[發(fā)明專利]利用多個旋轉構造的磁性傳感器的角度位置檢測

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680017827.7
• 申請日: 2006-03-15
• 公開（公告）號: CN101180519A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發(fā)明（設計）人: L·F·里克斯;M·J·拉托里亞
• 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
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王慶海;王小衡

相關申請的交叉引用

本專利申請是2004年11月18日在美國專利商標局提交的、標題為“Position?Detection?Appratus?and?Method?for?Linear?and?RotarySensing?Applications”、序列號為10/993964的美國專利申請的部分延續(xù)申請，該美國專利申請的整個公開內容在此被結合作為參考。

技術領域

本發(fā)明大致涉及檢測裝置。本發(fā)明還涉及基于霍爾效應和/或磁阻元件的磁性檢測結構。本發(fā)明此外還涉及角度位置和旋轉位置傳感器。

背景技術

在磁效應檢測領域公知多種傳感器。普通磁效應傳感器的示例包括霍爾效應和磁阻技術。這些磁性傳感器通常能夠響應正如受磁效應傳感器的傳感場所通過的設計形狀的鐵磁目標對象有無影響的磁場變化。然后該傳感器能夠提供電輸出，該電輸出可以根據(jù)需要由后面的電子裝置進行進一步修改，從而產生檢測和控制信息。所述后面的電子裝置可以位于傳感器封裝的板上或板外。

霍爾效應檢測裝置表示一種磁效應傳感器，它在旋轉和角度位置檢測中廣泛應用?；魻栃獋鞲衅靼ɑ魻栃?，它依靠流過第一組觸點之間的電流和正交施加的磁場之間的反應來產生通過第二組觸點的電壓。理論上講，沒有磁場施加到霍爾效應元件的情況中，則在第二組觸點上不會產生電壓。而實際上，即使沒有磁場施加到霍爾效應元件，通常也會在第二組觸點上產生電壓。

磁阻(MR)技術也應用于多種商業(yè)、消費和工業(yè)檢測應用場合中。一種MR技術是各向異性磁阻(AMR)技術。在一些傳統(tǒng)的MR系統(tǒng)中，可以設置用于檢測沿路徑運動的部件的位置的裝置。在這種裝置中，磁體可以連接到該運動部件，并且磁場傳感器陣列位于該路徑附近。這種檢測結構通常稱為“MR陣列”技術。隨著該磁體靠近、通過和離開傳感器，該傳感器提供變化的輸出信號，該變化的輸出信號可以由表示任意傳感器的單一特征曲線來表征。

為了測定運動部件的位置，傳感器被電子掃描，并且從具有表示相對鄰近該磁體的輸出的一組傳感器中選擇數(shù)據(jù)。然后采用曲線擬合算法來測定數(shù)據(jù)與特征曲線的最佳擬合。通過沿位置軸設置特征曲線，可以測定該磁體以及該運動部件的位置。

在另一種傳統(tǒng)的MR裝置中，可以實現(xiàn)一種位置測定裝置，它包括連接到沿有限長度的預定路徑運動的運動部件的磁體。磁場傳感器陣列位于該預定路徑附近。當該磁體傳感器靠近、通過和離開每個傳感器時，傳感器能夠提供輸出信號。校正機構還能夠用于校正因傳感器的非線性導致的殘留誤差。

這種校正機構優(yōu)選利用預定函數(shù)近似化該殘留誤差，并且應用對應于該預定函數(shù)的校正因數(shù)來補償該殘留誤差。通過校正傳感器的非線性，該磁體的長度可以減小和/或間距。

例如在美國專利No.5589769中公開了一種傳統(tǒng)的磁性檢測方法的示例，該美國專利的標題為“Position?Detection?Apparatus?includinga?Circuit?for?Receiving?a?Plurality?of?Output?Signal?Values?andFitting?the?Output?Signal?Values?to?a?Curve”，由發(fā)明人DonaldR.Krahn在1996年12月31日申請，并且轉讓給Honeywell國際公司。在美國專利No.6097183中公開了另一種傳統(tǒng)的磁性檢測方法的另一個示例，“Position?Detection?Apparatus?with?Correction?forNon-Linear?Sensor?Regions”，由發(fā)明人Goetz等人在2000年8月1日申請，并且轉讓給Honeywell國際公司。在美國專利No.6806702中也公開了傳統(tǒng)磁性檢測系統(tǒng)的另一個示例，“Magnetic?AngularPosition?Sensor?Apparatus”，它由發(fā)明人Wayne?A.Lamb等人在2004年10月19日申請，并且轉讓給Honeywell國際公司。美國專利5589769、6097183以及6806702均在此被結合作為參考。這些傳統(tǒng)的基于MR的裝置通常利用印刷電路板(PCB)上的離散部件來產生最終功能。

因為這些傳統(tǒng)的基于MR的檢測裝置尤其是角度傳感器需要在小封裝直徑的情況下實現(xiàn)，所以在沒有足夠空間為偏置磁體設置成“飛越模式(fly?by?mode)”的情況下，這些裝置不可行。因此必須實現(xiàn)占據(jù)較少空間的磁路和傳感器組合。