專利名稱：具有補(bǔ)償?shù)拇判詡鞲衅鞯闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例總的來說涉及磁性傳感器，具體地說涉及磁性串 列傳感器。
背景技術(shù)：
當(dāng)傳感器串列或串列傳感器位于多極磁體產(chǎn)生的磁場中時(shí)，傳感 器因磁場而產(chǎn)生正弦和余弦信號。然后，正弦和余弦信號用于檢測傳 感器的位置信息。特別地，傳感器首先被分為多個傳感器區(qū)段，然后， 將傳感器區(qū)段的輸出相加和相減，形成正弦和余弦信號。
根據(jù)傳感器的輸出形成的正弦和余弦信號受其它過程和參數(shù)的影 響。例如，如果多極磁體的長度與傳感器串列的長度匹配不當(dāng)，那么 正弦和余弦信號的幅度將不匹配。此外，將正弦和余弦信號進(jìn)行內(nèi)插 之前，正弦和余弦信號的幅度必須匹配。典型地，通過用增益系數(shù)來 衰減或放大傳感器區(qū)段的輸出使正弦和余弦信號的幅度相等或標(biāo)準(zhǔn) 化，將正弦和余弦信號的幅度匹配。

發(fā)明內(nèi)容
當(dāng)串列傳感器的長度與多極磁體的長度不正確地匹配時(shí)，可利用 補(bǔ)償過程使正弦和余弦信號的幅度相等。例如，既補(bǔ)償正弦信號也補(bǔ) 償余弦信號的雙通道補(bǔ)償過程可以使正弦和余弦信號的幅度相等。具 體而言，雙通道補(bǔ)償過程通過衰減和放大傳感器的輸出來補(bǔ)償正弦和弦信號。雙通道補(bǔ)償過程還利用多個調(diào)節(jié)之間的均勻步長的增益系 數(shù)。此外，只補(bǔ)償單一輸出信號的單通道補(bǔ)償過程一般是利用均勻步 長。但是，在單通道補(bǔ)償過程中會引入噪聲，導(dǎo)致不準(zhǔn)確的輸出波形。
本發(fā)明的實(shí)施例涉及正確地匹配或者使多個串列傳感器的輸出幅 度相等的方法和系統(tǒng)。在一個方案中，本發(fā)明提供一種傳感組件，該 傳感組件與具有磁體長度的磁體間隔開。該傳感組件包括磁性傳感器 串列和補(bǔ)償模塊。磁性傳感器串列具有串列長度。所述磁性傳感器分 組為多個磁性傳感器群組。每個所述磁性傳感器基于所述磁體產(chǎn)生相 應(yīng)的中間信號。補(bǔ)償模塊基于所述磁體長度與所述串列長度之間的差， 為所述各個磁性傳感器群組指定多個相應(yīng)的增益，并且將所述相應(yīng)的 增益應(yīng)用于所述各個磁性傳感器群組的相應(yīng)的中間信號，以產(chǎn)生相應(yīng) 的調(diào)節(jié)后的信號。
在另一個方案中，本發(fā)明提供一種補(bǔ)償磁體與具有多個傳感器的 傳感器串列之間的尺寸差的方法。所述方法包括步驟為所述磁體指 定基準(zhǔn)；確定每個所述傳感器與所述基準(zhǔn)之間相應(yīng)的距離；基于所述
相應(yīng)的距離為每個所述傳感器指定相應(yīng)的權(quán)重。所述方法還包括將指 定的所述相應(yīng)的權(quán)重應(yīng)用于所述傳感器相應(yīng)的輸出。
在另一個方案中，本發(fā)明提供一種補(bǔ)償磁體與具有多個傳感器的
相鄰傳感器串列之間的尺寸差的方法。所述方法包括步驟測量所述
磁體與所述傳感器串列之間的尺寸差；將所述傳感器分組為多個傳感
器群組。所述方法還包括基于所述磁體在每個所述傳感器產(chǎn)生相應(yīng)的
中間信號；基于所述尺寸差和所述群組將增益應(yīng)用于所述相應(yīng)的中間 信號。
這里的實(shí)施例在補(bǔ)償過程中能夠產(chǎn)生具有基本上對稱幅度的輸 出，同時(shí)保持基本上相同的群組增益。具體而言，補(bǔ)償過程能夠在多 個傳感器區(qū)段中產(chǎn)生基本上相等和基本上相對數(shù)目的補(bǔ)償。通過群組 增益調(diào)節(jié)傳感器的輸出，以形成正弦和余弦信號。補(bǔ)償過程還將正弦 和余弦信號的準(zhǔn)確度最大化，同時(shí)降低正弦和余弦信號的噪聲水平。 此外，因?yàn)檠a(bǔ)償過程對群組中的傳感器使用相同的群組增益，所以本 發(fā)明能夠利用數(shù)目更少或者最少的部件。此外，通過對傳感器串列分 配增益系數(shù)，能夠消除、減少、或者最小化補(bǔ)償過程中引入的誤差或 噪聲。
通過下面的詳細(xì)描述和附圖，本發(fā)明的其它方面將變得顯而易見。


