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专利名称：利用多个旋转构造的磁性传感器的角度位置检测的制作方法
技术领域：
本发明大致涉及检测装置。本发明还涉及基于霍尔效应和/或磁阻元 件的磁性检测结构。本发明此外还涉及角度位置和旋转位置传感器。
背景技术：
在磁效应检测领域公知多种传感器。普通磁效应传感器的示例包括 霍尔效应和磁阻技术。这些磁性传感器通常能够响应正如受磁效应传感 器的传感场所通过的设计形状的铁磁目标对象有无影响的磁场变化。然 后该传感器能够提供电输出，该电输出可以根据需要由后面的电子装置 进行进一步修改，从而产生检测和控制信息。所述后面的电子装置可以 位于传感器封装的板上或板外。
霍尔效应检测装置表示一种磁效应传感器，它在旋转和角度位置检 测中广泛应用。霍尔效应传感器包括霍尔效应元件，它依靠流过第一组 触点之间的电流和正交施加的磁场之间的反应来产生通过笫二组触点的 电压。理论上讲，没有磁场施加到霍尔效应元件的情况中，则在第二组 触点上不会产生电压。而实际上，即使没有磁场施加到霍尔效应元件， 通常也会在笫二组触点上产生电压。
磁阻(MR)技术也应用于多种商业、消费和工业检测应用场合中。 一种MR技术是各向异性磁阻(AMR)技术。在一些传统的MR系统中，可 以设置用于检测沿路径运动的部件的位置的装置。在这种装置中，磁体 可以连接到该运动部件，并且磁场传感器阵列位于该路径附近。这种检 测结构通常称为"MR阵列"技术。随着该磁体靠近、通过和离开传感器， 该传感器提供变化的输出信号，该变化的输出信号可以由表示任意传感 器的单一特征曲线来表征。
为了测定运动部件的位置，传感器被电子扫描，并且从具有表示相
对邻近该磁体的输出的一组传感器中选择数据。然后采用曲线拟合算法 来测定数据与特征曲线的最佳拟合。通过沿位置轴设置特征曲线，可以 测定该磁体以及该运动部件的位置。
在另一种传统的MR装置中，可以实现一种位置测定装置，它包括连 接到沿有限长度的预定路径运动的运动部件的磁体。磁场传感器阵列位 于该预定路径附近。当该磁体传感器靠近、通过和离开每个传感器时， 传感器能够提供输出信号。校正机构还能够用于校正因传感器的非线性 导致的残留误差。
这种校正机构优选利用预定函数近似化该残留误差，并且应用对应 于该预定函数的校正因数来补偿该残留误差。通过校正传感器的非线 性，该磁体的长度可以减小和/或间距。
例如在美国专利No. 5589769中公开了 一种传统的磁性检测方法的 示例，"i亥美国专利的才示题为"Position Detection Apparatus including a Circuit for Receiving a Plurality of Output Signal Values and Fitting the Output Signal Values to a Curve"， 由发明人Donald R.Krahn在1996年12月31日申请，并且转让给Honeywel 1国际公司。 在美国专利No. 6097183中公开了另一种传统的磁性检测方法的另一个 示例， "Position Detection Apparatus with Correction for Non-Li織r Sensor Regions"，由发明人Goetz等人在2000年8月1 日申请，并且转让给Honeywell国际公司。在美国专利No. 6806702中 也/〉开了传统磁性检测系统的另 一个示例，"Magnetic Angular Position Sensor Apparatus",它由发明人Wayne A. Lamb等人在2 004 年10月19日申请，并且转让给Honeywell国际公司。美国专利 5589769、 6097183以及6806702均在此被结合作为参考。这些传统的基 于MR的装置通常利用印刷电路板(PCB )上的离散部件来产生最终功能。
因为这些传统的基于MR的检测装置尤其是角度传感器需要在小封装 直径的情况下实现，所以在没有足够空间为偏置磁体设置成"飞越模式 (fly by mode)，，的情况下，这些装置不可行。因此必须实现占据较少 空间的磁路和传感器组合。
一些系统采用AMR桥结合简单的数学函数例如ATAN (反正切函数) 来测定绝对位置数据。采用例如ATAN的数学函数的一个问题是，为了实 现高准确度的方法，该AMR桥信号必须尽可能接近完美正弦曲线(也就
是，Sin2X和Cos2X)。对于数据而言，这些目标还未充分实现。
为了克服这些问题，必须设计出一种新式角度/旋转位置检测方案及
其算法，从而实现最大性能优势。我们相信，这里所公开的实施例可以
解决和克服这些问题。

发明内容
提供下面的发明内容部分是为了便于理解本发明所独有的一些开创 性特征，而不用于作为完全说明。通过将整个说明书、权利要求书、附 图和摘要作为一个整体，可以获得对实施例的多个方面的完全理解。
因此，本发明的一个方面是，提供基于霍尔效应和/或磁阻元件的一 种改进型磁性检测结构。
本发明的另一个方面是，提供一种角度和旋转位置传感器。
本发明的另一个方面是，提供一种采用多个旋转构造的磁性传感器 的角度位置检测系统以及方法。
本发明的上述方面以及其他目的和优点将在此实现。这里公开磁性 检测方法和系统。 一般来说，提供包括中心位置的冲模。 一组磁阻桥电 路设置构造在该沖模上。然后利用磁性偏置元件来偏置多个磁阻桥电 路，其中磁场绕沖模的中心位置的轴向旋转，从而产生多个桥输出信号。 最后，处理该多个桥输出信号，从而测定位置数据。
因此，两个或多个磁阻桥电路能够共享其中心位置。磁性偏置元件 可以设置成靠近所述两个或多个磁阻桥电路，以使得所述磁性偏置元件 绕其轴旋转，从而在所述两个或多个磁阻桥电路上产生磁场，并且其中 该磁场靠近

发明内容
提供下面的发明内容部分是为了便于理解本发明所独有的一些开创 性特征，而不用于作为完全说明。通过将整个说明书、权利要求书、附 图和摘要作为 一个整体，可以获得对实施例的多个方面的完全理解。
因此，本发明的一个方面是，提供基于霍尔效应和/或磁阻元件的一 种改进型磁性检测结构。
本发明的另一个方面是，提供一种角度和旋转位置传感器。
本发明的另一个方面是，提供一种采用多个旋转构造的磁性传感器 的角度位置检测系统以及方法。
本发明的上述方面以及其他目的和优点将在此实现。这里公开磁性 检测方法和系统。 一般来说，提供包括中心位置的冲模。 一组磁阻桥电 路设置构造在该冲模上。然后利用磁性偏置元件来偏置多个磁阻桥电 路，其中磁场绕冲模的中心位置的轴向旋转，从而产生多个桥输出信号。 最后，处理该多个桥输出信号，从而测定位置数据。
因此，两个或多个磁阻桥电路能够共享其中心位置。磁性偏置元件 可以设置成靠近所述两个或多个磁阻桥电路，以使得所述磁性偏置元件 绕其轴旋转，从而在所述两个或多个磁阻桥电路上产生磁场，并且其中 该磁场靠近绕中心位置旋转的磁性矢量，从而提供角度和旋转数据。
所述磁性偏置元件和所述磁阻桥元件通过所述磁性偏置元件和所述
磁阻桥元件之间的间隙而相互隔开。所述磁阻桥电路通常包括多个AMR 和/或霍尔效应元件。所述磁阻桥电路可以构造在四桥45度旋转AMR阵 列结构中，下面将对此更加详细地说明。此外，所述磁性偏置元件可以 绕其轴以一个旋转角度进行旋转，该旋转角度选自0度至180度角度范 围内的至少一个角度。


附图结合本发明的具体实施方式
部分示出实施例，从而阐述本发明 的原理，其中在附图中，所有单独附图中相同的附图标记表示相同或功 能相似的元件，并且这些附图包含在本说明书中作为本说明书的一部 分。
图1示出根据一个实施例适用的可以容纳磁性检测元件的代表性微 电子封装；
图2示出根据一个或多个实施例适用的方形和环形磁体； 图3示出根据实施例来实现的偏置系统；
图4示出根据一个可能的实施例来实现的两个磁阻检测桥电路的示 意图5示出AMR桥电路的可选视图，它包括可以根据实施例实现的代 表性场方向；
图6示出根据实施例的具有信号A和信号B放大的AMR检测电路； 图7示出用于说明目的的AMR桥电路的未放大输出信号的曲线图； 图8示出根据实施例的AMR桥电路的典型放大输出信号的曲线图； 图9示出表示根据实施例可以实现的作为信号处理算法结果的数据 的曲线图IO示出根据实施例可以实现的偏置磁体结构； 图11示出^L据可选实施例可以实现的环形磁体结构； 图12示出根据优选实施例的用于4桥45度旋转AMR阵列系统的冲 模的布局图13示出根据优选实施例可以实现的旋转AMR阵列系统； 图14示出根据一个实施例可以实现的4桥45度旋转AMR阵列结构 的输出信号的曲线图15示出根据一个实施例的设置成半圆形图案的AMR桥电路的系
统；
图16示出根据另一个实施例设置成椭圆形图案的AMR桥电路的系
统；
图17示出根据另一个实施例设置成半圆形图案的AMR桥电路的系 统；以及
图18示出根据另一个实施例设置成椭圆形图案的AMR桥电路的系统。
具体实施例方式
在这些非限制性示例中提及的具体数值和结构可以改变，它们仅仅 用于阐述一个或多个实施例，而不用于限制本发明的范围。
图1示出一个实施例适用的可以容纳磁性检测元件100的代表性微 电子封装。磁性检测元件IOO可以实现为AMR桥电路和/或放大ASIC装 置。注意，这里采用的术语"桥电路"和"桥"可以互换来表示相同的 装置或元件。
当实现为AMR桥电路时，磁性检测元件100可以构造成包含2个协 同定位的AMR桥电路，它们相互夹角为45度，从而提供正弦和余弦信号。 磁性检测元件100还可以实现为包含双线性仪表放大器，其提供上述AMR 桥电路或另一种传感器的调节信号，从而提供正弦和余弦信号，从中提 取对于旋转和/或角度检测的数据。
磁性检测元件100包括多个电连接元件，它们是引脚112、 114、 116、 118、 120、 124、 126和128的形式。集成电路容纳在检测元件100的内 部，并且可以包含AMR检测元件以及任何相关的放大元件。磁性检测元 件100因此可用于角度和/或旋转位置检测。
图2示出根据一个或多个实施例适用的各个方形和环形磁体204和
202。采用环形磁体202为位置容限磁体和AMR桥电路提供非常低的灵敏 度。另一方面，在设计时具有物理尺寸以便获得低成本方案的方形磁体 204可以产生对磁体和AMR桥之间的位置容错限度更高的灵敏度。环形 磁体202可以由例如压缩模制NdFeB的材料制成。方形磁体204可以由 例如烧结NdFeB的材料制成。虽然根据一些可能的实施例讨论了环形磁 体202和方形磁体404,但是可以理解的是，可以优化其他双极磁体设 计以满足封装需求，这根据具体实施例的要求而定。
图3示出根据实施例实现的偏置系统300。注意，在图3中示出系 统300的側视图301以及顶视图303。注意，在视图301和303中，相 同或相似的部件通常由相同的附图标记来表示。系统300包括轴310， 该轴可以由铁材料或非铁材料制成。轴310设置成靠近偏置磁体308。 在磁体308和磁性检测元件100之间形成间隙309，它在图1中得以更 加详细地公开。
磁体308可以实现为例如在图2中分别示出的方形和环形磁体204 和202，或者实现为磁体和极片的任意组合，这可以产生对磁性检测元件 IOO的均匀的磁偏场。磁性检测元件可以位于印刷电路板(PCB) 302上， 该印刷电路板连接到非铁基底例如铝、热塑塑料等制成的基底304上。 注意，在视图303中，箭头314表示轴310的正向或逆向90度旋转。系 统300因此表示一种可能的偏置结构。
图4示出根据一个可能的实施例实现的、位于一个沖模上的双同位 AMR桥的物理布局图。图4大体上示出位于两个惠斯通检测电桥之间的八 个电阻器的布局图。本领域技术人员可以理解的是，图4所示的结构表 示根据本发明采用的所述许多种可能的磁阻检测设计之一。根据应用需 要，可以采用更少或更多的电阻器和/或电阻器图案。
在图4中，第一桥电路包括方形电阻器图案402、 414、 410和406 (也就是分别标注的电阻器R1A、 R2A、 R3A和R4A)，它们可以电连接 形成单个惠斯通电桥。第二桥电路(也就是，电桥B)的电阻器相对于电 桥A的电阻器成45度角，并且形状图案为三角形，该笫二桥电路由电阻 器404、 416、 412和408 (也就是，分别标注的电阻器R1B、 R2B、 R3B 和R4B)构成。
图4所示的八个电阻器布局图案的四轴对称表示两个检测电桥结构 的仅一个示例。其他八个电阻器图案可以例如构造成具有更少对称或不
对称结构但是所有八个电阻器具有相同的形状和尺寸。因此至少两个单 独的检测电桥能够共享共同的几何中心点，并且还能够相互旋转(也就
是，在这种情况下为45度，但是还可以采用其他角度)，从而提供彼此 不同的信号偏移。
注意，图5示出AMR桥电路500，它和图4的结构类似。如图5所 示，当磁体例如磁体308旋转时代表性场方向501旋转通过电路500的 AMR电桥。AMR桥电路500通常由两个AMR桥电路构成，它们包括磁阻器 502、 504、 506、 508、 510、 512、 514和516。
图6示出根据实施例具有信号A和B放大的AMR检测电路600的示 意图。注意，图6所示的电路600示意性示出图5中所示的电路500的 电气示意图。因此，在图6中示出两个桥电路602和604，它们形成电 路600。因此桥电路602由多个磁阻器502、 506、 510和514形成，而 桥电路604由多个磁阻器504、 508、 512和516形成。桥电路602连接 到放大器603，从而输出信号A，而桥电路604连接到放大器605，从而 输出信号B。
图7示出AMR桥电路例如AMR桥电路602和604的未方欠大输出信号 的曲线图700。曲线图700大体上示出作为电桥输出相对于旋转度(以 度为单位)的计算结果的数据。图8示出根据实施例的AMR桥电路(例 如，桥电路602、 604 )的典型放大输出信号的曲线图800。注意，来自 AMR电桥的信号每隔180度重复一次，暗示SIN ( 2 6 )函数。通过数字 式霍尔开关以区分偏置磁体(例如，图3的磁体308 )的北极和南极，就 可以容易地实现360度检测能力。
注意，采用微处理器可以实现处理传感器信号的步骤。通常来说， 例如图3所示的系统300这样的磁性检测系统可以通过旋转磁场和读取 传感器信号而在25摄氏度下校准定标。在校准定标期间，计算以下物理 量
偏移量A =(最大信号A +最小信号A ) /2 偏移量B =(最大信号B +最小信号B ) /2 Amp A- (最大信号A-最小信号A) /2 Amp B=(最大信号B-最小信号B) /2 N = Amp A / Amp B
在实际操作期间，这些信号馈送到微处理器的模数引脚，并且采用以下7〉式来测定位置
信号A =电压A -偏移量A 信号B-电压B-偏移量B 角度-ATAN (信号A / (信号B承N) ) /2
这种方法的理念是，所有共模效应都以自我补偿的方式脱离该等 式。例如，电桥信号A&B会随温度变化相同量。当发生这种情况时，如 果信号A和信号B被划分开，则误差会消除。
因此，图9示出表示根据一个实施例如上所述实现信号处理算法的 处理结果的数据的曲线图900的示例。注意，"ATAN"结果值可以示出 在上述等式中，它可以通过描点示出为图9中的曲线902。
根据一个实施例实现的100的结构。在图10中，提供两个视图。偏 置磁体100的顶视图102以及侧视图104。图11示出才艮据可选实施例实 现的环形磁体1100的结构。注意，在图11中，提供环形磁体1100的四 个视图，包括横截面图1102、顶视图1104、透视顶视图1106和侧视图 1100。通常来说，环形磁体1100包括中心开口 1101。在视图1104中， 示出磁化方向1103。通常来说，视图1102表示环形磁体1100的横截面 A-A视图。注意，图10所示的环形磁体1100大致类似于图2所示的环 形磁体202。
图12示出根据优选实施例的4桥45度旋转AMR阵列系统的冲模的 布局图。系统1200通常由4个桥电路构成，这4个桥电路由电连接到惠 斯通电桥结构的磁阻元件形成，即元件1202、 1204、 1206和1208。因 此，系统1200可以实现旋转AMR检测结构，其中偏置磁体或磁偏置电路 绕轴旋转，并且在AMR电桥或桥电路上产生的磁场优选靠近绕该中心旋 转的磁性矢量，这类似于时钟的指针。在系统1200的结构中可以实现两 个或多个AMR电桥。
图13示出根据优选实施例实现的旋转AMR阵列系统1300。注意， 在图12-13中，相同或类似的部分或元件通常由相同的附图标记来表 示。因此，图12所示的系统1200可以结合系统130(M吏用。系统1200 的旋转通常由位置1301、 1303、 1307和1305来表示。首先，位置1301 表示-22. 5度的角度位置，位置1303表示-7.5度的角度位置。注意， 箭头1302、 1304和1306表示在多个旋转位置处得到的磁偏场或磁性矢 量的角度旋转。位置1307表示+ 7. 5度的角度位置，而位置1305表示
+ 22. 5度的角度位置。磁性矢量在图13中由箭头M来表示。随着偏置 磁体或磁路旋转一定角度，沖模上产生的磁场成为时钟的指针。
图14示出根据一个实施例实现的4桥45度旋转AMR阵列结构的差 分电桥信号的曲线图1400。因此，曲线图1400表示一组可能的数据， 它被采集作为图13所示的角度运动的结果。因此，曲线图1400和系统 1300相关。注意，虽然上述示例描述的是4桥45度传感器结构，但是 根据实施例可以实现大于或等于2的任意数量的电桥。此外，对于这种 旋转AMR阵列检测结构可以采用0至180度之间的任意旋转角度。注意， 将180度的角度作为这种结构的旋转角度限度的原因是，因为透磁合金
(也就是，AMR )具有和SIN ( 2 6 )成比例的响应并且输出每隔180度 重复一次。
图15示出根据一个实施例设置成半圆形图案的AMR桥电路1502、 1504、 1506、 1508、 1510、 1510、 1512和1514的系统1500。图16示 出根据另一个实施例设置成椭圆形图案的AMR桥电路1502、 1504、 1506、 1508、 1510、 1510、 1512和1514的系统1600。
图17示出根据一个实施例设置成半圓形图案的AMR桥电路1702、 1704、 1706、 1708、 1710、 1712和1714的系统1700。图18示出才艮据 另一个实施例i殳置成椭圆形图案的AMR桥电路1702、 1704、 1706、 1708、 1710、 1712和1714的系统1800。
基于上述内容，可以理解的是，所述实施例通常教导一种方法和/或 系统，其中提供具有中心位置的沖模，并且多个磁阻桥电路位于并且构 造在该冲模上。然后利用磁性偏置元件通过绕冲模中心位置的轴旋转的 磁场来偏置磁阻桥电路(也就是，传感器)，从而产生多个电桥输出然 后被处理，从而测定其位置数据。
注意，可以采用多种磁阻阵列算法和方法来处理电桥输出信号。这 些MR阵列算法和方法可以结合起来，以便利用多电桥传感器设计来处理 多个信号，其中该多电桥传感器设计利用绕冲模中心轴旋转的磁场来偏 置，如上所述，并且不限制实施例的范围和宽度。用于处理电桥输出信 号的MR阵列算法和/或方法的一个示例公开在美国专利No. 5589769中， 该美国专利的标题为 "Position Detection Apparatus including a Circuit for Receiving a Plurality of Output Signal Values and Fitting the Output Signal Values to a Curve"，由发明人DonaldR. Krahn在1996年12月31日申请，并且转让给Honeywel 1国际公司。 美国专利No. 5589769在此被结合作为参考，并且通常描述了用于测 定沿路径运动的部件的位置的装置。在美国专利No. 5589769中，磁体连 接到该运动部件，并且磁场传感器阵列位于该路径附近。随着该磁体靠 近、通过和离开传感器，该传感器提供变化的输出信号，该变化的输出 信号可以由表示任意传感器的单一特征曲线来表征。为了测定运动部件 的位置，传感器被电子扫描，并且从具有输出的一组传感器中选择表示 相对邻近该磁体的数据。然后采用曲线拟合算法来测定数据与特征曲线 的最佳拟合。通过沿位置轴设置特征曲线，可以测定该磁体以及该运动 部件的位置。
用于处理电桥输出信号的MR阵列算法和/或方法的另一个示例公开 在美国专利No. 6097183中，该美国专利的标题为"Position Detection Apparatus with Correction for Non-Linear Sensor Regions"， 由 发明人Goetz等人在2000年8月1曰申请，并且转让给Honeywel 1国 际公司。美国专利No. 6097183在此整个被结合作为参考，并且通常教导 一种位置测定装置，它不需要相对长。这优选通过提供一种校正机构来 实现，该校正机构校正因传感器的非线性导致的残留误差。这种校正机 构优选利用预定函数近似化该残留误差，并且应用对应于该预定函数的 所选定校正因数来补偿该残留误差。
如美国专利No. 6097183所述，磁体连接到沿有限长度的预定路径运 动的运动部件。磁场传感器阵列位于该预定路径附近。当该磁体靠近、 通过和离开每个传感器时，传感器能够提供双极输出信号。为了测定磁 体的位置和由此的运动部件的位置，传感器被电子扫描，并且从具有输 出的一组传感器中选择表示相对邻近该磁体的数据。
然后通过以预定方式来除法计算选定传感器的输出信号值的振幅来 计算比率。然后将校正因数应用到该比率来测定磁体位置。优选的，该 校正因数至少部分校正传感器的非线性。
为了计算该比率，两个相邻传感器优选被选择为，其中笫一传感器 具有正输出信号值"A"，第二传感器具有负输出信号值"B"(但是这 些可以互换)。通过采用输出信号值A和B，可以计算比率，该比率和磁
体相对于第一和第二传感器的位置相关，如上所述。
用于处理电桥输出信号的MR阵列算法和/或方法的另一个示例公开在美国专利No. 6806702中，该美国专利的标题为"Magnetic Angular Position Sensor Apparatus"，它由发明人Lamb等人在2004年10 月19日申请，并且转让给Honeywell国际公司。美国专利No. 6806702 在此整个被结合作为参考，并且通常教导一种角度位置检测装置和方 法，它需要采用可旋转基座以及位于该可旋转的相互靠近的两个或多个 磁体。彼此反向平行，从而产生均勻的磁场。传感器设置在两个磁体的 外部，以使得传感器接触到该均匀的磁场，从而检测和可旋转基座相关 的角度位置的变化。
该传感器可以安装在印刷电路板(PCB)上，该印刷电路板也可以位 于磁体的外部。这种传感器可以构造成例如霍尔传感器或磁阻传感器。 如果该传感器构造成磁阻传感器，则这种磁阻传感器还可以包括设置在 磁阻桥电路内部的多个磁阻器。可选择的，该磁阻传感器可以包括彼此 集成到惠斯通电桥结构中的两个磁阻桥电路，其中每个磁阻桥电路包括 四个磁阻器。所述传感器可以构造成例如集成电路。
注意，上述方法通常公开用于处理电桥输出信号从而测定位置数据 的技术。这些技术可以实现为模块或者一组模块，这根据设计考虑而定。 在计算机程序领域，"模块"通常可以实现为程序和数据结构的集合，
它执行具体任务或者实施具体抽象数据类型。模块通常由两部分组成。 首先，软件模块可以列表出常数、数据类型、变量、程序等等，它们可 以由其他模块或程序访问。第二，软件模块可以构造成实施方案，它可 以是私有的(也就是，可能仅仅访问该模块)，并且包含源代码，该源 代码实际实施该模块所基于的程序或子程序。因此，例如所述的术语模 块通常涉及软件模块或实施方案。这些模块可以单独采用或者一起采 用，以形成通过包括传输媒介和可记录媒介的单一承载媒介来实施的程 序产品。
因此，例如，可以提供用于处理多个电桥输出信号以测定位置数据 的处理模块，它和相关联，其中多个磁阻桥电路位于和/或构造在该冲模 上。这种模块还可以设置成和磁性偏置元件相关，该磁性偏置元件用于 利用绕冲模中心位置的轴旋转的磁场来偏置多个磁阻桥电路，从而产生 多个电桥输出信号，其中该多个磁阻桥电路利用磁性偏置元件来偏置。 这些元件以及处理模块可以i兌形成一个"系统"。
这种处理模块通过施加选定校正因数到该比率以测定位置数据，从 率，从而测定出位置数据。选定的校正因数可以从多个校正因数中选择。 校正因数的数量可以以预定函数共同降低，该预定函数例如包括正弦函 数。可选的，该处理模块可以拟合多个电桥输出信号到一个或多个曲线， 并且采用曲线的交叉点来测定位置数据。
这种处理模块还可以用于当磁偏置元件靠近、通过和离开磁阻桥电 路时测定多个磁阻桥电路当中的至少一个磁阻桥电路的特征曲线，然后 拟合多个电桥输出信号到该特征曲线来测定位置数据。
可以理解的是，上述和其他特征和功能或替代物的变化可以期望结 合到许多其他不同系统或应用中。以及，本领域技术人员随后可以获得 多种当然未预见到的或者未预期的可替换方案、变型、变化或改进，它 们都包括在下面的权利要求限定的范围内。
权利要求
1.一种磁性检测方法，包括提供包括中心位置的冲模；在所述冲模上设置多个磁阻桥电路；利用绕所述冲模的所述中心位置的轴旋转的磁场来偏置所述多个磁阻桥电路，从而产生多个电桥输出信号，其中利用磁性偏置元件来偏置所述多个磁阻桥电路；以及处理所述多个电桥输出信号以便测定出位置数据。
2. 根据权利要求l所述的方法，其中处理所述多个电桥输出信号以 便测定出位置数据的步骤还包括通过计算所述多个磁阻桥电路当中的选定磁阻桥电路的所述多个电 桥输出信号的比率，从而测定出所述位置数据；以及 施加选定校正因数到该比率以测定所述位置数据。
3. 根据权利要求2所述的方法，还包括从多个校正因数中选择所迷 选定校正因数。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中所述多个校正因数以预定函数共同降低。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中所述预定函数包括正弦函数。
6. 根据权利要求l所述的方法，其中处理所述多个电桥输出信号从 而测定出位置数据的步骤还包括拟合所述多个电桥输出信号到至少一个曲线；以及 利用所述至少 一个曲线的交叉点来测定所述位置数据。
7. 根据权利要求l所述的方法，其中处理所述多个电桥输出信号从 而测定出位置数据的步骤还包括当所述磁性偏置元件靠近、通过和离开至少一个磁阻桥电路时测定 所述多个磁阻桥电路当中的所述至少一个磁阻桥电路的特征曲线；以及 拟合所述多个电桥输出信号到所述特征曲线来测定所述位置数据。
8. —种磁性检测方法，包括 提供包括中心位置的沖模；在所述冲模上设置多个磁阻桥电路，其中所述多个磁阻桥电路中的 每个磁阻桥电路包括至少一个传感器；利用绕所述冲模的所述中心位置的轴旋转的磁场来偏置所述多个磁 阻桥电路，从而产生多个电桥输出信号，其中利用磁偏置元件来偏置所 述多个磁阻桥电路，其中所述磁偏置元件以一个旋转角度绕所述轴旋转，该旋转角度选自于在0度至180度之间的角度范围内的至少一个角 度，其中所述磁偏置元件利用绕所述冲模的所述中心位置的轴旋转的所 述磁场来偏置所述多个磁阻桥电路，从而产生所述多个电桥输出信号； 处理所述多个电桥输出信号从而测定出位置数据，其中 当所述磁偏置元件靠近、通过和离开至少一个磁阻桥电路时测定所 述多个磁阻桥电路当中的所述至少一个磁阻桥电路的特征曲线；以及 拟合所述多个电桥输出信号到所述特征曲线来测定所述位置数据。
9. 一种磁性检测系统，包括 包括中心位置的冲模； 位于所述冲模上的多个磁阻桥电路；磁偏置元件，其利用绕所述冲模的所述中心位置的轴旋转的磁场来 偏置所述多个磁阻桥电路从而产生多个电桥输出信号；以及用于处理所述多个电桥输出信号从而测定出位置数据的模块。
10. 根据权利要求9所述的系统，其中所述模块 通过计算所述多个磁阻桥电路当中的选定磁阻桥电路的所述多个电桥输出信号的比率，从而测定出所述位置数据；以及施加一个选定的校正因数到该比率以测定所述位置数据。
全文摘要
一种磁性检测方法和系统包括具有中心位置的冲模。一组磁阻桥电路位于并且构造在该冲模上。然后采用磁偏置元件，利用绕所述冲模的所述中心位置的轴旋转的磁场来偏置所述多个磁阻桥电路，从而产生多个电桥输出信号。最后，处理所述多个电桥输出信号从而测定出位置数据。
文档编号G01D5/16GK101180519SQ200680017827
公开日2008年5月14日 申请日期2006年3月15日 优先权日2005年3月23日
发明者L·F·里克斯, M·J·拉托里亚 申请人:霍尼韦尔国际公司