CN107250713B - 用于扫描器头的间隙和位移磁性传感器系统 - Google Patents

Abstract

一种用于造纸机或其它系统中的扫描器头的间隙和位移磁性传感器系统包括多传感器组件（414b）。多传感器组件包括多个磁场取向传感器（514x‑514z），所述多个磁场取向传感器被配置成捕获磁场（550 552）的测量结果以便标识（i）第一扫描传感器头和第二扫描传感器头在第一方向（X方向）上的位移以及（ii）第一扫描传感器头（410a）和第二扫描传感器头（410b）在第二方向（Z方向）上的间隙间隔，以及（iii）第一扫描传感器头和第二扫描传感器头在第三方向（Y方向）上的位移。磁场取向传感器中的至少一个（514z）被布置成从磁场的中心线（552）偏移，使得来自至少一个磁场取向传感器的输出指示间隙间隔和第一方向或第三方向上的位移的组合。

Description

用于扫描器头的间隙和位移磁性传感器系统

对相关申请的交叉引用和优先权

本申请要求在35 U.S.C.§ 119（e）之下享有对2014年11月3日提交的题为“GAPAND DISPLACEMENT MAGNETIC SENSOR SYSTEM FOR SCANNER HEADS IN PAPER MACHINESOR OTHER SYSTEMS”的美国临时专利申请序列号62/074,186的主题的优先权。以上标识的专利文献的内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开一般地涉及扫描系统。更具体地，本公开涉及用于造纸机或其它系统中的扫描器头的间隙和位移磁性传感器系统。

背景技术

材料的片材或其它带状物（web）在各种工业中并且以各种方式来使用。这些材料可以包括纸张、多层纸板和以长带状物制造或处理的其它产品。作为特定示例，长纸片可以以辊进行制造和收集。

通常必要或合期望的是在制造或处理带状物时测量材料带状物的一个或多个性质。然后可以对制造或处理系统做出调节以确保性质保持在期望的范围内。测量通常使用扫描器来进行，所述扫描器跨带状物的宽度而来回移动包含传感器的扫描器头。

扁平带状物扫描器典型地利用两个扫描器头，一个在带状物上方并且一个在带状物下方，两个扫描器头需要保持与彼此的恒定对准以便最小化过程读数中的误差。辅传感器通常用作诊断传感器以确保三个主方向（即X（横向（cross direction））、Y（机器方向）和Z（头对头间隙）方向）上的头对头对准。来自带状物的潜在干扰典型地将可以用于测量Z间隙距离的传感器技术限制到磁性、电容式或电感式感测类型，因为不透明的带状物材料通常阻挡光学传感器。虽然存在相对低成本的磁场取向传感器以允许针对X和Y方向的精确位移感测，但是绝对Z间隙测量传统上已经被限制于昂贵的电感线圈技术的使用。

发明内容

本公开提供了一种用于造纸机或其它系统中的扫描器头的间隙和位移磁性传感器系统。

在第一示例中，一种方法包括生成磁场。所述方法包括通过多个磁场取向传感器来捕获磁场的测量。方法包括使用磁场的测量来标识（i）第一扫描传感器头和第二扫描传感器头在第一方向上的位移，以及（ii）第一扫描传感器头和第二扫描传感器头在第二方向上的间隙间隔。磁场取向传感器中的至少一个被布置成从磁场的中心线偏移，使得来自至少一个磁场取向传感器的输出测量间隙间隔和第一方向上的位移的组合。

在第二示例中，一种多传感器组件包括多个磁场取向传感器，所述多个磁场取向传感器被配置成捕获磁场的测量以便标识（i）第一扫描传感器头和第二扫描传感器头在第一方向上的位移，以及（ii）第一扫描传感器头和第二扫描传感器头在第二方向上的间隙间隔。磁场取向传感器中的至少一个被布置成从磁场的中心线偏移，使得来自至少一个磁场取向传感器的输出指示间隙间隔和第一方向上的位移的组合。

在第三示例中，一种系统包括第一扫描传感器头和第二扫描传感器头。第一扫描传感器头和第二扫描传感器头中的每一个被配置成跨材料的带状物的表面移动并且捕获与带状物相关联的测量。第一扫描传感器头包括被配置成生成磁场的磁体。第二扫描传感器头包括多个磁场取向传感器，所述多个磁场取向传感器被配置成捕获磁场的测量以便标识（i）第一扫描传感器头和第二扫描传感器头在第一方向上的位移，以及（ii）第一扫描传感器头和第二扫描传感器头在第二方向上的间隙间隔。磁场取向传感器中的至少一个被布置成从磁场的中心线偏移，使得来自至少一个磁场取向传感器的输出指示间隙间隔和第一方向上的位移的组合。

其它技术特征可以从以下各图、描述和权利要求而容易地对本领域技术人员是明显的。

附图说明

为了本公开及其特征的更加完整的理解，现在结合随附各图而参照以下描述，其中：

图1图示了依照本公开的示例带状物制作或带状物处理系统的部分；

图2图示了依照本公开的图1的系统中的示例扫描器；

图3A和3B图示了依照本公开的图2的扫描器中的示例扫描传感器头；

图4图示了依照本公开的示例带状物制作或带状物处理系统的部分的透视图；

图5和6图示了图4的扫描器内的位置传感器元件的正交视图；

图7图示了根据X-Z平面的投影的图4的扫描器内的位置传感器元件；

图8图示了根据Y-Z平面的投影的图4的扫描器内的位置传感器元件；以及

图9图示了用于维持针对扫描传感器头的三个主方向上的头对头对准的示例方法。

具体实施方式

用于描述本专利文献中的本发明的原理的以下讨论的图1至9和各种示例仅作为说明，并且不应当以任何方式解释成限制本发明的范围。本领域技术人员将理解到，本发明的原理可以以任何合适的方式并且在任何类型的经适当布置的设备或系统中实现。

图1图示了依照本公开的示例带状物制作或带状物处理系统100的部分。如图1中所示，系统100制造或处理连续带状物102。带状物102可以表示被制造或处理为移动的片或其它带状物的任何一种或多种合适的材料。示例带状物102可以包括纸张、多层纸板、硬纸板、塑料、织物或金属带状物。

在该示例中，使用两对辊104a-104b和106a-106b将带状物102运输通过系统100的该部分。例如，辊对104a-104b可以从带状物制造或带状物处理系统的在前阶段拉取带状物102。而且，辊对106a-106b可以将带状物102馈送到带状物制造或带状物处理系统的随后阶段中。辊对104a-104b和106a-106b在称为“机器方向”（MD）的方向上移动带状物102。

两个或更多扫描传感器组件108-110被定位在辊对104a-104b和106a-106b之间。每一个扫描传感器组件108-110包括能够测量带状物102的至少一个特性的一个或多个传感器。例如，扫描传感器组件108-110可以包括用于测量带状物102的湿度、卡尺、各向异性、基重、颜色、光泽、光彩、烟雾、表面特征（诸如表面特征的粗糙度、拓扑或取向分布）或任何其它或附加的（一个或多个）特性的传感器。一般而言，带状物102的特性可以沿带状物102的长度（在“机器方向”上）和/或跨带状物102的宽度（在“横向”或“CD”上）而变化。每一个扫描传感器组件108-110包括用于测量或检测带状物的一个或多个特性的一个或多个任何合适的结构。每一个扫描传感器组件108-110被配置成跨带状物102来回（在横向上）移动以便测量跨带状物102的宽度的一个或多个特性。

每一个扫描传感器组件108-110可以与外部设备或系统（诸如从扫描传感器组件108-110收集测量结果数据的计算设备）无线通信或通过与外部设备或系统的有线连接进行通信。例如，每一个扫描传感器组件108-110可以与外部设备或系统通信以同步该扫描传感器组件108-110的时钟与外部设备或系统的时钟。每一个扫描传感器组件108-110还可以与外部设备或系统通信以向外部设备或系统提供带状物测量结果。

如以上所指示的，扫描器可以包括多个扫描器头，诸如一个在带状物102上方并且一个在带状物102下方，所述多个扫描器头需要在扫描器头移动时保持与彼此在X、Y和Z方向上大体恒定对准。X方向可以是指跨带状物102的较短宽度的横向（CD），并且Y方向可以是指沿带状物102的较长长度的机器方向（MD）。扫描传感器头在X方向或Y方向上的位置之间的差异被称为位移。Z方向可以是指其中可以测量扫描传感器头之间的距离（其被称为间隙）的方向。扫描传感器头之间的间隙应当维持在指定的标称目标距离处。例如，标称目标距离可以通过用户选择来指定，或者基于要由系统100处理的带状物102的特性来选择。

如以下更加详细描述的，扫描传感器组件108-110支持以下技术，其允许在不依赖于昂贵的基于电感线圈的传感器的情况下对扫描传感器头之间的间隙进行Z间隙测量。而是，磁场取向传感器可以用于Z间隙测量。其它磁场取向传感器可以用于捕获X和Y位移测量。Z间隙测量指示间隙从标称目标距离变化了多少。总体上，该方案可以用于帮助维持扫描传感器头的大体恒定对准而同时降低与扫描传感器组件108-110相关联的成本。以下关于图2、3A和3B来提供关于扫描器的可能实现的附加细节。

尽管图1图示了一个示例带状物制作或带状物处理系统100的部分，但是可以对图1做出各种改变。例如，虽然在此将扫描传感器组件108-110示出为使用在两对辊之间，但是扫描传感器组件108-110可以使用在带状物制作或带状物处理系统的任何其它或附加的（一个或多个）位置中。而且，图1图示了其中可以使用扫描传感器头的一个操作环境。该功能可以使用在任何其它类型的系统中。

图2图示了依照本公开的图1的系统100中的示例扫描器。扫描器在此包括扫描传感器组件108-110，其位于带状物102的相对侧上。如图2中所示，每一个扫描传感器组件108-110包括相应轨道202a-202b，相应滑架（carriage）204a-204b在所述相应轨道202a-202b上行进。在系统100中，每一个轨道202a-202b一般可以在跨带状物102的宽度的横向上延伸。每一个滑架204a-204b可以沿其轨道202a-202b来回穿行以跨带状物102来回移动一个或多个传感器。每一个轨道202a-202b一般包括传感器组件的其它部件可以在其上移动的任何合适的结构，诸如传动带、轴或由金属或另一合适的材料形成的梁。每一个滑架204a-204b包括用于沿轨道移动的任何合适的结构。

