背景技術(shù)：

磁角度傳感器可被用于確定由磁體產(chǎn)生的磁場的方位(例如，零度和三百六十度之間的角度)。磁角度傳感器可以是霍爾效應(yīng)傳感器、磁阻(mr)傳感器、可變磁阻傳感器(vrs)、磁通門傳感器等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)一些可能的實(shí)現(xiàn)方式，一種角度傳感器可包括：第一主感測元件和第二主感測元件，其中第一主感測元件可在相對于磁體的面基本上平行的平面中被安置為與第二主感測元件相鄰；以及第一輔助感測元件和第二輔助感測元件，其中第一主感測元件和第二主感測元件可在相對于磁體的面基本上平行的平面中被安置在第一輔助感測元件和第二輔助感測元件之間。

根據(jù)一些可能的實(shí)現(xiàn)方式，一種磁傳感器可包括：第一主感測元件和第二主感測元件，其中第一主感測元件可在基本上平行于磁體的面的平面中被安置為與第二主感測元件相鄰，其中第一主感測元件和第二主感測元件可在相對于磁體的旋轉(zhuǎn)軸線的距離方面基本上相等；以及第一輔助感測元件和第二輔助感測元件，其中第一主感測元件和第二主感測元件可在基本上平行于磁體的面的平面中被安置在第一輔助感測元件和第二輔助感測元件之間，其中第一輔助感測元件和第二輔助感測元件可在相對于磁體的旋轉(zhuǎn)軸線的距離方面基本上相等。

根據(jù)一些可能的實(shí)現(xiàn)方式，一種磁角度傳感器可包括：第一主感測元件；第二主感測元件；第一輔助感測元件；和第二輔助感測元件，其中第一主感測元件可被安置為與第二主感測元件相鄰，其中第一輔助感測元件可被安置為與第一主感測元件相鄰，其中第二輔助感測元件可被安置為與第二主感測元件相鄰，以及其中第一主感測元件和第二主感測元件可被安置在第一輔助感測元件和第二輔助感測元件之間。

附圖說明

圖1a和1b是在本文中描述的示例性實(shí)現(xiàn)方式的概述的示圖；

圖2是可實(shí)現(xiàn)在本文中描述的設(shè)備的示例性環(huán)境的示圖；

圖3是在圖2的示例性環(huán)境中所包括的角度傳感器的示例性部件的示圖；

圖4是在圖3的角度傳感器中所包括的感測元件的示例性中心布置的示圖；

圖5a和5b是示出在相對于旋轉(zhuǎn)軸線具有零偏心距的情況下角度傳感器內(nèi)的感測元件的中心布置和角度傳感器內(nèi)的感測元件的偏移布置之間的示例性角度準(zhǔn)確性的比較的圖形表示；和

圖6a和6b是示出在相對于旋轉(zhuǎn)軸線具有偏心距的情況下角度傳感器內(nèi)的感測元件的中心布置和角度傳感器內(nèi)的感測元件的偏移布置之間的示例性角度準(zhǔn)確性的另外示例性比較的圖形表示。

具體實(shí)施方式

下面對示例性實(shí)現(xiàn)方式的詳細(xì)描述參照附圖。不同附圖中的相同標(biāo)號可標(biāo)識相同或相似元件。

功能安全代表用于與例如汽車產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)的當(dāng)前和未來產(chǎn)品的微分器。如此，可能必須發(fā)展概念以達(dá)到功能安全目標(biāo)(諸如，汽車安全完整性等級(asil))。為了達(dá)到特定asil等級，不同參數(shù)(例如，單位時(shí)間故障(fit)率、診斷覆蓋率、單點(diǎn)故障度量(spfm)、潛在故障度量(lpfm)等)可能需要達(dá)到目標(biāo)值(例如，基于預(yù)期asil等級)。

對于磁角度傳感器(在本文中被稱為角度傳感器)，功能安全目標(biāo)可以是確保閾值時(shí)間量內(nèi)的特定角度準(zhǔn)確性等級。例如，功能安全目標(biāo)可以是確保在五毫秒(ms)或更少時(shí)間內(nèi)檢測到相對于磁場的實(shí)際角度(例如，與由角度傳感器感測到的磁場的角度相比)的五度或更大角度的偏差。然而，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)安全目標(biāo)，角度傳感器可能需要被配置成為由角度傳感器感測到的角度提供冗余。

在典型情況下，一對在空間上分離的角度傳感器可被用于提供冗余。例如，可將與由主角度傳感器感測到的磁場關(guān)聯(lián)的信號(例如，正弦信號和余弦信號)和與由輔助角度傳感器感測到的磁場關(guān)聯(lián)的信號進(jìn)行比較。這里，當(dāng)例如主信號和輔助信號之差導(dǎo)致滿足閾值(例如，小于或等于三度，小于五度等)的計(jì)算的角度時(shí)，可確認(rèn)與主角度傳感器關(guān)聯(lián)的信號。在這種情況下，主角度傳感器和輔助角度傳感器兩者都應(yīng)該在測量范圍上表現(xiàn)出相同或幾乎相同的角度誤差。

然而，由于空間分離，主角度傳感器的主感測元件可暴露于與輔助角度傳感器的輔助感測元件不同的磁場條件。如此，主角度傳感器所暴露于的磁場角度可不同于輔助角度傳感器所暴露于的磁場角度。例如，在一些情況下，主感測元件可相對于磁場位于理想位置(諸如，允許主感測元件基本上以磁體的旋轉(zhuǎn)軸線為中心(例如，在一毫米內(nèi)、在十微米內(nèi)等)的位置)，而輔助感測元件可位于非理想位置(諸如，使每個(gè)輔助感測元件相對于磁體的旋轉(zhuǎn)軸線處于不同距離(即，并不基本上以旋轉(zhuǎn)軸線為中心)的位置)。在這種情況下，由于不同磁場條件，與主角度傳感器的角度準(zhǔn)確性相比，輔助角度傳感器可表現(xiàn)出較差的角度準(zhǔn)確性。

作為結(jié)果，可在主角度傳感器和輔助角度傳感器之間存在性能的差異，由此減少與所述一對角度傳感器關(guān)聯(lián)的信號確認(rèn)的可靠性。此外，在主感測元件和旋轉(zhuǎn)軸線之間存在未對準(zhǔn)(例如，偏心距)的情況下，信號確認(rèn)的可靠性可能甚至更差。另外，當(dāng)通過使用一對分離的基底(每個(gè)基底包括角度傳感器結(jié)構(gòu)和可選的集成電路)來實(shí)現(xiàn)主角度傳感器和輔助角度傳感器的空間分離時(shí)，可通過導(dǎo)線接合來實(shí)現(xiàn)所述一對分離的基底之間的電氣連接，這從成本和/或可靠性角度可能是不利的。

在本文中描述的實(shí)現(xiàn)方式可提供(例如，在單個(gè)基底上)集成主角度傳感器和輔助角度傳感器的角度傳感器。集成角度傳感器可包括與確定由磁體產(chǎn)生的磁場的主角度測量關(guān)聯(lián)的一組主感測元件(例如，第一對全惠斯通電橋)和與確定由磁體產(chǎn)生的磁場的輔助角度測量關(guān)聯(lián)的一組輔助感測元件(例如，第二對全惠斯通電橋)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，角度傳感器可包括分立角度傳感器(例如，如上所述包括惠斯通電橋)。另外或者替代地，角度傳感器可包括(單片集成的)集成電路(例如，用于信號捕獲和調(diào)節(jié))。

在集成角度傳感器內(nèi)，所述一組輔助感測元件可在空間上分離，從而所述一組主感測元件位于所述一組輔助感測元件之間。這種布置可允許與由所述一組輔助感測元件感測到的角度關(guān)聯(lián)的提高的角度準(zhǔn)確性，和/或可在所述一組主感測元件被相對于磁體的旋轉(zhuǎn)軸線以偏心方式安置時(shí)允許減小的對輔助傳感器的角度準(zhǔn)確性的影響。如此，可提高集成角度傳感器的冗余(例如，與在空間上分離主角度傳感器和輔助角度傳感器相比)，從而可實(shí)現(xiàn)功能安全目標(biāo)。

圖1a和1b是在本文中描述的示例性實(shí)現(xiàn)方式100的概述的示圖。圖1a示出與為由圍繞軸線旋轉(zhuǎn)的磁體產(chǎn)生的磁場的角度測量實(shí)現(xiàn)冗余關(guān)聯(lián)的主角度傳感器和輔助角度傳感器的示例性布置。

如圖1a中所示，主角度傳感器可在空間上與輔助角度傳感器分離(例如，主角度傳感器和輔助角度傳感器可位于兩個(gè)不同基底上，主角度傳感器和輔助角度傳感器可在同一基底上在空間上分離，等等)。如圖所示，主角度傳感器可包括一組主感測元件(例如，主感測元件1和主感測元件2)。如圖另外所示，所述一組主感測元件可被安置，從而所述一組主感測元件基本上以磁體的旋轉(zhuǎn)軸線為中心。

