[發明專利]利用磁傳感器陣列的位置檢測

有效

• 申請號: 201010261230.5
• 申請日: 2006-09-12
• 公開（公告）號: CN101915590A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: A·M·徳米特里夫;M·J·拉托里亞;L·F·里克斯
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: G01D5/00
• 分類號: G01D5/00;G01D5/14;G01R33/09
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉金鳳;高為

(本申請是申請日為2006年9月12日、申請號為200680041641.5、發明名稱為“利用磁傳感器陣列的位置檢測”的專利申請的分案申請。)

相關專利申請的交叉引用

本專利申請是于2004年11月18日提交的題為“Angular?Position?Detection?Utilizing?a?Plurality?of?Rotary?Configured?Magnetic?Sensors”的美國專利申請序列號No.10/993,964的部分繼續申請，其全部公開在此被引入以供參考。本專利申請也是于2005年3月23日提交的題為“Position?Detection?Apparatus?and?Method?for?Linear?and?Rotary?Sensing?Applications”的美國專利申請序列號No.11/088,104的部分繼續申請，其全部公開在此被引入以供參考。

技術領域

實施例總體上涉及傳感器方法和系統。實施例還涉及位置檢測設備。另外，實施例涉及磁傳感器。實施例還涉及用于線性和旋轉感測應用的方法和系統。另外，實施例涉及熱補償方法和系統。

背景技術

磁阻(MR)陣列技術在各種商業、消費者和工業檢測應用中得以使用。在一些常規MR系統中，能夠提供用于確定可沿路徑移動的構件的位置的裝置。在這樣的設備中，磁體(magnet)能夠被附于可移動的構件并且磁場換能器陣列被定位成鄰近所述路徑。當磁體接近、通過和離開換能器時，換能器提供變化的輸出信號，其能夠由表示任意換能器的單個特性曲線來表示。

為了確定可移動構件的位置，對換能器進行電子掃描并且從具有指示與磁體的相對鄰近的輸出的換能器組中選擇數據。然后能夠利用曲線擬合算法來確定數據對特性曲線的最佳擬合。通過沿位置軸放置特性曲線，可以確定磁體的位置并且因此確定可移動構件的位置。

在另一種常規MR設備中，能夠實現位置確定裝置，其包括被附于可移動構件的磁體，該可移動構件沿著有限長度的預定義路徑移動。磁場換能器陣列能夠被定位成鄰近所述預定義路徑。當磁體接近、通過和離開每個換能器時，換能器能夠提供輸出信號。還能夠提供校正機制用以校正由換能器的非線性所導致的殘差(residual?error)。

優選地，這樣的校正機制利用預定函數來近似殘差，并且應用對應于所述預定函數的校正系數來補償殘差。通過對換能器的非線性進行校正，可以減小磁體的長度和/或減小換能器的間距。

例如，在美國專利號5,589,769，″Position?Detection?Apparatus?Including?a?Circuit?for?Receiving?a?Plurality?of?Output?Signal?Values?and?Fitting?the?Output?Signal?Values?to?a?Curve″中公開了常規磁感測方法的示例，其于1996年12月31日被授權給Donald?R.Krahn，并且被轉讓給Honeywell?International?Inc.。在美國專利號6,097,183，″Position?Detection?Apparatus?with?Correction?for?Non-Linear?Sensor?Regions″中公開了磁感測方法的另一個示例，其在2000年8月1日被授權給Goetz等人，并且也被轉讓給Honeywell?International?Inc.。在此將美國專利號5,589,769和6,097,183的全部內容引入以供參考。這樣的基于MR的設備通常利用印刷電路板(PCB)組件上的分立部件(discrete?component)來產生最終所得的功能。

磁阻傳感器，特別是基于陣列配置的各向異性磁阻(AMR)傳感器的一個問題是這樣的系統常常依靠以相等間距配置的磁阻元件陣列的使用。在線性陣列的情況下，這意味著線性的中心線到中心線的間距標稱是相等的。雖然這適合于一些配置，但是這種規則間距(regular?spacing)阻礙了高準確度感測。一種用于改善感測的方法包括引入額外的磁阻元件。然而，這種方法只是增加了傳感器設備的整體生產成本。因此，相信對于與這樣的現有技術傳感器設備相關聯的問題的解決方案是基于不規則間距而非規則間距的陣列的設計和配置，如在此所更為詳細討論的。

發明內容

以下概要被提供以便于理解只有實施例才有的一些創造性特征，并且其不旨在作為完全描述。通過將整個說明書、權利要求、附圖和摘要作為整體能夠獲得對所公開的實施例的各個方面的充分理解。