[发明专利]基于霍尔效应的角方位传感器和相应的方法

权利要求书

1.一种用于感测磁场的磁场矢量至平面内的投影的角方位的传感器，所述传感器包括：

-至少第一组N≥2个霍尔效应装置，每个霍尔效应装置具有检测方向并包括两个连接器对，其中，在存在所述磁场的情况下，在所述连接器对中的任一对的连接器之间的电流流动允许拾取由所述磁场引起的相应的另一连接器对的连接器之间的霍尔电压，所述磁场沿所述检测方向的磁场分量为零的情况除外，其中所述N个霍尔效应装置被对齐使得它们的检测方向在所述平面内，以及其中所述霍尔效应装置中的至少两个具有不相同的检测方向；

-至少一个滤波或谐振单元，其包括输入和输出，其中从所述输出输出的信号被称为滤波后信号；

-至少一个电流源，其包括输出，用于在其输出处输出电流；

-连线单元，其操作地连接至所述N个霍尔效应装置中的每一个的所述连接器中的每一个，所述连线单元被构造和配置为选择性地将所述连接器对连线至所述电流源的所述输出或者所述滤波或谐振单元的所述输入，其中，连线霍尔效应装置的两个连接器对的特定方式被称为“连线方案”，其中，如果以两个连线方案中的一个连接至所述电流源的连接器对以两个连线方案中的另一个连接至所述滤波或谐振单元，则这两个连线方案被称为“正交的”连线方案，以及其中，如果两个连线方案产生了不同符号的霍尔电压，则这两个连线方案被称为“反向的”连线方案；

-控制单元，其被构造和配置为控制所述连线单元以使得：

-在持续0.5Tf的第一时间周期期间，以及以所述N个霍尔效应装置的特定次序，在持续时间ti，i=1,…,N的各个随后时间周期期间将相应的连线方案Wi+应用于所述N个霍尔效应装置中的每一个，i=1,…,N；以及

-在持续0.5Tf的所述第一时间周期之后的持续0.5Tf的第二时间周期期间，以及以所述N个霍尔效应装置的相同特定次序，在相同持续时间ti，i=1,…,N的各个随后时间周期期间将相应的连线方案Wi-应用于所述N个霍尔效应装置中的每一个，i=1,…,N；

-其中，所述连线方案Wi+中的每一个是相应的另一连线方案Wi-的正交且反向的连线方案，i=1,…,N；

-输出单元，其操作地连接至所述滤波或谐振单元的所述输出，所述输出单元被构造和配置为从滤波后信号获得指示所述角方位的输出信号并输出所述信号；

其中，所述滤波或谐振单元被构造和配置为改变基频f=1/Tf的输入信号，以使得高次谐波的强度相对于所述基频的强度减小，其中所述输入信号除了所述基频还包含所述高次谐波。

2.根据权利要求1所述的传感器，其中所述特定次序是相关于或取决于所述霍尔效应装置的所述检测方向的相对对齐的次序，以及其中所述时间周期的所述持续时间ti，i=1,…,N相关于或取决于所述霍尔效应装置的所述检测方向的相对对齐。

3.根据权利要求1或2所述的传感器，其中所述控制单元还被构造和配置为控制所述连线单元以使得在持续0.5Tf的上述第一时间周期和第二时间周期之后，实现以下：

-在持续0.5Tf的所述第二时间周期之后的持续0.5Tf的第三时间周期期间，以及以所述N个霍尔效应装置的相同特定次序，在所述相同持续时间ti，i=1,…,N的各个随后时间周期期间将相应的连线方案Wi++应用于所述N个霍尔效应装置中的每一个，i=1,…,N；以及

-在持续0.5Tf的所述第三时间周期之后的持续0.5Tf的第四时间周期期间，以及以所述N个霍尔效应装置的相同特定次序，在相同持续时间ti，i=1,…,N的各个随后时间周期期间将相应的连线方案Wi--应用于所述N个霍尔效应装置中的每一个，i=1,…,N；

-其中，所述连线方案Wi++中的每一个是相应的连线方案Wi--的正交且反向的连线方案，i=1,…,N；

-其中，所述连线方案Wi++中的每一个是与相应的另一连线方案Wi+不相同的所述相应的另一连线方案Wi+的非正交且非反向的连线方案，i=1,…,N；以及

-其中，所述连线方案Wi--中的每一个是与相应的另一连线方案Wi-不相同的所述相应的另一连线方案Wi-的非正交且非反向的连线方案，i=1,…,N。

4.根据前述权利要求中的一项所述的传感器，其中，所述特定次序是能够通过以下获得的次序：将所述霍尔效应装置的所述检测方向绘制到x-y坐标系的正y半平面内，并且根据相应霍尔效应装置的检测方向和正x轴之间包围的相应角度来对霍尔效应装置进行排序，以使得所述角度构成单调增大或单调减小的数列。