CN107152938B - 用于确定磁体相对于传感器行的位置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及确定磁体在测量时相对于传感器行的位置的方法。传感器行具有布置为在行方向上分隔开的第一和第二磁场感应传感器，第一、第二传感器信号由第一、第二传感器生成。在第一、第二检查中，第一、第二传感器信号在测量时生成的值分别与第一、第二参考值比较和/或被检测其是否分别属于第一、第二值范围。形成一相对值，在第三检查中，相对值与第三参考值比较和/或被检测其是否属于第三值范围。根据第一、第二和第三检查的结果，确定传感器信号中的哪一个在测量时应当被认为是引导信号。磁体在测量时相对于传感器行的位置通过评估以这种方式确定的引导信号而确定。

Description

用于确定磁体相对于传感器行的位置的方法

技术领域

本发明涉及一种用于确定磁体在测量时相对于在行方向延伸的传感器行的位置的方法。

背景技术

由DE 10 2010 025 170 B4已经已知一种用于确定磁体在一次测量中相对于在行方向延伸的传感器行的位置的方法。磁体相对于传感器行的位置可以在平行于行方向的方向上改变，其中传感器行具有第一磁场感应传感器和第二磁场感应传感器，该第二磁场感应传感器布置为在行方向上与第一传感器分隔开。在DE 10 2010 025 170 B4中得知的方法中，在一个实施例中，可以采用这样的传感器，其中每个传感器都构造为类似于DE 102010 025 170 B4的图8a)、8b)中示出的传感器。这样的传感器具有生成第一中间信号的第一部分(电阻R1、R2、R3、R4)以及生成第二中间信号的第二部分(电阻R5、R6、R7、R8)，第一中间信号的演变和第二中间信号的演变取决于磁体在传感器的位置处生成的磁场的强度和/或方向。第一中间信号基本上具有对于施加的电压(Usin)的正弦类型的演变(参见图8b)。第二中间信号基本上具有对于施加的电压(Ucos)的余弦类型的演变(参见图8b)。如图8a可以看出的，第一部分的中点对应于第二部分的中点。传感器的正弦类型的信号和余弦类型的信号可用于确定场角度演变。这里的场角度演变被理解为是指，由磁体在测量位置(在传感器的位置处)生成的磁场的场方向相对于传感器的所谓优选方向占据的角度的演变，例如当磁体经过传感器时上升。优选的方式是意于简化参考的预定方向。如果场角度被确定为在测量时相对于优选方向为30°，例如，这意味着由磁体生成磁场的磁场方向在测量位置占据相对于预定方向的30°的角度。在从DE 10 2010 025 170 B4已知的传感器结构的模式的情况下，场角度以简单的方式通过两个信号值的相除(通过正切计算(场角度＝0.5×ARCTAN(Uasin/Uacos)))而得到。从DE 10 2010 025 170 B4已知的实施例还提供了额外的优点，经由以下关系Uasin×Uasin﹢Uacos×Uacos＝常数，可以针对每个单独的传感器检测传感器信号是否正确。

在DE 10 2010 025 170 B4中提出的方法给出了这样的启示，为了确定位置，在所有传感器的传感器信号的一个优选实施例中，传感器行的多个传感器的传感器信号被评估。如DE 10 2010 025 170 B4的图1和图2所示，其中提出的方法是基于生成整个装置的传感器信号，其中传感器信号时由在测量时的多个单独的传感器的多个单独的测量值构成的。在其中描述的方法中，然后进行检查，该检查是关于整个装置从而生成的传感器信号的演变和参考信号的演变必须相对于彼此移位的量和方向，从而获得整个装置从而生成的传感器信号和参考信号之间的一致。在该测量时磁体所位于的位置从该量和方向而确定。

上述方法的一个可能的缺点会是：为了在评估单元中确定传感器信号和演变和参考信号的演变必须相对于彼此移位的量和方向以实现传感器信号和参考信号之间的一致性而必须采取的计算工作。

发明内容

为了克服背景技术的问题，本发明的目的在于提出一种用于确定磁体在测量时相对于在行方向延伸的传感器行的位置的简化的方法。

上述问题通过根据权利要求1的方法而解决。优选的实施例在从属权利要求和下列的说明书中描述。

本发明基于这样的基本想法，即能够从仅一个传感器的传感器信号来确定在测量时磁体相对于传感器行的位置，但是如果具有在行方向上布置的彼此相互间隔开的至少两个磁场感应传感器，则需要确定哪个传感器信号在测量的时刻应当被认为是引导信号。本发明从而自身提出了一种确定在测量的时刻必须被认为是引导信号的传感器信号的方法。

根据本发明的方法从而提出了，在第一检查中，将第一传感器信号在测量时已经生成的值与第一参考值比较和/或检测其是否属于第一值范围。属于第一值范围可以例如是通过检查是否第一传感器的值高于第一值范围的低阈值且低于第一值范围的高阈值而确定。如果是这种情况，那么第一传感器信号的值属于第一值范围。可以进行与第一参考值的比较，从而进行这样的检查，即第一传感器信号的值是否对应于第一参考值。在另一个实施中，可以进行与第一参考值的比较，从而进行这样的检查，即第一传感器信号的值是否大于第一参考值。在另一个实施中，可以进行与第一参考值的比较，从而进行这样的检查，即第一传感器信号的值是否小于第一参考值。

在另一步骤中，根据本发明的方法提出了，在第二检查中，将第二传感器信号在测量时已经生成的值与第二参考值比较和/或检测其是否属于第二值范围。属于第二值范围可以例如是通过检查是否第二传感器的值高于第二值范围的低阈值且低于第二值范围的高阈值而确定。如果是这种情况，那么第二传感器信号的值属于第二值范围。可以进行与第二参考值的比较，从而进行这样的检查，即第二传感器信号的值是否对应于第二参考值。在另一个实施中，可以进行与第二参考值的比较，从而进行这样的检查，即第二传感器信号的值是否大于第二参考值。在另一个实施中，可以进行与第二参考值的比较，从而进行这样的检查，即第二传感器信号的值是否小于第二参考值。在一个特别优选的实施例中，第一参考值对应于第二参考值，或者第一值范围对应于第二值范围。

此外，在第一替代方案中，根据本发明的方法提出了，从第一传感器信号在测量时生成的值和第二传感器信号在测量时生成的值来形成相对值。该替代方案特别地用于磁场感应传感器类型，其具有单个惠斯通全桥或单个惠斯通半桥，并且其中传感器的传感器信号从该惠斯通全桥或惠斯通半桥中的一个分接的信号二生成。在第二替代方案中，根据本发明的方法提出了，相对值从已经用于生成第一传感器信号的值的、第一传感器在测量时的第一中间信号的值，以及从已经用于生成第一传感器信号的值的、第一传感器在测量时的第二中间信号的值，以及从已经用于生成第一传感器信号的值的、第二传感器在测量时的第一中间信号的值，以及从已经用于生成第二传感器信号的值的、第二传感器在测量时的第二中间信号的值，而形成。该替代方案特别地用于磁场感应传感器类型，其由至少两部分构成，第一部分具有惠斯通全桥或惠斯通半桥，第一中间信号从其分接，第二部分具有惠斯通全桥或惠斯通半桥，第二中间信号从其分接，并且其中传感器信号的传感器类型生成根据第一中间信号和第二中间信号而进行。

根据本发明的方法给出了这样的启示，在第三检查中，将根据两个替代方案中的一个生成的相对值与第三参考值比较和/或检测其是否属于第三值范围。属于第三值范围可以例如是通过检查是否相对值高于第三值范围的低阈值且低于第三值范围的高阈值而确定。如果是这种情况，那么相对值的值属于第三值范围。可以进行与第三参考值的比较，从而进行这样的检查，即相对值的值是否对应于第三参考值。在另一个实施中，可以进行与第三参考值的比较，从而进行这样的检查，即相对值的值是否大于第三参考值。在另一个实施中，可以进行与第三参考值的比较，从而进行这样的检查，即相对值的值是否小于第三参考值。在优选的实施例中，第三参考值并不对应于第一参考值。在优选的实施例中，第三参考值并不对应于第二参考值。在优选的实施例中，第三值范围并不对应于第一值范围。在优选的实施例中，第三值范围并不对应于第二值范围。

可以想到用于生成相对值的多种算法。例如，相对值可以是从第一传感器信号在测量时生成的值和第二传感器信号在测量时生成的值的平均值。为此，该值可以被相加然后除以2。相对值也可通过该值的比较而生成。例如，相对值可以包含这样的信息，即第一传感器信号在测量时生成的值是否大于第二传感器信号在测量时生成的值。在这样的检查中，相对值可优选的是二进制值，例如，如果第一传感器信号在测量时生成的值大于第二传感器信号在测量时生成的值，则相对值为1，否则为0。相对值可以类似地通过形成第一传感器信号在测量时生成的值与第二传感器信号在测量时生成的值的比例而生成。为此，例如，第一传感器信号在测量时生成的值可以除以第二传感器信号在测量时生成的值。该替代方案特别地用于磁场感应传感器类型，其具有单个惠斯通全桥或单个惠斯通半桥，并且其中传感器的传感器信号从该惠斯通全桥或惠斯通半桥中的一个分接的信号二生成。

在磁场感应传感器类型的情况下，其由至少两部分构成，第一部分具有惠斯通全桥或惠斯通半桥，第一中间信号从其分接，第二部分具有惠斯通全桥或惠斯通半桥，第二中间信号从其分接，并且其中传感器信号根据第一中间信号和第二中间信号而生成，作为相对值的形成的一部分，可以想到的是，生成用于第一传感器信号的幅值(A)以及用于第二传感器信号的幅值，该幅值(A)根据传感器在测量时的第一中间信号的值(W1)的平方以及第二中间信号的值(W2)的平方的和的平方根(A＝(W1²﹢W2²)^1/2)来计算。该相对值可从而根据第一传感器信号的幅值(后文中：第一幅值)和第二传感器信号的幅值(后文中：第二幅值)而生成。例如，相对值可以是测量时第一幅值和第二幅值的平均值。为此，第一幅值和第二幅值可以被相加然后除以2。相对值也可通过将第一幅值和第二幅值比较而生成。例如，相对值可包含这样的信息，即在测量时第一幅值是否大于第二幅值。在这样的检查中，相对值可优选地为二进制值，例如，如果在测量时第一幅值大于第二幅值，则为值1，否则为0。相对值也可类似地通过形成幅值的比例而形成。为此，例如，第一幅值可除以测量时的第二幅值。

根据本发明的方法从而提出了，从第一检查的结果和第二检查的结果和第三检查的结果，来确定哪个传感器信号应当被认为是针对该测量时的引导信号。从第一检查的结果和第二检查的结果和第三检查的结果，从而能够确定第一传感器信号或第二传感器信号是否应当被认为是在该测量时的引导信号。根据本发明的方法给出了这样的启示，即通过评估从而确定的引导传感器信号来确定在测量时磁体相对于传感器行的位置。

根据本发明的方法可用于多种测量任务，其在精度上不同，并且根据其意于确定磁体相对于传感器行的位置。可以想到这样的测量任务，其中足以确定磁体相对于传感器行位于一个传感器提供良好的传感器信号的区域中。例如，可以想到的是，传感器布置为在传感器行上从彼此清晰地分隔开。在这样的情况下，例如，如果磁体位于靠近第一传感器的区域中，则第一传感器可提供较强且良好的可评估信号，而第二传感器在该时该点提供较弱的信号。依据根据本发明的方法，可以确定的是，在该情况下，第一传感器的信号应当被用作引导信号。在一些测量任务的情况下，例如，在可占据两个设定位置的活塞的情况下，当意于确定该活塞位于两个位置中的哪一个时，该信息可以是足够的。为此，该活塞可与磁体一起使用，并且传感器行能够以固定的方式被附接。对于这样的测量任务，足以确定磁体(以及从而活塞)位于一个传感器的区域内。由于该活塞(在这里选择的示例中)可以占据仅两个预定的间隔开的位置，该测量任务足以确定作为引导信号的仅一个信号以及从而确定活塞位于第一传感器附近，以执行确定位置的测量任务。

在替代的测量任务中，不足以确定传感器中的仅一个作为磁体所靠近的那一个。在替代的测量任务中，尽可能确定磁体相对于提供引导信号的传感器的位置。即使一个单独的磁场感应传感器可(即使仅具有较小的精度)确定在测量时磁体具有的相对于其的位置。在该情况下，有多种可提供非特定信号的磁场感应传感器，例如，其可将两个可预想的相对位置的仅一个作为结果输出。也可类似地具有关于磁体可距传感器占据的最大距离而同时带来可用结果的限制。然而，由于安装导致的限制，也可以想到这样的测量任务，其中该信息已经足够，例如，其本身已经防止由两种传感器类型引起的两个相同结果的第二个的发生，例如由于磁体不能实际上占据传感器将生成于第一信号相同的第二信号并且从而将导致非特定性的缺乏的位置。

磁场感应传感器，例如霍尔传感器，电感式传感器，特别优选地基于线圈的传感器，磁控电阻(使用高斯效应的传感器)或磁控光学传感器是已知的能够在传感器的位置处确定磁体生成的磁场强度。这样的传感器可以用于执行根据本发明的方法。由磁体在其周围环境中的一点处生成的磁场的强度取决于磁体和该点之间的距离。磁体离该点越远，磁场变得越弱。这样的磁场感应传感器从而能够用于确定磁体距传感器多近。该测量可能导致不精确的测量结果，因为传感器理论上多次输出相同的信号，即使磁体位于不同的位置处，即当磁体位于相对于传感器的相同距离处(即使在不同的空间中)，总是输出相同的信号。在这样的磁场感应传感器的情况下，测量结果的非模糊性可以通过限制磁体相对于传感器行的移动的可能性而提高。例如，如果磁体被引导为使得，磁体相对于传感器行的位置仅可在平行于传感器行的方向上改变，从而当采用前述的磁场感应传感器时，模糊性的确上升了，因为传感器信号在量上可以两次占据相同的值。在这样的结构的情况下，磁体可两次具有相对于传感器的相同间距，即一次是当磁体在传感器的前部或右侧(取决于选择的观察角度)距其所述间距，以及一次是当磁体在传感器的后部或左侧(取决于选择的观察角度)距其相同的间距。然而，取决于测量任务组，这也能够以针对该测量任务的足够精度足以确定在测量时磁体相对于传感器行占据的位置。或者，在这样的测量任务的情况下，创造条件使得磁体完全不能占据相应的第二位置。

在替代的实施例中，磁场感应传感器可确定在传感器的位置处由磁体生成的磁场相对于优选方向的场方向。这样的传感器可以配置为旋转角度传感器。已知旋转角度传感器的多种设计。一个经常采用的设计包括具有磁场感应电阻的两个惠斯通全桥或两个惠斯通半桥的传感器。传感器可例如具有“各向异性磁控电阻效应”(AMR效应)或“巨磁控电阻效应”(GMR效应)。如果该传感器配备有两个惠斯通半桥或配备有两个惠斯通全桥，并且如果采用使用AMR效应的电阻，那么传感器可以精确地确定180°范围内的场方向，但是具有不确定性。由这样的传感器测量的每个值在参考坐标系中对于在从0°到180°的角度处的一场方向出现一次，以及在同一参考坐标系统中对于指向从180°到360°的方向的一场方向出现一次。然而，可以想到的是，足以以这样的不确定性来确定磁体相对于传感器行占据的位置的测量任务。从而也可以采用这些传感器，以实现根据本发明的方法。特别是在测量任务的情况下，其中磁体在行方向上移动或在平行于传感器行的行方向的方向上移动，由磁体在传感器行的相应的传感器的位置处生成的磁场的场方向在该相对移动过程中最大变化180°。

在特别优选的类型中，采用旋转角度传感器，其提供跨越所有可能场方向均独特的测量信号。例如，这通过具有磁场感应电阻的两个惠斯通半桥或两个惠斯通全桥的传感器而实现，其中电阻采用“巨”磁控电阻效应(GMR效应)。

在确定由磁体在传感器的位置处具有的磁场相对于优选方向的场方向的磁场感应传感器的替代实施例中，可以采用所谓的线性场传感器，其具有磁场感应电阻的惠斯通半桥或惠斯通全桥。

旋转角度传感器可具有这样的部分，其具有互连以形成惠斯通全桥并生成第一中间信号的四个电阻，以及包括这样的第二部分，其具有互连以形成惠斯通全桥并且生成第二中间信号的四个电阻，第一中间信号的演变和第二中间信号的演变取决于磁体在传感器的位置处生成的磁场的强度和/或方向。第一中间信号基本上具有正弦类型的演变。第二中间信号基本上具有余弦类型的演变。第一部分的中点对应于第二部分的中点。传感器的正弦类型的信号和余弦类型的信号可用于确定场角度演变。这里的场角度演变被理解为是指，由磁体在测量位置(在传感器的位置处)生成磁场的磁场方向相对于传感器的所谓的优选方向的角度的演变，例如当磁体经过传感器时上升。优选的方式是意于简化参考的预定方向。如果场角度在测量时被确定为例如相对于优选方向成30°，这意味着由磁体生成磁场的磁场方向在测量位置占据相对于预定方向的30°的角度。该场角度以简单的方式通过两个信号值的相除，依据正切计算(场角度＝0.5×ARCTAN(Uasin/Uacos))来获得。旋转角度传感器具有两个部分，每个部分具有根据前述类型的惠斯通全桥，该旋转角度传感器在线性测量区域中提供取决于磁体相对于传感器的位置的独特信号，该线性测量区域在传感器的一侧上的测量区域和该传感器的另一侧上的测量子区域上延伸。测量区域的尺寸基本上取决于行方向上磁体的尺寸。例如，当使用长度15mm的磁体时，能够在围绕这样的传感器的中心的约﹣12mm到12mm的线性测量区域中提供独特的信号的传感器是已知的(KMT32B﹣旋转角度传感器，MEAS Deutschland GmbH或KMZ41，NXP)，根据该独特的信号能够明确地确定相对于传感器的磁体。然而，在围绕这样的传感器的中心的几毫米的线性测量范围提供磁体可根据其相对于传感器明确确定的独特的信号的磁场感应传感器和磁体的组合(在行方向上的磁体的尺寸)是已知的。然而，在围绕这样的传感器的中心的几厘米的线性测量范围提供磁体可根据其相对于传感器明确确定的独特的信号的磁场感应传感器和磁体的组合(在行方向上的磁体的尺寸)是已知的。

在优选的实施例中，该设计的传感器被布置为使得每个传感器的优选方向指向相同方向。这可减少所需的计算工作，并且使得能够避免额外的计算操作，其否则将需要该些额外的计算操作来使得这些信号可比较。

旋转角度传感器具有两个部分，每个部分具有根据前述类型的惠斯通全桥，该旋转角度传感器在线性测量区域中提供取决于磁体相对于传感器的位置的独特信号，该线性测量区域在传感器的一侧上的测量区域和该传感器的另一侧上的测量子区域上延伸。传感器不提供任何易于评估的信号的区域经常地结合到该线性测量区域上(参见关于图5的评述，以借助于示例来理解)。在优选的实施例中，如果传感器时这种类型的旋转角度传感器，传感器行的传感器布置为使得其线性测量区域的端部区域重叠。因此，提供了线性测量空间，其由多个单独传感器的多个单独的线性测量区域构成，以及在该线性测量空间中，磁体的位置确定能够安全且无间隙地进行。该解释规则也可用于下列实施例的传感器行，该传感器行具有不止两个，特别是超过三个传感器，这些传感器布置为在传感器行中彼此间隔开。

根据本发明的方法可用于具有仅一个磁场感应传感器和第二磁场感应传感器的传感器行。在优选的实施例中，然而，根据本发明的方法用于具有至少一个更多的第三磁场感应传感器的传感器行中，并且在一个优选的实施例中，该传感器行具有在传感器行中布置为彼此分隔开的至少三个磁场感应传感器。在这样的传感器的行的情况下，根据本发明的方法可以设想的是，

·第三传感器信号由第三传感器生成，在测量时，其值取决于在测量时磁体相对于第三传感器的位置，以及

·在第四检查中，第三传感器信号在测量时生成的值与第四参考值比较和/或被检测其是否属于第四值范围，以及

·第二相对值根据第二传感器信号在测量时生成的值，或者第一传感器信号在测量时生成的值，以及第三传感器信号在测量时生成的值，而形成，

·或者，第二相对值从已经用于生成第二传感器信号的值的、第二传感器在测量时的第一中间信号的值，以及从已经用于生成第二传感器信号的值的、第二传感器在测量时的第二中间信号的值，或从已经用于生成第一传感器信号的值的、第一传感器在测量时的第一中间信号的值，以及从已经用于生成第一传感器信号的值的、第一传感器在测量时的第二中间信号的值，以及从已经用于生成第三传感器信号的值的、第三传感器在测量时的第一中间信号的值，以及从已经用于生成第三传感器信号的值的、第三传感器在测量时的第二中间信号的值，而形成，

·在第五检查中，以这种方式确定的第二相对值与第五参考值比较和/或被检测其是否属于第五值范围，以及

·根据第一检查的结果和第二检查的结果和第三检查的结果和第四检查的结果和第五检查的结果，确定传感器信号的哪一个在该测量时被认为是引导信号，其中，在测量时磁体相对于传感器行的位置通过评估以这种方式确定的引导信号而确定。

该优选的实施例提出了，在第四检查中，将第三传感器信号在测量时生成的值与第四参考值比较和/或被检测其是否属于第四值范围。属于第四值范围可以例如是通过检测是否第三传感器的值高于第四值范围的低阈值且低于第四值范围的高阈值而确定。如果是这种情况，那么第三传感器信号的值属于第四值范围。可以进行与第四参考值的比较，从而进行这样的检查，即第三传感器信号的值是否对应于第四参考值。在另一个实施中，可以进行与第四参考值的比较，从而进行这样的检查，即第三传感器信号的值是否大于第四参考值。在另一个实施中，可以进行与第四参考值的比较，从而进行这样的检查，即第三传感器信号的值是否小于第四参考值。在一个特别优选的实施例中，第一参考值对应于第二参考值，或者第一值范围对应于第二值范围。

根据本发明的方法进一步提出了，形成第二相对值，其中第一传感器的测量值被置于与第三传感器的测量结果相关或替代地第二传感器的测量结果与第三传感器的测量结果相关。第一替代方案提出了，根据第二传感器信号在测量时生成的值，或者第一传感器信号在测量时生成的值，以及第三传感器信号在测量时生成的值，而形成(第二)相对值。该替代方案特别地用于磁场感应传感器类型，其具有单个惠斯通全桥或单个惠斯通半桥，并且其中传感器的传感器信号从该惠斯通全桥或惠斯通半桥中的一个分接的信号二生成。在第二替代方案中，根据本发明的方法提出了，(第二)相对值从已经用于生成第二传感器信号的值的、第二传感器在测量时的第一中间信号的值，以及从已经用于生成第二传感器信号的值的、第二传感器在测量时的第二中间信号的值，或从已经用于生成第一传感器信号的值的、第一传感器在测量时的第一中间信号的值，以及从已经用于生成第一传感器信号的值的、第一传感器在测量时的第二中间信号的值，以及从已经用于生成第三传感器信号的值的、第三传感器在测量时的第一中间信号的值，以及从已经用于生成第三传感器信号的值的、第三传感器在测量时的第二中间信号的值，而形成。该替代方案特别地用于磁场感应传感器类型，其由至少两部分构成，第一部分具有惠斯通全桥或惠斯通半桥，第一中间信号从其分接，第二部分具有惠斯通全桥或惠斯通半桥，第二中间信号从其分接，并且其中传感器信号根据第一中间信号和第二中间信号而生成。

可以想到用于生成相对值的多种算法。例如，第二相对值可以根据第二传感器信号在测量时生成的值，或者第一传感器信号在测量时生成的值，以及第三传感器信号在测量时生成的值，的平均值。为此，该值可以被相加然后除以2。第二相对值也可通过该值的比较而生成。例如，第二相对值可以包含第二传感器信号在测量时生成的值，或者第一传感器信号在测量时生成的值，是否大于第三传感器信号在测量时生成的值，的信息。在这样的检查中，第二相对值可优选的是二进制值，例如，如果第二传感器信号在测量时生成的值或第一传感器信号在测量时生成的值大于第三传感器信号在测量时生成的值，则相对值为1，否则为0。第二相对值可通过形成第二传感器信号在测量时生成的值、或者第一传感器信号在测量时生成的值、以及第三传感器信号在测量时生成的值的比例而类似的生成。为此，例如，第二传感器信号在测量时生成的值、或者第一传感器信号在测量时生成的值可以除以第三传感器信号在测量时生成的值。该替代方案特别地用于磁场感应传感器类型，其具有单个惠斯通全桥或单个惠斯通半桥，并且其中传感器的传感器信号从该惠斯通全桥或惠斯通半桥中的一个分接的信号而生成。

在磁场感应传感器类型的情况下，其由至少两部分构成，第一部分具有惠斯通全桥或惠斯通半桥，第一中间信号从其分接，第二部分具有惠斯通全桥或惠斯通半桥，第二中间信号从其分接，并且其中传感器信号根据第一中间信号和第二中间信号而生成，作为第二相对值的形成的一部分，可以想到的是，生成用于第二传感器信号的幅值(A)或用于第一传感器信号的幅值(A)以及用于第三传感器信号的幅值，该幅值(A)根据传感器在测量时的第一中间信号的值(W1)的平方以及第二中间信号的值(W2)的平方的和的平方根(A＝(W1²﹢W2²)^1/2)来计算。该第二相对值可从而从第二传感器信号(后文中，第二幅值)或从第一传感器信号的幅值(后文中：第一幅值)以及从第三传感器信号的幅值(后文中：第三幅值)而生成。例如，第二相对值可以是测量时的第二幅值，或第一幅值，以及第三幅值的平均值。为此，第二幅值或第一幅值以及第三幅值可以被相加然后除以2。第二相对值也可通过将第二幅值或第一幅值与第三幅值比较而生成。例如，相对值可包含这样的信息，即在测量时第二幅值或第一幅值是否大于第三幅值。在这样的检查中，第二相对值可优选地为二进制值，例如，如果在测量时第二幅值或第一幅值大于第三幅值，则为值1，否则为0。类似地，可以选择这样的实施例，其中如果在测量时第三幅值大于第二幅值或第一幅值，则第二相对值为值1，否则为0。第二相对值也可类似地通过形成幅值的比例而形成。例如，第二幅值或第一幅值可为此目的而除以测量时的第三幅值。类似地，第三幅值可例如除以测量时的第二或第一幅值。

根据本发明的方法给出了这样的启示，在第五检查中，将根据两个替代方案中的一个生成的第二相对值与第五参考值比较和/或检测其是否属于第五值范围。属于第五值范围可以例如是通过检查是否第二相对值高于第五值范围的低阈值且低于第五值范围的高阈值而确定。如果是这种情况，那么第二相对值的值属于第五值范围。可以进行与第五参考值的比较，从而进行这样的检查，即第二相对值的值是否对应于第五参考值。在另一个实施中，可以进行与第五参考值的比较，从而进行这样的检查，即第二相对值的值是否大于第五参考值。在另一个实施中，可以进行与第五参考值的比较，从而进行这样的检查，即第二相对值的值是否小于第五参考值。在优选的实施例中，第五参考值并不对应于第一参考值。在优选的实施例中，第五参考值并不对应于第二参考值。在优选的实施例中，第五参考值并不对应于第四参考值。在优选的实施例中，第三参考值对应于第五参考值。在优选的实施例中，第五值范围并不对应于第一值范围。在优选的实施例中，第五值范围并不对应于第二值范围。在优选的实施例中，第五值范围对应于第三值范围。在优选的实施例中，第五值范围并不对应于第四值范围。

在优选的实施例中，在具有至少三个传感器的传感器行的情况下，前述优选的实施例实施以第四检查和第五检查。然而，即使是在具有三个或更多的磁场感应传感器的传感器行的情况下，进行仅执行第一检查、第二检查和第三检查的方法变型，也可以实现本发明的优势。如果根据本发明的方法实施在具有超过三个传感器的传感器行上，在优选的实施例中确定是否采用方法变型，该方法变型减少了计算工作并且其中仅执行第一检查、第二检查和第三检查，或者是否实施具有额外的第四检查和额外的第五检查的方法变型，该方法变型在计算工作来说更加负责。该决定指出了，在上游选择阶段中，是否需要确定两个传感器或三个传感器，其传感器信号意于在后续的方法步骤在被采用。如果执行减少的方法变型，那么，在具有多个磁场感应传感器的传感器行的情况下，需要在选择步骤中确定这两个传感器，其传感器信号意于在对于该次测量的后续方法步骤中使用。如果采用具有第四检查和第五检查的方法变型，该方法变型在计算工作上来说更为复杂，那么，在具有多个磁场感应传感器的传感器行的情况下，需要在选择步骤中确定这三个传感器，其传感器信号意于在对于该测量点的后续方法步骤中使用。在优选的实施例中，当执行选择步骤时，可以确定哪两个传感器提供具有相对于其他传感器的最高值量的传感器信号，或哪三个传感器提供具有相对于其他传感器的最高值量的传感器信号。这些传感器的传感器信号的值从而构成这次测量的进一步方法的基础。

在优选的实施例中，当确定传感器信号的哪一个应当被认为是针对测量时的引导信号时，可以采用查找表(转换表)。第一检查、第二检查、第三检查的结果，以及——在采用更复杂的方法变型的程度——第四检查以及第五检查的结果可用于形成值的组合。该值的组合可例如形成为使得行的数量形成为具有三个地点，或五个地点，并且第一检查的结果位于第一地点中，第二检查的结果位于第二地点中，第三检查的结果位于第三地点中，并且如果执行的话，第四检查的结果位于第四地点中，并且第五检查的结果位于第五地点中。如果检查的结果是二进制值的话，则由多个1和多个0组成的值的组合可从而形成。以这种方式生成的值的组合可与存储在查找表中的值组合相比较。例如，对于每个可想到的值组合，关于当执行的检查已经输出相应的值组合时，第一传感器信号、第二传感器信号以及——如果使用的话——第三传感器信号的阵列中的哪个信号应当被认为是引导信号的一个入口可被存储在查找表中。

如上文所描述的，可以想到的是，根据本发明的方法的实施例，其中多个单独的传感器的测量区域在其相应的端部区域重叠以固定不存在间隙的测量区域。在这些情况下，可以想到根据本发明的方法的一个特定的实施例，其中，对于每个可想到的值组合，关于当执行的检查已经输出相应的值组合时、来自于由第一传感器信号、第二传感器信号以及——如果使用的话——第三传感器信号构成的阵列的哪一个信号应当被认为是引导信号的一个入口可被存储在查找表中，或者关于对应的值组合是否意味着磁体位于两个传感器信号的重叠区域的一个入口可被存储在查找表中。磁体位于两个传感器信号的重叠区域的信息在根据传感器信号确定磁体的精确位置时可被考虑在内。

在优选的实施例中，在测量时磁体相对于传感器行的位置被确定为，基于引导信号的值或关于从引导信号的值得到的值，用于确定磁体相对于传感器行位置的位置值从查找表中读出。对于查找表的配置可以想到多种实施例。在第一实施例中，磁体的位置相对于每个传感器信号的每个值而被存储。在具有大量的传感器行的测量任务的情况下，这会导致非常大的查找表。在该实施例中，如果，例如第二传感器的信号应当被认为是引导信号并且第二传感器信号的值为0.4V，可以在查找表中存储这对应于沿着传感器行的27mm的磁体位置。对于每个传感器信号的每个值的磁体位置的单独值的存储使得能够在生成值或偏移时将传感器之间的差别考虑在内，例如，类型的差别或者甚至是在制造期间导致的差别。查找表的填充活塞已经在查找表中的值的适应可在标定进程中发生。在第二实施例中，可以采用较小的查找表来工作，例如，如果所有的传感器都是相同构造的类型的情况下。如果所有的传感器都是相同的类型，可以预期的是，如果磁体被引导通过它们相应的测量区域，则传感器则会以相同方式操作。在磁体的位置中在相应的测量区域中的递增的改变应当导致相应传感器的生成的传感器信号的值的相同的变化。这样的查找表的使用是方便的，根据该查找表能够读出当传感器提供具有预定值的信号时，传感器在传感器的测量区域中所处于的位置。关于引导传感器在测量区域中的位置的信息可从而被联系到沿着传感器行的引导传感器的位置的信号，以及从而磁体的绝对位置可以被确定。可以从查找表读出，例如应当被视为引导的第二传感器的当前生成的值对应于第二传感器的参考点(通常是传感器的中点)左侧7mm的磁体的位置，并且如果已知(例如通过在另一查找表中查找)第二传感器的参考点是距传感器行的左边缘20mm，则能够从该信息确定磁体距传感器行的左边缘13mm远。在该实施例中，该查找表包含相对于参考点仅一次的在传感器的测量区域中的磁体的传感器信号与位置的可能值的并置。在该实施例中，该查找表可在不考虑哪个传感器被确定为引导的情况下被访问。然而，本发明使用示例性实施例的事实，即所有的传感器时相同的类型并且从而以相同的方式反应。因此，查找表的范围可被减少。另一查找表的提供也可保持为较小并且实质上包含对于每个传感器的入口，该查找表包括相应的传感器的参考点相对于传感器行的位置，并且从而规定这样的值，从第一查找表中读出的值必须被添加该值，以确定磁体相对于传感器行的绝对位置。当采用这里描述的查找表的第二实施例时，可能需要补偿在相同类型的传感器之间的在制造过程中导致的差值，以能够针对所有的传感器采用一个单个的查找表。优选的实施例从而能够给出这样的启示，确定在测量时磁体相对于传感器行的位置在于，关于从引导信号的值得到的值，用于确定磁体相对于传感器行位置的位置值从查找表中读出。该得到的值可通过经由标定因数的因数化而生成。得到的值的生成可用于提高值的可比较性。已知的是，磁场感应的传感器可能具有在制造过程中导致的偏移，或者取决于环境温度而可能具有在相同磁体位置处的不同的量。这些差值由于制造过程周围环境而导致，甚至当周围环境条件相同时，这些差值可能在传感器之间不同，这些差值可通过生成得到的值而被消除或至少被降低。从而，在标定测量中，可以想到在已知环境条件和磁体的已知位置处确定针对每个传感器的单独的标定值。该得到的值可以例如通过相应的信号在测量时生成的值除以针对该相应传感器的相应的标定值而生成。替代的方法可例如包括标准化这些值。为此，可以检查这两个值(即，第一传感器信号在测量时生成的值和第二传感器信号在测量时生成的值)中的哪一个是较大的值。一旦该值确定，两个值除以该值。这使得从在测量时具有较大值的传感器得到的值变为1，而在测量时提供较低信号的传感器的得到的值在量上小于1。这样的归一化可能在生成相对值时增加额外的计算操作。然而，取决于选择用于生成实际相对值的方法，这样的归一化也可简化需要进一步执行的计算操作。

在优选的实施例中，其中，相对值从已经用于生成第二传感器信号的值的、第一传感器在测量时的第一中间信号的值，以及从已经用于生成第一传感器信号的值的、第一传感器在测量时的第二中间信号的值，以及从已经用于生成第二传感器信号的值的、第二传感器在测量时的第一中间信号的值，以及从已经用于生成第二传感器信号的值的、第二传感器在测量时的第二中间信号的值，而形成，由于制造或环境温度的影响导致的偏移的标定和考虑活塞信号传递至A/D转换器的影响(如果采用A/D转换器将相应的中间信号转换为数字中间信号)可能发生，其中相应的中间信号被标定，特别优选地通过从中间信号减去或者被加到中间信号的偏移值和/或通过中间信号乘以标定因子来实现。如果偏移值从中间信号减去或者被加到中间信号，并且中间信号乘以一因子，则取决于对于通过乘以该因子所意于补偿的效果，乘以该因子的操作可在偏移值的加法或减法之前或之后进行。

在替代于采用查找表的优选实施例中，磁体相对于传感器行在测量时刻的位置可通过引导信号的值或从方程中采用的引导信号的值得到的值而确定。在一些传感器的情况下，可以将传感器信号的相应的值和在传感器的测量区域中磁体的相应位置之间的关系表达为一方程，或者表达为通过采用得到的值生成线性相关。这从而使得能够通过将在测量时生成的值插入方程中来确定在传感器的测量区域中磁体的位置。

如果采用具有重叠区域的前述类型的实施例，则在特别优选的实施例中，可以想到，在已经确定磁体位于重叠区域中的情况下，可以将磁体相对于传感器行的位置根据一个传感器的传感器信号的值形成到重叠区域所属的测量区域，以及将磁体相对于传感器行的位置根据另一个传感器的传感器信号的值形成到重叠区域所属的测量区域。例如，可从两个值形成平均值，并且以这种方式确定的值可在查找表中使用。可以类似地想到，在查找表中，关于一个传感器的信号的值，确定该值所对应的磁体的位置，以及关于另一传感器的信号的值，确定该值对应的磁体的位置，以及根据这两个位置形成平均值。

可以想到的这样应用的情况，其中传感器行被集成到一杆中，并且将杆表面上平行于行方向延伸的行限定为测量路径，并且测量任务被设定为发现沿着该测量路径在将被确定的位置中磁体最接近哪个点，其中磁体被设计为环形形状并且沿着杆可移位。由于磁体相对于传感器行的相对位置意于能够在行方向的方向上或在平行于行方向的方向上变化，在这样的实施例中，优选地在磁体和杆之间设置一间隙，使得如果需要的话，在测量路径和磁体之间没有直接接触。在这样的实施例中，在将被确定的位置中，将总是存在这样的点，磁体或磁体的参考点(例如其体积中点)最接近该点，而该点更远离其他点。

磁体相对于传感器行的相对位置可以在行方向的方向上或平行于行方向的方向上改变。例如，可以想到这样的实施例，其中磁体被布置在接近传感器行的一侧上。在这样的实施例中，在该方法中采用的装置可具有引导件，其用于引导磁体，并且当磁体相对于传感器行移动时引导磁体，使得磁体平行于行方向移动。然而，也可以想到这样的实施例，其中采用环形磁体作为磁体，该环形磁体环绕传感器行并且其重心位于传感器行上。在这样的实施例中，环形磁体的移动可通过传感器行引导，或者通过环绕传感器行的壳体来引导，使得磁体在行方向上移动，即位于传感器行上的重心在行方向上移动。在该情况下，如果磁体(也被称为发送器)在相对于行方向成角度的方向上移动，但是具有指向行方向的移动向量，则本发明的优势已经能够实现。在该情况下，优选的情况是，如果指向行方向的移动向量大于指向垂直于行方向的移动向量。例如，可以想到这样的应用情况，其中磁体被设计为浮动件，并且其中意于确定液体的液面(磁体浮在该液面上)，其中接收液体和磁体的容器具有在一定程度上大于磁体的直径。如果，在该情况下，例如，传感器行设置在容器壁中，磁体和传感器行之间的间距在液面变化时可以变化，因为磁体可以通过由容器的较大的直径提供的自由空间而在液体的表面上进行移动。在这样的应用情况下，磁体将不会完美地平行于传感器行移动。然而，根据本发明的方法也可用于这样的应用情况下。可比较的情况应用于这样的测量任务的情况，其中环形磁体沿着设计为杆的传感器行移动，但是由于为该移动提供的间隙，其与传感器行的间隔略微地改变。

为了使本发明成功，所需要的是磁体和传感器行之间的相对位置改变。无需磁体相对于静止的传感器行移动。在优选的实施例，磁体相对于传感器行可移动。在替代的实施例，传感器行相对于磁体可移动。最终，能够想到这样的实施例，其中磁体和传感器行两者都可在一坐标系中移动，该坐标系并不固定地连接到磁体并且不固定地连接到传感器行，使得磁体相对于传感器行的相对位置改变。

根据本发明的方法可以立刻进行。如果存在第一传感器信号和第二传感器信号，那么可采用该方法来确定在第一传感器生成第一传感器信号且第二传感器生成第二传感器信号的时刻点磁体所位于的位置。在优选的实施例中，相应传感器的相应传感器信号连续地生成，特别优选地作为模拟信号生成。结果是，能够持续地进行对磁体所处于位置的确定。为此，传感器信号由评估单元以扫描频率而扫描。在优选的实施例中，传感器信号以大于200Hz的扫描频率，特别优选地大于500Hz，特别优选地大于1kHz，以及最特别优选地大于5kHz的扫描频率扫描。在优选地实施例中，基于在扫描中确定的传感器信号的每个数据组，进行对在形成生成的数据组的基础的传感器信号的时刻磁体所位于的位置的确定。

在优选的实施例中，生成磁支持场，其场方向在磁场感应传感器的区域中大致指向行方向的方向。可以显现的是，特别是具有磁场感应传感器的特定设计，特别优选地具有AMR传感器(由于缺乏南﹣北差异，其在该传感器原理中是固有的)，支持场的采用改善了传感器信号的特定性质，并且从而使用较少数量的传感器而得到更大的明确的可评估测量区域。在该情况下，已经示出了，如果传感器主要检测垂直于使用的测量的磁化方向取向的场向量，则该效果能够更好地实现。

在优选的实施例中，该磁体具有指向平行于行方向的方向或者指向行方向的磁化。特别优选地，在磁体的液面处由磁场感应传感器元件的区域中，由磁体生成的磁场大致指向行方向的方向或与行方向相反的方向。特别优选地，至少在磁场感应传感器元件的区域中的位置处，其场强度在量上小于在位置处支持场的场强度。已经能够观察到，当磁体被设计为在平行于行方向的方向上轴向地被磁化时，该磁体在靠近传感器的区域中精确地在轴向方向上生成强场。当采用磁支持场时，在磁场感应传感器的区域中的场方向上，该磁支持场大致指向行方向的方向，当磁体的极性相应地取向时，这可带来对支持场的加强。如果磁场的极性旋转180°，则由磁体生成的磁场带来对支持场的弱化。因此，传感器信号在区域上的演变的特征线总体上变得更陡。因此，可能导致更大的不确定性，尤其是在较窄的磁体和传感器之间的更大的间隔的情况下。同时，特征线将在测量区域的端部的区域中变平坦。如果支持场相比于磁体的轴向平行的场被加强，则该效应可被降低。然而，同时，传感器的调制恶化，这意味着偏移误差和偏移漂移可能以更加限制的方式发生。

在另一优选的实施例中，该磁体具有指向垂直于行方向的方向或者相对于移动方向成径向的磁化。特别优选地，在磁体的液面处由磁场感应传感器元件的区域中，由磁体生成的磁场大致垂直于行方向指向。特别优选地，至少在磁场感应传感器元件的区域中的位置处，其场强度在量上小于在位置处支持场的场强度。在该布置中，支持场特别优选地垂直于行的纵向方向取向。在发送器磁体，该磁体以相对于行的纵向方向成旋转对称的方式形成或布置为径向对称和/或绕传感器行的纵向轴线自由地可旋转的情况下，该布置是特别有优势的，因为由于在该情况下对称的原因，没有生成正交于行的纵向方向的可评估的场向量。

在优选的实施例中，特别是当在压缩空气或液压缸中的活塞位置时，磁体是轴向磁化的盘形磁体、条形磁体或环形磁体，其相对于运动方向轴向的对称并且其在传感器行旁边沿其侧向地引导。

在进一个优选的实施例中，如果磁体发送器对称地布置并且绕行的纵向方向自由地可旋转，特别是在确定用于液体的填充水平度量的浮动件的位置的情况下，径向磁化的环或径向对称布置的多个单独的磁体优选地用作磁体。

在优选的实施例中，磁体感应传感器时磁控电阻传感器，每个传感器具有桥(巴伯极(barber pole)带或45°带，或正弦桥)。当使用这样的传感器时，优选的是，并非意于小于将被测量的最强磁场的支持场横向于将被测量的场方向作用。

在优选的实施例中，磁场感应传感器使用GMR或TMR效应。这些传感器不一定需要用于安全操作的支持场，但是支持场的使用可用于将传感器敏感度以及从而测量区域(特别是测量区域的较大的线性部分)适应于形成的场强度。

在优选的实施例中，磁场感应传感器使用霍尔传感器，或磁控电阻的形式，高斯效应与其相关联。

在优选的实施例中，磁控电阻被用作磁场感应传感器。在特别优选的实施例中，采用具有巴伯极带的AMR传感器(各向异性磁控电阻传感器)。在优选的实施例中显出的由支持场生成的支持场可用于这样的实施例中，以在每个发送器位置确保传感器材料的可靠的磁体饱和。

磁场感应传感器，特别是磁控电阻传感器，特别是巴伯极带式传感器，经常具有这样的特征线的演变，对于由磁场生成发送器生成的传感器中磁场的磁场向量的每个磁场强度，该特征线的演变反映了由传感器生成的传感器信号的强度相对于能够被传感器生成的最大传感器信号的关系的值，该演变仅在磁场向量的部分较小的场强度区域是基本上线性的，并且在靠近基本上线性行进的特征线的区段处非线性地行进。

在优选的实施例中，相应的传感器具有磁控电阻元件的半桥布置(惠斯通电桥)或这种磁控电阻元件的半桥电路。

在优选的实施例中，磁场感应传感器时磁控电阻传感器。特别地，相应的传感器可具有“各向异性磁控电阻效应”(AMR效应)或“巨磁控电阻效应”(GMR效应)。然而，传感器元件可具有其他的效果，例如，例如巨磁阻抗(GMI)，隧道磁电阻效应(TMR)或霍尔效应。

当磁体设计为浮动件，当确定液面的高度时，根据本发明的方法时特别优选地使用。也可使用根据本发明的方法，例如，在这样的测量情况下，其中进行对可移动的物体是否超过开关点(参考点)的检查。例如，当检查开关或阀(其目的是检查开关或阀是否超过预定的开口位置)时，这可被使用。进一步优选的领域的使用是，确定与在减震器、压缩空气或液压缸中的活塞的给定位置相比的绝对位置或相对位置，其中活塞包含发送器磁体并传感器行被附接到缸体的外壁。根据本发明的方法也可被用作电位计的替换。

附图说明

本发明在下文中通过使用附图而更详细地描述，该些附图仅仅示出了本发明的示例性实施例。在附图中：

图1：示出了装置的示意性平面图，该装置诸如可用于执行根据本发明的方法，

图2：示出了具有传感器和磁体的示于图1的装置的局部视图，

图3：示出了一图表，其示出了第一中间信号的演变(正弦信号)，其中根据图2的传感器的第一部分取决于磁体相对于传感器的位置而生成，

图4：示出了一图表，其示出了第二中间信号的演变(余弦信号)，其中根据图2的传感器的第二部分取决于磁体相对于传感器的位置而生成，

图5：示出了由第一中间信号和第二中间信号生成的传感器信号(正切信号)的演变的图表，

图6：示出了传感器的电阻的空间布置的示意图，该传感器诸如可用于根据本发明的装置中，

图7：示出了根据图6的传感器的电阻的互连的示意图，该传感器诸如可用于根据本发明的装置中，

图8：示出了并置的图表对比，总结地示出了通过装置(诸如可用于执行根据本发明的方法)生成的第一传感器、第二传感器、和第三传感器的传感器信号的演变，以及一图表示出了从传感器的中间信号确定的第一传感器、第二传感器、和第三传感器的相对值的演变，

图9：示出了图8的视图，其中图表没有示出演变而是示出了在测量时的测量值，

图10：示出了并置的图表对比，总结地示出了第一传感器、第二传感器和第三传感器的传感器信号的演变，以及一图表示出了第一幅值与第二幅值的幅值比例的演变、第一幅值与第三幅值的幅值比例的演变、和第三幅值与第二幅值的幅值比例的演变，以及查找表，以及

图11：示出了查找表的图表复现，通过该查找表能够根据引导传感器信号的值确定磁体的位置。

具体实施方式

图1示出了诸如可用于执行根据本发明的方法的装置。该装置具有传感器行1。第一磁场感应传感器2、第二磁场感应传感器3和第三磁场感应传感器4布置在传感器上，在行方向上从彼此分隔开。在图1中示出的实施例是线性延伸的传感器行1。未示出的额外的传感器可在行方向A上跟随第三传感器4。

该装置具有磁体5。这可相对于传感器行在双箭头B的方向上以及从而在平行于行方向A的方向上移动。

磁体生成磁场(未详细地示出)，其中，在这里示出的实施例中，磁体的磁化方向(从磁体的北极指向南极的方向)对应于磁体5的移动B的方向以及从而平行于行方向A行进。

五个区域通过覆盖在传感器1行上方的区域S1、区域S1﹢S2、区域S2、区域S2﹢S3和区域S3来指示。为了确定磁体5相对于传感器行的位置，如果磁体5定位为最靠近区域S1，第一传感器2的信号被用作引导信号。为了确定磁体5相对于传感器行的位置，如果磁体5定位为最靠近区域S1﹢S2，第一传感器2的信号或第二传感器3的信号或从第一传感器2和从第二传感器3得到信号将被用作引导信号。为了确定磁体5相对于传感器行的位置，如果磁体5定位为最靠近区域S2，第二传感器3的信号被用作引导信号。为了确定磁体5相对于传感器行的位置，如果磁体5定位为最靠近区域S2﹢S3，第二传感器3的信号或第三传感器4的信号或从第二传感器3和从第三传感器4得到信号将被用作引导信号。为了确定磁体5相对于传感器行的位置，如果磁体5定位为最靠近区域S3，第三传感器4的信号被用作引导信号。

图2、3、4和图5，当一起观察时，示出了单独传感器的传感器信号(图5)的生成。例如，图2示出了第一传感器2、靠近第一传感器2的传感器行1的区域以及磁体5以及平行于行方向A行进的其移动方向B。在图3、4和图5中示出的图表将传感器2的中点作为参考点。

传感器2的示意性设计在图6和图7中示出，其配置为旋转角度传感器。传感器3和4具有相同的设计。相应的传感器具有生成第一中间信号的第一部分(电阻R1、R2、R3、R4)以及生成第二中间信号的第二部分(电阻R5、R6、R7、R8)，第一中间信号的演变和第二中间信号的演变与由磁体5生成的磁场的方向无关。第一中间信号基本上具有对于施加的电压(Usin)的正弦类型的演变(参见图3)。第二中间信号基本上具有对于施加的电压(Ucos)的余弦类型的演变(参见图4)。如图7可以看出的，第一部分的中点对应于第二部分的中点。电阻是使用AMR效应的电阻。

传感器2的正弦和余弦类型的中间信号(图3和图4示出了在多个环境温度(25℃、﹣40℃、85℃、125℃)下其演变)可用于确定在传感器2的位置处的场方向的演变。场角度可通过经由正切计算将在相应测量时的两个中间信号的值相除而以简单的方式实现(场角度＝0.5×ARCTAN(Uasin/Uacos))。以这种方式计算的传感器信号的演变在图5中示出(类似地用于多种环境温度)。

图6在该情况下示出了第一部分(电阻R1、R2、R3、R4)的惠斯通电桥相对于第二部分(电阻R5、R6、R7、R8)的惠斯通电桥的空间布置。此外，传感器行的行方向A和磁体5的移动方向B在图6中示出。惠斯通电桥，行方向A和磁体的移动方向B大致定位在一个平面上。

图7示出了电阻的点互连，而没有电阻的精确空间布置的复现。交替的电压Usin和Ucos分别应用到电桥。第一中间信号在图7的左电路中的点Vcc处分接，并且第二中间信号在图7的右电路中的点Vcc处分接。

图3示出了第一中间信号(正弦信号)与磁体5相对于传感器2的中点(0位置)的相对位置在多种环境温度下的关系。图4示出了第二中间信号(余弦信号)与磁体5相对于传感器2的中点(0位置)的相对位置在多种环境温度下的关系。图5示出了传感器2的传感器信号的值(其通过经由正切计算将两个信号值相除而计算)与磁体5相对于传感器2的中点(0位置)的相对位置在多种环境温度下的关系。可以意识到的是，传感器2对于特定的区域(在这里示出的示例性实施例中绕传感器2的中点约﹣12mm到﹢12mm的区域)提供独特的信号。通过采用适当的查找表或适当的转换因子，对于绕传感器2的中点的﹣12mm到﹢12mm的区域，可以明确地确定磁体5相对于传感器2的中点的位置。如果已知传感器2的中点在传感器行1的位置已知，那么，通过评估传感器2的传感器信号，从而可以确定磁体5相对于传感器行1的绝对位置，如果其位于绕传感器2的中点的﹣12mm到﹢12mm的区域中。通过适当地选择传感器和与其相关联的区域(其中传感器可明确地确定磁体相对于传感器的位置)，以及通过适当地在行方向上一个接一个地布置两个或更多的传感器，能够生成测量区域，其中，关于磁体在该测量区域中的每个位置，至少一个传感器可提供特定的信号用于确定磁体相对于传感器的位置。已知多个单独的传感器在传感器行上的位置，如果磁体位于测量区域中，从而能够明确的确定磁体相对于传感器行的绝对位置。

在其上部区域中，图8示出了一图表，其示出了第一传感器(W1_norm)、第二传感器(W2_norm)和第三传感器(W3_norm)的归一化的传感器信号的演变。归一化的信号被生成，其中通过正切计算得到的角度除以180°，π或者从而被归一化到0到1的值范围内。必须意识到，在文中描述的实施例中，传感器的个体测量区域，在其延伸方面(绕相应传感器的中点﹣12mm到﹢12mm)，以及传感器相对于彼此的布置，被选择为使得至少一个传感器在区域S1、S1﹢S2、S2、S2﹢S3、S3中的每一个中提供允许磁体5相对于传感器的位置被明确确定的信号。传感器3的中点被选择为参考点。在区域S1中，第一传感器2提供了这样的信号，该信号允许磁体相对于其的位置被明确确定、以及在已知传感器2的中点在传感器行1上的位置的情况下允许磁体相对于传感器行1的位置被确定。在区域S2中，第二传感器3提供了这样的信号，该信号允许磁体相对于其的位置被明确确定、以及在已知传感器3的中点在传感器行1上的位置的情况下允许磁体相对于传感器行1的位置被确定。在区域S3中，第三传感器4提供了这样的信号，该信号允许磁体相对于其的位置被明确确定、以及在已知传感器4的中点在传感器行1上的位置的情况下允许磁体相对于传感器行1的位置被确定。

在区域S1﹢S2中，第一传感器的信号从明确测量区域(到其左侧)跳变到该信号不能够被用于良好地确定位置的区域(到跳变的右侧的区域)。类似地，在区域S1﹢S2中，第二传感器的信号从明确测量区域(到其右侧)跳变到该信号不能够被用于良好地确定位置的区域(到跳变的左侧的区域)。为了图示的目的，区域的限制被选择为略远并且将理想地尽可能从右侧或从左侧尽可能近地拉向相应的跳变。然而，可以识别的是，在两个跳变之间，第一传感器(W1_norm)的信号和第二传感器(W2_norm)的信号两者均位于这样的区域中，其中位置可以通过具有对相应信号的求助而良好地确定。两个信号均用于确定位置。

在区域S2﹢S3中，第二传感器的信号从明确测量区域(到其左侧)跳变到该信号不能够被用于良好地确定位置的区域(到跳变的右侧的区域)。类似地，在区域S2﹢S3中，第三传感器的信号从明确测量区域(到其右侧)跳变到该信号不能够被用于良好地确定位置的区域(到跳变的左侧的区域)。为了图示的目的，区域的限制被选择为略远并且将理想地尽可能从右侧或从左侧尽可能近地拉向相应的跳变。然而，可以识别的是，在两个跳变之间，第二传感器(W2_norm)的信号和第三传感器(W3_norm)的信号两者均位于这样的区域中，其中位置可以通过具有对相应信号的求助而良好地确定。两个信号均用于确定位置。

为了简化参考，来自于图1的视图在图8的中间再次示出。

在其下部区域，图8示出了一图表，其示出了第一传感器2(A1_norm)、第二传感器3(A2_norm)、和第三传感器4(W3_norm)的归一化幅值取决于磁体相对于参考点(传感器3的中点)的位置的演变。幅值(A)通过在测量时的传感器的第一中间信号的值(W1)的平方和第二中间信号的值(W2)的平方的和的平方根((A＝(W1²﹢W2²)^1/2)而计算，或换句话说：A＝(W1^2﹢W2^2)^1/2)。归一化的幅值基于归一化的中间信号W1和W2，该中间信号W1和W2大致为正弦形状和余弦形状的。中间信号的归一化通过上游标定轮而实现，其中所有传感器的研究的中间信号W1和W2的最大因子被计算。通过此，所有的中间信号在区域﹢/﹣1内相对于彼此归一化，其从而引起根据前述的计算规则、由此移动引起的在0到1之间的值范围内的归一化的幅值。

图8示出了沿着移动方向B对于磁体5的可能位置引起的相应值的演变(W1_norm、W2_norm、W3_norm、A1_norm、A2_norm、A3_norm)。除了在图8中示出的之外，图9示出了在测量时(即在磁体5占据图9示出的位置的测量时)获得的值。这些值以点示出。在同时，由X强调了在测量值的演变中的相应值也将导致磁体5相对于传感器行的其他位置。因此，可以清晰地看出存在不确定性。

对于根据本发明的方法，现在可以意识到的是，除了该不确定性，可以明确地确定磁体5相对于传感器行的位置。通过根据本发明的方法，对于相应的测量时刻，信号或传感器被确定为引导，其中传感器在测量时的值位于传感器的明确测量范围内(在图5示出的演变中，例如绕相应传感器2的中点从﹣12mm到﹣12mm的演变)。在图9示出的测量时刻，其将是第三传感器的值。

在根据本发明的方法中，在第一检查中，第一传感器信号在测量时生成的值(信号W1_norm的值)与第一参考值(这里为0.5)比较。在第二检查中，第二传感器信号在测量时生成的值(信号W2_norm的值)与第二参考值(这里为0.5)比较。在第三检查中，第三传感器信号在测量时生成的值(信号W2_norm的值)与第二参考值(这里为0.5)比较。

在图8和图9的上图的归一化视图中，值1对应于值180°，并且值0.5对应于值90°。度的值涉及由磁体5生成的磁场的场方向(由相应的传感器在测量时测量)相对于优选方向的角度。在第一检查中，从而进行检查，例如以确定在第一传感器处磁场的磁场方向和第一传感器的优选方向之间的角度是否大于90°(以归一化的表述：大于0.5)。如果是这样的情况，值1作为检查的结果输出，并且如果不是这样的情况，则值0作为检查的结果输出。对于每个传感器的优选方向是相同的。

如图9所示：

·第一传感器信号在测量时<0.5，从而第一检查的结果为0，

·第二传感器信号在测量时<0.5，从而第二检查的结果为0，并且

·第三传感器信号在测量时>0.5，从而第三检查的结果为1。

然而，该结果仍然是不明确的。如果磁体位于在图9中以竖直的虚线在上部图表中示出的位置中，则会生成相同的结果。这里也是：

·第一传感器信号<0.5，从而第一检查的结果将给出0，

·第二传感器信号<0.5，从而第二检查的结果将给出0，

·第三传感器信号>0.5，从而第三检查的结果将给出1。

根据本发明的方法从而提出了，进行对传感器信号、或从传感器信号得到的信号或从传感器的中间信号得到的信号进行进一步的检查，以明确地确定哪个信号被作为是引导信号，或是磁体是否位于中间区域中(区域S1﹢S2或区域S2﹢S3)。

防止不明确性的可能性包括在测量时确定传感器的幅值(A)并且将它们彼此比较，其中，幅值(A)通过在测量时的传感器的第一中间信号的值(W1)的平方和第二中间信号的值(W2)的平方的和的平方根((A＝(W1²﹢W2²)^1/2)而计算，或换句话说：A＝(W1^2﹢W2^2)^1/2)。

图10在图表的中间示出了，如也从图8的上部图表已知的。在顶部，图10示出了一图表，其示出了第一幅值是否大于第二幅值的问题的二进制答案，并且示出了第三幅值是否大于第一幅值的问题的二进制答案。第一幅值与第二幅值的比例是相对值。图10从而示出了，对于磁体相对于传感器行的多个位置，相对值是否大于参考值(这里：1)的问题的二进制答案(1＝是；0＝否)。第三幅值与第一幅值的比例是第二相对值。图10从而示出了，对于磁体相对于传感器行的多个位置，第二相对值是否大于参考值(这里：1)的问题的二进制答案(1＝是；0＝否)。图10在下部区域中示出了查找表。其中，区域S1被划分为区域C1和C2。区域S2被划分为区域C3和C4。区域S3被划分为区域C5和C6。可以意识到的是，对于每个值组合对于每个区域从以下结果存在独特的数的组合：

·第一检查的结果(第一传感器的信号的值是否大于针对90°的场角度将输出的信号？)，

·第二检查的结果(第二传感器的信号的值是否大于针对90°的场角度将输出的信号？)，

·第四检查的结果(第三传感器的信号的值是否大于针对90°的场角度将输出的信号？)，

·第三检查的结果(在测量时第一信号的幅值与在测量时第二信号的幅值的幅值比例是否大于1？)，

·第五检查的结果(在测量时第三信号的幅值与在测量时第一信号的幅值的幅值比例是否大于1？)。

在另一区域中没有数的组合的重复。因此，通过这五个检查，能够明确地表明磁体所位于的区域。在该表中，“X”代表对其确定并不重要的值，因为他们所属的数的组合在其本身来说已经是独特的。

在进一步的查找表中，能够得出以下结论：

·对于区域C1或C2，第一传感器的信号被用作引导信号，并且位置根据第一传感器的信号而确定，

·对于区域C3或C4，第二传感器的信号被用作引导信号，并且位置根据第二传感器的信号而确定，

·对于区域C5或C6，第三传感器的信号被用作引导信号，并且位置根据第三传感器的信号而确定，

·对于区域S1﹢S2，位置根据第一和第二传感器的信号而确定，

·对于区域S2﹢S3，位置根据第二和第三传感器的信号而确定。

如果位置从一个传感器信号(区域C1、C2、C3、C4、C5、C6)直接确定，这可经由查找表而实现。对于传感器信号的值，与传感器信号的该值相关联的位置值相对于参考点以先前选择的增量方式被存储在查找表中。图11示出了在这样的查找表的背后的传感器信号和位置值之间的关系的图形化绘示。例如，如果引导信号的信号值为0.15，那么对于值0.15存储的位置值(在该情况下﹣9)可从查找表中读出。这意味着，在测量时，磁体距生成引导信号的传感器的参考点﹣9mm的距离。在进一步的查找表中，可以实现的是，生成引导信号的传感器的参考点的位置可从传感器行的绝对坐标系统中读出并且与位置值相加。如果在该示例中生成信号的传感器的参考点距传感器行的起始点20mm的距离，结果是，在测量时磁体距传感器行的起始点的距离为﹣9mm﹢20mm＝11mm。

如果位置从两个传感器的信号确定，那么首先形成传感器信号的信号值的平均值，并且位置基于从而形成的平均值通过从相同的查找表中读取而确定，采用平均值来代替信号的平均传感器值。

Claims (11)

1.一种用于确定磁体在测量时相对于在行方向延伸的传感器行的位置的方法，其中，所述磁体相对于所述传感器行的位置能够在所述行方向的方向上或平行于所述行方向的方向上改变，其中，所述传感器行具有第一传感器和第二传感器，第一传感器和第二传感器是磁场感应传感器，所述第二传感器布置为在所述行方向上与第一传感器分隔开，其中：

·由所述第一传感器生成第一传感器信号，在测量时，所述第一传感器信号的值取决于在测量时所述磁体相对于所述第一传感器的位置，以及

·由所述第二传感器生成第二传感器信号，在测量时，所述第二传感器信号的值取决于在测量时所述磁体相对于所述第二传感器的位置，

其特征在于，

·在第一检查中，所述第一传感器信号在测量时生成的值与第一参考值比较和/或被检测是否属于第一值范围，

·在第二检查中，所述第二传感器信号在测量时生成的值与第二参考值比较和/或被检测是否属于第二值范围，以及

·由已经用于生成所述第一传感器信号的值的、所述第一传感器在测量时的第一中间信号的值，以及由已经用于生成所述第一传感器信号的值的所述第一传感器在测量时的第二中间信号的值，以及由已经用于生成所述第二传感器信号的值的所述第二传感器在测量时的第一中间信号的值，以及由已经用于生成所述第二传感器信号的值的所述第二传感器在测量时的第二中间信号的值，而形成第一相对值，

·在第三检查中，以这种方式确定的所述第一相对值与第三参考值比较和/或被检测其是否属于第三值范围，以及

·根据所述第一检查的结果、所述第二检查的结果和所述第三检查的结果，确定第一传感器信号和第二传感器信号中的哪一个在测量时应当被认为是引导信号，其中，所述磁体在测量时相对于所述传感器行的位置通过评估以这种方式确定的所述引导信号而确定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一相对值通过形成第一幅值和第二幅值的比例而生成，其中，所述第一幅值由所述第一传感器在测量时的所述第一中间信号的值和所述第一传感器在测量时的所述第二中间信号的值而形成，所述第二幅值由所述第二传感器在测量时的所述第一中间信号的值与所述第二传感器在测量时的所述第二中间信号的值而形成。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，生成二进制值作为所述第一检查的结果、以及生成二进制值作为所述第二检查的结果、以及生成二进制值作为所述第三检查的结果，并且通过将所述第一检查、第二检查和第三检查的值组合与查找表中的值组合相比较，确定所述第一传感器信号和第二传感器信号中的哪一个在测量时应当被认为是所述引导信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器行具有第三传感器，第三传感器是磁场感应传感器，所述第三传感器布置为在所述行方向上与所述第二传感器分隔开，其中：

·第三传感器信号由所述第三传感器生成，在测量时，所述第三传感器信号的值取决于在测量时所述磁体相对于所述第三传感器的位置，以及

·在第四检查中，所述第三传感器信号在测量时生成的值与第四参考值比较和/或被检测其是否属于第四值范围，以及

·由所述第二传感器信号在测量时生成的值，或者所述第一传感器信号在测量时生成的值，以及所述第三传感器信号在测量时生成的值，而形成一第二相对值，或者，

·由已经用于生成所述第二传感器信号的值的所述第二传感器在测量时的第一中间信号的值，以及由已经用于生成所述第二传感器信号的值的所述第二传感器在测量时的第二中间信号的值，或者由已经用于生成所述第一传感器信号的值的所述第一传感器在测量时的第一中间信号的值，以及由已经用于生成所述第一传感器信号的值的所述第一传感器在测量时的第二中间信号的值，以及由已经用于生成所述第三传感器信号的值的所述第三传感器在测量时的第一中间信号的值，以及由已经用于生成所述第二传感器信号的值的所述第三传感器在测量时的第二中间信号的值，而形成一第二相对值，

·在第五检查中，以这种方式确定的所述第二相对值与第五参考值比较和/或被检测其是否属于第五值范围，以及

·根据所述第一检查的结果、所述第二检查的结果、所述第三检查的结果、所述第四检查的结果和所述第五检查的结果，确定所述第一传感器信号、第二传感器信号和第三传感器信号中的哪一个在所述测量时被认为是所述引导信号，其中，所述磁体在测量时相对于所述传感器行的位置通过评估以这种方式确定的所述引导信号而确定。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一相对值可以通过形成所述第一传感器信号在测量时生成的值与所述第二传感器信号在测量时生成的值的比例而生成，并且，所述第二相对值通过形成所述第三传感器信号在测量时生成的值与所述第二传感器信号在测量时生成的值、或者与所述第一传感器信号在测量时生成的值的比例而生成。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一相对值通过形成第一幅值和第二幅值的比例而生成，其中，所述第一幅值由所述第一传感器在测量时的第一中间信号的值和所述第一传感器在测量时的第二中间信号的值而形成，所述第二幅值由所述第二传感器在测量时的第一中间信号的值与所述第二传感器在测量时的第二中间信号的值而形成，并且其中，所述第二相对值通过形成第三幅值与第二幅值的比例，或者第三幅值与第一幅值的比例而形成，其中，所述第三幅值是由所述第三传感器在测量时的第一中间信号的值与所述第三传感器在测量时的第二中间信号的值而形成，所述第二幅值是由所述第二传感器在测量时的第一中间信号的值与所述第二传感器在测量时的第二中间信号的值而形成，所述第一幅值由所述第一传感器在测量时的第一中间信号的值与所述第一传感器在测量时的第二中间信号的值而形成。

7.根据权利要求4到6中的任意一项所述的方法，其特征在于，生成二进制值作为所述第一检查的结果，以及生成二进制值作为所述第二检查的结果，以及生成二进制值作为所述第三检查的结果，以及生成二进制值作为所述第四检查的结果，以及生成二进制值作为所述第五检查的结果，以及，通过将所述第一检查、第二检查、第三检查、第四检查和第五检查的值组合与查找表中的值组合相比较，确定第一传感器信号、第二传感器信号和第三传感器信号中的哪一个在测量时应当被认为是所述引导信号。

8.根据权利要求4至6中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述第一传感器和/或所述第二传感器和/或所述第三传感器是旋转角度传感器。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述磁体在测量时相对于所述传感器行的位置被确定为：基于所述引导信号的值或关于由所述引导信号的值得到的值，用于确定所述磁体相对于所述传感器行位置的位置值从查找表中读出。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，为了确定所述磁体相对于所述传感器行的位置，一偏移值被加到所述位置值，其中，所述偏移值取决于沿着生成所述引导信号的传感器的所述传感器行的位置。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述传感器行具有多个磁场感应传感器，并且，在选择步骤中，确定两个或三个传感器，所述两个或三个传感器的传感器信号将在进一步的方法步骤中使用。

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