[实用新型]磁阻位置传感器

说明书

本公开涉及位置传感器。提供了一种用于至少沿第一方向测量位置的磁阻位置传感器，该传感器包括：磁体，设置成至少沿所述第一方向移动；和差分场传感器，布置成检测所述磁体沿所述第一方向的移动，并补偿所述磁体沿至少第二方向的移动。

技术领域

本公开涉及一种位置传感器，其补偿传感器组件在不与检测方向对齐的任何方向上的移动。

背景技术

位置传感器通常使用简单的磁体和场传感器构造。当磁体相对于场传感器移动时，场传感器产生指示移动程度的输出信号。这种位置传感器易于制造并且通常以大批量生产。磁体和场传感器之间的距离与传感器处的磁场强度相关。

虽然这种类型的传感器制造简单且便宜，但它们对杂散场和磁体的未对准高度敏感。例如，在垂直于预期的行进移动的方向上移动磁体将改变场传感器处的场强，从而影响位置测量。

实用新型概述

本实用新型提供一种用于检测特定方向上的位置的磁阻场传感器。传感器包括成对布置的多个磁阻元件。布置相同对的元件使得它们的灵敏度方向朝向相同方向。不同对的元件被定向成使得它们的灵敏度方向定向在不同的方向上，优选地基本垂直于另一对。磁阻传感器及其灵敏度方向通常布置在一个平面中，该平面垂直于装置的测量方向。每对元件串联布置在两个节点之间以形成桥式电路。这样，在第一平面中移动磁体导致每对元件的基本相等的变化，从而补偿输出信号中的这种移动。

依照第一方面，提供一种用于至少沿第一方向测量位置的磁阻位置传感器，该传感器包括：磁体，设置成至少沿所述第一方向移动；和差分场传感器，布置成检测所述磁体沿所述第一方向的移动，并补偿所述磁体沿至少第二方向的移动。

这样，传感器被配置为测量磁体在一个特定方向(即，检测方向)上的移动，同时磁体在至少第二方向上的移动由差分场传感器补偿。也就是说，传感器补偿磁体在不同方向上的移动，使得在该另一方向上的任何移动不会影响磁体在检测方向上的移动的测量。例如，磁体可以悬挂在传感器上方并且被配置为在z方向上朝向和远离传感器移动，传感器测量磁场强度在该方向上移动时的变化。然后，差分场传感器可以被配置为补偿当磁体在检测方向上移动时由磁体的任何横向移动引起的场强的变化。

差分场传感器可包括多个磁阻元件。例如，磁阻元件可以是巨磁阻 (GMR)自旋阀、隧道磁阻(TMR)元件、各向异性磁阻元件(AMR)、或对磁场在特定方向上的变化敏感的任何其他合适的磁阻装置。

多个磁阻元件中的每一个可具有感测方向，并且至少第一对磁阻元件可被布置成使得它们的感测方向对齐。多个磁阻元件的感测方向可布置在第一平面中，并且所述第一平面可相对于所述第一方向偏移。例如，第一平面可基本垂直于所述第一方向。至少第二方向可位于所述第一平面中。

通过对齐磁阻元件对的感测方向，通过磁体在感测方向的方向上的移动将导致类似或相同的电阻变化，磁阻元件对在这样的连接中连接。这将导致传感器输出零或基本为零的变化。因此，通过将感测方向对准在一个特定平面中，可以补偿该平面中的任何移动。

传感器还可包括第二对磁阻元件，被布置成使得它们的感测方向是对齐的，并且使得它们的感测方向相对于所述第一对磁阻元件偏移。第一对磁阻元件的感测方向可基本上垂直于所述第二对磁阻元件的感测方向。

例如，在检测方向是z方向的情况下，磁阻元件的感测方向可以布置在x-y平面中。一对磁阻元件可以使它们的感测方向在x方向上对齐以补偿沿该方向的移动，而另一对磁阻元件可以使它们的感测方向在y方向上对齐以补偿沿那个方向的移动。

多个磁阻元件可布置在所述第一平面中，使得至少第一和第二对磁阻元件均匀地分布在所述传感器周围，一对磁阻元件的每个相应元件被设置在所述传感器的相对侧并且相对于所述磁体处于等距位置。例如，每对磁阻元件可以布置在传感器的相对拐角处，或者它们可以布置在传感器的相对边缘的中心处。