專(zhuān)利名稱(chēng)：利用磁傳感器陣列的位置檢測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)施例總體上涉及傳感器方法和系統(tǒng)。實(shí)施例還涉及位置檢測(cè)設(shè) 備。另外，實(shí)施例涉及》茲傳感器。實(shí)施例還涉及用于線性和旋轉(zhuǎn)感測(cè)應(yīng) 用的方法和系統(tǒng)。另外，實(shí)施例涉及熱補(bǔ)償方法和系統(tǒng)。
背景
磁阻(MR)陣列技術(shù)在各種商業(yè)、消費(fèi)者和工業(yè)檢測(cè)應(yīng)用中得以 使用。在一些常規(guī)MR系統(tǒng)中，能夠提供用于確定可沿路徑移動(dòng)的構(gòu)件 的位置的裝置。在這樣的設(shè)備中，磁體(magnet)能夠被附于可移動(dòng)的 構(gòu)件并且磁場(chǎng)換能器陣列^L定位成鄰近所迷路徑。當(dāng)磁體接近、通過(guò)和
離開(kāi)換能器時(shí)，換能器提供變化的輸出信號(hào)，其能夠由表示任意換能器 的單個(gè)特性曲線來(lái)表示。
為了確定可移動(dòng)構(gòu)件的位置，對(duì)換能器進(jìn)行電子掃描并且從具有指 示與磁體的相對(duì)鄰近的輸出的換能器組中選擇數(shù)據(jù)。然后能夠利用曲線 擬合算法來(lái)確定數(shù)據(jù)對(duì)特性曲線的最佳擬合。通過(guò)沿位置軸放置特性曲 線，可以確定磁體的位置并且因此確定可移動(dòng)構(gòu)件的位置。
在另一種常規(guī)MR設(shè)備中，能夠?qū)崿F(xiàn)位置確定裝置，其包括被附于 可移動(dòng)構(gòu)件的磁體，該可移動(dòng)構(gòu)件沿著有限長(zhǎng)度的預(yù)定義路徑移動(dòng)。磁 場(chǎng)換能器陣列能夠被定位成鄰近所述預(yù)定義路徑。當(dāng)磁體接近、通過(guò)和 離開(kāi)每個(gè)換能器時(shí)，換能器能夠提供輸出信號(hào)。還能夠提供校正機(jī)制用以校正由換能器的非線性所導(dǎo)致的殘差(residual error)。
優(yōu)選地，這樣的校正機(jī)制利用預(yù)定函數(shù)來(lái)近似殘差，并且應(yīng)用對(duì)應(yīng) 于所述預(yù)定函數(shù)的校正系數(shù)來(lái)補(bǔ)償殘差。通過(guò)對(duì)換能器的非線性進(jìn)行校 正，可以減小磁體的長(zhǎng)度和/或減小換能器的間距。
例如，在美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5,589,769 , "Position Detection Apparatus Including a Circuit for Receiving a Plurality of Output Signal Values and Fitting the Output Signal Values to a Curve"中公開(kāi)了常規(guī)磁感測(cè)方法的 示例，其于1996年12月31日被授權(quán)給Donald R. Krahn,并且4皮轉(zhuǎn)讓 給Honeywell International Inc.。在美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,097,183, "Position Detection Apparatus with Correction for Non-Linear Sensor Regions"中乂> 開(kāi)了磁感測(cè)方法的另一個(gè)示例，其在2000年8月1日被授權(quán)給Goetz 等人，并且也被轉(zhuǎn)讓給Honeywell International Inc.。在此將美國(guó)專(zhuān)利號(hào) 5,589,769和6,097,183的全部?jī)?nèi)容引入以供參考。這樣的基于MR的設(shè) 備通常利用印刷電路板(PCB )組件上的分立部件(discrete component) 來(lái)產(chǎn)生最終所得的功能。
