[发明专利]磁性线性位置感应器

说明书

本发明提出一种磁性线性位置感应器，用以侦测沿一直线行程往复移动的一磁铁的位置，其中的一磁性角度型感应元件设于该直线行程的一侧以感应该磁铁的磁场并输出一正弦信号和一余弦信号，且其中的一处理单元将该正弦信号和该余弦信号数字化为一正弦信号值和一余弦信号值后，进行atan2(减去一第一预设值的该正弦信号值/减去一第二预设值的该余弦信号值)运算，以获得一曲率值；该处理单元将该曲率值输入一拟合该磁性角度型感应元件的一特性曲线的数学模型，以求得该磁性角度型感应元件与该磁铁的一相对距离。由此，能够增长其中的磁性角度型感应元件的侦测距离，进而减少磁性角度型感应元件的使用数量。

技术领域

本发明涉及一种位置感应器，特别涉及一种磁性线性位置感应器。

背景技术

参见图1所示，现有获得一磁性角度型感应元件S(例如AMR、Hall、TMR…)的侦测距离的一种方式是令磁性角度型感应元件S感应沿一直线行程P1运动的磁铁M的磁场，使产生与磁铁M的一移动距离相关的一正弦波信号和一余弦波信号并输出至一信号处理器10，该信号处理器10将该正弦波信号和余弦波信号数字化为如图1所示的由多个正弦信号值Usin形成的数字化正弦波信号sin以及如图1示的由多个余弦信号值Ucos形成的数字化余弦波信号cos，并对该等正弦信号值Usin和该等余弦信号值Ucos进行atan2(Usin/Ucos)运算，可求得多个曲率值，且该等曲率值形成如图1所示的一曲率曲线C1，该曲率曲线C1中的一有效线段L1上的每一点的曲率值对应一侦测距离，且因为该有效线段L1的曲率值范围只有从0.2～1.2，代表磁性角度型感应元件S的一有效侦测距离并不长，例如图1所示的侦测距离只有6mm，因此，假设需要侦测的长度是6mm的6倍，则至少需要并列6颗磁性角度型感应元件S同时进行侦测。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁性线性位置感应器，其能增长其中的磁性角度型感应元件的侦测距离，进而减少磁性角度型感应元件的使用数量。

本发明提供一种磁性线性位置感应器，用以侦测沿一直线行程往复移动的一磁铁的位置，并包括一磁性角度型感应元件及一处理单元；该磁性角度型感应元件设于该直线行程的一侧以感应该磁铁的磁场并输出一正弦信号和一余弦信号；该处理单元与该磁性角度型感应元件电连接，以接收该正弦信号和该余弦信号，并将该正弦信号和该余弦信号数字化为一正弦信号值和一余弦信号值，且对减去一第一预设值的该正弦信号值和减去一第二预设值的该余弦信号值进行atan2(减去该第一预设值的该正弦信号值/减去该第二预设值的该余弦信号值)运算，以获得一曲率值，其中该第一预设值是该正弦信号值中的最大值与最小值之和的二分之一，该第二预设值是该余弦信号值中的最大值与最小值之和的二分之一；该处理单元将该曲率值输入一与该磁性角度型感应元件特性相关的数学模型，以求得该磁性角度型感应元件与该磁铁的一相对距离；该数学模型是由一多项式方程式及一曲率值范围建构以拟合该磁性角度型感应元件的一特性曲线，其中i等于1,2,3…n，y_i是该相对距离，x_i是该曲率值，β₀～β_m是该磁性角度型感应元件的系数，该曲率值范围的最小值和最大值是该特性曲线两端的曲率值。