[发明专利]用于线性和旋转感测应用的位置检测装置和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本发明申请要求在35 U.S.C.§119(e)下的临时专利申请号为60/619,748，题目为“用于线性和旋转感测应用的位置检测设备和方法”的申请(2004年10月18日提交)的优先权，该申请的公开在此引入作为参考。

技术领域

实施例通常涉及传感器方法和系统。实施例还涉及位置检测设备。实施例另外涉及磁传感器。实施例还涉及用于线性和旋转(rotary)感测应用的方法和系统。

背景技术

磁阻(MR)阵列技术用于多种商业、消费者和工业检测应用。在一些传统的MR系统中，能够提供设备用于确定沿路径可移动的成员的位置。在这样的设备中，磁体能够连接到可移动成员，磁场换能器(transducer)的阵列位置临近该路径。随着磁体逼近、经过或远离换能器，换能器提供变化的输出信号，该输出信号能够由代表任何换能器的单个特征曲线表示。

为了确定可移动成员的位置，电子扫描换能器，并且从具有的输出指示相对接近磁体的一组换能器中选择数据。然后，能够使用曲线拟合(curve-fitting)算法来确定数据与特征曲线的最佳拟合。通过沿着位置轴线置换特征曲线，可以确定磁体的位置并且从而确定可移动成员的位置。

在另一种传统MR设备中，位置确定装置可以实现为包括连接到可移动成员的磁体，可移动成员沿着有限长度的预定路径移动。磁场换能器的阵列可以位置临近预定路径。随着磁体逼近、经过和远离每个换能器，换能器能够提供输出信号。还能够提供校正机制，来校正由于换能器的非线性而导致的残差。

这样的校正机制优选利用预定的函数估计(approximate)残差，并且应用对应于该预定函数的校正因子来补偿残差。通过校正换能器的非线性，磁体的长度可以减小和/或换能器的间距能够减小。

例如，在美国专利号为5,589,769，题目为“包括用于接收多个输出信号值并且拟合输出信号值与曲线的电路的位置检测装置(Position DetectionApparatus including a Circuit for Receiving a Plurality of Output Signal Values and Fittingthe Output Signal Values to a Curve)”的专利(在1996年12月31日授予DonaldRKraphn，并且转让给Honeywell International Inc.)中，公开了传统磁感测方法的一个例子。另一个传统磁感测方法的另一个例子在美国专利号为6,097,183，题目为“具有对非线性传感器区域的校正的位置检测装置(Position DetectionApparatus with Correction for Non-Linear Sensor Region)”(2000年8月1日授予Goetz等，并且也转让给了Honeywell International Inc.)的专利中公开。美国专利5,589,769和6,097,183在此引入作为参考。

这样的基于传统MR的设备通常采用印刷电路板(PCB)组装上的分离组件来获得结果函数。基于分离组件的解决方案通常是昂贵的。基于前述内容，相信对于上述问题的解决方案在于设计和开发改进的集成电路，令其能够提供完全数字校准过程，并且产生表示旋转和位置感测信息的比例(ratio-metric)或数字的输出信号。

发明内容

提供下面的总述是为了帮助理解实施例专有的新颖特征，并且不是提供完全的描述。通过将整个说明书、权利要求、附图和摘要作为整体看待，能够得到对实施例各方面的完整了解。

因此，本发明的一个方面是提供改进的传感器方法和系统。

本发明的另一个方面是提供改进的位置检测设备。

本发明的又一个方面是提供改进的AMR传感器。

本发明的再一方面是用于改进的线性和旋转感测应用。

如这里所述，能够实现本发明的前述方面和其它目的和优点。这里公开了用于线性和旋转感测应用的位置检测装置、系统和方法，包括用于线性和旋转检测感测的多个磁阻感测组件，和用于放大和校准由所述多个磁阻感测组件生成的信号的集成电路，以便提供完全数字校准和表示线性和旋转位置数据的ratio-metric输出电压或数字输出信号。

集成电路通常包括CMOS电路，即ASIC。磁阻感测组件可以包括，例如，八个用于生成位置测量数据的AMR桥。磁阻感测组件的数目不限于八个AMR桥。可以实施等于或大于二的任何数量的AMR桥。但是，为了说明的目的，这里公开的实施例基于八AMR桥的配置。