利用辅助传感器信号进行杂散场抵消的磁阻传感器系统技术方案

一种系统包括第一和第二磁感测元件，用于响应于沿着与第一感测元件的平面平行的感测轴的外部磁场分别产生第一和第二输出信号，第二元件的磁化方向在该平面中相对于第一元件的磁化方向旋转。第二输出信号与第一输出信号的不同之处在于对沿着第一磁场的非感测轴的磁干扰场的依赖性。处理电路接收第一和第二输出信号，从第一与第二输出信号之间的关系中识别磁干扰场对第一输出信号的影响，并将校正因子应用于第一输出信号以产生其中基本上消除磁干扰场的影响的组合输出信号。

Magnetoresistance Sensor System for Stray Field Cancellation Using Auxiliary Sensor Signals

【技术实现步骤摘要】
利用辅助传感器信号进行杂散场抵消的磁阻传感器系统
本专利技术大体上涉及磁阻传感器。更具体地，本专利技术涉及磁阻传感器和并有磁阻传感器的系统，该磁阻传感器用于测量磁场同时基本上抵消沿着一个或多个轴的杂散磁场的影响。
技术介绍
磁场传感器系统用于各种商业、工业和汽车应用中，以出于速度和方向感测、旋转角度感测、接近感测等的目的测量磁场。磁阻传感器可能对干扰磁场敏感，干扰磁场也称为杂散磁场。沿着磁场传感器的非感测轴的杂散磁场可以改变传感器的灵敏度和线性范围，从而不利地影响磁场检测质量。沿着磁场传感器的感测轴的杂散磁场可以另外在传感器的输出信号中引入误差分量(例如，电压位移)。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种系统，包括：第一磁感测元件，所述第一磁感测元件被配置成响应于沿着与所述第一磁感测元件的平面平行的感测轴引导的外部磁场产生第一输出信号，所述第一磁感测元件具有第一磁化方向；第二磁感测元件，所述第二磁感测元件具有在所述平面中相对于所述第一磁化方向旋转的第二磁化方向，所述第二磁感测元件被配置成响应于所述外部磁场产生第二输出信号，其中所述第二输出信号与所述第一输出信号的不同之处在于对沿着所述第一磁场的非感测轴引导的磁干扰场的依赖性；以及处理电路，所述处理电路与所述第一和第二磁感测元件耦接，其中所述处理电路被配置成接收所述第一和第二输出信号、从所述第一与第二输出信号之间的关系中识别所述磁干扰场对所述第一输出信号的影响，并将校正因子应用于所述第一输出信号以产生其中基本上消除所述磁干扰场的所述影响的组合输出信号。在一个或多个实施例中，所述第一和第二磁感测元件形成于基板上，所述平面与所述第一和第二磁感测元件的层磁化对准，所述平面平行于所述基板的平面表面，所述感测轴和非感测轴平行于所述平面表面，并且所述非感测轴垂直于所述感测轴。在一个或多个实施例中，所述第一和第二磁感测元件中的每个磁感测元件被表征为磁阻元件。在一个或多个实施例中，所述系统进一步包括基板，其中所述第一和第二磁感测元件形成于所述基板上的同一结构层中。在一个或多个实施例中，所述系统进一步包括基板，其中所述第一磁感测元件形成于所述基板上的第一结构层中，并且所述第二磁感测元件形成于与所述第一结构层以堆叠配置布置的第二结构层中。在一个或多个实施例中，所述第一磁感测元件具有第一中心点并且所述第二磁感测元件具有第二中心点，所述第一和第二中心点被布置成使得所述第一和第二中心点沿着垂直于所述系统的所述平面的另一轴彼此对准。在一个或多个实施例中，所述处理电路包括：提取元件，所述提取元件被配置成接收所述第一和第二输出信号，并且计算作为第一输出信号与第二输出信号的比的商值；校正因子计算元件，所述校正因子计算元件被配置成使用所述商值来确定所述校正因子；以及补偿元件，所述补偿元件与所述第一磁感测元件和所述校正因子计算元件中的每个耦接，所述补偿元件被配置成将校正因子应用到所述第一输出信号。在一个或多个实施例中，所述商值对于沿着所述非感测轴的多个磁干扰场中的一个不同，并且取决于所述外部磁场的磁场强度。在一个或多个实施例中，所述系统进一步包括第三磁感测元件，所述第三磁感测元件被配置成响应于所述外部磁场产生第三输出信号，所述第三磁感测元件具有第三磁化方向，其中所述第二磁感测元件的所述第二磁化方向在所述平面中相对于所述第一和第三磁化方向两者旋转，其中在存在所述磁干扰场的情况下所述第三输出信号不同于所述第二输出信号，并且其中所述处理电路还被配置成接收所述第三输出信号并将所述校正因子或另一校正因子应用于所述第三输出信号以产生其中基本上消除所述磁干扰场的所述影响的第二组合输出信号。