磁性位置传感器制造技术

一种在基本为线性运动坐标上测定物体位置的结构，沿着坐标设置了两个磁性构件，其上分别具有至少一对磁北极和南极，所述磁性构件之间设置了磁阻角度传感器，用于测量所述磁性构件覆盖的合成磁场的方向，所述合成磁场在测量平面上相对位于所述测量平面的空间基准方向在所述磁性构件之间延伸，其中所述运动坐标基本上以直角相对所述磁阻角度传感器的测量平面，所述两个磁性构件的磁轴基本平行于测量平面延伸，所述磁轴在测量平面上的投影互相偏置预定角度，至少所述第一磁性构件连接到物体，设置成可与物体一起相对所述磁阻角度传感器沿运动坐标移动。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【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测定物体位置的结构。
技术介绍
已经知道磁阻传感器可用于测量磁场，最常用到的用途是用作车辆制动系统的防锁死系统的速度传感器和角度传感器。但是，磁阻传感器，尤其是AMR传感器，目前罕见用于测量基本为线性的运动，而这是汽车技术的新应用领域非常希望的。带有至少两个非接触传感器单元的位置传感器用于测量可相对传感器单元移动的元件，这种传感器在德国专利DE 195,30 386 A1公开。传感器单元的传感信号产生了测量信号，从相对时钟信号的测量信号的相位，可确定相对传感器单元移动的元件的位置。该位置可是角度位置或线性位置。带有至少两个非接触传感器单元的角度传感器，其中传感器单元设置成互相偏置一定角度，可从欧洲专利EP 0 671 605 A2了解。传感器单元的传感器电压是相对转动元件测出的角度的均匀正弦函数(传感器特性)，但具有角度偏差。这种角度传感器设置在芯片上，包括位于芯片上的两个传感器单元，带有互相交错的桥接件，一个传感器单元的桥接件经过绕共同中点的45度的空间移动是下一个传感器元件的桥接件。构成测量角度的度量的角度传感器电压可在180度的角度范围内通过连接到桥接件的评估电路明确地产生。与其他的传感器比较，这种类型的AMR角度传感器，通过偏置45度的两个全桥和算法检测相邻磁场的角度，其优点是在很宽的温度范围内具有很高的绝对精度。因此希望这种类型的传感器可检测基本上是线性运动的元件的位置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构，能够在至少基本线性运动的情况下通过角度传感器确定物体的位置。本专利技术实现了这个目的，本专利技术提出了一种结构，能够在至少基本线性运动坐标上测定物体的位置。沿坐标设置了二个磁性构件，其上分别具有至少一对磁北极和南极，在所述磁性构件之间设置了磁阻角度传感器，用于测量所述磁性构件覆盖的合成磁场的方向，合成磁场在测量平面上相对位于所述测量平面的空间基准方向在所述磁性构件之间延伸，其中所述运动坐标至少基本以直角相对所述磁阻角度传感器的测量平面，所述两个磁性构件的磁轴基本平行于测量平面延伸，这些磁轴在测量平面上的投影互相偏置预定角度，至少第一磁性构件连接到物体，设置成可与物体一起相对磁阻角度传感器沿运动坐标移动。在南极和北极之间的磁场线的方向因此代表磁性构件的磁轴。在根据本专利技术的结构中，利用磁场结构件，通过磁轴互相偏置，合成磁场沿运动坐标覆盖磁性构件之间延伸的子空间，其磁场线基本上是螺旋形的。该合成磁场包括在测量平面上的场分量。在测量平面上的场分量的方向沿运动坐标相对位于测量平面上的空间基准方向变化。如果磁阻角度传感器沿运动坐标的位置相对这种方式形成的合成磁场的场线变化，磁阻角度传感器在测量平面测定的合成磁场的场分量的方向同时改变。物体沿运动坐标的基本线性运动因此通过本专利技术的结构以简单方式转换成合成磁场在测量平面上的场线的旋转运动。通过磁阻角度传感器该旋转运动可非常精确地测定。形成了一种测定物体位置的，简单牢固的同时非常精确的测量结构，可方便地用于具有高机械应力和/或热应力的环境。根据本专利技术的结构因此可用于汽车工程，尤其是用于存在所述应力并要求精确测量的场合。根据本专利技术的优选实施例，第二磁性构件和磁阻角度传感器以固定间隔沿运动坐标设置。本专利技术的实施例中，第二磁性构件和磁阻角度传感器的位置相对运动坐标固定，第一磁性结构与物体一起沿运动坐标移动。结果是，在磁性构件之间沿运动坐标延伸的子空间的尺寸，其中合成磁场覆盖子空间，沿运动坐标随第一磁性构件和物体的运动改变。同时还改变了合成磁场的磁场线在沿磁性构件之间的运动坐标延伸的子空间的分布，沿相反方向移动，使磁场线的螺旋特征变陡或变浅，这取决于磁性构件的间隔。