[發明專利]具有誤差檢測的磁位置傳感器系統、方法和設備

在審

• 申請號: 202210565964.5
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN115406335A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: G·克洛斯;E·拉海伊;L·通貝茲
• 申請（專利權）人: 邁來芯電子科技有限公司
• 主分類號: G01B7/00
• 分類號: G01B7/00;G01B7/30
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳依心;黃嵩泉

確定傳感器設備相對于磁源的位置(θ1)的方法，包括：a)確定(601)第一傳感器位置(X1)處的第一磁場分量(Bx1)和第二磁場分量(Bz1)；b)確定(602)第二傳感器位置(X2)處的第三磁場分量(Bx2)和第四磁場分量(Bz2)；c)確定(603)第一分量和第三分量的第一差(ΔBx)，并且確定第二分量和第四分量的第二差(ΔBz)，并且基于第一差與第二差的比率確定第一角度(θ1)；d)確定(604)第一分量和第三分量的第一和(∑Bx)，并且確定第二分量和第四分量的第二和(∑Bz)；e)基于第一和與第二和的比率確定(605)第二角度(θ2)；f)比較(606)第一角度和第二角度(θ1、θ2)以檢測誤差。

技術領域

本發明總體上涉及磁位置傳感器系統、設備和方法的領域，并且更具體地涉及具有誤差檢測能力的線性和/或角磁位置傳感器系統和設備以及確定線性位置或角位置并檢測是否已發生誤差的方法。

背景技術

磁傳感器系統，特別是線性位置或角位置傳感器系統在本領域中是已知的。它們提供的優點在于，能夠在不進行物理接觸的情況下測量線性位置或角位置，從而避免了機械磨損、刮擦、摩擦等問題。

存在位置傳感器系統的許多變體，解決以下需求中的一個或多個：使用簡單或便宜的磁結構、使用簡單或便宜的傳感器設備、能夠在相對大范圍上進行測量、能夠以高精度進行測量、僅需簡單的算術、能夠以高速進行測量、對定位誤差是高度穩健的、對外部干擾場是高度穩健的、提供冗余、能夠檢測誤差、能夠檢測并糾正誤差、具有良好的信噪比(SNR)等。

經常，這些需求中的兩個或多個彼此沖突，因此需要進行權衡。

EP3783316(A1)公開了磁位置傳感器系統，該磁位置傳感器系統包括磁體或磁結構，以及相對于所述磁體或磁結構可移動安裝的傳感器設備。然而，本文檔中描述的系統不具有誤差檢測能力。

總是存在改進或替代的余地。

發明內容

本發明的實施例的目的是提供磁位置傳感器系統，該磁位置傳感器系統能夠確定傳感器設備相對于磁體或磁結構的位置，并且能夠檢測誤差(例如，與有缺陷的傳感器或換能器相關的誤差)。

本發明的實施例的目的也是提供專門適用于此類系統的傳感器設備。

本發明的實施例的目的也是提供確定傳感器設備相對于磁體或磁結構的位置的方法，并提供指示誤差的附加信息，和/或允許連接到傳感器設備的另一處理器檢測誤差。

本發明的實施例的目的是提供此類系統、設備和方法，其中以對外部干擾場(也稱為“雜散場”)高度不敏感的方式確定位置。

這些目標通過本發明的實施例實現。

根據第一方面，本發明提供位置傳感器設備，包括：第一傳感器，該第一傳感器被配置用于確定第一傳感器位置處的第一磁場分量(例如Bx1)和第二磁場分量(例如By1或Bz1)，該第一磁場分量被定向在第一方向(例如X)，該第二磁場分量被定向在垂直于該第一方向的第二方向(例如Y或Z)；以及第二傳感器，該第二傳感器被配置用于確定與第一傳感器位置隔開的第二傳感器位置處的第三磁場分量(例如Bx2)和第四磁場分量(例如By2或Bz2)，第三磁場分量被定向在第一方向，第四磁場分量被定向在第二方向；處理單元，該處理單元被連接到第一傳感器和第二傳感器，并且被配置用于確定第一磁場分量和第三磁場分量之間的第一差(例如ΔBx)，并用于確定第二磁場分量和第四磁場分量之間的第二差(例如ΔBy或ΔBz)，并用于基于第一差和第二差的比率確定第一角度(例如θ1)，并用于輸出第一角度；其中，處理單元被進一步配置用于執行以下操作中的一個：