磁性传感器和磁性感测方法技术

一种磁性传感器包括：设置在目标附近的磁体，所述目标包括多个齿和在它们之间形成的多个槽。集成电路总体上被设置在磁体的一侧，其中所述集成电路包括多个不对称布置的磁阻桥组件，其中所述集成电路和磁体被配置到传感器包装件中，以使所述多个不对称布置的磁阻桥组件实现对多个目标齿之中的至少一个齿的检测。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
实施例总体上涉及位置传感器。实施例还涉及磁性传感器(magneticsensor)和磁性感测组件(magnetic sensing component)。实施例另外涉及磁阻(magnetoresistive)和霍耳效应(Hall effect)传感器。
技术介绍
磁性传感器典型地依赖永久磁体来检测在相对于传感器的某个预定义检测区域内可透磁物体存在与否。结合永久磁体，此类型的一些传感器利用霍耳效应和/或磁阻组件，所述组件相对于永久磁体及其它被设置在特定位置处。磁阻元件例如可以相对于永久磁体布置在对称位置，以便实现磁性感测操作。此类型的接近性传感器，不管它们使用霍耳效应元件还是磁阻元件，都能够被配置为在通常垂直于永久磁体的中心轴的方向上感测存在或不存在穿过检测区域的可透磁物体，或者可替换地能够被配置为检测可透磁物体沿着通常平行于所述磁体中心轴的路径在朝向或远离永久磁体极面的方向上移动的距离。已经实现的磁性传感器的一个例子是温度稳定接近性传感器，用于感测从永久磁体的侧面所发出的磁通量。在这种配置中，铁物体传感器检测高磁导率的物体(诸如在加电后即刻且处于零速度时的可旋转安装的铁轮上的齿或槽口(notch))存在与否。这种设备能够被用作接近性传感器并且能够被配置有永久磁体和磁通量响应传感器，所述磁通量响应传感器具有感测平面并且生成电输出信号，所述电输出信号根据磁通量密度的变化而改变。在这种配置中，铁主体传感器装配件(assembly)不像某些已知的常规传感器那样依赖于极面磁性(magnetism)，而相反依赖于从在相对极面之间的磁体侧面发出的磁通量密度的径向分量。由于铁物体传感器装配件不依赖于极面磁性，所以它的电输出信号在相对较宽的温度范围上相对稳定。在另一种磁性传感器配置中，齿轮(geartooth)位置和速度传感器可以被配置为具有以桥电路布置连接的四个磁阻轨道(track)。为了简化-->场极板(plate)效应速度和位置传感器，四个弯曲(meander)布置的坡莫合金(permalloy)电阻轨道可能够被设置在衬底上的矩形的角处。这样的组件能够在沿圆周方向上大约相互间隔齿轮间距的一半。电阻能够以分压器布置或采用具有以恒流源供电的惠斯通电桥电路的形式来连接以便消除温度变化效应。在一个实施例中，所述电阻被形成为硅衬底上弯曲成形的薄膜气相淀积轨道。永久磁体然后能够被用来提供偏置磁化(bias magnetization)。在上述一般类型的磁性传感器中，磁性敏感的组件通常用于提供表示磁场在特定方向上强度的信号。如果霍耳效应元件与永久磁体联合使用，那么来自霍耳元件的信号表示在垂直于所述霍耳元件的感测平面的方向上的磁场强度分量。另一方面，如果磁阻元件与永久磁体联合使用，那么来自所述磁阻元件的信号表示在所述磁阻元件的感测平面内并且垂直于其最薄尺寸的方向上的磁场强度。根据传感器的特定应用和性能要求，霍耳效应元件或磁阻器都能够被使用。遍及描述现有技术的文献，此一般类型的传感器有时被描述为接近性传感器并且可替换地被描述为齿轮传感器，这取决于传感器的目的应用。在大部分接近性传感器中，例如若干属性是有益的。例如，在与内燃机相关联使用的齿轮传感器中，有益的特性是当启动时在不必需要齿轮运动的情况下提供用于标识在预定义的检测区域中存在或不存在齿轮的信号的能力。这被称为上电识别能力。齿轮传感器或接近性传感器的另一有益特性是其有减小的尺寸。这种传感器的大小通常受到永久磁体的大小以及磁敏感组件和所述永久磁体的相对位置的影响。在于1995年12月19日授予Mien T.Wu的、题目为“Sensor WithMagnetoresistors Disposed on a Plane Which is Parallel to and Displacedfrom the Magnetic Axis of a Permanent Magnet”的美国专利号5,477,143中公开了磁感测应用的一个例子，并且该专利被转让给Honeywell国际公司。在此美国专利号5,477,143的内容被并入以供参考并且大体上描述了具有两个磁阻元件的接近性传感器，所述两个磁阻元件被布置在共同平面上并且从永久磁体的侧面转移(displace)。磁阻元件的共同感测平面在通常平行于永久磁体磁轴的方向上延伸，所述磁轴在磁体的北极和南极之间延伸。在美国专利号5,477,143的配置中，能够相对于预先选择的磁极面来定义检测区域并且磁阻元件提供了第一和第二信号，第-->一和第二信号能够被比较以定义第三信号，所述第三信号用于表示在检测区域内可透磁的物体存在与否。磁阻元件均具有多个磁阻器，为了提供上述第一和第二信号，所述磁阻器以对称惠斯通电桥配置来布置。诸如上述传感器之类的这样的磁检测器件的一个问题在于：这样的设备虽然适合一些感测应用，常常以对称布置磁性感测组件的方式来配置，然而不对称配置常常能够提供增强的性能。因为例如齿轮传感器能够由永久磁体和各向异性的磁阻(anisotropic magnetoresistive AMR)变送器(transducer)组成，用以感测铁或非铁目标，所以AMR变送器设计对于作为结果的传感器设备或系统的性能来说是关键的。对称布置有时还不适合经由公知的涡流效应来感测非铁目标。人们相信用于克服这些缺陷的一种技术涉及不对称电路布置的实现方式，而不是对称配置。
技术实现思路
以下
技术实现思路
被提供以便于理解为所公开实施例所独有的一些创新特征并且不旨在是全部的描述。可以通过总体上阅读整个说明书、权利要求、附图和摘要来获得对实施例各个方面的充分理解。因此，本专利技术的一个方面在于提供改进的位置传感器。本专利技术的进一步方面在于提供用于优化目标的磁检测的不对称磁阻桥。现在可以如这里所描述的那样来实现上述方面及其它目的和优点。一种磁性传感器被公开，包括设置在目标附近的磁体，所述目标包括多个齿和在它们之间形成的多个槽。集成电路通常被设置在磁体的一侧，其中所述集成电路包括多个不对称布置的磁阻桥组件，其中所述集成电路和磁体被配置到传感器包装件(package)中，以使多个不对称布置的磁阻桥组件实现在目标的多个齿之中的至少一个齿的检测。不对称布置的磁阻桥组件通常包括不对称磁阻桥电路，所述不对称的磁阻桥电路基于不对称地偏离于第二组磁阻器的第一组磁阻器。第一和第二组磁阻器被配置在衬底上，在所述衬底上形成有集成电路。通常，一组磁阻器包括与另一组磁阻器不同模式的磁阻器。从而能够从利用这种不对称桥布局的磁阻桥电路获得改进的性能，其中电路的两个对分(halve)不是彼此的镜像。然而，重要的是应当注意，不只有单单磁阻器的数目被用来提供不对称性。例如，上述两个对分能够拥有相同数目-->的磁阻器，但是能够在它们的带(runner)之间具有变化不同的间隔。附图说明附图进一步图示了实施例并且连同具体实施方式一起来解释这里所公开的实施例，其中遍及各个附图同样的附图标记涉及相同的或功能上相似的元件并且其被并入说明书中并形成说明书的一部分。图1图示了磁性感测系统的X轴视图，该系统能够根据一个实施例来实现；图2图示了根据一个实施例的图1中所示出的磁性感测系统的Y轴视图；图3图示了根据一个实施例的在图1-2中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性传感器，包括：设置在目标附近的磁体，所述目标包括多个齿和在它们之间形成的多个槽；集成电路，设置在所述磁体的侧边，其中所述集成电路包括多个不对称布置的磁阻桥组件，其中所述集成电路和所述磁体被配置到传感器包装件中，以使所述多个不对称布置的磁阻桥组件实现对所述目标的所述多个齿之中的至少一个齿的检测。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-7-22 11/187,3271.一种磁性传感器，包括：设置在目标附近的磁体，所述目标包括多个齿和在它们之间形成的多个槽；集成电路，设置在所述磁体的侧边，其中所述集成电路包括多个不对称布置的磁阻桥组件，其中所述集成电路和所述磁体被配置到传感器包装件中，以使所述多个不对称布置的磁阻桥组件实现对所述目标的所述多个齿之中的至少一个齿的检测。2.如权利要求1所述的传感器，其中所述多个不对称布置的磁阻桥组件包括不对称磁阻桥电路。3.如权利要求1所述的传感器，其中所述多个不对称布置的磁阻桥组件包括不对称地偏离于第二组磁阻器的第一组磁阻器，其中所述第一和第二组磁阻器被配置在衬底上，在所述衬底上形成有所述集成电路的。4.如权利要求3所述的传感器，其中所述第一组磁阻器包括与所述第二组磁阻器的布局几何不同的布局几何。5.如权利要求1所述的传感器，其中所述目标包括铁或非铁目标。6.如权利要求1所述的传感器，其中所述多个不对称布置的磁阻桥组件包括AMR带。7.如权利要求1所述的传感器，其中所述多个不对称布置的磁阻桥组件包括不对称地...

【专利技术属性】
技术研发人员：NF布施，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]