CN105371874A

CN105371874A - 真实-相位二维磁场传感器

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Publication number: CN105371874A
Application number: CN201510476016.4A
Authority: CN
Inventors: U·奥塞勒克纳
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2014-08-06
Filing date: 2015-08-05
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2035-08-05
Also published as: DE102015112895A1; US20160041006A1; US10466071B2; CN105371874B

Abstract

实施例涉及磁场传感器装置、系统和可以更准确地检测目标的边缘的方法。在一个实施例中，传感器装置包括邻近诸如齿轮之类的目标的第一磁场传感器元件和第二磁场传感器元件，以感测目标的旋转。在实施例中，该传感器装置可以被视为二维磁场传感器，其中第一磁场传感器元件可以对第一磁场分量(例如Bx分量)敏感，且第二磁场传感器元件可以对第二磁场分量(例如Bz分量)敏感。在其他实施例中，传感器系统600可以是三维磁场传感器。传感器装置相对于目标可以布置为使得来自第一和第二磁场传感器元件的一个或另一个的信号可被用于根据检测到的边缘是上升(即，从间隙向齿轮的齿过渡)还是下降(从齿向齿轮的间隙过渡)来确定切换阈值。

Description

真实-相位二维磁场传感器

技术领域

多个实施例一般性地涉及磁场传感器，并更为具体地涉及以高相位精度确定目标装置(例如凸轮轴)的位置的磁场位置传感器系统以及方法。

背景技术

检测诸如凸轮轴或曲轴之类的物体的旋转运动的位置传感器是本领域已知的。该传感器可以包括磁场传感器，其可用于基于由该传感器检测到的测量到的磁场来推断旋转物体的位置。磁场传感器可以利用各种类型的传感器元件，包括霍尔效应传感器元件(例如，普通霍尔板和/或竖直霍尔效应器件)、磁阻(MR)传感器元件，诸如各向异性MR(AMR)、巨MR(GMR)、隧穿MR(TMR)、庞MR(CMR)或其它。

传统的磁场位置传感器也可以是对扭曲不敏感或对扭曲敏感的传感器。对扭曲不敏感的传感器通常是在气隙方向(例如，z方向或限定传感器元件和目标之间的距离的方向)上对磁场分量敏感的磁场传感器，并且其中传感器输出不应该响应于该传感器绕z轴(即气隙轴)旋转任意角度而改变。另一方面，对扭曲敏感传感器是在诸如软磁性目标设备之类的物体的运动方向(例如，x方向)上对磁场分量敏感的磁场传感器。

传统的位置传感器受若干缺点困扰。一般来说，它们相对于背景磁干扰是不够强健的。此外，从将感测的磁场调制中辨别偏置磁场存在困难。重要的是，传统的位置传感器还会受到磁性阈值定义的挑战，或准确而言，在当齿轮旋转时信号应该在低和高(或反之亦然)之间进行切换的情况(例如，当使用齿轮时从间隙到齿的过渡)。虽然校准技术是已知的且可以被用来改善磁性阈值定义，但它们可能被延迟(即，通电后不是立即可操作的)。

发明内容

实施例涉及用于以高相位精度确定目标装置(例如凸轮轴)的位置的磁场位置传感器系统以及方法。

在实施例中，磁场传感器系统被配置成布置为与目标分开达气隙距离，所述系统包括：基板；布置在基板上且对在第一方向上的磁场分量敏感的第一传感器元件；布置在基板上且对在与第一方向不同的第二方向上的磁场分量敏感的第二传感器元件；以及被配置为通过下面方式指示感测到的目标位置的电路装置：如果目标从第一位置移动至第二位置，则将来自第一传感器元件的信号与第一阈值进行比较，且如果目标从第二位置移动至第一位置，则将来自第二传感器元件的信号与第二阈值进行比较。

在实施例中，一种方法包括：提供被配置成布置为与目标分开达气隙距离的磁场传感器系统，所述系统包括：管芯；布置在管芯上且对在第一方向上的磁场分量敏感的第一传感器元件；布置在管芯上且对在第二方向上的磁场分量敏感的第二传感器元件；以及被配置为通过下面方式指示感测到的目标位置的电路装置：如果目标从第一位置移动至第二位置，则将来自第一传感器元件的信号与第一阈值进行比较，且如果目标从第二位置移动至第一位置，则将来自第二传感器元件的信号与第二阈值进行比较。

在实施例中，传感器系统被配置为当目标经过位置时提供输出信号，该目标沿包括该位置的路径移动，所述传感器系统包括：至少一个传感器元件，其被配置为输出与目标位置相关且显示出相对极值的信号；和与至少一个传感器元件耦合的电路装置，其被配置为：基于来自至少一个传感器元件的信号导出阈值，以及在以下情况下提供传感器系统输出信号，即在相对极值为相对最大值时来自至少一个传感器元件的信号下降到低于阈值，或者在相对极值为相对最小值时来自至少一个传感器元件的信号升高至高于阈值。

附图说明

结合附图考虑以下对本发明的各种实施例的详细描述可以更透彻地理解本发明，其中：

图1是根据实施例的传感器系统和目标的侧视图。

图2A是根据实施例的传感器系统和目标的半透明平面图。

图2B是根据实施例的传感器系统和目标的半透明平面图。

图2C是根据实施例的传感器系统和目标的半透明平面图。

图3A是根据实施例的传感器系统和目标的侧视图。

图3B是图3A的传感器系统和目标的半透明平面图。

图4是根据实施例的传感器系统和目标的半透明平面图。

图5是根据实施例的传感器系统和目标的侧视图。

图6A是根据实施例的传感器系统和目标的框图。

图6B是根据实施例的传感器系统和目标的框图。

图7A是与类似于图4的实施例相关的仿真结果的图。

图7B是与类似于图4的实施例相关的仿真结果的图。

图8是与类似于图4的实施例相关的仿真结果的图。

图9是与实施例相关的仿真结果的图。

尽管本发明可修改为各种变型和备选形式，但其特定形式将在附图中通过举例的方式示出并在本文中进行详细描述。然而，应当理解，本发明并不旨在将限制于所描述的特定实施例。相反，本发明意图涵盖落入随附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同方案以及替换。

具体实施方式

实施例涉及可以更加精确地检测目标的边缘的磁场传感器设备、系统和方法。在一个实施例中，传感器装置包括：邻近诸如齿轮或极轮之类的目标的第一磁场传感器元件和第二磁场传感器元件，以感测目标的旋转。该传感器装置在实施例中可以被视为二维磁场传感器，因为第一磁场传感器元件可以对第一磁场分量(例如，Bx分量)敏感，且第二磁场传感器元件可以对第二磁场分量(例如，Bz分量)敏感。在其他实施例中，传感器系统600可以是三维磁场传感器。该传感器装置相对于目标可以被布置成使得来自第一和第二磁场传感器元件的一个或另一个的信号可以被用于根据所检测到的边缘是上升(即，从间隙向齿轮的齿过渡)或下降(从齿向齿轮的间隙过渡)来确定切换阈值。在实施例中，传感器装置相对于目标的布置可以是对扭曲不敏感的，并且利用第一和第二磁场传感器元件中不同的传感器来检测边缘的上升或下降可以提供更精确的和/或一致的边缘检测以及其他优点。

虽然本文中使用特定分量和方向(例如，x分量，z方向等)用于讨论和说明的目的，但它们对于任何实施例的特定配置或布置或权利要求并非限定性的。例如，x分量可以被认为是第一分量，并且磁场还具有第二(例如，y)和第三(例如，z)分量。

参照图1，描绘了传感器系统100的实施例。传感器系统100包括传感器装置102且其布置为邻近目标104。在图1中，目标104包括齿轮，但是在其它实施例中也可以使用极轮或其他的目标设备。齿轮包括一系列之间交替的齿和间隙，其可以是规则的(如图1中通常描述的)或不规则的(即具有不同尺寸或配置的齿和/或间隙)。目标104或至少其齿在实施例中包括含铁的或其他磁性材料，且是可导磁的，并且在实施例中具有至少1,000的相对磁导率μ_r。目标装置150可被配置为以垂直于气隙方向的切线方向(例如，由图1中箭头所示的x方向)顺时针或逆时针旋转，其在本文中统称为“移动方向”。除非另外提及、讨论或主张，否则目标通常不包括传感器系统的部分，尽管它们在操作中一起被使用。

传感器装置102可以包括传感器管芯106，其具有通过气隙与目标104分开地布置的第一表面108。在实施例中，传感器装置102和目标104可在第一方向上彼此隔开，该第一方向可以被称作气隙方向。管芯106可以被布置为使得第一表面108(即，向下面向目标104的xy平面)垂直于传感器装置102和目标104之间的气隙方向。在其他实施例中，例如，管芯106可以被布置为使得第一表面108平行于气隙方向。虽然本文中统称为“管芯”，但术语“管芯”对于所有实施例和/或权利要求书的范围并非限定性的。在各种实施例中，管芯106可以包括基板、半导体裸片、引线框架、组件板、电路板或它们的组合，或能够建立和/或维持传感器110和112相对于彼此和/或系统100中至少一个其它组件的精确或相对位置的一些其他支撑结构。此外，虽然管芯106在本文中一般指单数形式，但另一实施例的管芯106或一些其它支撑结构可以包括多个管芯的布置或其它结构或子结构。

传感器装置102还可以包括第一磁场传感器元件110和第二磁场传感器元件112。在实施例中，传感器元件110和112被布置成在与目标104相对的第一表面108上彼此临近并隔开。在图1所示的实施例中，传感器元件110和112在x方向彼此隔开并在z方向通过距离为d的气隙与目标104隔开。图1中描绘的特定轴和定向在本文中用作关于附图如何布置在页面上的例子，并且不限制系统100可以或可能如何在其它实施例或实践中布置。

在实施例中，传感器系统100可以包括“单单元”传感器系统，其通常是指其中传感器元件110和112被布置为检测单一位置的磁场分量(即，绝对磁场测量)的系统。在其他实施例中，系统100可以包括一个“差分”传感器系统，其通常是指其中传感器元件110和112被布置为检测两个或多个位置处磁场分量的梯度(即，测量两个或多个位置的磁场分量的差)。差分传感器系统的实施例将在下文中讨论并且可以包括梯度计。梯度计通常包含一个或多个传感器元件，其被配置为检测在一个方向上的磁场的梯度(例如，构成梯度计的两个传感元件可以在x方向彼此隔开，并在x方向具有梯度方向，以使得它们检测磁场的x方向分量的梯度)。可以形成包括多个梯度计的系统的实施例，并且在这类系统中，梯度计可具有相同或平行的梯度方向，或梯度计可具有不同的或反平行的梯度方向。

在一个实施例中，传感器元件110可以感测由目标104引起或影响的磁场的z分量，且传感器元件112可以感测该相同场的x分量。换句话说，传感器元件110对垂直于管芯106的表面108的磁场敏感，且传感元件112是对平行于表面108的平面内的磁场分量敏感。这些在其他实施例中可以相反，和/或者可以由一个、两个或其他传感器元件来感测其他磁场分量。因此，在各种实施例中，任何传感器系统的实施例中的至少两个传感器元件可以具有基本上相同或平行的敏感方向，或者基本上反平行的敏感方向。在反平行敏感方向的实施例中，例如，该方向可相交以形成除约0度或约180度以外的任何角度。在一个实施例中，方向可以彼此垂直或正交。在实施例中，方向中的至少一个方向可以与气隙方向(例如，图1的z方向)相同，但在其他实施例中两个方向可以不同于气隙方向。

在一般情况下，每个磁场传感器由在任何方向上作用在其上的任何磁场分量所影响。如本文所讨论的，一般对于感测或对特定的磁场分量或方向敏感的传感器元件，意指主要对第一磁场方向敏感且仅少量地对其他磁场方向敏感的一类传感器。例如，霍尔板主要对垂直于板的磁场分量敏感；然而，它也略微响应于平行于板并沿电流方向的磁场分量，这被称作“平面霍尔效应”。此外，对于完全垂直于板的场，霍尔板可具有大约为50mV/V/T的敏感度，然而，如果将1T的附加场平行地施加到板，则可将敏感度变为51mV/V/T。已知对于磁电阻器存在类似效应。因此，通过说传感元件对在第一方向上的磁场敏感，这一般是指比其他残余的敏感度或串扰大至少一个或两个量级的敏感度的主方向。

传感器元件110和112可以包括相同或不同类型的磁场传感器，诸如霍尔效应传感器元件(普通霍尔板或竖直霍尔效应元件)、磁阻传感器元件、MAGFET或其它磁场敏感器件。在其中传感器元件110感测z分量且传感器元件112感测x分量的实施例中，传感器元件110可以包括普通霍尔板，并且传感器元件112可包括竖直霍尔效应元件或磁阻传感器元件。在其它实施例中，仍然可以将其它传感器元件用于传感器元件110和112的一个或两个。

传感器装置102可以包括或耦合到至少一个引线114，其可以耦合到传感器元件110和112和/或管芯106，从而传达来自和/或至传感器装置102的或与传感器装置102通信的传感器元件110和112、管芯106和/或传感器装置102的其他元件的信号。例如，在一个实施例中，至少一个引线114耦合到管芯106以传达来自在传感器系统100之外(诸如在电子控制单元(ECU)或其他器件或电路之外)的传感器元件110和112的信号，。在图1的实施例中，至少一个引线114被布置为弯曲导线配置，但是其他实施例中也可以实施引线114的其他配置和/或相对的引线114相对于管芯106和/或偏置磁体116的相对布置(如下面讨论的)。

实施例中传感器装置102还包括偏置磁体116。在其他实施例中，偏置磁体116不是传感器装置102或系统100的一部分，而是被配置成布置为邻近或耦合到装置102。通常，偏置磁体116可以被配置成磁化的目标104，并且当目标104相对偏置磁体116移动时引起目标104的磁场变化。偏置磁体116可以包括被磁化为由图1中箭头图示的永久磁体(即，垂直的、或相对于页面上该图或所使用的坐标系的定向的-z方向上的磁体，这在其他实施例或传感器系统100和目标104的相对配置中可以变化)。在实施例中，偏置磁体116可感应平行于z轴和气隙方向的磁场。在其他实施例中，偏置磁体116可以在两个方向上被磁化，在除图1描述的方向之外的方向上被磁化，或者包括一些其他类型的磁体。

偏置磁体116的几何形状也可以在实施例中变化，且图1仅为一个示例性实施例。例如，偏置磁体116可包括大体矩形的形状、圆柱形形状、环形磁体、多个磁体元件或特定于应用或系统要求的一些其它适合的形状、配置或结构。在实施例中，对称地定制磁体116的尺寸是有利的，以使得磁体116的对称轴(即，图1示出的z轴)与目标104的中心同轴。如图1所描述的，传感器元件110和112被布置在偏置磁体116和目标104之间，但可以在其它实施例中实施其它布置。一般来说，传感器元件110和112尽可能接近目标104是有利的，这样使得其中偏置磁体116定位于两者之间的实施例可能较不具有吸引力。

传感器装置102可以进一步包括封装118，其可以包括保护罩、壳体或通常配置为保护传感器装置102及其组件以及其内任选的模塑化合物122的其他集成电路封装结构。引线114和其它引线，导线，焊盘或用于将传感装置102与外部电源耦合的结构，电路和其它设备也可以从封装118扩展或在封装118上或内形成。

如已经讨论的，其它实施例可以不同于图1所示的系统100的示例性实施例，且本文将通过举例的方式对这些实施例的一些实施例进行讨论或在本文中其他地方进行描述。例如，传感器装置102可以包括如图1中的两个传感器元件110和112，或在其他实施例中传感器装置102可以包括多于两个的传感器元件，或者传感器元件110和112之一或两者可以包括多个传感器元件。

参考图2A，类似于传感器系统100，另一个传感器系统200的实施例包括第一传感器元件210，以及包括布置在管芯206上的第二传感器元件部分212a和212b的第二传感器元件212。本文所用的术语“部分”并旨在暗示该传感器元件部分本身不是物理或功能完整的传感器元件；而是，其旨在表示这些部分是这样的传感器元件，即其连同一个或多个其他传感器元件可被认为是具有共同特征(诸如感测磁场的相同分量)的传感器元件组的部分，并且在一些实施例中，将它们各自的信号结合以确定平均、差分或一些其它产生的信号或估计。考虑到本文的各种实施例描述和讨论了各传感器元件部分的实施例。

虽然在其他实施例中其他布置是可能的，但在图2A中，传感器元件210在垂直于气隙方向的方向上被布置在管芯206上的第二传感器元件部分212a和212b之间并且与其隔开。如所描绘的，传感器元件部分212a和212b关于传感器元件210通常是对称的，并且彼此具有类似的尺寸和形状，但不一定与传感器元件210类似。因此，在实施例中，传感器元件210和212的重心通常是对齐的或布置在同一点(即，传感器元件部分212a和212b的重心位于两者之间，位于基本上与单个传感器元件210的重心的相同点，即它的几何中心)，以使得它们可以被视为感测同一点的磁场。这在其他实施例中也是正确的，诸如在图2B和2C、图3A、图4和图5中，以及本文中未具体示出的其他可能的实施例。

传感器元件部分212a和212b可以感测Bx分量，而传感器元件210可以感测Bz分量。换句话说，传感器元件210和212具有不同的敏感方向，并如前面就其它实施例所讨论的，这些方向可以是反平行的(例如，以除大约0度或约180度以外的任何角度相交)，如彼此垂直。除非另有说明，否则在其它实施例中通常如此。

如果传感器元件210被布置成以z轴为中心(以图2A所示的定向延伸到页面中)，且传感器元件部分212a和212b在+/-x方向上对称地布置在其任一侧上，则传感器元件部分212a和212b的信号的平均值可以在z轴上(即，在传感器元件210感测Bz的位置处)提供Bx的估计，如上述在重心的情况下讨论的。与传感器元件110和112类似，传感器元件110可包括普通霍尔板，而在一个实施例中传感器元件112可包括竖直霍尔效应器件或磁阻器。

图2A是系统200的半透明俯视(平面)图，以使得目标204、管芯206和传感器元件210和212的一般相对布置与图1的一般相对布置类似，即使在图2A中显示了管芯206被布置在传感器元件210和212以及目标204之间(但这不是说，这样的布置不能在其他实施例中实施)。另外，系统200可以包括与系统100的那些其他元件类似的其他元件或以未具体描绘的其他元件(例如，偏置磁体、封装、引线等)。此处和全文中，类似的附图标记用于指代类似的元件(例如，管芯106和管芯206，目标104和目标204等)，但是实施例中类似的元件可能不相同。例如，如所描绘的，目标104通常包括规则的且类似地隔开的齿和间隙，而如图2所示，目标204包括比相邻间隙更宽的至少一个齿。目标204的其他齿和间隙可以是具有规则或不规则的尺寸和/或形状。例如，更一般而言，传感器装置202和目标204的相对尺寸以及附图不必成比例绘制，并具有出于讨论和说明示例且不限制权利要求的特征的目的而所作的调整。

图2B中描绘了传感器系统200的另一个实施例，其中传感器元件212包括四个传感器元件部分212a、212b、212c和212d。传感器元件部分212a和212b，如在图2A的实施例中一样，被布置成沿着x轴彼此隔开。传感器元件部分212c和212d被布置成沿着y轴彼此隔开，y轴垂直于气隙方向和x轴两者。在两个方向上，传感器元件部分212a和212b彼此等距隔开并且与传感器元件210等距隔开。传感器元件部分212a-212b和212c-212d的每一对也被配置为分别沿第一方向和第二方向检测磁场分量，并且第一和第二方向是相互正交的磁场分量的方向，并且还正交于传感器元件210的敏感方向。

图2B中的系统200的组成和相对布置使得系统200是“对扭曲不敏感”的传感器系统。换句话说，系统200可以绕扭转轴(即，图2B的z轴)被旋转任意角度，而不会影响由第一或第二传感器元件210和212所检测的磁场(212指传感器元件部分212a-212d)。在一些应用中，例如在汽车应用中，这可以允许在相对于内燃机的气缸盖而安装传感器系统中增加灵活性。

因此，参考图2C，如果基板206围绕扭转轴被扭曲或旋转任意扭转角θ(例如，θ＝20度，如图2C所图示)，则传感器元件210和212可被组合以表示沿运动方向的磁场分量(即，Bx)。因此，传感器系统200可以包括三维(3D)传感器。Bx可以从具有θ＝20度的图2C的布置中被重建，因为它正比于：

S_2xcosθ-S_2ysinθ，

其中S_2x指传感器元件对212a和212b，且S_2y指传感器元件对212c和212d。

图3A(侧视图)和图3B(平面或俯视图)描绘了传感器系统300的实施例，其类似于图2C的传感器系统200但呈直立定位的配置。系统300同样可以是对扭曲不敏感的传感器系统，这里再次在z轴上被扭转(如在图3B中最容易看出的)。在系统300中，用于感测Bz分量的传感器元件310包括两个传感器元件部分310a和310b，且用于感测Bx分量的传感器元件312包括三个传感器元件部分312a、312b和312c，且传感器元件部分312b和312c沿z轴与传感器元件部件312a等距隔开。传感器元件部分310a和310b也沿x轴与传感器元件部分312a等距隔开。如在图3B可以看出，传感器元件310和312在y方向上大致共面。

传感器元件310可包括竖直霍尔器件或磁阻器件，而传感器元件312可包括不同类型的传感器元件。例如，在一个实施例中，传感器元件部分310a包括普通霍尔板，且传感器元件部分310b和310c包括竖直霍尔器件或磁阻器件。因此，传感器元件部件312a是对垂直于管芯306的主表面(例如，其上安装有传感器元件310和312的表面，通常在z轴上以扭转角θ从该图中面向外，如图3B所示)的磁场分量敏感，而其他传感器元件部分310a、310b、312b和312c对平面内磁场分量敏感，通常沿如附图所描述的这些传感器元件部分的矩形的短边，除非本文另有讨论。

虽然没有具体描绘，但传感器系统300可包括其它部件，包括针对其它实施例所讨论的那些部件。例如，传感器装置300可以包括一个或多个偏置磁体、封装、导线和其他组件。仅为突出系统与系统之间或实施例与实施例之间可以区分的特征的目的，可以从一个或多个附图中省略这些和/或其他特征以及组件的一些，而对所要求的任何传感器系统或装置的任何组合不进行限定。因此，各种实施例可以针对就本文其他地方的另一特定实施例所描绘和/或讨论的特征和组件的组合和/或变化。

如前所述，实施例可以包括单单元或差分传感器设备。参照图4，描绘了差分传感器系统400的实施例。传感器系统400包括与传感器系统200、300和400的实施例的那些组件和特征相似的组件和特征，传感器元件410和412的另一布置为能够感测沿目标404的运动方向(x)的磁场分量的梯度。在这种实施例中，传感器元件410和412的重心可以定义传感器装置400切换的更精确点。图4中重心是z轴，其上布置有传感器元件410并定义了多个传感器元件412的多个传感器元件部分的重心(可以多于或少于图4所示的数量)。图4中传感器元件412的多个部分通常沿以z轴为中心的圆布置，传感器元件部分412的多个部分通常距z轴等距隔开且沿圆彼此成一定角度。传感器系统400同样是对扭转不敏感的系统且以扭转角θ安装在Z轴上。

在操作中，传感器系统400的电路装置或耦合到传感器系统400的电路装置可以标识传感器元件412的多个传感器元件部分的直径方向相对的那些，其位于与目标404的移动方向基本成一直线的线上。图4中，显示为白色或未填充的两个传感器元件部可以是那些径向相对的传感器元件，因为两者大致位于x轴上。在实践中，在装配或安装传感器系统400后才能够对那些传感器元件进行标识，因为直到知道传感器系统400和目标404的相对布置后才进行该标识。在其他实施例中，传感器系统400或与其耦合的电路装置可以插入接近于与目标404的移动方向成一直线的线的两个或多个传感器元件之间。下文将讨论如传感器系统400的示例性传感器系统的操作有关的仿真结果。

对扭曲不敏感的直立差分传感器系统带来了额外的挑战，因为主管芯表面(即，其上布置有传感器元件的表面)的定向是任意的，且一般不能改变。因此，由于任意的扭转角而导致偏离扭转轴的任何传感器元件将偏离x轴(即，目标的移动方向)。然而，参照图5，描述了对扭曲不敏感的直立差分传感器系统500的实施例。传感器系统500包括类似于图3A和3B中传感器系统300的直立定向。传感器系统500包括两个传感器元件510和512。传感器元件510包括两个传感器元件部分510a和510b，并且传感器元件部分510a布置成比传感器元件部分510b更靠近目标504，且沿z轴彼此隔开。传感器元件512包括两个传感器元件部分512a和512b。传感器元件部分512a布置成比传感器元件部分512b更靠近目标504，与传感器元件部分510a和510b类似彼此沿z轴隔开，并且被布置在传感器元件部分510a和510b之间(即，传感器元件部分510a被布置为最靠近目标504，且传感器元件部分510b被布置为最远离目标504，并且传感器元件部分512a和512b布置在它们之间)。

传感器元件部分512a和512b的每个包括沿x轴彼此隔开的三个传感器元件部分。在实施例中，中心的传感器元件部分每个可以包括普通霍尔板，而在实施例中，位于中心的传感器元件部分的任一侧的两个传感器元件部分可以包括竖直霍尔效应传感器器件或磁阻器件。在实施例中，传感器元件部分510a和510b也可包括竖直霍尔效应传感器器件或磁阻器件。

图5中，描绘了在z轴上的扭转角为θ(扭转角θ的方向在图4中最容易看到)的传感器系统500。如果扭转角θ＝0°，则管芯506的主表面(例如，图5中面向外且其上安装有传感器元件510和512的表面)平行于x轴。然后传感器系统500可以被配置为检测沿x方向的Bx和Bz的梯度，即和这通过将传感器元件部分512a和512b的两个对Bx敏感的元件布置在不同的x位置但在同一y位置和z位置处并将它们进行相减来完成：

d x \times \partial B_{x} / \partial x &cong; B_{x} (x + d x / 2) - B_{x} (x - d x / 2) .

对于z分量同样可完成：

d x \times \partial B_{z} / \partial x &cong; B_{z} (x + d x / 2) - B_{z} (x - d x / 2) .

由于磁场的旋度化为零，因此具有：

\partial B_{z} / \partial x = \partial B_{x} / \partial z,

这可以通过将传感器元件部分512a和512b的两个Bx敏感元件布置在不同的z位置但在同一x和y位置来进行测量。如果传感器元件部分512a和512b位于扭转角(即z轴)上，则管芯506可被扭转而不改变信号。传感器系统500同样需要测量垂直于扭转轴的两个相互正交的分量且根据如上讨论的S_2xcosθ-S_2ysinθ来重构Bx场的传感器元件。

对于第二梯度，我们可以利用磁场散度化为零的事实，因而：

\partial B_{x} / \partial x = - \partial B_{y} / \partial y - \partial B_{z} / \partial z .

总磁场可被分解为由偏置磁体和目标504的反向散射生成的场。例如，对于y分量：

B_{y} = B_{y}^{(T)} + B_{y}^{(M)},

其中上标(T)指示“目标结构”，且上标(M)表示“磁体”。如果传感器系统500被放置在目标504的对称平面中，则认为此外，对于在x方向上具有梯度的任何传感器，可将偏置磁体设计为具有在对扭曲不敏感系统的情况下，实施例中偏置磁体可具有旋转的几何结构，以使得其还具有因此，我们得出

\partial B_{y} / \partial y = 0,

这意味着

\partial B_{x} / \partial x = - \partial B_{z} / \partial z .

因此，传感器系统500可被认为包括两个3D传感器(即第一个是510a和510b，第二个是512a和512b)，每个3D传感器被配置为测量两个正交的平面内磁场分量，且磁场分量垂直于管芯506的主表面。每个3D传感器沿气隙方向(即，z方向)布置在距目标504不同的距离(d1相对于d2)，并确定磁场差异被以提供两个信号：一个可以被用来检测目标504的上升边缘的更准确的位置，另一个可以被用来检测目标504的下降边缘的更准确位置。

如果两个z位置被称为d1和d2，由普通霍尔板(HHall)检测平面外磁场分量，且由竖直霍尔器件VHallx’和VHallz检测两个平面内分量(x’表示由于扭转角而导致的不同于x方向的x’方向)，则第一信号Sig1为：

Sig1＝信号(d2处的VHallz)–信号(d1处的VHhallz)。

第二信号为：

Sig2＝信号(d2处的VHallx’)*cos(theta)–信号(d2处的HHall)*sin(theta)–信号(d1处的VHallx’)*cos(theta)+信号(d1处的HHall)*sin(theta)。

一般而言，单单元方式实施起来可以更简单，使用较少的芯片空间和较少的电流消耗，但是与差分方式相比，其对抗磁场干扰不够强健。差分传感器方式可以消除很大部分背景磁场干扰，以使得其更为强健，然而其具有这样的缺点，即，其对于所有可能的扭转角不能同样好地起作用：如果沿其检测梯度的路线是沿目标的宽度方向，则这种传感器可能具有较差的相位准确度，但如果通过如上所述的z方向的梯度来沿x方向构建梯度，则可以大幅改善相位准确度。

因此，在实施例中，磁场传感器器件、系统和方法可以更准确地检测目标的边缘。在实施例中，一般性地参考图6A和图6B，传感器系统600包括邻近目标604(诸如齿轮)布置的多个磁场传感器元件610/612(如针对图1-5的示例性实施例所讨论的)，以感测目标604的旋转。传感器系统600可以是二维磁场传感器，其中第一磁场传感器元件可以对第一磁场分量(例如Bx分量)敏感，且第二磁场传感器元件可以对第二磁场分量(例如Bz分量)敏感。在其它实施例中，传感器系统600可以是三维磁场传感器。在实施例中，传感器系统600相对于目标604的布置可以是对扭曲不敏感的，且使用第一和第二磁场传感器元件的不同磁场传感器元件检测上升或下降边缘可以提供更准确和/或一致的边缘检测以及其他优点。

传感器系统600相对于目标604可以被布置为使得：来自第一和第二磁场传感器元件的一个或另一个的信号可被电路装置601利用，以根据检测到的边缘正在上升(即，从间隙向齿轮的齿的过渡)或下降(即，从齿向齿轮的间隙的过渡)来确定切换阈值。电路装置601可以是传感器系统600的部分(图6A)或从传感器系统600(图6B)分离但通信地耦合至传感器系统600(图6B)。在图6A的实施例中，电路装置601可以与系统600外部的额外电路装置(诸如电子控制单元(ECU))连通。在图6B的实施例中，电路装置601也可以与系统600外部的额外电路装置(诸如ECU)连通，或者电路装置601可以包括ECU或其他部件或器件。在这两个实施例的任一实施例中，电路装置601可以包括存储器和其他电路装置。

在实施例中，电路装置601可以存储阈值或其它数据，且可以被配置为处理来自传感器元件610/612的输出信号，以例如分别确定上升边缘(即间隙向齿过渡)和下降边缘(即齿向间隙过渡)之前和之后对应于相关磁场的峰值，并且确定两个连续峰值之间的差值以确定更准确的过渡或切换点。第二个值例如可以是系统600校准期间确定的固定常数或者在之前的操作过程中测量到并存储在电路装置601中的值。在实施例中，峰值之间的差值可被用来导出与将要发生下一过渡(即上升或下降边缘)的目标604的位置有关的阈值。

对类似于图4的系统400的传感器系统进行有限元仿真。在3D模型中，目标在y方向为10mm宽。(例如如果该目标是目标轮)忽略目标的任何曲率，且该目标被建模为在x方向上52mm长的矩形元件。目标的材料是具有μr＝1700的磁性钢。该目标包含从左向右(即在正的x方向)运行的齿。下降边缘“齿->间隙”的位置发生在x＝x0。齿的顶部在z＝0处，且间隙在z＝-10mm处。模仿目标轮的矩形砖块目标向下到达z＝-20mm，在此处应用边界条件“磁隔离”。

偏置磁体是具有外径10mm、内径4mm、轴长5mm的空心圆柱体。磁体的底部位于z＝0.5mm处，其对应于0.5mm的气隙。磁化是根据以下的径向和轴向磁化的混合物：

Brem,x＝x/sqrt(x^2+y^2)*cos(theta)

Brem,y＝y/sqrt(x^2+y^2)*cos(theta)

Brem,z＝sin(theta)，

其中theta＝55°。

模仿轮的类砖结构由几个块组成，这使得更易于仿真移动的齿。磁体和芯片封装是由限定磁体内传感器封装的位置的外径为5mm的非磁性材料包围。齿位于-15mm和4.6mm处，且具有μr＝1700的高磁导率。

图7示出在相对于齿的位置的在第一测试点(x,y,z)＝(0,0,1.09mm)处采样的Bx-场的仿真结果。如果传感器和磁体封装在大的齿或间隙之上居中，则Bx-场会化为零，而峰出现在齿-间隙或间隙-齿的过渡的附近。重点是峰在负x0-位置出现，这意味着齿-间隙过渡位于传感器正下方之前或邻近传感器之前就出现峰。在该仿真中，在x0＝0处理想的阈值我最大值的82.2％，其中在x0＝-0.8mm处的最大为107.3mT。

反之，参考图7B，在齿-间隙过渡直接经过传感器下方之后立刻出现Bz-场的峰。这也意味着间隙-齿过渡经过传感器正下方之前就出现峰。

因此，如果上升边缘(即间隙-齿过渡)经过传感器下方时，边缘经过传感器之前Bz-场就具有峰。如果下降边缘(即齿-间隙过渡)经过传感器下方时，边缘经过传感器之前Bx-场就具有峰。因此，传感器在两种情况下都可以检测峰值并确定下一边缘的阈值，这提供了接下来的更准确的边缘检测。

虽然存在本文讨论的传感器系统、装置和方法的许多应用，一个示例性应用是汽车凸轮轴传感器。典型但并不排他的凸轮外径是50mm。因此，通过本文讨论的传感器系统的实施例可确定，峰出现在齿边缘前的至少0.6mm处。这等同于1.375°。如果凸轴以4000RPM的最大速度旋转，这等同于每秒66.7*360度，则使得对于1.375°费时57μs。因此，在实施例中传感器必须在57μs内识别最大值、计算阈值并装备(arm)比较器。启动过程中，凸轴的速度低很多，以使得然后可执行阈值的测定。

参照图8，进行了另一有限元仿真。在这种仿真中，直径为7mm且高度为5mm的圆柱形磁体被定位于齿轮上方2.5mm处。在z方向上用Brem,z＝1T将偏置磁体磁化，且该磁体的回复磁导率为μr＝1.1。目标轮的宽度为10mm，并且齿的顶部位于z＝0处，且间隙的顶部位于z＝-7mm处，且该目标轮的磁导率为μr＝1700。间隙向正的x方向运转，以使得间隙-齿边缘作为“上升边缘的位置”在图8的图的横坐标上给出。

传感器系统包括响应于x＝+0.75mm和x＝-0.75mm位置处的Bx-场的两个传感器元件。传感器电路装置将它们的信号合并以获得与Bx(x＝0.75mm)–Bx(x＝-0.75mm)成比例的信号，该传感器电路装置是x方向上响应于Bx-场梯度的梯度计。传感器系统还包括响应于x＝+0.75mm和x＝-0.75mm位置处的Bz-场的两个传感器元件。传感器电路装置将它们的信号合并以获得与Bz(x＝0.75mm)–Bz(x＝-0.75mm)成比例的信号，该传感器电路装置是x方向上响应于Bz-场梯度的梯度计。所有传感器位于z＝2.2mm处，其比磁体底面低0.3mm。

传感器系统被附接至偏置磁体的底部，且主表面与磁体的底部表面平行(即，平行于x-y平面)。在这种实施例中，Bz-传感器元件可以是MAGFET或普通霍尔板，且Bx-传感器元件可以是竖直霍尔效应器件或磁阻传感器元件(例如，AMR,GMR,TMR等)。

也可以以顶部-读取(top-read)配置布置传感器系统以使得主表面平行于x-z-平面。然后可对偏置磁体略微修改以包括其中存放传感器的腔。这会略微改变磁场，但可通过修改磁体的几何结构和/或磁化模式来弥补。例如在Bx-传感器元件和By-传感器元件可以是竖直霍尔效应期间或磁阻传感器元件的情况下。

第一仿真和第二仿真之间的显著差异是：前者包括针对Bx和Bz分量的绝对场传感器，而后者包括针对Bx和Bz的差分场传感器(或梯度计)。

梯度计信号描绘于图8的图中。注意到，当边缘经过传感器中心的正下方时这两个信号都显示峰，然而区别在于Bx梯度计(具有标记dBx)在边缘经过传感器之前到达峰，而Bz梯度计(具有标记dBz)在边缘经过传感器之后到达峰。因此，dBx信号可以用于确定在正的x方向运转的上升边缘(即沿正的x方向从间隙向齿的过渡)的位置，而dBz信号可以用于确定在正的x方向上运转的下降边缘(即沿正的x方向从齿向间隙的过渡)的位置。

如果目标轮运动的方向是反方向，则需要交换dBx和dBz信号的作用，如果上升边缘沿负的x方向移动，则当边缘经过传感器正下方时传感器系统可使用dBz信号确定瞬时值。

注意到，dBz具有明确定义的低水平0mT，而当齿位于传感器下方时dBx具有约-0.067T的低水平，且当间隙位于传感器下方时dBx具有约-0.085T的低水平。其原因是，在仿真中对磁体建模非常简单，以使得当它们穿过传感器元件时其通量线发散；这在负的x位置给出负的Bx且在正的x位置给出正的Bx，以使得dBx不为零。齿的存在迫使通量线收敛在其进入铁芯处，相比于在间隙之上的位置，这降低了在齿之上的dBx的大小。但是，形成这样的磁体是可能的，即，使得dBx在齿和间隙之上为零，且如同dBz-信号一样，dBx-信号在零轴线处也为0mT。实现这一点的一种方法是在靠近磁体的对称轴的底面处切出腔或螺柱孔。

如果边缘接近传感器，则dBx信号和dBz信号二者上升。首先达到峰的信号被用于边缘检测。例如，如果dBx信号在dBz信号之前达到峰，则运动向正x方向的上升边缘已经过传感器或者运动向负x方向的下降边缘已经过传感器。

在操作中并参考图9，可以执行方法900。方法900的实施例可以包括更多个或更少的图9中描绘的任务，且方法900是一个示例方法。一般而言，用于标识传感器信号的方法可以具有以下特征：(1)第一值，诸如目标的边缘经过传感器系统之前，正的或负的峰值(例如极值)；(2)边缘经过传感器系统之后的不同的第二值；(3)在其中目标的边缘位于传感器系统中心正下方的位置附近的足够大的间隔内的单调行为(即上升或下降)；(4)第一值极大地依赖于气隙的大小和磁体的强度；以及(5)第二值并不依赖于气隙的大小和磁体108的强度，或者其依赖性至少远远小于第一值的依赖性。在这些边界条件下，传感器系统可以检测如图9边缘经过传感器系统中心的下方时准确的瞬时值。

在902，传感器系统例如通过利用峰值检测电路来标识具有对应于相关磁场的峰的输出信号。在904，传感器系统测量峰的值，其中峰值依赖于气隙的大小和磁体的强度。气隙依赖性可以占主导，这是因为磁体是固定的且通常仅会由于温度和寿命的变化(在实施例中这可以通过传感器系统的温度测定用合理的精确度来估计)而变化。因此，峰值提供了对气隙的大小相当好的估计。

在906中，如上所讨论的，传感器系统确定所测量到的峰值(即第一峰值)与边缘经过后的第二值之间的差值。第二值可以是固定值(即，仅通过构建来确定)或测量值(即，在之前的操作中测量到并被存储的值)。然而，在实施例中，磁体和传感器系统的配置使得第二值大约为零。在这样的配置中，可以省略任务906，且可以唯一地使用第一峰值，这也可以提供更高的相位准确性。

在908，传感器系统基于确定的差值导出阈值。实施例中，使用输出的阈值与确定的差值的函数的公式可以确定阈值。阈值还可以通过查表法来确定。查表法或公式可以通过数值仿真或开发或制造中的特性描述来导出；一般而言，它们可以在传感器系统的开发过程中导出，以将磁体108、传感器系统和预期目标以及诸如温度之类的环境影响之间的系统依赖性考虑在内。例如，在温度的情况下，确定的差值和温度可用作阈值导出的输入。传感器系统可将确定的差值与储存在存储电路装置中或编程入存储电路装置中的在校准过程中确定的差值的值组合。备选的方法是将确定的差和之前的操作过程中获得的确定的差的值组合，其中这种组合例如可以是滑动平均或某种滤除。例如，这种组合可以具有使阈值对抗噪音和干扰、扰动或可能恶化单次测量的机械振动更为强健的目的。

在910，传感器系统将阈值与其他检测值进行了比较。这可以例如通过将导出的阈值应用至比较器，然后装配该比较器来完成。在912，然后传感器系统等待直至比较器切换或直至它检测到新的测量到的峰值(即，当目标的旋转方向反向时，以使得目标从第二位置向第一位置过渡，而不是从第一位置到第二位置的过渡)。在后一种情况下，传感器系统可禁用比较器并为新的测量到的峰值确定新的阈值。

因此，在一个实施例中，传感器系统可被配置为当目标跨过位置时提供输出信号，目标沿包括该位置的路径可移动。传感器系统可以包括至少一个传感器元件，其被配置为输出与目标位置有关且显示相关峰或极值的信号。耦合至至少一个传感器元件的电路装置可以被配置为基于来自至少一个传感器元件的信号导出阈值，并且在以下情况下提供传感器系统输出信号，即，相对极值是相对最大值时，来自至少一个传感器元件的信号降低至阈值以下的情况，或者相对极值是相对最小值时，来自至少一个传感器元件的信号升高至阈值以上的情况。

本文所讨论的传感器系统、方法和装置的实施例的优点包括更准确的边缘检测，甚至对于传感器通电后出现的第一个边缘。常规的传感器在通电后立即使用固定的阈值，或者甚至永久地使用固定的阈值，并且这些阈值不够准确，因为它们容易收到气隙变化和磁体参数漂移的影响。另一优点是实施例可以检测目标装置(例如，凸轮)的真实相位，这意味着实施例可以精确地在齿-间隙(即下降边缘)或间隙-齿(即上升边缘)过渡经过传感器系统的中心时切换。相比之下，常规的系统对此具有小的漂移；它们的阈值使得传感器输出在上升边缘之前不久和下降边缘之后不久切换，其中“不久”可以指约0.5度直至约1.5度的凸轮轴位置。

实践中，特定的磁场分量如Bz可能不会满足上升边缘和下降边缘二者的所有要求；例如，它可能仅满足针对上升的铁芯边缘的要求。然而，例如Bx的另一磁场分量可能仅满足针对下降边缘而不是上升边缘的要求。因此，实施例可以针对上升边缘使用一个磁场分量，并且针对下降边缘使用另一个磁场分量。

实施例中，磁场传感器系统或其部分可以包括集成电路，其中传感器元件、电路装置和其他组件可以形成在半导体材料的一部分或“芯片”之中或之上或由该一部分或“芯片”形成。在实施例中，IC可以形成在管芯上，且管芯和其他组件可以布置在封装中。因此本文讨论的实施例可以具有与集成电路相关联的优点，包括小而紧凑的尺寸、比分立元件更高的性能，和/或提高的成本效益。

本文已描述了系统、装置和方法的各种实施例。这些实施例仅通过举例的方式给出且并不旨在限制本发明的范围。此外，应当认识到，可以以各种方式组合已描述的实施例的各种特征，以产生多种额外的实施例。此外，虽然已描述了各种材料、尺寸、形状、配置和位置等用于公开的实施例，但可以使用除已公开的那些之外的实施例而不超出本发明的范围。

相关领域的普通技术人员将认识到本发明可以包括比上述任何单独的实施例所示出的更少的特征。本文描述的实施例并不旨为其中可以结合本发明的各种特征的方式的详尽呈现。因此，实施例不是互相排斥的特征的组合；相反，如本领域普通技术人员可理解的，本发明可以包括选自不同单独的实施例的不同单独特征的组合。此外，除非另有注明，否则针对一个实施例描述的元件可以在其他实施例中实施，即使并未在这样的实施例中描述。虽然权利要求中的从属权利要求可以指一个或多个其他权利要求的特定组合，但其他实施例也可包括该从属权利要求与每一其他从属权利要求的主题的组合或者一个或多个特征与其他从属或独立权利要求的组合。这类组合在本文中是被建议的，除非表明某特定的组合不是预期的。此外，还预期包括任何其他独立权利要求中权利要求的特征，即使该权利要求不是直接从属于独立权利要求而作出的。

通过引用上述文件的任何并入被限制为：使得没有并入与本文的明确公开相反的主题。通过引用上述文件的任何并入被进一步限制为通过引用没有并入文件中包括的权利要求。通过引用上述文件的任何并入被进一步限制为使得通过引用没有并入文件中给出的任何定义，除非本文明确说明。

为了解释本发明权利要求的目的，除非权利要求中记载了特定的术语“用于…的装置”或“用于…的步骤”，本文明确表明不援引35U.S.C.的第112节第六段的规定。

Claims

1.一种磁场传感器系统，被配置成布置为与目标分开达气隙距离，所述系统包括：

基板；

第一传感器元件，布置在所述基板上且对在第一方向上的磁场分量敏感；

第二传感器元件，布置在所述基板上且对在与所述第一方向不同的第二方向上的磁场分量敏感；以及

电路装置，被配置为通过下面方式指示感测到的所述目标的位置：如果所述目标从第一位置移动至第二位置，则将源自所述第一传感器元件的信号与第一阈值进行比较，并且如果所述目标从所述第二位置移动至所述第一位置，则将源自所述第二传感器元件的信号与第二阈值进行比较。

2.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述第一方向和所述第二方向相交以形成除0度或180度之外的夹角。

3.根据权利要求2所述的传感器系统，其中所述第一方向和所述第二方向垂直。

4.根据权利要求2所述的传感器系统，其中所述第一传感器元件和所述第二传感器元件包括竖直霍尔传感器器件或磁阻传感器器件中的至少一个，且其中所述第一传感器元件包括霍尔板器件。

5.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述第一传感器元件或所述第二传感器元件中的至少一个包括具有多个敏感方向的多个传感器元件部分。

6.根据权利要求1所述的传感器系统，进一步包括偏置磁体，所述偏置磁体耦合至所述基板并且被配置为提供偏置磁场以磁化所述目标并且当所述目标相对于所述偏置磁体移动时引起所述目标的磁场变化。

7.根据权利要求6所述的传感器系统，其中所述气隙距离小于或等于所述目标与所述偏置磁体之间的距离。

8.根据权利要求1所述的传感器系统，其中所述第一传感器元件包括形成具有第一梯度方向的第一梯度计的第一传感器元件部分和第二传感器元件部分。

9.根据权利要求8所述的传感器系统，其中所述第二传感器元件包括形成具有第二梯度方向的第二梯度计的第三传感器元件部分和第四传感器元件部分。

10.根据权利要求9所述的传感器系统，其中所述第一梯度方向与所述第二梯度方向平行。

11.根据权利要求9所述的传感器系统，其中所述第一传感器元件部分包括霍尔板器件，并且其中所述第二传感器元件部分、所述第三传感器元件部分、所述第四传感器元件部分和所述第五传感器元件部分包括竖直霍尔传感器器件或磁阻传感器器件中的一个。

12.一种方法，包括：

提供磁场传感器系统，所述磁场传感器系统被配置成布置为与目标分开达气隙距离，所述系统包括：

管芯；

第一传感器元件，布置在所述管芯上且对在第一方向上的磁场分量敏感；

第二传感器元件，布置在所述管芯上且对第二方向上的磁场分量敏感；以及

电路装置，被配置为提供指示感测到的所述目标的位置的输出信号；以及

配置所述电路装置，以：

如果所述目标从第一位置移动至第二位置，将源自所述第一传感器元件的信号与第一阈值进行比较，且

如果所述目标从所述第二位置移动至所述第一位置，将源自所述第二传感器元件的信号与第二阈值进行比较。

13.根据权利要求12所述的方法，其中配置所述电路装置还包括：

配置所述电路装置以标识来自所述第一传感器元件的所述信号中的第一峰值；以及

配置所述电路装置以从所述第一峰值确定第一阈值。

14.根据权利要求13所述的方法，其中配置所述电路装置还包括：

配置所述电路装置以标识来自所述第二传感器元件的所述信号中的第二峰值；以及

配置所述电路装置以从所述第二峰值确定第二阈值。

15.根据权利要求14所述的方法，其中配置所述电路装置进一步包括：在分别确定新的第一阈值或新的第二阈值的情况下更新所述第一阈值或所述第二阈值。

16.根据权利要求14所述的方法，其中提供磁场传感器系统进一步包括：提供包括至少一个竖直霍尔传感器器件或磁阻传感器器件的所述第一传感器元件部分和所述第二传感器元件部分，其中所述第一传感器元件包括霍尔板器件。

17.根据权利要求12所述的方法，其中提供磁场传感器系统进一步包括：提供所述第一传感器元件或所述第二传感器元件中的至少一个以包括具有多个敏感方向的多个传感器元件部分。

18.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一方向和所述第二方向相交以形成除0度或180度之外的夹角。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一方向与所述第二方向垂直。

20.一种传感器系统，被配置为当目标经过位置时提供输出信号，所述目标沿包括所述位置的路径可移动，所述传感器系统包括：

至少一个传感器元件，被配置为输出与所述目标的所述位置相关且显示出相对极值的信号；以及

电路装置，耦合至所述至少一个传感器元件并被配置为：基于来自所述至少一个传感器元件的信号来导出阈值，并且在下面情况下提供所述传感器系统的输出信号：在相对极值为相对最大值时来自所述至少一个传感器元件的所述信号下降到低于所述阈值的情况，或者在相对极值为相对最小值时来自所述至少一个传感器元件的所述信号升高至高于所述阈值的情况。