[发明专利]具有误差检测的磁位置传感器设备、方法和系统

说明书

一种位置传感器设备，包括：第一磁传感器、第二磁传感器和第三磁传感器(S1、S2、S3)，以用于测量在第一方向(X)上定向的第一磁场分量(Bx)、以及在与第一方向垂直的第二方向(Y；Z)上定向的第二磁场分量(Bz)；处理电路，以用于确定由第一传感器和第三传感器(S1、S3)提供的信号的第一差和第二差(ΔBx13、ΔBz13)，并且用于基于这些差输出第一角度(θsubgt;主要/subgt;)；以及用于确定由第一传感器与第三传感器中的一者(S1)和第二传感器(S2)提供的信号的第三差和第四差(ΔBx12、ΔBz12)；以及用于基于第三差和第四差确定第二角度(θaux12、θaux3)，并且用于输出第二角度和/或基于第一角度与第二角度的比较的诊断信号。

技术领域

本发明总体上涉及磁位置传感器系统、设备和方法的领域，并且更具体地涉及具有误差检测能力的线性和/或角磁位置传感器系统和设备以及确定线性位置或角位置并检测是否已发生误差的方法。

背景技术

磁传感器系统，特别是线性位置或角位置传感器系统在本领域中是已知的。它们提供的优点在于，能够在不进行物理接触的情况下测量线性位置或角位置，从而避免了机械磨损、刮擦、摩擦等问题。

存在位置传感器系统的许多变体，解决以下需求中的一者或多者：使用简单或便宜的磁结构、使用简单或便宜的传感器设备、能够在相对大范围上进行测量、能够以高精度进行测量、仅需简单的算术、能够以高速进行测量、对安装误差是高度稳健的、对外部干扰场是高度稳健的、提供冗余、能够检测误差、能够检测并纠正误差、具有良好的信噪比(SNR)等。

经常，这些需求中的两者或更多者彼此冲突，因此需要进行权衡。

EP3783316(A1)公开了磁位置传感器系统，该磁位置传感器系统包括磁体或磁结构，以及相对于所述磁体或磁结构可移动安装的传感器设备。然而，该文档中描述的系统不具有误差检测能力。

总是存在改进或替代的空间。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供磁位置传感器系统，该磁位置传感器系统能够确定传感器设备相对于磁体或磁结构的位置，并且能够检测误差(例如，与有缺陷的传感器或换能器相关的误差)。

本发明的实施例的目的也是提供专门适用于此类系统的传感器设备。

本发明的实施例的目的也是提供确定传感器设备相对于磁体或磁结构的位置的方法，并提供指示误差的附加信息，和/或允许连接到传感器设备的另一处理器检测误差。

本发明的实施例的目的是提供这样的系统、设备和方法，其中以对外部干扰场(也称为“杂散场”)高度不敏感的方式确定位置，并且其中误差检测也对外部干扰场高度不敏感。

本发明的实施例的目的是提供这样的集成电路，其具有减小的面积(例如，较小尺寸的硅芯片)，而不降低所测量位置的精度。

这些目的和其他目的通过本发明的实施例被实现。

根据第一方面，本发明提供一种位置传感器设备，包括：基板，该基板包括在第一方向(例如，X)上间隔开的第一磁传感器、第二磁传感器和第三磁传感器(例如，S1、S2、S3)，每个磁传感器能够至少测量在第一方向(例如，X)上定向的第一磁场分量(例如，Bx)、以及在与第一方向垂直的第二方向(例如，Y；Z)上定向的第二磁场分量(例如，Bz)；

处理电路，该处理电路连接到所述磁传感器(例如，S1、S2、S3)，并且配置成用于：