[发明专利]监测磁性传感器的方法

说明书

本公开提供了一种监测磁场的方法，其中磁性传感器在其中工作以确保传感器在其限定的磁窗内工作。所述方法包括：测量位于所述外部磁场附近的另一个磁性传感器的信号；基于测量的信号确定所述外部磁场的磁场强度；和确定所述外部磁场的磁场强度是否在所述第一磁性传感器的操作窗口内。例如，该方法使用多匝传感器或与多匝传感器结合使用的某种其他磁阻传感器(例如，磁性单匝传感器或第二多匝传感器)的传感器输出，以监测工作磁场。

技术领域

本公开涉及诸如磁性多匝传感器的磁性传感器。特别地，本公开涉及一种监测磁场的方法，磁性多匝传感器在该磁场中运行。

背景技术

磁性多匝传感器通常用于需要监测装置转动次数的应用中。一个例子是车辆中的方向盘。磁性多匝传感器通常包括对施加的外部磁场敏感的磁阻元件。磁阻元件的电阻可以通过在传感器附近旋转磁场来改变。磁阻元件的电阻的变化将被跟踪以确定磁场中的匝数，该匝数可转换为被监测的装置中的匝数。

典型地，多匝传感器包括以螺旋或闭环构造布置成条状的多个磁阻元件，其中条状部的一端耦合到畴壁发生器。畴壁发生器响应于外部磁场的旋转而产生畴壁，然后将这些畴壁注入磁条中，从而在每个磁阻元件通过时改变其磁畴。随着磁畴的变化，磁阻元件的电阻也将由于磁取向的变化而变化。

发明内容

本公开提供了一种监测磁场的方法，其中磁性传感器在其中工作以确保传感器在其限定的磁窗内工作。例如，该方法使用多匝传感器或与多匝传感器结合使用的某种其他磁阻传感器(例如，磁性单匝传感器或第二多匝传感器)的传感器输出，以监测工作磁场。当使用多匝传感器的传感器输出时，可以实现参考磁阻元件，该参考磁阻元件仅用于测量磁场并且对传感器的匝数没有贡献。

在第一方面，本公开提供一种监测位于外部磁场附近的第一磁性传感器的方法，该第一磁性传感器具有在第一磁场强度和第二磁场强度之间的操作窗口，其中该方法包括：测量位于所述外部磁场附近的另一个磁性传感器的信号；基于测量的信号确定所述外部磁场的磁场强度；和确定所述外部磁场的磁场强度是否在磁性多匝传感器的操作窗口内。

这样，可以监测外部磁场的磁场强度，例如由旋转机械系统的一部分的磁体产生的磁场强度，以确定是否在操作窗口内，磁性传感器将在该操作窗口内运行而没有故障。这可以从位于外部磁场附近的一些磁感测装置的输出来确定。

第一磁性传感器可以是一个磁性多匝传感器，而另一个磁性传感器可以是磁性单匝传感器。例如，磁性单匝传感器可以是基于各向异性磁阻(AMR)的单匝传感器，而磁性多匝传感器可以是基于巨磁阻(GMR)或隧道磁阻(TMR)的多匝传感器。在这种情况下，从所述磁性单匝传感器的信号确定磁场强度包括测量由所述磁性单匝传感器输出的电压。低于预定值的电压输出指示低于所述操作窗口的第一磁场强度的磁场强度。电压输出可以包括正弦分量和余弦分量，其中确定磁场强度包括计算所述正弦分量和所述余弦分量的半径。

MR单匝传感器以及基于GMR和TMR的传感器的幅度也取决于温度。在这方面，对于所有这些x个MR传感器，温度系数或多或少是已知的。通过测量温度和振幅，可以确定更精确的场强信息。在汽车应用中，无论如何，处理电路通常还是出于诊断原因来测量温度，因此可以轻松地将温度测量结果与场强测量结果相结合。在这方面，可以基于测得的温度升高将电源电压或电流增加恒定因子，从而减弱由温度升高引起的灵敏度降低。例如，如果温度每升高1℃单圈传感器的灵敏度降低1％，则电源电压可以每升高1℃升高1％，以抵消灵敏度的降低。

在本文描述的其他布置中，另一个磁性传感器可以是第一磁性传感器本身。例如，测量磁性多匝传感器的信号以确定磁场强度，并确定该磁场强度是否在多匝传感器将无故障运行的工作窗口内。

例如，从磁性多匝传感器的信号确定磁场强度可以包括测量磁性多匝传感器的至少一个磁阻元件中的电阻变化。

在这种情况下，该方法可以包括将滤波器应用于所测量的电阻。

在其他布置中，另一个磁性传感器可以是参考传感器。