[发明专利]使用有角度的采集器的位置测量

说明书

技术领域

本发明涉及使用磁传感器的位置测量。尤其，本发明的实施例涉及可重复的位置测量，其通过检测磁铁相对于多个有角度的通量采集器的位置实现。

背景技术

存在很多已知类型的位置传感器，包括许多磁性位置传感器。典型的磁传感器中，磁铁被连接或另外地被耦接到移动的元件。当元件移动时，磁铁随之移动。一般而言，由于磁铁移动引起的磁场变化可以和位置相关联。相对于其它技术，磁感应有很多优点，包括当使用市场上可得到的感应集成电路(IC)(例如，基于霍尔的传感器和磁阻传感器)时，不受“污浊”环境的影响，并且相对简单。

发明内容

当前磁传感器的一个挑战或缺点在于，当使用其最大线性尺寸是测量范围的一小部分的磁铁(例如，当使用只有6mm长的圆柱体磁铁在50mm范围内进行可重复的测量)时，它们不能测量长范围。

在一个实施例中，本发明提供了基于磁性的位置传感器。传感器包括磁铁、第一采集器、第二采集器和磁敏元件。磁铁至少具有两个极，并且沿着路径移动。第一采集器具有第一端和第二端，并且被配置成采集磁通量。此外，第一采集器放置成关于平行于路径并且垂直于磁铁延伸的轴线成角度。第二采集器被配置成采集磁通量，并且被放置成关于平行于路径并且垂直于磁铁延伸的轴线成角度，并且平行于第一采集器。磁敏元件耦接到第一采集器和第二采集器。第一采集器和第二采集器采集磁通量，并且采集的磁通量随着磁铁沿着路径移动而变化，从而由第一采集器和第二采集器采集的磁通量指示了磁铁沿着路径的位置。

在另一实施例中，本发明提供了基于磁性的位置传感器，包括磁铁、至少一个磁敏元件、第一采集器、第二采集器和通用采集器。至少一个磁敏元件磁性耦接到磁铁的第一极。第一采集器耦接到至少一个磁敏元件中的一个，并且固定在恰当的位置上。第二采集器耦接到至少一个磁敏元件中的一个，并且固定在恰当的位置上。通用采集器被配置成沿着路径移动，并且具有磁性耦接至磁铁的第二极的第一端，以及第二端，第二端有角度以使当通用采集器放置在路径的第一端时，通用采集器的第二端只放置在第一采集器的上方，并且当通用采集器放置在路径的第二端(和路径的第一端相对)时，通用采集器只放置在第二采集器的上方。

通过考虑详细的描述和附图，本发明的其它方面将变得更清楚。

附图说明

图1是具有呈角度的采集器的位置测量系统的示意图；

图2是图1的位置测量系统的示意图，其示出了磁铁的移动；

图3是图1的位置测量系统的示意图，其示出了磁铁的移动；

图4是图1的位置测量系统的示意图，其示出了磁铁的移动；

图5是图1的位置测量系统的输出的曲线图；

图6是可替代的位置测量系统的示意图；

图7A是图6的位置测量系统的示意图，其示出了磁铁的移动；

图7B是图7A中示出的位置测量系统的示意性的侧视图；

图8A是图6的位置测量系统的示意图，其示出了磁铁的移动；

图8B是图8A中示出的位置测量系统的示意性的侧视图；

图9A是图6的位置测量系统的示意图，其示出了磁铁的移动；

图9B是图9A中示出的位置测量系统的示意性的侧视图；

图10是图1的位置测量系统的输出曲线图；

图11A是另一位置测量系统的示意图；

图11B是图11A的位置测量系统的俯视图；

图12A和图12B示出了图11A和图11B的位置测量系统的通用采集器的移动；

图13是图11A、11B、12A和12B的位置测量系统的输出的比率的曲线图；

图14A是图11A的位置测量系统的替代实施例的示意图；

图14B是图14A的位置测量系统的俯视图。

具体实施方式

在详细讲解本发明的任何实施例之前，将理解的是，本发明在其应用时不限制于以下描述中陈述的或以下附图中示出的构件的结构和布置的细节。本发明能涵盖其它实施例，并且可以采用不同方式实践或实施。此外，没有一个元件或特征应该仅仅被认为是不可缺少的或必要的，因为它被描述成这里讲解或陈述的特定实施例或示例的部分。