旋转检测设备制造技术

一种旋转检测设备(5)，包括具有在垂直于旋转轴方向的平面上的齿尖(3h)和齿底(3l)的可旋转主体(3)、形成朝向齿尖(3h)和齿底(3l)的齿表面的磁场的磁体(2)、磁性检测元件(100l1,100l2,100r1,100r2)和具有信号处理器的磁传感器(1)，所述磁性检测元件被设置在可旋转主体(3)和磁体(2)之间的且除了在可旋转主体(3)的旋转轴上之外的位置处，且在至少两个位置处检测可旋转主体(3)的旋转轴方向上的磁通密度，所述信号处理器用于根据在两个位置处检测到的在旋转轴方向上的磁通密度之间的差值以及由磁性检测元件(100l1、100l2、100r1、100r2)在两个位置处检测到的在垂直于可旋转主体(3)的旋转轴方向和径向方向的方向上的磁通密度之间的差值来计算可旋转主体(3)的旋转角。

【技术实现步骤摘要】
旋转检测设备
本专利技术涉及旋转检测设备。
技术介绍
作为常规技术，已经提出了用于通过对提供在旋转主体上的齿轮齿的通过进行计数来检测旋转主体的旋转角度的旋转检测设备(例如，见JP2015-215342A)。在JP2015-215342A中公开的旋转检测设备包括圆柱形偏磁、三个磁阻元件、检测部分、幅度调节部分、以及差值获取部分、确定电路部分，所述三个磁阻元件用于检测当提供在旋转主体上的齿轮齿随旋转主体旋转而通过时变化的磁场，所述检测部分用于检测差分信号，每个差分信号来自三个磁阻元件中的两个输出，所述幅度调节部分用于调节由检测部分所检测到的差分信号的幅度，以便使相应差分信号的幅度彼此一致，所述差值获取部分用于获取差分信号中的每个的差值，该差分信号的幅度已被幅度调节部分调节，所述确定电路部分用于基于来自由差值获取部分获取的差值的阈值生成二进制信号，并且旋转检测设备基于由确定电路部分生成的二进值信号的波形来对齿轮齿的通过进行计数并检测旋转主体的旋转角。当三个磁阻元件被布置成相对于由圆柱形偏磁生成的磁通量的对称倾斜时，差分信号中的一个的幅度是较大的而另一个的幅度较小，因此幅度是不同的。然而，因为幅度由幅度调节部分被调节为彼此一致，所以二进制信号与齿轮齿的通过一致。
技术实现思路
然而，即使当在JP2015-215342A公开的旋转检测设备中，三个磁阻元件被布置成相对于由圆柱形偏磁生成的磁通量的对称倾斜时，可获得对应于齿轮齿的通过的二进制信号，使得旋转检测设备的校准变得不必要。然而，因为旋转检测设备仅输出二进制信号并因此仅对齿轮齿的通过进行计数，所以旋转主体的旋转角的分辨率是受限的，这产生旋转角不能被连续检测的问题。因此，本专利技术的目的是要提供用于连续地检测旋转主体的旋转角的旋转检测设备。上述目标通过根据本专利技术的设备来实现。为了实现上述目标，本专利技术的实施例提供了以下旋转检测设备。根据本专利技术的实施例的旋转检测设备包括：可旋转主体，由软磁性材料制成且在垂直于旋转轴的方向的平面上具有齿尖和齿底，该齿尖被提供在第一旋转角的范围内，该齿底被提供在不同于第一旋转角的范围的范围内；磁体，配置成形成朝向可旋转主体的齿尖和齿底的齿表面的磁场；磁性检测元件，被设置在可旋转主体和磁体之间的且除了在可旋转主体的旋转轴上之外的位置处，且被配置成在至少两个位置处检测在可旋转主体的旋转轴的方向上的磁通密度；以及磁传感器，其具有信号处理器，所述信号处理器被配置成根据在所述至少两个位置处检测到的在可旋转主体的旋转轴的方向上的磁通密度之间的差值以及由磁性检测元件在所述至少两个位置处检测到的在垂直于可旋转主体的旋转轴的方向和径向方向的方向上的磁通密度之间的差值来计算可旋转主体的旋转角。