[发明专利]用于确定旋转构件的至少一个旋转参数的系统

说明书

本发明涉及一种系统，其包括：编码器(1)，其磁道(2)具有由沿阿基米德螺线的i个转变件(3)分离的交替的北磁极和南磁极；旋转传感器，其能够通过多个磁敏感元件(4a，4b)检测所述编码器所发射的周期性磁场，所述磁敏感元件(4a，4b)沿所述磁道(2)成角度地分布，以各自传递代表所述编码器(1)的旋转的信号，所述传感器进一步包括用于使两个敏感元件(4a，4b)所传递的信号(V₁，V₂)做减法运算的装置，在所述两个敏感元件(4a，4b)之间形成有角度γ，其使得：0.55πγ.N_pp0.83π，以2π为模，或者1.17πγ.N_pp1.45π，以2π为模。

技术领域

本发明涉及一种用于确定旋转构件的至少一个旋转参数的系统，所述系统包括发射周期性磁信号的编码器以及能够检测所述磁场的旋转传感器。

背景技术

在许多应用中，期望实时地、以最佳的质量获知旋转构件的至少一个旋转参数，比如其位置、速度、加速度或运动方向。

为此，文件WO-2006/064169建议使用编码器，其用来刚性地连接至可运动的构件并且其上形成有磁道，所述磁道能够在包括有多个敏感元件的传感器的读取距离处发射伪正弦磁场。

有利地，每个敏感元件可基于隧道磁电阻(TMR：tunnel magneto resistance)材料包括至少一个模式，所述隧道磁电阻材料的电阻根据检测到的磁场变化，比如，例如，在文件WO-2004/083881中所描述的。

为了根据检测到的磁场的演化确定可运动的构件的运动参数，文件WO-2006/064169提供代表每个敏感元件的电阻的信号的组合，以便传递可用来计算所述参数的正交的且具有相同振幅的两个信号。此外，该解决方案提供对四个信号的二对二式想减，以便获得不具有共同噪声的正交的两个信号。

特别地，编码器包括一系列交替的南极和北极，其沿给定的数量N_pp的极对的读取半径R限定恒定的极宽度敏感元件以距离均等地分布，以能够传递正交的信号。

在某些应用中，编码器必须具有小数量(通常小于6)的极对，以使得其极宽度L_p变宽，特别地为大约10毫米。

然而，这些宽的极传递这样的磁信号，该磁信号的正弦性在低读取气隙处较差，需要使敏感元件远离磁道，这不利于所述信号的振幅以及因此敏感元件对其的良好的检测。

另外，宽的极要求编码器的厚度也更大，以便保存磁信号的正弦性和振幅。这不利于以减小的尺寸集成编码器并且使磁化方法复杂，因为必须使更大的厚度磁饱和。

而且，特别地从文件DE-103 09 027获知这样的编码器，该编码器的、在北极与南极之间的磁转变件沿阿基米德螺线延伸，所述螺线中的每一个以相继的旋转角度分布于所述编码器上。

这种类型的编码器的优点是，极中的每一个的、沿所述编码器的半径的极宽度L_p变得独立于极对的数量N_pp，从而能够相对于待检测的磁信号的正弦性和振幅使小数量的极与敏感元件的适当的定位相协调。

然而，现有技术提议沿这样的编码器的半径定位敏感元件，这具有一定数量的问题。

特别地，为了满足正弦性与振幅之间的折中，将敏感元件布置于距磁道的气隙距离处，所述气隙距离为大约因此，特别地，为了避免固定的传感器与旋转编码器之间的机械相互作用的风险，极宽度L_p通常必须介于2mm与6mm之间。

然而，为了避免编码器所传递的磁场的边缘效应，敏感元件必须被相对于磁道设置成使得沿径向方向在每一侧上具有至少一对极，亦即除了布置敏感元件所需的径向空间外，每一侧两个L_p。