传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于磁化可磁化物体的磁化设备，所述磁化设备包括：编程单元，其以如下方式被形成：当将编程单元置于可磁化物体附近并且对编程单元施加电编程信号时，可磁化物体被磁化，使得沿着可磁化物体的延伸方向形成具有不同的磁极性的至少两个磁编码区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种磁化设备、 一种磁化可>^化物体的方法以及一种传感 器装置。
技术介绍
磁变送器(transducer)技术在扭矩和位置测量中得到应用。尤其开 发了对受到扭矩或者线性运动的轴或者任意其它部件的扭矩的非接触测 量。可以对转动或者往复运动的元件设置磁化区域，即磁编码区域，当轴 转动或者往复运动时，该磁编码区域在磁场检测器(例如磁线團)中产生 特征信号，使得可以确定轴的扭矩或者位置。例如在WO 02/063262中^>开了这种传感器。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供磁化物体的有效方式。根据独立权利要求的主题可以实现该目的。从属权利要求示出其它示 例性实施例。根据本专利技术的示例性实施例，提供一种用于磁化可磁化物体的磁化设 备，所述磁化设备包括编程单元，其以如下方式被形成当将编程单元 置于可磁化物体附近并且对编程单元施加电编程信号时，可磁化物体被磁 化，使得沿着可磁化物体的延伸方向形成具有不同的磁极性的至少两个磁 编码区域。才艮据本专利技术的另一示例性实施例，提供一种磁化可磁化物体的方法， 所述方法包括将编程单元置于可磁化物体附近；对编程单元施加电编程信号，使得可磁化物^f^L磁化，以根据编程单元的形状沿着可磁化物体的 延伸方向形成具有不同的磁极性的至少两个磁编码区域。才艮据本专利技术的又一示例性实施例，4^供一种用于磁感测可移动物体的 物理M的传感器装置，所述传感器装置包括至少两个磁编码区域，其 沿着可移动物体的延伸方向形成并具有不同的磁极性，至少两个磁编码区 域通过具有上述特征的方法和/或使用具有上述特征的磁化设备制造。根据本专利技术的示例性实施例，提供一种编程设备，用于磁化可>#化物 体以便在该可磁化物体上和/或中形成磁图案，其中编程单元与可磁化物 体功能性地耦合(以接触或者非接触的方式耦合)。因此，提供一种可灵 活调节的磁化设备，用于在可磁化物体上产生复杂的磁化图案。例如，使 用单个或者少量磁化信号可以在可磁化物体上选择性地形成棋盘状结构或者正弦变化结构的磁场。例如，编程单元可以是相应地弯曲的编程配线， 对其施加电流，从而产生的磁场可以根据编程配线的几何配置磁化可磁化 物体的相应部分。可以以在可磁化物体上形成的图案是对称或者周期性的方式配置编 程单元。还可以在可磁化物体上磁设计预定数学函数，从而可以基于该几 何函数使用磁场检测器来测量在可磁化物体上的位置。换句话说，磁检测 信号是某种磁图案的指紋(fingerprint),因此可以用于沿着可磁化物体 确定位置。作为这种位置传感器的替选方案，还可以拔:供力或者扭矩传感 器，在这种情况下，可以利用检测到的信号取决于对物体施加的扭矩或力 的现象。换句话说，编程单元的形状可以与电编程信号的特征一起定义具有不 同磁极性(例如南极、北极)的磁编码区域的性质。通过采取这种措施，可以产生能够以例如ljim或者更小的高分辨率 沿着可磁化物体(例如往复运动的轴)测量绝对位置的磁传感器。可以对这种位置传感器提供不同长度的可磁化物体，例如从1至 40mm的第一范围，从50至100mm的第二范围和大于100mm的第三范 围，特别地直到6m。