各种机构可以用于沿轨道202a-202b移动滑架204a-204b或者将传感器组件108-110定位在沿轨道202a-202b的特定位置处。例如，每一个滑架204a-204b可以包括沿其轨道202a-202b移动滑架204a-204b的相应马达206a-206b。作为另一示例，外部马达208a-208b可以移动物理连接到滑架204a-204b的传动带209a-209b，其中传动带209a-209b沿轨道202a-202b移动滑架204a-204b。可以使用用于沿其轨道202a-202b移动每一个滑架204a-204b的任何其它合适的机构。

扫描传感器头210a-210b连接到滑架204a-204b。每一个传感器头210a-210b分别包括捕获与带状物102相关联的测量的至少一个带状物传感器212a-212b。每一个传感器头210a-210b包括用于承载一个或多个传感器的任何合适的结构。每一个带状物传感器212a-212b包括用于捕获与带状物的一个或多个特性相关联的测量的任何合适的结构。带状物传感器212a-212b可以表示经由与带状物的接触而获取带状物的测量的接触传感器或在不接触带状物的情况下获取带状物的测量的非接触传感器。

每一个传感器头210a-210b还分别包括至少一个位置传感器元件214a-214b，其用于捕获与传感器头210a-210b相关联的间隙和位移测量结果。如以下更加详细地描述的，传感器头210a中的位置传感器元件214a可以表示磁体或其它磁场生成器。而且，传感器头210b中的位置传感器元件214b可以包括多个磁场取向传感器。当然，传感器头210a可以包括磁场取向传感器，并且传感器头210b可以包括磁场生成器。

可以以任何合适的方式将功率提供给每一个传感器头210a-210b。例如，每一个传感器头210a-210b可以耦合到一个或多个线缆，所述一个或多个线缆将功率提供给该传感器头。作为另一示例，每一个滑架204a-204b可以骑在用于向相关联的传感器头210a-210b供应功率的一个或多个线缆或轨上。每一个传感器头210a-210b还可以包括内部电源，诸如电池或用于无线接收功率的电感线圈。每一个传感器头210a-210b可以以任何其它或附加的方式被供电。

在该示例中，每一个传感器头210a-210b可以向外部控制器216发送传感器测量数据。控制器216可以以任何合适的方式使用测量数据。例如，控制器216可以使用测量数据来生成带状物102的CD轮廓。控制器216然后可以使用CD轮廓来确定如何调节系统100的操作。控制器216还可以使用CD轮廓或测量数据来支持监视应用、过程历史记录应用或其它过程控制相关应用。

控制器216包括用于接收传感器测量数据的（一个或多个）任何合适的结构，诸如一个或多个计算设备。在特定实施例中，控制器216包括一个或多个处理设备218，诸如一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列或专用集成电路。控制器216还包括一个或多个存储器220，诸如一个或多个易失性和/或非易失性存储设备，其被配置成存储由（一个或多个）处理设备218使用、生成或收集的指令和数据。此外，控制器216包括用于与外部设备或系统通信的一个或多个接口222，诸如一个或多个有线接口（比如以太网接口）或一个或多个无线接口（比如射频收发器）。控制器216可以表示集中式控制系统的全部或部分或者分布式控制系统的部分。在特定实施例中，控制器216包括测量子系统（MSS），其与传感器组件108a-108b交互以获取和处理带状物102的测量。经处理的测量然后可以被提供给控制器216的其它部件。

每一个传感器头210a-210b和控制器216可以无线地或经由有线连接进行通信。在图2中所示的实施例中，每一个传感器头210a-210b被配置用于无线通信并且分别包括至少一个天线224a-224b，并且控制器216包括至少一个天线226。天线224-226支持无线信号228在传感器头210a-210b和控制器216之间的交换。例如，控制器216可以传输命令，该命令指示传感器头210a-210b捕获带状物102的测量，并且传感器头210a-210b可以向控制器216传输带状物测量。此外，控制器216可以传输命令，该命令指示传感器头210a-210b捕获与传感器头210a-210b相关联的间隙和位移测量，并且传感器头210a-210b可以向控制器216传输间隙和位移测量。传感器头210a-210b还可以向控制器216传输其它数据，诸如诊断数据。每一个天线224a、224b、226包括用于传输无线信号（诸如射频信号）的任何合适的结构。

尽管图2图示了图1的系统100中的扫描器的一个示例，但是可以对图2做出各种改变。例如，每一个扫描传感器组件108-110中的各种部件可以被组合、进一步细分或省略，并且可以根据特定需要而添加附加部件。而且，具有连接到不同的传感器头210a-210b的滑架204a-204b的每一个组件的形式仅仅为了说明。每一个传感器头210a-210b可以以任何合适的方式合并滑架或与滑架一起使用。

图3A和3B图示了依照本公开的图2的扫描器中的示例扫描传感器头210a-210b。如图3A中所示，扫描传感器头210a包括一个或多个带状物传感器212a和位置传感器元件214a。扫描传感器头210a还包括可移动底盘302a，其表示被配置成包装、包含或以其它方式支持扫描传感器头210a的其它部件的外壳或其它结构。底盘302a可以由（一个或多个）任何合适的材料（诸如金属）并且以任何合适的方式形成。

电源/接收器304a向扫描传感器头210a提供操作功率。例如，电源/接收器304a可以从外部源接收AC或DC功率，并且电源/接收器304a可以将传入功率转换成适合于使用在扫描传感器头210a中的形式。电源/接收器304a包括用于向扫描传感器头210a提供操作功率的（一个或多个）任何合适的结构，诸如AD/DC或DC/DC功率转换器。电源/接收器304a还可以或可替换地包括电池、电容器或其它功率存储设备。

控制器306a控制扫描传感器头210a的总体操作。例如，控制器306a可以接收并且可选地处理来自带状物传感器212a的与带状物102的一个或多个特性相关联的过程测量。控制器306a还可以控制该数据向控制器216或（一个或多个）其它目的地的传输。控制器306a包括（一个或多个）任何合适的处理或控制设备，诸如一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列或专用集成电路。要指出的是，控制器306a还可以实现为多个设备。

马达控制器308a可以用于控制一个或多个马达（诸如马达206a-206b，208a-208b中的一个或多个）的操作。例如，马达控制器308a可以生成和输出脉冲宽度调制（PWM）或其它控制信号以用于调节马达206a的方向和速度。方向和速度可以基于来自控制器306a的命令或其它输入而控制。马达控制器308a包括用于控制马达的操作的任何合适的结构。

无线收发器310a耦合到（一个或多个）天线224a。无线收发器310a促进数据的无线传输和接收，诸如通过向控制器216传输带状物测量、位置测量和相关数据和从控制器216接收命令。无线收发器310a包括用于生成信号以供无线传输和/或用于处理无线接收的信号的任何合适的结构。在特定实施例中，无线收发器310a表示射频（RF）收发器。要指出的是，收发器310a可以使用发射器和分离的接收器实现。

如图3B中所示，扫描传感器头210b可以包括与扫描传感器头210a相同的部件中的许多或全部。如在此示出的，扫描传感器头210b包括一个或多个带状物传感器212b和位置传感器元件214b。扫描传感器头210b还包括外壳302b、电源/接收器304b、控制器306b、马达控制器308b和收发器310b。这些部件与扫描传感器头210a中的对应部件相同或类似，因此将不重复这些中的每一个的详细描述。

在一些实施例中，扫描传感器头210a中的位置传感器元件214a包括磁体312，并且扫描传感器头210b中的位置传感器元件214b包括磁场取向传感器314a-314b。如以上所描述的，磁场取向传感器314a-314b是提供精确的位移感测的低成本传感器。在该方案中，（一个或多个）磁场取向传感器314a可以用于感测由磁体312生成的磁场以标识X或Y方向上的位移测量。而且，附加的磁场取向传感器314b使用在从磁场的中心线的偏移取向中以测量传感器头210a-210b之间的Z间隙距离。在该位置中，磁场线的角度随磁体312与磁场取向传感器314b之间的距离改变而改变。这种角度中的改变可以被校准成在工作范围内是线性的并且对于使用在某些间隙（诸如高达大约25mm加上容差的那些）中是实际的，该间隙具有随跨间隙的距离增加而降低的灵敏度，只要磁场强度对于适当的传感器饱和足够高。作为示例，对于10mm的标称目标间隙，容差可以是±2或±3毫米（mm），或者对于25mm的标称目标间隙，容差可以高达近似±5mm。

对于磁场取向传感器314a-314b中的每一个，由于场角度还随磁体312与磁场取向传感器之间的侧向（lateral）运动（在CD或MD中）而改变，因此校正因子可以由位于相同平面中的附加的磁场取向传感器来生成，诸如以磁场的0°度通量线为中心的一个磁场取向传感器。磁场的中心线沿0°度通量线定位，0°度通量线可以沿磁体312的中心线定位。该附加的传感器（其可以表示已经存在以取得X或Y位移读数的磁场取向传感器314a中的一个）不需要向系统添加成本，并且对期望的操作范围内的Z间隙变化（诸如10mm标称目标间隙上的间隙的大约±3mm）相对不敏感。在该布置中，磁场取向传感器314b的输出是该平面中的Z和X（或Z和Y）方向位移二者的组合，但是X（或Y）传感器314a仅对X（或Y）传感器位移敏感。因此，来自Z传感器314b的输出的分量可以从X（或Y）传感器314a的输出计算并且从来自Z传感器314b的读数减去以允许传感器314a-314b的组合给出X（或Y）和Z位移的独立读数。Y（或X）传感器314a可以安装在正交平面中与磁体中心线对准的电路板上以捕获第三维度上的读数。如以下参照图4-10以更多特定细节描述的，磁场取向传感器314a（仅对X唯一敏感）以磁场的0°度通量线为中心并且位于与第二磁场取向传感器314b相同的平面中；并且另一磁场取向传感器314a（仅对Y位移敏感）位于同样以磁场的0°度通量线为中心并且正交于第二磁场取向传感器314b的平面的平面中。

在特定实施例中，三个磁场取向传感器314a-314b（诸如HONEYWELL HMC1501/1502传感器）安装在两个直角平面中，所述直角平面与细长永久磁体312的磁场的中心线交叉。磁场取向传感器中的两个（X和Z传感器或Y和Z传感器）位于一个平面中，使得Z传感器从磁体312的中心侧向偏移，并且X或Y传感器位于磁体中心线上。第三Y或X传感器安装在与另一传感器成直角并且二等分磁体的平面中。当遭遇大X或Y位移时，X或Y方向上的细长磁体312的使用可以帮助降低针对其它方向的场角度中的变化，而同时还维持其它方向上的灵敏度并且保持磁体大小是实际的。

尽管图3A和3B图示了图2的扫描器中的扫描传感器头210a-210b的示例，但是可以对图3A和3B做出各种改变。例如，图3A和3B中的各种部件可以被组合、进一步细分或省略，并且可以根据特定需要而添加附加部件。作为特定示例，单个控制器或多于两个控制器可以用于实现控制器306a-306b和308a-308b的功能。此外或可替换地，一个或两个控制器306a/308a或306b/308b可以位于扫描传感器头210a/210b外部，诸如在外部控制器216处或在任何其它合适的位置处。在某些实施例中，马达控制器308a是对从马达控制器308b的主机，使得从马达控制器308b基于X方向上的从头对头对准的位移或变化而调节马达206b的速度和方向。也就是说，从马达控制器308b被配置成调制和输出控制信号以维持X方向上的头对头对准。

图4图示了依照本公开的示例带状物制作或带状物处理系统的部分的透视图。图4中所示的系统400的实施例仅为了说明。可以在不脱离本公开的范围的情况下使用其它实施例。

系统400可以例如是图1的系统100。要指出的是，包括图4中的扫描传感器组件430-432的扫描器可以与图1和2中的包括扫描传感器组件108-110的扫描器相同或类似。还要指出的是，图4中的扫描传感器头410a-410b可以与图2、3A和3B中的扫描传感器头210a-210b相同或类似。图4中的这些部件可以以与图1、2、3A和3B中的对应部件相同或类似的方式操作。

扫描传感器头410a被示出具有盖体434，使得容纳在盖体434内的部件从视图被隐藏。盖体434形成传感器头410a的可移动底盘（诸如可移动底盘302a-302b）的部分。每一个传感器头410a-410b分别包括捕获与带状物（诸如带状物102）相关联的测量的至少一个带状物传感器。

扫描传感器头410b被示出没有盖体，使得容纳在盖体内的部件是可见的。扫描传感器头410b包括位置传感器元件414b、风扇436、滑轮和传动带系统438和位置传感器元件414b安装到的框架440。

扫描传感器头410a-410b连接到滑架404a-404b。每一个滑架404a-404b沿其轨道402a-402b来回穿行以跨带状物（诸如带状物102）来回移动一个或多个传感器。也就是说，传感器头410a-410b与滑架404a-404b一起（诸如一致地）移动。相应地，滑架404a-404b的移动对应地移动传感器头410a-410b内的带状物传感器（诸如带状物传感器212a-212b）和位置传感器元件414b。

对于取向，标记为CD的箭头指示跨带状物102的宽度的“横向”或X方向。标记为MD的另一箭头指示沿带状物102的长度的“机器方向”或Y方向。标记为Z的另一箭头指示以其测量扫描传感器头之间的Z间隙间隔距离的方向。

图5和6图示了图4的扫描器内的位置传感器元件414a-414b的正交视图。上部传感器头410a和下部传感器头410b的其它部件细微地有阴影或半透明以示出相对于位置传感器元件414a-414b（其被示出为不透明的阴影或实线）的放置。例如，轨道402b和框架440细微地可见。

如图5中所示，位置传感器元件414a包括磁场生成器，诸如磁体512。磁体512可以与图3A中描述的磁体312相同或类似。磁体512可以由稀土磁性材料构成。位置传感器元件414a可以包括用于磁体512的壳体（诸如铬镀层或覆层）以屏蔽磁体以防暴露于导致磨损的环境因素。

位置传感器元件414b包括三个磁场取向传感器：X传感器514x、Y传感器514y和Z传感器514z。X传感器514x可以与磁场取向传感器314a相同并且仅对X位移敏感。类似地，Y传感器514y和Z传感器514z可以分别与磁场取向传感器314a和314b相同，并且分别仅对Y位移或Z间隙间隔敏感。位置传感器元件414b还包括头XYZ传感器对准块542，其包括各种螺丝或其它对准元件544a、544b。以下参照图7和8更加具体地描述磁场取向传感器514x-514z的操作。

如图6中所示，磁体512具有细长矩形棱柱形状，诸如几何细长方形棱柱。磁体512的一极（即，指北极或指南极）位于磁体512的顶部处，并且另一极位于磁体的底部处。相应地，磁体512产生细长磁场。磁体512的正面产生由磁场线550、552表示的磁场，所述磁场线从终点源起并且在XZ平面中向外扩散。磁体512的纵向截面将产生XZ平面中的类似磁场线550、552。磁场线552布置在磁体512的中心线处。磁场线552是笔直且竖直的，其表示沿磁体的中心线的磁通量的零度（0°）磁场取向。相比之下，磁场线550是弯曲的，诸如弯曲成与磁场线552相切的椭圆形或圆形。磁场线550的曲率根据距零度（0°）线552的距离而改变。

在某些实施例中，磁体的细长大小降低到在X和Z传感器感测到的磁场形状中的Y方向改变中的预期操作范围内的可忽略水平。换言之，磁体的中心线处的纵向截面处的磁场线具有磁场线550、552的形状。从磁体的中心线的Y方向上的定义的位移范围（例如±5mm，取决于磁体的大小）内的任何纵向截面、与X传感器514x和Z传感器514z交叉的XZ平面中的场线场线具有磁场线550、552的大体相同的形状。传感器514x和514z的预期操作范围在定义的位移范围内。在预期操作范围内，误差可以被忽略或者通过另一传感器的读数来校正。当将中心线处的纵向截面与定义的位移范围内的不同Y点处的第二纵向截面相比较时，磁场线的形状中的任何差异从X传感器514x和Z传感器514z的角度都是可忽略的。然而，来自足够远离中心线朝向磁体端部、超过定义的位移范围的Y点的第三纵向截面将示出场线向内收紧。也就是说，从X传感器514x和Z传感器514z的角度来看，第三纵向截面具有与中心线纵向截面的形状中的不可忽略的差异，这将导致Z校准中的误差。以类似的方式，Y传感器514y具有距磁体中心线的X方向上的定义的位移范围。

YZ平面556与0°线552（例如磁体的中心线）对准并且正交于磁体512的正面。也就是说，YZ平面556二等分磁体512，并且磁体512产生具有YZ平面中的0°磁场取向的笔直且竖直的磁场线。上部传感器头410a和下部传感器头410b按被示出为“Z间隙”的标称目标距离而分离。

图7图示了根据X-Z平面的投影的图4的扫描器内的位置传感器元件。位置传感器元件414a-414b被示出为不透明地阴影，而上部传感器头410a和下部传感器头410b的其它部件细微地有阴影或者半透明以示出相对于位置传感器元件414a-414b的放置。

位置传感器元件414b包括多传感器组件，其包括磁场取向（MFO）传感器514x、514y和514z。每一个MFO传感器514x、514y、514z感测和测量平面（诸如其中布置传感器的平面）中的磁场的取向。例如，X传感器514x和Z传感器514z中的惠斯通桥元件仅在XZ平面中进行感测，并且在Y传感器中，仅在YZ平面中进行感测。在某些实施例中，MFO传感器可以感测和测量其灵敏度平面的所有360°中的场角度。在其它实施例中，MFO传感器具有有限的角度范围，并且可以感测和测量其灵敏度平面的有限角度范围内的场角度。每一个MFO传感器514x、514y、514z被校准以在其校准曲线的线性范围（还称为“校准范围”）内操作。当MFO传感器被校准到在其校准曲线的线性范围中操作时，响应于感测到具有对于适当的传感器饱和足够的幅度的磁场，传感器输出信号，其中信号的电压电平与所感测到的磁场的场角度测量线性相关。也就是说，在线性校准范围内，磁场的场角度测量精确地表示距参考点的线性距离。灵敏度的一个或多个方向上的MFO传感器的移动使得MFO传感器输出具有对应于以下二者的电压电平的信号：（1）在灵敏度的（一个或多个）方向上离开参考点的对准的线性距离和（2）在不同于参考点处的场角度的场角度。本公开的实施例不限于具有线性校准的MFO传感器。其它实施例可以包括其中传感器输出信号的电压电平根据具有较高标称的曲线（例如二次曲线）而与场角度测量相关。

X传感器514x与磁体512的中心线处的0°磁场线552对准。也就是说，X传感器514x被配置成使0°磁场线552作为其对准参考点，并且照此，X传感器514x参考0°磁场线552来测量场角度。当X传感器514x处于与0°磁场线552的头对头对准中时，X传感器514x检测到0°的磁场角度（即参考场角度）并且输出信号，所述信号具有对应于X传感器514x的校准曲线的线性范围中的0°场角度的电压。X传感器514x的头对头对准对应于以下二者：（1）在对准参考点处测量的0°参考场角度和（2）对应于0°场角度的输出电压。

当X传感器514x处于与0°磁场线552的头对头对准中时，X传感器514x在Z方向上的任何移动将使得X传感器514x生成对应于线702的0°的输出电压，所述线702与磁场线552平行。也就是说，当从磁体512的中心线发出的磁场的取向为0°并且在Z方向上不变化（如通过笔直磁场线552所示）时。通过将X传感器514x对准在其中Z方向上的移动产出恒定的0°场角度的位置处（即在磁体的中心线处），X传感器514x变得对Z位移不敏感。

另外，如以上所描述的，在其内磁场形状中的差异可忽略的定义的位移范围内，XZ平面中的磁体512的任何纵向截面将产出磁场线550、552，其具有在磁体的正面处产生的大体相同的场角度。相应地，X传感器514x在Y方向（即其中磁体为细长的方向）上的任何移动将产出来自X传感器514x的与在Y方向上的移动之前的大体相同的输出。通过将X传感器514x对准在其中Y方向上的移动产出恒定0°场角度的位置处（即在磁体512的中心线处），X传感器514x变得对Y位移不敏感。

通过将X传感器514x对准在磁体512的中心线处，X传感器514x仅对侧向X方向上的移动敏感。X传感器514x在X方向上的任何移动使得X传感器514x测量不同于0°对准的场角度。不同于0°对准的由X传感器514x测量的任何场角度对应于扫描传感器头410a-410b从X方向上的头对头对准离开线性距离的移动。例如，X传感器514x在X方向上的向左移动使得X传感器检测具有切线704的磁场取向，而X传感器514x在X方向上的向右移动使得X传感器检测具有切线706的磁场取向。

Z传感器514z从磁场线552偏移，也就是说，布置在远离磁体512的中心线的距离708处。而且，Z传感器514z以非正交的角度从磁场线552倾斜以便通过将传感器与对应于Z方向上的间隙间隔和X方向上的位移的组合的场角度对准来使传感器位于半程。也就是说，Z传感器514z被配置成具有对应于Z方向和X方向二者上的头对头对准的参考点。

例如，当下部扫描传感器头410b处于与上部传感器头410a的头对头对准时，磁体512具有与线710相切的场取向。相应地，Z传感器514z被配置成具有对应于切线710的场角度的参考点。Z传感器514z在X方向、Z方向或X和Z方向二者上的任何移动使得Z传感器514z测量不同于切线710的角度（即参考场角度）的场角度。更特别地，Z传感器514z在Z方向上向上的移动可以使得Z传感器测量切线712的场角度，其中场角度从线710到线712的改变指示间隙间隔中的减小量。Z传感器514z向下的移动可以使得Z传感器测量具有切线714的磁场线550的场角度。场角度从线710到线714的改变指示间隙间隔中的增加。而且，Z传感器514z朝向磁体512的中心线的任何移动（例如在X方向上向左）使得Z传感器514z测量到减小的场角度，因为磁场线550朝向磁场线552收敛。要指出的是，与线706相切的磁场线具有比布置成在X方向上更远离磁场线552的线710、712或714中的任何一个更小的场角度（参照磁场线552来测量）。

出于X传感器514x如果在Y方向上移动则输出相同测量的相同原因，Z传感器514z对Y方向上的移动大体上不敏感，如以上参照其内磁场的形状中的差异可忽略的定义的位移范围所描述的。

例如，Z传感器514z在Z方向上的向上移动使得Z传感器检测到具有切线712的磁场取向，而Z传感器514z在Z方向上的向下移动使得Z传感器检测到具有切线714的磁场取向。

Z传感器514z布置在与X传感器514x相同的平面（即XZ平面）中，诸如安装到印刷电路板（PCB）的相同面716。相应地，位置传感器元件414b（包括PCB）的位移对应地使X和Z传感器514x和514z一致地位移，使得两个传感器检测到相同的X方向位移。基于对Z方向运动的大体不敏感，X传感器514x可以生成针对从Z传感器514z输出的测量的校正因子。例如，处理电路（诸如在控制器216、306a-306b中）可以从由Z传感器514z测量的Z方向位移减去由X传感器514x测量的X方向位移的经校准的量，以校正具有X和Z分量二者的位移。在从头对头对准的小位移范围（例如场角度中的0-2°改变）内，场角度中的改变可以转换成具有简单斜率和偏移因子的距离以便调节带状物传感器22a-212b测量。当小位移范围增加时，转换误差增加并且需要较高阶的校准方程以做出转换。

位置传感器元件414b被配置成使得Z传感器514z的线性校准范围中的场角度对应于容差内的线性距离，容差内的线性距离对应于指定的标称目标间隙间隔。例如，如果线性校准范围是±2°之间的角度集合，并且如果目标间隙间隔被指定成具有±3mm容差的10mm的标称值，则对应于±2°的线性距离的范围为至少±3mm。在校准范围的一个限制点处，头对头间隙间隔在7mm处为最小，其中-2°场角度精确地表示-3mm线性距离容差。在校准范围的另一限制点处，头对头间隙间隔在13mm处最小，其中+2°场角度精确地表示+3mm线性距离容差。在某些实施例中，对应于线性校准范围中的角度范围的线性距离的范围大于容差。而且，位置传感器元件414b被配置成使得X传感器514x和Y传感器514y的线性校准范围中的场角度对应于相应X和Y方向上的侧向位移的容差内的线性距离。要指出的是，传感器可以具有针对超过校准范围（诸如±45°）的场角度的线性校准曲线，但是用于将场角度转换成线性距离的方程的精度在大于小范围（例如±2°）的场角度处降低，从而产出对于将场角度转换成线性距离的更高阶校准方程的需要。

Y传感器514y可以安装到相同的PCB，但是布置在正交于X和Z传感器514x、514z的面716的不同面718上。以下参照图8以更多特定细节来描述Y传感器514y的操作。

图8图示了根据Y-Z平面的投影的图4的扫描器内的位置传感器元件。位置传感器元件414a-414b被示出为有不透明阴影，而上部传感器头410a和下部传感器头410b的其它部件细微地有阴影或半透明以示出相对于位置传感器元件414a-414b的放置。

磁体512的侧面产生磁场，所述磁场由从中心点源起并且在YZ平面中扩散开的磁场线850、852表示。磁体512的横向截面将产生YZ平面中的类似磁场线850、852。布置在磁体512的中心线处的磁场线852是笔直且竖直的，表示沿磁体512的中心线的磁通量的零度（0°）磁场取向。磁场线850弯曲成诸如与磁场线852相切的椭圆形或圆形。磁场线850的曲率根据距零度（0°）线652的距离而改变。

Y传感器514y可以与磁体512的中心线处的0°磁场线852对准。也就是说，Y传感器514y可以被配置成使0°磁场线852作为其对准参考点，并且照此，Y传感器514y测量到参照0°磁场线852的场角度。当Y传感器514y处于与0°磁场线852的头对头对准时，Y传感器514y检测到0°的磁场角度（即参考场角度）并且输出信号，所述信号具有对应于Y传感器514y的校准曲线的线性范围中的0°场角度的电压。Y传感器514y的头对头对准对应于以下二者：（i）在对准参考点处测量的0°参考场角度和（2）对应于0°场角度的输出电压。

当Y传感器514x处于与0°磁场线852的头对头对准时，Y传感器514y在Z方向上的任何移动将使得Y传感器514y生成对应于与磁场线852平行的线720的0°的输出电压。也就是说，从磁体512的中心线发出的磁场的取向为0°并且在Z方向上不变化（如通过笔直磁场线852所示）。通过Y传感器514y对准在其中Z方向上的移动产出恒定的0°场角度的位置处（即在磁体的中心线处），Y传感器514y变得对Z位移不敏感。

