[发明专利]位置传感器的不对称AMR惠斯通电桥布局

说明书

技术领域

实施例总体上涉及位置传感器。实施例还涉及磁性传感器(magneticsensor)和磁性感测组件(magnetic sensing component)。实施例另外涉及磁阻(magnetoresistive)和霍耳效应(Hall effect)传感器。

背景技术

磁性传感器典型地依赖永久磁体来检测在相对于传感器的某个预定义检测区域内可透磁物体存在与否。结合永久磁体，此类型的一些传感器利用霍耳效应和/或磁阻组件，所述组件相对于永久磁体及其它被设置在特定位置处。磁阻元件例如可以相对于永久磁体布置在对称位置，以便实现磁性感测操作。

此类型的接近性传感器，不管它们使用霍耳效应元件还是磁阻元件，都能够被配置为在通常垂直于永久磁体的中心轴的方向上感测存在或不存在穿过检测区域的可透磁物体，或者可替换地能够被配置为检测可透磁物体沿着通常平行于所述磁体中心轴的路径在朝向或远离永久磁体极面的方向上移动的距离。

已经实现的磁性传感器的一个例子是温度稳定接近性传感器，用于感测从永久磁体的侧面所发出的磁通量。在这种配置中，铁物体传感器检测高磁导率的物体(诸如在加电后即刻且处于零速度时的可旋转安装的铁轮上的齿或槽口(notch))存在与否。

这种设备能够被用作接近性传感器并且能够被配置有永久磁体和磁通量响应传感器，所述磁通量响应传感器具有感测平面并且生成电输出信号，所述电输出信号根据磁通量密度的变化而改变。在这种配置中，铁主体传感器装配件(assembly)不像某些已知的常规传感器那样依赖于极面磁性(magnetism)，而相反依赖于从在相对极面之间的磁体侧面发出的磁通量密度的径向分量。由于铁物体传感器装配件不依赖于极面磁性，所以它的电输出信号在相对较宽的温度范围上相对稳定。

在另一种磁性传感器配置中，齿轮(geartooth)位置和速度传感器可以被配置为具有以桥电路布置连接的四个磁阻轨道(track)。为了简化场极板(plate)效应速度和位置传感器，四个弯曲(meander)布置的坡莫合金(permalloy)电阻轨道可能够被设置在衬底上的矩形的角处。这样的组件能够在沿圆周方向上大约相互间隔齿轮间距的一半。电阻能够以分压器布置或采用具有以恒流源供电的惠斯通电桥电路的形式来连接以便消除温度变化效应。在一个实施例中，所述电阻被形成为硅衬底上弯曲成形的薄膜气相淀积轨道。永久磁体然后能够被用来提供偏置磁化(bias magnetization)。

在上述一般类型的磁性传感器中，磁性敏感的组件通常用于提供表示磁场在特定方向上强度的信号。如果霍耳效应元件与永久磁体联合使用，那么来自霍耳元件的信号表示在垂直于所述霍耳元件的感测平面的方向上的磁场强度分量。另一方面，如果磁阻元件与永久磁体联合使用，那么来自所述磁阻元件的信号表示在所述磁阻元件的感测平面内并且垂直于其最薄尺寸的方向上的磁场强度。根据传感器的特定应用和性能要求，霍耳效应元件或磁阻器都能够被使用。遍及描述现有技术的文献，此一般类型的传感器有时被描述为接近性传感器并且可替换地被描述为齿轮传感器，这取决于传感器的目的应用。

在大部分接近性传感器中，例如若干属性是有益的。例如，在与内燃机相关联使用的齿轮传感器中，有益的特性是当启动时在不必需要齿轮运动的情况下提供用于标识在预定义的检测区域中存在或不存在齿轮的信号的能力。这被称为上电识别能力。齿轮传感器或接近性传感器的另一有益特性是其有减小的尺寸。这种传感器的大小通常受到永久磁体的大小以及磁敏感组件和所述永久磁体的相对位置的影响。