尤其对于这种长度的轴，该磁化方案允许沿着轴的 延伸方向定义磁图案，这使得可以以确定的方式独立于测量的磁场强度而 得出当前轴位置，就如同用沿着可>^化物体的延伸方向布置的一个或多个 磁场检测器检测到的一样。为了磁化可磁化物体，可以注入电流，使其流过编程配线，其中编程配线可以直接接触可磁化物体或者可以定位于可磁化物体附近而与可磁 化物体没有直接的欧姆连接。编程电流可以是具有快上升沿和慢下降沿的 电流脉冲。可选地，编程电流可以是恒定电流脉沖。根据示例性实施例，例如微处理器(中央处理单元，CPU)的控制单元可以从一组磁场检测器中选择一个或者一组磁场检测器，其用于检测磁 场，然后允许得出沿着可磁化物体的位置。因此，可以在控制单元的控制 下选择性地激活一个子组的磁场检测器。还可以成组地布置多个子组的多个磁场检测器，使得不同的组(例如 对)的磁场检测器(例如线團)可以提供检测信号，并且将其供给评价单元。然而，还可以在评价单元和多组线團之间实现切换，其中一个或多个 线團可以被切换为在某时属于特定的不同线團组和相应的评价单元。这可 以允许减少所需要的磁场检测器的数量，这是因为可以在不同的组之间共 享每一个磁场检测器。不仅可以在可磁化物体附近布置一个编程配线，还可以布置多个编程配线。还可以通it^可磁化物体附近故置弯曲或者环形配线来获得这种在 可磁化物体的多个位置处进行的编程。为了减少所需的磁场检测器的数量，还可以仅沿着例如往复运动轴的 可>^化物体的一部分布置一组磁场检测器。这也可以允许减少所应用的磁 场检测器的数量。换句话说，可以使用缩短的线團板来降低成本。然而，尤其对于大^^i置传感器，弯曲的编程配线是有利的。当沿 着轴的纵向延伸方向或者沿着轴的圆周方向产生两个或者更多个不同的 磁化部分时，由于未被正确定义的局部磁化，相邻磁编码区域之间的部分 对于测量来说可能是不合适的。这种可表示为死区(dead area)的部 分不应当用来测量力或者扭矩或者位置。因此，沿着可磁化物体的圆周方向和/或纵向延伸方向放置足够数量 的测量线圏是有利的，从而可以使得在可磁化物体的每一个旋转或者往复 运动状态下在死区之外的位置布置有足够数量的磁场检测器。通常，相比 于转动轴，对于不转动轴，少量测量线圏即足够了。根据示例性实施例，可以设置一个或者两个或者甚至更多环状编程配线，其中环的长度或者根据其沿着轴的延伸方向或者圆周方向布置环的数 学规则对于不同的编程配线可以变化。例如，编程配线可以具有周期性的并且以例如lcm或者10cm的周期性重复的几何配置。为了计算往复运动的可磁化物体的当前位置，沿着轴的多个位置测量 磁场是有利的。然后，不同磁场信号的相位关系可以允许明确地确定往复 运动轴的实际位置。换句话说，对于在往复运动过程中往复运动轴的每一 个特定位置，磁场检测器测得的多个信号的组合是唯一的。因此，测量信 号的元组(tuple)可以允许明确地导出轴的当前位置。例如，可以将两 个或者更多个检测信号值存储在查询表中，并且与相应的轴位置相关联， 查询表与测得的信号的比较允许确定当前位置。沿着圆形可磁化物体的圆周方向的编程配线的延伸可以是不同的环 形圆周。可选地，不同的环可以具有椭圆等的形状。椭圆状结构可以减少 死区的量，从而减小死区时间。可以使用与可磁化轴非接触的编程单元iMt磁编码区域进行编码。例 如，可以设置电隔离区域。可选地，在编程过程期间，可以在编程配线和 轴之间设置导电连接。为此，可以设置弹性偏置接触销。沿着轴的延伸方向或者沿着轴的圆周方向的编码特征可以使得振荡或者交替的磁编码区域的波长，，沿着延伸方向变化。为此，相邻的编程环 之间的距离可以沿着轴的延伸方向或者圆周方向以特征方式变化。通过采 取这种措施，可以沿着轴形成正弦波或者余弦波。可以优选以卯。或者振 荡的磁场特性的波长的四分之一的距离沿着轴的延伸方向布置两个磁场 检测线圏。然而，还可以沿着轴的延伸方向设置四个线圏，其中两个相邻线圏之 间的距离可以是卯。或者沿着轴的振荡的波长的四分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于磁化可磁化物体的磁化设备，所述磁化设备包括：　编程单元，其以如下方式被形成：当将编程单元置于可磁化物体附近并且对编程单元施加电编程信号时，可磁化物体被磁化，使得沿着可磁化物体的延伸方向形成具有不同的磁极性的至少两个磁编码区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-12-15 60/750,6351.一种用于磁化可磁化物体的磁化设备，所述磁化设备包括编程单元，其以如下方式被形成当将编程单元置于可磁化物体附近并且对编程单元施加电编程信号时，可磁化物体被磁化，使得沿着可磁化物体的延伸方向形成具有不同的磁极性的至少两个磁编码区域。2. 根据权利要求1所述的磁化设备，还包括供电单元，其耦合到编程单元，并被配置为对编程单元提供电编程信号。3. 根据权利要求2所述的磁化设备，其中供电单元被配置为通过对编程单元施加第 一 电流脉冲来提供电 编程信号，其中施加第一电流脉冲4吏得沿着编程单元在第一方向上存在第 一电流。4. 根据权利要求3所述的磁化设备，其中供电单元被配置为通过对编程单元施加第二电流脉冲来提供电 编程信号，其中施加第二电流脉沖使得沿着编程单元在第二方向上存在第 二电流。5. 根据权利要求3或4所述的磁化设备，其中第一电流脉冲和/或第二电流脉冲具有上升沿和下降沿，其中上 升沿比下降沿陡。6. 根据权利要求4或5所述的磁化设备， 其中第一方向与第二方向相反。7. 根据权利要求1 ~6中的任意一项所述的磁化设备，其中编程单元被配置为当施加电编程信号时在与可磁化物体具有或 者没有欧姆连接的情况下磁化可磁化物体。8. 根据权利要求1 ~ 7中的任意一项所述的磁化设备，其中编程单元被配置为通过电流或者电压作为电编程信号来磁化可 磁化物体。9. 根据权利要求1 ~ 8中的任意一项所述的磁化设备，其中编程单元包括缠绕或者弯曲的编程配线，以4更当施加电编程信号时至少部分围绕或接触可>^化物体。10. 根据权利要求9所述的磁化设备，其中编程配线以包括基本回紋形状的形式、基本螺旋形状的形式和基 本环形形状的形式的组中的至少一种形式缠绕或者弯曲。11. 根据权利要求1 ~ 10中的任意一项所述的磁化设备，其中编程单元包括至少两个缠绕或者弯曲的编程配线，使得当施加电 编程信号时至少两个编程配线中的每一个部分围绕可磁化物体。12. 根据权利要求11所述的磁化设备，其中供电单元耦合到至少两个编程配线中的每一个，以便对至少两个 编程配线中的每一个施加电编程信号。13. 根据权利要求1 ~ 12中的任意一项所述的磁化设备，其中编程单元以如下方式被形成当将编程单元置于可磁化物体附近 并且对编程单元施加电编程信号时，可磁化物体被磁化，使得沿着可磁化 物体的延伸方向形成预定磁图案作为至少两个磁编码区域。14. 根据权利要求13所述的磁化设备，其中预定磁图案是包括正弦函数、锯齿函数和步进函数的组中的至少 一个或者组合。15. 根据权利要求13或14所述的磁化设备， 其中预定磁图案是周期性重复图案。16. 根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢茨梅，
申请(专利权)人：NCTE工程有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]