[發明專利]用于旋轉角度檢測和3D操縱桿功能的傳感器系統

有效

• 申請號: 202010119799.1
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111609872B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 王昊;Z·崔
• 申請（專利權）人: 邁來芯電子科技有限公司
• 主分類號: G01D5/14
• 分類號: G01D5/14;G01B7/30;G01R33/022
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 李煒;黃嵩泉

1.一種用于在操縱桿中使用的傳感器系統，所述傳感器系統包括：

磁場傳感器，所述磁場傳感器具有敏感表面，

第一磁源，所述第一磁源相對于所述敏感表面可旋轉地安裝，以用于在所述敏感表面處產生至少四極階的第一磁場貢獻，所述第一磁源關于所述敏感表面的旋轉移動由旋轉角度限定，以及

第二磁源，所述第二磁源關于所述敏感表面可樞轉到多個源取向，以用于在所述敏感表面處產生第二磁場貢獻，關于所述敏感表面的每個源取向由兩個角方向限定，

其中，所述磁場傳感器被配置用于：

針對在所述敏感表面上提供的多個橫向測量位置中的每一個橫向測量位置，至少檢測所產生的第一磁場貢獻和第二磁場貢獻的疊加場的平面內分量，所述多個橫向測量位置被橫向地安排并且被安排成關于所述敏感表面上的中心位置的至少兩對徑向相對的測量位置，以用于至少檢測所述疊加場的、在與同一對相對應的測量位置處的相同平面內分量，

基于所述疊加場的、與所述多個橫向測量位置相對應的多個檢測到的空間分量，獲得指示所述第一磁場貢獻的至少兩個平面內分量的場梯度的測量值，

基于所述疊加場的、與所述多個橫向測量位置相對應的多個檢測到的空間分量和/或基于所述疊加場的、在所述中心位置處的至少兩個進一步檢測到的平面內分量，獲得指示所述第二磁場貢獻在所述中心位置處的至少兩個平面內分量的場均值的測量值，

從所獲得的場梯度測量值確定所述第一磁源的所述旋轉角度，并且從所獲得的場均值測量值確定所述第二磁源的所述兩個角方向。

2.根據權利要求1所述的傳感器系統，其中，所述磁場傳感器進一步被配置用于：基于所述疊加場的、與所述多個橫向測量位置相對應的多個檢測到的空間分量和/或基于所述疊加場的、在所述中心位置處的進一步檢測到的平面外分量，獲得指示所述第二磁場貢獻在所述中心位置處的平面外分量的場均值的測量值。

3.根據權利要求1所述的傳感器系統，其中，所述磁場傳感器被配置用于：通過結合所述疊加場的所述多個檢測到的空間分量中與所述敏感表面上的同一對橫向測量位置相對應的檢測到的空間分量的和以及/或者差，獲得指示所述場梯度和/或所述場均值的測量值。

4.根據權利要求1所述的傳感器系統，其中，所述磁場傳感器被配置用于：通過提供用于所述第二磁源的物理模型以將在所述中心位置處產生的所述第二磁場貢獻的變化與所述兩個角方向的變化進行關聯而從所述獲得的場均值測量值確定所述第二磁源的所述兩個角方向，并且通過將在所述中心位置處的所獲得的場均值測量值用作模型約束來確定所述兩個角方向作為所述物理模型的解。

5.根據權利要求1所述的傳感器系統，其中，所述磁場傳感器被配置用于檢測所述疊加場的、針對所述多個橫向測量位置中的至少一個橫向測量位置和針對所述中心位置的兩個不同的平面內分量、或者平面內分量和平面外分量。

6.根據權利要求1所述的傳感器系統，其中，在連接每對橫向測量位置中的兩個橫向測量位置的線之間形成的角度是45弧度的整數倍。

7.根據權利要求1所述的傳感器系統，其中，可旋轉安裝的所述第一磁源的旋轉軸線在所述中心位置處與所述磁場傳感器的所述敏感表面相交。

8.根據權利要求1所述的傳感器系統，進一步包括機械耦接元件，所述機械耦接元件在所述第一磁源與所述第二磁源之間，用于將所述第一磁源維持在關于所述第二磁源的恒定的相對位置處。

9.根據權利要求1所述的傳感器系統，其中，所述第一磁源和所述第二磁源被定位在所述敏感表面的同一側，和/或其中，所述第一磁源和所述第二磁源被定位在所述敏感表面的相反側。

10.根據權利要求1所述的傳感器系統，其中，當所述第二磁源正被樞轉時，獨立于所述旋轉角度，所述第二磁源的中心關于所述磁場傳感器的相對位置是恒定的，和/或其中，當所述第二磁源正被樞轉時，所述第二磁源的中心的所述相對位置在球形表面上移動。