[发明专利]磁位置传感器系统和方法

说明书

本申请公开了磁位置传感器系统和方法。一种位置传感器系统(200)，用于测量平面(230)外可移动目标(220)的位置(Z)，系统(200)包括：第一磁传感器(201)和第二磁传感器(202)，固定地布置在所述平面(230)中且间隔开距离(D)；第一和第二磁传感器(201，202)分别适于测量在所述平面中的至少一个相应的第一和第二平面内磁场分量(Bu1，Bv1)，(Bu2，Bv2)以获取至少相应的第一和第二值；连接到传感器的控制器(240)，用于获取所述值，且适于确定作为值和预定义距离(D)的函数的平面外位置(Z)。一种确定所述位置的方法(1200)。

发明领域

本发明总体涉及磁位置传感器系统领域，更具体地说，涉及一种用于确定对外部干扰场基本上不敏感的平面外位置的位置传感器系统。本发明还涉及一种确定所述线性位置的计算机实现的方法。

发明背景

磁传感器系统，特别是线性位置系统在本领域中是已知的。它们的优点是能够在不进行物理接触的情况下测量线性位置，从而避免机械磨损，划痕，摩擦等问题。

基本上存在两种不同类型的线性位置系统，这取决于(多个)传感器单元和可移动物体之间的距离是否恒定，或随着物体的移动而改变。

a)WO2018122283(A1)公开了一种位移传感器，其包括两个相对于磁换能器可滑动地布置的传感器单元。这两个传感器单元相对于磁换能器具有基本上恒定的距离。

b)本发明的图1示出了现有的线性位置系统，其中磁体可朝向和远离传感器装置移动。

本发明涉及第二种类型的线性位置传感器系统，其中可移动物体与(多个)传感器单元之间的距离随着物体的移动而变化。

图1中的系统的缺点在于该系统对于磁干扰场敏感，当磁干扰场存在时，会产生位置误差。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种对磁干扰场不太敏感的位置传感器系统，以及一种确定位置的方法。

本发明的特定实施例的目的是提供一种对磁干扰场不太敏感并且不会显著降低信号的S/N比的位置传感器系统，以及一种确定位置的方法。

本发明的特定实施例的目的是提供一种能够测量物体的平面外位置的线性位置传感器，该物体可朝向和远离平面移动。

这些目的通过根据本发明的实施例的位置传感器系统和确定位置的方法来实现。

根据第一方面，本发明提供了一种位置传感器系统，用于测量在平面外沿预定义轨迹可移动的目标的位置，该目标适于产生或修改磁场，该位置传感器系统包括：第一磁传感器和第二磁传感器，两个磁传感器固定地布置在所述平面中并且以预定义距离间隔开；第一磁传感器适于测量所产生或修改的磁场在所述平面中的至少一个第一平面内磁场分量，以获得至少第一值；第二磁传感器适于测量所产生或修改的磁场在所述平面中的至少一个第二平面内磁场分量，以获得至少第二值；控制器，通信地连接到第一和第二磁传感器，并且适于获得所述至少第一和第二值，并且适于基于这些值和预定义距离确定所述目标的平面外位置。

这个线性位置传感器的优点在于其允许确定永磁体(或附接至所述磁体的任何物体)的平面外位置，不是基于现有技术中通常进行的平面外场分量(Bz)的幅度，而是基于传感器的平面内场梯度，因为后者对外部干扰场不太敏感。

在一些实施例中，第一和第二磁传感器位于单个封装(称为“多管芯单封装”)中的不同管芯上。在一些实施例中，传感器被结合在不同的封装中(例如，印刷电路板上的两个不同的IC)。但是，如果传感器位于同一个基板(例如单芯片解决方案)上，则本发明也将起作用。

在实施例中，第二磁传感器与第一磁传感器不同。

在该实施例中，通常这两个传感器在两个不同的(分开的)半导体管芯上实现。