在一个或多个实施例中，所述系统进一步包括：第三磁感测元件，所述第三磁感测元件被配置成响应于所述外部磁场产生第三输出信号，所述第三磁感测元件具有第三磁化方向；以及第四磁感测元件，所述第四磁感测元件具有在所述平面中相对于所述第三磁化方向旋转的第四磁化方向，所述第四磁感测元件被配置成响应于所述外部磁场产生第四输出信号，其中所述第四输出信号与所述第三输出信号的不同之处在于对沿着所述第三磁感测元件的所述非感测轴引导的所述磁干扰场的依赖性，并且所述处理电路还被配置成接收所述第三和第四输出信号、从所述第三与第四输出信号之间的关系中识别所述磁干扰场对所述第三输出信号的影响，并将第二校正因子应用于所述第三输出信号以产生其中基本上消除所述磁干扰场的所述影响的第二组合输出信号。在一个或多个实施例中，所述磁干扰场是第一磁干扰场；所述系统还包括第三磁感测元件，所述第三磁感测元件被配置成响应于沿着所述感测轴的所述外部磁场产生第三输出信号；所述第一和第三磁感测元件受沿着所述感测轴的第二磁干扰场影响；并且所述处理电路还被配置成产生作为所述第一与第三输出信号之间的差值的差分输出信号，所述第一与第三输出信号之间的所述差值基本上消除所述第二磁干扰场。在一个或多个实施例中，所述组合输出信号指示所述第一输出信号是第一组合输出信号；所述第三磁感测元件具有第三磁化方向；所述第二磁感测元件的所述第二磁化方向在所述平面中相对于的第一和第三磁体方向两者旋转；以及所述处理电路进一步被配置成接收所述第三输出信号、将所述校正因子或另一校正因子应用于所述第三输出信号以产生其中基本上消除所述第一磁干扰场的所述影响的第二组合输出信号，以及产生作为指示所述第一输出信号的所述第一组合输出信号与指示所述第三输出信号的所述第二组合输出信号之间的差值的所述差分输出信号。在一个或多个实施例中，所述组合输出信号是第一组合输出信号；所述系统进一步包括第四磁感测元件，所述第四磁感测元件具有在所述平面中相对于所述第三磁化方向旋转的第四磁化方向，所述第四磁感测元件被配置成响应于所述外部磁场产生第四输出信号，其中所述第四输出信号与所述第三输出信号的不同之处在于对所述第一磁干扰场的依赖性；并且所述处理电路进一步被配置成接收第三和第四输出信号、从所述第三与第四输出信号之间的关系中识别所述磁干扰场对所述第三输出信号的影响、将第二校正因子应用于所述第三输出信号以产生其中基本上消除所述磁干扰场的所述影响的第二组合输出信号，并且产生作为指示所述第一输出信号的所述第一组合输出信号与指示所述第三输出信号的所述第二组合输出信号之间的差值的所述差分输出信号。根据本专利技术的第二方面，提供一种方法，包括：在第一磁感测元件处响应于沿着与所述第一磁感测元件的平面平行的感测轴引导的外部磁场产生第一输出信号，所述第一磁感测元件具有第一磁化方向；在第二磁感测元件处响应于所述外部磁场产生第二输出信号，所述第二磁感测元件具有在所述平面中相对于所述第一磁化方向旋转的第二磁化方向，其中所述第二输出信号与所述第一输出信号的不同之处在于对沿着所述第一磁场的非感测轴引导的磁干扰场的依赖性；在处理电路处接收所述第一和第二输出信号；在所述处理电路处，从所述第三与第四输出信号之间的关系中识别所述磁干扰场对所述第一磁场信号分量的影响，并将校正因子应用于所述第一输出信号以产生其中基本上消除所述磁干扰场的所述影响的组合输出信号。在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：在所述处理电路处，计算作为所述第一输出信号与所述第二输出信号的比的商值；以及在所述处理电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，其特征在于，包括：第一磁感测元件，所述第一磁感测元件被配置成响应于沿着与所述第一磁感测元件的平面平行的感测轴引导的外部磁场产生第一输出信号，所述第一磁感测元件具有第一磁化方向；第二磁感测元件，所述第二磁感测元件具有在所述平面中相对于所述第一磁化方向旋转的第二磁化方向，所述第二磁感测元件被配置成响应于所述外部磁场产生第二输出信号，其中所述第二输出信号与所述第一输出信号的不同之处在于对沿着所述第一磁场的非感测轴引导的磁干扰场的依赖性；以及处理电路，所述处理电路与所述第一和第二磁感测元件耦接，其中所述处理电路被配置成接收所述第一和第二输出信号、从所述第一与第二输出信号之间的关系中识别所述磁干扰场对所述第一输出信号的影响，并将校正因子应用于所述第一输出信号以产生其中基本上消除所述磁干扰场的所述影响的组合输出信号。

