[發(fā)明專利]轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)數(shù)器和旋轉(zhuǎn)角度的感測(cè)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010697557.0
• 申請(qǐng)日: 2020-07-20
• 公開（公告）號(hào): CN112240740B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: U·奧塞勒克納
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01B7/30
• 分類號(hào): G01B7/30;G01D5/14
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 郭星

本公開涉及轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)數(shù)器和旋轉(zhuǎn)角度的感測(cè)。提出了一種離軸計(jì)數(shù)器，該離軸計(jì)數(shù)器被布置為以整數(shù)為模來對(duì)圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)源的磁極進(jìn)行計(jì)數(shù)。此外，提供了一種旋轉(zhuǎn)角度感測(cè)設(shè)備和一種用于確定旋轉(zhuǎn)角度的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)數(shù)器和旋轉(zhuǎn)角度的感測(cè)。

背景技術(shù)

在很多應(yīng)用中，不能出于角度測(cè)量的目的而直接訪問軸的末端。作為一種解決方案，可以通過測(cè)量X-Y(X-Z或Y-Z)分量來使用磁性3D傳感器。傳感器位于軸外(也稱為“離軸”)，即不在軸的旋轉(zhuǎn)軸線上。軸本身具有磁性編碼器，該磁性編碼器具有至少兩個(gè)磁極(一個(gè)稱為N，另一個(gè)稱為S)。請(qǐng)參考[2018年7月31日的英飛凌的應(yīng)用指南的“Out of Shaftwith magnetic 3D sensor”，其可在以下網(wǎng)址公開獲?。篽ttps://www.infineon.com/dgdl/Infineon-Out_of_Shaft-AN-v01_00-ZH.pdf？fileId＝5546d46265257de801653898ba536074]。

US 2015/0137797 A1公開了一種離軸磁場(chǎng)角度傳感器。

發(fā)明內(nèi)容

目的是改進(jìn)用于感測(cè)例如軸的旋轉(zhuǎn)角度的現(xiàn)有解決方案，并且特別是能夠?qū)πD(zhuǎn)圈數(shù)進(jìn)行有效計(jì)數(shù)。

本文中提出的示例可以特別地基于以下解決方案中的至少一種?？梢岳靡韵绿卣鞯慕M合來達(dá)到期望的結(jié)果。該方法的特征可以與設(shè)備、裝置或系統(tǒng)的任何(一個(gè)或多個(gè))特征進(jìn)行組合，反之亦然。

提供了一種離軸計(jì)數(shù)器，該離軸計(jì)數(shù)器被布置為以整數(shù)為模來對(duì)圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)源的磁極進(jìn)行計(jì)數(shù)。

離軸計(jì)數(shù)器可以是離軸角度傳感器、通軸角度傳感器或旋轉(zhuǎn)角度傳感器，或者是其一部分。

注意，“模計(jì)數(shù)”是指在計(jì)數(shù)時(shí)應(yīng)用模運(yùn)算：離軸計(jì)數(shù)器(也稱為轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)數(shù)器或磁極計(jì)數(shù)器)具有預(yù)定義的數(shù)字范圍，例如從0到最大值(或數(shù)字)TC_max-1，并且它可以從0(或任何值TC_max)到TC_max-1進(jìn)行計(jì)數(shù)；如果計(jì)數(shù)器示出值TC_max-1并且隨后的待計(jì)數(shù)的磁極通過，則計(jì)數(shù)器隨后將產(chǎn)生值0，即遞增TC_max-1得出計(jì)數(shù)范圍的第一值。因此，轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)數(shù)器以TC_max為模進(jìn)行計(jì)數(shù)。

計(jì)數(shù)器也可以反向計(jì)數(shù)。在這種情況下，在值0之后為值TC_max-1。

模運(yùn)算示例性地縮寫為術(shù)語“mod(a，b)”，其中a是要進(jìn)行“模b”計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)值(例如，“TC”)(b是例如極對(duì)的數(shù)目P)。例如：mod(4，5)＝4；mod(4，4)＝0；mod(4，3)＝1。

離軸計(jì)數(shù)器可以特別地用在磁場(chǎng)角度感測(cè)系統(tǒng)中，特別是通軸磁角度系統(tǒng)，其中磁場(chǎng)源耦合到軸并且隨軸旋轉(zhuǎn)。感測(cè)系統(tǒng)可以另外包括布置在與旋轉(zhuǎn)軸線同心的圓上(也稱為讀取圓)的至少一個(gè)感測(cè)元件(傳感器)。如果使用若干感測(cè)元件，則它們優(yōu)選地可以彼此間隔開，使得它們可以基本上均勻地分布在該讀取圓上。

至少兩個(gè)感測(cè)元件可以在傳感器封裝中組合在一起，使得傳感器封裝確定兩個(gè)非平行的磁場(chǎng)分量。每個(gè)傳感器元件可以是以下中的一項(xiàng)：AMR(各向異性MR)傳感器、GMR(巨型MR)傳感器、TMR(隧道MR)傳感器、霍爾板或垂直霍爾效應(yīng)器件。

可以選擇將轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)數(shù)器與若干感測(cè)元件之一集成在一起，其中該感測(cè)元件僅檢測(cè)單個(gè)磁場(chǎng)分量。在讀取圓周圍可以布置有其他感測(cè)元件(如本文中所述)，該其他感測(cè)元件可以用于(至少一次)檢測(cè)其他非平行磁場(chǎng)分量。

換言之，可以選擇將轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)數(shù)器與檢測(cè)兩個(gè)非平行的磁場(chǎng)分量之一的磁感測(cè)元件定位在一起。然而，該檢測(cè)到的磁場(chǎng)分量有益地提供旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)允許轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)數(shù)器進(jìn)行如本文中描述的計(jì)數(shù)。