CN105390228B - 用于产生均匀磁场的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本文提供了用于产生均匀磁场的装置和方法。在某些配置中，磁性结构包括位于壳体内的一对或多对磁体。每对磁体被平行地布置且包括相对于另一个极性上反转的磁极。例如，在某些实现中，第一对磁体包括并排地布置的第一磁体和第二磁体，第一磁体的北极与第二磁体的南极相邻且第一磁体的南极与第二磁体的北极相邻。使用可以限制磁通量并且减低杂散磁场的磁性重定向材料实现壳体。磁性结构可以被用于在感兴趣区域内产生基本均匀的磁场。

Description

用于产生均匀磁场的装置和方法

技术领域

本发明通常涉及用于产生磁场的方法和系统，并且更具体地说，涉及有关产生适于刺激磁阻(MR)器件的均匀磁场的方法和系统。

背景技术

磁场方向传感器可以用于测量磁场产生物体，例如永久磁体，相对于磁场方向传感器的传感轴线的方向。因此，当在可旋转物体上携带磁体时，例如其旋转将待编码的轴，物体的角位移可以以非接触的方式确定。

某些磁场方向传感器的一个困难是这样的传感器可能部分地通过使用均匀磁场刺激传感器进行操作。例如，各向异性磁阻(AMR)传感器可以包括磁阻元件，磁阻元件具有根据入射磁场的角度而变化的电阻。当磁力线不足够平行和/或磁场强度不足够均匀时，误差被引入到这样的传感器的输出。此外，杂散磁场可以降低传感器的性能。

因此，需要一种适合于产生均匀磁场的改进的磁性结构。

发明内容

在所附权利要求的范围的系统、方法和器件的各种实现各自具有若干方面，其中没有单个实现单独地负责本文描述的期望的属性。不限制所附权利要求的范围，一些突出特征在本文中描述。

本说明书中所描述的主题的一个或多个实现的细节在附图和以下说明中阐述。根据说明书、附图和权利要求，其它特征、方面和优点将变得显而易见。需要注意的是以下附图的相对尺寸可能没有按等比例绘制。

本公开的一个方面提供包括可转动壳体的装置。可转动壳体包括第一壁和与第一壁相对的第二壁，第一壁包括第一磁性重定向材料，第二壁包括第一磁性重定向材料。该装置还包括位于可转动壳体内第一和第二壁之间至少两个磁体。至少两个磁体包括平行磁化且彼此相对的第一对磁体。可转动壳体相对于包括至少两个磁体而没有可转动壳体的配置改变至少两个磁体的磁场。

本公开的另一方面提供用于产生均匀磁场的方法。该方法包括提供可转动壳体，可转动壳体包括第一壁和与第一壁相对的第二壁，第一壁和第二壁各自包括第一磁性重定向材料。该方法还包括在可转动壳体内第一和第二壁之间放置至少两个磁体，其中至少两个磁体包括平行磁化且彼此相对的第一对磁体。该方法还包括使用至少两个磁体和壳体在感兴趣的区域中产生均匀磁场，其中壳体相对于包括至少两个磁体而没有壳体的结构改变至少两个磁体的磁场。

本公开的另一个方面提供了一种角度位置传感装置。该装置包括可转动壳体。可转动壳体包括第一壁和与第一壁相对的第二壁，第一壁包括第一磁性重定向材料，第二壁包括第一磁性重定向材料。该装置还包括位于可转动壳体内第一和第二壁之间的至少两个磁体。至少两个磁体包括平行磁化且彼此相对的第一对磁体。至少两个磁体和可转动壳体在感兴趣区域中产生均匀磁场。该装置还包括位于均匀磁场中的传感器。

附图说明

实施例现在将通过仅示例方式进行讨论，参考附图，其中：

图1是示例各向异性磁阻(AMR)传感器系统的简图。

图2A是在预定区域产生均匀磁场的示例磁性结构配置的立体图。

图2B是在由图2A的示例磁性结构产生的均匀磁场中的传感器的俯视图。

图3是根据本文描述的实施例，示例磁性结构的简图。

图4是根据本文描述的实施例，另一个示例磁性结构的简图。

图5是利用四个磁体的示例磁性结构的简图。

图6是根据本文描述的实施例，示出尺寸不等的四个磁体的磁性结构的简图。

图7是根据本文描述的实施例，示出使用多个插入物的示例磁性结构的简图。

图8是根据本文描述的实施例，示出位于两个磁体之间的插入物的示例磁性结构的简图。

图9是根据本文描述的实施例，示出使用多个插入物的示例磁性结构的简图。

图10A是根据本文描述的实施例，包括具有斜面边缘的磁体的示例磁性结构的侧视图。

图10B是根据本文描述的实施例，包括具有圆边的磁体的示例磁性结构的侧视图。

图10C是根据本文描述的实施例，包括三个梯形磁体的示例磁性结构的侧视图。

图11是根据本文描述的实施例，包括具有矩形形状的壳体的磁性结构的立体图。

图12是根据本文描述的实施例，包括具有六边形形状的壳体的磁性结构的立体图。

图13是根据本文描述的实施例，示出与磁性结构相关的磁力线的示例磁性结构配置的侧视图。

图14是根据本文描述的实施例，示出与磁性结构相关的磁力线的另一个示例磁性结构配置的侧视图。

图15是根据本文描述的实施例，示出与磁性结构相关的磁力线的另一个示例磁性结构配置的俯视图。

具体实施方式

参考附图,新颖的系统、设备和方法各种方面在下文中将被更充分地描述。本公开的教导可以，但是，可以体现为许多不同的形式并且不应被解释为限于贯穿本公开所提出的任何特定结构或功能。而是，提供这些方面以使得本公开将是彻底的和完整的，并且将充分地向本领域技术人员传达本公开的范围。根据本文的教导，本领域技术人员应该了解本公开的范围旨在涵盖在此公开的新颖的系统、装置、和方法的各个方面，无论与本发明的任何其他方面独立地实现还是与本发明的任何其他方面组合实现。例如，可以使用本文所阐述的方面的任何数目实现装置或实践方法。另外，本发明的范围旨在涵盖除了或不同于本文阐述的本方面的各个方面的，使用其它结构、功能、或者结构和功能进行实践的这样的装置或方法。应当理解，本文公开的任何方面可以由权利要求的一个或多个要素来体现。

磁阻(MR)器件，例如各向异性磁阻(AMR)传感器，可以用于传感物体的磁场以确定该物体的方向。为了恰当地刺激MR器件，MR器件应该被暴露在具有精确定位的均匀磁场。如果磁力线不能足够平行，误差可以在MR器件的输出被引入。此外，杂散磁场可以影响MR器件的性能。

磁力线可以是难以控制的。例如，难以使磁力线聚焦和集中在特定的感兴趣区域中同时在该区域之外提供相对小的磁场。此外，在感兴趣区域内，磁场应该具有足够的均匀性、稳定性和并行度。

本文提供了用于产生均匀磁场的装置和方法。在某些配置中，磁性结构包括一对或多对位于壳体内的磁体。每一对的磁体被平行地布置，并且包括相对于另一个极性上反转的磁极。例如，在某些实现中，第一对磁体包括并排地布置的第一磁体和第二磁体，第一磁体的北极与第二磁体的南极相邻并且第一磁体的南极与第二磁体的北极相邻。使用可以限制磁通量并且减少杂散磁场的磁性重定向材料实现壳体。磁性结构可以用于在感兴趣的区域产生基本均匀的磁场，并且在该区域外提供相对小的杂散磁通量。

因此，本文所提供的磁性结构可以用于在局部区域中产生均匀磁场。在某些实现中，磁性结构适于接收可以用于塑造或影响感兴趣的区域内的磁场的特征的一个或多个插入物。通过配置磁性结构以产生可以由插入物控制的磁场，磁性结构可以产生专为特定的应用或用途裁剪的磁场。

如上所述，使用磁力重定向材料实现磁性结构的壳体，例如钢、和/或铁。在一些实施例中，磁性重定向材料可以包括具有磁导率大于9.42e-4H/m(国际标准单位)的任何材料，对应于750相对磁导率。作为本领域的普通技术人员将会理解，磁性重定向材料可以吸取磁通，并且因此可以适合于在杂散磁场拉取。磁性重定向材料可以通过为磁场线提供更好的行进路径(类似于电路汇总的电阻最小的路径)来吸取磁通量。使用磁性重定向材料实现磁性结构的壳体还可以有助于消除或降低外部磁体的磁串扰。