圖l是具有傳感器串列和多極磁體的傳感設(shè)備的示意圖。
圖1A是圖1的傳感設(shè)備的詳細(xì)示意圖。
圖2是第二傳感設(shè)備的示意圖。
圖3是第三傳感設(shè)備的示意圖。
圖4是圖3的第三傳感設(shè)備的示例性信號輸出圖。
圖5是第四傳感設(shè)備的示意圖。
圖6是圖5的第四傳感設(shè)備沒有補(bǔ)償時(shí)的示例性信號輸出圖。 圖7是圖5的第四傳感設(shè)備有補(bǔ)償時(shí)的示例性信號輸出圖。 圖8是說明本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行的處理的流程圖。 圖9是具有本發(fā)明的傳感設(shè)備的負(fù)反饋馬達(dá)控制系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
在詳細(xì)說明本發(fā)明的所有實(shí)施例之前，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明在應(yīng)用 上不限于以下的描述中提出的或者附圖中示出的部件配置和構(gòu)造的細(xì) 節(jié)。本發(fā)明能夠采用其它實(shí)施例，以各種方式實(shí)施或?qū)崿F(xiàn)。此外，應(yīng) 當(dāng)理解，這里所使用的措辭和術(shù)語其目的是為了描述而不應(yīng)視作限制 性的。"包括"、"包含"或"具有"及其變型的使用是要包括隨后 列出的項(xiàng)目和等同物以及附加項(xiàng)目。除非另有指定或限定，術(shù)語"安 裝"、"連接"、"支撐"和"聯(lián)接"及其變型被寬泛地使用并包括 直接或間接地安裝、連接、支撐和聯(lián)接。此外，"連接"和"聯(lián)接"
不限于實(shí)體的或機(jī)械的連接或聯(lián)接。
本發(fā)明的實(shí)施例涉及用傳感組件產(chǎn)生高分辨率信號的方法。在一 些實(shí)施例中，傳感設(shè)備具有傳感器串列和多極磁體，它們具有不同的 長度。該方法包括將傳感器串列的輸出分離或劃分為不同的傳感器群 組，并確定每個群組的空間參數(shù)。該方法還包括基于各個空間參數(shù)確 定每個群組的增益值、系數(shù)或權(quán)重。該方法還包括用增益系數(shù)補(bǔ)償每 個群組的輸出。在特定實(shí)施例中，確定每個群組的空間參數(shù)包括確定 每個群組與多極磁體之間的距離差。
本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種傳感設(shè)備，包括傳感器串列和多極磁 體。在一些實(shí)施例中，傳感器串列和多極磁體具有不同的長度。多極 磁體關(guān)于多極磁體的磁極產(chǎn)生磁場。磁場包圍關(guān)于多極磁體的磁極處 于不同位置的每個串列傳感器。結(jié)果，串列傳感器因多極磁體而產(chǎn)生 基本上不同的輸出。該傳感設(shè)備還包括補(bǔ)償模塊，補(bǔ)償模塊用于補(bǔ)償 串列傳感器的輸出，使輸出的幅度相等。
圖1示出傳感設(shè)備100的示意圖，傳感設(shè)備100具有傳感器串列 104A、 104B、 104C、 104D、 104E、 104F、 104G、 104H、 1041、 104J、 104K和104L，這里統(tǒng)稱為傳感器、串列傳感器、或者傳感器串列104。 雖然串列傳感器104總共包括12個單獨(dú)的傳感器，但是傳感設(shè)備100 的串列傳感器104中可具有除了 12之外的任何數(shù)目的傳感器。在一些 實(shí)施例中，傳感器104是霍爾傳感器或裝置、其它的磁性傳感器、或 者它們的組合。傳感設(shè)備IOO還包括多極磁體108，多極磁體108在第 一、第二磁極112、 116周圍產(chǎn)生磁場。每個傳感器104響應(yīng)磁場并基 于各個傳感器104所檢測的磁場的強(qiáng)度和方向來產(chǎn)生輸出。雖然示出 第一磁極112和第二磁極116分別作為多極磁體108的北極和南極， 但是第一磁極112和第二磁極116也可以分別作為南極和北極。
圖1還示出傳感器串列104的長度與多極磁體108的長度不同。
