磁性传感器制造技术

本发明专利技术涉及磁性传感器。描述了一种用于检测目标对象的特性的传感器系统。传感器系统可以包括：传感器，诸如磁性传感器，配置成感测磁场分量并且基于所感测的磁场分量而生成对应的磁场分量信号。传感器系统可以包括：处理器，配置为基于第三磁场分量来计算磁场角度。例如，磁场角度可以通过确定多个磁场分量的平方和来计算。目标对象的特性可以基于所计算的磁场角度来确定。

【技术实现步骤摘要】
磁性传感器
本文中描述的实施例大体涉及传感器，包括具有改进的切换相位准确度的磁性传感器。
技术介绍
磁性设备可以包括磁阻传感器，所述磁阻传感器是基于一个或多个磁阻技术——包括例如隧道磁阻（TMR）、巨磁阻（GMR）、各向异性磁阻（AMR）和/或如将由（一个或多个）相关
中的技术人员所理解的一个或多个其它磁阻技术——所述一个或多个磁阻技术可以笼统地称为xMR技术。磁性传感器还可以包括霍尔效应传感器，所述霍尔效应传感器是基于霍尔效应原理响应于磁场进行操作的固态电子设备。霍尔效应原理是如下现象：在存在磁场的情况下横跨导电主体生成电压差。常规霍尔效应设备可以包括被称为霍尔片的平面结构，所述平面结构配置为生成对应于所施加的磁场的输出信号（例如，电压或电流）。附图说明并入本文中并且形成说明书的部分的附图图示了本公开的实施例，并且与描述一起进一步用于解释实施例的原理并且使得相关
中的技术人员能够做出并使用实施例。图1A图示了根据本公开的示例性实施例的传感器系统。图1B图示了根据本公开的示例性实施例的传感器系统。图2图示了针对各种气隙布置的示例磁场信号。图3A和3B图示了根据本公开的示例性实施例的针对各种气隙布置所生成的示例磁场分量信号。图4图示了根据本公开的示例性实施例的针对各种气隙布置所生成的示例磁场角度信号。图5图示了根据本公开的示例性实施例的传感器系统。图6图示了根据本公开的示例性实施例的传感器系统。图7图示了根据本公开的示例性实施例的传感器系统。将参照附图描述本公开的示例性实施例。第一次出现元件所在的图典型地通过对应参考标号中的（一个或多个）最左数位来指示。具体实施方式在以下描述中，阐述众多具体细节以便提供对本公开的实施例的透彻理解。然而，本领域技术人员将显而易见的是，包括结构、系统和方法的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。本文中的描述和表示是由本领域中的有经验人员或技术人员用来向本领域中的其他技术人员最有效地传达他们工作实质的常规手段。在其它实例中，尚未详细描述公知的方法、进程、组件和电路以便避免使本公开的实施例不必要地模糊。磁性设备可以用于磁性传感器中（包括例如凸轮轴传感器中）的旋转方向、旋转位置和/或旋转速度确定。尽管本公开在描述磁性传感器时包括对凸轮轴传感器的讨论，但是本公开不限于凸轮轴传感器。本公开的教导可以应用于如将由相关
中的普通技术人员所理解的其它类型的磁性传感器和/或磁性传感器环境。图1A图示了根据本公开的示例性实施例的传感器系统100。传感器系统100可以包括与指示器对象105间隔开的磁性传感器封装110。传感器封装110可以包括一个或多个传感器115和一个或多个磁体130。在示例性实施例中，传感器封装110包括夹在两个或更多磁体130之间的一个或多个传感器115。在示例性实施例中，（一个或多个）传感器115包括处理器电路，所述处理器电路配置成检测或感测一个或多个磁场分量并且响应于所检测和/或感测的（一个或多个）磁场分量而生成一个或多个信号。传感器115可以定位在X-Y平面内并且在Z方向上与指示器对象105间隔开。在示例性实施例中，（一个或多个）传感器115配置成感测在X方向上延伸的磁场分量（BX）、在Y方向上延伸的磁场分量（BY）和/或在Z方向上延伸的磁场分量（BZ）。在示例性实施例中并且如在下文详细地讨论，所感测的磁场分量可以独立于相对传感器封装110的Z方向的旋转位置106。这种关系还可以称为具有扭曲独立安装操作的传感器封装110。第一磁场分量（BX）可以与第二磁场分量（BY）正交（或基本上正交），并且第三磁场分量（BZ）可以与第一（BX）和第二（BY）磁场分量正交（或基本上正交）。例如，第一磁场分量可以在X方向上延伸，并且第二磁场分量可以在与X方向正交的Y方向上延伸。第三磁场分量可以在与X方向和Y方向二者正交的Z方向上延伸。在其它实施例中，磁场分量可以在其它方向上延伸，如将由相关
中的普通技术人员所理解的。在操作中，第一磁场分量（BX）可以基本上平行于指示器对象105的相对运动方向107延展，而第二磁场分量（BY）和第三磁场分量（BZ）可以基本上垂直于指示器对象105的相对方向107延展。在示例性实施例中，（一个或多个）传感器115例如是（一个或多个）霍尔效应设备（例如，霍尔片），但是不限于此，其中所述（一个或多个）霍尔效应设备（例如，霍尔片）配置为响应于磁场（B）的存在而生成传感器信号。在操作中，（一个或多个）传感器115可以在存在磁场的情况下生成电压和/或电压差。在一个或多个实施例中，电压和/或电压差可以与所施加的磁场成比例。在具有两个或更多传感器115的实施例中，传感器115可以例如在X方向上间隔开一段距离，所述距离可以称为“传感器间距”。示例传感器间距可以例如是2mm、范围为1到3mm的距离、或者如将由相关
中的普通技术人员所理解的另一个距离。在该示例中，两个传感器115可以位于X-Y平面内，所述X-Y平面可以称为感测平面或感测区域。更具体地讲，感测区域是传感器115所布置在的感测平面（例如，X-Y平面）的部分。出于该讨论的目的，感测平面可以是指（一个或多个）传感器115的物理位置，和/或可以限定包含一个或多个磁场分量的平面，其中传感器115对所述一个或多个磁场分量敏感并且因而配置成感测所述一个或多个磁场分量。磁性传感器封装110可以包括：一个或多个引线135，配置成将磁性传感器封装110连接到一个或多个评估设备诸如传感器处理器150（图1B），所述一个或多个评估设备配置成处理经由引线135从（一个或多个）传感器115接收和/或由（一个或多个）传感器115生成的一个或多个信号。信号可以对应于所感测的磁场分量和/或这样的磁场分量中的改变。（一个或多个）评估设备还可以配置成基于（一个或多个）经处理的信号来确定指示器对象105（在下文更详细地讨论）的位置、旋转方向和/或旋转速度。一个或多个磁体130可以是配置为生成磁场的后偏置磁体，该磁场可以通过布置成邻近磁性传感器封装110且与磁性传感器封装110隔开的指示器对象105来限定和/或影响。指示器对象105可以是具有凸出齿部和凹入凹陷（例如，间隙）的齿缘轮或齿轮，并且配置成限定和/或影响由磁体130生成的磁场。在操作中，指示器对象105可以沿方向107移动，使得齿部在方向107上经过磁性设备100。要理解到，运动可以例如是线性运动和/或旋转运动。在示例性实施例中，方向107沿（或者基本上沿）X方向延伸。指示器对象105可以沿（或者基本上沿）Z方向与磁性传感器封装110间隔开一段距离，所述距离还称为气隙距离。距离可以在例如0.1到5mm、0.5到2mm的范围内，或者可以是如将由相关
中的普通技术人员所理解的另一个距离。在一个或多个示例性实施例中，气隙距离例如是0.5mm、1.0mm、1.5mm或2.0mm，但是不限于此。指示器对象105可以被磁化并且被配置为生成除由磁体130生成的磁场之外或者作为由磁体130生成的磁场的替换物的磁场。在这些示例中，指示器对象105可以包括：磁化极（例如，北极和南极），所述磁化极（例如，北极和南极）生成具有一个或多个磁场分量的一个或多个磁场本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器系统，包括：传感器，配置为感测磁场分量并且基于所感测的磁场分量而生成对应的磁场分量信号；以及处理器，耦合到传感器并且配置成：基于磁场分量信号计算磁场角度；以及基于所计算的磁场角度来检测旋转目标对象的一个或多个边缘。