本文描述的磁性结构可以在相对大的区域提供均匀磁场，并且因此当用作到AMR传感器的刺激时可以提供低角度误差。磁性结构也可以显示出高温稳定性，并且因此可以在广泛的应用和操作环境中提供稳健性能。此外，本文所描述的磁性结构可以是可伸缩的，相对于某些传统的磁性结构，例如那些使用有源线圈的磁性结构，具有相对小的且紧凑的设计。

磁性结构可以适用于广泛的各种应用，包括，例如，在汽车和/或工业应用。在一个实例中，磁性结构可以用于使用均匀磁场刺激AMR传感器。在这样的配置中，使用磁性结构刺激ARM传感器可以提供优越的性能，例如更高的传感器的精度和/或对与几何不精确相关的误差的更高的抗干扰性。

图1是示例各向异性磁阻(AMR)传感器系统101的简图。AMR传感器系统101包括可转动轴105、马达110、磁性结构125、传感器130以及控制单元140。在AMR传感器系统101中，马达110可以驱动可转动轴105和磁性结构125。

传感器130可以包括具有根据由磁性结构125所产生的磁场的角度而改变电阻的磁阻元件。另外，可以观测磁阻元件的电流和/或电压以确定可转动轴105的角位置和/或转速。传感器130然后可以发送观测结果到控制单元140。在一些实施例中，控制单元140可以包括集成电路(IC)，例如设置在电路板上的信号处理器。为了使传感器130准确地观测轴的旋转，理想的是将传感器130放置在由磁性结构125建立的均相或均匀磁场。

本文某些实现涉及磁性结构，例如适于产生均相磁场的磁性结构125。

尽管图1示出在汽车应用的上下文中的磁性结构，这里的磁性结构可以用于广泛的各种其它应用，包括，例如，工业应用。

图2A是在预定区域或感兴趣区域产生均匀磁场的示例磁性结构配置的立体图。在图2A中，磁性结构200包括第一磁体210A、第二磁体210B和插入物215。为了使图清楚，磁性结构的壳体未在图2A中示出。

第一磁体210A和第二磁体210B被彼此平行放置，使得第一磁体210A和第二磁体210B被并排地布置。另外，第一磁体210A和第二磁体210B包括具有相反或交替出现的极性的磁极，从而以便均匀磁场。如图所示，第一磁体210A包括南北极定向和第二磁体210B包括北南极的定向。从而，第一磁体210A的北极与第二磁体210B的南极相邻，并且第一磁体210A的南极与第二磁体210B的北极相邻。

插入物215使得两个磁体210A和210B分离，如果需要的话。插入物215可以由任何合适的材料组成，磁性或非磁性(如钢、铁、铜、铝或塑料)，选择以增强预定区域中均匀磁场的建立。这些增强包括阻止进入该区域杂散磁场或修改预定区域的磁力线的形状。

在一些实施例中，预定区域可以包括垂直地位于磁性结构200上的区域使得预定区域与磁性结构200之间存在空气间隙。在某些配置中，当从上观察时，该区域位于磁性结构200配置上的径向居中位置。配置磁性结构以产生径向居中的均匀磁场可以增强其中磁性结构200绕轴旋转的配置中传感器的精度。

如图2A中所示，预定区域可以包括在其中放置传感器130的区域。例如，在所示的配置中，磁力线205在基本均匀且平行的平面中穿过传感器130。

图2B是在由图2A的示例磁性结构200产生的均匀磁场中的传感器130的俯视图。在图2B中，磁场线205平行且均匀地穿过平面和包括磁阻电路135的传感器130，传感器130用于测量角位置，例如图1的轴105的角位置。

本文所描述实施例涉及配置以在预定区域中产生均匀磁场的磁性结构配置。图3-14示出了示例磁性结构配置。某些图的公共元件共享公共标号，本文所描述磁性结构配置间的唯一区别为了简便起见。

图3是根据本文描述的实施例，示例磁性结构300的简图。磁性结构300包括壳体325、第一磁体310A、第二磁体310B和插入物315。在一些实施例中，壳体可以耦合到可转动轴(例如，可转动轴105)并且当可转动轴由马达(例如，马达110)驱动时可以旋转。

壳体325可以包括磁性重定向材料。如上所述，磁性重定向材料可以包括金属，例如钢或铜。此外，壳体325可以包括一个或多个包括一个或多个磁性重定向材料的部分。例如，如图3中所示，壳体325包括第一壁326A、第二壁326B和基座328。在一些实施例中，第一壁326A、第二壁326B和基座328包括相同的磁性重定向材料的连续的部分。在其他实施例中，第一壁326A、第二壁326B和基座328包括耦合在一起且包括三种不同磁性重定向材料的三个独立的部分。因此，在某些配置中，壳体325可以包括两个或更多部分或块。

在示出的配置中，从上方观察时，壳体325包括第一对相对的壁，第一壁326A和第二壁326B，它们沿壳体325的外表面弯曲。在一些实施例中，第一壁326A和第二壁326B配置以平行于第一磁体310A和第二磁体310B的南北极的轴。在一些方面中，壳体325可以不包括位于第一磁体310A和第二磁体310B侧面的壁，它们垂直于北南磁极的轴线以及第一和第二壁326A、326B(如图3所示)。在这样的配置中，壳体包括垂直于第一和第二壁326A、326B的第一开口面，以及与第一开口面相对且垂直于第一和第二壁326A、326B的第二开口面。第一开口面和第二开口面可以在磁体310A和310B的端部抑制磁力线向着垂直于第一和第二壁326A、326B的区域弯曲。这种弯曲可以减少感兴趣的区域中磁力线的平行度。在其他实施例中，第一壁326A和第二壁326B(或其它壁)可以完全地围绕第一磁体310A和第二磁体310B，使得第一磁体310A和第二磁体310B的各个侧面，除了顶面侧，邻接或接触壳体325的壁或位于壳体325内且在壁之间的插入物。在这种实施例中，壳体326可以包括第三和第四壁(未示出)，每个垂直于第一和第二壁326A、326B且跨越第一壁和第二壁326A、326B之间的距离。

插入物315还可以包括磁性重定向材料。在一些实施例中，插入物315的磁性重定向材料与壳体325的磁性重定向材料相同。在其它实施例中，插入物315的磁性重定向材料可以包括与壳体325的磁性重定向材料不同的磁性重定向材料。

如上所讨论的，插入件315可以在通过在磁体310A和310B之间拉入杂散磁场线有助于在预定区域中建立均匀磁场。类似地，因为壳体325的磁性重定向材料还可以吸引或拉入第一和第二磁体310A和310B之间的杂散磁通或磁力线，壳体325也可以有助于建立均匀磁场。如图所示，第一和第二磁体310A和310B被放置在壳体325中。在一些实施例中，第一磁体310A和第二磁体310B被并行地布置且具有相对的极性的磁极。如图3所示，插入物315被放置在第一磁体310A和第二磁体310B之间。

插入物315可以被插入或从壳体325除去。在某些配置，多个插入物中的一个可以被选择并插入壳体325以使得磁性结构300产生适合于其中磁性结构300正在被使用的特定应用的磁场。多个插入物可以包括不同的几何形状和/或材料的插入物，使得所产生磁场的特性可以被微调。在一些实施例中，磁性结构300和多个插入物被布置在一套材料中。

在一些实施例中，第一磁体310A可以被定位使得第一磁体310A的至少两个侧面至少部分地由壳体包围325。例如，磁体310A的一侧可以被定位以接触第一壁326A且磁体310A的第二侧可以被定位以接触基座328。另外，第二磁体310B也可以位于壳体325内使得第二磁体310B的至少两个侧面至少部分地由壳体325包围。例如，磁体310B的一侧可以被定位以接触第二壁326B且磁体310B的第二侧可以被定位以接触基座328。如图3中所示，从前角看，壳体325可以通常在“U”形状中，基座328表示“U”的底部且第一壁326A和第二壁328B表示“U”的侧面。然而，如下面描述的，壳体325的其他形状也是可能的。在一些实施例中，壳体325的侧面可以被弯曲。在一些实施例中，壳体325的弯曲侧面可以有助于将磁性结构300放置在圆形或椭圆形的凹部或外壳中。例如，弯曲的壳体325可以配置以装在图1的AMR传感器系统101的轴线上。在其它实施例中，壳体325的侧面可以配置在其他几何形状中例如正方形或六边形配置。在这些实施例中，壳体325可以配置以安装在对应的方形或六边形凹部或外壳中。在一些实施例中，第一磁体310A、第二磁体310B和插入物315可以被放置在壳体325中使得壳体325、第一磁体310A、插入物315和第二磁体310B之间没有空隙。

图4是根据本文描述的实施例，另一个磁性结构400的简图。磁性结构400包括第一磁体410A、第二磁体410B，和壳体325。在本实施例中，在第一磁体410A和第二磁体410B之间没有插入物，并且第一和第二磁体410A和410B具有相同的几何形状和尺寸。另外，第一磁体410A和第二磁体410B位于在壳体325内使得第一磁体410A的一侧正接触第一壁326A，第一磁体410A的一侧正接触基座328，并且第一磁体410A的一侧正接触第二磁体410B。在一些实施例中，如图3中，正接触第二磁体410B的一侧可能正接触插入物而不是第二磁体410B。第二磁体410B可以位于在壳体325内使得第二磁体410B的一侧正接触第二壁326B，第二磁体410B的一侧正接触基座328，并且第二磁体410B至少一侧正接触第一磁体410A。在一些实施例中，插入物可以被放置在第一壁326A和第一磁体410A之间和/或放置在第二壁326B和第二磁体410B之间(例如，见图7)。

在一些实施例中，两个以上的磁体可以用在磁性结构中。图5是利用四个磁体的示例磁性结构500的简图。在图5中，四个磁体，第一磁体510A、第二磁体510B、第三磁体510C和第四磁体510D，位于壳体325内。如图5中所示，磁体510尺寸相等、极性交替，并且平行地或彼此并排地被布置。

图6是示出了在壳体325内四个尺寸不等的磁体的磁性结构600的简图。在本实施例中，第一和第四磁体610A和610D比第二和第三磁体610B和610C在尺寸上更小更薄。因此，四个磁体包括具有相反极性和第一尺寸的第一对磁体610A、610D和具有相反极性和第二尺寸的磁体610B、610C。在这种配置中，磁体610A-610D在壳体325内极性上交替出现且彼此平行。

在一些实施例中，多个磁性重定向插入物可以被用在磁性结构配置中。图7示出了多个插入物使用的示例磁性结构700的简图。如图7所示，磁性结构700包括第一插入物715A、第二插入物715B、第三插入物715C和第四插入物715D。磁性结构700还包括位于壳体325内，彼此平行且具有相反极性的第一磁体710A和第二磁体710B。在本实施例中，第一磁体710A位于第一插入物715A和第二插入物715B之间。另外，第一插入物715A位于一侧壳体325和另一侧第一磁体710A之间。

如图7所示，第一插入物715A和第二插入物715B具有不同的高度，但是，高度相等的插入物也是可能的。第二磁体710B位于壳体325内第三插入物715C和第四插入物715D之间。第四插入物715D位于壳体325和第二磁体710B之间。如图7中所示，磁性结构700包括第二插入物715B和第三插入物715C之间的空隙，然而，在一些实施例中，第二插入物715B和第三插入物715C之间可能没有空隙。在一些实施例中，插入物715A—715D可以包括相同的磁性重定向材料或可以包括不同的磁性重定向材料。

图8是示出了位于两个磁体之间的插入物的磁性结构800的简图。磁性结构800包括第一磁体810A、第二磁体810B、插入物815和壳体325。如图8中所示，插入物815被定位成使得第一侧接触第一磁体810A，第二侧接触第二磁体810B且第三侧接触壳体325。在一些实施例中，插入物815可以包括与第一和第二磁体810A和810B不同的高度。例如，如图8中所示，插入物815具有比第一和第二磁体810A和810B更短的高度。

图9是包括位于壳体325内的第一磁体910A、第二磁体910B、第一插入物915A、第二插入物915B和第三插入物915C的磁性结构900的立体图。在此实施例中，第一和第三插入物915A和915C具有相等的几何尺寸和形状并且第二插入物915B具有不同的几何尺寸和形状。

图3—9示出了包括具有矩形棱柱形状的磁体的磁性结构，但是本文所描述的磁体可以包括其他棱柱几何形状。例如，图10A—10C示出了具有几何形状不是矩形棱柱形状磁体的实施例。适合在磁性结构使用的棱柱几何形状的例子包括，但不限于，矩形棱柱、六边形棱柱、八边形棱柱或任何其他棱柱形状。在一些实施例中，最期望的棱柱形状可以根据供使用的应用、位置和感兴趣的区域、磁场的强度以及感兴趣的区域内的磁场形状而确定。

图10A是包括第一磁体1010A、第二磁体1010B、插入物1015和壳体325的磁性结构的侧视图。在此实施例中，第一和第二磁体1010A和1010B各自包括具有倾斜边缘的矩形形状的横截面。在一些实施例中，第一和第二磁体1010A和1010B的一个或多个拐角可以包括斜面边缘。如图所示，第一和第二磁体1010A和1010B的斜面边缘经配置使得它们与插入物1015的顶部连接。在一些实施例中，插入物1015的顶部可以位于斜面边缘的上面或下面。

图10B是包括在壳体325内具有带圆角边缘的矩形形状的第一和第二磁体1020A和1020B以及插入物1025的磁性结构的侧视图。在一些实施例中，第一和第二磁体1020A和1020B的一个或多个拐角可以包括圆角。

图10C是包括三个梯形磁体的磁性结构的侧视图，这三个梯形磁体包括位于壳体325中的第一磁体1030A、第二磁体1030B和第三磁体1030C。磁性结构还包括位于第一到第三磁体1030A、1030B和1030C之间的插入物1035使得插入物1035的第一侧接触第一磁体1030A，插入物的第二侧1035接触第二磁体1030B，并且插入物1035的第三侧面接触第三磁体1030C。

在一些实施例中，本文所描述的壳体的侧面可以包括不同的几何形状。例如，虽然图3-9示出了具有弯曲侧面的壳体，用于壳体的其他几何形状也是可能的。壳体形状可以被定制以安装在某些电气和机械部件或开口内。

图11是包括具有矩形形状的壳体1125的磁性结构1100的立体图。磁性结构1100包括第一磁体1110A、第二磁体1110B和位于壳体1125内的插入物1115。壳体1125包括第一壁1126A、第二壁1126B和基座1128。

图12是从上面观察包括具有六边形的形状的壳体1225的磁性结构1200的立体图。磁性结构1200包括第一磁体1210A、第二磁体1210B和位于壳体1225内的插入物1215。壳体1225包括第一壁1226A、第二壁1226B和基座1228。

如上所述，磁性重定向壳体和/或插入物可以有助于在预定区域或范围内建立均匀磁场。图13是根据本文描述的实施例，示出了与磁性结构1300的磁力线的磁性结构配置1300的侧视图。在图13中，磁性结构1300包括第一磁体1310A、第二磁体1310B和位于壳体1325内的插入物1315。插入物1315和壳体1325包括磁性重定向材料。在一些实施例中，插入物1315和1325可以包括相同或不同的磁性重定向材料。壳体1325包括第一壁1326A、第二壁1326B和基座1328。

在一些实施例中，磁性结构在具有长度在约3毫米至6毫米，宽带在约2毫米至约5毫米，且高度在约1毫米至约5毫米的感兴趣区域内产生基本均匀磁场。但是，其他尺寸的感兴趣的区域是可能的。在某些配置中，感兴趣的区域可以与磁性结构的上表面隔开使得在感兴趣的区域和磁性结构之间有空气间隙。例如，在一些实施例中，感兴趣的区域以约1毫米至约5毫米的距离于磁性结构的上表面隔开。然而，其他配置也是可能的。

与由本文磁性结构所产生的磁场有关的磁力线在感兴趣的区域内可以是均匀地间隔且基本上彼此平行。在一些实施例中，感兴趣区域中的磁力线具有在约+/-0.1度或更低范围的均匀性。然而，其他配置也是可能的。

图13示出了可以作为磁性结构配置1300产生结果的磁力线1305。图13还示出了其可以包括其中期望磁力线1305是平行且均匀的感兴趣的区域的预定区域1305。在一些实施例中，预定区域1305可以包括其中传感器(例如，传感器130)可以根据图1的AMR传感器系统100被放置的区域。如图所示，磁力线1305在预定区域1305内基本上平行且均匀地间隔。如上所述，平行线表明均匀磁场，并且可以允许来自位于预定区域1350内的传感器的更精确的传感和结果。

图14是根据本文描述的实施例，示出了与磁性结构400相关的磁力线的示例磁性结构配置1400的侧视图。磁性结构1400包括第一磁体1410A、第二磁体1410B、第一插入物1415A和位于壳体1325内的第二插入物。图14还示出了磁力线1405和预定区域1450。类似于图13中的预定区域1350，图14中的预定区域1450可以包括用于检测轴105的速度或角度的传感器，如关于图1所述。如图14中所示，在预定区域1450内的磁力线1405基本上平行且均匀地隔开并且可以便于来自位于预定区域1450内的传感器更精确和有效读数。

图15是根据本文描述的实施例，示出了与磁性结构1300相关的磁力线的示例磁性结构配置1300的俯视图。如图所示，磁力线1305在预定区域1350内基本上平行并且均匀地间隔。

本文所述安排可以在不但工业，汽车和航空等行业而且消费类产品中提供简单且健壮的角度位置测量且找到实用性。因此，使用本文所述的磁性结构配置可以提供改善的AMR传感。

提出本文所阐述的实施例和实例是为了最好地解释本发明及其实际应用并且从而使本领域的技术人员能够制造和利用本发明。本领域的技术人员，然而，将认识到已经提出的前面的描述和实施例仅用于说明和示例的目的。本发明的其他变型和修改对于那些本领域技术人员是显而易见的，并且所附权利要求书的意图是涵盖这些变型和变化。所阐述的描述并不旨在穷举或限制本发明的范围。根据上述教导而没有脱离以下权利要求的范围，许多修改和变型是可能的。可以预期的是，本发明的使用可能涉及具有不同特性的部件。其意图在于本发明的范围由所附的权利要求定义，并且在所有方面给等同物充分的认定。

Claims (23)

1.一种装置，包括：

可转动壳体，包括：

包括第一磁性重定向材料的第一壁；和

相对于所述第一壁的第二壁，所述第二壁包括所述第一磁性重定向材料；和

至少两个位于所述可转动壳体内所述第一壁和所述第二壁之间的磁体，其中所述至少两个磁体包括平行磁化且彼此相对的第一对磁体，其中所述可转动壳体相对于包括所述至少两个磁体而没有所述可转动壳体的配置改变所述至少两个磁体的磁场，

其中所述第一壁和所述第二壁与所述第一对磁体的每一个磁体的北南极轴平行地设置，其中所述第一壁只接触所述至少两个磁体中的一个磁体并且所述第二壁只接触所述至少两个磁体中的不同的磁体。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述可转动壳体还包括：

垂直于所述第一壁和所述第二壁的第三壁，其中所述第三壁的长度包括所述第一壁和所述第二壁之间的距离；和

与所述第三壁相对的第四壁，其中所述第四壁垂直于所述第一壁和所述第二壁，其中所述第四壁的长度包括在所述第一壁和所述第二壁之间的距离。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述可转动壳体还包括垂直于所述第一壁和所述第二壁的第一开口面，其中所述可转动壳体还包括相对于所述第一开口面的第二开口面，其中所述第二开口面垂直于所述第一壁和所述第二壁，以及其中相对于没有所述第一开口面和第二开口面的配置，所述可转动壳体抑制磁场在感兴趣区域内的弯曲。

4.如权利要求1所述的装置，还包括位于所述第一壁和所述第二壁之间的插入物。

5.如权利要求4所述的装置，其中所述插入物包括非磁性材料。

6.如权利要求4所述的装置，其中所述插入物包括第二磁性重定向材料。

7.如权利要求4所述的装置，其中所述插入物位于所述第一对磁体的第一磁体和第二磁体之间，其中所述第一磁体和第二磁体位于所述第一壁和所述第二壁之间。

8.如权利要求6所述的装置，其中所述插入物的所述第二磁性重定向材料和所述可转动壳体的所述第一磁性重定向材料包括不同的磁性重定向材料。

9.如权利要求6所述的装置，其中所述插入物的所述第二磁性重定向材料和所述可转动壳体的所述第一磁性重定向材料包括相同的磁性重定向材料。

10.如权利要求1所述的装置，其中所述第一磁性重定向材料包括钢、铁或铜。

11.如权利要求1所述的装置，其中所述至少两个磁体各自包括矩形棱柱形状。

12.如权利要求1所述的装置，其中所述第一壁和所述第二壁沿着所述可转动壳体的外表面弯曲。

13.如权利要求1所述的装置，其中所述可转动壳体还包括与所述第一磁性重定向材料不同的第二磁性重定向材料。

14.如权利要求1所述的装置，其中所述至少两个磁体包括位于所述可转动壳体内所述第一壁和所述第二壁之间的磁体阵列，其中所述磁体阵列包括彼此平行的磁轴，并且其中所述阵列的磁体极性上交替。

15.如权利要求1所述的装置，还包括位于所述第一壁和所述第二壁之间的两个或更多个插入物，其中所述两个或更多个插入物包括与所述第一磁性重定向材料不同的第二磁性重定向材料。

16.如权利要求1所述的装置，其中所述可转动壳体还包括基座，其中所述基座包括所述第一磁性重定向材料。

17.一种用于产生均匀磁场的方法，所述方法包括：

提供包括第一壁和与所述第一壁相对的第二壁的可转动壳体，所述第一壁和第二壁各自包括第一磁性重定向材料；

在所述可转动壳体内所述第一壁和所述第二壁之间放置至少两个磁体，其中所述至少两个磁体包括平行磁化且彼此相对的第一对磁体，其中所述第一对磁体的每一个磁体的北南极轴与所述第一壁和所述第二壁平行地设置，其中所述第一壁只接触所述至少两个磁体中的一个磁体并且所述第二壁只接触所述至少两个磁体中的不同的磁体；和

使用所述至少两个磁体和所述壳体在感兴趣区域内产生均匀磁场，其中相对于包括所述至少两个磁体而没有所述壳体的配置，所述壳体改变所述至少两个磁体的磁场。

18.如权利要求17所述的方法，

其中所述可转动壳体还包括垂直于所述第一壁和所述第二壁的第一开口面，

其中所述可转动壳体还包括相对于所述第一开口面的第二开口面，其中所述第二开口面垂直于所述第一壁和所述第二壁，以及

其中相对于没有所述第一开口面和第二开口面的配置，所述可转动壳体抑制磁场在感兴趣区域内弯曲。

19.如权利要求17所述的方法，还包括在所述第一壁和所述第二壁之间放置插入物，所述插入物包括第二磁性重定向材料。

20.如权利要求17所述的方法，还包括在所述均匀磁场内接近所述可转动壳体放置传感器。

21.一种角度位置传感装置，包括：

可转动壳体包括：

包括第一磁性重定向材料的第一壁；和

相对于所述第一壁的第二壁，所述第二壁包括所述第一磁性重定向材料；

位于所述壳体内所述第一壁和所述第二壁之间的至少两个磁体，其中所述至少两个磁体包括平行磁化且彼此相对的第一对磁体，其中所述第一壁和所述第二壁与所述第一对磁体的每一个磁体的北南极轴平行地设置，其中所述第一壁只接触所述至少两个磁体中的一个磁体并且所述第二壁只接触所述至少两个磁体中的不同的磁体，其中所述至少两个磁体和所述可转动壳体在感兴趣的区域内产生均匀的非弯曲磁场；和

位于所述均匀磁场中的传感器。

22.如权利要求21所述的装置，

其中所述可转动壳体还包括垂直于所述第一壁和所述第二壁的第一开口面，

其中所述可转动壳体还包括相对于所述第一开口面的第二开口面，其中所述第二开口面垂直于所述第一壁和所述第二壁，

其中相对于没有所述第一开口面和第二开口面的配置，所述可转动壳体抑制磁场在感兴趣区域内弯曲，以及

其中所述传感器位于所述至少两个磁体之间的径向居中区域。

23.如权利要求21所述的装置，其中所述传感器包括各向异性磁阻(AMR)传感器。