具體而言，傳感器串列104具有共同的傳感器長度120，而多極磁體 108具有磁極間距或磁體長度124。雖然傳感器104排列為關(guān)于第一、 第二磁極112、 116相對地對稱，但是也可以關(guān)于第一、第二磁極112、 116相對地不對稱。在這種情況下，通過將傳感器長度120關(guān)于第一、 第二磁極112、 116劃分為兩個部分，傳感設(shè)備IOO補(bǔ)償不對稱差，如 下所述。
傳感設(shè)備100還包括補(bǔ)償模塊128，以存儲磁體長度124和傳感器 長度120、收集每個傳感器104的輸出、處理每個傳感器104的輸出， 并產(chǎn)生傳感設(shè)備100的輸出。補(bǔ)償模塊128進(jìn)行的處理可以通過軟件 和/或硬件實(shí)現(xiàn)。此外，補(bǔ)償模塊128和其它模塊進(jìn)行的處理能夠通過 微處理器或類似裝置執(zhí)行的軟件實(shí)現(xiàn)，或者在使用多種元件的硬件中 實(shí)現(xiàn)，多種元件例如包括特定用途集成電路("ASIC")。在圖l所示的 實(shí)施例中，補(bǔ)償模塊128將傳感器104分組或者劃分為傳感器群組 132A、 132B、 132C、 132D和132E,它們統(tǒng)稱為群組132。具體而言， 傳感器群組132A包括傳感器104A、 104B，傳感器群組132B包括傳 感器104C、 104D，傳感器群組132C包括傳感器104E、 104F、 104G、 104H，傳感器群組132D包括傳感器1041、 104J,傳感器群組132E包 括傳感器104K、 104L。雖然圖l所示的實(shí)施例包括5個傳感器群組， 但是在其它實(shí)施例中補(bǔ)償模塊128也可以將不同數(shù)目的傳感器分組為 不同數(shù)目的傳感器群組。
補(bǔ)償模塊128還測量每個傳感器104與多極磁體108上用于傳感 器104的基準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離。多極磁體108上的一個示例性基準(zhǔn)點(diǎn)是 第一磁極112。在一些實(shí)施例中，所述距離是傳感器104與磁極線136 之間的垂直距離或法向距離，磁極線136通過連接第一、第二磁極112、 116形成。在其它實(shí)施例中，所述距離被定義為傳感器104與第一、第 二磁極112、 116的其中一個之間的最小距離?；蛘?，所述距離被定義 為傳感器群組與第一、第二磁極112、 116的其中一個之間的最小距離 或法向距離。在另外的實(shí)施例中，可通過其它的已知技術(shù)測量或確定 所述距離。
在圖1所示的實(shí)施例中，補(bǔ)償模塊128基于到磁極線136的距離， 確定每個群組132的權(quán)重或增益系數(shù)。在一些實(shí)施例中，補(bǔ)償模塊128 通過增益函數(shù)確定增益系數(shù)，增益函數(shù)將距離與一組預(yù)定的增益系數(shù) 以及長度偏差相關(guān)，長度偏差定義傳感器長度120與磁體長度124之 間的差。例如，增益函數(shù)可以是線性增益函數(shù)，當(dāng)各個群組與磁極線 136之間的距離為最大值時(shí)，指定最大增益系數(shù)，當(dāng)各個群組與磁極線 136之間的距離為最小值時(shí)，指定最小增益系數(shù)。在這種情況下，其它 群組的增益系數(shù)線性地內(nèi)插。在一些情況下，最小增益系數(shù)與最大增 益系數(shù)數(shù)值相等，但是符號相反。也可以使用其它類型的增益函數(shù)， 例如非線性函數(shù)和特殊階梯函數(shù)，使傳感器的輸出幅度相等。
在圖1所示的實(shí)施例中，當(dāng)補(bǔ)償模塊128將傳感器104劃分為5 個群組132以后，每個群組132被指定一個權(quán)重，如下所述。外部傳 感器群組132A的傳感器104A、 104B被指定值為X的第一增益系數(shù)， 中央傳感器群組132B的傳感器104C、 104D被指定值為1的第二增益 系數(shù)，內(nèi)部傳感器群組132C的傳感器104E、 104F、 104G、 104H被指 定值為-X的第三增益系數(shù)。類似地，第二外部傳感器群組132E的傳感 器104K、 104L被指定第一增益系數(shù)，第二中央傳感器群組132D的傳 感器1041、104J被指定第二增益系數(shù)。也就是說，外部傳感器群組132A 的傳感器104A、 104B的輸出以及第二外部傳感器群組132E的傳感器 104K、 104L的輸出被放大用于更長的磁極。類似地，中央傳感器群組 132B的傳感器104C、 104D的輸出以及第二中央傳感器群組132D的 傳感器1041、 104J的輸出保持不變，而內(nèi)部傳感器群組132C的傳感器 104E、 104F、 104G、 104H的輸出被衰減。雖然內(nèi)部傳感器群組132C 的傳感器104E、 104F、 104G、 104H被指定為具有負(fù)值的第三增益系 數(shù)，但是內(nèi)部傳感器群組132C的傳感器104E、 104F、 104G、 104H也 可以被指定為滿足線性增益函數(shù)的其它正增益系數(shù)。然后，補(bǔ)償模塊 128將傳感器104的補(bǔ)償輸出發(fā)送給輸出模塊140(例如控制器)。雖然
圖1中示出補(bǔ)償模塊128和輸出模塊140是分離的模塊，但是它們也
可以包括在單個模塊中。
在傳感器104關(guān)于第一、第二磁極112、 116相對不對稱的情況下， 補(bǔ)償模塊128將傳感器104劃分為第一、第二縱向部分。例如，第一 縱向部分由傳感器104A、 104B、 104C、 104D、 104E、 104F組成，具 有第一共同的部分長度。類似地，第二縱向部分由傳感器104G、 104H、 1041、 104J、 104K、 104L組成，具有第二共同的部分長度。然后補(bǔ)償 模塊128基于第一共同的部分長度應(yīng)用第二增益函數(shù)，基于第二共同 的部分長度應(yīng)用第三增益函數(shù)。然后補(bǔ)償模塊128根據(jù)第二、第三增 益函數(shù)為傳感器104指定增益系數(shù)。在一些實(shí)施例中，將增益函數(shù)預(yù) 編程在設(shè)備100中。在另一些實(shí)施例中，周期性地或者按照要求確定 增益函數(shù)，從而隨時(shí)間調(diào)節(jié)增益函數(shù)。
在一些實(shí)施例中，為了使正弦和余弦信號的幅度相等，補(bǔ)償模塊 128基于磁極間隔或長度失配的量對特定的串列群組要求特定的放大 量或衰減量。具體而言，如果磁體長度124和傳感器長度120相差一 定量，則因?yàn)檫@個量而預(yù)定正弦和余弦信號之間相對應(yīng)的幅度差，然 后將該幅度差存儲在補(bǔ)償模塊128中，以產(chǎn)生相應(yīng)的增益系數(shù)。例如， 如果磁體長度124和傳感器長度120相差20%，那么當(dāng)單端串列配置 中總共使用12個傳感器104時(shí)，正弦和余弦信號的幅度之間有大約士 8.2%的差。然后補(bǔ)償模塊128由于這個差而形成或產(chǎn)生相應(yīng)的放大或 衰減系數(shù)。例如，當(dāng)對于單端串列配置中使用的12個傳感器確定差為 8.2%時(shí)，可使用大約11%(+11%)的放大系數(shù)或者使用大約11%(-11。％) 的衰減系數(shù)。在這種情況下，增益系數(shù)為士l.ll。
傳感器104的輸出經(jīng)調(diào)節(jié)或補(bǔ)償后，輸出模塊140通過加減串列 傳感器104不同區(qū)段的輸出，以正弦波和余弦波的形式產(chǎn)生補(bǔ)償后的 輸出信號。例如，輸出模塊140將傳感器104分組為第一區(qū)段144和 第二區(qū)段148。第一補(bǔ)償區(qū)段144包括傳感器104A、104B、104C、104D、
104E、 104F，而第二補(bǔ)償區(qū)段148包括傳感器104G、 104H、 1041、 104J、 104K、 104L。然后輸出模塊140將第一補(bǔ)償區(qū)段144的輸出加入到第 二補(bǔ)償區(qū)段148的輸出，以已知的方式獲得正弦信號。類似地，輸出 模塊140從第一補(bǔ)償區(qū)段144的輸出中減去第二補(bǔ)償區(qū)段148的輸出， 以已知的方式獲得余弦信號。在一個實(shí)施例中，首先為了增益補(bǔ)償?shù)?目的將傳感器分組為群組。然后，為了使正弦信號和余弦信號的幅度 相等的目的將傳感器劃分為區(qū)段。具體而言，圖1示出傳感器104被 分組或劃分為5個群組132和兩個區(qū)段144、 148。每個群組132被指 定相應(yīng)的增益系數(shù)。每個區(qū)段144、 148的輸出相加和相減以獲得相等 幅度的正弦信號和余弦信號。這里使用的術(shù)語"群組"和"區(qū)段"僅 僅是為了方便不同分組過程的討論，可以互換使用。
圖1A示出圖1的補(bǔ)償模塊128的詳細(xì)實(shí)施例。補(bǔ)償模塊128包括 存儲器模塊152，存儲器模塊152存儲基于磁體108與傳感器104的長 度差預(yù)定的多個群組增益。然后增益調(diào)節(jié)模塊156基于如前所述傳感 器已經(jīng)被指定為獲得多個經(jīng)過調(diào)節(jié)的信號的群組來調(diào)節(jié)磁性傳感器 104的輸出。加法模塊160基于所述群組加減調(diào)節(jié)后的信號，以正弦和 余弦函數(shù)的形式獲得多個輸出信號。內(nèi)插模塊164將輸出信號轉(zhuǎn)換為 多個數(shù)字信號，在一些實(shí)施例中輸出信號一般是模擬信號。
圖2示出第二傳感設(shè)備200的示意圖，第二傳感設(shè)備200具有傳 感器串列104，傳感器串列104靠近多極磁體208，多極磁體208具有 磁體長度212，圖中采用相同的標(biāo)記表示相似的部件。在所示的實(shí)施例 中，傳感器長度120小于磁體長度212。類似于圖l所示的實(shí)施例，補(bǔ) 償模塊128將傳感器串列104劃分為5個群組132，產(chǎn)生第四增益函數(shù)， 并為每個群組132指定增益系數(shù)。具體而言，第四增益函數(shù)將離磁極 線136最遠(yuǎn)的群組132衰減，并放大離磁極線136最近的群組132。例 如，當(dāng)補(bǔ)償模塊128將傳感器104劃分為5個群組132后，為每個群 組132指定一個值，如下所述。外部傳感器群組132A的傳感器104A、 104B被指定值為-X的第三增益系數(shù)，中央傳感器群組132B的傳感器
104C、 104D被指定值為1的第二增益系數(shù)，內(nèi)部傳感器群組132C的 傳感器104E、 104F、 104G、 104H被指定值為X的第一增益系數(shù)。類 似地，第二外部傳感器群組132E的傳感器104K、 104L被指定第三增 益系數(shù)，第二中央傳感器群組132D的傳感器1041、 104J被指定第二增 益系數(shù)。也就是說，外部傳感器群組132A的傳感器104A、 104B的輸 出以及第二外部傳感器群組132E的傳感器104K、 104L的輸出被衰減 用于更短的磁極。類似地，中央傳感器群組132B的傳感器104C、 104D 的輸出以及第二中央傳感器群組132D的傳感器1041、104J的輸出保持 不變，而內(nèi)部傳感器群組132C的傳感器104E、 104F、 104G、 104H的 輸出被放大。雖然內(nèi)部傳感器群組132C的傳感器104E、 104F、 104G、 104H被指定為具有正值的第一增益系數(shù)，但是內(nèi)部傳感器群組132C 的傳感器104E、 104F、 104G、 104H也可以被指定為滿足第四增益函 數(shù)的其它負(fù)增益值。
然后，輸出模塊140通過加減串列傳感器104不同區(qū)段的輸出， 以正弦波和余弦波的形式產(chǎn)生補(bǔ)償后的輸出信號。例如，輸出模塊140 將傳感器104如上所述再次分組為第一區(qū)段144和第二區(qū)段148。然后 輸出模塊140將第一補(bǔ)償區(qū)段144的輸出加入到第二補(bǔ)償區(qū)段148的 輸出，以已知的方式獲得正弦信號。類似地，輸出模塊140從第一補(bǔ) 償區(qū)段144的輸出中減去第二補(bǔ)償區(qū)段148的輸出，以已知的方式獲 得余弦信號。
圖3示出第三傳感設(shè)備300的示意圖，第三傳感設(shè)備300具有包 括24個傳感器304的串列和正確匹配的多極磁體308。雖然圖3中沒 有示出補(bǔ)償模塊128和輸出模塊140，但是傳感設(shè)備300也包括補(bǔ)償模 塊128和輸出模塊140或者類似的模塊。具體而言，圖3示出磁體長 度124和傳感器長度120正確地匹配。當(dāng)傳感器串列304產(chǎn)生相應(yīng)的 輸出以后，補(bǔ)償模塊128將傳感器304如上所述劃分為多個群組，并 且用相應(yīng)的增益系數(shù)調(diào)節(jié)或補(bǔ)償每個群組的傳感器304的輸出。但是， 因?yàn)榇朋w長度124和傳感器長度120正確地匹配，所以群組的增益系