如圖另外所示，輔助角度傳感器可包括一組輔助感測元件(例如，輔助感測元件1和輔助感測元件2)。如圖所示，所述一組輔助感測元件可被安置，從而每個(gè)輔助感測元件與磁體的旋轉(zhuǎn)軸線相隔不同距離。換句話說，輔助感測元件可能并不基本上以旋轉(zhuǎn)軸線為中心。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，主感測元件和輔助感測元件的這種布置可被描述為偏移布置。在這種情況下，所述一組輔助感測元件可暴露于與所述一組主感測元件所暴露于的磁場條件不同的磁場條件。

作為結(jié)果并且如圖1a中所指出，基于由所述一組輔助感測元件提供的信號計(jì)算的角度測量的準(zhǔn)確性可能比基于由所述一組主感測元件提供的信號計(jì)算的角度測量的準(zhǔn)確性差。這可導(dǎo)致減小的與實(shí)現(xiàn)期望的冗余關(guān)聯(lián)的信號確認(rèn)的可靠性。如另外所指出，在所述一組主感測元件并不基本上以旋轉(zhuǎn)軸線為中心的情況下(例如，在存在偏心距從而旋轉(zhuǎn)軸線向圖1a的主感測元件2的右側(cè)偏移的情況下)，信號確認(rèn)的可靠性可進(jìn)一步變差。

圖1b示出與(例如，與圖1a中示出的布置相比)為由圍繞軸線旋轉(zhuǎn)的磁體產(chǎn)生的磁場的角度測量實(shí)現(xiàn)提高的輔助角度傳感器準(zhǔn)確性關(guān)聯(lián)的集成角度傳感器的示例性布置。

如圖1b中所示，集成角度傳感器可包括所述一組主感測元件和所述一組輔助感測元件。如圖所示并且類似于圖1a，所述一組主感測元件可被安置，從而所述一組主感測元件基本上以磁體的旋轉(zhuǎn)軸線為中心。

如圖另外所示，所述一組輔助感測元件可在集成角度傳感器內(nèi)在空間上分離。例如，如圖所示，第一輔助感測元件(例如，輔助感測元件1)可位于所述一組主感測元件的第一側(cè)(例如，與位于左側(cè)的主感測元件1相鄰，如圖1b中所示)。如圖另外所示，第二輔助感測元件(例如，輔助感測元件2)可相對于第一輔助感測元件位于所述一組主感測元件的第二(相對)側(cè)(例如，與位于右側(cè)的主感測元件2相鄰，如圖1b中所示)。

需要注意的是，從第一輔助感測元件到旋轉(zhuǎn)軸線的距離可近似等于從第二輔助感測元件到旋轉(zhuǎn)軸線的距離。如此，所述一組輔助感測元件可按照與所述一組主感測元件相同的方式基本上以磁體的旋轉(zhuǎn)軸線為中心。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，主感測元件和輔助感測元件的這種布置可被描述為中心布置。在這種情況下，與偏移布置相比，所述一組輔助感測元件可暴露于與所述一組主感測元件所暴露于的磁場條件更接近的磁場條件。

作為這種中心布置的結(jié)果并且如圖1b中所指出，可提高基于由所述一組輔助感測元件提供的信號計(jì)算的角度測量的準(zhǔn)確性(例如，與在偏移布置中基于由所述一組輔助感測元件提供的信號計(jì)算的角度測量的準(zhǔn)確性相比)，從而在測量范圍上的角度誤差與在測量范圍上的主感測元件的角度誤差基本上相同。這可導(dǎo)致增加的與實(shí)現(xiàn)期望的冗余關(guān)聯(lián)的信號確認(rèn)的可靠性。如圖1b中另外所指出，在各組感測元件并不基本上以旋轉(zhuǎn)軸線為中心的情況下，與圖1a的偏移布置相比，可提高信號確認(rèn)的可靠性。

圖2是可實(shí)現(xiàn)在本文中描述的設(shè)備的示例性環(huán)境200的示圖。如圖2中所示，環(huán)境200可包括可圍繞軸線215旋轉(zhuǎn)的磁體210、角度傳感器220和控制器230。

磁體210可包括安置為圍繞軸線215(例如，假想線)旋轉(zhuǎn)的一個(gè)或多個(gè)磁體。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，磁體210可(例如，以機(jī)械方式)連接到可旋轉(zhuǎn)物體(未示出)，從而磁體210的旋轉(zhuǎn)角度對應(yīng)于可旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)角度(例如，當(dāng)在可旋轉(zhuǎn)物體的端面和磁體210之間存在非滑動關(guān)系時(shí))。

在圖2中示出的示例性環(huán)境200中，磁體210包括形成北極(n)的第一半和形成南極(s)的第二半，以使得磁體210包括一個(gè)極對。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，磁體210可非限制性地包括超過一個(gè)極對。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，磁體210可包括以同心方式圍繞軸線215安置的盤形磁體，所述軸線215穿過磁體210的中心，如圖2中所示。盡管磁體210在圖2中被示出為圓形，但磁體210可以是另一形狀，諸如正方形、矩形、橢圓形等。例如，在與磁體210的表面對應(yīng)的平面和軸線215之間的角度偏離基本上垂直的關(guān)系的實(shí)例中，磁體210可具有橢圓形形狀。該平面可包括這樣的平面：所述平面對稱地切過磁體210并且包括磁體210的磁體中心。在多數(shù)實(shí)際情況下，該平面可基本上垂直于軸線215。作為另一示例，磁體210可包括安置為(與可旋轉(zhuǎn)物體一起)圍繞軸線215旋轉(zhuǎn)的環(huán)形磁體。對于在可旋轉(zhuǎn)物體的末端布置磁體210而言，環(huán)形磁體可能令人感興趣。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，磁體210可包括位于磁體210的兩個(gè)部分上的兩個(gè)交替磁極(例如，位于磁體210的第一半上的北極、位于磁體210的第二半上的南極)。另外或者替代地，磁體210可包括偶極磁體(例如，偶極條形磁體、圓形偶極磁體、橢圓形偶極磁體等)、永磁體、電磁體、磁帶等。磁體210可包括鐵磁材料(例如，硬鐵氧體)，并且可產(chǎn)生磁場。磁體210還可包括稀土磁體，所述稀土磁體可能由于稀土磁體的固有高磁場強(qiáng)度而是有益的。如上所述，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，磁體210可附連到可旋轉(zhuǎn)物體或與可旋轉(zhuǎn)物體耦合，所述可旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)角度可基于磁體210的旋轉(zhuǎn)角度(例如，由角度傳感器220、由控制器230)確定。

角度傳感器220可包括用于檢測用于確定(例如，磁體210、磁體210連接到的可旋轉(zhuǎn)物體等的)旋轉(zhuǎn)角度的磁場分量的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備。例如，角度傳感器220可包括一個(gè)或多個(gè)電路(例如，一個(gè)或多個(gè)集成電路)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，角度傳感器220可相對于磁體210放置在某個(gè)位置，從而角度傳感器220可檢測由磁體210產(chǎn)生的磁場的分量。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，角度傳感器220可包括集成電路，所述集成電路包括集成控制器230(例如，從而角度傳感器220的輸出可包括描述磁體210和/或可旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)角度的信息)。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，角度傳感器220可包括一組感測元件，所述一組感測元件被配置為感測存在于角度傳感器220處的由磁體210產(chǎn)生的磁場分量的幅度。例如，角度傳感器220可包括一組主感測元件和一對輔助感測元件。以下參照圖3描述關(guān)于角度傳感器220的另外的細(xì)節(jié)。

控制器230可包括與確定磁體210的旋轉(zhuǎn)角度以及提供與磁體210的旋轉(zhuǎn)角度（以及因此磁體210連接到的可旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)角度）關(guān)聯(lián)的信息關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)電路。例如，控制器230可包括一個(gè)或多個(gè)電路(例如，集成電路、控制電路、反饋電路等)?？刂破?30可從一個(gè)或多個(gè)傳感器(諸如，一個(gè)或多個(gè)角度傳感器220)接收輸入信號，可處理輸入信號(例如，使用模擬信號處理器、數(shù)字信號處理器等)以產(chǎn)生輸出信號，并且可將輸出信號提供給一個(gè)或多個(gè)其它裝置或系統(tǒng)。例如，控制器230可從角度傳感器220接收一個(gè)或多個(gè)輸入信號，并且可使用所述一個(gè)或多個(gè)輸入信號產(chǎn)生包括磁體210和/或磁體210連接到的可旋轉(zhuǎn)物體的角度位置的輸出信號。

圖2中示出的設(shè)備的數(shù)量和布置被提供作為示例。實(shí)際上，與圖2中示出的設(shè)備相比，可存在另外的設(shè)備、更少的設(shè)備、不同的設(shè)備或以不同方式布置的設(shè)備。另外，圖2中示出的兩個(gè)或更多個(gè)設(shè)備可被實(shí)現(xiàn)在單個(gè)設(shè)備內(nèi)，或者圖2中示出的單個(gè)設(shè)備可被實(shí)現(xiàn)為多個(gè)分布式設(shè)備。另外或者替代地，環(huán)境200的一組設(shè)備(例如，一個(gè)或多個(gè)設(shè)備)可執(zhí)行描述為由環(huán)境200的另一組設(shè)備執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)功能。

圖3是圖2的示例性環(huán)境220中所包括的角度傳感器220的示例性部件的示圖。如圖所示，角度傳感器220可包括一組感測元件310、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)320、數(shù)字信號處理器(dsp)330、可選存儲部件340和數(shù)字接口350。

感測元件310可包括用于感測存在于角度傳感器220處的磁場(例如，由磁體210產(chǎn)生的磁場)的分量幅度的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備。例如，感測元件310可包括基于霍爾效應(yīng)操作的霍爾傳感器。作為另一示例，感測元件310可包括mr傳感器，mr傳感器包括磁阻材料(例如，鎳鐵(nife))，其中磁阻材料的電阻可取決于存在于磁阻材料處的磁場的強(qiáng)度和/或方向。這里，感測元件310可基于各向異性磁阻(amr)效應(yīng)、巨磁阻(gmr)效應(yīng)、隧道磁阻(tmr)效應(yīng)等測量磁阻。作為另外的示例，感測元件310可包括基于感應(yīng)操作的可變磁阻(vr)傳感器。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，感測元件310可包括全橋(例如，惠斯通電橋)。如此，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，所述一組感測元件310可包括一組全橋。每個(gè)全橋可被配置為輸出與存在于相應(yīng)全橋的位置處的磁場分量的幅度對應(yīng)的信號(例如，正弦信號、余弦信號等)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，該輸出信號可(例如，由角度傳感器220和/或控制器230)用于確定磁體210的旋轉(zhuǎn)角度并且因此確定磁體210連接到的可旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)角度。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，角度傳感器220的所述一組感測元件310可包括與為由角度傳感器220感測到的角度實(shí)現(xiàn)冗余關(guān)聯(lián)的感測元件。例如，所述一組感測元件310可包括一組主感測元件和一組輔助感測元件。所述一組主感測元件可包括安置為感測磁場的分量的一組感測元件310，從而角度傳感器220和/或控制器230可確定磁體210的旋轉(zhuǎn)角度的主測量。所述一組輔助感測元件可包括安置為感測磁場的分量的一組感測元件310，從而角度傳感器220和/或控制器230可確定磁體210的旋轉(zhuǎn)角度的輔助(例如，冗余、備用等)測量。

作為一個(gè)示例，所述一組感測元件310可包括第一主感測元件(例如，第一全橋)、第二主感測元件(例如，第二全橋)、第一輔助感測元件(例如，第三全橋)和第二輔助感測元件(例如，第四全橋)。第一主感測元件可被配置為提供與在第一主感測元件的位置的磁場的正弦分量對應(yīng)的正弦信號。第二主感測元件可被配置為提供與在第二主感測元件的位置的磁場的余弦分量對應(yīng)的余弦信號。第一輔助感測元件可被配置為提供與在第一輔助感測元件的位置的磁場的正弦分量對應(yīng)的信號，并且第二輔助感測元件可被配置為提供與在第二輔助感測元件的位置的磁場的余弦分量對應(yīng)的信號。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，所述一組感測元件310可相對于磁體210旋轉(zhuǎn)所圍繞的軸線215按照中心布局布置以便提高與角度傳感器220關(guān)聯(lián)的角度準(zhǔn)確性和/或信號確認(rèn)的可靠性。以下參照圖4描述關(guān)于所述一組感測元件310的布置的另外細(xì)節(jié)。

adc320可包括將來自所述一個(gè)或多個(gè)感測元件310的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。例如，adc320可將從一個(gè)或多個(gè)感測元件310接收的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號以便由dsp330處理。adc320可將數(shù)字信號提供給dsp330。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，角度傳感器220可包括一個(gè)或多個(gè)adc320。

dsp330可包括一個(gè)數(shù)字信號處理裝置或一批數(shù)字信號處理裝置。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，dsp330可從adc320接收數(shù)字信號并且可處理數(shù)字信號以形成輸出信號(例如，以如圖2中所示的控制器230為目的地)，諸如與確定隨著可旋轉(zhuǎn)物體旋轉(zhuǎn)的磁體210的旋轉(zhuǎn)角度關(guān)聯(lián)的輸出信號。

可選存儲部件340可包括只讀存儲器(rom)(例如，eeprom)、隨機(jī)存取存儲器(ram)和/或另一類型的存儲由角度傳感器220使用的信息和/或指令的動態(tài)或靜態(tài)存儲裝置(例如，閃存、磁存儲器、光存儲器等)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可選存儲部件340可存儲與由dsp330執(zhí)行的處理關(guān)聯(lián)的信息。另外或者替代地，可選存儲部件340可存儲用于感測元件310的配置值或參數(shù)和/或用于角度傳感器220的一個(gè)或多個(gè)其它部件(諸如，adc320或數(shù)字接口350)的信息。

數(shù)字接口350可包括這樣的接口：角度傳感器220可經(jīng)該接口從另一裝置(諸如，控制器230(參見圖2))接收信息和/或?qū)⑿畔⑻峁┙o另一裝置(諸如，控制器230(參見圖2))。例如，數(shù)字接口350可將由dsp330確定的輸出信號提供給控制器230，并且還可從控制器230接收信息。

圖3中示出的部件的數(shù)量和布置被提供作為示例。實(shí)際上，與圖3中示出的部件相比，角度傳感器220可包括另外的部件、更少的部件、不同的部件或以不同方式布置的部件。另外或者替代地，角度傳感器220的一組部件(例如，一個(gè)或多個(gè)部件)可執(zhí)行描述為由角度傳感器220的另一組部件執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)功能。

圖4是角度傳感器220中所包括的感測元件310的示例性中心布置400的示圖。如圖4中所示，所述一組感測元件310可包括標(biāo)識為主感測元件410-1和主感測元件410-2的一組主感測元件(例如，第一對惠斯通電橋)以及標(biāo)識為輔助感測元件420-1和輔助感測元件420-2的一組輔助感測元件(例如，第二對惠斯通電橋)。如上所述，為了實(shí)現(xiàn)冗余，所述一組主感測元件可被配置為提供與確定磁體210的旋轉(zhuǎn)角度的主測量關(guān)聯(lián)的信號，并且所述一組輔助感測元件可被配置為提供與確定磁體210的旋轉(zhuǎn)角度的輔助測量關(guān)聯(lián)的信號。

如圖所示，所述一組主感測元件和所述一組輔助感測元件中的每個(gè)可包括一組四個(gè)電阻器430。圖4示出使用基于gmr或tmr技術(shù)的自旋閥結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方式的示例性布置。自旋閥結(jié)構(gòu)可表現(xiàn)出：傳感器(自由)層，其中傳感器層的磁化受到外部磁場影響；和參考層，具有固定磁化方向。這里，電阻器430內(nèi)的箭頭的方向可指示與每個(gè)相應(yīng)電阻器430關(guān)聯(lián)的參考層的磁化的方位。對于使用基于amr的技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式，電阻器430內(nèi)的箭頭的不同方向可指示不同電流方向。在amr實(shí)現(xiàn)方式中，箭頭可在特定感測元件310中分開90度方向(例如，而非180度)，并且也可旋轉(zhuǎn)45度。獨(dú)立于使用的技術(shù)，電阻器430對的位置可變化(例如，基于參考方向定義一對電阻器430)。換句話說，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，一個(gè)或多個(gè)感測元件310中所包括的電阻器430和/或電阻器430對的位置可互換。

如圖4中另外所示，所述一組主感測元件和所述一組輔助感測元件可相對于軸線215按照中心布置方式安置。

如圖所示，主感測元件410-1可被安置為與軸線215相隔第一距離(標(biāo)識為dp1)。如圖另外所示，主感測元件410-2可被安置為與軸線215相隔第二距離(標(biāo)識為dp2)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，dp1可近似等于dp2。如圖另外所示，主感測元件410-1和主感測元件410-2也可被安置，從而主感測元件410-1和主感測元件410-2位于基本上垂直于軸線215(例如，與磁體210的表面對應(yīng)的軸線)的平面上。換句話說，所述一組主感測元件可基本上以軸線215為中心。

如圖另外所示，所述一組輔助感測元件可在空間上分離，從而所述一組主感測元件位于所述一組輔助感測元件之間。例如，如圖所示，輔助感測元件420-1可被安置為與軸線215相隔第三距離(標(biāo)識為da1)。如圖還所示，輔助感測元件420-2可被安置為與軸線215相隔第四距離(標(biāo)識為da2)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，da1可近似等于da2。如圖另外所示，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，輔助感測元件420-1和輔助感測元件420-2也可沿著基本上垂直于軸線215的軸線安置。例如，輔助感測元件420-1可被安置為與主感測元件410-1相鄰(例如，沿離開軸線215的方向位于左側(cè))，而輔助感測元件420-2可被安置為與主感測元件410-2相鄰(例如，沿離開軸線215的方向位于右側(cè))。換句話說，所述一組輔助感測元件也可在空間上分離的同時(shí)基本上以軸線215為中心，從而所述一組主感測元件位于所述一組輔助感測元件之間。

以這種方式，可實(shí)現(xiàn)感測元件310的中心布置。然而，如以上所指示，僅作為示例提供圖4。換句話說，僅作為示例提供與示例性中心布置400關(guān)聯(lián)的所有布置、位置、方位等以方便理解可如何布置感測元件310。其它示例是可能的并且所述其它示例可不同于參照圖4描述的內(nèi)容。

圖5a和5b分別是示出角度傳感器220內(nèi)的感測元件310的中心布置和角度傳感器220內(nèi)的感測元件310的偏移布置之間的示例性角度準(zhǔn)確性的比較的圖形表示500和550。就圖5a和5b而言，磁體210是具有3.0毫米(mm)的厚度和直徑6.0mm的盤形磁體，并且被配置為圍繞軸線215旋轉(zhuǎn)。另外，為了確定磁體210的旋轉(zhuǎn)角度的目的，角度傳感器220被安置為感測由磁體210產(chǎn)生的磁場。

就圖5a而言，假設(shè)：角度傳感器220包括按照中心布置方式安置的一組主感測元件和一組輔助感測元件，如以上參照圖1b和圖4所述。另外，假設(shè)：主感測元件被安置，從而所述一組主感測元件和所述一組輔助感測元件以軸線215為中心(即，不存在偏心距，如圖5a的上部中所指出)。如虛線(例如，在圖5a中標(biāo)記為線“p”)所示，對于磁體210的任何旋轉(zhuǎn)角度(例如，從0度到360度)，由所述一組主感測元件經(jīng)歷的角度誤差可在大約0.10度和大約-0.05度之間變化。如實(shí)線(例如，在圖5a中標(biāo)記為線“a”)所示，對于磁體210的任何旋轉(zhuǎn)角度，由所述一組輔助感測元件經(jīng)歷的角度誤差可在大約0.25度和大約-0.25度之間變化。

就圖5b而言，假設(shè)：角度傳感器220包括按照偏移布置方式安置的一組主感測元件和一組輔助感測元件，如圖1a中所圖示。另外，假設(shè)：主感測元件被安置，從而所述一組主感測元件和所述一組輔助感測元件以軸線215為中心(即，不存在偏心距，如圖5b的上部中所指出)。如虛線(例如，在圖5b中標(biāo)記為線“p”)所示，對于磁體210的任何旋轉(zhuǎn)角度，由所述一組主感測元件經(jīng)歷的角度誤差可在大約0.10度和大約-0.05度之間變化(即，所述一組主感測元件的行為可與圖5a相同)。然而，如實(shí)線(例如，在圖5b中標(biāo)記為線“a”)所示，對于磁體210的任何旋轉(zhuǎn)角度，由所述一組輔助感測元件經(jīng)歷的角度誤差可在大約0.50度和大約-0.50度之間變化。

如通過比較圖5a和5b所圖示，由按照偏移布置方式安置的所述一組輔助感測元件經(jīng)歷的角度誤差(即，角度準(zhǔn)確性的降低)可以是由按照中心布置方式安置的所述一組輔助感測元件經(jīng)歷的角度誤差的至少大約兩倍。如上所述，這種角度準(zhǔn)確性的降低可引起減小的信號確認(rèn)的可靠性，由此不利地影響針對角度傳感器220的冗余的實(shí)現(xiàn)。

如以上所指示，僅作為示例提供圖5a和5b。其它示例是可能的并且所述其它示例可不同于參照圖5a和5b描述的內(nèi)容。

圖6a和6b分別是示出角度傳感器220內(nèi)的感測元件310的中心布置和角度傳感器220內(nèi)的感測元件310的偏移布置之間的示例性角度準(zhǔn)確性的另外示例性比較的圖形表示600和650。就圖6a和6b而言，磁體210是具有3.0毫米(mm)的厚度和直徑6.0mm的盤形磁體，并且被配置為圍繞軸線215旋轉(zhuǎn)。另外，為了確定磁體210的旋轉(zhuǎn)角度的目的，角度傳感器220被安置為感測由磁體210產(chǎn)生的磁場。

就圖6a而言，假設(shè)：角度傳感器220包括按照中心布置方式安置的一組主感測元件和一組輔助感測元件，如以上參照圖1b和圖4所述。另外，假設(shè)：主感測元件被安置，從而所述一組主感測元件和所述一組輔助感測元件不以軸線215為中心(即，存在0.2mm的偏心距，如圖6a的上部中所指出)。如虛線(例如，在圖6a中標(biāo)記為線“p”)所示，對于磁體210的任何旋轉(zhuǎn)角度(例如，從0度到360度)，由所述一組主感測元件經(jīng)歷的角度誤差可在大約0.20度和大約-0.10度之間變化。如實(shí)線(例如，在圖6a中標(biāo)記為線“a”)所示，對于磁體210的任何旋轉(zhuǎn)角度，由所述一組輔助感測元件經(jīng)歷的角度誤差可在大約0.55度和大約-0.55度之間變化。

就圖6b而言，假設(shè)：角度傳感器220包括按照偏移布置方式安置的一組主感測元件和一組輔助感測元件，如圖1a中所圖示。另外，假設(shè)：主感測元件被安置，從而所述一組主感測元件不以軸線215為中心(即，存在0.2mm的偏心距，如圖6b的上部中所指出)。如虛線(例如，在圖6b中標(biāo)記為線“p”)所示，對于磁體210的任何旋轉(zhuǎn)角度，由所述一組主感測元件經(jīng)歷的角度誤差可在大約0.20度和大約-0.10度之間變化(即，所述一組主感測元件的行為可與圖6a相同)。然而，如實(shí)線(例如，在圖6b中標(biāo)記為線“a”)所示，對于磁體210的任何旋轉(zhuǎn)角度，由所述一組輔助感測元件經(jīng)歷的角度誤差可在大約1.10度和大約-1.10度之間變化。

如通過比較圖6a和6b所圖示，由按照偏移布置方式安置的所述一組輔助感測元件經(jīng)歷的角度誤差(即，角度準(zhǔn)確性的降低)可以是由按照中心布置方式安置的所述一組輔助感測元件經(jīng)歷的角度誤差的至少大約兩倍。如上所述，這種角度準(zhǔn)確性的降低可引起減小的信號確認(rèn)的可靠性，由此不利地影響針對角度傳感器220的冗余的實(shí)現(xiàn)。另外，如通過比較圖6a和6b所圖示，當(dāng)所述一組主感測元件和/或所述一組輔助感測元件相對于軸線215以偏心方式安置時(shí)，按照中心布置方式安置主感測元件和輔助感測元件可減小對角度準(zhǔn)確性的影響。

如以上所指示，僅作為示例提供圖6a和6b。其它示例是可能的并且所述其它示例可不同于參照圖6a和6b描述的內(nèi)容。

在本文中描述的實(shí)現(xiàn)方式可提供(例如，在單個(gè)基底上)集成主角度傳感器和輔助角度傳感器的角度傳感器。在集成角度傳感器內(nèi)，一組輔助感測元件可在空間上分離，從而一組主感測元件位于所述一組輔助感測元件之間。這種布置可允許與由所述一組輔助感測元件感測到的角度關(guān)聯(lián)的提高的角度準(zhǔn)確性，和/或可在所述一組主感測元件相對于磁體的旋轉(zhuǎn)軸線以偏心方式安置時(shí)允許減小的對角度準(zhǔn)確性的影響。如此，可提高集成角度傳感器的冗余(例如，與在空間上分離主角度傳感器和輔助角度傳感器相比)，從而可實(shí)現(xiàn)功能安全目標(biāo)。

前面的公開提供說明和描述，但并不意圖是窮盡的或?qū)?shí)現(xiàn)方式限制于公開的精確形式?？紤]到以上公開，修改和變化是可能的，或者可通過實(shí)現(xiàn)方式的實(shí)施來取得。

雖然在權(quán)利要求中敘述和/或在說明書中公開了特征的特定組合，但這些組合不意圖限制可能的實(shí)現(xiàn)方式的公開。事實(shí)上，這些特征中的許多特征可被以未具體地在權(quán)利要求中敘述和/或在說明書中公開的方式組合。雖然以下列出的每個(gè)從屬權(quán)利要求可直接從屬于僅一個(gè)權(quán)利要求，但可能的實(shí)現(xiàn)方式的公開包括與權(quán)利要求集合中的每個(gè)其它權(quán)利要求結(jié)合的每個(gè)從屬權(quán)利要求。

在本文中使用的元件、動作或指令不應(yīng)該被解釋為關(guān)鍵或必要，除非明確地描述為如此。此外，如在本文中所使用，冠詞“一”和“一個(gè)”意圖包括一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)，并且可與“一個(gè)或多個(gè)”可互換地使用。另外，如在本文中所使用，術(shù)語“集合”意圖包括一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)(例如，相關(guān)項(xiàng)、不相關(guān)項(xiàng)、相關(guān)項(xiàng)和不相關(guān)項(xiàng)的組合等)，并且可與“一個(gè)或多個(gè)”可互換地使用。在意圖僅一個(gè)項(xiàng)的情況下，使用術(shù)語“一個(gè)”或類似語言。此外，如在本文中所使用，術(shù)語“具有”等意圖是開放式術(shù)語。另外，短語“基于”意圖表示“至少部分地基于”，除非另外明確地指出。