[发明专利]利用磁传感器阵列的位置检测

说明书

(本申请是申请日为2006年9月12日、申请号为200680041641.5、发明名称为“利用磁传感器阵列的位置检测”的专利申请的分案申请。)

相关专利申请的交叉引用

本专利申请是于2004年11月18日提交的题为“Angular Position Detection Utilizing a Plurality of Rotary Configured Magnetic Sensors”的美国专利申请序列号No.10/993,964的部分继续申请，其全部公开在此被引入以供参考。本专利申请也是于2005年3月23日提交的题为“Position Detection Apparatus and Method for Linear and Rotary Sensing Applications”的美国专利申请序列号No.11/088,104的部分继续申请，其全部公开在此被引入以供参考。

技术领域

实施例总体上涉及传感器方法和系统。实施例还涉及位置检测设备。另外，实施例涉及磁传感器。实施例还涉及用于线性和旋转感测应用的方法和系统。另外，实施例涉及热补偿方法和系统。

背景技术

磁阻(MR)阵列技术在各种商业、消费者和工业检测应用中得以使用。在一些常规MR系统中，能够提供用于确定可沿路径移动的构件的位置的装置。在这样的设备中，磁体(magnet)能够被附于可移动的构件并且磁场换能器阵列被定位成邻近所述路径。当磁体接近、通过和离开换能器时，换能器提供变化的输出信号，其能够由表示任意换能器的单个特性曲线来表示。

为了确定可移动构件的位置，对换能器进行电子扫描并且从具有指示与磁体的相对邻近的输出的换能器组中选择数据。然后能够利用曲线拟合算法来确定数据对特性曲线的最佳拟合。通过沿位置轴放置特性曲线，可以确定磁体的位置并且因此确定可移动构件的位置。

在另一种常规MR设备中，能够实现位置确定装置，其包括被附于可移动构件的磁体，该可移动构件沿着有限长度的预定义路径移动。磁场换能器阵列能够被定位成邻近所述预定义路径。当磁体接近、通过和离开每个换能器时，换能器能够提供输出信号。还能够提供校正机制用以校正由换能器的非线性所导致的残差(residual error)。

优选地，这样的校正机制利用预定函数来近似残差，并且应用对应于所述预定函数的校正系数来补偿残差。通过对换能器的非线性进行校正，可以减小磁体的长度和/或减小换能器的间距。

例如，在美国专利号5,589,769，″Position Detection Apparatus Including a Circuit for Receiving a Plurality of Output Signal Values and Fitting the Output Signal Values to a Curve″中公开了常规磁感测方法的示例，其于1996年12月31日被授权给Donald R.Krahn，并且被转让给Honeywell International Inc.。在美国专利号6,097,183，″Position Detection Apparatus with Correction for Non-Linear Sensor Regions″中公开了磁感测方法的另一个示例，其在2000年8月1日被授权给Goetz等人，并且也被转让给Honeywell International Inc.。在此将美国专利号5,589,769和6,097,183的全部内容引入以供参考。这样的基于MR的设备通常利用印刷电路板(PCB)组件上的分立部件(discrete component)来产生最终所得的功能。

磁阻传感器，特别是基于阵列配置的各向异性磁阻(AMR)传感器的一个问题是这样的系统常常依靠以相等间距配置的磁阻元件阵列的使用。在线性阵列的情况下，这意味着线性的中心线到中心线的间距标称是相等的。虽然这适合于一些配置，但是这种规则间距(regular spacing)阻碍了高准确度感测。一种用于改善感测的方法包括引入额外的磁阻元件。然而，这种方法只是增加了传感器设备的整体生产成本。因此，相信对于与这样的现有技术传感器设备相关联的问题的解决方案是基于不规则间距而非规则间距的阵列的设计和配置，如在此所更为详细讨论的。

发明内容

以下概要被提供以便于理解只有实施例才有的一些创造性特征，并且其不旨在作为完全描述。通过将整个说明书、权利要求、附图和摘要作为整体能够获得对所公开的实施例的各个方面的充分理解。