數(shù)的值為l。也就是說，用單位增益對傳感器304的輸出進(jìn)行補(bǔ)償。然
后補(bǔ)償模塊128將傳感器304的補(bǔ)償后的輸出發(fā)送給輸出模塊140，輸 出模塊140將傳感器304分組為4個等長的補(bǔ)償區(qū)段312A、312B、312C、 312D。然后輸出模塊140通過加減串列傳感器304不同區(qū)段312的輸 出，以正弦波和余弦波的形式產(chǎn)生補(bǔ)償后的輸出信號。第一補(bǔ)償區(qū)段 312A包括傳感器304A、 304B、 304C、 304D、 304E、 304F，而第二補(bǔ) 償區(qū)段312B包括傳感器304G、 304H、 3041、 304J、 304K、 304L。類 似地，第三補(bǔ)償區(qū)段312C包括傳感器304M、304N、304O、304P、304Q、 304R，而第四補(bǔ)償區(qū)段312D包括傳感器304S、 304T、 304U、 304V、 304W、 304X。然后輸出模塊140以已知的方式從第一、第二補(bǔ)償區(qū)段 312A、 312B的輸出的和中減去第三、第四補(bǔ)償區(qū)段312C、 312D的輸 出的和，獲得正弦信號。類似地，輸出模塊140以已知的方式從第一、 第四補(bǔ)償區(qū)段312A、 312D的輸出的和中減去第二、第三補(bǔ)償區(qū)段 312B、 312C的輸出的和，獲得余弦信號。
圖4示出圖3的第三傳感設(shè)備300的示例性補(bǔ)償信號輸出圖400。 信號圖400示出傳感器304的輸出404、 408的幅度基本上相等，形式 為正弦波形和余弦波形。
圖5是配置不同的第四傳感設(shè)備500的示意圖，第四傳感設(shè)備500 具有包括24個傳感器304的串列和不正確匹配的多極磁體504。也就 是說，磁體長度124與傳感器長度120不同。當(dāng)傳感器串列304如上 所述產(chǎn)生相應(yīng)的輸出后，補(bǔ)償模塊128如上所述將傳感器304劃分為 多個群組，用相應(yīng)的增益系數(shù)調(diào)節(jié)或補(bǔ)償各個群組的傳感器304的輸 出。然后補(bǔ)償模塊128將傳感器304的補(bǔ)償后的輸出發(fā)送給輸出模塊 140，輸出模塊140將傳感器304分組為四個等長的補(bǔ)償區(qū)段312A、 312B、 312C、 312D。然后輸出模塊140如上所述通過加減串列傳感器 304的不同區(qū)段312的輸出，以正弦波和余弦波的形式產(chǎn)生補(bǔ)償后的輸 出信號。
圖6示出圖5的第四傳感設(shè)備500的示例性輸出圖600，在補(bǔ)償模 塊128中增益系數(shù)強(qiáng)制或預(yù)設(shè)為1。信號圖600示出傳感器504的輸出 604、 608的幅度不相等。
圖7示出示例性輸出圖700，增益吸收由補(bǔ)償模塊128確定。信號 圖700示出傳感器504的輸出704、 708的幅度相等，形式為正弦信號 和余弦信號。
圖8包括流程圖800，進(jìn)一步說明本發(fā)明一些實(shí)施例中發(fā)生的過 程。分別在步驟804、 808測量傳感器串列的長度和多極磁體的長度。 如果在步驟812確定長度不同，則在步驟816將傳感器分組為多個傳 感器群組。在步驟820確定或產(chǎn)生每個傳感器群組的增益系數(shù)或權(quán)重， 如參照圖1、圖2所述。在步驟824用相應(yīng)的增益系數(shù)調(diào)節(jié)或補(bǔ)償傳感 器的輸出。如果在步驟812確定長度相同，或者在步驟824已經(jīng)補(bǔ)償 了傳感器的輸出，則將傳感器重新分組為多個傳感器區(qū)段。然后分別 在步驟832、 836將區(qū)段的輸出相加和相減，如參照圖5所述。然后在 步驟840產(chǎn)生正弦信號和余弦信號形式的輸出。
這里的實(shí)施例可用于檢測方向盤的位置或者車輪的位置，也可以 用于其它的重要角度位置傳感應(yīng)用、機(jī)器人應(yīng)用、包裝應(yīng)用、以及制 造組裝應(yīng)用。此外，這里的實(shí)施例還可用于其它設(shè)備，例如農(nóng)業(yè)設(shè)備、 土工設(shè)備、越野設(shè)備、叉式升降機(jī)設(shè)備以及陸上交通工具。
圖9示出普通馬達(dá)控制系統(tǒng)900，其包含利用負(fù)反饋的傳感組件 100、 200或300?？刂葡到y(tǒng)900包括馬達(dá)904以及馬達(dá)傳感器、串列 編碼器或者串列傳感器908(例如傳感組件100)，串列傳感器908監(jiān)測 馬達(dá)904的速度和/或方向信息。從控制器或處理器(未示出)接收到外 部控制信號以后，控制系統(tǒng)卯0在加法節(jié)點(diǎn)912確定控制信號與利用 串列傳感器卯8的信息確定的多個反饋信號之間的差。具體而言，在 第一增益模塊916調(diào)節(jié)串列編碼器908的反饋信號，以獲得多個調(diào)節(jié)
后的輸出。當(dāng)控制系統(tǒng)900確定控制信號與調(diào)節(jié)后的信號之間的差以
后，控制系統(tǒng)900通過第二增益模塊920修改這個差，以獲得修改后 的差。隨后，控制系統(tǒng)900將修改后的差饋入馬達(dá)904，使得控制系統(tǒng) 900能夠調(diào)節(jié)馬達(dá)904的運(yùn)行。
因此，本發(fā)明除了其它應(yīng)用之外提供了角度傳感設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種傳感組件，適于與具有磁體長度的磁體間隔開，所述傳感組件包括磁性傳感器串列，具有串列長度，所述磁性傳感器分組為多個磁性傳感器群組，每個所述磁性傳感器配置為基于所述磁體產(chǎn)生相應(yīng)的中間信號；以及補(bǔ)償模塊，配置為基于所述磁體長度與所述串列長度之間的差，為所述各個磁性傳感器群組指定相應(yīng)的增益，并且將所述相應(yīng)的增益應(yīng)用于所述各個磁性傳感器群組的相應(yīng)的中間信號，以產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)節(jié)后的信號。
2. 如權(quán)利要求l所述的傳感組件，還包括輸出模塊，所述輸出模 塊配置為基于所述磁性傳感器群組將所述相應(yīng)的調(diào)節(jié)后的信號相加， 以產(chǎn)生多個正弦信號和余弦信號。
3. 如權(quán)利要求1所述的傳感組件，其中，所述磁體包括多個磁極， 其中所述磁性傳感器排列為關(guān)于所述磁極相對地對稱。
4. 如權(quán)利要求3所述的傳感組件，其中，所述傳感器串列被分組 為內(nèi)部群組、外部群組以及中間群組，所述內(nèi)部群組配置為包括多個 最靠近所述磁極的傳感器，所述外部群組配置為包括多個最遠(yuǎn)離所述 磁極的傳感器，所述中間群組配置為包括多個位于所述內(nèi)部群組與所 述外部群組之間的傳感器。
5. 如權(quán)利要求4所述的傳感組件，其中，當(dāng)所述磁體長度短于所 述串列長度時(shí)，以增益值將所述內(nèi)部群組的相應(yīng)的中間信號放大，當(dāng) 所述磁體長度短于所述串列長度時(shí)，以增益值將所述外部群組的相應(yīng) 的中間信號衰減，當(dāng)所述磁體長度長于所述串列長度時(shí)，以增益值將 所述內(nèi)部群組的相應(yīng)的中間信號衰減，當(dāng)所述磁體長度長于所述串列 長度時(shí)，以增益值將所述外部群組的相應(yīng)的中間信號放大。
6. 如權(quán)利要求l所述的傳感組件，其中，所述補(bǔ)償模塊包括存儲 器，所述存儲器配置為存儲所述相應(yīng)的增益。
7. 如權(quán)利要求1所述的傳感組件，其中，所述磁性傳感器群組具有相同的長度。
8. —種補(bǔ)償磁體與具有多個傳感器的傳感器串列之間的尺寸差的方法，所述方法包括步驟 為所述磁體指定基準(zhǔn)；確定每個所述傳感器與所述基準(zhǔn)之間相應(yīng)的距離； 基于所述相應(yīng)的距離為每個所述傳感器指定相應(yīng)的權(quán)重；以及 將指定的所述相應(yīng)的權(quán)重應(yīng)用于所述傳感器相應(yīng)的輸出。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，將指定的所述相應(yīng)的權(quán)重應(yīng) 用于所述傳感器相應(yīng)的輸出導(dǎo)致多個調(diào)節(jié)后的信號，所述方法還包括 將所述多個調(diào)節(jié)后的信號相加，以產(chǎn)生多個正弦信號和余弦信號。
10. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述磁體包括多個磁極， 并且為所述磁體指定基準(zhǔn)包括關(guān)于所述磁極指定相對對稱的基準(zhǔn)。
11. 如權(quán)利要求IO所述的方法，還包括確定所述傳感器的長度與 所述磁體的長度之間的差。
12. 如權(quán)利要求ll所述的方法，其中，基于所述相應(yīng)的距離向每 個所述傳感器指定相應(yīng)的權(quán)重包括當(dāng)所述磁體長度短于所述串列長度時(shí)，為具有相對較短距離的多 個相應(yīng)傳感器指定放大系數(shù)；當(dāng)所述磁體長度短于所述串列長度時(shí)，為具有相對較長距離的多 個相應(yīng)傳感器指定衰減系數(shù)；當(dāng)所述磁體長度長于所述串列長度時(shí)，為具有相對較短距離的多 個相應(yīng)傳感器指定衰減系數(shù)；當(dāng)所述磁體長度長于所述串列長度時(shí)，為具有相對較長距離的多 個相應(yīng)傳感器指定放大系數(shù)。
13. —種補(bǔ)償磁體與具有多個傳感器的相鄰傳感器串列之間的尺 寸差的方法，所述方法包括步驟測量所述磁體與所述傳感器串列之間的尺寸差； 將所述傳感器分組為多個傳感器群組；基于所述磁體在每個所述傳感器處產(chǎn)生相應(yīng)的中間信號；以及 基于所述尺寸差和所述群組將增益應(yīng)用于所述相應(yīng)的中間信號。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，將增益應(yīng)用于所述相應(yīng)的 中間信號導(dǎo)致多個調(diào)節(jié)后的信號，所述方法還包括將所述多個調(diào)節(jié)后 的信號相加，以產(chǎn)生多個正弦信號和余弦信號。
15. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述磁體包括多個磁極， 所述方法還包括將所述磁性傳感器排列為關(guān)于所述磁極相對地對稱。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中，將所述傳感器分組為多個 傳感器群組包括將最靠近所述磁極的所述多個傳感器分組為內(nèi)部群組；以及 將最遠(yuǎn)離所述磁極的所述多個傳感器分組為外部群組。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述尺寸差包括長度差， 并且基于所述尺寸差和所述群組將增益應(yīng)用于所述相應(yīng)的中間信號包 括當(dāng)所述磁體長度短于所述串列長度時(shí)，為所述內(nèi)部群組指定放大系數(shù)； 當(dāng)所述磁體長度短于所述串列長度時(shí)，為所述外部群組指定衰減系數(shù)；當(dāng)所述磁體長度長于所述串列長度時(shí)，為所述外部群組指定衰減系數(shù)；當(dāng)所述磁體長度長于所述串列長度時(shí)，為所述內(nèi)部群組指定放大 系數(shù)。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述傳感器群組包括數(shù)目 相等的傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種傳感組件。該傳感組件與具有磁體長度的磁體間隔開，并且包括補(bǔ)償模塊和具有串列長度的磁性傳感器串列。所述磁性傳感器分組為多個磁性傳感器群組。每個所述磁性傳感器基于所述磁體產(chǎn)生相應(yīng)的中間信號。補(bǔ)償模塊基于所述磁體長度與所述串列長度之間的差，為所述各個磁性傳感器群組指定多個相應(yīng)的增益，并且將所述相應(yīng)的增益應(yīng)用于所述各個磁性傳感器群組的相應(yīng)的中間信號，以產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)節(jié)后的信號。
文檔編號G01R33/02GK101371157SQ200780002333
公開日2009年2月18日 申請日期2007年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月12日
發(fā)明者馬克·E·拉克魯瓦 申請人:鐵姆肯美國公司