【技术特征摘要】
2016.03.24 US 15/0792971.一种传感器系统，包括：传感器，配置为感测磁场分量并且基于所感测的磁场分量而生成对应的磁场分量信号；以及处理器，耦合到传感器并且配置成：基于磁场分量信号计算磁场角度；以及基于所计算的磁场角度来检测旋转目标对象的一个或多个边缘。2.权利要求1所述的传感器系统，其中处理器进一步配置成：比较磁场角度与阈值；以及基于所述比较来检测目标对象的所述一个或多个边缘。3.权利要求1所述的传感器系统，其中：磁场分量包括第一和第二磁场分量；并且处理器配置成基于所述两个磁分量来计算磁场角度。4.权利要求1所述的传感器系统，其中：磁场分量包括第一和第二磁场分量；并且处理器配置成：计算第一磁场分量和第二磁场分量的平方和；以及基于所述平方和计算磁场角度。5.权利要求4所述的传感器系统，其中：第一磁场分量在第一方向上延伸，目标对象配置为沿第一方向移动经过传感器；第二磁场分量在与第一方向正交的第二方向上延伸，传感器设置在由第一和第二方向限定的平面中。6.权利要求4所述的传感器系统，其中：磁场分量还包括第三磁场分量；并且处理器配置为基于平方和以及第三磁场分量来计算磁场角度。7.权利要求6所述的传感器系统，其中：第一磁场分量在第一方向上延伸，目标对象配置为沿第一方向移动经过传感器；第二磁场分量在与第一方向正交的第二方向上延伸，传感器设置在由第一和第二方向限定的平面中；并且第三磁场分量在与第一方向和第二方向正交的第三方向上延伸，传感器在第三方向上与目标对象隔开。8.权利要求1所述的传感器系统，其中：磁场分量包括第一、第二和第三磁场分量；并且处理器配置成：计算第一磁场分量和第二磁分量的平方和；基于所述平方和与第三磁场分量来计算反三角值；以及基于所述反三角值来计算磁场角度。9.权利要求8所述的传感器系统，其中处理器配置为基于所述平方和与第三磁场分量来执行反正切计算以计算反三角值。10.权利要求2所述的传感器系统，其中处理器配置为基于磁场角度来调节阈值。11.一种传感器系统，包括：传感器，配置为感测第一、第二和第三磁场分量并且基于所感测的第一、第二和第三磁场分量而生成对应的第一、第二和第三磁场分量信号；以及处理器，耦合到传感器并且配置成：基于第一和第二磁场分量信号来计算磁场角度；以及基于以下选择性地确定目标对象的特性：在第一操作模式中，所计算的磁场角度；以及在第二操作模式中，仅第三磁场分量。12.权利要求11所述的传感器系统，其中处理器还配置成：比较磁场角度与第一阈值；比较第三磁场分量与第二阈值；以及基于以下确定目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：M莫茨，G沃蒂舍尔，T沃思，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE