【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于角度感测领域或者磁场干扰检测领域，具体涉及一种具有诊断磁场干扰功能的、检测绝对角度的传感系统。
技术介绍
1、现有的角度传感系统通常采用磁场产生部件(通常采用多对磁极以磁栅的方式产生周期性磁场)与待测目标进行联动的方式以产生转动的磁场，然后采用相应的磁角度传感器进行转动角度的检测。通常为了抑制干扰磁场的影响，会设置角度传感器与磁场产生部件的相对位置并配合信号处理以消除干扰场。而只有当抑制干扰的功能能够在所有工况下将磁场干扰对测量精度的不利影响降至零(或接近于零)时，才可以认为诊断干扰的功能不重要。实际上已知方案的抑制干扰的功能达不到这样的技术效果。
2、现有的位置检测方案存在以下不足：
3、1.现有的基于磁栅的角度传感方案，由于其存在多对磁极，尺寸较大、不易小型化，同时其磁场信号具有周期性；不能实现绝对位置的检测，不能满足电子产品在开机时，检测相关部件当前绝对位置的需求。
4、2.现有的角度传感系统在抑制干扰的时候，往往也将干扰场信号消除，无法获取与干扰磁场相关的信息以使上一级应用系统了解受到外场干扰的严重程度以及可能的干扰源，以便采取相应的措施。即现有的角度传感系统无法以简洁方便、低成本的硬件设计满足i so 26262功能安全设计的要求(i so 26262要求抑制并诊断干扰)。
技术实现思路
1、为了解决现有的角度传感系统存在上述不足，为应用系统实现能够在开机或者断电重启时测量绝对角度位置，同时满足i so
2、2
3、本专利技术提供的检测绝对角度的传感系统，包括：对半充磁的磁环，第一角度传感器、第二角度传感器，以及信号处理单元。
4、以所述磁环的中心转轴方向为z轴方向、所述磁环所在平面为x-y平面，所述第一角度传感器、第二角度传感器均通过测量所述磁环产生的平行于x-y平面的磁场分量实现对所述磁环的绝对转动角度进行感测。所述信号处理单元基于所述第一角度传感器、所述第二角度传感器的输出信号，得到当前所述磁环的绝对转动角度，同时得到能够反映磁场干扰严重程度的诊断信息。
5、在第一部分实施例中，第一角度传感器、第二角度传感器在x-y平面的投影位于所述磁环的同一直径延长线上、且至少一者位于所述磁环的环内圆孔的外侧。当第一角度传感器或第二角度传感器的投影位于磁环的环内圆孔时，第一角度传感器、所述第二角度传感器的0角度参考方向相同。当第一角度传感器、第二角度传感器的投影隔着所述磁环的环内圆孔时，第一角度传感器、所述第二角度传感器的0角度参考方向相反。
6、对应地，所述绝对转动角度为α：
7、所述诊断信息为β：β＝abs(α1-α2-π)；
8、其中，规定当磁环旋转时α1>α2，α1通过第一角度传感器的输出信号sin(α1)、cos(α1)：α2为通过第二角度传感器的输出信号sin(α2)、cos(α2)计算得到：abs为取绝对值算符；c12为第一个角度传感器和第二个角度传感所在位置处x轴方向的磁场幅度bx1、bx2或y轴方向感测的磁场幅度by1、by2的比值：
9、优选地，该部分实施例中通过调整第一角度传感器和第二角度传感器的设置位置使c12＝1。
10、在第二部分实施例中，所述第一角度传感器、所述第二角度传感器在x-y平面的投影均位于所述磁环的环内圆孔的外侧，与所述磁环中心的连线相互垂直、与所述磁环中心的距离相等。所述第一角度传感器、所述第二角度传感器的0角度参考方向相差90度。
11、相应地，规定当磁环旋转时α1>α2，所述诊断信息为β：
12、β＝max(θ’2-α1)；
13、所述绝对转动角度为α：
14、或者
15、其中，α1为通过第一角度传感器的输出信号sin(α1)、cos(α1)计算得到：；θ’2为通过第二角度传感器的输出信号sin(α2)、cos(α2)计算得到：或者通过校正系数k得到。
16、k＝1/tan(45°-0.5*max(θ’2-α1))，其值跟两个角度传感器的安装位置，以及两个角度传感器本身的磁阻特性有关，其在两个角度传感器安装好以后为固定值，可以通过实验观测或模拟计算得到。同一个目标场的非线性度变化导致上述计算的β公式中需要采用max运算符进行计算。
17、当第一、第二角度传感器处x轴方向的磁场幅度和y轴方向的磁场幅度的比值相同时，校正系数k取
18、其中，bx、by分别为任一角度传感器处x轴方向的磁场幅度和y轴方向的磁场幅度。
19、优选地，该实施例中通过调整第一角度传感器和第二角度传感器的设置位置使k＝1。
20、进一步地，在第二部分实施例中，所述传感系统还包括第三角度传感器。第三角度传感器与所述第一角度传感器的0角度参考方向相同。第三角度传感器、第二角度传感器在x-y平面的投影中心位于所述磁环中心的一条直径延长线上，且隔着所述磁环的环内圆孔。相应地，所述绝对转动角度为α：
21、α＝(α’1+c13α’3+c13π)/c13+1；
22、其中，sin(α3)、cos(α3)为第三角度传感器的输出信号；c13为第一个角度传感器和第三个角度传感器感测到的x轴方向的磁场幅度bx1、bx3或y轴方向感测的磁场幅度by1、by3的比值：
23、优选地，该部分实施例中通过调整第一角度传感器和第三角度传感器的设置位置使c13＝1和/或k＝1。
24、在第三部分实施例中，所述第一角度传感器、所述第二角度传感器分别设置在一块基板的两侧、第二角度传感器设置在基板面对磁环的一面上，二者在x-y平面的投影重合、位于所述磁环的中心。所述第一角度传感器的0角度参考方向和所述第二角度传感器的0角度参考方向相差180度。
25、所述绝对转动角度为α：
26、所述诊断信息为β：β＝abs(α1-θ-π)；
27、其中，abs为取绝对值算符，c12为第一个角度传感器和第二个角度传感所在位置处x轴方向的磁场幅度bx1、bx2或y轴方向感测的磁场幅度by1、by2的比值：α1为通过第一角度传感器的输出信号sin(α1)、cos(α1)计算得到：θ为通过第二角度传感器的输出信号sin(α2)、cos(α2)计算得到：
28、在第四部分实施例中，所述传感系统还包括第三角度传感器、第四角度传感器。四个角度传感器在x-y平面投影均设置在所述磁环的环内圆孔的外侧、且0角度参考方向相同。所述第一角度传感器、所述第四角度传感器在x-y平面的投影中心位于所述磁环中心的一条直径延长线上，第二角度传感器、第三角度传感器在x-y平面的投影中心位于所述磁环中心的另一条直径延长线上，两条直径延长线相互垂直。每个角度传感器的校正系数k相同，k为磁环旋转时，任一角度传感器处x轴方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种检测绝对角度的传感系统，其特征在于，所述传感系统，包括：对半充磁的磁环，第一角度传感器、第二角度传感器，以及信号处理单元；
2.如权利要求1所述的传感系统，其特征在于，第一角度传感器、第二角度传感器中一者在X-Y平面的投影位于所述磁环的同一直径延长线上、且至少一者位于所述磁环的环内圆孔的外侧；当第一角度传感器或第二角度传感器的投影位于磁环的环内圆孔时，第一角度传感器、所述第二角度传感器的0角度参考方向相同；当第一角度传感器、第二角度传感器的投影隔着所述磁环的环内圆孔时，第一角度传感器、所述第二角度传感器的0角度参考方向相反；
3.如权利要求1所述的传感系统，其特征在于，所述第一角度传感器、所述第二角度传感器在X-Y平面的投影均位于所述磁环的环内圆孔的外侧，与所述磁环中心的连线相互垂直、与所述磁环中心的距离相等；所述第一角度传感器、所述第二角度传感器的0角度参考方向相差90度；规定当磁环旋转时α1>α2，所述诊断信息为β：
4.如权利要求3所述的传感系统，其特征在于，所述绝对转动角度为α：或者
5.如权利要求3所述的传感
6.如权利要求1所述的传感系统，其特征在于，所述传感系统还包括第三角度传感器、第四角度传感器；四个角度传感器在X-Y平面投影均位于在所述磁环的环内圆孔的外侧、且0角度参考方向相同；所述第一角度传感器、所述第四角度传感器在X-Y平面的投影中心位于所述磁环中心的一条直径延长线上，第二角度传感器、第三角度传感器在X-Y平面的投影中心位于所述磁环中心的另一条直径延长线上，两条直径延长线相互垂直；每个角度传感器的校正系数K相同，K为磁环旋转时，角度传感器处X轴方向的磁场幅度Bx和Y轴方向的磁场幅度By的比值K:
7.如权利要求1所述的传感系统，其特征在于，所述第一角度传感器、所述第二角度传感器分别设置在一块基板的两侧、第二角度传感器设置在基板面对磁环的一面上，二者在X-Y平面的投影重合、均位于所述磁环的中心；所述第一角度传感器的0角度参考方向和所述第二角度传感器的0角度参考方向相差180度；
8.如权利要求1-7中任一项所述的传感系统，其特征在于，所述角度传感器基于XMR磁阻实现，所述XMR至少包括TMR，AMR，GMR。
9.如权利要求1-7中任一项所述的传感系统，其特征在于，所述角度传感器基于自由层采用vortex结构的磁阻实现。
10.如权利要求3-6中任一项所述的传感系统，其特征在于，校正系数k或K等于1。
11.如权利要求2-7中任一项所述的传感系统，其特征在于，i＝1或4，n＝2或3；Cin为第i个角度传感器和第n个角度传感器所在位置处的X轴方向的磁场幅度BXi、BXn或Y轴方向感测的磁场幅度BYi、BYn的比值。
...【技术特征摘要】
1.一种检测绝对角度的传感系统，其特征在于，所述传感系统，包括：对半充磁的磁环，第一角度传感器、第二角度传感器，以及信号处理单元；
2.如权利要求1所述的传感系统，其特征在于，第一角度传感器、第二角度传感器中一者在x-y平面的投影位于所述磁环的同一直径延长线上、且至少一者位于所述磁环的环内圆孔的外侧；当第一角度传感器或第二角度传感器的投影位于磁环的环内圆孔时，第一角度传感器、所述第二角度传感器的0角度参考方向相同；当第一角度传感器、第二角度传感器的投影隔着所述磁环的环内圆孔时，第一角度传感器、所述第二角度传感器的0角度参考方向相反；
3.如权利要求1所述的传感系统，其特征在于，所述第一角度传感器、所述第二角度传感器在x-y平面的投影均位于所述磁环的环内圆孔的外侧，与所述磁环中心的连线相互垂直、与所述磁环中心的距离相等；所述第一角度传感器、所述第二角度传感器的0角度参考方向相差90度；规定当磁环旋转时α1>α2，所述诊断信息为β：
4.如权利要求3所述的传感系统，其特征在于，所述绝对转动角度为α：或者
5.如权利要求3所述的传感系统，其特征在于，所述传感系统还包括第三角度传感器；所述第三角度传感器与所述第一角度传感器的0角度参考方向相同，所述第三角度传感器、第二角度传感器在x-y平面的投影中心位于所述磁环中心的一条直径延长线上，且隔着所述磁环的环内圆孔；所述绝对转动角度为α：
6.如权利要求1所述的传感系统，其特征在于，所述传感系统还包括第三角度...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晔，唐永明，郭海平，刘劲峰，
申请(专利权)人：江苏多维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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