[發明專利]用于線性和旋轉感測應用的位置檢測裝置和方法

有效

• 申請號: 200580043456.5
• 申請日: 2005-10-18
• 公開（公告）號: CN101080610A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: L·F·里克斯;A·尼科爾;R·R·福里奧
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: G01D5/16
• 分類號: G01D5/16;G01D5/244;G01D3/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王岳;王小衡

相關申請的交叉引用

本發明申請要求在35?U.S.C.§119(e)下的臨時專利申請號為60/619,748，題目為“用于線性和旋轉感測應用的位置檢測設備和方法”的申請(2004年10月18日提交)的優先權，該申請的公開在此引入作為參考。

技術領域

實施例通常涉及傳感器方法和系統。實施例還涉及位置檢測設備。實施例另外涉及磁傳感器。實施例還涉及用于線性和旋轉(rotary)感測應用的方法和系統。

背景技術

磁阻(MR)陣列技術用于多種商業、消費者和工業檢測應用。在一些傳統的MR系統中，能夠提供設備用于確定沿路徑可移動的成員的位置。在這樣的設備中，磁體能夠連接到可移動成員，磁場換能器(transducer)的陣列位置臨近該路徑。隨著磁體逼近、經過或遠離換能器，換能器提供變化的輸出信號，該輸出信號能夠由代表任何換能器的單個特征曲線表示。

為了確定可移動成員的位置，電子掃描換能器，并且從具有的輸出指示相對接近磁體的一組換能器中選擇數據。然后，能夠使用曲線擬合(curve-fitting)算法來確定數據與特征曲線的最佳擬合。通過沿著位置軸線置換特征曲線，可以確定磁體的位置并且從而確定可移動成員的位置。

在另一種傳統MR設備中，位置確定裝置可以實現為包括連接到可移動成員的磁體，可移動成員沿著有限長度的預定路徑移動。磁場換能器的陣列可以位置臨近預定路徑。隨著磁體逼近、經過和遠離每個換能器，換能器能夠提供輸出信號。還能夠提供校正機制，來校正由于換能器的非線性而導致的殘差。

這樣的校正機制優選利用預定的函數估計(approximate)殘差，并且應用對應于該預定函數的校正因子來補償殘差。通過校正換能器的非線性，磁體的長度可以減小和/或換能器的間距能夠減小。

例如，在美國專利號為5,589,769，題目為“包括用于接收多個輸出信號值并且擬合輸出信號值與曲線的電路的位置檢測裝置(Position?DetectionApparatus?including?a?Circuit?for?Receiving?a?Plurality?of?Output?Signal?Values?and?Fittingthe?Output?Signal?Values?to?a?Curve)”的專利(在1996年12月31日授予DonaldRKraphn，并且轉讓給Honeywell?International?Inc.)中，公開了傳統磁感測方法的一個例子。另一個傳統磁感測方法的另一個例子在美國專利號為6,097,183，題目為“具有對非線性傳感器區域的校正的位置檢測裝置(Position?DetectionApparatus?with?Correction?for?Non-Linear?Sensor?Region)”(2000年8月1日授予Goetz等，并且也轉讓給了Honeywell?International?Inc.)的專利中公開。美國專利5,589,769和6,097,183在此引入作為參考。

這樣的基于傳統MR的設備通常采用印刷電路板(PCB)組裝上的分離組件來獲得結果函數。基于分離組件的解決方案通常是昂貴的。基于前述內容，相信對于上述問題的解決方案在于設計和開發改進的集成電路，令其能夠提供完全數字校準過程，并且產生表示旋轉和位置感測信息的比例(ratio-metric)或數字的輸出信號。

發明內容

提供下面的總述是為了幫助理解實施例專有的新穎特征，并且不是提供完全的描述。通過將整個說明書、權利要求、附圖和摘要作為整體看待，能夠得到對實施例各方面的完整了解。

因此，本發明的一個方面是提供改進的傳感器方法和系統。

本發明的另一個方面是提供改進的位置檢測設備。

本發明的又一個方面是提供改進的AMR傳感器。

本發明的再一方面是用于改進的線性和旋轉感測應用。

如這里所述，能夠實現本發明的前述方面和其它目的和優點。這里公開了用于線性和旋轉感測應用的位置檢測裝置、系統和方法，包括用于線性和旋轉檢測感測的多個磁阻感測組件，和用于放大和校準由所述多個磁阻感測組件生成的信號的集成電路，以便提供完全數字校準和表示線性和旋轉位置數據的ratio-metric輸出電壓或數字輸出信號。

集成電路通常包括CMOS電路，即ASIC。磁阻感測組件可以包括，例如，八個用于生成位置測量數據的AMR橋。磁阻感測組件的數目不限于八個AMR橋。可以實施等于或大于二的任何數量的AMR橋。但是，為了說明的目的，這里公開的實施例基于八AMR橋的配置。