[发明专利]角方位传感器以及相应的方法和设备

说明书

用于感测产生磁场的磁体的角方位的传感器(100)，所述传感器包括感测单元(1)，感测单元(1)包括‑多个磁场感测设备；‑扫描电路，用于以给定时钟频率重复地、以预设次序顺序地探测至少两个所述磁场感测设备并且连结相应的被探测的磁场感测设备的输出信号，从而形成包含具有所述时钟频率的频率分量的模拟原始磁信号(5)；‑参考信号(7)的参考输出端，该参考信号是不依赖于所述磁场的具有所述时钟频率的逻辑信号。所述传感器还包括‑分别接收原始磁信号(5)和参考信号(7)的第一和第二信号处理单元(2，2’)，该第一和第二信号处理单元(2，2’)被相同地构造；和‑相位检测单元(30)，其用于根据相位检测单元(30)得出的相位差输出表示与所述角方位相关的角的输出角信号(50)，相位检测单元(30)包括无模糊相位检测电路(3)，其具有用于接收所述第一和第二信号处理单元(2，2’)的相应的输出的两个输入端。

技术领域

本发明涉及感测磁场的角方位的领域。本发明尤其涉及传感器，其用于感测产生磁场的磁体的角方位，并且通过这种方式，也可以得到磁体的旋转速度或相关尺寸。本发明涉及根据权利要求的公开条款的方法和装置。相应的设备应用于许多领域，例如，在例如电机和汽车与飞机工业中的位置感测和旋转速度测量。

背景技术

在WO2008/145662A1中，介绍了用于测量平面内磁场方向的磁场传感器，其包括感测结构，该感测结构包括环形阱和沿环形阱彼此等间距布置的等尺寸的多个触点；以及电路，其包括与感测结构的触点关联的多个电子开关、用于控制电子开关的逻辑块、至少一个电流源、用于测量第一电压和第二电压之间的差的装置、提供用于控制逻辑块的控制信号并提供参考信号的时序电路。逻辑块适用于根据预定方案在控制信号的控制下闭合和断开电子开关，以使得多个触点中的预定数量的触点形成垂直的霍尔元件，该垂直的霍尔元件由至少一个电流源供应电流并且具有两个连接至用于测量的装置的触点，以及使得垂直的霍尔元件沿着环形阱按步移动。还提供了用于测量参考信号和电压测量部件的输出信号之间的相位位移的装置。

根据WO2009/1124969A1可知一种用于测量平面内磁场方向的磁场传感器，其包括两个可作为旋转的霍尔元件操作的感测结构。这两个霍尔元件沿相反的方向以离散步进旋转。这种磁场传感器可以用作用于测量流过导体的初级电流的电流传感器。

WO 2012/151707公开了用于感测磁场的角方位的方法，包括：

a)提供一组N≥2个霍尔效应设备，每个霍尔效应设备具有检测方向并且包括两对连接器；

b)提供至少一个具有基本频率f＝1/Tf的带通滤波器；

c)提供至少一个在其输出端输出电流的电流源；

其中，将霍尔效应设备的两对连接器接线至所述电流源的输出端或者接线至所述带通滤波器的特定方式被称为“接线方案”；

d1)在持续0.5Tf的第一时间段期间以及以所述N个霍尔效应设备的特定次序，在持续时间ti的各个连续时间段期间将相应的接线方案Wi+应用于所述N个霍尔效应设备中的每一个；以及

d2)在持续0.5Tf的第一时间段之后的、持续0.5Tf的第二时间段期间，以及以所述N个霍尔效应设备的相同特定次序，在相同持续时间ti的各个连续时间段期间将相应的接线方案Wi-应用于所述N个霍尔效应设备中的每一个；

其中，所述接线方案Wi+中的每一个是相应的另一接线方案Wi-的正交且反向的接线方案；以及

e)响应于执行步骤d1)和d2)，从由所述带通滤波器输出的的信号得到指示所述角方位的输出信号；

其中i＝1,…,N。

发明内容