本公開總體涉及磁傳感器系統(tǒng)的領(lǐng)域，更具體地，涉及使用磁傳感器的線性測(cè)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在許多傳統(tǒng)測(cè)量系統(tǒng)中，使用了磁傳感器(諸如霍爾傳感器)。例如，對(duì)于用于座椅扣的傳統(tǒng)拉力傳感器，可以使用霍爾傳感器和兩個(gè)磁體來產(chǎn)生指示拉力的變化水平的輸出信號(hào)。典型地，在這樣的系統(tǒng)中，霍爾傳感器位于兩個(gè)磁體的中心。隨著拉力的施加，霍爾傳感器沿著兩個(gè)磁體之間的中心線線性地行進(jìn)，并且產(chǎn)生輸出信號(hào)。

許多傳統(tǒng)磁傳感器系統(tǒng)(包括許多傳統(tǒng)拉力傳感器)的線性受到傳感器和磁體的布置的限制。具體地，傳感器的線性經(jīng)常被限制在距兩個(gè)磁體的中點(diǎn)非常近的位置。在這樣的傳統(tǒng)系統(tǒng)中的這一有限的線性范圍限制了由磁傳感器進(jìn)行的測(cè)量的可靠性和準(zhǔn)確性，由此限制了這樣的傳統(tǒng)系統(tǒng)的有用性。

為了提高傳統(tǒng)磁傳感器系統(tǒng)的線性范圍，可以使用較大的磁體。然而，使用較大的磁體可能引入顯著的尺寸負(fù)擔(dān)，而尺寸負(fù)擔(dān)在這樣的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用期間必須被考慮。在許多實(shí)例中，采用較大的磁體使傳統(tǒng)磁傳感器系統(tǒng)不能配合在這樣的系統(tǒng)被典型用于的緊湊的空間或者受約束的空間中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

提供這一發(fā)明內(nèi)容來以簡(jiǎn)化的形式介紹一系列概念，這些概念以下在具體實(shí)施方式中被進(jìn)一步描述。這一發(fā)明內(nèi)容不意圖識(shí)別所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不意圖作為確定所要求保護(hù)的主題的范圍的幫助。

于是，需要可以提供擴(kuò)大的線性范圍而不需要較大的磁體的磁傳感器系統(tǒng)。

各種實(shí)施例總體涉及具有擴(kuò)大的線性范圍的改善的磁傳感器系統(tǒng)。各種實(shí)施例提供可以被應(yīng)用于任何測(cè)量系統(tǒng)(包括線性位移或線性距離測(cè)量系統(tǒng))的具有擴(kuò)大的線性范圍的改善的磁傳感器系統(tǒng)。各種實(shí)施例提供包括一個(gè)或多個(gè)傳感器以及兩個(gè)或更多個(gè)磁體的磁傳感器系統(tǒng)。各種實(shí)施例提供包括從位于兩個(gè)具有相反極性的磁體之間的中心線偏置的傳感器的磁傳感器系統(tǒng)。各種實(shí)施例提供包括第一傳感器和第二傳感器的磁傳感器系統(tǒng)，其中第一傳感器從位于兩個(gè)具有相反極性的磁體之間的中心線偏置，第二傳感器在與第一傳感器相反的方向上從中心線偏置。

附圖說明

通過示例的方式，現(xiàn)在將參考附圖描述所公開的裝置的具體實(shí)施例，其中：

圖1例示了傳統(tǒng)磁傳感器系統(tǒng)。

圖2例示了第一示例性磁傳感器系統(tǒng)。

圖3例示了由在圖2中描繪的第一示例性磁傳感器系統(tǒng)提供的擴(kuò)大的線性范圍。

圖4例示了第二示例性磁傳感器系統(tǒng)。

圖5例示了在圖2中描繪的第一示例性磁傳感器系統(tǒng)和在圖4中描繪的第二示例性磁傳感器系統(tǒng)的可能的變化。

圖6例示了第三示例性磁測(cè)量系統(tǒng)。

圖7例示了由在圖6中描繪的第三示例性磁傳感器系統(tǒng)提供的擴(kuò)大的線性范圍。

圖8例示了第四示例性磁傳感器系統(tǒng)。

圖9例示了本公開的磁傳感器系統(tǒng)的示例性結(jié)果。

圖10例示了用于本公開的磁傳感器系統(tǒng)的多個(gè)磁體的示例性布置。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在，以下將參考示出優(yōu)選的實(shí)施例的附圖，更充分地描述本公開。然而，可以以許多不同的形式實(shí)施本公開，并且不應(yīng)該認(rèn)為本公開限于本文闡述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例以使得本公開將是全面并且完整的，并且將把本公開的范圍完全傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在所有附圖中，相似的附圖標(biāo)記指相似的元件。