在根据本专利技术的实施例的旋转检测设备中，磁传感器的信号处理器可被配置成当可旋转主体的齿表面和磁性检测元件之间的距离是无限大时，基于来自磁性检测元件的信号输出设定第一校正值，通过使用第一校正值对磁性检测元件的输出值进行校正，当在校正输出值之后进行可旋转主体的一次或多次回转(revolution)时，基于输出值的幅度设定第二校正值，通过使用第一校正值对由磁性检测元件在所述至少两个位置处检测到的在可旋转主体的旋转轴的方向上的磁通密度之间的差值进行校正，通过使用第二校正值对在所述至少两个位置处检测到的在垂直于可旋转主体的旋转轴的方向和径向方向的方向上的磁通密度之间的差值进行校正，以及根据通过使用第一校正值对差值进行的校正所得到的值和通过使用第二校正值对差值进行的校正所得到的值来计算可旋转主体的旋转角。根据本专利技术的第一方面，可旋转主体的旋转角可被连续地检测。根据本专利技术的第二方面，可抑制校准程序的增加。参考本文以下描述的实施例，本专利技术的上述和其他方面将是显而易见的和可阐明的。附图说明现将参照附图通过示例来进一步描述本专利技术，其中：图1是示出根据本专利技术的实施例的旋转检测设备的配置示例的侧视图；图2(a)至2(c)分别是示出根据本专利技术的实施例的旋转检测设备的配置的正视图、侧视图和平面图；图3(a)和3(b)是示出可被用于根据本专利技术的实施例的旋转检测设备中的磁传感器的配置的立体图和截面图；图4是用于图示根据本专利技术的实施例的旋转检测设备的磁传感器的操作的示意图；图5(a)至5(e)是示出由磁体形成的磁场的示意图；图6是示出随着齿轮(gear)旋转由磁传感器检测到的在x方向的磁通密度的变化示例的图；图7是示出随着齿轮旋转由磁传感器检测到的在z方向的磁通密度的变化示例的图；图8是示出随着齿轮旋转由磁传感器检测到的在x方向和z方向的磁通密度的变化示例的图；图9是用于图示磁传感器和磁体的布置的示意图；图10A和10B是示出随着齿轮旋转由磁传感器检测到的磁通密度的变化的图；图11是示出在z方向的偏移被校正的情况下随着齿轮旋转由磁传感器检测到的在x方向和z方向的磁通密度的变化示例的图；图12是示出在x方向的偏移被校正的情况下随着齿轮旋转由磁传感器检测到的在x方向和z方向的磁通密度的变化示例的图；以及图13是用于图示霍尔元件和磁体的布置的示意图。这些附图只是示意性而非限制性的。在附图中，出于说明性目的，可将一些元件的尺寸放大且未按比例绘制。尺度和相对尺度并不必然对应于对本专利技术实践的实际简化。权利要求书中的任何附图标记不被解释为限制范围。在不同的附图中，相同的附图标记指相同或相似的元件。具体实施方式将相对于具体实施例且参考特定附图来描述本专利技术，但是本专利技术不限于此而仅由权利要求书来限定。说明书和权利要求书中的术语第一、第二等被用于区分相似元件，而不一定用于描述时间上、空间上、等级上或其它方式上的顺序。应该理解，如此使用的这些术语在合适情况下可以互换，并且本文描述的本专利技术的实施例能够以除了本文描述或说明的之外的其他序列来操作。此外，参考正被描述的附图的取向，在说明书和权利要求书中的诸如顶部、底部、前部、后部、前缘、尾缘、下方、上方等之类的方向性术语被用于描述性目的，而不一定是用于描述相对位置。因为可以以数个不同的取向来放置本专利技术的实施例的各部件，所以仅出于说明的目的使用方向性术语且决不作为限制，除非另有说明。因此，应该理解，如此使用的这些术语在合适情况下可以互换，并且本文描述的本专利技术的实施例能够以除了本文描述或说明的之外的其他取向来操作。要注意，权利要求书中使用的术语“包括”不应被解释为限定其后列出的装置；它并不排除其他元件或步骤。因此，其解读为指定所陈述的特征、整数、步骤或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤或组件，或其群组的存在或添加。