專(zhuān)利名稱(chēng)：磁性位置傳感器、系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及傳感器，特別涉及磁性位置傳感器。
背景技術(shù)：
磁性傳感器可用于線(xiàn)性位置感測(cè)(即感測(cè)在一維度中的目標(biāo)的位置)以及多維定位感測(cè)。永久磁體附接至目標(biāo)，由磁性傳感器測(cè)量磁體的磁場(chǎng)。但是使用磁性傳感器進(jìn)行位置感測(cè)的常規(guī)方案存在一些缺點(diǎn)。一些方案沒(méi)有多維度中感測(cè)位置的能力。其它解決方案不準(zhǔn)確和/或需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算，而用有限的硅面積難以進(jìn)行這樣的計(jì)算。
因此，需要改進(jìn)的磁性位置傳感器、感測(cè)系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開(kāi)了磁性位置傳感器、系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，位置感測(cè)系統(tǒng)包括磁場(chǎng)源，其在沿z軸的方向具有偶極矩；以及傳感器模塊，其沿y軸與偶極矩的中心分隔距離y0，并沿z軸與偶極矩的中心分隔距離z0，磁場(chǎng)源或傳感器模塊中的至少一個(gè)被配置為沿y=y0平面中的路徑相對(duì)另一個(gè)移動(dòng)，傳感器模塊被配置為根據(jù)梯度dBz/dx與梯度dBz/dy的比率來(lái)確定磁場(chǎng)源與傳感器模塊關(guān)于路徑的相對(duì)位置，其中Bz是與永久磁體相關(guān)的磁場(chǎng)分量，且其中X軸、y軸和z軸成直角。在一個(gè)實(shí)施方式中，位置感測(cè)系統(tǒng)包括磁場(chǎng)源；以及傳感器模塊，其與所述磁場(chǎng)源分隔，磁場(chǎng)源或傳感器模塊中的至少一個(gè)被配置為沿路徑相對(duì)另一個(gè)移動(dòng)，傳感器模塊被配置為根據(jù)磁場(chǎng)源的磁場(chǎng)的第一分量與磁場(chǎng)源的磁場(chǎng)的第二分量的比率的非線(xiàn)性函數(shù)來(lái)確定磁場(chǎng)源相對(duì)于傳感器模塊的位置。在一個(gè)實(shí)施方式中，一種感測(cè)物體的線(xiàn)性位置的方法包括將永久磁體或傳感器的中的一個(gè)耦合至所述物體，永久磁體在z方向被磁化；將傳感器或所述永久磁體中的另一個(gè)布置為在y方向與永久磁體或傳感器中的一個(gè)鄰近但分隔；由傳感器的第一傳感器元件感測(cè)永久磁體的磁場(chǎng)分量Bz的X方向的變化；由傳感器的第二傳感器元件感測(cè)永久磁體的磁場(chǎng)分量Bz的y方向的變化；確定dBz/dx與dBz/dy的比率；以及根據(jù)比率確定物體在路徑上的位置。在一個(gè)實(shí)施方式中，一種感測(cè)物體的線(xiàn)性位置的方法包括將永久磁體或傳感器的中的一個(gè)耦合至物體，永久磁體在y方向被磁化；將傳感器或永久磁體中的另一個(gè)布置為在Z方向與永久磁體或傳感器中的一個(gè)鄰近但分隔；由傳感器的第一傳感器兀件感測(cè)永久磁體的磁場(chǎng)分量Bx ;由傳感器的第二傳感器兀件感測(cè)永久磁體的磁場(chǎng)分量Bz ;確定Bx與Bz的非線(xiàn)性函數(shù)；以及根據(jù)非線(xiàn)性函數(shù)確定物體在路徑上的位置。在一個(gè)實(shí)施方式中，一種位置感測(cè)系統(tǒng)包括偶極磁體(dipole magnet),其在z方向均勻磁化,且具有消失性八極矩(vanishing octupole moment);傳感器模塊,其定位為與偶極磁體鄰近但分隔，并包括多個(gè)傳感器元件以感測(cè)偶極磁體的磁場(chǎng)的x、y和z分量，傳感器模塊被配置為根據(jù)磁場(chǎng)的X、y和Z分量確定磁體與傳感器模塊的相對(duì)位置。


由以下的對(duì)本發(fā)明不同實(shí)施方式的結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明，可更全面地理解本發(fā)明，其中圖I是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的磁體和傳感器的框圖。圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的磁體路徑的圖。圖3A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的磁場(chǎng)分量對(duì)距離的圖。圖3B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的磁場(chǎng)分量對(duì)距離的比率圖。 圖3C是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的距離誤差對(duì)距離的圖。圖4A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的傳感器系統(tǒng)的圖。圖4B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的傳感器系統(tǒng)的圖。圖5A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的磁場(chǎng)梯度對(duì)距離的圖。圖5B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的距離誤差對(duì)距離的圖。圖6A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的傳感器系統(tǒng)的框圖。圖6B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的傳感器系統(tǒng)的框圖。圖7A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的傳感器系統(tǒng)的圖。圖7B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的傳感器系統(tǒng)的圖。圖7C是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的傳感器系統(tǒng)的圖。雖然本發(fā)明可經(jīng)過(guò)各種修改和其它形式，但是其具體說(shuō)明已通過(guò)舉例的方式在附圖中示出，并將詳細(xì)介紹。然而應(yīng)理解其目的不是將本發(fā)明限于所描述的特定實(shí)施方式。相反，將涵蓋落入如所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有的修改、等同方案和替代方案。
具體實(shí)施例方式實(shí)施方式涉及磁性位置傳感器。圖I描繪了磁體100和被配置為感測(cè)磁體位置的傳感器系統(tǒng)102。磁體100最普遍的是磁場(chǎng)源并在實(shí)施方式中可包括永磁體、電磁體、線(xiàn)圈繞組或一些其它配置。如圖I中的定向，磁體在垂直(Z)方向被磁化，且傳感器系統(tǒng)102感測(cè)磁體100在X軸的線(xiàn)性位置，但在其它實(shí)施方式中，這些方向和軸可以不同。整個(gè)本文中所使用的特定的軸、坐標(biāo)系統(tǒng)和方向僅用于示例和方便說(shuō)明，而不是固定在空間中。相反，x、y和z軸用于描述軸系統(tǒng)的三個(gè)垂直軸，其可以定向在任何空間方向，且可以相對(duì)于地球的坐標(biāo)系固定、移動(dòng)和/或旋轉(zhuǎn)。傳感器系統(tǒng)102檢測(cè)By和Bz分量，其中y是沿磁體路徑的坐標(biāo)，而z是垂直方向。傳統(tǒng)的系統(tǒng)根據(jù)以下方程來(lái)估計(jì)y位置Xpos=m*arctan(By/Bz) 這些計(jì)算很復(fù)雜，而且該系統(tǒng)僅在傳感器系統(tǒng)102位于路徑正下方(沒(méi)有任何y偏移)并且在精確的垂直距離時(shí)工作。即使這樣，該方程只是近似值。此外，結(jié)果只在X的特定范圍內(nèi)為線(xiàn)性。因此，獲得的結(jié)果不準(zhǔn)確且計(jì)算復(fù)雜。實(shí)施方式利用類(lèi)似的磁性傳感器配置，但作出某些提高系統(tǒng)的精度并降低其復(fù)雜性的假設(shè)。參照?qǐng)D2，傳感器系統(tǒng)102放置在(0，0，0)，且在一個(gè)實(shí)施方式中，磁體100沿所示的磁體路徑移動(dòng)，且在y方向具有偶極矩。因此在一個(gè)實(shí)施方式中，傳感器系統(tǒng)102相對(duì)磁體路徑在y方向偏移(shift)yO,且在z方向偏移z0。在其它實(shí)施方式中,磁體100固定在(0，0，0)，而傳感器系統(tǒng)102沿路徑移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，傳感器系統(tǒng)102包括至少兩個(gè)的多個(gè)傳感器元件。第一傳感器元件檢測(cè)Bx分量，而第二傳感器元件檢測(cè)Bz分量。傳感器系統(tǒng)102計(jì)算Bx/Bz的比率，其與偶極的X位置成比例。如果磁體100是理想的偶極(dipole,偶極子),則X=Ztl* (Bx/Bz)。如果磁體100不是理想的(球形)偶極，則x=f (Bx/Bz)，其中f是非線(xiàn)性函數(shù)，其可以在傳感器系統(tǒng)102中由二階或更高階的多項(xiàng)式或由查找表表示。在實(shí)踐中，球·形磁體可用于獲取純偶極，但也可使用其它磁體形狀，包括圓柱(cylinder)、塊(block)和其它合適的配置。在實(shí)施方式中，可以選擇具有小或消失性八極矩形狀，其非常近似偶極。對(duì)于均勻磁化，八極矩對(duì)磁體的特定縱橫比(例如圓柱形磁體的長(zhǎng)度與直徑)消失(vanish)。較高的磁多極在 Ausserlechner 等人“Pick-Up Systems for VibratingSample Magnetometers:A Theoretical Discussion Based on Magnetic MultipoleExpansions, ” Meas. Sci. Techno I. 5, 213-225,1994中討論，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用的方式并入本文。在用于X的上述方程中，可以看出參數(shù)y0不是一個(gè)因素。因此，系統(tǒng)在y方向相對(duì)裝配公差是穩(wěn)定的。此外，這意味著路徑并不一定必須是如在圖2中所示的與X軸平行的直線(xiàn)路徑；在實(shí)施方式中，其在平面z=z0中可以是任意曲線(xiàn)。在這樣的實(shí)施方式中，傳感器102輸出在X軸上的位置投影，即磁體位置的X坐標(biāo)。此外，實(shí)施方式可以單獨(dú)檢測(cè)Bx和Bz，然后計(jì)算比率。例如，這在傳感器102包括霍爾效應(yīng)器件的實(shí)施方式中可以成為有用的方法。此外，系統(tǒng)還可以檢測(cè)與Bx/sqrt(Bx2+Bz2)成比例的余弦信號(hào)，和與Bz/sqrt (Bx2+Bz2)成比例的正弦信號(hào)。兩者的比率也可以計(jì)算為Bx/Bz。在實(shí)施方式中，傳感器102可以包括直接檢測(cè)Bx/Bz和/或Bz/Bx的其它傳感器元件。換言之，在不同的實(shí)施方式中，期望獲得與Bx/Bz成比例的一些信號(hào)，并且這樣的信號(hào)在一些實(shí)施方式中是來(lái)自傳感器102還是在其它實(shí)施方式中由片上信號(hào)獲得并不重要。系統(tǒng)還獨(dú)立于基板支持傳感器102的定向?？梢詫雽?dǎo)體芯片與其平行于xy平面的主表面對(duì)準(zhǔn)。在這種情況下，Bz是磁通密度的平面外分量，而B(niǎo)x是在兩個(gè)平面內(nèi)分量中的一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施方式中，可用常規(guī)的霍爾板(Hall plate)檢測(cè)Bz，用垂直霍爾效應(yīng)器件(vertical Hall effect device)檢測(cè) Bx。在實(shí)施方式中，傳感器基板的頂面可以平行于XZ平面。在這樣的實(shí)施方式中，Bx和Bz都為磁通密度的平面內(nèi)分量。然后兩者都可用布置為相互垂直的垂直霍爾效應(yīng)器件檢測(cè)，或者用磁阻(xMR)條檢測(cè)。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，使用具有垂直電流方向的各向異性磁阻(AMR)條，盡管在其它實(shí)施方式中，可使用巨磁阻(GMR)或其它xMR技術(shù)。參照?qǐng)D3A，示出在y方向被磁化的具有IOmm直徑和IT剩磁的球形磁體的模擬結(jié)果。磁體沿平行于X軸的路徑移動(dòng)，y0=10mm和z0=10mm (也參照?qǐng)D2)。磁通密度Bx和Bz示于在圖3A中?？梢钥闯?，在中心的約+/ - 20mm之外的磁通密度Bx和Bz大于lmT，其可很容易通過(guò)像xMRs和/或霍爾效應(yīng)器件的各種磁場(chǎng)傳感器檢測(cè)。在圖3B中描繪的磁場(chǎng)的比率是線(xiàn)性的。假設(shè)Bx-偏移(Bx-offset)的Bx傳感器的零點(diǎn)誤差=100 U T，則位置估計(jì)的誤差如圖3C所示。在約X=+/ - 13mm時(shí)，X-估計(jì)的誤差為-0.2mm。在約x=+/ - 20mm時(shí),誤差為約-0.7mm。如果X位置保持固定在例如約+/ - 20mm的較大值且Bx傳感器的零點(diǎn)誤差改變，則X位置的估計(jì)中的誤差相對(duì)零點(diǎn)誤差是線(xiàn)性的。在其它實(shí)施方式中，橫向霍爾板可單獨(dú)用于實(shí)施梯度測(cè)量系統(tǒng)(gradiometricsystem)(其對(duì)均勻背景磁場(chǎng)是穩(wěn)定的)。參照?qǐng)D4A，傳感器系統(tǒng)400包括至少兩個(gè)傳感器兀件402,如霍爾板。傳感器兀件402布置在基板或半導(dǎo)體芯片404上。至少一個(gè)傳感器元件檢測(cè)與磁體406的磁場(chǎng)相關(guān)的梯度dBz/dx,且至少一個(gè)其它傳感器元件檢測(cè)梯度dBz/dy。傳感器系統(tǒng)400確定(dBz/dx)/(dBz/dy)的比率，其與磁體406的x位置成比例。傳 感器系統(tǒng)400可以單獨(dú)檢測(cè)梯度并確定它們的比率，或系統(tǒng)400可以檢測(cè)Bz (x+del_x/2)和 Bz (x - del_x/2)并估計(jì) dBz/dx (Bz (x+del_x/2) - Bz (x - del_x/2)/del_x,對(duì)于 y 方向類(lèi)似地進(jìn)行。如果磁體406是理想的偶極,如上所述,則x=y0*(dBz/dx)/(dBz/dy)。如在其它實(shí)施方式中，可以使用理想的(即球形)磁體，或者在其它實(shí)施方式可使用其它形狀。如果磁體406在z方向是理想的偶極，則梯度如下=
L 」& & if ^且
dB_ -SBrmiV X2 +J02 -4zl[_ 。從而
dB_ / DB x^ =—。
& /Jo在實(shí)踐中，當(dāng)磁體406經(jīng)過(guò)以下點(diǎn)，傳感器系統(tǒng)可能面臨問(wèn)題2|z0| = ^jx2 + yl因?yàn)檫@兩個(gè)梯度消失，且在以下方程發(fā)生除以零
「 1dB. jdB-x= y%—z~ °
ox / Dy因此,在實(shí)施方式中，設(shè)計(jì)了 2*abs (z0)〈abs (y0),選擇z0=0。此外，在實(shí)施方式中，X軸和磁體406的路徑之間的距離y0盡可能小，以便具有強(qiáng)磁場(chǎng)梯度，該距離受限于磁體406不與傳感器系統(tǒng)400的傳感器封裝碰撞的要求。類(lèi)似于上文所討論的，即使磁體406不是理想的偶極，則x=f ((dBz/dx) / (dBz/dy))，其中f是可以由二階或更高階的多項(xiàng)式或查找表表示的非線(xiàn)性函數(shù)。類(lèi)似于所討論的其它實(shí)施方式，參數(shù)z0不進(jìn)入用于X的上述方程。由此，這些實(shí)施方式相對(duì)裝配公差(assembly tolerance)是穩(wěn)定的,這里是在z方向上。此外,路徑不需要是平行于X軸的直線(xiàn)，且路徑可以是在y=y0平面中的任意曲線(xiàn)。如在其它實(shí)施方式中，系統(tǒng)400獨(dú)立于基板404定向。在圖4A中，安裝有傳感器元件402的基板404的主表面平行于xy平面。Bz是磁通密度的平面外部分，并可以由常規(guī)的橫向霍爾板檢測(cè)。沿X軸的Bz梯度由沿X軸放置的兩個(gè)霍爾板檢測(cè)，然后減去這些板的信號(hào)。由沿y軸放置的兩個(gè)霍爾板檢測(cè)沿y軸的梯度Bz，并且它們的信號(hào)被減去。這在這樣的實(shí)施方式中對(duì)于將封裝在傳感器組件(sensor package)中的芯片(die)或基板404是有利的，所述傳感器組件具有與磁體406相反的該組件的單側(cè)上的傳感器引線(xiàn)。在圖4B的實(shí)施方式中，基板404定向?yàn)榘惭b有傳感器元件402的主表面與xz平面平行。在該實(shí)施方式中，Bz是磁通密度的平面內(nèi)分量，且可通用垂直霍爾元件或磁阻(xMR)條檢測(cè)，如AMR、GMR或某種其它技術(shù)，作為傳感器元件402。如圖4B所示，傳感器元件402位于相同的I坐標(biāo)，且可以從麥克斯韋方程可以推導(dǎo)出Y -梯度
權(quán)利要求
1.一種位置感測(cè)系統(tǒng)，包括 磁場(chǎng)源，在沿Z軸的方向具有偶極矩；以及 傳感器模塊，沿y軸與所述偶極矩的中心分隔距離yO，并沿z軸與所述偶極矩的中心分隔距離zO，所述磁場(chǎng)源或所述傳感器模塊中的至少一個(gè)被配置為沿y=yO平面中的路徑相對(duì)另一個(gè)移動(dòng)，所述傳感器模塊被配置為根據(jù)梯度dBz/dx與梯度dBz/dy的比率來(lái)確定所述磁場(chǎng)源與所述傳感器模塊關(guān)于所述路徑的相對(duì)位置，其中Bz是與永久磁體相關(guān)的磁場(chǎng)分量，且其中X軸、所述I軸和所述z軸成直角。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述傳感器模塊包括多個(gè)磁性傳感器元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)磁性傳感器元件中的第一磁性傳感器元件檢測(cè)與所述梯度dBz/dx有關(guān)的磁場(chǎng)分量的差異，且所述多個(gè)磁性傳感器元件中的第二磁性傳感器元件檢測(cè)與所述dBz/dy梯度有關(guān)的磁場(chǎng)分量的差異。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)傳感器元件包括霍爾元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)傳感器元件包括被配置來(lái)感測(cè)Bz的霍爾元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述傳感器模塊還包括多個(gè)查找表，且其中Bz的最小值和最大值用于確定所述多個(gè)查找表中的合適的一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)傳感器元件包括磁阻(xMR)傳感器元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)傳感器元件安裝在基板的表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述基板的所述表面與xy平面平行。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述基板的所述表面與XZ平面平行。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)傳感器元件包括垂直霍爾元件或磁阻(xMR)元件中的一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述磁體的八極消失。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，兩倍的zO的絕對(duì)值小于yO的絕對(duì)值。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源選自永久磁體、電磁體和線(xiàn)圈繞組。
15.一種位置感測(cè)系統(tǒng)，包括 磁場(chǎng)源；以及 傳感器模塊，與所述磁場(chǎng)源分隔，所述磁場(chǎng)源或所述傳感器模塊中的至少一個(gè)被配置為沿路徑相對(duì)另一個(gè)移動(dòng)，所述傳感器模塊被配置為根據(jù)所述磁場(chǎng)源的磁場(chǎng)的第一分量與所述磁場(chǎng)源的磁場(chǎng)的第二分量的比率的非線(xiàn)性函數(shù)來(lái)確定所述磁場(chǎng)源相對(duì)于所述傳感器模塊的位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述非線(xiàn)性函數(shù)避免飽和。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述傳感器模塊包括多個(gè)磁性傳感器元件，所述多個(gè)磁性傳感器元件包括霍爾元件或磁阻(xMR)元件中的至少一種。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)源具有消失性八極。
19.一種感測(cè)物體的線(xiàn)性位置的方法，包括 將永久磁體或傳感器中的一個(gè)耦合至物體，所述永久磁體在z方向被磁化； 將所述傳感器或所述永久磁體中的另一個(gè)布置為在y方向與所述永久磁體或所述傳感器中的所述一個(gè)鄰近并分隔； 由所述傳感器的第一傳感器兀件感測(cè)所述永久磁體的磁場(chǎng)分量Bz的X方向的變化； 由所述傳感器的第二傳感器元件感測(cè)所述永久磁體的磁場(chǎng)分量Bz的y方向的變化； 確定dBz/dx與dBz/dy的比率；以及 根據(jù)所述比率確定所述物體在所述路徑上的位置。
20.一種感測(cè)物體的線(xiàn)性位置的方法，包括 將永久磁體或傳感器的中的一個(gè)耦合至所述物體，所述永久磁體在y方向被磁化； 將所述傳感器或所述永久磁體中的另一個(gè)布置為在z方向與所述永久磁體或所述傳感器中的所述一個(gè)鄰近并分隔； 由所述傳感器的第一傳感器元件感測(cè)所述永久磁體的磁場(chǎng)分量Bx ； 由所述傳感器的第二傳感器元件感測(cè)所述永久磁體的磁場(chǎng)分量Bz ； 確定Bx與Bz的非線(xiàn)性函數(shù)；以及 根據(jù)所述非線(xiàn)性函數(shù)確定所述物體在所述路徑上的位置。
21.一種位置感測(cè)系統(tǒng)，包括 偶極磁體，在z方向均勻磁化且具有消失性八極矩；以及 傳感器模塊，定位為與所述偶極磁體鄰近但分隔，并包括多個(gè)傳感器元件以感測(cè)所述偶極磁體的磁場(chǎng)的X、y和z分量，所述傳感器模塊被配置為根據(jù)所述磁場(chǎng)的X、y和z分量確定所述磁體與所述傳感器模塊的相對(duì)位置。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，還包括磁屏蔽元件，其相對(duì)于所述偶極磁體布置以產(chǎn)生偶極磁場(chǎng)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中，所述磁屏蔽元件具有大于I的相對(duì)磁導(dǎo)率。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中，所述磁屏蔽元件具有選自面板、弧形和圓柱的形狀。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中，所述偶極磁體耦合至所述磁屏蔽元件。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中，所述偶極磁體是半球形。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中，所述偶極磁體與所述磁屏蔽元件分隔。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種磁性位置傳感器、系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，位置感測(cè)系統(tǒng)包括在沿z軸的方向具有偶極矩的磁場(chǎng)源；以及傳感器模塊，其沿y軸與偶極矩的中心間隔距離y0，并沿z軸與偶極矩的中心間隔距離z0，磁場(chǎng)源或傳感器模塊中的至少一個(gè)被配置為沿y=y0平面中的路徑相對(duì)另一個(gè)移動(dòng)，傳感器模塊被配置為根據(jù)梯度dBz/dx與梯度dBz/dy的比率來(lái)確定磁場(chǎng)源與傳感器模塊關(guān)于路徑的相對(duì)位置，其中Bz是與永久磁體相關(guān)的磁場(chǎng)分量，且其中x軸、y軸和z軸成直角。
文檔編號(hào)G01D5/12GK102954807SQ20121029794
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者烏多·奧塞爾勒基納, 費(fèi)迪南德·卡斯汀格爾, 阿明·薩茨 申請(qǐng)人:英飛凌科技股份有限公司