專利名稱：可校準(zhǔn)多維磁點(diǎn)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁場傳感器，具體涉及用于檢測參考點(diǎn)處的磁場空間分量的霍爾傳感 器，具體地，所述傳感器在測量操作期間是可校準(zhǔn)的，本發(fā)明還涉及所采用的校準(zhǔn)和測量方 法。
背景技術(shù)：
除了在幅度和方向方面測量磁場以外，基于霍爾效應(yīng)的霍爾傳感器元件還頻繁地 用在非接觸式無接觸信號(hào)發(fā)生器的技術(shù)中，以無磨損的方式檢測開關(guān)或控制元件的位置。 另一種應(yīng)用方式是測量電流，其中，霍爾傳感器被置于與導(dǎo)電跡線接近的位置，并且通過檢 測導(dǎo)電跡線中的電流所產(chǎn)生的磁場來以非接觸式方式測量導(dǎo)電跡線中的電流。在實(shí)際應(yīng)用 中，霍爾傳感器的具體優(yōu)點(diǎn)在于其對(duì)于諸如污染等外界環(huán)境影響相對(duì)非常不敏感。就技術(shù)而言，已知所謂的水平或橫向霍爾傳感器元件和垂直霍爾傳感器元件，根 據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，圖6a示例性地示出了水平霍爾傳感器元件，圖6b示出了垂直霍爾傳感器元 件?；魻杺鞲衅髟ǔ０ò雽?dǎo)體晶片，所述半導(dǎo)體晶片具有用于與外部控制電路 電連接的四個(gè)接觸端子?；魻杺鞲衅髟乃膫€(gè)接觸端子中，兩個(gè)接觸端子用于施加通過 有源半導(dǎo)體區(qū)域的工作電流，而另兩個(gè)接觸端子用于檢測霍爾電壓。當(dāng)工作電壓流經(jīng)的半 導(dǎo)體晶片外露于具有電感:§的磁場時(shí)，在磁場中作用于運(yùn)動(dòng)電荷載流子的“洛倫茲力”使電 流路徑發(fā)生偏轉(zhuǎn)。霍爾電壓與電流方向垂直并且與施加在有源半導(dǎo)體區(qū)域中的磁場垂直。如圖6a基本上示出的，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的水平霍爾傳感器元件600通常包括ρ型摻 雜半導(dǎo)體襯底604上的η型摻雜半導(dǎo)體區(qū)域602。與芯片表面(χ-y平面)平行布置的霍爾 傳感器元件稱作是水平的。典型地，η型摻雜有源區(qū)域602經(jīng)由四個(gè)接觸電極606a_d連接至外部控制或評(píng)估 邏輯，這四個(gè)接觸電極606a-d彼此相對(duì)地成對(duì)布置在有源區(qū)域602中。為了清楚起見，在 圖6中沒有示出控制或評(píng)估邏輯。四個(gè)接觸電極606a-d被分成兩個(gè)相對(duì)的控制電流接觸 電極606a和606c，用于產(chǎn)生通過有源區(qū)域602的電流Ih ；并且還被分成兩個(gè)相對(duì)的電壓分 接接觸電極606b和606d，用于分接霍爾電壓Uh作為傳感器信號(hào)，所述霍爾電壓Uh出現(xiàn)在 垂直于電流而施加在有源區(qū)域602中的磁場:g中并且垂直于所施加的磁場。通過在不同接 觸電極之間施加電流Ih并相應(yīng)地在其他接觸電極處分接垂直于電流的霍爾電壓 ，可以實(shí) 現(xiàn)允許對(duì)若干測量周期上霍爾傳感器中出現(xiàn)的容差加以補(bǔ)償?shù)姆椒?，所述容差例如是由?制造容差等而引起的。從圖6所示的水平霍爾傳感器元件600可以看出，接觸端子606a_d之間的有源區(qū) 域可以被限定為，使得該有源區(qū)域具有有效長度L和有效寬度W。圖6a所示的水平霍爾傳 感器元件600相對(duì)而言易于使用用于制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo) 體)工藝來實(shí)現(xiàn)。除了水平霍爾傳感器元件之外，現(xiàn)有技術(shù)中還已知所謂的垂直霍爾傳感器布置的實(shí)現(xiàn)方式，所述實(shí)現(xiàn)方式也允許使用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體制造技術(shù)，例如，COMS工藝。圖6b基本上 示出了垂直霍爾傳感器元件620的示例，其中，垂直在這里指的是與芯片表面的平面(X-Y 平面)垂直的平面。在圖6b所示的垂直霍爾傳感器元件620中，優(yōu)選地η型摻雜有源半導(dǎo) 體區(qū)域622以阱的形式在ρ型摻雜半導(dǎo)體襯底6Μ上延伸，有源半導(dǎo)體區(qū)域622具有深度 Τ。如圖6b所示，垂直霍爾傳感器元件包括三個(gè)接觸區(qū)域626a-c，這三個(gè)接觸區(qū)域626a_c 布置在半導(dǎo)體襯底擬4中并與半導(dǎo)體襯底擬4的主表面相鄰，接觸端子626a-c都布置在有 源半導(dǎo)體區(qū)域622中。由于這三個(gè)接觸區(qū)域，所以垂直霍爾傳感器元件的這種變型還稱作 3引腳傳感器。圖6b所示的垂直霍爾傳感器元件620還包括沿著有源半導(dǎo)體區(qū)域622主表面的 三個(gè)接觸區(qū)域626a-c，接觸區(qū)域626a連接至接觸端子A，接觸區(qū)域626b連接至接觸端子B， 接觸區(qū)域626c連接至接觸端子C。當(dāng)在兩個(gè)端子A和C之間施加電壓時(shí)，可以在接觸端子 B處測量通過有源半導(dǎo)體區(qū)域622的電流Ih以及與電流Ih和磁場δ垂直的霍爾電壓UH。有 源半導(dǎo)體區(qū)域622的有效有源區(qū)域由有源半導(dǎo)體區(qū)域622的深度T以及與電流饋送接觸電 極626a和626c之間的距離相對(duì)應(yīng)的長度L來預(yù)先確定。例如在 R. S. Popovic，"Hall Effect Devices, Magnetic Sensors andCharacterization of Semiconductors，，, Adam Hilger, 1991, ISBN0-7503-0096-5 等文 獻(xiàn)中已知水平和垂直霍爾傳感器以及減小由于元件容差而形成的偏移的方法，所述元件容 差例如是使用旋轉(zhuǎn)電流方法等時(shí)由于污染、非對(duì)稱、壓電效應(yīng)、老化現(xiàn)象等引起的。如例如 在DE 101 50 955和DE 101 50 950中所描述的，以旋轉(zhuǎn)電流方式工作的垂直傳感器常包 括兩個(gè)或或四個(gè)獨(dú)立的傳感器。此外，除了 3引腳垂直霍爾傳感器元件的變型以外，在DE 101 50 955和DE 101 50 950中還描述了所謂的5引腳垂直霍爾傳感器元件。在5引腳霍爾傳感器元件中，也可 以利用在若干測量階段上進(jìn)行的補(bǔ)償方法來執(zhí)行對(duì)獨(dú)立元件的容差加以補(bǔ)償?shù)臏y量，其中 典型地旋轉(zhuǎn)電流方法也可以用在這里。旋轉(zhuǎn)電流技術(shù)意味著使用特定時(shí)鐘頻率，將用于檢測霍爾傳感器元件處霍爾電壓 的測量方向連續(xù)地周期性地轉(zhuǎn)動(dòng)例如90°，并對(duì)整個(gè)360°轉(zhuǎn)動(dòng)的所有測量信號(hào)求和。在 包括四個(gè)接觸區(qū)域并且其中兩個(gè)相應(yīng)的接觸區(qū)域彼此成對(duì)布置的霍爾傳感器元件中，根據(jù) 旋轉(zhuǎn)電流階段，每個(gè)接觸對(duì)既被用作用于饋送電流的控制電流接觸區(qū)域，又被用作用于分 接霍爾信號(hào)的測量接觸區(qū)域。因此，在旋轉(zhuǎn)電流階段或在旋轉(zhuǎn)電流周期中，工作電流(控制 電流Ih)在兩個(gè)關(guān)聯(lián)的接觸區(qū)域之間流動(dòng)，而在彼此相關(guān)聯(lián)的另外兩個(gè)接觸區(qū)域處分接霍 爾電壓。在下一周期中，測量方向轉(zhuǎn)動(dòng)90°，使得在前一周期中用于分接霍爾電壓的接觸 區(qū)域現(xiàn)在用于饋送控制電流。通過在所有四個(gè)周期或階段上求和，由于制造或材料而導(dǎo)致 的偏移電壓近似相互抵消，使得僅保留真正依賴于磁場的信號(hào)部分。當(dāng)然，該過程還可以應(yīng) 用于更大數(shù)目的接觸對(duì)，其中典型地，針對(duì)四個(gè)接觸對(duì)(包括八個(gè)接觸區(qū)域)，將旋轉(zhuǎn)電流 階段周期地轉(zhuǎn)動(dòng)45°，以便能夠?qū)φ麄€(gè)360°轉(zhuǎn)動(dòng)上的所有測量信號(hào)求和。在水平霍爾傳感器中，也經(jīng)常使用四個(gè)傳感器，這是因?yàn)樵诤线m的布置下，也可以 通過空間旋轉(zhuǎn)電流操作來顯著減小偏移，參見例如DE199 43 128。當(dāng)針對(duì)若干空間方向來測量磁場時(shí)，最常使用分離的霍爾傳感器元件。例如，使用分離的傳感器元件來檢測磁場的三個(gè)空間方向通常導(dǎo)致以下問題要測量的磁場不是在一 個(gè)點(diǎn)測量的，而是在三個(gè)不同的點(diǎn)測量的。圖7闡明了這一點(diǎn)，圖7示出了霍爾傳感器702、 704和706。第一霍爾傳感器702用于檢測y空間分量，第二霍爾傳感器704用于檢測ζ空 間分量，第三霍爾傳感器706用于檢測χ空間分量。獨(dú)立的傳感器702、704和706測量近 似在這些獨(dú)立傳感器中心點(diǎn)處的磁場的相應(yīng)空間分量。獨(dú)立的傳感器可以包括若干霍爾傳感器元件。圖7示例性地示出了三個(gè)獨(dú)立的傳 感器，每個(gè)傳感器包括四個(gè)霍爾傳感器元件，其中，在圖7中假定水平霍爾傳感器704檢測 要測量的磁場的ζ分量，一個(gè)垂直霍爾傳感器702和706分別針對(duì)磁場的y分量和χ分量。 如圖7中示例性地示出的用于檢測空間磁場分量的布置導(dǎo)致了以下問題不能測量一個(gè)點(diǎn) 的磁場，而是測量在各個(gè)獨(dú)立傳感器的相應(yīng)中心點(diǎn)的磁場。這不可避免地導(dǎo)致了訛誤，因?yàn)?不可能基于在磁場傳感器的不同位置處檢測到的磁場分量來精確評(píng)估磁場。另一方面是當(dāng)利用霍爾傳感器元件來檢測和評(píng)估磁場時(shí)對(duì)獨(dú)立元件的校準(zhǔn)。根據(jù) 現(xiàn)有技術(shù)，通常為霍爾傳感器提供所謂的激勵(lì)線，所述激勵(lì)線允許在獨(dú)立傳感器的測量點(diǎn) 產(chǎn)生限定的磁場，以便隨后可以通過將所測量的霍爾電壓與限定的磁場相比較或相關(guān)聯(lián)來 實(shí)現(xiàn)傳感器的校準(zhǔn)。可以使用激勵(lì)線在霍爾傳感器處產(chǎn)生人造磁場，通過這種方式可以實(shí)現(xiàn)在 操作期間的簡單晶片測試(即，直接在襯底上測試)和自測試以及靈敏度校準(zhǔn)，參照 Janez Trontelj, "Optimization of Integrated MagneticSensor by Mixed Signal Processing,Proceedings of the 16th IEEE Vol. 1。這在嚴(yán)格要求安全性的行業(yè)中尤為受 到關(guān)注，例如，在汽車行業(yè)中或在醫(yī)學(xué)工程中，因?yàn)檫@允許傳感器甚至在操作期間監(jiān)測傳感 器自身。當(dāng)示例性地若干獨(dú)立傳感器用于檢測磁場的空間分量時(shí)，如圖7示例性地示出 的，每個(gè)獨(dú)立的傳感器需要相應(yīng)的用于校準(zhǔn)的激勵(lì)線，其中，仍然獨(dú)立地校準(zhǔn)各個(gè)獨(dú)立的傳 感器。這意味著根據(jù)獨(dú)立傳感器元件的數(shù)目來衡量校準(zhǔn)執(zhí)行，在空間上檢測三個(gè)磁場分量 的情況下校準(zhǔn)執(zhí)行與單獨(dú)的傳感器的校準(zhǔn)執(zhí)行相比增加了 3倍。允許評(píng)估磁場(即，檢測在一個(gè)點(diǎn)的測量)的一個(gè)途徑是EcolePolytechnique Federal Lausanne EPFL 制作的 3D 傳感器，參照 C. Schott，R. S. Popovic，‘‘Integrated 3D Hall Magnetic Field Sensor，，, Transducers' 99, June 7-10, Sensai, Japan, VOL. 1,pages 168-171,1999。圖8是在半導(dǎo)體襯底802上實(shí)現(xiàn)的這種霍爾傳感器的示意圖。3D傳感器 包括四個(gè)接觸區(qū)域8(Ma-d，可以經(jīng)由這四個(gè)接觸區(qū)域8(Ma-d將電流施加到半導(dǎo)體基板802 中。3D傳感器還包括四個(gè)測量接觸區(qū)域806a-d，可以經(jīng)由這四個(gè)測量接觸區(qū)域806a_d來 檢測不同的磁場分量。在圖8的右側(cè)示出了布線810。所示的包括四個(gè)運(yùn)算放大器81加-(1 的布線評(píng)估與獨(dú)立的磁場分量成比例的霍爾電壓，并在端子8Ha-c處以信號(hào)Vx、Vy和Vz 的形式輸出相應(yīng)的分量。所示的傳感器導(dǎo)致了以下問題該傳感器僅能由外部產(chǎn)生的限定的磁場來校準(zhǔn)， 而沒有其自己的激勵(lì)線。此外，由于其配置和功能模式，不能使用補(bǔ)償方法(例如，旋轉(zhuǎn) 電流方法)來操作這種傳感器。此外，圖8所示的布置的缺點(diǎn)在于，由于半導(dǎo)體材料的污 染、接觸的非對(duì)稱性、晶體結(jié)構(gòu)的變化等，使得這種半導(dǎo)體元件呈現(xiàn)出偏移電壓，而使用適 于旋轉(zhuǎn)電流的相應(yīng)補(bǔ)償布線無法抑制這些偏移電壓。傳感器測量聚焦的點(diǎn)中的磁場分量，然而該傳感器呈現(xiàn)出高偏移，并從而僅適合有限程度上的精確測量。圖9示出了支 持補(bǔ)償(旋轉(zhuǎn)電流)的3D傳感器，該3D傳感器檢測一個(gè)測量點(diǎn)中的空間磁場分量，在 Enrico Schurig in "HighlySensitive Vertical Hall Sensors in CMOS Technology，，， Hartung-GorreVerlag Konstanz,2005, Reprinted from EPFL Thesis No. 3134(2004), ISSN1438-0609,ISBN 3-86628-023-8 WW. page 185ff 討論了這種支持補(bǔ)償(旋轉(zhuǎn)電流)的 3D傳感器。在圖9的頂部，示出了包括三個(gè)獨(dú)立傳感器的圖7的3D傳感器。在圖9的頂部 示出了用于檢測空間磁場分量的三個(gè)獨(dú)立的傳感器902、904和906。在圖9的底部，示出 了獨(dú)立傳感器的備選布置。采用這種布置，由于圖9中傳感器904的測量點(diǎn)在布置900的 中心，所以傳感器904保持不變，此外，包括獨(dú)立元件的兩個(gè)獨(dú)立傳感器902和906是可分 開的?，F(xiàn)在，傳感器902被分成兩個(gè)傳感器部分90 和90 ，并且關(guān)于傳感器元件904的 中心點(diǎn)對(duì)稱地布置。針對(duì)傳感器906進(jìn)行類似的過程，使得傳感器906也被分成兩個(gè)傳感 器部分906a和906b，這兩個(gè)傳感器部分906a和906b沿著相應(yīng)的空間軸，關(guān)于傳感器元件 904的中心點(diǎn)對(duì)稱地布置。由于獨(dú)立傳感器元件的對(duì)稱布置，因此檢測在布置的幾何中心處 的一個(gè)點(diǎn)中的磁場?？偠灾梢哉J(rèn)為關(guān)于中心點(diǎn)對(duì)稱地布置的獨(dú)立傳感器可以用在測量多維磁場 的傳統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域中。具體地，可以以角傳感器來實(shí)現(xiàn)這種布置，其中所有傳感器都測量一點(diǎn) 個(gè)中的磁場。然而，在這些布置中，傳感器的監(jiān)控、校準(zhǔn)和測試是存在問題的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于對(duì)參考點(diǎn)中的磁場進(jìn)行多維檢測的磁場傳感器，其 中，可以高效地補(bǔ)償該傳感器的容差；可以以可靠且簡單的方式來校準(zhǔn)該傳感器，所述校準(zhǔn) 可以在測量操作期間執(zhí)行；并且可以在晶片上測試中或在操作期間以低成本且高效地測試 該傳感器。通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的可校準(zhǔn)磁場傳感器以及根據(jù)權(quán)利要求16所述的在測 量操作期間校準(zhǔn)磁場傳感器的方法，實(shí)現(xiàn)了該目的。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種可校準(zhǔn)磁場傳感器，用于感測參考點(diǎn)中的磁 場的第一和第二空間分量，其中，所述磁場包括第一和第二測量場分量和/或第一和第二 校準(zhǔn)場分量，所述可校準(zhǔn)磁場傳感器包括第一傳感器元件布置，包括至少第一和第二傳感 器元件以感測第一參考點(diǎn)中相對(duì)于第一空間軸的第一磁場分量，所述第一磁場分量包括第 一測量場分量和/或第一校準(zhǔn)場分量。此外，磁場傳感器包括第二傳感器元件布置，用于感 測參考點(diǎn)中相對(duì)于第二空間軸的第二磁場分量，所述第二磁場分量包括第二測量場分量和 /或第二校準(zhǔn)場分量。磁場傳感器還包括激勵(lì)線，相對(duì)于第一傳感器元件布置而布置，使得 在將默認(rèn)電流施加到激勵(lì)線時(shí)，在第一傳感器元件布置中相對(duì)于第一空間軸，產(chǎn)生第一傳 感器元件布置的第一傳感器元件和第二傳感器元件中的一對(duì)不同的非對(duì)稱默認(rèn)校準(zhǔn)場分 量，其中兩個(gè)空間軸沿著線性無關(guān)位置矢量延伸。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種在測量操作期間可校準(zhǔn)的磁場傳感器，用于 檢測參考點(diǎn)中的磁場的第一、第二和第三空間分量Bz，By, Bx，所述磁場包括第一、第二和第 三測量場分量BmPBs^Bmx和/或第一、第二和第三校準(zhǔn)場分量BKz、BKy、B&。磁場傳感器包括 第一傳感器元件布置，所述第一傳感器元件布置具有至少兩個(gè)傳感器元件，用于檢測參考點(diǎn)中相對(duì)于第一空間軸ζ的第一磁場分量Bz，第一磁場分量Bz包括第一測量場分量Bmz和 /或第一校準(zhǔn)場分量BKz。此外，磁場傳感器包括第二傳感器元件布置，第二傳感器元件布置具有至少兩個(gè) 傳感器元件，用于檢測參考點(diǎn)中相對(duì)于第二空間軸y的第二磁場分量 ，第二磁場分量 包 括第二測量場分量BMy和/或第二校準(zhǔn)場分量BKy。磁場傳感器還包括第三傳感器元件布置， 第三傳感器元件布置具有至少兩個(gè)傳感器元件，用于檢測參考點(diǎn)中相對(duì)于第三空間軸χ的 第二磁場分量Bx，第三磁場分量Bx包括第三測量場分量Bmx和/或第三校準(zhǔn)場分量B&。磁 場傳感器還包括激勵(lì)線，所述激勵(lì)線相對(duì)于第一、第二和第三傳感器元件布置而布置，使得 在將默認(rèn)電流Ikl施加到激勵(lì)線時(shí)，在第一傳感器元件布置中相對(duì)于第一空間軸ζ產(chǎn)生第一 對(duì)不同的預(yù)定校準(zhǔn)場分量 za、BKzb，在第二傳感器元件布置中相對(duì)于第二空間軸y產(chǎn)生第二 對(duì)不同的預(yù)定校準(zhǔn)場分量BKya、BKyb，在第三傳感器元件布置中相對(duì)于第三空間軸χ產(chǎn)生第三 對(duì)不同的預(yù)定校準(zhǔn)場分量BKxa、BKxb，三個(gè)空間軸z、y和χ沿著線性無關(guān)位置矢量延伸。本發(fā)明基于以下發(fā)現(xiàn)優(yōu)選地，對(duì)稱地成對(duì)布置的傳感器元件能夠提供用于對(duì)磁 場進(jìn)行多維檢測的磁場傳感器，當(dāng)使用至少一個(gè)非對(duì)稱激勵(lì)線時(shí)，所述磁場傳感器變得可 校準(zhǔn)。從而，激勵(lì)線相對(duì)于在所述磁場中成對(duì)布置的傳感器元件是非對(duì)稱性的，這在于可以 通過使用激勵(lì)線施加電流來產(chǎn)生的磁場，在成對(duì)布置的傳感器元件中引起不相等的磁場分 量。因此，這里可以使用相等靈敏度的傳感器元件，因?yàn)橛捎谏鲜龇菍?duì)稱性，可以使用磁場 傳感器來測量和校準(zhǔn)不同的校準(zhǔn)場分量之間的差別。當(dāng)使用本發(fā)明的磁場傳感器的實(shí)施例 時(shí)，可以分別沿著兩個(gè)和三個(gè)線性無關(guān)位置矢量來檢測二維、甚至三維的磁場。也可以使用如下激勵(lì)線相對(duì)于成對(duì)布置的傳感器元件，所述激勵(lì)線具有不同的、 或鏡像的或相反的非對(duì)稱性。例如，激勵(lì)線可以形成線圈，這些線圈的磁場彼此疊加，從而 在傳感器元件的靈敏度方向上產(chǎn)生激勵(lì)場。這是具有有利效果的，因?yàn)榇艌鰝鞲衅骺梢员?實(shí)現(xiàn)為是在測量操作期間可校準(zhǔn)或可監(jiān)控的。本發(fā)明的磁場傳感器和方法的另一優(yōu)點(diǎn)是可以在操作期間校準(zhǔn)磁場傳感器，從 而可以節(jié)省附加的硬件成本或時(shí)間耗費(fèi)。例如，可以由微控制器或處理器來組合和/或評(píng) 估測量結(jié)果，使得附加的努力僅限于一個(gè)附加的計(jì)算操作。從而可以同時(shí)并且以補(bǔ)償?shù)姆?式獲得測量場分量和校準(zhǔn)場分量。由于可以連續(xù)地校準(zhǔn)和/或調(diào)節(jié)磁場傳感器并同時(shí)監(jiān)控 磁場傳感器的功能，而不必需要許多情況下對(duì)測量的質(zhì)量或數(shù)量的折中，所以這在安全性 關(guān)鍵的應(yīng)用情況下是尤為有利的，例如，在汽車或醫(yī)學(xué)工程中。


隨后將參考附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中圖Ia示出了根據(jù)本發(fā)明磁場傳感器實(shí)施例的霍爾傳感器元件和激勵(lì)線的基本布 置，其中在測量操作期間可以校準(zhǔn)所述磁場傳感器，所述磁場傳感器用于檢測第一和第二 空間磁場分量；圖Ib示出了根據(jù)本發(fā)明磁場傳感器實(shí)施例的霍爾傳感器元件和激勵(lì)線的另一基 本布置，其中在測量操作期間可以校準(zhǔn)所述磁場傳感器，所述磁場傳感器用于檢測第一和 第二空間磁場分量；圖Ic示出了根據(jù)本發(fā)明磁場傳感器實(shí)施例的霍爾傳感器元件和激勵(lì)線的基本布置，其中在測量操作期間可以校準(zhǔn)所述磁場傳感器，所述磁場傳感器用于檢測第一、第二和 第三空間磁場分量；圖Id示出了根據(jù)本發(fā)明磁場傳感器實(shí)施例的霍爾傳感器元件和激勵(lì)線的另一基 本布置，其中在測量操作期間可以校準(zhǔn)所述磁場傳感器，所述磁場傳感器用于檢測第一、第 二和第三空間磁場分量；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明磁場傳感器另一實(shí)施例的霍爾傳感器元件和激勵(lì)線的基 本布置，其中在測量操作期間可以校準(zhǔn)所述磁場傳感器；圖3a示出了根據(jù)本發(fā)明磁場傳感器另一實(shí)施例的霍爾傳感器元件和激勵(lì)線的基 本布置，其中在測量操作期間可以校準(zhǔn)所述磁場傳感器；圖北示出了根據(jù)本發(fā)明磁場傳感器另一實(shí)施例的霍爾傳感器元件和激勵(lì)線的基 本布置，其中在測量操作期間可以校準(zhǔn)所述磁場傳感器；圖4示出了磁場傳感器的另一實(shí)施例；圖5示出了磁場傳感器的另一實(shí)施例；圖6a示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的水平霍爾傳感器元件的基本設(shè)置；圖6b示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的垂直霍爾傳感器元件的基本設(shè)置；圖7示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于在空間上檢測磁場分量的獨(dú)立傳感器的基本布 置；圖8示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于檢測空間磁場分量的備選3D傳感器；以及圖9示出了用于檢測一點(diǎn)中空間磁場的獨(dú)立霍爾傳感器元件的基本布置。
具體實(shí)施例方式參考以下說明，應(yīng)當(dāng)注意，不同實(shí)施例中相同或看似相同的功能單元具有相同的 參考數(shù)字，從而在下文所述的不同實(shí)施例中可以相互交換。圖Ia示出了用于檢測在參考點(diǎn)101處的磁場的第一和第二空間分量ΦΥ，ΒΖ)的可 校準(zhǔn)磁場傳感器100，其中，磁場包括第一和第二測量場分量( ，Bmz)和/或第一和第二校 準(zhǔn)場分量(BKy，BKz)。磁場傳感器10包括第一傳感器元件布置104，所述第一傳感器元件布 置104包括至少第一和第二傳感器元件(104a，104b)，以檢測在參考點(diǎn)101處參照第一空間 軸y的第一磁場分量&，第一磁場分量&包括第一測量場分量BMy和/或第一校準(zhǔn)場分量
BKy ο此外，磁場傳感器100包括第二傳感器元件布置102，第二傳感器元件布置102用 于檢測在參考點(diǎn)101處參照第二空間軸Z的第二磁場分量Bz，所述第二磁場分量Bz包括第 二測量場分量Bmz和/或第二校準(zhǔn)場分量BKz。磁場傳感器100還包括激勵(lì)線108，相對(duì)于第 一傳感器元件布置104來布置所述激勵(lì)線108，使得在將預(yù)定的電流Ikl施加到激勵(lì)線108 中時(shí)，在第一傳感器元件布置104中產(chǎn)生參照空間軸y的一對(duì)不同的預(yù)定校準(zhǔn)場分量在第 一傳感器元件10 中的BKya和在第二傳感器元件104b中的BKyb，其中兩個(gè)空間軸y和ζ沿 著線性無關(guān)位置矢量延伸。圖Ib示出了用于檢測在參考點(diǎn)101處的磁場的第一和第二空間分量(Bx，By)的 可校準(zhǔn)磁場傳感器100的另一實(shí)施例，其中，磁場包括第一和第二測量場分量(BMx，BMy)和/ 或第一和第二校準(zhǔn)場分量(BKx，BKy)。磁場傳感器100包括第一傳感器元件布置106，第一傳感器元件布置106包括至少第一和第二傳感器元件106a和106b，以檢測在參考點(diǎn)101處
參照第一空間軸χ的第一磁場分量Bx，第一磁場分量Bx包括第一測量場分量Bmx和/或第 一校準(zhǔn)場分量B&。圖Ib所示的磁場傳感器還包括第二傳感器元件布置104，第二傳感器元件布置 104用于檢測在參考點(diǎn)101中參照第二空間軸y的第二磁場分量By，第二磁場分量民包括 第二測量場分量BMy和/或第二校準(zhǔn)場分量B”。在圖Ib所示的實(shí)施例中，磁場傳感器100還包括激勵(lì)線108，相對(duì)于第一傳感器 元件布置106來布置所述激勵(lì)線，使得在將預(yù)定的電流Ikl施加到激勵(lì)線108中時(shí)，在第一 傳感器元件布置106中產(chǎn)生參照空間軸χ的一對(duì)不同的預(yù)定校準(zhǔn)場分量在第一傳感器元 件106a中的BKxa和在第二傳感器元件106b中的BKxb，其中兩個(gè)空間軸χ和y沿著線性無關(guān) 位置矢量延伸。在另一實(shí)施例中，可以將傳感器元件布置為使這些傳感器元件涉及兩個(gè)空 間軸χ和z，其中，在這樣的實(shí)施例中，第一傳感器元件布置可以與圖Ib的傳感器元件布置 106相對(duì)應(yīng)，第二傳感器元件布置可以與圖Ia的傳感器元件布置102相對(duì)應(yīng)。在一般情況 下，本發(fā)明的實(shí)施例可以是根據(jù)沿著線性無關(guān)位置矢量延伸的兩個(gè)空間方向來檢測磁場， 其中，將激勵(lì)線108布置為使得該激勵(lì)線108至少關(guān)于包括至少兩個(gè)傳感器元件在內(nèi)的磁 場傳感器的一個(gè)傳感器元件布置而言，產(chǎn)生不同的校準(zhǔn)場分量。這里，線性無關(guān)位置矢量的 方向不是固定的，使得可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)隨機(jī)的空間方向。根據(jù)圖Ib所示的實(shí)施例，可校準(zhǔn)磁場傳感器100可以包括第二傳感器元件布置 104，第二傳感器元件布置104也包括至少第一傳感器元件10 和第二傳感器元件104b，其 中，還相對(duì)于第二傳感器元件布置104來布置激勵(lì)線，使得在第二傳感器元件布置104中產(chǎn) 生參照第二空間軸y的第二對(duì)不同的預(yù)定校準(zhǔn)場分量在第一傳感器元件10 中的BKya和 在第二傳感器元件104b中的BKyb。除了以上參考圖Ia和Ib描述的為了檢測至少兩個(gè)空間維度的磁場傳感器以外， 還可以檢測三個(gè)空間方向。圖Ic示出了可校準(zhǔn)磁場傳感器100的實(shí)施例，所述可校準(zhǔn)磁場 傳感器100還被實(shí)現(xiàn)為檢測參考點(diǎn)100處的磁場的第三空間分量Bx或Bz，其中磁場包括第 三測量場分量Bmx或Bmz和/或第三校準(zhǔn)場分量Bkx或 z。參考圖la，圖Ic所示的磁場傳感器的實(shí)施例還檢測空間磁分量Bx，參考圖lb，圖 Ic所示的磁場傳感器的實(shí)施例還檢測空間磁分量Bz。圖Ic所示的磁場傳感器100的實(shí)施例還包括第三傳感器元件布置106或102，所 述第三傳感器元件布置106或102用于檢測參考點(diǎn)101中參照考第三空間軸χ或ζ的第三 磁場分量Bx或Bz，第三磁場分量Bx或Bz包括第三測量場分量Bmx或Bmz和/或第三校準(zhǔn)場 分量Bkx或Bkz，其中三個(gè)空間軸z、y和χ沿著線性無關(guān)位置矢量延伸。圖Id示出了磁場傳感器100的另一實(shí)施例，在圖Id的實(shí)施例中，第三傳感器元 件布置102還包括第一和第二傳感器元件10 和102b，其中，相對(duì)于第三傳感器元件布置 102來布置激勵(lì)線108，使得在將預(yù)定的電流Ikl施加到激勵(lì)線108中時(shí)，在第三傳感器元件 布置中產(chǎn)生參照第一空間軸ζ的一對(duì)不同的預(yù)定校準(zhǔn)場分量在第一傳感器元件10 和在 第二傳感器元件102b中的 za和 zb。一般而言，實(shí)施例包括用于檢測兩個(gè)或三個(gè)空間磁場分量的可校準(zhǔn)磁場傳感器。 圖Ia至Id示出了不同的變型，這里獨(dú)立的空間方向可以相互交換的。因此，例如可以向根據(jù)圖Ia的磁場傳感器添加根據(jù)圖Ic的第三傳感器元件布置106。在下文中，詳細(xì)地說明了本發(fā)明的實(shí)施例。為了避免重復(fù)，在以下實(shí)施例中假定各 個(gè)磁場傳感器檢測朝向三個(gè)空間方向的磁場，其中這三個(gè)空間方向沿著線性無關(guān)位置矢量 延伸。然而，在下文中描述的所有實(shí)施例也可以用于僅檢測磁場的兩個(gè)空間方向。因此在 以下說明的實(shí)施例中，可以省略一個(gè)傳感器元件布置102、104或106。所說明的構(gòu)思也非限 制性地應(yīng)用于其余兩個(gè)傳感器元件布置以檢測沿著兩個(gè)線性無關(guān)空間方向的磁場，和/或 以下實(shí)施例在傳感器元件及其實(shí)現(xiàn)方式方面也可以等效地應(yīng)用于圖Ia和Ib的實(shí)施例。圖Id示出了磁場傳感器100的實(shí)施例，可以在測量操作中校準(zhǔn)磁場傳感器100，并 且磁場傳感器100用于檢測參考點(diǎn)101處的磁場的第一、第二和第三空間分量Bz、By和Bx， 其中，磁場包括第一、第二和第三測量場分量BMz、BMy, Bmx和/或第一、第二和第三校準(zhǔn)場分 量 BKz、BKy 禾口 Bkx。磁場傳感器100包括第一傳感器元件布置102，第一傳感器元件布置102包括至少 兩個(gè)傳感器元件10 和102b，以檢測參考點(diǎn)101中參照第一空間軸Z的第一磁場分量Bz， 第一磁場分量Bz包括第一測量場分量Bmz和/或第一校準(zhǔn)場分量BKz。磁場傳感器100還包 括第二傳感器元件布置104，第二傳感器布置104包括至少兩個(gè)傳感器元件10 和104b， 以檢測參考點(diǎn)101處參考空間軸y的第二磁場分量民，第二磁場分量民包括第二測量場分 量BMy和/或第二校準(zhǔn)場分量B1^磁場傳感器100還包括第三傳感器元件布置106，第三傳 感器布置106包括至少兩個(gè)傳感器元件106a和106b，以檢測參考點(diǎn)101處參考空間軸χ的 第三磁場分量Βχ，第三磁場分量Bx包括第三測量場分量Bmx和/或第三校準(zhǔn)場分量Β&。磁場傳感器100還包括激勵(lì)線108，相對(duì)于第一傳感器元件布置102、第二傳感器 元件布置104和第三傳感器元件布置106來布置所述激勵(lì)線108，使得在將預(yù)定的電流Ikl 施加到激勵(lì)線108中時(shí)，在第一傳感器元件布置102中產(chǎn)生相對(duì)于第一空間軸ζ的第一對(duì) 不同的預(yù)定校準(zhǔn)場分量，在傳感器元件10 中的 za和在傳感器元件102b中的BKzb，在第 二傳感器元件布置104中產(chǎn)生相對(duì)于第二空間軸y的第二對(duì)不同的預(yù)定校準(zhǔn)場分量，在傳 感器元件10 中的BKya和在傳感器元件104b中的BKyb，在第三傳感器元件布置102中產(chǎn)生 相對(duì)于第三空間軸χ的第三對(duì)不同的預(yù)定校準(zhǔn)場分量，在傳感器元件106a中的BKxa和在傳 感器元件106b中的BKxb，其中三個(gè)空間軸z、y和χ沿著線性無關(guān)位置矢量延伸。圖Id示出了磁場傳感器100的實(shí)施例，該磁場傳感器100包括非對(duì)稱布置的激勵(lì) 線108。這里，通過激勵(lì)線相對(duì)于參考點(diǎn)101的非對(duì)稱性，來實(shí)現(xiàn)與每個(gè)傳感器元件布置(例 如，102，104，106)中的至少兩個(gè)傳感器元件(例如，102a, 102b ； 104a, 104b ； 106a, 106b)有 關(guān)的不同預(yù)定校準(zhǔn)場分量對(duì)?？梢岳绺鶕?jù)圖Id的實(shí)施例來布置激勵(lì)線108，使得激勵(lì)線 108形成具有至少一個(gè)繞組的線圈。從幾何上可以看出，在本實(shí)施例中可以將激勵(lì)線108布置為使得具有至少一個(gè) 繞組的線圈包括到傳感器元件布置(例如，102，104，106)的至少兩個(gè)傳感器元件(例如， 102a，102b ； 104a, 104b ； 106a, 106b)的最短距離，這些最短距離不同。由于激勵(lì)線108與傳 感器元件布置(104，106)的距離較短，所以當(dāng)電流在激勵(lì)線108中流動(dòng)時(shí)，距離越遠(yuǎn)，產(chǎn)生 的校準(zhǔn)場分量越強(qiáng)。這里激勵(lì)線108與傳感器元件(例如，104a, 104b，106a, 106b)的最短 距離可以與平均有效距離有關(guān)。例如，可以關(guān)于激勵(lì)線108對(duì)稱地成對(duì)實(shí)現(xiàn)傳感器元件(例如，104a, 104b, 106a,106b)，參考圖Id所示的示例，傳感器元件10 和106a和/或104b和106b。然而，通常 也可以實(shí)現(xiàn)任何“非對(duì)稱”幾何結(jié)構(gòu)，其中，在不同的傳感器元件(例如，104a，104b，106a， 106b)或傳感器元件布置(例如，104，106)中，相對(duì)于校準(zhǔn)場分量，產(chǎn)生所限定的非對(duì)稱性。 也可以經(jīng)由不同強(qiáng)度的激勵(lì)電流來實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱性。成對(duì)的對(duì)稱布置使得可以實(shí)現(xiàn)簡單的評(píng) 估，而在傳感器元件之間(例如，104和104b和/或106和106b)，由于不同的距離，使得可 以存在所限定的非對(duì)稱性，從而也可以存在關(guān)于可能產(chǎn)生的校準(zhǔn)場分量的所限定的非對(duì)稱 性。例如，根據(jù)圖Ia至ld，可以通過激勵(lì)線108相對(duì)于參考點(diǎn)101的幾何移位或非對(duì)稱性 來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。