【技术特征摘要】
2018.02.08 US 15/891,5121.一种系统，其特征在于，包括：第一磁感测元件，所述第一磁感测元件被配置成响应于沿着与所述第一磁感测元件的平面平行的感测轴引导的外部磁场产生第一输出信号，所述第一磁感测元件具有第一磁化方向；第二磁感测元件，所述第二磁感测元件具有在所述平面中相对于所述第一磁化方向旋转的第二磁化方向，所述第二磁感测元件被配置成响应于所述外部磁场产生第二输出信号，其中所述第二输出信号与所述第一输出信号的不同之处在于对沿着所述第一磁场的非感测轴引导的磁干扰场的依赖性；以及处理电路，所述处理电路与所述第一和第二磁感测元件耦接，其中所述处理电路被配置成接收所述第一和第二输出信号、从所述第一与第二输出信号之间的关系中识别所述磁干扰场对所述第一输出信号的影响，并将校正因子应用于所述第一输出信号以产生其中基本上消除所述磁干扰场的所述影响的组合输出信号。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一和第二磁感测元件形成于基板上，所述平面与所述第一和第二磁感测元件的层磁化对准，所述平面平行于所述基板的平面表面，所述感测轴和非感测轴平行于所述平面表面，并且所述非感测轴垂直于所述感测轴。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括基板，其中所述第一和第二磁感测元件形成于所述基板上的同一结构层中。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括基板，其中所述第一磁感测元件形成于所述基板上的第一结构层中，并且所述第二磁感测元件形成于与所述第一结构层以堆叠配置布置的第二结构层中。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理电路包括：提取元件，所述提取元件被配置成接收所述第一和第二输出信号，并且计算作为第一输出信号与第二输出信号的比的商值；校正因子计算元件，所述校正因子计算元件被配置成使用所述商值来确定所述校正因子；以及补偿元件，所述补偿元件与所述第一磁感测元件和所述校正因子计算元件中的每个耦接，所述补偿元件被配置成将校正因子应用到所述第一输出信号。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括第三磁感测元件，所述第三磁感测元件被配置成响应于所述外部磁场产生第三输出信号，所述第三磁感测元件具有第三磁化方向，其中所述第二磁感测元件的所述第二磁化方向在所述平面中相对于所述第一和第三磁化方向两者旋转，其中在存在所述磁干扰场的情况下所述第三输出信号不同于所述第二输出信号，并且其中所述处理电路还被配置成接收所述第三输出信号并将所述校正因子或另一校正因子应用于所述第三输出信号以产生其中基本上消除所述磁干扰场的所述影响的第二组合输出信号。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：第三磁感测元件，所述第三磁感测元件被配置成响应于所述外部磁场产生第三输...

【专利技术属性】
技术研发人员：简·普日塔斯奇，约尔格·科克，斯特凡·马劳斯卡，艾德温·沙彭顿克，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL