本发明专利技术涉及一种具有本体和磁场传感器的传感器。该本体包括：布置在第一方向上的多个结构，用于在本体在第一方向上移动时引发周期性变化的磁场。磁场传感器被配置为检测第二方向上和第三方向上的磁场分量，其中磁场传感器被布置为与本体相邻，使得第二方向垂直于第一方向并且使得第三方向垂直于第一方向和第二方向。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种传感器。一些实施例涉及一种具有本体和磁场传感器的传感器。一些实施例涉及一种具有轮和磁场传感器的旋转传感器。一些实施例涉及一种改进的GMR速度传感器。
技术介绍
传感器可以用于多种应用，诸如用于检测本体的位置、速 度或加速度。例如，关于旋转传感器，本体可以是附接到枢轴(shaft)的轮，其中传感器用于检测枢轴的旋转位置、角度、速度或加速度。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种具有本体和磁场传感器的传感器。该本体包括布置在第一方向上的多个结构，用于在本体在第一方向上移动时引发(effect)周期性变化的磁场。磁场传感器被配置为检测在第二方向上和在第三方向上的磁场分量，其中磁场传感器被布置为与本体相邻，使得第二方向垂直于第一方向并且使得第三方向垂直于第一方向和第二方向。本专利技术的实施例提供了一种包括轮和磁场传感器的(旋转)传感器。该轮包括多个方位角分布的结构，用于在轮旋转时引发周期性变化的磁场。磁场传感器被配置为检测在第二方向上和在第三方向上的磁场分量，其中磁场传感器被布置为与轮相邻，使得第二方向对应于轮的轴方向并且第三方向对应于轮的径向方向。本专利技术的另外的实施例提供了一种用于测量本体移动的方法，其中该本体包括布置在第一方向上的多个结构，用于在本体在第一方向上移动时引发周期性变化的磁场。该方法包括利用磁场传感器检测在第二方向上和在第三方向上的磁场分量，其中磁场传感器被布置为与轮相邻，使得第二方向垂直于第一方向并且使得第三方向垂直于第一方向和第二方向。本专利技术的一些实施例提供了一种用于制造传感器的方法。在第一步骤中，向本体提供布置在第一方向上的多个结构以在本体在第一方向上移动时引发周期性变化的磁场。在第二步骤中，提供被配置为检测在第二方向上和在第三方向上的磁场分量的磁场传感器，其中磁场传感器被布置为与轮相邻，使得第二方向垂直于第一方向并且使得第三方向垂直于第一方向和第二方向。附图说明在这里参照附图来描述本专利技术的实施例。图I示出了具有本体和磁场传感器的传感器的实施例的说明图。图2示出了具有本体和磁场传感器的传感器的替选实施例的说明图。图3示出了具有轮和磁场传感器的(旋转)传感器的实施例的说明图。图4示出了具有轮和磁场传感器的(旋转)传感器的替选实施例的说明图。图5示出了具有传感器管芯上的三个XMR传感器和极轮(pole-wheel)的常见旋转传感器。图6示出了针对所施加的磁场的X分量的不同值的GMR带中的磁化取向的说明图。图7不出了由图5中所不的极轮生成的磁场的X分量和y分量的不图。图8a示出了作为时间的函数的磁化的y分量的示图。图Sb示出了作为时间的函数的XMR电阻的示图。 图9a和9b示出了轮旋转时的GMR信号的示图。图10示出了具有轮以及第一 XMR传感器和第二 XMR传感器的(旋转)传感器的实施例的说明图。图11示出了图10中所示的(旋转)传感器的说明侧视图。图12示出了用于将XMR信号与霍尔(Hall)信号进行比较的装置。图13示出了具有四个GMR传感器的(旋转)传感器的惠斯通(Wheatstone)桥的输出电压。图14示出了极轮的小部分以及由该极轮的小部分生成的磁场的通量线。图15不出了由图14中所不的极轮的小部分生成的磁场的X分量、y分量和z分量。图16示出了在沿X方向的路径上磁场的X分量比对(versus)磁场的z分量以及磁场的y分量比对磁场的z分量。图17示出了作为参考坐标系的y分量的函数的小气隙处的磁通量密度的y分量和z分量。图18示出了作为参考坐标系的I分量的函数的大气隙处的磁通量密度的y分量和z分量。在下面的描述中通过相同或等同的附图标记来表示相同或等同的元件或者具有相同或等同的功能的元件。具体实施例方式除非另外明确指出，否则下文中描述的不同实施例的特征可以彼此组合。图I示出了具有本体102和磁场传感器104的传感器100的实施例的说明图。由此，仅示出了本体102的小部分，该小部分包括布置在第一方向上的多个结构106_1至106_18，用于在本体102在第一方向上移动时引发周期性变化的磁场。磁场传感器104被配置为检测在第二方向上和在第三方向上的磁场分量，其中磁场传感器104被布置为与本体102相邻,使得第二方向垂直于第一方向并且使得第三方向垂直于第一方向和第二方向。附图示出了具有彼此垂直的X轴、y轴和z轴的x-y-z参考坐标系。y轴和z轴限定了与磁场传感器104的活性(active)或灵敏区域平行的竖直平面或者竖直维度。x轴限定了与磁场传感器104的活性或灵敏区域垂直的横向维度。在一些实施例中，磁场传感器104被布置为与本体102相邻，使得磁场传感器104的活性或灵敏区域(自由层)被布置为与第二方向(参考坐标系的I轴)和第三方向(参考坐标系的Z轴)限定的平面平行。在第二方向上检测到的磁场分量(By)和在第三方向上检测到的磁场分量(Bz)同相,其中与第二方向和第三方向垂直的第一方向上的磁场分量(Bx,磁场传感器104处的磁场的X分量)有90°相位差。由于磁场传感器104的布置,第一方向上的磁场分量(Bx)与磁场传感器104的活性或灵敏区域(自由层)垂直并且因此不相关。因此，第二方向上的磁场分量(By)不能引起自由层的磁化的不需要的旋转，该旋转可能导致磁场传感器104的电阻的不连续的跳跃。如图I中示例性地示出的，在一些实施例中本体102的结构106_1至106_18是磁极，其被布置为具有交替极性。替选地，传感器100可以包括被布置为与磁场传感器104相邻的磁元件，其中本体102的结构106_1至106_18可以包括在第二方向上或在第三方向上在本体102处周期性地形成的凸起或凹陷。 在图I中，结构的数目被示例性地选择为18。当然，本体102可以包括高达n个结构106_1至106_n，其中n可以是自然数，例如在50和70之间或者在20和90之间。图2示出了具有本体102和磁场传感器104的传感器100的替选实施例的说明图。对比图1，轮102的结构106_1至106_9在第三方向上周期性地从本体102凸出。而且，包括磁北极和磁南极的磁元件110被布置为与本体102相邻，使得磁元件110的磁化矢量与磁场传感器104的活性或灵敏区域(自由层)垂直。因此，如图2中所示，磁元件110可以布置在与参考坐标系的X轴平行的直线上，使得磁元件110的磁北极与磁场传感器104相邻。在一个实施例中，本体102可以包括使磁元件110生成的磁场偏转的铁磁材料，其中在本体102处周期性地形成的凸起106_1至106_9在本体102在第一方向上移动时引发磁场传感器104处的变化磁场。在一些实施例中，本体102的材料可以包括不等于I的相对磁导率U ro而且，本体102的材料可以是包括大于1000的相对磁导率U ( y r>1000)的软磁材料，诸如钢或铁。在一个实施例中，本体102可以包括轮。在一些实施例中，图I和2中所示的传感器100可以进一步包括被配置为检测磁场传感器104的传感器信号的估计器。而且，该估计器可以被配置为基于检测到的传感器信号来估计本体102的位置、速度或加速度。图I和2中所示的磁场传感器104可以包括XMR传感器，例如各向异性磁阻(AMR)、巨磁阻(GMR)、隧道磁阻(本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：U奥瑟莱希纳，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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