利用多个旋转构造的磁性传感器的角度位置检测制造技术

一种磁性检测方法和系统包括具有中心位置的冲模。一组磁阻桥电路位于并且构造在该冲模上。然后采用磁偏置元件，利用绕所述冲模的所述中心位置的轴旋转的磁场来偏置所述多个磁阻桥电路，从而产生多个电桥输出信号。最后，处理所述多个电桥输出信号从而测定出位置数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本专利申请是2004年11月18日在美国专利商标局提交的、标题为“Position Detection Appratus and Method for Linear and RotarySensing Applications”、序列号为10/993964的美国专利申请的部分延续申请，该美国专利申请的整个公开内容在此被结合作为参考。
本专利技术大致涉及检测装置。本专利技术还涉及基于霍尔效应和/或磁阻元件的磁性检测结构。本专利技术此外还涉及角度位置和旋转位置传感器。
技术介绍
在磁效应检测领域公知多种传感器。普通磁效应传感器的示例包括霍尔效应和磁阻技术。这些磁性传感器通常能够响应正如受磁效应传感器的传感场所通过的设计形状的铁磁目标对象有无影响的磁场变化。然后该传感器能够提供电输出，该电输出可以根据需要由后面的电子装置进行进一步修改，从而产生检测和控制信息。所述后面的电子装置可以位于传感器封装的板上或板外。霍尔效应检测装置表示一种磁效应传感器，它在旋转和角度位置检测中广泛应用。霍尔效应传感器包括霍尔效应元件，它依靠流过第一组触点之间的电流和正交施加的磁场之间的反应来产生通过第二组触点的电压。理论上讲，没有磁场施加到霍尔效应元件的情况中，则在第二组触点上不会产生电压。而实际上，即使没有磁场施加到霍尔效应元件，通常也会在第二组触点上产生电压。磁阻(MR)技术也应用于多种商业、消费和工业检测应用场合中。一种MR技术是各向异性磁阻(AMR)技术。在一些传统的MR系统中，可以设置用于检测沿路径运动的部件的位置的装置。在这种装置中，磁体可以连接到该运动部件，并且磁场传感器阵列位于该路径附近。这种检测结构通常称为“MR阵列”技术。随着该磁体靠近、通过和离开传感器，该传感器提供变化的输出信号，该变化的输出信号可以由表示任意传感器的单一特征曲线来表征。为了测定运动部件的位置，传感器被电子扫描，并且从具有表示相-->对邻近该磁体的输出的一组传感器中选择数据。然后采用曲线拟合算法来测定数据与特征曲线的最佳拟合。通过沿位置轴设置特征曲线，可以测定该磁体以及该运动部件的位置。在另一种传统的MR装置中，可以实现一种位置测定装置，它包括连接到沿有限长度的预定路径运动的运动部件的磁体。磁场传感器阵列位于该预定路径附近。当该磁体传感器靠近、通过和离开每个传感器时，传感器能够提供输出信号。校正机构还能够用于校正因传感器的非线性导致的残留误差。这种校正机构优选利用预定函数近似化该残留误差，并且应用对应于该预定函数的校正因数来补偿该残留误差。通过校正传感器的非线性，该磁体的长度可以减小和/或间距。例如在美国专利No.5589769中公开了一种传统的磁性检测方法的示例，该美国专利的标题为“Position Detection Apparatus includinga Circuit for Receiving a Plurality of Output Signal Values andFitting the Output Signal Values to a Curve”，由专利技术人DonaldR.Krahn在1996年12月31日申请，并且转让给Honeywell国际公司。在美国专利No.6097183中公开了另一种传统的磁性检测方法的另一个示例，“Position Detection Apparatus with Correction forNon-Linear Sensor Regions”，由专利技术人Goetz等人在2000年8月1日申请，并且转让给Honeywell国际公司。在美国专利No.6806702中也公开了传统磁性检测系统的另一个示例，“Magnetic AngularPosition Sensor Apparatus”，它由专利技术人Wayne A.Lamb等人在2004年10月19日申请，并且转让给Honeywell国际公司。美国专利5589769、6097183以及6806702均在此被结合作为参考。这些传统的基于MR的装置通常利用印刷电路板(PCB)上的离散部件来产生最终功能。因为这些传统的基于MR的检测装置尤其是角度传感器需要在小封装直径的情况下实现，所以在没有足够空间为偏置磁体设置成“飞越模式(fly by mode)”的情况下，这些装置不可行。因此必须实现占据较少空间的磁路和传感器组合。一些系统采用AMR桥结合简单的数学函数例如ATAN(反正切函数)来测定绝对位置数据。采用例如ATAN的数学函数的一个问题是，为了实现高准确度的方法，该AMR桥信号必须尽可能接近完美正弦曲线(也就-->是，Sin2X和Cos2X)。对于数据而言，这些目标还未充分实现。为了克服这些问题，必须设计出一种新式角度/旋转位置检测方案及其算法，从而实现最大性能优势。我们相信，这里所公开的实施例可以解决和克服这些问题。
技术实现思路
提供下面的
技术实现思路
部分是为了便于理解本专利技术所独有的一些开创性特征，而不用于作为完全说明。通过将整个说明书、权利要求书、附图和摘要作为一个整体，可以获得对实施例的多个方面的完全理解。因此，本专利技术的一个方面是，提供基于霍尔效应和/或磁阻元件的一种改进型磁性检测结构。本专利技术的另一个方面是，提供一种角度和旋转位置传感器。本专利技术的另一个方面是，提供一种采用多个旋转构造的磁性传感器的角度位置检测系统以及方法。本专利技术的上述方面以及其他目的和优点将在此实现。这里公开磁性检测方法和系统。一般来说，提供包括中心位置的冲模。一组磁阻桥电路设置构造在该冲模上。然后利用磁性偏置元件来偏置多个磁阻桥电路，其中磁场绕冲模的中心位置的轴向旋转，从而产生多个桥输出信号。最后，处理该多个桥输出信号，从而测定位置数据。因此，两个或多个磁阻桥电路能够共享其中心位置。磁性偏置元件可以设置成靠近所述两个或多个磁阻桥电路，以使得所述磁性偏置元件绕其轴旋转，从而在所述两个或多个磁阻桥电路上产生磁场，并且其中该磁场靠近
技术实现思路
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部分是为了便于理解本专利技术所独有的一些开创性特征，而不用于作为完全说明。通过将整个说明书、权利要求书、附图和摘要作为一个整体，可以获得对实施例的多个方面的完全理解。因此，本专利技术的一个方面是，提供基于霍尔效应和/或磁阻元件的一种改进型磁性检测结构。本专利技术的另一个方面是，提供一种角度和旋转位置传感器。本专利技术的另一个方面是，提供一种采用多个旋转构造的磁性传感器的角度位置检测系统以及方法。本专利技术的上述方面以及其他目的和优点将在此实现。这里公开磁性-->检测方法和系统。一般来说，提供包括中心位置的冲模。一组磁阻桥电路设置构造在该冲模上。然后利用磁性偏置元件来偏置多个磁阻桥电路，其中磁场绕冲模的中心位置的轴向旋转，从而产生多个桥输出信号。最后，处理该多个桥输出信号，从而测定位置数据。因此，两个或多个磁阻桥电路能够共享其中心位置。磁性偏置元件可以设置成靠近所述两个或多个磁阻桥电路，以使得所述磁性偏置元件绕其轴旋转，从而在所述两个或多个磁阻桥电路上产生磁场，并且其中该磁场靠近绕中心位置旋转的磁性矢量，从而提供角度和旋转数据。所述磁性偏置元件和所述磁阻桥元件通过所述磁性偏置元件和所述磁阻桥元件之间的间隙而相互隔开。所述磁阻桥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性检测方法，包括：提供包括中心位置的冲模；在所述冲模上设置多个磁阻桥电路；利用绕所述冲模的所述中心位置的轴旋转的磁场来偏置所述多个磁阻桥电路，从而产生多个电桥输出信号，其中利用磁性偏置元件来偏置所述多个磁阻桥电路；以及处理所述多个电桥输出信号以便测定出位置数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-3-23 11/088,1041.一种磁性检测方法，包括：提供包括中心位置的冲模；在所述冲模上设置多个磁阻桥电路；利用绕所述冲模的所述中心位置的轴旋转的磁场来偏置所述多个磁阻桥电路，从而产生多个电桥输出信号，其中利用磁性偏置元件来偏置所述多个磁阻桥电路；以及处理所述多个电桥输出信号以便测定出位置数据。2.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述多个电桥输出信号以便测定出位置数据的步骤还包括：通过计算所述多个磁阻桥电路当中的选定磁阻桥电路的所述多个电桥输出信号的比率，从而测定出所述位置数据；以及施加选定校正因数到该比率以测定所述位置数据。3.根据权利要求2所述的方法，还包括从多个校正因数中选择所述选定校正因数。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述多个校正因数以预定函数共同降低。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述预定函数包括正弦函数。6.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述多个电桥输出信号从而测定出位置数据的步骤还包括：拟合所述多个电桥输出信号到至少一个曲线；以及利用所述至少一个曲线的交叉点来测定所述位置数据。7.根据权利要求1所述的方法，其中处理所述多个电桥输出信号从而测定出位置数据的步骤还包括：当所述磁性偏置元件靠近、通过和离开至少一个磁阻桥电路时测定所述多个磁阻桥电路当中的所述至少一个磁阻桥电路的特征曲线；以及拟合所述多个电桥输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：LF里克斯，MJ拉托里亚，
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]