[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

本公开涉及用于确定旋转构件的至少一个旋转参数的系统。本发明涉及一种系统，该系统包括：编码器，该编码器具有被沿着螺距为p、角度为α的螺旋线延伸的过渡区(3)间隔开的交替的北磁极(2n)和南磁极(2s)，磁道(2)具有N_pp对北极(2n)和南极(2s)，并且具有沿着过渡区(3)的法线(N)测得的磁极宽度L_p，其使得：N_pp＝πa/l并且L_p＝p*cosα；以及至少一个传感器，该至少一个传感器能够借助于至少两个灵敏磁性元件(5)的安装件(4、4')来检测垂直于所述磁道和所述过渡区的平面中的旋转磁场，所述安装件被部署在距磁道(2)径向读取距离处并且被布置为递送正交信号。

技术领域

本发明涉及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场的编码器以及能够检测所述磁场的传感器。

背景技术

在许多应用中，期望实时地并且以最优质量获知旋转构件的至少一个旋转参数，诸如其位置、其速度、其加速度或其移动方向。

为此，文献WO-2006/064169提出了一种编码器的使用，该编码器旨在与移动构件集成在一起并在其上形成磁道，该磁道能够在距包括若干灵敏元件的传感器读取距离处发射伪正弦磁场。

有利的是，每个灵敏元件可以包括至少一个具有隧道磁阻(TMR)材料基板的图案，隧道磁阻材料基板的电阻根据检测到的磁场而变化，例如，如文献WO-2004/083881中所描述的。

为了根据检测到的磁场的变化来确定移动构件的移动参数，文献WO-2006/064169提供了表示每个灵敏元件的电阻的信号的组合，以便递送正交且振幅相同的两个信号，它们可以用来计算所述参数。

文献WO-2018/051011提出了一种用于确定的系统，其中编码器的轨道具有由过渡区隔开的交替的南北磁极，每个磁极沿着阿基米德螺线延伸。关于由编码器递送的磁场的轴向读数，这个实施例使得有可能分离磁极的数量、磁极的宽度和编码器的直径。因此有可能具有很少的磁极，同时仍具有其正弦曲线性良好的磁信号。

而且，一些应用要求径向读取由编码器递送的磁场，特别是由于关于可用空间的限制。为此，已知一种编码器，其包括主体，该主体具有在其上形成有磁道的圆柱形外围，所述磁道具有与旋转轴对准的磁过渡区。

在这个实施例中，磁极的宽度是周长与磁极的数量之比，这导致磁极对的数量少(通常小于6个)的编码器出现问题，因为磁极宽度变得相当大，特别是大约十毫米。

这些宽的磁极提供了正弦性差的磁信号，其读取间隙低、变得充满奇次谐波、不适合进行精确的角度测量、要求远离磁道的灵敏元件，这不利于所述信号的振幅，因此不利于通过灵敏元件对其进行良好的检测。

此外，宽的磁极要求编码器的厚度也更大，以便保持磁信号的正弦性和振幅是足够的。这不利于编码器在小面积上的集成并且使磁化方法复杂化，因为必须使更大厚度的材料磁饱和。

我们从文献JP-2003-97971中还知道一种系统，其中相对于磁道布置有两个传感器，用于在两个位置处测量磁场的相同单向分量，确定所述位置，使得由所述传感器传递的信号正交。

发明内容

本发明旨在通过提出一种用于通过径向读取由编码器递送的磁场来进行确定的系统来完善现有技术，其中可以在检测到的磁场的周期性和振幅之间达成折衷，而不会给编码器带来任何具体的尺寸约束，这与磁极对数量少的磁编码器特别相关。

特别地，根据本发明的具有径向读取的编码器使得每个磁极的极宽度与磁极对的数量无关，从而能够相对于要检测的磁场的正弦性和振幅协调具有适当定位的灵敏元件的少量磁极对。

为此，本发明提出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：