[发明专利]单个封装中的轴向和垂直角度传感器

摘要

实施例涉及利用轴向和垂直传感器共同推断旋转角度的磁场角度传感器。在实施例中，传感器系统包括布置在单个传感器封装中或在单个基板上的至少一个轴向传感器单元和至少一个垂直传感器单元。两者均代表旋转位置的轴向和垂直传感器数据可以通过例如校准传感器系统而用于改善输出角度的精度。 1

主权项

1.一种磁场传感器系统，包括：

支撑结构；

第一传感器，相对于磁场源的旋转轴被布置在所述支撑结构上，并且包括第一多个传感器元件，所述第一多个传感器元件被配置为感测沿第一方向的磁场分量并且导出明确地在至少90度的范围内的第一旋转角度；以及

第二传感器，相对于所述旋转轴被布置在所述支撑结构上，并且包括第二多个传感器元件，所述第二多个传感器元件被配置为感测沿与所述第一方向不同的第二方向的磁场分量并且导出明确地在至少70度的范围内的第二旋转角度；

其中所述第一方向或所述第二方向中的仅一个方向垂直于所述旋转轴。

2.根据权利要求1所述的磁场传感器系统，其中所述第一传感器包括轴向传感器并且所述第一方向通常轴向于所述旋转轴，并且其中所述第二传感器包括垂直传感器并且所述第二方向通常垂直于所述旋转轴。

3.根据权利要求2所述的磁场传感器系统，其中所述第二传感器被布置在所述支撑结构的第一部分上，所述第一部分限定垂直于与z轴平行的所述旋转轴的xy平面，并且其中沿所述第二方向的所述磁场分量中的至少一个磁场分量是以下中的至少一项：所述磁场的x分量，或者所述磁场的y分量，或者所述磁场的x分量与y分量的组合。

4.根据权利要求3所述的磁场传感器系统，其中沿所述第一方向的所述磁场分量中的至少一个磁场分量是所述磁场的z分量。

5.根据权利要求4所述的磁场传感器系统，其中所述第一传感器被布置在所述支撑结构的所述第一部分上。

6.根据权利要求4所述的磁场传感器系统，其中所述第一传感器被布置在所述支撑结构的第二部分上，并且其中所述第一部分和所述第二部分相对于彼此水平地或者竖直地被布置。

7.根据权利要求2所述的磁场传感器系统，其中所述第二多个传感器元件包括磁阻传感器元件、巨磁阻抗传感器元件、或霍尔效应传感器元件中的至少一个。

8.根据权利要求2所述的磁场传感器系统，其中所述第一多个传感器元件包括霍尔效应传感器元件或MAGFET传感器元件中的至少一个。

9.根据如权利要求1所述的磁场传感器系统，其中所述第一多个传感器元件被布置为沿具有在所述旋转轴上的重心的闭合曲线有规律地间隔开。

10.根据权利要求9所述的磁场传感器系统，其中所述闭合曲线为圆形曲线。

11.根据权利要求9所述的磁场传感器系统，其中所述第二多个传感器元件被布置在所述闭合曲线内。

12.根据权利要求11所述的磁场传感器系统，其中所述第二多个传感器元件包括至少一个半桥电路。

13.根据权利要求1所述的磁场传感器系统，其中所述第一和第二多个传感器元件相对于旋转轴同心地被布置。

14.根据权利要求13所述的磁场传感器系统，进一步包括：存储器电路系统，被配置为存储与所述第一旋转角度或所述第二旋转角度中的至少一个有关的数据。

15.根据权利要求1所述的磁场传感器系统，其中所述磁场传感器系统被配置为选择性地使所述第二传感器断电。

16.一种用于校准传感器系统的方法，包括：

提供所述传感器系统，所述传感器系统包括耦合到支撑结构的第一传感器和第二传感器；

由所述第一传感器感测沿第一方向的磁场分量，以导出明确地在至少90度的范围内的第一旋转角度；

由所述第二传感器感测沿与所述第一方向不同的第二方向的磁场分量，以导出明确地在至少70度的范围内的第二旋转角度；以及

使用所述第一旋转角度或所述第二旋转角度中的至少一个来校准所述传感器系统。

17.根据权利要求16所述的用于校准传感器系统的方法，进一步包括确定所述第一旋转角度和所述第二旋转角度之间的差量。

18.根据权利要求17所述的用于校准传感器系统的方法，进一步包括在所述传感器系统的存储器中存储所述差量。

19.根据权利要求17所述的用于校准传感器系统的方法，进一步包括基于所述差量来消除所述第一传感器或所述第二传感器的至少一个传感器元件的贡献。

20.根据权利要求16所述的用于校准传感器系统的方法，进一步包括提供信号，所述信号在旋转的360度内是唯一的，并且是以下中的至少一项：与轴向磁场分量有关的角度、与垂直磁场分量有关的角度、或所述轴向磁场分量和所述垂直磁场分量之间的差量。