[发明专利]传感器

说明书

本申请要求2006年12月15日提交的美国临时专利申请第60/750,635号的申请日的权益，其全部内容通过引用包含于此。

技术领域

本发明涉及一种磁化设备、一种磁化可磁化物体的方法以及一种传感器装置。

背景技术

磁变送器(transducer)技术在扭矩和位置测量中得到应用。尤其开发了对受到扭矩或者线性运动的轴或者任意其它部件的扭矩的非接触测量。可以对转动或者往复运动的元件设置磁化区域，即磁编码区域，当轴转动或者往复运动时，该磁编码区域在磁场检测器(例如磁线圈)中产生特征信号，使得可以确定轴的扭矩或者位置。

例如在WO 02/063262中公开了这种传感器。

发明内容

本发明的一个目的是提供磁化物体的有效方式。

根据独立权利要求的主题可以实现该目的。从属权利要求示出其它示例性实施例。

根据本发明的示例性实施例，提供一种用于磁化可磁化物体的磁化设备，所述磁化设备包括：编程单元，其以如下方式被形成：当将编程单元置于可磁化物体附近并且对编程单元施加电编程信号时，可磁化物体被磁化，使得沿着可磁化物体的延伸方向形成具有不同的磁极性的至少两个磁编码区域。

根据本发明的另一示例性实施例，提供一种磁化可磁化物体的方法，所述方法包括：将编程单元置于可磁化物体附近；对编程单元施加电编程信号，使得可磁化物体被磁化，以根据编程单元的形状沿着可磁化物体的延伸方向形成具有不同的磁极性的至少两个磁编码区域。

根据本发明的又一示例性实施例，提供一种用于磁感测可移动物体的物理参数的传感器装置，所述传感器装置包括：至少两个磁编码区域，其沿着可移动物体的延伸方向形成并具有不同的磁极性，至少两个磁编码区域通过具有上述特征的方法和/或使用具有上述特征的磁化设备制造。

根据本发明的示例性实施例，提供一种编程设备，用于磁化可磁化物体以便在该可磁化物体上和/或中形成磁图案，其中编程单元与可磁化物体功能性地耦合(以接触或者非接触的方式耦合)。因此，提供一种可灵活调节的磁化设备，用于在可磁化物体上产生复杂的磁化图案。例如，使用单个或者少量磁化信号可以在可磁化物体上选择性地形成棋盘状结构或者正弦变化结构的磁场。例如，编程单元可以是相应地弯曲的编程配线，对其施加电流，从而产生的磁场可以根据编程配线的几何配置磁化可磁化物体的相应部分。

可以以在可磁化物体上形成的图案是对称或者周期性的方式配置编程单元。还可以在可磁化物体上磁设计预定数学函数，从而可以基于该几何函数使用磁场检测器来测量在可磁化物体上的位置。换句话说，磁检测信号是某种磁图案的指纹(fingerprint)，因此可以用于沿着可磁化物体确定位置。作为这种位置传感器的替选方案，还可以提供力或者扭矩传感器，在这种情况下，可以利用检测到的信号取决于对物体施加的扭矩或力的现象。

换句话说，编程单元的形状可以与电编程信号的特征一起定义具有不同磁极性(例如“南极”、“北极”)的磁编码区域的性质。

通过采取这种措施，可以产生能够以例如1μm或者更小的高分辨率沿着可磁化物体(例如往复运动的轴)测量绝对位置的磁传感器。

可以对这种位置传感器提供不同长度的可磁化物体，例如从1至40mm的第一范围，从50至100mm的第二范围和大于100mm的第三范围，特别地直到6m。尤其对于这种长度的轴，该磁化方案允许沿着轴的延伸方向定义磁图案，这使得可以以确定的方式独立于测量的磁场强度而得出当前轴位置，就如同用沿着可磁化物体的延伸方向布置的一个或多个磁场检测器检测到的一样。

为了磁化可磁化物体，可以注入电流，使其流过编程配线，其中编程配线可以直接接触可磁化物体或者可以定位于可磁化物体附近而与可磁化物体没有直接的欧姆连接。编程电流可以是具有快上升沿和慢下降沿的电流脉冲。可选地，编程电流可以是恒定电流脉冲。

根据示例性实施例，例如微处理器(中央处理单元，CPU)的控制单元可以从一组磁场检测器中选择一个或者一组磁场检测器，其用于检测磁场，然后允许得出沿着可磁化物体的位置。因此，可以在控制单元的控制下选择性地激活一个子组的磁场检测器。

还可以成组地布置多个子组的多个磁场检测器，使得不同的组(例如对)的磁场检测器(例如线圈)可以提供检测信号，并且将其供给评价单元。