[發(fā)明專利]磁鐵裝置和位置感測系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210223249.X
• 申請(qǐng)日: 2012-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN103376052A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何賽德-奧利弗·薩爾瓦多;薛啟鑫;周遙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 泰科電子（上海）有限公司;泰科電子公司
• 主分類號(hào): G01B7/30
• 分類號(hào): G01B7/30;H01F7/00
• 代理公司: 上海脫穎律師事務(wù)所 31259
• 代理人: 脫穎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及磁鐵裝置和位置感測裝置，并且更具體地涉及用于探測轉(zhuǎn)軸的角度位置范圍的位置感測裝置中使用的磁鐵裝置。

背景技術(shù)

使用位置感測裝置來探測轉(zhuǎn)軸的角度位置在行業(yè)中是已知的。

傳統(tǒng)上，機(jī)械接觸式位置感測裝置被使用來探測轉(zhuǎn)軸的角度位置。然而，機(jī)械接觸式位置感測裝置具有一些缺點(diǎn)，包括機(jī)械磨損、測角精度和可靠性低以及沒有自診斷能力。

已有建議使用電子感測系統(tǒng)以產(chǎn)生兩狀態(tài)信號(hào)來反映轉(zhuǎn)軸的角度位置。具體地說，電子感測系統(tǒng)包括響應(yīng)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生模擬電子信號(hào)的感測裝置，并且該電子感測系統(tǒng)進(jìn)一步處理模擬信號(hào)以產(chǎn)生兩狀態(tài)信號(hào)以表示轉(zhuǎn)軸的角度位置。更具體地說，磁鐵裝置被附接在轉(zhuǎn)軸上并且適于與轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。在磁鐵裝置繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁鐵裝置對(duì)感測裝置產(chǎn)生磁通密度變化/磁場變化。感測裝置響應(yīng)磁通密度變化/磁場變化產(chǎn)生模擬電子信號(hào)，然后該模擬電子信號(hào)被轉(zhuǎn)換成兩狀態(tài)信號(hào)。

因此，有必要提供一種改進(jìn)的磁鐵裝置，用于產(chǎn)生磁通密度變化/磁場變化以適用于更加精確地反映轉(zhuǎn)軸的角度位置。

還有必要提供一種改進(jìn)的感測裝置，該感測裝置產(chǎn)生兩狀態(tài)信號(hào)以適用于使用磁通密度變化/磁場變化更加精確地反映轉(zhuǎn)軸的角度位置。

發(fā)明內(nèi)容

在第一方面，本發(fā)明提供一種磁鐵裝置，用于提供與探測位置相關(guān)的磁場強(qiáng)度變化/磁場變化，該磁鐵裝置包括：

磁鐵部件，適于被安裝在轉(zhuǎn)軸上并且隨該轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)該磁鐵部件繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該磁鐵部件產(chǎn)生與探測位置相關(guān)的磁場強(qiáng)度變化/磁場變化；以及

磁通密度集中器，集中/聚集磁場強(qiáng)度變化/磁場變化的密度。

根據(jù)第一方面，所述磁鐵裝置與感測裝置一起使用，該感測裝置具有探測位置，感測元件位于該探測位置，其中：

感測裝置包括具有前側(cè)和后側(cè)的感測元件；

磁通密度集中器包括磁通密度集中元件，鄰近所述感測元件的后側(cè)。

根據(jù)磁鐵裝置的第一方面，其中：

磁鐵部件具有位于磁鐵部件相對(duì)兩側(cè)的第一側(cè)面和第二側(cè)面，

磁通密度集中器進(jìn)一步包括第一和第二磁通密度集中元件，

第一磁通密度集中元件鄰近所述磁鐵部件的第一側(cè)面；以及

第二磁通密度集中元件鄰近所述磁鐵部件的第二側(cè)面。

根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供一種位置感測系統(tǒng)，用于產(chǎn)生兩狀態(tài)信號(hào)以表示轉(zhuǎn)軸的角度位置范圍，該位置感測系統(tǒng)包括：

在第一方面中所描述的磁鐵裝置，用于產(chǎn)生磁場強(qiáng)度變化/磁場變化；

感測裝置，用于響應(yīng)磁場強(qiáng)度變化/磁場變化以產(chǎn)生電子信號(hào)；以及

處理電路，用于響應(yīng)所述電子信號(hào)產(chǎn)生兩狀態(tài)信號(hào)。

根據(jù)位置感測系統(tǒng)的第二方面，其中：

處理電路包括閾值電路，用于提供鐘形函數(shù)曲線上的閾值電壓；以及

指示電路；

其中，當(dāng)所感測到的電子信號(hào)的電壓超過(或低于)所述閾值電壓時(shí)，所述指示電路產(chǎn)生第一信號(hào)狀態(tài)，而當(dāng)所感測到的電子信號(hào)的電壓低于(或超過)所述閾值電壓時(shí)，產(chǎn)生第二信號(hào)狀態(tài)。

根據(jù)位置感測系統(tǒng)的第二方面，其中：

當(dāng)雙極磁鐵繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)360度時(shí)，響應(yīng)在一個(gè)維度上的磁通密度變化/磁場變化，所述閾值電壓和鐘形函數(shù)曲線在安裝位置感測系統(tǒng)之前被校準(zhǔn)。

根據(jù)在第二方面，位置感測系統(tǒng)進(jìn)一步包括：

調(diào)節(jié)電路，用于通過監(jiān)控和更新符合鐘形函數(shù)曲線的電子信號(hào)的最小峰值和最大峰值來調(diào)節(jié)兩狀態(tài)信號(hào)的寬度以補(bǔ)償操作條件的變化，包括空隙的變化、環(huán)境溫度的變化以及所使用的部件的參數(shù)變化。

通過提供磁鐵裝置和位置感測系統(tǒng)，本發(fā)明克服了以上所提及的現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)。

附圖說明

參考附圖將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，其中：

圖1A描述根據(jù)本發(fā)明的位置感測系統(tǒng)100，其示出位置感測系統(tǒng)100中轉(zhuǎn)軸108的側(cè)視圖；

圖1B描述圖1A的位置感測系統(tǒng)100，其示出圖1A中所示的轉(zhuǎn)軸108的俯視圖；

圖1C描述位置感測系統(tǒng)100，其示出圖1B中所示的轉(zhuǎn)軸108沿圖1B中線A-A的截面圖；

圖2描述圖1A-C中所示的磁鐵裝置102和感測裝置104的示意性實(shí)施例；

圖3A-C描述根據(jù)本發(fā)明的圖1A-C中所示的磁鐵裝置102和感測裝置104的三個(gè)實(shí)施例；