因此，措词“一种包括装置A和B的设备”的范围不应当被限定于仅由部件A和B构成的设备。这意味着该设备的唯一与本专利技术有关的部件是A和B。贯穿本说明书提及“一个实施例(oneembodiment)”或“一实施例(anembodiment)”意指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书在各个地方的出现的短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”并不一定全部引述同一实施例，而是可以引述同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，如本领域普通技术人员会从本公开中显而易见的，特定特征、结构或特性可以用任何合适的方式进行组合。类似地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转检测设备(5)，包括：可旋转主体(3)，所述可旋转主体(3)由软磁性材料制成且在垂直于旋转轴方向的平面上具有齿尖(3h)和齿底(3l)，所述齿尖(3h)被提供在第一旋转角的范围内，所述齿底(3l)被提供在不同于所述第一旋转角的所述范围的范围内；磁体(2)，被配置成形成朝向所述可旋转主体(3)的所述齿尖(3h)和所述齿底(3l)的齿表面的磁场；磁性检测元件(100l1、100l2、100r1、100r2)，被设置在所述可旋转主体(3)和所述磁体(2)之间的且除了在所述可旋转主体(3)的所述旋转轴上之外的位置处，且被配置成在至少两个位置处检测在所述可旋转主体(3)的所述旋转轴的方向上的磁通密度；以及磁传感器(1)，所述磁传感器(1)具有信号处理器，所述信号处理器被配置成根据在所述至少两个位置处检测到的在所述可旋转主体(3)的所述旋转轴的方向上的磁通密度之间的差值，以及由所述磁性检测元件(100l1、100l2、100r1、100r2)在所述至少两个位置处检测到的在垂直于所述可旋转主体(3)的所述旋转轴的方向和径向方向的方向上的磁通密度之间的差值来计算所述可旋转主体(3)的旋转角。

【技术特征摘要】
2016.11.09 JP 2016-2185631.一种旋转检测设备(5)，包括：可旋转主体(3)，所述可旋转主体(3)由软磁性材料制成且在垂直于旋转轴方向的平面上具有齿尖(3h)和齿底(3l)，所述齿尖(3h)被提供在第一旋转角的范围内，所述齿底(3l)被提供在不同于所述第一旋转角的所述范围的范围内；磁体(2)，被配置成形成朝向所述可旋转主体(3)的所述齿尖(3h)和所述齿底(3l)的齿表面的磁场；磁性检测元件(100l1、100l2、100r1、100r2)，被设置在所述可旋转主体(3)和所述磁体(2)之间的且除了在所述可旋转主体(3)的所述旋转轴上之外的位置处，且被配置成在至少两个位置处检测在所述可旋转主体(3)的所述旋转轴的方向上的磁通密度；以及磁传感器(1)，所述磁传感器(1)具有信号处理器，所述信号处理器被配置成根据在所述至少两个位置处检测到的在所述可旋转主体(3)的所述旋转轴的方向上的磁通密度之间的差值，以及由所述磁性检测元件(100l1、100l2、100r1、100r2)在所述至少两个位置处检测到的在垂直于所述可旋转主体(3)的所述旋转轴的方向和径向方向的方向上的磁通密度之间的差...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉谷拓海，
申请(专利权)人：迈来芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH