角度传感器和修正参数计算单元制造技术

本申请实施例提供一种角度传感器和修正参数计算单元。角度传感器包括：检测信号生成单元，其生成与检测对象的角度具有对应关系的检测信号；以及角度计算单元，其根据所述检测信号以及角度的修正参数进行计算，生成与所述检测信号具有对应关系的角度检测值，其中，所述角度的修正参数包括：在检测信号生成单元生成的校正用检测信号的一个周期内，所述校正用检测信号与标准检测信号之差的峰值和平均值，以及与所述校正用检测信号相对于所述标准检测信号相位偏移相关的角度。

【技术实现步骤摘要】
角度传感器和修正参数计算单元
本申请涉及传感器

技术介绍
以往，使用旋转编码器作为角度检测器。旋转编码器存在一些局限性，例如：容易受外部磁场干扰，在旋转编码器的附近存在磁性-体或高导磁率材料时，有旋转角的测量精度恶化的情况；此外，在旋转编码器的附近存在磁性体或高导磁率材料而磁场分布变得复杂时，不能充分地进行补正；此外，旋转编码器安装不方便，尤其在防水构造的情况下，旋转编码器的信号布线的取出部的结构变得复杂，组装变得复杂；此外，旋转编码器相当于在电机上安装的一个小电机，因而成本较高。随着科技的进步，以磁阻材料作为角度测量的方法也逐渐成熟，市场上出现了使用磁阻材料的角度传感器。磁阻材料例如是各向异性磁阻(AMR)材料，巨磁阻(GMR)材料和隧穿磁阻(TMR)材料等。应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
对于磁阻材料，当外部磁场的方向和阻磁材料的内部磁化方向一致时，阻磁材料的电阻不发生变化，当外部磁场的方向和阻磁材料的内部磁化方向之间形成夹角θr时，磁阻材料的电阻变化率例如为2％～50％，变化率的具体数值根据磁阻材料的种类和制作方法而不同。在使用阻磁材料的角度传感器中，可以将阻磁材料制作的电阻器连接成惠斯通电桥，根据惠斯通电桥的输出信号，检测外部磁场的方向与预定方向之间的夹角。<br>本申请的专利技术人发现，由于电阻的材料和制造误差等因素，在无磁感应的情况下，惠斯通电桥的各电阻的电阻值可能与理想的电阻值并不一致，因此，导致惠斯通电桥的输出信号与理想的输出信号之间存在偏差，例如：输出信号中存在直流分量，并且，输出信号的正弦分量和余弦分量的正交性变差等。本申请实施例提供一种角度传感器和修正参数计算单元，该角度传感器能够根据角度的修正参数对惠斯通电桥的检测信号校正，并根据校正后的检测信号计算检测对象的角度，因此，能够提高角度检测的准确性。根据本申请实施例的第一方面，提供一种角度传感器，所述角度传感器包括：检测信号生成单元，其生成与检测对象的角度具有对应关系的检测信号；以及角度计算单元，其根据所述检测信号以及角度的修正参数进行计算，生成与所述检测信号具有对应关系的角度检测值，其中，所述角度的修正参数包括：在检测信号生成单元生成的校正用检测信号的一个周期内，所述校正用检测信号与标准检测信号之差的峰值和平均值，以及与所述校正用检测信号相对于所述标准检测信号相位偏移相关的角度。根据本申请实施例的第二方面，提供一种应用于角度传感器的修正参数计算单元，所述角度传感器包括：检测信号生成单元，其生成与检测对象的角度具有对应关系的检测信号；以及角度计算单元，其根据所述检测信号以及角度的修正参数进行计算，生成与所述检测信号具有对应关系的角度检测值；所述修正参数计算单元计算所述角度的修正参数，所述角度的修正参数包括：在所述检测信号生成单元生成的校正用检测信号的一个周期内，所述校正用检测信号与标准检测信号之差的峰值和平均值，以及与所述校正用检测信号相对于所述标准检测信号相位偏移相关的角度。本申请的有益效果之一在于：根据角度的修正参数对惠斯通电桥的检测信号校正，并根据校正后的检测信号计算检测对象的角度，因此，能够提高角度检测的准确性。参照后文的说明和附图，详细公开了本专利技术的特定实施方式，指明了本专利技术的原理可以被采用的方式。应该理解，本专利技术的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附附记的精神和条款的范围内，本专利技术的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。附图说明所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施方式，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1是角度传感器中惠斯通电桥的一个等效电路图；图2A是初始电阻值相同和不同的情况下Vsin在一个周期内的波形图；图2B是图2A的波形22和波形21的差值的一个波形图；图3是本申请实施例的第一方面的角度传感器的一个示意图；图4是角度计算单元40的一个示意图；图5是修正参数计算单元50的一个示意图。具体实施方式参照附图，通过下面的说明书，本专利技术的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本专利技术的特定实施方式，其表明了其中可以采用本专利技术的原则的部分实施方式，应了解的是，本专利技术不限于所描述的实施方式，相反，本专利技术包括落入所附附记的范围内的全部修改、变型以及等同物。在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”等用于对不同元素从称谓上进行区分，但并不表示这些元素的空间排列或时间顺序等，这些元素不应被这些术语所限制。术语“和/或”包括相关联列出的术语的一种或多个中的任何一个和所有组合。术语“包含”、“包括”、“具有”等是指所陈述的特征、元素、元件或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、元素、元件或组件。在本申请实施例中，单数形式“一”、“该”等包括复数形式，应广义地理解为“一种”或“一类”而并不是限定为“一个”的含义；此外术语“该”应理解为既包括单数形式也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外术语“根据”应理解为“至少部分根据……”，除非上下文另外明确指出。在本申请实施例中，所有角度的表示方式为角度制，例如：“θp＝270”，应理解为“θp＝270度”。实施例的第一方面本申请实施例的第一方面提供一种角度传感器。在该角度传感器中，阻磁材料制成的电阻器连接成惠斯通电桥，该角度传感器根据惠斯通电桥的输出信号检测角度。图1是惠斯通电桥的一个等效电路图。如图1所示，惠斯通电桥包括第一桥(Sin桥)和第二桥(Cos桥)。如图1所示，在第一桥中，将R1(601)、R3(603)的固定磁性层的磁化方向设定为θp＝90(即，固定磁性层的磁化方向与预设的0度方向的夹角为90度)，R2(602)、R4(604)的固定磁性层的磁化方向设定为θp＝270(即，固定磁性层的磁化方向与预设的0度方向的夹角为270度)，自由磁性层的磁化方向θf由外部磁场决定，θr表示θf与预定的方向的夹角，该预定的方向是磁阻元件的固定磁性层的磁化方向。4个磁阻元件601～604的电阻值由下式可知：R1＝R10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种角度传感器，其特征在于，所述角度传感器包括：/n检测信号生成单元，其生成与检测对象的角度具有对应关系的检测信号；以及/n角度计算单元，其根据所述检测信号以及角度的修正参数进行计算，生成与所述检测信号具有对应关系的角度检测值，/n其中，所述角度的修正参数包括：/n在检测信号生成单元生成的校正用检测信号的一个周期内，所述校正用检测信号与标准检测信号之差的峰值和平均值，以及与所述校正用检测信号相对于所述标准检测信号相位偏移相关的角度。/n

【技术特征摘要】
1.一种角度传感器，其特征在于，所述角度传感器包括：
检测信号生成单元，其生成与检测对象的角度具有对应关系的检测信号；以及
角度计算单元，其根据所述检测信号以及角度的修正参数进行计算，生成与所述检测信号具有对应关系的角度检测值，
其中，所述角度的修正参数包括：
在检测信号生成单元生成的校正用检测信号的一个周期内，所述校正用检测信号与标准检测信号之差的峰值和平均值，以及与所述校正用检测信号相对于所述标准检测信号相位偏移相关的角度。


2.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述角度计算单元包括：
归一化处理单元，其使用所述校正用检测信号在一个周期内的最大值和最小值，对所述检测信号进行归一化处理，输出归一化处理后的检测信号；
角度初步计算单元，其根据所述归一化处理后的检测信号，计算所述检测对象的第一角度；
角度调整单元，其根据所述与所述校正用检测信号相对于所述标准检测信号相位偏移相关的角度对所述第一角度进行调整，得到第二角度；
检测信号校正单元，其根据所述归一化处理后的检测信号，所述第二角度，所述峰值和所述平均值，计算校正后的检测信号；以及
角度确定单元，其根据所述校正后的检测信号，计算所述角度检测值。


3.如权利要求2所述的角度传感器，其特征在于，
所述检测信号校正单元计算与所述第二角度相关的正弦值与所述峰值的乘积，并根据所述归一化处理后的检测信号、所述平均值，计算所述校正后的检测信号。


4.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述检测信号生成单元包括：
感测单元，其生成与检测对象的角度具有对应关系的电压信号；
放大器，其对所述电压信号进行放大处理；
模数转换单元，其对所述放大器输出的信号进行采样并进行模数转换，生成数字信号；以及
计算单元，其根据所述模数转换单元输出的数字信号生成所述检测信号。


5.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述角度传感器还包括：
第一存储器，其至少存储所述峰值、所述平均值和所述与所述校正用检测信号相对于所述标准检测信号相位偏移相关的角度。


6.如权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，所述角度传感器还包括：
修正参数计算单元，其用于计算所述峰值、所述平均值和所述与所述校正用检测信号相对于所述标准检测信号相位偏移相关的角度。


7.如权利要求6所述的角度传感器，其特征在于，所述修正参数计算单元包括：
第二存储器，其与校正用检测对象旋转到的已知的真实角度对应地存储所述检测信号生成单元生成的检测信号作为校正用检测信号；
校正用归一化处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪文，
申请(专利权)人：欧姆龙广州汽车电子有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44