離軸磁場角度傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體上涉及磁場傳感器，并且更具體地涉及離軸（of f-axis )磁場角度傳感 器。
【背景技術(shù)】
[0002] 磁場傳感器可以用來感測軸或其它物體的旋轉(zhuǎn)角度。例如，磁體可以安裝在軸上 使得其與軸一起旋轉(zhuǎn)，并且可以將磁場傳感器布置成接近磁體以便當(dāng)磁體與軸一起旋轉(zhuǎn)時(shí) 感測由磁體感應(yīng)的磁場。當(dāng)緊接著或鄰近軸，即離開軸的旋轉(zhuǎn)軸線而安裝磁場傳感器時(shí)，該 傳感器可以被稱為"離軸"磁場角度傳感器。當(dāng)軸的末端無法用作傳感器的位置或者僅僅 軸上不存在可用的空間時(shí)，經(jīng)常實(shí)施離軸磁場角度傳感器。
[0003] 在許多應(yīng)用中，對(duì)于磁場角度傳感器(包括離軸磁場角度傳感器)，可能存在對(duì)廉 價(jià)且不復(fù)雜的同時(shí)相對(duì)于外部磁場和其它干擾也魯棒（robust)、能夠計(jì)及組裝公差和與包 括非均勻磁化的大的磁體在內(nèi)的一系列磁體兼容的普遍偏好。于是，一些常規(guī)方法的缺點(diǎn) 是要求具有傳感器元件至少兩個(gè)傳感器襯底，該傳感器元件具有相同磁靈敏度。所要求的 匹配的磁靈敏度難以獲得，并且與對(duì)多個(gè)傳感器襯底的需求相組合生產(chǎn)起來更加昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 實(shí)施例涉及磁場角度感測系統(tǒng)和方法。在實(shí)施例中，一種被配置成確定繞旋轉(zhuǎn)軸 線的磁場源的旋轉(zhuǎn)位置的磁場角度感測系統(tǒng)包括個(gè)傳感器設(shè)備，其布置在與旋轉(zhuǎn)軸線 同心的圓周中，其中/V >〖并且傳感器設(shè)備沿著該圓周彼此間隔開大約（360/ΛΟ度，每個(gè) 傳感器設(shè)備包括具有包含磁場感測設(shè)備的至少一個(gè)參考方向的靈敏度平面的磁場感測設(shè) 備，其中磁場感測設(shè)備對(duì)靈敏度平面中的磁場分量敏感并且被配置成提供與參考方向和靈 敏度平面中的磁場之間的角度的(余）正弦相關(guān)的信號(hào)；以及電路，其耦合到Λ/個(gè)傳感器設(shè) 備并且被配置成提供通過組合來自#個(gè)傳感器設(shè)備的磁場感測設(shè)備的信號(hào)而確定的、指示 繞旋轉(zhuǎn)軸線的磁場源的旋轉(zhuǎn)位置的信號(hào)。
[0005] 在另一實(shí)施例中，一種確定繞旋轉(zhuǎn)軸線的磁場源的旋轉(zhuǎn)位置的方法包括：將 /V 個(gè)傳感器設(shè)備布置在與旋轉(zhuǎn)軸線同心的圓周中，使得傳感器設(shè)備沿著該圓周彼此間 隔開大約（360/ΛΟ度；通過/V >〗個(gè)傳感器設(shè)備中的每一個(gè)的磁場感測設(shè)備來感測該磁場 感測設(shè)備的參考方向與由磁場源感應(yīng)的該磁場感測設(shè)備的靈敏度平面中的磁場之間的角 度的(余）正弦，該靈敏度平面包括磁場感測設(shè)備的至少一個(gè)參考方向；提供與參考方向和 靈敏度平面中的磁場之間的角度的(余)正弦相關(guān)的信號(hào)；以及通過組合來自1個(gè)傳感 器設(shè)備的磁場感測設(shè)備的信號(hào)來提供指示繞旋轉(zhuǎn)軸線的磁場源的旋轉(zhuǎn)位置的信號(hào)。
【附圖說明】
[0006] 結(jié)合附圖考慮下面對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施例的詳細(xì)描述，可以更加完整地理解本發(fā) 明，在附圖中： 圖1是根據(jù)實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)的部分的俯視圖。
[0007] 圖2A是根據(jù)實(shí)施例的半橋電路的圖。
[0008] 圖2B是根據(jù)實(shí)施例的管芯（die)布置的框圖。
[0009] 圖2C是根據(jù)實(shí)施例的半橋電路配置的圖。
[0010] 圖2D是根據(jù)實(shí)施例的全橋電路的圖。
[0011] 圖3A是根據(jù)實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)的框圖。
[0012] 圖3B是根據(jù)實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)信號(hào)流的框圖。
[0013] 圖4A是根據(jù)實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)的示意性俯視圖。
[0014] 圖4B是根據(jù)實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)的示意性俯視圖。
[0015] 圖4C是根據(jù)實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)的示意性俯視圖。
[0016] 圖5A是根據(jù)實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)的側(cè)視截面圖。
[0017] 圖5B是根據(jù)實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)的示意性俯視圖。
[0018] 圖5C是根據(jù)實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)的示意性俯視圖。
[0019] 圖是根據(jù)實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)的示意性俯視圖。
[0020] 圖6A是根據(jù)實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)的示意性俯視圖。
[0021] 圖6B是根據(jù)實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)的示意性俯視圖。
[0022] 圖7A是根據(jù)實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)的透視圖。
[0023] 圖7B是圖7A的傳感器系統(tǒng)的側(cè)視截面圖。
[0024] 圖7C根據(jù)實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)的俯視圖。
[0025] 圖8A是根據(jù)實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)的透視圖。
[0026] 圖8B是圖8A的傳感器系統(tǒng)的側(cè)視圖。
[0027] 圖9A是根據(jù)實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)封裝的透視圖。
[0028] 圖9B是根據(jù)實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)封裝的透視圖。
[0029] 圖10是根據(jù)實(shí)施例的傳感器系統(tǒng)的透視圖。
[0030] 雖然本發(fā)明服從各種修改和替換形式，但是其細(xì)節(jié)在附圖中已經(jīng)通過示例的方式 被示出并且將被詳細(xì)地描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，意圖并非將本發(fā)明限制到所描述的特定實(shí)施 例。相反，旨在覆蓋落入如由所附的權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的所有修改、 等同物和替換。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 實(shí)施例涉及磁場角度傳感器、系統(tǒng)和方法。在實(shí)施例中，磁場角度傳感器包括在旋 轉(zhuǎn)軸線周圍可旋轉(zhuǎn)的磁體和布置成離開(例如，不與之成一直線）但接近旋轉(zhuǎn)軸線的至少一 個(gè)磁場傳感器元件。在實(shí)施例中，至少一個(gè)磁場傳感器元件可以包括磁阻（XMR)傳感器元 件、霍爾效應(yīng)傳感器元件或一些其它的磁場傳感器元件。
[0032] 參照?qǐng)D1，在俯視圖中描繪了磁場角度感測系統(tǒng)100的實(shí)施例。系統(tǒng)100包括磁場 源，諸如磁體110和至少一個(gè)傳感器設(shè)備120。在實(shí)施例中，系統(tǒng)100包括#> 1個(gè)傳感器 設(shè)備，諸如在如本文下面更為詳細(xì)地討論的各種實(shí)施例中，ι·ν 2 3或5。盡管在圖1的 實(shí)施例中，至少一個(gè)傳感器設(shè)備120布置在大于磁體110的半徑的徑向距離處，但是在其它 實(shí)施例中，（多個(gè)）傳感器設(shè)備120可以布置成比磁體110的半徑更靠近旋轉(zhuǎn)軸線。
[0033] 磁體110是在旋轉(zhuǎn)軸線z的周圍可旋轉(zhuǎn)的，其延伸進(jìn)入如圖1中所描繪的頁面 并從其延伸出來。在實(shí)施例中，磁體110是關(guān)于z軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的，諸如在所描繪的實(shí)施例 中。磁體110可以是