至于磁阻角度传感器，其与第二磁性构件一起相对运动坐标固定设置，在测量平面上形成和测出的合成磁场的场分量的方向根据物体和第一磁性构件的运动同步改变。磁阻角度传感器在测量平面上测定的合成磁场的场分量的方向因此构成了沿运动坐标运动的物体的直接度量。在根据本专利技术的不同优选实施例中，第一和第二磁性构件互相之间以固定间隔连接到物体，所以可相对磁阻角度传感器沿运动坐标一起移动。在本专利技术的这个实施例中，磁阻角度传感器相对运动坐标固定，第一和第二磁性构件与物体一起沿运动坐标移动。其结果是，沿运动坐标在磁性构件之间延伸的子空间的尺寸，其中合成磁场覆盖子空间，以及合成磁场在这个子空间的场分布，当物体移动时不变化。只是磁阻角度传感器相对合成磁场的位置当物体移动时改变。但是，利用合成磁场在所述子空间的场分布的螺旋形式，在测量平面上测出和形成的合成磁场的场分量的方向在磁阻角度传感器中也根据磁性构件和物体的运动变化。因此在这个结构中，通过磁阻角度传感器在测量平面上测定的合成磁场的场分量的方向构成了沿运动坐标运动的物体的直接度量。当然本专利技术还包括一种结构，其设有所述物体，所述磁性结构和所述磁阻角度传感器，这种结构通过所介绍结构和这些组合构件的运动逆反来形成。例如，物体可能与磁阻角度传感器组合，该组合件设置成一起沿运动坐标相对磁性构件移动。所述物体和一个所述磁性构件可与磁阻角度传感器组合，该组合件设置成一起沿运动坐标相对另外的磁性构件移动。在本专利技术的具优越性的方面，第一和第二磁性构件的磁轴在测量平面上的投影形成至少为90度的角度。对磁性构件的磁轴的投影形成角度的选择提供了合成磁场磁场线的螺旋形的最大可能性，选择磁性构件的磁轴的投影形成的角度，最好考虑好角度大小，磁阻角度传感器采用该角度发送干净信号。根据本专利技术的结构可方便地应用于汽车领域。具体地，测量位置的物体可以是机动车辆的运动部件。最好，物体是机动车辆的内燃机或制动系统的运动部件。本专利技术的具有优越性的应用还包括机动车辆的底盘的运动部件，尤其是机动车辆的冲击吸收件。当这些部件运动时，其位置可通过本专利技术的的结构简单，可靠和精确地测定。具体地，这种结构在汽车领域一般应力下所具有的强度，以及其紧凑和减轻重量的设计，也使该结构具有优越性。附图说明下面通过参考附图显示的实施例，本专利技术不限于这些实施例，对本专利技术进行进一步的介绍。图1示意性地显示了根据本专利技术的第一实施例的测定物体位置的结构的前视图(视图A)；图2示意性地显示了沿图1的剖面B-B的根据本专利技术的第一实施例的测定物体位置的结构的截面图；图3示意性地显示了根据本专利技术的第一实施例的测定物体位置的结构的侧视图(视图C)；图4示意性地显示了沿图3的剖面D-D的根据本专利技术的第一实施例的测定物体位置的结构的截面图；图5示意性地显示了根据本专利技术的第二实施例的测定物体位置的结构的前视图(视图E)；图6示意性地显示了沿图5的剖面F-F的根据本专利技术的第二实施例的测定物体位置的结构的截面图；图7示意性地显示了根据本专利技术的第二实施例的测定物体位置的结构的侧视图(视图G)；图8示意性地显示了沿图7的剖面H-H的根据本专利技术的第二实施例的测定物体位置的结构的截面图。具体实施例方式图1示意性地显示了作为本专利技术的第一实施例的基本为活塞状的物体1的前视图，图中表示为“视图A”，将测定其在基本为线性的运动坐标b上的位置。为此，物体1设计成设有第一活塞状部分2，第二活塞状部分3和连接这两个部分的连接盘状部分4。在本实施例中的运动坐标b与物体1的纵轴重合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在基本为线性运动坐标上测定物体位置的结构，沿着坐标设置了两个磁性构件，其上分别具有至少一对磁北极和南极，所述磁性构件之间设置了磁阻角度传感器，用于测量所述磁性构件覆盖的合成磁场的方向，所述合成磁场在测量平面上相对位于所述测量平面的空间基准方向在所述磁性构件之间延伸，其中所述运动坐标基本上以直角相对所述磁阻角度传感器的测量平面，所述两个磁性构件的磁轴基本平行于测量平面延伸，所述磁轴在测量平面上的投影互相偏置预定角度，至少所述第一磁性构件连接到物体，设置成可与物体一起相对所述磁阻角度传感器沿运动坐标移动。2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，第二磁性构件和所述磁阻角度传感器之间沿所述运动坐标具有固定间隔。3.根据权利要求1所述的结构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·布茨曼恩，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：