在圖Ic和Id的實(shí)施例中，激勵(lì)線108在傳感器元件104b和106b正上方 延伸，但是在傳感器元件10 和106a橫向旁邊延伸。到目前為止，激勵(lì)線108與傳感器元 件布置(例如，104，106)的傳感器元件(例如，104a，104c ；106a, 106b)之間不同的最短距 離可以被視為激勵(lì)線108呈現(xiàn)出到傳感器元件布置(例如，104和/或106)的兩個(gè)傳感 器元件(例如，104a和104b和/或106a和106b)的不同距離，使得由于激勵(lì)線108中的電 流Ikl而在傳感器元件布置(例如，104和/或106)的傳感器元件(例如，104a和104b和 /或106a和106b)中引起的磁場分量也不同。如上所述，在所說明的實(shí)施例中，也可以省略一個(gè)傳感器元件布置102、104或 106。所說明的構(gòu)思也非限制性地應(yīng)用于其余兩個(gè)傳感器元件布置以便檢測沿著兩個(gè)線性 無關(guān)空間方向的磁場，和/或關(guān)于傳感器元件及其實(shí)現(xiàn)方式的說明也可以等效地應(yīng)用于圖 Ia和Ib的實(shí)施例。在其他實(shí)施例中，還可以相對(duì)于參考點(diǎn)101對(duì)稱地布置激勵(lì)線108。圖2中示出了 這樣的實(shí)施例。圖2示出了磁場傳感器100的另一實(shí)施例，磁場傳感器100包括與參考圖 Id已經(jīng)示出并說明的組件相同的組件。與圖Id的差別在于現(xiàn)在在圖2中作為具有1. 5個(gè) 繞組的線圈而實(shí)現(xiàn)的激勵(lì)線108的布置。通常，在實(shí)施例中，具有任何數(shù)目個(gè)繞組的線圈實(shí) 現(xiàn)方式都是可能的，然而，如圖2中示意性地示出的，也可以利用不完整的繞組和/或部分 繞組來實(shí)現(xiàn)上述非對(duì)稱性。通常，一個(gè)獨(dú)立的部分繞組也是可能的，參見圖Ia和lb。在這 些情況下，從而可以根據(jù)圖Ia和Ib利用導(dǎo)電跡線來實(shí)現(xiàn)部分繞組，所述導(dǎo)電跡線相對(duì)于傳 感器元件布置的傳感器元件而非對(duì)稱地布置。實(shí)施例也可以包括激勵(lì)線108，所述激勵(lì)線108沒有相對(duì)于參考點(diǎn)101對(duì)稱布置， 并且包括非整數(shù)個(gè)繞組。相應(yīng)地，激勵(lì)線108可以被實(shí)現(xiàn)為使得該激勵(lì)線108包括一個(gè)完整 的繞組以及一個(gè)部分的繞組。此外，激勵(lì)線108可以相對(duì)于傳感器元件(例如，104a，104b， 106a, 106b)成對(duì)對(duì)稱布置，其中，一般情況不限于這種對(duì)稱性，在實(shí)施例中可以實(shí)現(xiàn)能產(chǎn)生 所限定的“非對(duì)稱”校準(zhǔn)場分量的任何布置。如上所述，在上述實(shí)施例中，也可以省略一個(gè)傳感器布置102、104或106。所說明 的構(gòu)思也非限制性地應(yīng)用于其余兩個(gè)傳感器元件布置以檢測沿著兩個(gè)線性無關(guān)空間方向 的磁場，和/或關(guān)于傳感器元件及其實(shí)現(xiàn)方式的實(shí)施例也可以等效地應(yīng)用于圖Ia和Ib的 實(shí)施例。圖3a示出了磁場傳感器100的另一實(shí)施例。圖3a的磁場傳感器100包括與參考 圖Ia至d和圖2示出和說明的組件相同的組件。此外，在圖3a的實(shí)施例中，存在第二激勵(lì) 線109。根據(jù)圖3a，第二激勵(lì)線109相對(duì)于激勵(lì)線108而移位，即，激勵(lì)線108在傳感器元 件104b和106b正上方延伸，而在傳感器元件10 和106a橫向旁邊延伸。第二激勵(lì)線109在傳感器元件10 和106a正上方延伸，而在傳感器元件104b和10 橫向旁邊延伸。此外，在所說明的實(shí)施例中，也可以省略一個(gè)傳感器元件布置102、104、106。所說 明的構(gòu)思也非限制性地應(yīng)用于其余兩個(gè)傳感器元件布置以檢測沿著兩個(gè)線性無關(guān)空間方 向的磁場，和/或關(guān)于傳感器元件及其實(shí)現(xiàn)方式的實(shí)施例也可以等效地應(yīng)用于圖Ia和Ib 的實(shí)施例。在實(shí)施例中，可以相對(duì)于第一傳感器元件布置102、第二傳感器元件布置104和第 三傳感器元件布置106來布置第二激勵(lì)線109，使得在將另外的預(yù)定電流Ik2施加到第二激 勵(lì)線109中的情況下，在第一傳感器元件布置102中產(chǎn)生相對(duì)于第一空間軸ζ的第一另一 對(duì)不同的預(yù)定校準(zhǔn)場分量，即在傳感器元件10 中的 za2和在傳感器元件102b中的 zb2， 在第二傳感器元件布置104中產(chǎn)生相對(duì)于第二空間軸y的第二另一對(duì)不同的預(yù)定校準(zhǔn)場分 量，即在傳感器元件10 中的BKya2和在傳感器元件104b中的BKyb2，在第三傳感器元件布 置102中產(chǎn)生相對(duì)于第三空間軸χ的第三另一對(duì)不同的預(yù)定校準(zhǔn)場分量，即在傳感器元件 106a中的BKxa2和在傳感器元件10 中的BKxb2。根據(jù)圖3a，也可以經(jīng)由第二激勵(lì)線產(chǎn)生附加的校準(zhǔn)場分量。此外，第二激勵(lì)線109 可以相對(duì)于傳感器元件(例如，104a, 104b, 106a, 106b)成對(duì)對(duì)稱布置，其中，一般情況不限 于這種對(duì)稱性，在實(shí)施例中可以實(shí)現(xiàn)能產(chǎn)生所限定的校準(zhǔn)場分量的任何布置。在實(shí)施例中，第一激勵(lì)線108和第二激勵(lì)線109可以被布置為使得第一另一對(duì)不 同的預(yù)定校準(zhǔn)場分量與第一對(duì)校準(zhǔn)場分量相比彼此成相反關(guān)系，第二另一對(duì)不同的預(yù)定校 準(zhǔn)場分量與第二對(duì)校準(zhǔn)場分量相比彼此成相反關(guān)系，并且第三另一對(duì)不同的預(yù)定校準(zhǔn)場分 量與第三對(duì)校準(zhǔn)場分量相比彼此成相反關(guān)系。在圖3a中以第一激勵(lì)線108和第二激勵(lì)線 109的幾何結(jié)構(gòu)作為示例示出了這一點(diǎn)。作為示例，電流流經(jīng)第一激勵(lì)線108，而沒有電流流經(jīng)第二激勵(lì)線。相應(yīng)地，傳感 器元件104b和10 中的第一激勵(lì)線108產(chǎn)生強(qiáng)校準(zhǔn)場分量BKyb和BKxb，在傳感器元件10 和106a中產(chǎn)生弱校準(zhǔn)場分量^iya和BKxa。如果將激發(fā)和/或電流反轉(zhuǎn)，使得第一激勵(lì)線108 無電流而第二激勵(lì)線承載先前在第一激勵(lì)線中流動(dòng)的電流Ik2，則第二激勵(lì)線109在傳感器 元件104b和10 中產(chǎn)生弱校準(zhǔn)場分量BKyb2和BKxb2，在傳感器元件10 和106a中產(chǎn)生強(qiáng) 校準(zhǔn)場分量BKya2和BKxa2。在實(shí)施例中，激勵(lì)線108和109可以被布置為使得在這樣的示例 中可以應(yīng)用以下等式BKyb/BKya = BKxb/BKxa,BKyb2/BKya2 = BKxb2/BKxa2,或者BKyb/BKya = BKxa2/BKxb2。在實(shí)施例中，第一傳感器元件布置102可以包括相對(duì)于磁場傳感器主表面的水平 霍爾傳感器元件10 或10沘。通常，在實(shí)施例中，可以使用對(duì)于不同磁場分量(Bx，By, Bz) 具有相應(yīng)靈敏度的任何磁場傳感器。例如，也可以使用磁阻傳感器元件。在下文中，作為示 例將本發(fā)明實(shí)施例描述為霍爾傳感器元件的實(shí)現(xiàn)。第一傳感器元件布置102還可以包括相 對(duì)于磁場傳感器的主表面而言水平的多個(gè)霍爾傳感器元件，其中，多個(gè)水平霍爾傳感器元 件(例如，102a ;102b)的幾何布置可以相對(duì)于參考點(diǎn)101成對(duì)對(duì)稱，霍爾傳感器元件還彼 此耦合，使得可以以偏移補(bǔ)償?shù)姆绞絹頇z測磁場分量。
在實(shí)施例中，第二傳感器元件布置104可以包括相對(duì)于磁場傳感器主表面垂直的 至少兩個(gè)霍爾傳感器元件(例如，104a ； 104b)，其中，至少兩個(gè)垂直傳感器元件的幾何布置 可以相對(duì)于參考點(diǎn)101成對(duì)對(duì)稱，并且傳感器元件可以彼此耦合使得可以以偏移補(bǔ)償?shù)姆?式來檢測磁場分量。通常，在實(shí)施例中，也可以使用對(duì)于不同磁場分量(Bx，By，Bz)具有相應(yīng) 靈敏度的任何磁場傳感器。在實(shí)施例中，第三傳感器元件布置106可以包括相對(duì)于磁場傳感器主表面垂直的 至少兩個(gè)霍爾傳感器元件(例如，106a ； 106b)，其中，至少兩個(gè)垂直傳感器元件的幾何布置 可以相對(duì)于參考點(diǎn)101成對(duì)對(duì)稱，并且這些傳感器元件可以彼此耦合，使得以偏移補(bǔ)償?shù)?方式來檢測磁場分量。在另一實(shí)施例中，第一傳感器元件布置102、第二傳感器元件布置 104或第三傳感器元件布置106也可以工作在旋轉(zhuǎn)電流模式下，在實(shí)施例中，也可以使用任 何磁場傳感器。圖北示出了另一實(shí)施例。如上所述，在所說明的實(shí)施例中，也可以省略一個(gè)傳感 器元件布置102、104或106。所說明的構(gòu)思也非限制性地應(yīng)用于其余兩個(gè)傳感器元件布置 以檢測沿著兩個(gè)線性無關(guān)空間方向的磁場，和/或關(guān)于傳感器元件及其實(shí)現(xiàn)方式的實(shí)施例 也可以等效地應(yīng)用于圖Ia和Ib的實(shí)施例。圖北的磁場傳感器100包括與參考圖1、圖2和圖3a示出和說明的組件相同的組 件。此外，在圖北的實(shí)施例中，存在以虛線表示的第二激勵(lì)線109。根據(jù)圖北，第二激勵(lì)線 109相對(duì)于激勵(lì)線108而移位，即，激勵(lì)線108在傳感器元件104b和10 正上方延伸，而在 傳感器元件l(Ma和106a橫向旁邊延伸。第二激勵(lì)線109在傳感器元件10 和106a正上 方延伸，而在傳感器元件104b和106b橫向旁邊延伸。在圖北中，每個(gè)傳感器元件(例如， 102a, 102b, 104a, 104b, 106a, 106b)是由兩個(gè)獨(dú)立傳感器組合成的，這兩個(gè)獨(dú)立傳感器元件 是根據(jù)它們的測量排列而指定的。作為示例，在圖3b中假定傳感器元件布置102包括兩個(gè)傳感器元件10 和102b， 其中，傳感器元件10 包括兩個(gè)獨(dú)立的傳感器Zl和Z2，傳感器元件102b包括兩個(gè)獨(dú)立的 傳感器Z3和Z4。根據(jù)圖北的右上角示意性示出的坐標(biāo)，傳感器元件102被布置為使得可 以檢測ζ方向上的磁場分量。例如，可以由水平霍爾傳感器來實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的傳感器Z1-Z4。類 似地，在圖3b中，傳感器元件布置104包括傳感器元件10 和104b，傳感器元件10 和 104b同樣包括用于檢測y方向上的磁場分量的獨(dú)立傳感器Y1-Y4。為了檢測χ方向上的磁 場分量，傳感器元件布置106相應(yīng)地以傳感器元件106a和106b和獨(dú)立傳感器X1-X4的形 式來排列。獨(dú)立傳感器X1-X4和Y1-Y4例如也可以由垂直霍爾傳感器來實(shí)現(xiàn)。在實(shí)施例中，可以僅由一個(gè)線圈和/或激勵(lì)線108來激勵(lì)磁場傳感器。從而在下 文中不考慮第二激勵(lì)線109和/或線圈，并在稍后考慮的其他實(shí)施例中更詳細(xì)地說明第二 激勵(lì)線109和/或線圈。如果存在僅一個(gè)激勵(lì)線108和/或線圈，則例如檢測ζ方向磁場 的傳感器元件布置102可以以磁場來激勵(lì)，該磁場的大小是例如使用兩個(gè)線圈時(shí)磁場大小 的二分之一。在例如檢測χ方向和y方向磁場的傳感器元件布置104和106中，激勵(lì)以不 同方式進(jìn)行。傳感器元件布置104和106可以包括四個(gè)部分傳感器，每個(gè)部分傳感器例如如圖 北所示的。在該實(shí)施例中，兩個(gè)部分傳感器(例如，XI，X2，Yl, Y2)分別檢測線圈的完整 磁場，另外兩個(gè)部分傳感器(例如，X3，X4，Y3，Y4)僅檢測指向另一方向的實(shí)質(zhì)上較弱以至于近乎消失的彌散場。通過部分傳感器(例如，Χ1-4，Υ1_4)的相應(yīng)連接(例如，并聯(lián))，可 以對(duì)部分傳感器的輸出信號(hào)求平均。在本實(shí)施例中，兩個(gè)部分傳感器分別示出了完整信號(hào) (例如，XI，Χ2，Yl, Υ2)，相應(yīng)的另外兩個(gè)部分傳感器(例如，Χ3，Χ4，Υ3，Υ4)實(shí)際上沒有檢 測到信號(hào)。這意味著，總之在該實(shí)施例中，產(chǎn)生具有相比較而言二分之一強(qiáng)度的輸出信號(hào)。因此，與具有兩個(gè)激勵(lì)線的實(shí)施例相比，在本實(shí)施例中，傳感器元件布置104和 106通過以整個(gè)磁場激勵(lì)一半的部分傳感器(例如，XI，Χ2，Yl, Υ2)，來檢測二分之一的信 號(hào)。與具有兩個(gè)激勵(lì)線的實(shí)施例相比，在本實(shí)施例中，因?yàn)閮H使用了一個(gè)線圈，所以檢測ζ 方向磁場的傳感器元件布置102通過以二分之一的場等同地激勵(lì)所有的部分傳感器，來檢 測二分之一的信號(hào)。與具有兩個(gè)激勵(lì)線的實(shí)施例相比，得到二分之一信號(hào)的中心(hub)，即，S卩，二分之 一的信噪比。為了與具有兩個(gè)激勵(lì)線的激勵(lì)實(shí)現(xiàn)相同的質(zhì)量，可以對(duì)測量和/或更長的測 量執(zhí)行濾波。此外，不激勵(lì)傳感器元件布置104和106(例如，X和Y傳感器)中所有的部分 傳感器(例如，X1-X4，Y1-Y4)。作為示例，在根據(jù)圖北的實(shí)施例中，利用僅一個(gè)激勵(lì)線108， 不對(duì)獨(dú)立傳感器X3、X4、TO和W進(jìn)行磁激勵(lì)，或只對(duì)其進(jìn)行微小的磁激勵(lì)。因此，這些獨(dú)立 傳感器的靈敏度的磁測試起初看起來是不可能的，由于這些獨(dú)立傳感器與相應(yīng)的相對(duì)傳感 器元件具有相同的設(shè)置，可以執(zhí)行根據(jù)這些相對(duì)傳感器元件的反算(count-back)和推斷。 基于傳感器元件布置(例如，104，106)的對(duì)稱布置，首先可以執(zhí)行向一個(gè)傳感器元件(例 如，104b)插入校準(zhǔn)場分量。由于所限定的校準(zhǔn)場分量，使得可以校準(zhǔn)該傳感器元件。此外， 基于給定的對(duì)稱性以及同樣的傳感器元件10 和104b的使用，以針對(duì)傳感器元件106a和 106b的方式，可以得到對(duì)以校準(zhǔn)場分量直接激勵(lì)的傳感器元件的校準(zhǔn)的結(jié)論。以下說明根據(jù)圖北的具有第二激勵(lì)線109的實(shí)施例。如上所述，在所說明的實(shí)施 例中，也可以省略一個(gè)傳感器元件布置102、104或106。所說明的構(gòu)思也非限制性地應(yīng)用于 其余兩個(gè)傳感器元件布置以檢測沿著兩個(gè)線性無關(guān)空間方向的磁場，和/或關(guān)于傳感器元 件及其實(shí)現(xiàn)方式的實(shí)現(xiàn)方式也可以以相同的方式應(yīng)用于圖Ia和Ib的實(shí)施例。在圖4中示出了另一實(shí)施例。圖4示出了例如可以由四個(gè)水平霍爾傳感器102a、 102b、102c和102d來實(shí)現(xiàn)的第一傳感器元件布置102。此外，圖4示出了可以由四個(gè)垂直霍 爾傳感器104a、104bU04c和104d來實(shí)現(xiàn)的第二傳感器元件布置104。此外，圖4示出了可 以由四個(gè)垂直霍爾傳感器106a、106b、106c和106d來實(shí)現(xiàn)的第三霍爾傳感器布置106。此 外，在圖4中示出了作為線圈A的第一激勵(lì)線108和作為線圈B的第二激勵(lì)線109。例如， 這里可以使用相同靈敏度的傳感器元件102a-d、l(Ma-d或106a-d。如圖4所示，在這樣的 實(shí)施例中，兩個(gè)激勵(lì)線108和109可以被實(shí)現(xiàn)為相對(duì)于彼此而幾何移位的兩個(gè)線圈。根據(jù)圖4的實(shí)施例允許線圈A和B的兩個(gè)磁場疊加，并從而在靈敏度方向產(chǎn)生結(jié) 果的激勵(lì)或校準(zhǔn)場。例如，線圈可以布置在傳感器元件正上方的傳感器元件布置的一側(cè)，例 如在圖4中相對(duì)于傳感器元件l(Ma、104c、l(^b和106d的線圈A和/或相對(duì)于傳感器元件 104b、104d、106a和106c的線圈B。此外，線圈可以在傳感器旁邊的另一側(cè)延伸，例如在圖 4中相對(duì)于傳感器元件l(Ma、104C、l(^b和106d的線圈B和/或相對(duì)于傳感器元件104b、 104d、106a和106c的線圈Α。在實(shí)施例中，線圈可以被放置或布置為相對(duì)的。如上所述，激 勵(lì)線(例如，108，109)也可以優(yōu)選地相對(duì)于傳感器元件而成對(duì)對(duì)稱布置，然而情況并不必 須如此，允許在傳感器元件布置內(nèi)產(chǎn)生所限定的不同校準(zhǔn)場分量的任意幾何結(jié)構(gòu)通常都是可以設(shè)想的。如果線圈在垂直傳感器元件的正上方延伸，則線圈對(duì)垂直傳感器的影響顯著地大 于相鄰的或橫向偏移的線圈的影響，其中，在一個(gè)實(shí)施例中這種影響也是可忽略的。因此， 圖4的線圈A主要激勵(lì)垂直傳感器104a、104b、106b和106d，和/或線圈B主要激勵(lì)傳感器 元件104b、104d、106a和106c。這兩個(gè)線圈都激勵(lì)傳感器元件布置中心處的水平傳感器元 件lOh/d。以下表格再次示出了分別針對(duì)這兩個(gè)線圈而言，按照傳感器元件布置102、104 和106，激勵(lì)方向如何根據(jù)激勵(lì)電流的方向來表現(xiàn)。圖4中的電流箭頭指示正電流方向，即， 線圈A中的正電流Ikl首先在傳感器元件106a、106c、10 和104b橫向旁邊流過，然后在傳 感器元件106d、106b、l(Ma和l(Mc正上方流過，線圈B中的正電流Ik2首先在傳感器元件 106a、106c、104d和104b上方流過，然后在傳感器元件106d、106b、10 和l(Mc橫向旁邊流 過。
權(quán)利要求
1.一種可校準(zhǔn)磁場傳感器(100)，用于感測參考點(diǎn)(101)中的磁場的第一和第二空間 分量(By，Bz ;BX,民)，其中，所述磁場包括第一和第二測量場分量( , Bmz ；Bmx, BMy)和/或第 一和第二校準(zhǔn)場分量( , Bkz ；Bkx, BKy)，所述可校準(zhǔn)磁場傳感器(100)包括第一傳感器元件布置(104 ； 106)，包括至少第一和第二傳感器元件(104a，104b ； 106a, 106b)以感測第一參考點(diǎn)(101)中相對(duì)于第一空間軸(y ；χ)的第一磁場分量(By;Bx)，所述 第一磁場分量(Bx ;BX)包括第一測量場分量( ；Bmx)和/或第一校準(zhǔn)場分量( ；Bkx)；第二傳感器元件布置(102 ；104)，用于感測第一參考點(diǎn)(101)中相對(duì)于第二空間軸(ζ ； y)的第二磁場分量(Bz ;By)，所述第二磁場分量(Bz ;By)包括第二測量場分量(Bmz ；BMy)和/ 或第二校準(zhǔn)場分量(Bkz ；Bliy)；激勵(lì)線(108)，相對(duì)于第一傳感器元件布置(104 ； 106)而布置，使得在將默認(rèn)電流(Ikl) 施加到激勵(lì)線(108)時(shí)，在第一傳感器元件布置(104 ； 106)中相對(duì)于第一空間軸(y ；x)，產(chǎn) 生第一傳感器元件(l(Ma;106a)和第二傳感器元件(104b;106b)中的一對(duì)不同的非對(duì)稱 默認(rèn)校準(zhǔn)場分量 Kya，BKxa ；BKyb, BKxb)，其中兩個(gè)空間軸(y，ζ ；χ, ζ ；x, y)沿著線性無關(guān)位置 矢量延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可校準(zhǔn)磁場傳感器(100)，其中，第二傳感器元件布置(102； 104)包括至少第一和第二傳感器元件(102a，102b ； 104a，104b)，激勵(lì)線(108)還相對(duì)于第 二傳感器元件布置(102 ； 104)而布置，使得在第二傳感器元件布置(102 ； 104)中相對(duì)于第 二空間軸(ζ ；y)，產(chǎn)生第一傳感器元件(102a ； 104a)和第二傳感器元件(10 ； 104b)中的 第二對(duì)不同的非對(duì)稱默認(rèn)校準(zhǔn)場分量(BKza，BKya ；BKzb, BKyb)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可校準(zhǔn)磁場傳感器(100)，還被形成為感測參考點(diǎn)(101) 中的磁場的第三空間分量(Bx ;BZ)，其中，所述磁場還包括第三測量場分量(Bmx ；Bmz)和/或 第三校準(zhǔn)場分量(Bkx ；Bkz)，所述磁場傳感器(100)還包括第三傳感器元件布置(106 ； 102)， 所述第三傳感器元件布置(106 ；102)用于感測參考點(diǎn)(101)中相對(duì)于第三空間軸(χ ；ζ)的 第三磁場分量(Bx ;ΒΖ)，所述第三磁場分量(Bx ;ΒΖ)包括第三測量場分量(Bmx ；Bmz)和/或第 三校準(zhǔn)場分量(Bkx ；Bkz)，其中三個(gè)空間軸(z，y，x)沿著線性無關(guān)位置矢量延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可校準(zhǔn)磁場傳感器(100)，其中，第三傳感器元件布置(106； 102)包括至少第一和第二傳感器元件(106a，106b ； 102a，102b)，激勵(lì)線(108)相對(duì)于第三 傳感器元件布置(106 ； 102)而布置，使得在將默認(rèn)電流(Ikl)施加到激勵(lì)線(108)時(shí)，在第 三傳感器元件布置(106;102)中相對(duì)于第三空間軸(X;z)，產(chǎn)生第一傳感器元件(106a; 102a)和第二傳感器元件(106b ； 102b)中的一對(duì)不同的非對(duì)稱默認(rèn)校準(zhǔn)場分量(BKxa，BKxb ；^Kza ‘ ^Kzb) °
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的磁場傳感器(100)，其中，激勵(lì)線(108)被形成 為使得所述激勵(lì)線(108)包括部分繞組。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁場傳感器(100)，其中，激勵(lì)線(108)被布置為使得具有至 少一個(gè)繞組的線圈包括與傳感器元件布置(102，104，106)的至少兩個(gè)傳感器元件(102a， 102b ； 104a, 104b ； 106a, 106b)的最短距離，所述最短距離不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁場傳感器(100)，其中，激勵(lì)線(108)相對(duì)于參考點(diǎn)(101) 而對(duì)稱布置，并且以不同的次數(shù)掃過傳感器元件布置(102 ；104 ； 106)的傳感器元件(102a， 102b ； 104a, 104b ； 106a, 106b)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的磁場傳感器(100)，其中，激勵(lì)線(108)被布置 為使得所述激勵(lì)線(108)包括具有至少一個(gè)完整繞組的線圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的磁場傳感器(100)，還包括第二激勵(lì)線(109)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁場傳感器(100)，其中，第二激勵(lì)線(109)相對(duì)于第一傳 感器元件布置(102)、第二傳感器元件布置(104)或第三傳感器元件布置(106)而布置，以 便在將另一默認(rèn)電流(Ik2)施加到第二激勵(lì)線(109)時(shí)，在第一傳感器元件布置(10 中相 對(duì)于第一空間軸(ζ)產(chǎn)生第一傳感器元件(102a)和第二傳感器元件(102b)中的第一另一 對(duì)不同的非對(duì)稱默認(rèn)校準(zhǔn)場分量(BKza2，BKzb2)，或者以便在第二傳感器元件布置(104)中相 對(duì)于第二空間軸(y)產(chǎn)生第一傳感器元件(104a)和第二傳感器元件(104b)中的第二另一 對(duì)不同的非對(duì)稱默認(rèn)校準(zhǔn)場分量(BKya2，BKyb2)，或者以便在第三傳感器元件布置(106)中相 對(duì)于第三空間軸(χ)產(chǎn)生第一傳感器元件(106a)和第二傳感器元件(106b)中的第三另一 對(duì)不同的非對(duì)稱默認(rèn)校準(zhǔn)場分量(BKxa2，BKxb2)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磁場傳感器(100)，其中，第一激勵(lì)線(108)和第二激勵(lì)線 (109)被布置為使得第一另一對(duì)不同的非對(duì)稱默認(rèn)校準(zhǔn)場分量與第一對(duì)校準(zhǔn)場分量彼此 成相反關(guān)系，第二另一對(duì)不同的非對(duì)稱默認(rèn)校準(zhǔn)場分量與第二對(duì)校準(zhǔn)場分量彼此成相反關(guān) 系，第三另一對(duì)不同的非對(duì)稱默認(rèn)校準(zhǔn)場分量與第三對(duì)校準(zhǔn)場分量彼此成相反關(guān)系。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的磁場傳感器(100)，其中，第二或第三傳感器 元件布置(10 包括相對(duì)于磁場傳感器的主表面而水平的霍爾傳感器元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的磁場傳感器(100)，其中，第二或第三傳感器 元件布置(10 包括相對(duì)于磁場傳感器的主表面而水平的多個(gè)霍爾傳感器元件，其中，該 多個(gè)水平霍爾傳感器元件的幾何布置相對(duì)于參考點(diǎn)(101)而成對(duì)對(duì)稱，并且這些霍爾傳感 器元件彼此耦合，使得能夠以偏移補(bǔ)償?shù)姆绞絹砀袦y磁場分量。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的磁場傳感器(100)，其中，第一、第二或第三 傳感器元件布置(104 ； 102)包括相對(duì)于磁場傳感器(100)的主表面而垂直的至少兩個(gè)霍爾 傳感器元件，其中，該至少兩個(gè)垂直霍爾傳感器元件的幾何布置相對(duì)于參考點(diǎn)(101)而成 對(duì)對(duì)稱，并且該至少兩個(gè)垂直霍爾傳感器元件彼此耦合，使得能夠以偏移補(bǔ)償?shù)姆绞絹砀?測磁場分量。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的磁場傳感器(100)，其中，第一傳感器元件布 置(102)、第二傳感器元件布置(104)或第三傳感器元件布置(106)能夠工作在旋轉(zhuǎn)電流模 式下。
16.一種用于感測參考點(diǎn)(101)中磁場的第一和第二空間分量(By，Bz;BxJy)的方法， 其中，所述磁場包括第一和第二測量場分量( ，Bmz ；BMx,BMy)和/或第一和第二校準(zhǔn)場分量 (BKy, Bkz ；Bkx, BKy)，所述方法包括感測參考點(diǎn)(101)中相對(duì)于第一空間軸(y ;x)的第一對(duì)磁場分量^ya，Byb ；Bxa，Bxb)，所 述第一對(duì)磁場分量包括第一測量場分量(BMya，BMyb ；Bfca, BmJ和/或第一校準(zhǔn)場分量(BKya，^Kyb ； BKxa，BKsb)；感測參考點(diǎn)(101)中相對(duì)于第二空間軸(Z ；y)的第二磁場分量(Bz ;By)，所述第二磁場 分量(Bz ;By)包括第二測量場分量(Bmz ；BMy)和/或第二校準(zhǔn)場分量(Bkz ；BKy)；產(chǎn)生相對(duì)于第一空間軸(y ；χ)的第一對(duì)不同的非對(duì)稱校準(zhǔn)場分量 Kya，BKyb ；BKxa,BKxb),其中兩個(gè)空間軸(y，Z ；χ, y)沿著線性無關(guān)位置矢量延伸。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括感測參考點(diǎn)(101)中相對(duì)于第二空間軸(z;y)的第二對(duì)磁場分量(Bza，Bzb;Bya，Byb)，所 述第二對(duì)磁場分量(Bza，Bzb ；Bya, Byb)包括第二磁場分量(BMza，BMzb ；BMya, BMyb)和/或第二校 準(zhǔn)場分量(BKza，BKzb ；BKya, BKyb)；以及產(chǎn)生相對(duì)于第二空間軸(ζ ；y)的第二對(duì)不同的非對(duì)稱校準(zhǔn)場分量(BKza，BKzb ；BKya,BKyb)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的方法，還包括感測參考點(diǎn)(101)中磁場的第三空間分量(Bx ;BZ)，其中所述磁場還包括三測量場分量 (Bmx ；Bmz)和/或第三校準(zhǔn)場分量(Bkx ；Bkz)；以及產(chǎn)生相對(duì)于第三空間軸(χ ；ζ)的第三校準(zhǔn)場分量(Bkx ；Bkz)，其中三個(gè)空間軸(z，y，χ) 沿著線性無關(guān)位置矢量延伸。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括感測參考點(diǎn)(101)中相對(duì)于第三空間軸(Χ;Ζ)的第三對(duì)磁場分量(Bxa，Bxb ；Bza，BJ，所 述第三對(duì)磁場分量(Bxa，Bxb ；Bza, Bzb)包括第三測量場分量(BMxa，BMxb ；BMza, BMzb)和/或第三 校準(zhǔn)場分量(BKxa, Blixb ；BKza, BKzb)；以及產(chǎn)生相對(duì)于第三空間軸(χ ；ζ)的第三對(duì)不同的非對(duì)稱校準(zhǔn)場分量(BKxa，BKxb ；BKza,BKzb)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16至19中任一項(xiàng)所述的方法，還包括相對(duì)于第一、第二和第三空 間軸(z，y，x)產(chǎn)生第一、第二和第三另一校準(zhǔn)場分量(Bkz2，12，Bkx2)，以及感測第一、第二和 第三另一磁場分量(Bz2，By2，Bx2)，所述第一、第二和第三另一磁場分量(Bz2，By2, Bx2)包括第 一、第二和第三另一測量場分量(Bmz2，BMy2，Bmx2)和/或第一、第二和第三校準(zhǔn)場分量(Bkz2，Βκγ2' ΒΚχ2) 。
21.根據(jù)權(quán)利要求16至20中任一項(xiàng)所述的方法，還包括對(duì)與所述磁場分量相關(guān)聯(lián)的磁場分量測量信號(hào)進(jìn)行第一線性組合，以組合成第一總測 量值，以便減小第一總測量值中測量場分量的影響；或者對(duì)與所述另一磁場分量相關(guān)聯(lián)的磁場分量測量信號(hào)進(jìn)行第二線性組合，以組合成第二 總測量值，以便減小第二總測量值中校準(zhǔn)場分量的影響。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，對(duì)與所述磁場分量或所述另一磁場分量相關(guān) 聯(lián)的磁場分量測量信號(hào)進(jìn)行第一線性組合，以組合成第一總測量值，使得第一總測量值中 測量場分量的比例減小至小于第一總測量值的10%、1%或0. 1%。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，對(duì)與所述磁場分量或所述另一磁場分量相關(guān) 聯(lián)的磁場分量測量信號(hào)進(jìn)行第二組合，以組合成第二總測量值，使得第二總測量值中校準(zhǔn) 場分量的比例減小至小于第二總測量值的10%、1%或0. 1%。
24.根據(jù)權(quán)利要求16至23中任一項(xiàng)所述的方法，還包括對(duì)與所述磁場分量或所述 另一磁場分量相關(guān)聯(lián)的磁場分量測量信號(hào)進(jìn)行組合，以便以偏移補(bǔ)償?shù)姆绞絹砀袦y磁場分 量。
25.根據(jù)權(quán)利要求16至M中任一項(xiàng)所述的方法，其中，根據(jù)旋轉(zhuǎn)電流方法來執(zhí)行工作 階段。
26.根據(jù)權(quán)利要求16至25中任一項(xiàng)所述的方法，還包括存儲(chǔ)用于校準(zhǔn)的激勵(lì)電流強(qiáng)度、測量場分量或校準(zhǔn)場分量；將激勵(lì)電流強(qiáng)度與校準(zhǔn)場分量或磁場強(qiáng)度相關(guān)聯(lián)；以及 提供由測量場分量和磁場強(qiáng)度組成的值對(duì)。
27. 一種具有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序，所述程序代碼用于在計(jì)算機(jī)上被執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行權(quán) 利要求16至沈中任一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
一種可校準(zhǔn)磁場傳感器(100)，用于感測參考點(diǎn)(101)中的磁場的第一和第二空間分量(By，Bz；Bx，By)，其中，所述磁場包括第一和第二測量場分量(BMy，BMz；BMx，BMy)和/或第一和第二校準(zhǔn)場分量(BKy，BKz；BKx，BKy)。可校準(zhǔn)磁場傳感器(100)包括第一傳感器元件布置(104；106)，包括至少第一和第二傳感器元件(104a，104b；106a，106b)以感測第一參考點(diǎn)(101)中相對(duì)于第一空間軸(y；x)的第一磁場分量(By；Bx)，所述第一磁場分量(By；Bx)包括第一測量場分量(BMy；BMx)和/或第一校準(zhǔn)場分量(BKy；BKx)。此外，磁場傳感器(100)包括第二傳感器元件布置(102；104)，用于感測第一參考點(diǎn)(101)中相對(duì)于第二空間軸(z；y)的第二磁場分量(Bz；By)，所述第二磁場分量(Bz；By)包括第二測量場分量(BMz；BMy)和/或第二校準(zhǔn)場分量(BKz；BKy)。磁場傳感器(100)還包括激勵(lì)線(108)，相對(duì)于第一傳感器元件布置(104；106)而布置，使得在將默認(rèn)電流(Ik1)施加到激勵(lì)線(108)時(shí)，在第一傳感器元件布置(104；106)中相對(duì)于第一空間軸(y；x)產(chǎn)生第一傳感器元件(104a；106a)和第二傳感器元件(104b；106b)中的一對(duì)不同的非對(duì)稱默認(rèn)校準(zhǔn)場分量(BKya；BKxa；BKyb；BKxb)，其中兩個(gè)空間軸(y，z；x，z；x，y)沿著線性無關(guān)位置矢量延伸。
文檔編號(hào)G01R33/07GK102132167SQ200880113526
公開日2011年7月20日 申請日期2008年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者漢斯-彼得·霍姆, 邁克爾·哈克納, 馬庫斯·施塔爾-奧弗格爾德 申請人:弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì)