[發明專利]借助磁場傳感器陣列基于霍耳效應非接觸測量相對位置的位移傳感器

有效

• 申請號: 201380019562.4
• 申請日: 2013-04-08
• 公開（公告）號: CN104220844B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: O.沙夫
• 申請（專利權）人: 泰連德國有限公司
• 主分類號: G01D5/14
• 分類號: G01D5/14
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 吳艷

1.用于非接觸測量產生磁場的磁場源(102)和磁場傳感器(100)相對于彼此的相對位置的位移傳感器，其中所述磁場源(102)和所述磁場傳感器(100)相對于彼此可移動，

其中所述磁場傳感器(100)包括：

用于產生多個位置信號的多個磁場探頭(106-1,106-2,106-3,...106-N)，每個磁場探頭構造為使得其檢測所述磁場的磁通密度的至少兩個空間分量(By,Bz)并且依據所測量的分量產生所述位置信號，

控制和計算單元(108)，所述控制和計算單元用于基于所述多個位置信號計算所述位移傳感器的輸出信號，

存儲單元(110)，所述存儲單元用于存儲個體位置信號，所述控制和計算單元能夠被操作以計算所述磁通密度的大小并且將該大小與預定閾值比較，從而如果所述磁通密度的大小比所述閾值高則為每個磁場探頭(106-1,106-2,106-3,...106-N)輸出當前計算的位置，并且如果所述磁通密度小于或者等于所述閾值則輸出先前存儲的位置信號。

2.根據權利要求1所述的位移傳感器，其中，每一位置信號是基于磁通密度的所述兩個分量(By,Bz)的商來計算的。

3.根據權利要求1或2所述的位移傳感器，其中，關聯的存儲單元(110)布置在磁場探頭處，或者所述存儲單元(110)是所述控制和計算單元(108)的部分。

4.根據權利要求3所述的位移傳感器，其中，每個磁場探頭包括二維或三維的霍耳傳感器。

5.根據前述權利要求中任一項所述的位移傳感器，其中，所述磁場源(102)包括至少一個永磁體。

6.根據前述權利要求中任一項所述的位移傳感器，其中，所述磁場源(102)產生磁場，該磁場相對于由所述磁場源和所述磁場傳感器之間的相對直線運動限定的軸線旋轉對稱。

7.用于非接觸測量產生磁場的磁場源(102)和磁場傳感器(100)相對于彼此的相對位置的方法，

其中所述磁場源(102)和所述磁場傳感器(100)相對于彼此可移動，

其中所述磁場傳感器(100)包括用于產生多個位置信號的多個磁場探頭(106-1,106-2,106-3,...106-N)，每個磁場探頭檢測所述磁場的磁通密度的至少兩個空間分量(By,Bz)并且由所測量的分量產生所述位置信號，并且其中所述方法包括以下步驟：

基于磁通密度的所述兩個分量的商計算所述多個位置信號，

計算在每個磁場探頭的位置處所述磁通密度的大小，并且將所述大小與預定的閾值比較，

如果所述磁通密度的大小比所述閾值高，則輸出當前計算的位置信號，

如果所述磁通密度的大小小于或者等于所述閾值，則輸出先前存儲的位置信號，

存儲用于各磁場探頭的輸出的位置信號，

基于所述多個位置信號計算所述位移傳感器的輸出信號。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述基于所述多個位置信號計算所述位移傳感器的輸出信號的步驟包括：

將所述多個位置信號加在一起，并且將總和除以所述磁場探頭(106-1,106-2,106-3,...106-N)的總數。

9.根據權利要求7或8所述的方法，其中，每個磁場探頭(106-1,106-2,106-3,...106-N)包括二維或三維的霍耳傳感器(100)。

10.根據權利要求7至9中任一項所述的方法，其中，所述磁場源包括至少一個永磁體(102)。

11.根據權利要求7至10中任一項所述的方法，其中，每個位置信號的計算包括：

根據α=arctan(BzBy)]]>建立角度α；

線性化所述角度α，以為每個磁場探頭(106-1,106-2,106-3,...106-N)產生位移-比例位置信號。