsweise zur Be stimmung des mittleren ohmschen Widerstands der Leiterbahnstrukturen ver- wendet wird.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind auf dem ersten Substrat zu mindest eine Erregerleiterbahn sowie als Abtastelement zumindest eine Emp fängerspur mit mehreren Empfängerleiterbahnen angeordnet. Eine entspre chende Anordnung zur Bestimmung der relativen Wnkelstellung beruht ins- besondere auf einem induktiven Messprinzip.

Die Erfindung ist aber nicht grundsätzlich auf eine Messeinrichtung be schränkt, bei der die Bestimmung der relativen Wnkelstellung auf einem in duktiven Messprinzip beruht. Vielmehr können in diesem Zusammenhang bei spielsweise auch optische oder magnetische Messprinzipien zur Anwendung kommen.

Mit Vorteil ist auf dem ersten Substrat zumindest ein elektronisches Bauele ment angeordnet, durch welches Signale, die vom Abtastbauteil erzeugbar sind, weiterverarbeitbar sind.

Weiterhin kann die Wnkelskala aus alternierend angeordneten, elektrisch leit- fähigen und nichtleitfähigen Teilungsbereichen bestehen, die auf dem zweiten Substrat angeordnet sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Substrat oder das zweite Substrat oder sind das erste Substrat und das zweite Substrat aus Kunststoff hergestellt. Alternativ kann das erste Substrat oder das zweite Substrat oder können das erste Substrat und das zweite Substrat aus Metall, insbesondere aus Stahl oder Aluminium hergestellt sein.

Mit Vorteil sind am Abtastbauteil die Leiterbahnstrukturen der Sensoranord- nung, insbesondere die besagten Abschnitte, bezüglich der Achse radial in nen liegend relativ zu einem Abtastelement auf dem ersten Substrat aufge bracht. Demnach sind also die Leiterbahnstrukturen näher an der Achse als das Abtastelement.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind am Skalenbauteil die Leiterbahn- Strukturen bezüglich der Achse radial innen liegend relativ zur Winkelskala auf dem zweiten Substrat aufgebracht. Mithin sind also in diesem Fall die Leiter bahnstrukturen näher an der Achse als die Winkelskala.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung entnimmt man den abhängigen An sprüchen. Weitere Einzelheiten und Vorteile der erfindungsgemäßen Messeinrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbei spiele anhand der beiliegenden Figuren.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigen die

Figur 1 eine Schnittdarstellung durch eine Messeinrichtung, Figur 2 eine Draufsicht auf ein Skalenbauteil,

Figur 3 eine Detailansicht auf eine Sensoranordnung,

Figur 4 eine Draufsicht auf ein Abtastbauteil,

Figur 5 eine Draufsicht auf ein Abtastbauteil gemäß einem zweiten

Ausführungsbeispiel. BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im vorgestellten ersten Ausführungsbeispiel wird die Erfindung anhand einer Vorrichtung, wie sie beispielsweise in der Figur 1 gezeigt ist, beschrieben. Die Vorrichtung umfasst eine Messeinrichtung, die eine erste Bauteilgruppe 1 und eine zweite Bauteilgruppe 2 umfasst, wobei die erste Bauteilgruppe 1 relativ zur zweiten Bauteilgruppe 2 um eine Achse R drehbar angeordnet ist. Bei spielsweise kann die erste Bauteilgruppe 1 als Stator und die zweite Bauteil gruppe 2 als Rotor fungieren.

Die erste Bauteilgruppe 1 umfasst ein so genanntes Abtastbauteil 1.1 , das ein erstes Substrat 1.11 aufweist und welches drehfest mit einem ersten Flansch

1.2 verbunden ist. Dem Abtastbauteil 1.1 axial gegenüber liegend befindet sich ein so genanntes Skalenbauteil 2.1 , welches der zweiten Bauteilgruppe 2 zuzuordnen ist und drehfest mit einem zweiten Flansch 2.2 und einer Nabe 2.4 verbunden ist.

In der Figur 2 ist eine Draufsicht auf das Skalenbauteil 2.1 gezeigt. Das Ska lenbauteil 2.1 umfasst ein zweites Substrat 2.11, das beispielsweise aus ei nem (insbesondere faserverstärktem) Epoxid-Harz, aus kohlenstofffaserver stärktem Kunststoff oder aus einem Metall insbesondere aus Stahl besteht. Zum Zweck der Befestigung am zweiten Flansch 2.2 weist das Skalenbauteil

2.1 beziehungsweise das zweite Substrat 2.11 Bohrungen 2.111 auf, wobei hier die Bohrungen 2.111 entlang eines inneren Durchmessers und eines äu ßeren Durchmessers auf Kreislinien angeordnet sind. Mithilfe von Schrauben

2.3 kann das Skalenbauteil 2.1 am äußeren Durchmesser mit dem Flansch

2.2 und am inneren Durchmesser mit der Nabe 2.4 verdrehsicher verbunden werden. Auf dem zweiten Substrat 2.11 ist eine Winkelskala 2.13 aufgebracht, welche zwei Teilungsspuren 2.131, 2.132 umfasst. Die Teilungsspuren 2.131, 2.132 sind kreisförmig ausgebildet und bezüglich der Achse R konzentrisch mit unterschiedlichen Durchmessern auf dem zweiten Substrat 2.11 angeord net. Die beiden T eilungsspuren 2.131 , 2.132 bestehen jeweils aus einer peri odischen Abfolge von alternierend angeordneten (durch einen additiven Auf bau aufgebrachten) elektrisch leitfähigen Teilungsbereichen und nichtleitfähi gen Teilungsbereichen. Als Material für die elektrisch leitfähigen Teilbereiche wurde im gezeigten Beispiel Kupfer auf das zweite Substrat 2.11 aufgebracht. In den nichtleitfähigen Teilungsbereichen wurde das zweite Substrat 2.11 da gegen nicht beschichtet. Falls das zweite Substrat 2.11 aus einem Metallwerk stoff, etwa aus Stahl, hergestellt ist, wird zwischen den leitfähigen Teilberei- chen und dem zweiten Substrat 2.11 eine Kunststoff Schicht beispielsweise aus Polyimid vorgesehen.

Außerdem ist auf dem zweiten Substrat 2.11 eine Sensoranordnung 2.12 hier in Form von Leiterbahnen beziehungsweise Leiterbahnstrukturen 2.121,

2.122, 2.123, 2.124 durch einen additiven Aufbau, insbesondere mit Hilfe ei- nes Fotolithografie-Prozesses, aufgebracht.

Falls das zweite Substrat 2.11 aus einem Metall Werkstoff, etwa aus Stahl, her gestellt ist, wird zwischen den leitfähigen Teilbereichen und dem zweiten Sub strat 2.11 beziehungsweise zwischen den Leiterbahnstrukturen 2.121, 2.122,

2.123, 2.124 und dem zweiten Substrat 2.1 leine Kunststoffschicht beispiels- weise aus Polyimid hergestellt.

Die Sensoranordnung 2.12 ist im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet und bezüglich der Achse R zentrisch angeordnet. Außerdem ist die Sensoranord nung 2.12 beziehungsweise sind die Leiterbahnstrukturen 2.121, 2.122,

2.123, 2.124 in einer Ebene angeordnet, die orthogonal zur Achse R orientiert ist. Insbesondere ist die Sensoranordnung 2.12 bezüglich eines Punktes auf der Achse R punktsymmetrisch ausgestaltet. Die Sensoranordnung 2.12 um fasst Leiterbahnstrukturen 2.121, 2.122, 2.123, 2.124, die beispielsweise aus Kupfer oder Stahl bestehen können. Die Leiterbahnstrukturen 2.121, 2.122,

2.123, 2.124 weisen gemäß der Figur 3 jeweils mehrere Abschnitte P auf, in denen die Leiterbahnstrukturen 2.121, 2.122, 2.123, 2.124 gekrümmt und pa rallel verlaufen. Im vorgestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die Leiter bahnstrukturen 2.121, 2.122, 2.123, 2.124 in den Bereichen der Abschnitte P entlang paralleler Spirallinien, so dass innerhalb der Abschnitte P der Krüm mungsradius der Leiterbahnstrukturen 2.121, 2.122, 2.123, 2.124 in Abhän- gigkeit vom Abstand zur Achse R unterschiedlich ist. Insbesondere schneiden die Leiterbahnstrukturen 2.121, 2.122, 2.123, 2.124 in den Abschnitten P eine Kreislinie K, deren Mittelpunkt auf der Achse R liegt, jeweils in einem gleich großen Winkel a. Im vorgestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel a 45°. Folglich verlaufen die Leiterbahnstrukturen 2.121, 2.122, 2.123, 2.124 in den Abschnitten P jeweils gemäß den Gesetzmäßigkeiten einer logarithmi- schen Spirale. Jede Tangente an der Kreislinie K schneidet die logarithmische Spirale stets unter dem gleichen Winkel a (Isogonaltrajektorie), wobei diese Eigenschaft für beliebige Kreislinien mit unterschiedlichen Radien, deren ge meinsamer Mittelpunkt auf der Achse R liegt, zutrifft. Die Leiterbahnstrukturen

2.121, 2.122, 2.123, 2.124 verlaufen in den Abschnitten P daher gemäß einer gleichwinkligen Spirale. Im vorgestellten Ausführungsbeispiel ist die gleich- winklige beziehungsweise logarithmische Spirale und damit der Verlauf der Leiterbahnstrukturen 2.121, 2.122, 2.123, 2.124 in den Abschnitten P eindeu tig durch den Winkel a = 45° charakterisiert. Die Leiterbahnstrukturen 2.121,

2.122, 2.123, 2.124 sind so miteinander verschaltet angeordnet, dass diese eine Wheatstone’sche Brücke bilden. Zudem sind auf dem zweiten Substrat 2.11 elektronische Bauelemente 2.14 montiert (Figur 2), die dazu dienen die Sensoranordnung 2.12 mit einer ge eigneten elektrischen Spannung beziehungsweise einem geeigneten elektri schen Strom zu versorgen und andererseits die von den Leiterbahnstrukturen 2.121, 2.122, 2.123, 2.124 erzeugten Signale beziehungsweise Wderstands- werte weiterzuverarbeiten. Da es sich hier um eine passive Sensoranordnung 2.12 handelt, ist eine Versorgung der Sensoranordnung 2.12 mit Hilfsenergie zwingend erforderlich.

Das in Figur 4 gezeigte zur Abtastung des Skalenbauteils 2.1 vorgesehene Abtastbauteil 1.1 umfasst ein Abtastelement 1.13. Dieses umfasst hier zwei Empfängerleiterbahnen in einer äußeren ersten Empfängerspur 1.131 und zwei Empfängerleiterbahnen in einer inneren zweiten Empfängerspur 1.132. Die zusammengehörigen Paare von Empfängerleiterbahnen einer jeweiligen Empfängerspur 1.131, 1.132 sind hierbei relativ zueinander versetzt (hier ins besondere gleichmäßig zueinander versetzt) angeordnet. Darüber hinaus sind als Erregerspulen an dem Abtastbauteil 1.1 Erregerlei terbahnen 1.15 vorgesehen, welche auf einer inneren, einer mittleren und ei ner äußeren Erregerspur aufgebracht sind. Das Abtastbauteil 1.1 selbst ist ringförmig ausgestaltet und weist folglich eine zentrische Bohrung auf. Mithilfe von Gewindebohrungen 1.21 kann am ersten Flansch 1.2, welcher dem Stator zugeordnet werden kann, ein erstes Maschinenelement befestigt werden. Die Nabe 2.4 weist eine mittige Öffnung 2.41 auf, in welche eine An triebswelle eingeführt werden kann, die drehfest mit der Nabe 2.4 verbunden werden kann. Auf diese Weise kann eine Drehbewegung in die Nabe 2.4 und damit auch in das Skalenbauteil 2.1 eingeleitet werden. Die Nabe 2.4 und der zweite Flansch 2.2 sind über das Skalenbauteil 2.1 miteinander verbunden. Mithilfe von Bohrungen 2.21 im zweiten Flansch 2.2 kann ein weiteres Ma schinenteil am zweiten Flansch 2.2 rotorseitig befestigt werden. Somit kann am zweiten Flansch 2.2 ein abtriebsseitiges Maschinenteil fixiert werden. Im zusammengebauten Zustand des Positionssensors gemäß der Figur 1 stehen sich also das Skalenbauteil 2.1 und das Abtastbauteil 1.1 axial gegenüber, so dass die Achse R durch die Mittelpunkte beider Elemente verläuft und bei ei ner Relativdrehung zwischen dem Skalenbauteil 2.1 und dem Abtastbauteil 1.1 ein von der jeweiligen Winkelstellung abhängiges Signal durch Induktions- effekte erzeugbar ist.

Zu diesem Zweck wird ein auf dem Abtastbauteil 1.1 montiertes ASIC-Bauteil verwendet, das nicht nur als Auswerteelement, sondern auch als Erregerkon- trollelement arbeitet, unter dessen Kontrolle der Erregerstrom, welcher dann durch die Erregerleiterbahnen 1.15 fließt, erzeugt wird. Durch den Erreger- ström werden in den Empfängerleiterbahnen Spannungen in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Skalenbauteils 2.1 induziert, wobei diese Span nungen auch als Signale bezeichnet werden können.

Die Empfängerleiterbahnen der äußeren Empfängerspur 1.131 weisen jeweils mehr Windungen auf als die Empfängerleiterbahnen der inneren Empfänger- spur 1.132. Zudem weist die äußere Teilungsspur 2.131 mehr elektrisch leit fähige Teilungsbereiche (und mehr nichtleitfähige Teilungsbereiche) auf als die innere Teilungsspur 2.132. Die äußere Teilungsspur 2.131 wird von der äußeren Empfängerspur 1.131 beziehungsweise den zugehörigen Empfän gerleiterbahnen abgetastet. Die äußere Empfängerspur 1.131 liefert ein ver gleichsweise hoch auflösendes Inkrementalsignal bei der Drehung des Ska lenbauteils 2.1 relativ zum Abtastbauteil 1.1. Dagegen liefert die innere Emp- fängerspur 1.132 bei der Abtastung der inneren Teilungsspur 2.132 ein ver gleichsweise niedriger auflösendes Inkrementalsignal. Bei gleicher Relativ drehung zwischen dem Abtastbauteil 1.1 und dem Skalenbauteil 2.1 wird durch die Empfängerleiterbahnen der inneren Empfängerspur 1.132 eine ge ringere Anzahl von Signalperioden erzeugt als durch die Empfängerleiterbah- nen der äußeren Empfängerspur 1.131. Durch Zusammensetzen der Inkre mentalsignale kann eine absolute Winkelinformation erzeugt werden.

Durch die Messeinrichtung ist aber nicht nur eine Winkelstellung bestimmbar, sondern auch ein Drehmoment. Zu diesem Zweck sind am Skalenbauteil 2.1 beziehungsweise auf dem zweiten Substrat 2.11 die Leiterbahnstrukturen 2.121, 2.122, 2.123, 2.124 (durch einen additiven Aufbau) aufgebracht. Be sonders vorteilhaft ist es, wie im beschriebenen Ausführungsbeispiel, wenn der additive Aufbau der Leiterbahnstrukturen 2.121, 2.122, 2.123, 2.124 nach demselben Prinzip erfolgt wie der additive Aufbau der elektrisch leitfähigen Teilungsbereiche der Winkelskala 2.13. Die Leiterbahnstrukturen 2.121, 2.122, 2.123, 2.124 liegen in Bezug auf die Achse R radial innen relativ zur

Winkelskala 2.13. Somit ist der Abstand zwischen den Leiterbahnstrukturen 2.121, 2.122, 2.123, 2.124 und der Achse R kleiner als der Abstand zwischen der Winkelskala 2.13 und der Achse R.

Das Skalenbauteil 2.1 kann mit elektrischer Energie versorgt werden. Dies kann beispielsweise über ein Kabel (sofern die Anzahl der möglichen Umdre hungen begrenzt ist), über einen Schleifring oder auch drahtlos erfolgen. Im Betrieb der Messeinrichtung wird ein definierter Strom durch die passive Sen soranordnung 2.12, die auf dem Skalenbauteil 2.1 angeordnet ist und somit im vorgestellten Ausführungsbeispiel dem Rotor zuzuordnen ist, geleitet. Dadurch, dass die Antriebskräfte durch das Skalenbauteil 2.1 hindurch gelei tet werden entsteht, wenn auch eine äußerst geringe, Verformung des Ska lenbauteils 2.1. In Abhängigkeit von der Verformung des zweiten Substrats 2.11 aufgrund einer Torsionsbelastung ändern sich die Widerstände in den Leiterbahnstrukturen 2.121, 2.122, 2.123, 2.124. Unter Nutzung dieses Effek tes kann durch die passive Sensoranordnung 2.12 eine Torsionsbelastung des zweiten Substrats 2.11 bestimmt werden, wobei eine Torsion um die Achse R vorliegt. Durch die elektronischen Bauelemente 2.14 werden Signale erzeugt, die beispielsweise drahtlos zum Abtastbauteil 1.1 übertragen wer den. Diese Signale enthalten eine Information bezüglich der Torsionsbelas tung des Skalenbauteils 2.1 und können zusammen mit den Signalen, welche die Information bezüglich der relativen Wnkelstellung zwischen dem Skalen- bauteil 2.1 und dem Abtastbauteil 1.1 beinhalten zu einer Folgeelektronik übertragen werden.

In der Figur 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Messeinrichtung dargestellt. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel weist dort ein Abtastbauteil 1.T sowohl eine passive Sensoranordnung 1.12 als auch ein Abtastelement 1.13 auf. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel kann die Verformung des Abtastbauteils 1.T infolge eines Torsionsmomentes um die Achse R bestimmt werden. Voraussetzung hierfür ist natürlich, dass das Abtastbauteil 1.T so in einer Vorrichtung montiert wurde, dass ein ent sprechender Kraftfluss durch das Abtastbauteil 1.T verläuft. Das Abtastbau- teil 1.T weist eine Reihe von elektronischen Bauelementen 1.14 auf, welche zur Versorgung der Erregerleiterbahnen 1.15 sowie der Leiterbahnstrukturen 1.121, 1.122, 1.123, 1.124 der passiven Sensoranordnung 1.12 dienen. Dar über hinaus dienen die elektronischen Bauelemente 1.14 auch zur Aufberei tung der betreffenden Signale bezüglich der Torsionsmoment- und der Win- kelinformation. Die Leiterbahnstrukturen 1.121, 1.122, 1.123, 1.124 liegen in Bezug auf die Achse R radial innen relativ zum Abtastelement 1.13 (bezie hungsweise zu den Empfängerspuren 1.131, 1.132). Somit ist der Abstand zwischen den Leiterbahnstrukturen 1.121, 1.122, 1.123, 1.124 und der Achse R kleiner als der Abstand zwischen dem Abtastelement 1.13 und der Achse R.