具有变化的输出斜率的位置传感器制造技术

提出了具有变化的输出斜率的位置传感器。根据一些实施例的位置传感器的一些实施例包括一种位置传感器，该位置传感器包括：发射线圈；接收线圈，所述接收线圈包括至少一个极性改变；目标，被配置为穿过所述接收线圈；和控制器，被配置成驱动所述发射线圈、接收来自所述接收线圈的信号并提供指示所述接收线圈上的目标位置的位置响应，其中，所述位置响应呈现第一斜率的第一线性区域和第二斜率的第二线性区域。性区域。性区域。

【技术实现步骤摘要】
具有变化的输出斜率的位置传感器


[0001]本专利技术的实施例涉及位置传感器，尤其涉及具有变化的输出斜率的位置传感器。

技术介绍

[0002]位置传感器被用于各种设置，以测量一个组件相对于另一个组件的位置。感应式位置传感器可以被用于汽车、工业和消费应用以进行绝对旋转和线性运动感测。在许多感应式定位感测系统中，发射线圈被用于感应在一组接收线圈上方滑动或旋转的金属目标中的涡流。接收线圈接收由涡流和发射线圈产生的磁场，并向处理器提供信号。处理器使用来自接收线圈的信号来确定金属目标在该组线圈上方的位置。处理器、发射线圈和接收线圈都可以被形成在印刷电路板(PCB)上。
[0003]设计位置传感器的挑战之一是满足用户需求。典型地，位置传感器正被设计用于取代现有技术，因此新位置传感器的外壳和输出信号应与现有技术的外壳和输出信号匹配。典型的位置传感器根据目标位置提供线性输出信号。
[0004]因此，需要开发具有修改的输出信号的位置传感器。

技术实现思路

[0005]提出了位置传感器。根据一些实施例的位置传感器的一些实施例包括一种位置传感器，该位置传感器包括：发射线圈；接收线圈，所述接收线圈包括至少一个极性改变；目标，被配置为穿过所述接收线圈；和控制器，被配置成驱动所述发射线圈，接收来自所述接收线圈的信号，并提供指示所述接收线圈上的目标位置的位置响应，其中，所述位置响应呈现第一斜率的第一线性区域和第二斜率的第二线性区域。
[0006]在一些实施例中，位置传感器包括：接收线圈，该接收线圈包括以几何形状形成在印刷电路板(PCB)上的第一线圈和第二线圈，其中所述第一线圈和所述第二线圈中的至少一个被配置为包括至少一个相位改变；和发射线圈，该发射线圈围绕所述接收线圈形成在PCB上，其中当目标穿过所述接收线圈时的位置响应包括具有不同斜率的多个线性区域。
[0007]下面参照附图讨论这些实施例和其他实施例。
附图说明
[0008]图1A和图1B示出了位置传感器的典型操作。
[0009]图2示出了图1B所示的位置传感器的典型响应与位置输出信号的关系。
[0010]图3示出了位置传感器的目标响应与位置输出信号的关系。
[0011]图4示出了根据本专利技术的一些实施例的位置传感器。
[0012]图5示出了图4所示的位置传感器的接收传感器线圈中极性的物理改变。
[0013]图6提供了位置传感器的接收传感器线圈中极性的物理改变的另一视图。
[0014]图7A和图7B展示了根据一些实施例的接收传感器线圈的操作。
[0015]图8A和图8B分别示出了根据目标位置的正弦电压和余弦电压，该目标位置是在前
半时段中并且通过位置传感器中的接收传感器线圈的平坦区域。
[0016]图9A和图9B分别示出了在位置传感器中的接收传感器线圈的第一时段的前半时段和通过接收传感器线圈的第二时段的前半时段的、结果输出与位置的关系。
[0017]图10示出了根据本专利技术的一些实施例的旋转位置传感器。
[0018]图11A和图11B示出了根据一些实施例的旋转位置传感器的另一实施例。
[0019]图12A、图12B和图12C示出了从根据一些实施例的旋转位置传感器导出的数据和结果。
[0020]图13是根据一些实施例的旋转位置传感器的照片。
[0021]下面进一步讨论本专利技术的实施例的这些方面和其他方面。
具体实施方式
[0022]在下面的描述中，阐述了描述本专利技术的一些实施例的具体细节。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些特定细节的部分或全部的情况下实施一些实施例。本文所公开的具体实施例是说明性的，而不是限制性的。本领域技术人员可以认识到，虽然没有在本文具体描述、但是仍处于本专利技术的范围和精神内的其他元素。
[0023]本说明书示出了专利技术方面，并且实施例不应被视为限制界定所保护的专利技术的权利要求。在不脱离本说明书和权利要求书的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。在一些实例中，为了不混淆本专利技术，未详细示出或描述公知的结构和技术。
[0024]本专利技术的实施例提供具有变化的输出信号的位置传感器。具体地，根据一些实施例的位置传感器包括一个或多个相位改变，以便可以修改根据目标位置的位置输出信号的斜率。
[0025]图1A和图1B示出了典型定位系统100的操作。尽管图1A和图1B示出了线性位置传感器的操作，但旋转位置传感器在操作上是相同的。如图1A所示，定位系统包括发射/接收控制电路102，发射/接收控制电路102被耦合用于驱动发射线圈106并从接收线圈104接收信号。在大多数配置中，接收线圈104位于发射线圈106内，然而，在图1A中，为了澄清的目的，它们是分开示出的。接收线圈104通常在物理上位于发射线圈106的边界内。本专利技术的实施例可以包括发射线圈106、两个接收线圈104以及集成电路(IC)102，集成电路102驱动发射线圈106并测量源于全部形成在印刷电路板(PCB)上的接收线圈104中的信号。
[0026]图1B示出了线性位置定位系统中的发射线圈106和接收线圈104的配置。如图1B所示，导电金属目标124可以定位在发射线圈106和两个接收线圈104上方。
[0027]如图1A所示，发射线圈106被驱动以形成磁场108。发射线圈106可以在一频率范围或特定频率下被驱动。在图1A中，具有箭头所示的正电流的磁场108围绕每根导线呈圆形，并且以如图1A所示的电流方向从线圈106内部的页面指向线圈108外部的页面。接收线圈104位于线圈106内，如图1B所示。发射线圈106以能够产生电磁场108的任何频率被驱动以在接收线圈104中感应电压。通常，可以有任意数量的接收线圈，然而，为了便于讨论，在这些示例中示出了具有两个接收线圈的系统。
[0028]图1B示出了线性位置传感器的发射线圈(TX)106内的传感器接收线圈(RX)104的布置。如图1B所示，传感器接收线圈104包括正弦波定向线圈RXSIN 112和余弦定向信号线圈RXCOS 110。正弦波定向线圈RXSIN 112包括正弦环路114、116和118，其中线圈112以同相
方向或反相方向缠绕，这里以顺时针或逆时针描绘，从而由于电磁场108的存在，在相反符号的环路中产生电压。如图所示，正弦波定向线圈112的布线在环路114和118中提供顺时针旋转以产生名义上的正极性，并且在环路116中提供逆时针旋转以产生名义上的负极性。类似地，余弦定向线圈110可以包括具有顺时针定向的第一环路120和具有逆时针定向的第二环路122。图1B示出了可能的电动势参考方向，如箭头所示，该电动势参考方向与图1A所示的发射线圈106产生的磁场一致。
[0029]在图1B所示的系统中，发射线圈(TX)106由电路102激励以产生如磁场108所示的可变电磁场(EMF)，电路102可以是集成电路。磁场108与接收线圈(RX)104耦合。如果如图1B所示将导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种位置传感器，包括：发射线圈；接收线圈，所述接收线圈包括至少一个极性改变；目标，被配置为穿过所述接收线圈；和控制器，被配置成驱动所述发射线圈，接收来自所述接收线圈的信号，并提供指示所述接收线圈上的目标位置的位置响应，其中，所述位置响应呈现第一斜率的第一线性区域和第二斜率的第二线性区域。2.根据权利要求1所述的位置传感器，其中所述发射线圈和所述接收线圈形成线性位置传感器。3.根据权利要求2所述的位置传感器，其中所述接收线圈包括第一线圈和第二线圈。4.根据权利要求3所述的位置传感器，其中所述至少一个极性改变中的极性改变被构造在所述第一线圈中所述第一线圈的迹线具有最窄间隔的位置处。5.根据权利要求3所述的位置传感器，其中所述至少一个极性改变中的极性改变被构造在所述第一线圈中所述第一线圈的迹线具有最宽间隔的位置处。6.根据权利要求1所述的位置传感器，其中所述接收线圈限定具有第一接收线圈和第二线圈的两时段线性位置传感器，并且其中所述至少一个极性改变包括所述第一接收线圈中的第一极性改变和所述第二线圈中的第二极性改变。7.根据权利要求6所述的位置传感器，其中所述第一极性改变和所述第二极性改变发生在所述接收线圈中的以下位置：在所述位置，所述第一接收线圈的迹线处于最宽间隔，而所述第二接收线圈的迹线处于最窄间隔。8.根据权利要求7所述的位置传感器，其中所述位置将所述两时段线性位置的第一时段和所述两时段线性位置的第二时段分开。9.根据权利要求1所述的位置传感器，其中所述发射线圈和所述接收线圈限定旋转位置传感器。10.根据权利要求9所述的位置传感器，其中所述接收线圈包括第一接收线圈和第二接收线圈，并且其中所述至少一个极性改变包括所述第一接收线圈中...

【专利技术属性】
技术研发人员：根詹，
申请(专利权)人：瑞萨电子美国有限公司，
类型：发明
国别省市：