磁阻傳感器，特別是基于陣列配置的各向異性磁阻(AMR)傳感器 的 一 個(gè)問(wèn)題是這樣的系統(tǒng)常常依靠以相等間距配置的磁阻元件陣列的 使用。在線性陣列的情況下，這意味著線性的中心線到中心線的間距標(biāo) 稱(chēng)是相等的。雖然這適合于一些配置，但是這種規(guī)則間距(regular spacing)阻礙了高準(zhǔn)確度感測(cè)。 一種用于改善感測(cè)的方法包括引入額外 的磁阻元件。然而，這種方法只是增加了傳感器設(shè)備的整體生產(chǎn)成本。 因此，相信對(duì)于與這樣的現(xiàn)有技術(shù)傳感器設(shè)備相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題的解決方案 是基于不規(guī)則間距而非規(guī)則間距的陣列的設(shè)計(jì)和配置，如在此所更為詳 細(xì)討論的。
以下概要被提供以便于理解只有實(shí)施例才有的 一 些創(chuàng)造性特征，并 且其不旨在作為完全描述。通過(guò)將整個(gè)說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求、附圖和摘要 作為整體能夠獲得對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的各個(gè)方面的充分理解。
因此，本發(fā)明的一個(gè)方面是提供改進(jìn)的傳感器方法和系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供改進(jìn)的位置檢測(cè)設(shè)備。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供改進(jìn)的AMR傳感器。本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供改進(jìn)的線性和旋轉(zhuǎn)的感測(cè)應(yīng)用。 本發(fā)明的又 一個(gè)方面是提供磁阻傳感器陣列系統(tǒng)，其中磁阻感測(cè)部 件彼此被以不規(guī)則的方式隔開(kāi)，以便優(yōu)化其傳感器數(shù)據(jù)結(jié)果。如在此所描述的，現(xiàn)在能夠獲得本發(fā)明的前述方面和其他目標(biāo)和優(yōu) 點(diǎn)。公開(kāi)了一種磁阻傳感器系統(tǒng)，其包括多個(gè)芯片栽體，以使得所迷多 個(gè)芯片栽體之中的每個(gè)集成電路與相應(yīng)的磁阻感測(cè)部件相關(guān)聯(lián)。多個(gè)磁 阻感測(cè)部件能夠被排列成陣列，其中所述多個(gè)磁阻部件之中的每個(gè)磁阻 部件與所述多個(gè)芯片載體之中的相應(yīng)的集成電路相關(guān)聯(lián)，并且其中所述多個(gè)磁阻感測(cè)部件包括彼此被不規(guī)則隔開(kāi)的感測(cè)部件，以便優(yōu)化陣列的 性能并且滿(mǎn)足特定磁阻感測(cè)應(yīng)用的要求。根據(jù)設(shè)計(jì)考慮，這可以被配置成線性陣列或旋轉(zhuǎn)陣列。所述陣列也能夠被配置在印刷電路板(PCB)上。通常，通過(guò)減小所關(guān)心的特定區(qū) 域中兩個(gè)元件之間的間距，能夠在該區(qū)域上實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確度的增加。變化的 元件間距能夠被設(shè)計(jì)到陣列中以根據(jù)區(qū)域提供不同的性能等級(jí)。附圖簡(jiǎn)要描述附圖被并入說(shuō)明書(shū)并形成說(shuō)明書(shū)的 一部分，其進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例， 并且與詳細(xì)的描述一起用于解釋所公開(kāi)的實(shí)施例的原理，在附圖中全部 單獨(dú)的視圖范圍內(nèi)，相同附圖標(biāo)記指代相同的或者功能類(lèi)似的元件。
圖1圖示了磁阻陣列傳感器系統(tǒng)的頂視圖；圖2圖示了描繪具有規(guī)則間距的八元件磁阻陣列傳感器的示例性曲 線的曲線圖；圖3圖示了描繪作為處理磁阻陣列算法的結(jié)杲而產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)化和補(bǔ) 償?shù)那€圖。圖4圖示了描繪磁阻陣列算法所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的曲線圖，其中傳感器 比(ratio)相對(duì)于溫度保持恒定；圖5圖示了描繪磁阻陣列算法所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的曲線圖，其中這樣的 數(shù)據(jù)包括根據(jù)利用傅立葉補(bǔ)償所獲得的線性化而擬合的直線；圖6圖示了能夠根據(jù)PCB配置而實(shí)現(xiàn)的示例性線性磁阻陣列；圖7圖示了能夠根據(jù)PCB配置而實(shí)現(xiàn)的扇形(segment)形式的示 例性旋轉(zhuǎn)磁阻陣列；圖8圖示了能夠根據(jù)PCB配置而實(shí)現(xiàn)的半圓形式的示例性旋轉(zhuǎn)磁阻陣列；
圖9圖示了能夠根據(jù)PCB配置而實(shí)現(xiàn)的低分辨率圓形式的示例性 旋轉(zhuǎn)磁阻陣列；
圖10圖示了能夠根據(jù)PCB配置而實(shí)現(xiàn)的高分辨率圓形式的示例性 旋轉(zhuǎn)^磁阻陣列；
圖11圖示了其中具有相等元件間距的八元件磁阻陣列傳感器系統(tǒng)；
圖12圖示了描繪能夠通過(guò)圖11所描繪的八元件磁阻陣列傳感器系 統(tǒng)而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的曲線圖13圖示了其中具有相等元件間距的八元件磁阻陣列傳感器系統(tǒng)， 其中這樣的間距不同于圖11所描繪的配置中出現(xiàn)的間距。
圖14圖示了描繪能夠通過(guò)圖13所描繪的八元件磁阻陣列傳感器系 統(tǒng)而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的曲線圖15圖示了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的其中具有不規(guī)則元件間距的八元件 磁阻陣列傳感器系統(tǒng)；
圖16圖示了描繪能夠通過(guò)圖15所描繪的磁阻陣列傳感器系統(tǒng)而產(chǎn) 生的數(shù)據(jù)的曲線圖17圖示了根據(jù)可替換的實(shí)施例的具有較寬角間距的旋轉(zhuǎn)磁阻陣 列傳感器系統(tǒng)；
圖18圖示了根據(jù)可替換的實(shí)施例的描繪能夠通過(guò)圖17所描繪的旋 轉(zhuǎn)磁阻陣列傳感器系統(tǒng)而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的曲線圖19圖示了根據(jù)可替換的實(shí)施例的具有較窄角間距的旋轉(zhuǎn)磁阻陣 列傳感器系統(tǒng)；以及
圖20圖示了根據(jù)可替換的實(shí)施例的描繪能夠通過(guò)圖19所描繪的旋 轉(zhuǎn)磁阻陣列傳感器系統(tǒng)而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的曲線圖。
詳細(xì)描述
在這些非限制性示例中所討論的特定值和配置能夠被改變，并且僅 被引用來(lái)說(shuō)明至少 一 個(gè)實(shí)施例，而非旨在限制本發(fā)明的范圍。
圖1圖示了磁阻感測(cè)系統(tǒng)100的頂視圖，其出于整體說(shuō)明的目的而 被描述并且用于描述其中能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)選實(shí)施例的情境。系統(tǒng)IOO通常包 括芯片載體組，例如，諸如芯片載體160、 162和164，它們用作用于保 持相應(yīng)磁阻橋接電路的121、 123和125的外殼或栽體。根據(jù)設(shè)計(jì)考慮，橋接電路121 、 123和125的均能夠被優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)為各向異性磁阻(AMR) 惠斯登(Wheatstone)橋接電路。系統(tǒng)100還包括偏磁(biasing magnet) 102。與偏磁102相關(guān)聯(lián)的偏^f茲移動(dòng)的方向主要由箭頭104和106來(lái)指 示。圖1中還描繪了與磁體102相關(guān)聯(lián)的磁場(chǎng)線IIO和108。芯片載體160包括多個(gè)電連接或管腳110、 112、 114、 116、 118、 120、 122、 124。類(lèi)似地，芯片栽體162包括多個(gè)電連接或管腳126、 128、 130、 132、 134、 136、 138、 140。同樣，芯片載體164包括多個(gè)電連接 或管腳142、 144、 146、 148、 150、 152、 154、 156。通常芯片載體160、 162、 164和相應(yīng)的AMR橋接電路能夠被集中在一起以形成系統(tǒng)100的 磁阻陣列。注意到，盡管在圖1中僅描繪了三個(gè)AMR橋接電路121、 123、 125,但是根據(jù)設(shè)計(jì)考慮，磁阻陣列IOO能夠被配置成具有更多或 更少的AMR橋接電路和相關(guān)聯(lián)的芯片栽體設(shè)備。例如，可以實(shí)現(xiàn)具有 八個(gè)AMR橋接電路的磁阻陣列100。偏磁102的移動(dòng)產(chǎn)生來(lái)自每個(gè)磁阻橋接電路121、 123、 125的正弦 信號(hào)響應(yīng)。i茲阻橋接電路121、 123、 125所產(chǎn)生的AMR橋輸出彼此幾 乎相等；然而，由于其中心線到中心線間距的緣故，它們各自的相位被 移動(dòng)。因此，能夠?qū)嵤┎煌母袦y(cè)機(jī)制以在AMR橋接電路121、 123、 125之間進(jìn)行內(nèi)插以便獲得高的絕對(duì)準(zhǔn)確度。圖2圖示了描繪具有規(guī)則間距的八元件磁阻陣列傳感器的示例性曲 線的曲線圖200。曲線圖200包括與在曲線圖200中所描繪的數(shù)據(jù)相關(guān) 聯(lián)的圖注202。 y軸204主要繪出標(biāo)準(zhǔn)化傳感器輸出數(shù)據(jù)，而x軸206 跟蹤(track)以微米為單位的位置數(shù)據(jù)。圖3圖示了描繪作為處理磁阻陣列算法的結(jié)果而產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)化和補(bǔ) 償?shù)那€圖300。曲線圖300與跟蹤曲線圖300所描繪的數(shù)據(jù)的圖注302 相關(guān)聯(lián)。y軸304繪出以數(shù)據(jù)為單位的傳感器響應(yīng)信息，而x軸306跟 蹤以毫米為單位的位置數(shù)據(jù)。圖4圖示了描繪通過(guò)磁阻陣列算法而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的曲線圖400,其 中傳感器比相對(duì)于溫度保持恒定。曲線圖400包括與曲線圖400所繪出 的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的圖注402。 y軸402跟蹤傳感器比數(shù)據(jù)(ration data)， 而x軸跟蹤以毫米為單位的位置數(shù)據(jù)。因此，曲線圖400中所描繪的傳 感器比隨溫度變化而保持恒定。傳感器比通常由公式SA/(SA-SB)給出， 其中SA與"A"傳感器相關(guān)聯(lián)并且傳感器SB與"B"傳感器相關(guān)聯(lián)。圖5圖示了描述通過(guò)磁阻陣列算法而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的曲線圖500,其 中這樣的數(shù)據(jù)包括根據(jù)利用傅立葉補(bǔ)償所獲得的線性化而擬合的直線。 圖注501與曲線圖500相關(guān)聯(lián)并且涉及曲線圖500中所繪出的補(bǔ)償數(shù)據(jù) 和原始數(shù)據(jù)。y軸502主要跟蹤成比例的(scaled)輸出數(shù)椐，而x軸 504跟蹤以毫米為單位的位置數(shù)據(jù)。
圖6圖示了能夠根據(jù)PCB配置而實(shí)現(xiàn)的示例性線性磁阻陣列600。 圖7圖示了能夠根據(jù)PCB配置而實(shí)現(xiàn)的扇形形式的示例性旋轉(zhuǎn)磁阻陣列 700。類(lèi)似地，圖8圖示了能夠根據(jù)PCB配置而實(shí)現(xiàn)的半圓形式的示例 性旋轉(zhuǎn)磁阻陣列800。同樣，圖9圖示了能夠根據(jù)PCB配置而實(shí)現(xiàn)的低 分辨率圓形式的示例性旋轉(zhuǎn)磁阻陣列卯0。最后，圖IO圖示了能夠根據(jù) PCB配置而實(shí)現(xiàn)的高分辨率圓形式的示例性旋轉(zhuǎn)磁阻陣列1000。給出圖 6-10所描繪的磁阻陣列是為了表明很多不同的磁阻陣列形式都是可能 的。
圖11圖示了其中具有相等或規(guī)則元件間距的八元件磁阻陣列傳感 器系統(tǒng)UOO。注意到，在圖l和ll中，相同附圖標(biāo)記表示相同或相似 的部分或元件。因此，八元件磁阻陣列傳感器系統(tǒng)1100本質(zhì)上是圖1 所描繪的傳感器系統(tǒng)100的三元件配置的一種變化。除包括芯片載體 160、 161和164之外，八元件磁阻陣列傳感器系統(tǒng)1100包括芯片栽體 166、 168、 170、 172和174，其本質(zhì)上與芯片載體160、 161、 165的一 個(gè)或多個(gè)相同。芯片載體166、 168、 170、 172和174分別與AMR橋接 電路127、 129、 131、 133和135相關(guān)聯(lián)。在圖11中由變量x所表示的 長(zhǎng)度來(lái)分別指示AMR橋接電路之間的間距。在 一種可能的實(shí)施方式中， 例如，變量x能夠是12.00毫米。
之前所有的磁阻陣列和感測(cè)配置都利用以相等間距配置的元件陣 列，理解這點(diǎn)很重要。在線性陣列的情況下，這意味著線性的中心線到 中心線的距離標(biāo)稱(chēng)是相等的。在旋轉(zhuǎn)陣列的情況下，這意味著中心線到 中心線的弧標(biāo)稱(chēng)是相等的。
通過(guò)仿真和分析，已經(jīng)確定存在著通過(guò)減小所關(guān)心區(qū)域中的元件對(duì) 之間的間距來(lái)優(yōu)化陣列的特定區(qū)域中的絕對(duì)準(zhǔn)確度的特有能力。然后， 能夠增加陣列內(nèi)剩余元件之間的間距以保持陣列的總長(zhǎng)度。因此，在此 描述示例性仿真數(shù)據(jù)，其說(shuō)明了能夠利用該方法獲得的顯著的性能增 加。圖12圖示了描繪能夠通過(guò)圖11所描繪的八元件磁阻陣列傳感器系 統(tǒng)1100而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的曲線圖1200。曲線圖1200主要包括表示曲線圖 1200所繪出的誤差圖(error plot)的圖注1206。 y軸1202主要跟蹤以 LSB (即"最低有效位"或量化電平(quantization level))為單位的誤 差數(shù)據(jù)，而x軸1204跟蹤以毫米為單位的位置數(shù)據(jù)。曲線圖1200圖示 了在25攝氏度、基于從具有12.00 mm (毫米)的相等元件間距的八元 件84.00線性磁阻陣列或系統(tǒng)(例如，像圖11所描繪的八元件磁阻陣列 傳感器系統(tǒng)1100)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的、以LSB為單位的位置誤差數(shù)據(jù)。圖13圖示了其中具有相等元件間距的八元件磁阻陣列傳感器系統(tǒng) 1300,其中這樣的間距不同于圖11所描繪的配置中出現(xiàn)的間距。磁阻 陣列傳感器1300還被配置成具有"y"長(zhǎng)度的相等間距和總長(zhǎng)度"z，，。 在一種可能的實(shí)施方式中，變量y能夠表示9.43毫米的長(zhǎng)度，而變量z 能夠表示66.00毫米的總長(zhǎng)度。因此，磁阻陣列傳感器系統(tǒng)1300能夠被 實(shí)現(xiàn)為具有9.43 mm的相等間距的八元件、66.00 mm線性陣列。圖14圖示了描繪能夠通過(guò)圖13所描繪的八元件磁阻陣列傳感器系 統(tǒng)1300而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的曲線圖1400。曲線圖1400與圖注1402相關(guān)聯(lián)， 圖注1402與在曲線圖1400中繪出的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。y軸1404跟蹤以LSB 為單位的誤差數(shù)據(jù)，而x軸1406跟蹤以毫米為單位的位置數(shù)據(jù)。因此， 曲線圖1400描繪了在24攝氏度、具有9.43 mm相等間距的八元件66.00 mm線性陣列的、以LSB為單位的絕對(duì)位置誤差。圖15圖示了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的其中具有不規(guī)則元件間距的八元件 /磁阻陣列傳感器系統(tǒng)1500。注意到，在圖ll、 13和15中，相同附圖標(biāo) 記表示相同或相似的部分或部件。系統(tǒng)1500不同于圖11、 13和15中 所描繪的系統(tǒng)，這是因?yàn)橄到y(tǒng)1500圖示了不規(guī)則間距。例如，長(zhǎng)度"s" 設(shè)置在AMR橋接電路121與AMR橋接電路123之間，而長(zhǎng)度"t"存 在于AMR橋接電路123與AMR橋接電路125之間。類(lèi)似地，不同的 長(zhǎng)度"u，，存在于AMR橋接電路125與AMR橋接電路127之間。同樣， 不同的長(zhǎng)度"v"設(shè)置在AMR橋接電路127與AMR橋接電路129之間， 等等。'從AMR橋接電路121的中心線到AMR橋接電路135的中心線的 總長(zhǎng)度由變量"r"表示。因此，例如在一些實(shí)施方式中，長(zhǎng)度"s"能 夠是12.00 mm,而長(zhǎng)度"t"可以是10.00 mm。在這樣的實(shí)施方式中，長(zhǎng)度"u"可以是8.00mm,而長(zhǎng)度或間距"v"能夠是6.00mm。與長(zhǎng) 度"r"相關(guān)聯(lián)的長(zhǎng)度或間距例如能夠是66.00 mm。因此，八元件磁阻 陣列傳感器系統(tǒng)1500例如能夠被實(shí)現(xiàn)為具有不規(guī)則間距的八元件66.00 mm線性陣列。
圖16圖示了描繪能夠通過(guò)圖15所描繪的磁阻陣列傳感器系統(tǒng)1500 而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的曲線圖1600。曲線圖1600與圖注1602相關(guān)聯(lián)，圖注 1602表示在曲線圖1600中繪出的數(shù)據(jù)。y軸1604主要跟蹤以LSB為單 位的誤差數(shù)據(jù)，而x軸1606繪出以毫米為單位的位置數(shù)據(jù)。曲線圖1600 總體上描繪了在25攝氏度、基于(如圖15中所描繪的)具有不規(guī)則間 距的八元件66.00 mm線性磁阻陣列的、以LSB為單位的絕對(duì)位置誤差。 根據(jù)上述內(nèi)容，能夠假定絕對(duì)位置準(zhǔn)確度是每對(duì)元件的量化電平 (最低有效位或LSB)的量和那些元件之間的間距的函數(shù)。量化電平的 量通過(guò)電子設(shè)計(jì)來(lái)確定并且固定不變。然而，元件間距是磁路設(shè)計(jì)的函 數(shù)并且很容易根據(jù)每個(gè)應(yīng)用來(lái)優(yōu)化。如果元件間距被移動(dòng)得更加接近， 則絕對(duì)準(zhǔn)確度提高，而如果元件間距被進(jìn)一步移開(kāi)，則絕對(duì)準(zhǔn)確度會(huì)變 差。
如果在陣列的整個(gè)長(zhǎng)度上都要求高級(jí)別的準(zhǔn)確度，則必須利用足夠 量的元件。然而，如果在陣列內(nèi)存在一個(gè)其中要求非常高級(jí)別的準(zhǔn)確度 的所關(guān)心的特定區(qū)域，而對(duì)于陣列的其余部分不需要同樣高的準(zhǔn)確度， 則可以在設(shè)計(jì)中利用較少的元件。只有其中要求高級(jí)別準(zhǔn)確度的所關(guān)心 的特定區(qū)域才需要具有小的元件間距。
前面的附圖主要依靠線性磁阻陣列配置，其提供了解釋實(shí)施不規(guī)則 元件間距的新穎性的示例。這個(gè)概念同樣也適于所有旋轉(zhuǎn)磁阻陣列配 置，以下將更詳細(xì)地提供其中一些示例。
圖17圖示了根據(jù)可替換的實(shí)施例的具有較寬角間距的旋轉(zhuǎn)磁阻陣 列傳感器系統(tǒng)1700。系統(tǒng)1700主要包括四個(gè)磁阻感測(cè)部件S4、 Sl、 S3 和S2。箭頭M表示與系統(tǒng)1700相關(guān)聯(lián)的角位(angular position)或磁 矢量。如框1702所示，指示了處于-37.5度角位的系統(tǒng)1700，而在框1704, 圖示了處于-15.5度角位的系統(tǒng)1700。此后，在框1706,描繪了處于+15.5 度角位的系統(tǒng)1700。最后，如框1708所示，指示了處于+37.5度角位的 系統(tǒng)1700。
圖17所描繪的過(guò)程表明當(dāng)偏磁或磁路以一角度旋轉(zhuǎn)時(shí)，晶片(die)上所得的場(chǎng)看起來(lái)像是類(lèi)似鐘表上的指針進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的統(tǒng)一矢量。Sl的中 心線從-37.5度到-15.5度，然后到+ 15.5度，最后到+ 37.5度。磁阻部件 或AMR元件之間的角間距能夠被提供如下(a) SI & S2 = 22.0度;(b) S2 & S3 = 31.0度;以及(c) S3 & S4 = 22.0度。圖18圖示了根據(jù)可替換的實(shí)施例的描述能夠通過(guò)圖17所描繪的旋 轉(zhuǎn)磁阻陣列傳感器系統(tǒng)1700而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的曲線圖1800。曲線圖1800 通常與圖注1802相關(guān)聯(lián)，圖注1802提供對(duì)在曲線圖1800中繪出的數(shù) 據(jù)的關(guān)鍵指示。y軸1804主要跟蹤以LSB為單位的誤差數(shù)據(jù)，而x軸 1806跟蹤以度為單位的角數(shù)據(jù)。曲線圖1800總體上繪出從在零點(diǎn)(zero ) 具有31.0角間距的四元件75.0度旋轉(zhuǎn)陣列產(chǎn)生的示例性數(shù)據(jù)。曲線圖 1800基于攝氏25度下以LSB為單位的絕對(duì)位置誤差。圖19圖示了根據(jù)可替換的實(shí)施例的具有較窄角間距的旋轉(zhuǎn)磁阻陣 列傳感器系統(tǒng)1900。系統(tǒng)1900主要包括四個(gè)磁阻感測(cè)部件S4、 Sl、 S3 和S2。箭頭M表示與系統(tǒng)l卯O相關(guān)聯(lián)的角位或磁矢量。如框1902所 示，指示了處于-37.5度角位的系統(tǒng)1900，而在框1904，圖示了處于-5.0 度角位的系統(tǒng)1卯0。此后，在框1906，描繪了處于+5.0度角位的系統(tǒng) 1900。最后，如框1908所示，描繪了處于+37.5度角位的系統(tǒng)1900。圖19中所描繪的過(guò)程表明在偏磁或磁路以一角度旋轉(zhuǎn)時(shí)，晶片 上所得的場(chǎng)看起來(lái)像是類(lèi)似鐘表上的指針進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的統(tǒng)一矢量。Sl的中 心線從-37.5度到-5.0度，然后到+5.0度，并最后到+37.5度。磁阻部件 或AMR元件之間的角間距能夠被提供如下(a)Sl &32 = 32.5度;(1))32 & S3 = 10.0度;以及(c)S3 & S4 = 32.5度。圖20圖示了根據(jù)可替換的實(shí)施例的描繪能夠通過(guò)圖19所描繪的旋 轉(zhuǎn)磁阻陣列傳感器系統(tǒng)1900而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的曲線圖2000。曲線圖2000 總體上圖示了在25攝氏度、以LSB為單位的絕對(duì)位置誤差，并且基于 在零點(diǎn)具有10度角間距的四元件75度旋轉(zhuǎn)陣列所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。圖注 2002提供對(duì)在曲線圖2000中繪出的數(shù)據(jù)的關(guān)鍵指示，而y軸2004跟蹤 以LSB為單位的誤差數(shù)據(jù)。x軸2006跟蹤以度為單位的角數(shù)據(jù)。應(yīng)當(dāng)理解，可以根據(jù)需要將上面所公開(kāi)的變化以及其他特征和功能 或其替換方案組合成許多其他不同的系統(tǒng)或應(yīng)用。同樣，隨后可以由本 領(lǐng)域技術(shù)人員做出這里目前沒(méi)有預(yù)料到的或者未曾料到的各種替換、修 改、變化或改進(jìn)，所附權(quán)利要求旨在包括這些替換、修改、變化或改進(jìn)。
權(quán)利要求
1. 一種磁阻傳感器系統(tǒng)，包括被排列成陣列的多個(gè)磁阻感測(cè)部件，其中所述多個(gè)感測(cè)部件之中的每個(gè)磁阻感測(cè)部件彼此被不規(guī)則地隔開(kāi)，以便優(yōu)化所述陣列的性能并且滿(mǎn)足其特定磁阻感測(cè)應(yīng)用的要求。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括多個(gè)芯片載體，其中所述多 阻部件相關(guān)聯(lián)。、 '一 ，. 、；、 、'、
3. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述陣列包括線性陣列。
4. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述陣列包括旋轉(zhuǎn)陣列。
5. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述陣列被配置在印刷電路板 (PCB)上。
6. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)磁阻部件之中處于所關(guān)心區(qū)i中的絕對(duì)^確度得以?xún)?yōu)化。^ "、 ' 、
7. —種磁阻傳感器系統(tǒng)，包括被排列成陣列的多個(gè)磁阻感測(cè)部件，所述陣列被配置在印刷電路板 (PCB)上；多個(gè)芯片栽體，其中所述多個(gè)芯片載體之中的每個(gè)芯片載體與所述 多個(gè)磁阻部件之中的相應(yīng)的磁阻部件相關(guān)聯(lián)，以使得所述多個(gè)感測(cè)部件 之中的每個(gè)磁阻感測(cè)部件彼此被不規(guī)則地隔開(kāi)，以便優(yōu)化所述陣列的性 能并且滿(mǎn)足其特定磁阻感測(cè)應(yīng)用的要求；并且其中所述多個(gè)磁阻部件之中處于所關(guān)心區(qū)域中的》茲阻部件對(duì)之間 的間距減少使得具有所述陣列的所述所關(guān)心區(qū)域中的絕對(duì)準(zhǔn)確度得以 優(yōu)化。
8. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所迷陣列包括線性陣列或旋轉(zhuǎn) 陣列。
9. 一種磁阻傳感器方法，包括 將多個(gè)磁阻感測(cè)部件排列成陣列；以及對(duì)所述多個(gè)磁阻感測(cè)部件進(jìn)行配置，以使得所述多個(gè)感測(cè)部件之中 的每個(gè)磁阻感測(cè)部件彼此被不規(guī)則地隔開(kāi)，以便優(yōu)化所述陣列的性能并 且滿(mǎn)足其特定磁阻感測(cè)應(yīng)用的要求。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括 提供多個(gè)芯片載體；以及使所述多個(gè)芯片載體之中的每個(gè)芯片栽體與所述多個(gè)磁阻部件之 中的相應(yīng)的磁阻部件相關(guān)聯(lián)。
全文摘要
一種磁阻傳感器系統(tǒng)包括多個(gè)芯片載體，以使得所述多個(gè)芯片載體之中的每個(gè)集成電路與相應(yīng)的磁阻感測(cè)部件相關(guān)聯(lián)。多個(gè)磁阻感測(cè)部件能夠被排列成陣列，其中所述多個(gè)磁阻部件之中的每個(gè)磁阻部件與所述多個(gè)芯片載體之中的相應(yīng)的集成電路相關(guān)聯(lián)，并且其中，所述多個(gè)磁阻感測(cè)部件包括彼此被不規(guī)則隔開(kāi)的感測(cè)部件，以便優(yōu)化陣列的性能并且滿(mǎn)足特定磁阻感測(cè)應(yīng)用的要求。
文檔編號(hào)G01D5/16GK101305264SQ200680041641
公開(kāi)日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2006年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月14日
發(fā)明者A·M·徳米特里夫, L·F·里克斯, M·J·拉托里亞 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司