圖1例示了傳統(tǒng)磁傳感器系統(tǒng)100。傳統(tǒng)磁傳感器系統(tǒng)100包括第一磁體102、第二磁體104和磁傳感器106。第一磁體102和第二磁體104可以以距離108分開。如在圖1中示出的，對(duì)于第一磁體102和第二磁體104中的每個(gè)的北極(northpole)和南極(southpole)，第一磁體102和第二磁體104可以以相對(duì)于彼此相反的方式取向。這樣，第一磁體102和第二磁體104可以被考慮為具有相反的極性。

磁傳感器106可以位于第一磁體102和第二磁體104之間的中間。磁傳感器106可以穿過路徑110。路徑110可以與第一磁體102和第二磁體104平行。路徑110可以等分距離108，以使得傳感器106以相同的距離與第一磁體102和第二磁體104中的每個(gè)分開。

磁傳感器106可以檢測(cè)由第一磁體102和第二磁體104提供的磁通量密度。由第一磁體102和第二磁體104提供的磁通量密度可以沿著路徑110變化。于是，在傳感器106穿過路徑110時(shí)，傳感器106可以檢測(cè)磁通量密度的改變。傳感器106可以基于檢測(cè)的磁通量密度和/或磁通量密度的改變產(chǎn)生信號(hào)。

由傳感器106產(chǎn)生的信號(hào)的線性范圍顯著地受到傳統(tǒng)磁傳感器系統(tǒng)100的布置的限制。這樣，在傳統(tǒng)磁傳感器系統(tǒng)100中，僅在傳感器106限于第一磁體102和第二磁體104的中點(diǎn)附近的位置時(shí)，傳感器106可以可靠地輸出線性信號(hào)。這一有限的線性范圍極大地減少了傳統(tǒng)磁傳感器系統(tǒng)100在所需要的距離上基于測(cè)量的磁通量密度可靠地提供信號(hào)的能力。為了提高線性范圍，可以增大第一磁體102和第二磁體104的尺寸。然而，在這樣做時(shí)，傳感器106的移動(dòng)可能變得過于受約束并且/或者傳統(tǒng)磁傳感器系統(tǒng)100可能變得太大而不能被用于磁傳感器系統(tǒng)被典型用于的受限的區(qū)域。

圖2例示了示例性磁傳感器系統(tǒng)200。示例性磁傳感器系統(tǒng)200包括第一磁體202、第二磁體204和磁傳感器206。磁傳感器206可以是用于檢測(cè)或測(cè)量磁通量密度的任何類型的傳感器，諸如霍爾傳感器。

如在圖2中示出的，第一磁體202和第二磁體204以間隙距離208分開。第一磁體202和第二磁體204可以具有相同的尺寸和形狀。作為示例，第一磁體202和第二磁體204可以是圓柱形磁體或者可以是矩形磁體。第一磁體202和第二磁體204可以取向?yàn)榛蚨ㄎ粸楸舜似叫小?/p>

為了便于解釋，在圖2中提供了取向軸210。如作為示例并且僅為了說明的目的示出的，取向軸210包括“x”軸和“y”軸，其可以被考慮為分別表示水平方向和豎直方向。如所示出的，第一磁體202和第二磁體204可以相對(duì)于“x”軸水平地分開。第一磁體202和第二磁體204還可以相對(duì)于“y”軸豎直地分開。

等值線212可以表示由第一磁體202和第二磁體204提供的磁通量密度的分量。作為示例，等值線212可以表示由第一磁體202和第二磁體204提供的磁通量密度的“x”分量的幅值的變化(相對(duì)于豎直軸210)。傳感器206可以測(cè)量由等值線212表示的磁通量密度的變化。就是說，傳感器206可以測(cè)量由等值線212表示的磁通量密度的“x”分量。

作為示例，第一磁體和第二磁體可以是具有相同尺寸的圓柱形磁體，其直徑近似為4.4毫米(mm)并且長(zhǎng)度為6mm。進(jìn)一步地，磁體之間的間隙距離208可以近似為5.0mm。此外，等值線212可以表示在從-0.4特斯拉(t)到0.4t的范圍中的磁通量密度的x分量(使得不示出幅值大于0.4t或小于-0.4t的磁通量密度的x分量的等值線)。在圖2中示出的“+”和“-”符號(hào)可以分別表示由第一磁體202和第二磁體204提供的磁通量密度的x分量的正值和負(fù)值。

如在圖2中示出的，第一磁體202和第二磁體204可以取向?yàn)楸舜讼喾础＞唧w地，第一磁體202可以取向?yàn)槭蛊浔睒O向上取向(相對(duì)于取向軸210)，并且第二磁體204可以取向?yàn)槭蛊浔睒O向下取向(相對(duì)于取向軸210)。可以將第一磁體202的取向(如在圖2中示出的)考慮為第一取向或狀態(tài)，并且可以將第二磁體204的取向(如在圖2中示出的)考慮為第二取向或狀態(tài)。這樣，第一磁體202可以與提供第一極性(或者根據(jù)第一極性取向)相關(guān)聯(lián)，并且第二磁體204可以與提供第二極性(或者根據(jù)第二極性取向)相關(guān)聯(lián)。于是，如在圖2中示出的，第一磁體202和第二磁體204可以取向?yàn)榫哂邢鄬?duì)于彼此相反的極性。

圖2進(jìn)一步示出了中心線或中心路徑214、左線或左路徑216以及右線或右路徑218。僅為說明和解釋的目的，“左”線216和“右”線218被考慮為這樣取向(例如，相對(duì)于取向軸210)。中心線214可以與第一磁體202和第二磁體204平行。作為示例，中心線214可以與第一磁體202和第二磁體204的中心豎直軸平行。中心線214可以位于第一磁體202和第二磁體204之間的中心，以使得中心線214和第一磁體202之間的距離與中心線214和第二磁體204之間的距離相等(例如，中心線214可以等分間隙距離208)。

左線216可以從中心線214偏置。具體地，左線216可以以距離220從中心線214偏置。如在圖2中示出的，左線216可以位于相對(duì)于中心線214，距第一磁體202較近的位置。

相似地，右線218可以從中心線214偏置。具體地，右線218可以以距離222從中心線214偏置。如在圖2中示出的，右線218可以位于相對(duì)于中心線214，距第二磁體204較近的位置。

偏置距離220和222可以是任何距離。例如，偏置距離220和222可以相等，以使得左線216從中心線214偏置的量與右線218和中心線214之間的偏置相等。左線216和右線218可以與中心線214平行，并且因此也與第一磁體202和第二磁體204平行(例如，與第一磁體202的中心豎直軸和第二磁體204的中心豎直軸平行)。作為示例，偏置距離220可以近似為1.25mm，并且偏置距離222也可以近似為1.25mm。

對(duì)于示例性磁傳感器系統(tǒng)200，傳感器206可以被沿著由右線218示出的路徑定位(如在圖2中示出的)，或者可以被沿著由左線216示出的路徑定位。這樣，左線216和右線218每個(gè)都可以被考慮為傳感器線。傳感器線216和218被布置使得在傳感器206位于傳感器線216或218上時(shí)，傳感器206將與兩個(gè)磁體202和204中的一個(gè)較近。例如，在傳感器206位于傳感器線216上時(shí)，對(duì)于沿著傳感器線216的所有位置，傳感器206將保持距第一磁體202近于第二磁體204。相似地，在傳感器206位于傳感器線218上時(shí)，對(duì)于沿著傳感器線218的所有位置，傳感器206將保持距第二磁體204近于第一磁體202。

為了測(cè)量或檢測(cè)由第一磁體202和第二磁體204提供的磁通量密度(或者磁通量密度的改變)，當(dāng)?shù)谝淮朋w202和第二磁體204保持在固定的或靜止的位置時(shí)，傳感器206可以被沿著傳感器線214和216中的任一條移動(dòng)。替代地，當(dāng)?shù)谝淮朋w202和第二磁體204被一致移動(dòng)時(shí)，傳感器206可以位于傳感器線216或218中的任一條上，并且可以保持在固定的或靜止的位置。在這樣的場(chǎng)景下，第一磁體202和第二磁體204可以沿著與傳感器線216和218平行的路徑(沿著第一磁體202和第二磁體204的中心豎直軸)移動(dòng)。

作為示例，第一磁體202和第二磁體204的位置可以被相對(duì)于傳感器206固定。進(jìn)一步地，可以將傳感器206定位為穿過由傳感器線218指示的路徑。當(dāng)傳感器206穿過由傳感器線218指示的路徑時(shí)，傳感器206可以測(cè)量或檢測(cè)由第一磁體202和第二磁體204提供的磁通量密度(例如，磁通量密度的x分量)。傳感器206可以基于檢測(cè)的磁通量密度產(chǎn)生或生成電信號(hào)。例如，傳感器206可以對(duì)應(yīng)于相對(duì)較弱的檢測(cè)的磁通量密度，產(chǎn)生幅值相對(duì)較低的信號(hào)，并且可以對(duì)應(yīng)于相對(duì)較強(qiáng)的檢測(cè)的磁通量密度，產(chǎn)生幅值相對(duì)較高的信號(hào)。如在圖2中示出的，作為示例，傳感器206可以在傳感器線218的下端處檢測(cè)磁通量密度的負(fù)值，并且可以在傳感器線218的上端處檢測(cè)磁通量密度的正值(例如，相對(duì)于取向軸210)。

與傳感器206位于中心線214上時(shí)相比(或者與傳統(tǒng)磁測(cè)量系統(tǒng)100的傳感器106相比)，傳感器206位于傳感器線216或218中的一個(gè)上時(shí)，可以具有擴(kuò)大的線性范圍。不管傳感器206是否被相對(duì)于第一磁體202和第二磁體204的移動(dòng)固定，或者不管傳感器206相對(duì)于第一磁體202和第二磁體206的固定的定位是否移動(dòng)，均可提供傳感器206的擴(kuò)大的線性范圍，其中該擴(kuò)大的線性范圍由傳感器206位于傳感器線216或218中的一個(gè)上提供。如以上提及的，如在圖2中示出的，傳感器206可以測(cè)量磁通量密度/磁場(chǎng)的x分量。

與中心線214相比，通過將傳感器線216和218取向?yàn)榇┻^或覆蓋等值線212的較大的在等值線212之間具有尺寸相同或相似的間隙或距離的區(qū)域，可以為傳感器206提供擴(kuò)大的線性范圍。等值線212可以表示由第一磁體202和第二磁體204提供的磁通量密度(例如，磁通量密度的x分量)的不同幅值。于是，相鄰的等值線212之間的間隙或距離可以表示相鄰的等值線212之間的幅值的不同。在相鄰的等值線212之間的間隙保持固定或近似為相同尺寸時(shí)，在這樣的區(qū)域上，與在間隙距離變化的區(qū)域上相比，由傳感器206產(chǎn)生的信號(hào)可以保持線性或較接近線性。

作為示例，在圖2中示出了中心線214的等值線間隙距離224。如可以在圖2中看出的，等值線間隙距離224(在圖2中示出為“δy”)在沿著第一磁體202和第二磁體204之間的中心線214的中心區(qū)域中保持完全均勻。然而，在中心線214的頂端和底端處，等值線212之間的間隙增大，使得等值線間隙距離224可觀地變化。由于傳感器的線性范圍依賴于間隙距離224保持近似均勻，穿過中心線214的傳感器將具有非常有限的線性范圍。

相反地，與中心線214相比，由傳感器線216和218穿過的等值線212之間的間隙在較長(zhǎng)的距離上保持近似均勻，特別是在傳感器線216和218的端部處。就是說，與中心線214相比，等值線212之間的間隙在傳感器線216和218的端部處保持更均勻。結(jié)果是，在傳感器206沿著傳感器線216或218中的一個(gè)測(cè)量磁通量密度時(shí)，與沿著中心線214測(cè)量磁通量密度相比，擴(kuò)大了傳感器的線性范圍。

于是，磁傳感器系統(tǒng)200提供增進(jìn)的線性磁測(cè)量系統(tǒng)。與傳統(tǒng)磁傳感器系統(tǒng)100相比，通過將傳感器206定位為從中心線214偏置，可以擴(kuò)大傳感器206的線性范圍(例如，就檢測(cè)磁通量密度與產(chǎn)生指示檢測(cè)的磁通量密度的輸出信號(hào)之間的關(guān)系而言)。

圖3例示了由示例性磁傳感器系統(tǒng)200提供的擴(kuò)大的線性范圍。具體地，圖3相對(duì)于沿著中心線214以及傳感器線216和218的距離示出測(cè)量的磁通量密度(例如，磁通量密度的x分量)。曲線302可以表示由沿著中心線214定位的傳感器測(cè)量的磁通量。曲線302的線性范圍由第一端306-a和第二端306-b指示，并且表示位于中心線214上的傳感器的線性范圍。相較而言，曲線304可以表示由沿著傳感器線216或218定位的傳感器(例如，傳感器206)測(cè)量的磁通量。曲線304的線性范圍由第一端308-a和第二端308-b指示，并且表示位于傳感器線216或218上的傳感器(例如，傳感器206)的線性范圍。曲線302和30可以基于以上討論的示例性圓柱形磁體的形狀和尺寸(例如，直徑為4.4mm并且長(zhǎng)度為6mm的圓柱形)、示例性間隙距離208(5.0mm)以及示例性偏置距離220和222(各1.25mm)。

如在圖3中示出的，曲線304的線性范圍大于或長(zhǎng)于曲線302的線性范圍。具體地，位于傳感器線216或218中的一個(gè)上的傳感器的線性范圍大于(例如，就距離而言)位于中心線214上的傳感器的線性范圍。因此，位于傳感器線216或218上的傳感器可以提供指示在較長(zhǎng)的距離范圍上保持線性的磁通量密度的信號(hào)，由此，與由傳感器沿著中心線214進(jìn)行的這樣的測(cè)量相比，提高了磁通量密度測(cè)量的可靠性、有用性和/或準(zhǔn)確性。對(duì)于示例圓柱形磁體尺寸、間隙距離和偏置距離，在傳感器206位于傳感器線216或218上時(shí)，與由傳統(tǒng)磁傳感器系統(tǒng)100提供的傳感器(例如，在傳感器被沿著中心線214定位時(shí))的線性范圍相比，可以將傳感器206的線性范圍擴(kuò)大近似25％。

磁傳感器系統(tǒng)200可以被用于任何基于生成指示磁場(chǎng)密度改變的信號(hào)的測(cè)量系統(tǒng)。磁場(chǎng)密度改變可以被轉(zhuǎn)化成有用的電信號(hào)，例如，該電信號(hào)可以告知車輛的司機(jī)或乘員的重量，或者可以指示座椅安全帶的拉力(例如，座椅安全帶是否被扣上或者是否太緊或太松)?？傮w而言，在圖2中示出的傳感器206可以基于所檢測(cè)的依賴于傳感器206相對(duì)于第一磁體202和第二磁體204的取向的磁通量密度產(chǎn)生或提供信號(hào)，從而提供關(guān)于這樣的定位的有用的信息。這樣，磁測(cè)量系統(tǒng)200(以及如本文所描述的本公開的任何磁測(cè)量系統(tǒng))可以被用于任何距離或位移測(cè)量系統(tǒng)。

圖4例示了第二示例性磁傳感器系統(tǒng)400。如所示出的，第二示例性磁傳感器系統(tǒng)400與第一示例性磁傳感器系統(tǒng)200相似，但包括第二傳感器402。第二傳感器402被沿著傳感器線216定位。第二傳感器402可以是任何磁傳感器，包括例如霍爾傳感器。

磁傳感器系統(tǒng)400可以與磁傳感器系統(tǒng)200相似地作用和運(yùn)行。然而，在磁傳感器系統(tǒng)400中，傳感器206和402中每個(gè)都可以測(cè)量或檢測(cè)由磁體202和204提供的磁通量密度。具體地，第一傳感器206和第二傳感器402每個(gè)都可以測(cè)量磁通量密度，使得測(cè)量的磁通量密度的x分量可以被相加，并且測(cè)量的磁通量密度的y分量可以被抵消。

總體而言，對(duì)于許多磁傳感器系統(tǒng)，檢測(cè)和測(cè)量磁通量密度的一個(gè)分量(例如，x分量)而忽略磁通量密度的第二個(gè)分量(例如，y分量)，是所期望的。例如，對(duì)磁通量密度的y分量的非期望的檢測(cè)可能負(fù)面地影響對(duì)磁通量密度的x分量的準(zhǔn)確測(cè)量。在各種磁傳感器系統(tǒng)中，磁體和/或磁傳感器之間的未對(duì)齊(例如，在制造中或者由于隨著時(shí)間的磨損和損壞)可能導(dǎo)致磁傳感器得到或檢測(cè)到非期望的磁通量密度的y分量。

通過提供兩個(gè)傳感器206和402，磁傳感器測(cè)量系統(tǒng)400減輕了這一風(fēng)險(xiǎn)。作為示例，傳感器206和402每個(gè)都可以測(cè)量由磁體202和204提供的環(huán)境的磁通量密度。進(jìn)一步地，由傳感器206和402檢測(cè)的所測(cè)量的磁通量密度的x分量可以被相加地測(cè)量，而由傳感器206和402檢測(cè)的磁通量密度的y分量可以被抵消。

例如，由傳感器206測(cè)量的磁通量密度可以具有第一分量和第二分量，分別對(duì)應(yīng)于所期望的x分量測(cè)量值和非期望的y分量測(cè)量值。進(jìn)一步地，由傳感器402測(cè)量的磁通量密度也可以具有第一分量和第二分量，分別對(duì)應(yīng)于所期望的x分量測(cè)量值和非期望的y分量測(cè)量值。利用磁傳感器系統(tǒng)400，這些第一測(cè)量分量(檢測(cè)的磁通量密度的x分量)可以被相加地測(cè)量，而第二測(cè)量分量(檢測(cè)的磁通量密度的y分量)可以被抵消(例如，通過從來自傳感器402的y分量測(cè)量值中減去來自傳感器206的y分量測(cè)量值)。在這樣做時(shí)，磁傳感器測(cè)量系統(tǒng)400可以提供改善的磁通量密度測(cè)量。

圖5例示了在磁測(cè)量系統(tǒng)200和400中描繪的傳感器206和/或402的位置的可能的變化。圖5示出了第一平面502、第二平面504和第三平面506。平面502-506可以與取向軸210(為了說明的目的在圖5中示出)垂直。就是說，平面502-506可以與如在例如圖2和4中示出的等分第一磁體202和第二磁體204并且包含中心線214的平面垂直。平面502可以對(duì)應(yīng)于中心線214。平面504可以對(duì)應(yīng)于左傳感器線516。平面506可以對(duì)應(yīng)于右傳感器線218。具體地，平面502-506可以分別指示中心線214和傳感器線516和518的與取向軸210垂直(并且因此與如在圖2和4中示出的等分第一磁體202和第二磁體204并且包含中心線214的平面垂直)的定位的范圍。

為了說明的目的，示出右傳感器線218用于參考。平面506可以包括右線218。如以上提及的，平面506可以與取向軸210垂直。作為示例，平面506可以表示在右傳感器線218沿著“z”方向的放置的可能的變化。平面506(表示在“z”方向上的變化)可以與等分第一磁體和第二磁體202(例如，并且包括磁體202和204中的每個(gè)的中心豎直軸)并且與取向軸210平行(并且可以包括中心線214)的平面垂直。根據(jù)本公開，傳感器206可以沿著平面506從右傳感器線218偏置。例如，傳感器206可以沿著偏置線508以距離510偏置。替代地，作為示例，傳感器206可以沿著偏置線512以一定的距離在相反的方向上偏置。偏置距離510可以是任何距離，例如1.25mm。

整體而言，圖5意圖在三維中示出磁測(cè)量系統(tǒng)200和400中的傳感器206和/或402的定位的變化(并且用于以下描述的本公開的進(jìn)一步的磁傳感器系統(tǒng))?？傮w而言，傳感器206和402可以在與等分第一磁體202和第二磁體204并且與取向軸210平行的平面垂直的方向上偏置。作為示例，傳感器206和/或402可以沿著這一第三軸偏置近似等于或小于偏置距離220和/或222的量。例如，對(duì)于傳感器206，偏置距離222可以是1.5mm，并且偏置距離510還可以是1.25mm。這樣，傳感器206可以被沿著傳感器線508(或傳感器線512)定位，用于測(cè)量磁通量密度。傳感器402的定位可以相似地變化。如所示出的，平面506可以包含線508、218和512。這樣，平面506可以與如例如在圖2和4中描繪的包含線214、216和218的平面垂直。

圖6例示了第三示例性磁測(cè)量系統(tǒng)600。如在圖6中示出的，磁測(cè)量系統(tǒng)600與磁測(cè)量系統(tǒng)200相似，并且相似地作用。然而，對(duì)于磁測(cè)量系統(tǒng)600，第一磁體202和第二磁體204的取向與用于磁測(cè)量系統(tǒng)200的如在圖2中示出的第一磁體202和第二磁體204之間的取向不同。具體地，第一磁體202根據(jù)第三取向或狀態(tài)來取向，使其北極被定位為相對(duì)于其南極距傳感器線216較近。相似地，第二磁體204根據(jù)第四取向或狀態(tài)來取向，使其北極被定位為相對(duì)于其南極距傳感器線218較近。

如在圖6中示出的，第一磁體202和第二磁體204的定位和取向?qū)е碌谝淮朋w202和第二磁體204具有相反的極性。進(jìn)一步地，與磁測(cè)量系統(tǒng)200相反，如在圖6中描繪的，傳感器206可以沿著y分量(相對(duì)于取向軸210)測(cè)量磁通量密度的變化。如在圖6中示出的，磁體202和204的取向使得磁體的北極和南極被取向?yàn)榕c傳感器線214平行。相反地，如在圖6中示出的，磁體202和204的取向使得磁體的北極和南極被取向?yàn)榕c傳感器線214垂直。在這兩種布置中，可以考慮磁體202和204被布置為具有不同的極性。

由取向如圖6的磁體202和204提供的磁通量密度可以與由取向如圖2的磁體202和204提供的磁通量密度不同。具體地，圖2例示了磁通量密度的x分量，而圖6例示了磁通量密度的y分量。這樣，如在圖6中描繪的，由磁體202和204提供的磁通量密度變化由等值線610表示(對(duì)應(yīng)于在圖2中示出的等值線212)。作為示例，等值線610可以表示在從-0.4t到0.4t的范圍中的由圖6中的磁體202和204提供的磁通量密度的y分量(使得不示出幅值大于0.4t或小于-0.4t的磁通量密度的y分量的等值線)。

如相關(guān)于圖2所討論的，磁測(cè)量系統(tǒng)600的第一磁體202和第二磁體204的形狀和尺寸、間隙距離208、偏置距離220和222以及其它特征可以變化。作為示例，磁體202和204可以是直徑近似為4.4mm并且長(zhǎng)度近似為6mm的圓柱形磁體，其間隙距離208為5.0mm并且偏置距離220和222各為1.5mm。

如同磁測(cè)量系統(tǒng)200，磁測(cè)量系統(tǒng)600也可以提供傳感器206的增進(jìn)的或擴(kuò)大的線性范圍。這可以基于間隙距離604(在圖6中示出為“δy”)例示。如可以在圖6中看出的，間隙距離604在沿著中心線214的中心區(qū)域中保持完全均勻，其中中心線214在第一磁體202和第二磁體204之間。然而，在中心線214的頂端和底端處，等值線602之間的間隙增大，使得間隙距離604可觀地變化。相反地，與中心線214相比，由傳感器線216和218穿過的等值線602之間的間隙在較長(zhǎng)的范圍上保持近似均勻，特別是在傳感器線216和218的端部處。就是說，與中心線214相比，等值線602之間的間隙在傳感器線216和218的端部處保持更均勻。結(jié)果是，在傳感器206沿著傳感器線216或218中的一個(gè)測(cè)量磁通量密度時(shí)，與沿著中心線214測(cè)量磁通量密度相比，傳感器的線性范圍擴(kuò)大。

圖7例示了由示例性磁傳感器系統(tǒng)600提供的擴(kuò)大的線性范圍。具體地，圖7相對(duì)于沿著中心線214以及傳感器線216和218的距離示出測(cè)量的磁通量密度(例如，磁通量密度的y分量)。曲線702可以表示由沿著中心線214定位的傳感器測(cè)量的磁通量。曲線702的線性范圍由第一端706-a和第二端706-b指示，并且表示位于中心線214上的傳感器的線性范圍。相較而言，曲線704可以表示由沿著傳感器線216或218定位的傳感器(例如，傳感器206)測(cè)量的磁通量。曲線704的線性范圍由第一端708-a和第二端708-b指示，并且表示位于傳感器線216或218上的傳感器(例如，傳感器206)的線性范圍。

如在圖7中示出的，曲線704的線性范圍大于或長(zhǎng)于曲線702的線性范圍。具體地，位于傳感器線216或218中的一個(gè)上的傳感器的線性范圍大于(例如，就距離而言)位于中心線214上的傳感器的線性范圍。因此，位于傳感器線216或218上的傳感器可以提供指示在較長(zhǎng)的距離范圍上保持線性的磁通量密度的信號(hào)，由此，與由傳感器沿著中心線214進(jìn)行的這樣的測(cè)量相比，提高了磁通量密度測(cè)量的可靠性、有用性和/或準(zhǔn)確性。對(duì)于以上相關(guān)于圖6陳述的示例性圓柱形磁體尺寸、間隙距離和偏置距離，在傳感器206位于傳感器線216或218上時(shí)，與由傳統(tǒng)磁傳感器系統(tǒng)100提供的傳感器(例如，在傳感器被沿著中心線214定位時(shí))的線性范圍相比，可以將傳感器206的線性范圍擴(kuò)大近似30％。

圖8例示了第四示例性磁傳感器系統(tǒng)800。如所示出的，第四示例性磁傳感器系統(tǒng)800與第三示例性磁傳感器系統(tǒng)600相似，但包括第二傳感器802。第二傳感器802被沿著傳感器線216定位。第二傳感器802可以是任何磁傳感器，包括例如霍爾傳感器。如相關(guān)于磁傳感器系統(tǒng)400解釋的，通過包括兩個(gè)傳感器，第四示例性磁傳感器系統(tǒng)800可以改善對(duì)由第一磁體202和第二磁體204提供的磁通量密度的第一分量(例如，如相關(guān)于圖8示出的y分量)的檢測(cè)，而減少來自對(duì)磁通量密度的第二分量(例如，如相關(guān)于圖8示出的x分量)的檢測(cè)的不需要的影響。

傳感器206和802每個(gè)都可以測(cè)量由磁體202和204提供的環(huán)境的磁通量密度。具體地，由傳感器206和802檢測(cè)的磁通量密度的y分量可以被相加地測(cè)量，而由傳感器206和802檢測(cè)的磁通量密度的x分量可以被抵消。例如，由傳感器206測(cè)量的磁通量密度可以具有第一分量和第二分量，分別對(duì)應(yīng)于所期望的y分量測(cè)量值和非期望的x分量測(cè)量值。進(jìn)一步地，由傳感器802測(cè)量的磁通量密度也可以具有第一分量和第二分量，分別對(duì)應(yīng)于所期望的y分量測(cè)量值和非期望的x分量測(cè)量值。利用磁傳感器系統(tǒng)800，這些第一測(cè)量分量(檢測(cè)的磁通量密度的y分量)可以被相加地測(cè)量，而第二測(cè)量分量(檢測(cè)的磁通量密度的x分量)可以被抵消(例如，通過從來自傳感器802的x分量測(cè)量中減去來自傳感器206的x分量測(cè)量)。在這樣做時(shí)，磁傳感器測(cè)量系統(tǒng)800可以提供改善的磁通量密度測(cè)量。

圖9例示了本公開的磁傳感器系統(tǒng)的示例性結(jié)果。曲線902示出了由磁傳感器產(chǎn)生的信號(hào)與傳感器相對(duì)于兩個(gè)相同磁體的豎直位移之間的關(guān)系。由磁傳感器產(chǎn)生的信號(hào)基于由傳感器檢測(cè)的磁通量密度。為了產(chǎn)生示例性結(jié)果，將霍爾傳感器放置在從分開兩個(gè)相同磁體的中心線偏置0.22mm并且從通過兩個(gè)磁體的中心的平面偏置0.55mm處。傳感器相對(duì)于磁體移動(dòng)。對(duì)于傳感器相對(duì)于兩個(gè)磁體的各種豎直位移，記錄由傳感器產(chǎn)生的信號(hào)，得到曲線902。如在圖9中示出的，曲線902是線性的，指示隨著傳感器穿過由測(cè)試磁體提供的磁通量密度時(shí)，由測(cè)試傳感器產(chǎn)生的輸出信號(hào)是線性的。

圖10例示了可以被用于如本文描述的本公開的磁傳感器系統(tǒng)的多個(gè)磁體500的示例性布置。如在圖10中示出的，示出了四個(gè)磁體：第一磁體1002、第二磁體1004、第三磁體1006和第四磁體1008。磁體1002-1008可以近似為相同的尺寸和形狀。作為示例，磁體1002-1008中的每個(gè)都可以是圓柱形磁體。替代地，磁體1002-1008可以是矩形磁體。如在圖5中進(jìn)一步示出的，為了說明和解釋的目的，也示出示例性取向軸1010。取向軸包括“x”、“y”和“z”方向，以例示磁體1002-1008的三維布置。

如在圖10中示出的，磁體1002-1008中的每個(gè)都豎直取向(例如，相對(duì)于取向軸1010的y軸)，但并非限制為如此。第一磁體1002和第二磁體1004相似地取向，使得磁體1002和1004的北極位于磁體1002和1004的南極上方。第三磁體1006和第四磁體1008也相似地取向，使得磁體1006和1008的南極位于磁體1006和1008的北極上方。第一磁體1002和第二磁體1004可以被考慮為以第一方式取向，以提供第一極性，并且第三磁體1006和第四磁體1008可以被考慮為以第二方式取向，以提供相反的第二極性。

在沿著取向軸1010的z軸方向看時(shí)，第二磁體1004可以對(duì)應(yīng)于第一磁體202并且第四磁體1008可以對(duì)應(yīng)于如例如在圖2中描繪的第二磁體204。然后，可以將第一磁體1002和第三磁體1006看作位于磁體1004和1008之后的相似地取向的磁體。

在圖10中示出的布置1000可以被用于本文描述的磁測(cè)量系統(tǒng)。例如，磁測(cè)量系統(tǒng)200和400可以被修改為包括布置1000。進(jìn)一步地，作為示例，如本文所描述的，通過調(diào)整磁體1002-1008的取向，磁測(cè)量系統(tǒng)600和800可以被修改為包括布置1000(例如，通過使磁體1002-1008的北極水平取向并且指向彼此)?？梢詫⒉贾?000擴(kuò)大到附加的磁體，并且不限于如所示出的四個(gè)磁體。進(jìn)一步地，根據(jù)本公開，一個(gè)或多個(gè)傳感器可以位于磁體1002-1008的中心，使得一個(gè)或多個(gè)傳感器從與磁體1002-1008中的每個(gè)的距離相等的中心豎直軸偏置。在這樣做時(shí)，相對(duì)于根據(jù)本文描述的原理的多種磁布置，可以在磁傳感器的傳統(tǒng)定位上增進(jìn)一個(gè)或多個(gè)傳感器的線性范圍。

根據(jù)本公開，兩個(gè)或更多個(gè)磁體之間的間隙距離(例如，在本文描述的系統(tǒng)中)可以基于在系統(tǒng)中使用的磁體的尺寸。進(jìn)一步地，傳感器從中心線的任何偏置(例如，在與中心線相同的平面內(nèi)或者與該平面垂直)可以基于磁體的尺寸和/或間隙距離的尺寸，由此使得能夠定位一個(gè)或多個(gè)傳感器線，從而擴(kuò)大在本文描述的系統(tǒng)中使用的傳感器的線性范圍。

雖然本公開參考了一定的實(shí)施例，但是對(duì)所描述的實(shí)施例進(jìn)行多種修改、更改和改變而不背離本公開在所附權(quán)利要求中限定的包圍和范圍，是可能的。于是，本公開并不意圖限定所描述的實(shí)施例，而是意圖具有由以下權(quán)利要求的語言及其等價(jià)物限定的充分的范圍。