如以上所描述的，在其内磁场形状中的差异可忽略的定义的位移范围内，YZ平面中的磁体512的任何横向截面将产出磁场线850、852，所述磁场线850、852具有在磁体512的侧面处产生的大体相同的场角度的。相应地，通过将Y传感器514y对准在其中Y传感器514y在X方向（即向页面内/向页面外的方向）上的任何移动将产出与在Z方向上的移动之前的来自Y传感器514y的大体相同的输出的位置（即在磁体的中心线处），Y传感器514y变得对X位移不敏感。

Y传感器514y在其中Y传感器仅对侧向Y方向上的移动敏感的位置中固定到PCB。也就是说，Y传感器514y布置在其中Z方向上的移动导致移动之前和之后的0°场角度的生成的地方。然而，Y传感器514y在Y方向上的任何移动使得Y传感器514y测量到不同于与磁场线852的0°对准的场角度，其指示扫描传感器头410a-410b在Y方向上离开头对头对准线性距离的移动。

本公开的实施例不限于使0°磁场线852作为Y传感器514y的对准参考点。在某些实施例中，诸如图8中所示，Y传感器514y可以被配置成使线806作为其对准参考点，以便在上部和下部传感器头处于头对头对准中时，通过将传感器与对应于Z方向上的间隙间隔和Y方向上的位移的组合的场角度对准来使传感器位于半程。也就是说，当Y传感器514y输出对应于切线806的场角度（即参考场角度）时，上部和下部传感器头410a-410b处于头对头对准中。更特别地，Y传感器514y布置在Y方向上从磁体512的中心线处的0°磁通量偏移的位置处，其中磁场具有与线806相切的取向。在该情况下，Y传感器514y在Y方向上的向左移动使得Y传感器检测到具有切线802的磁场取向，而Y传感器514y在Y方向上的向右移动使得Y传感器检测到具有切线808的磁场取向。当扫描传感器头410b从线802进一步向左移动时，Y传感器可以检测到具有切线804的磁场取向。控制器基于对准参考点与其中当前场角度被测量的位置之间的Y方向线性距离而确定Y方向位移。

图9图示了用于维持针对扫描传感器头的三个主方向上的头对头对准的示例方法。图9中所示的方法900的实施例仅为了说明。方法包括通过带状物制作或带状物处理系统（诸如系统100和400）实现的操作块905-955。可以在不脱离本公开的范围的情况下使用其它实施例。

在块905处，将带状物102的部分放置在扫描传感器组件108-110之间在扫描传感器头210a-210b之间的间隙内。例如，辊轴对104a-104b和106a-106b将带状物102拉到间隙内，从而为带状物传感器212a-212b提供对带状物102的访问。为了捕获带状物102的另一部分的测量结果，辊轴对104a-104b和106a-106b可以滚动以将带状物102的随后部分放置在间隙内。

在块910中，带状物传感器212a-212b捕获用于标识带状物102的特性的带状物102的测量。同时，位置传感器元件214a-214b捕获磁场的测量。具体地，传感器头210a-210b跨带状物102移动，从而使得带状物传感器212a-212b和位置传感器元件214a-214b能够捕获测量。马达控制器308a-308b驱动马达206a-206b以在跨带状物102的宽度的横截方向（X方向）上移动滑架204a-204b。传感器头210a-210b与滑架204a-204b一起（诸如一致地）移动。

在块915中，控制器（例如控制器216、306a-306b、308a-308b）确定第二扫描传感器头210b在一个或多个方向（例如横截（X方向））上从与第一扫描传感器头210a的头对头对准的位移。具体地，控制器确定针对所述一个或多个方向中的每一个的位移。例如，控制器可以通过磁场取向传感器314a或X传感器514x接收在块910中测量的场角度，并且使用所测量的场角度执行计算以确定扫描传感器头210a-210b之间的横截方向（X方向）位移。以类似的方式，控制器可以从Y传感器或Z传感器接收场角度以分别确定侧向机器方向位移或间隙间隔。如果在任何方向上存在过大的未对准，如通过在对应磁场取向传感器的校准范围外的位移所指示的，则由带状物传感器212a-212b捕获的测量可能是不精确的并且可能误表征带状物102的当前部分。要指出的是，在某些实施例中，校准范围可以高达8mm，而需要仅包括对应于指定的标称目标间隙间隔的容差距离。

在块915之后，过程900移动到块920、925和930，其中控制器确定第二扫描传感器头210b是否处于与第一扫描传感器头210a的头对头对准中。在块920、925和930中，控制器确定相应横截（X方向）位移、侧向机器（Y方向）位移和间隙间隔（Z方向）位移是否在对应于该方向的磁场取向传感器的校准范围外。为了做出该确定，控制器使用在块915中确定的位移中的每一个。也就是说，在块920中，响应于接收到块915的横截（X方向）位移，控制器将X传感器的校准范围与所接收到的横截位移相比较。在块925和930中，控制器做出针对相应Y传感器和Z传感器的类似比较。在块920中，响应于确定位移在X传感器514x的校准范围内（通过标记为否的箭头示出），过程900移动到块935。在块925和930中，响应于确定位移在磁场取向传感器的校准范围内（通过标记为否的箭头示出），过程900移动到块955。

在块935中，当控制器确定横截位移在X传感器的校准范围内时（通过标记为是的箭头示出），马达控制器308b调节马达206b的速度以重建头对头对准。例如，如果第二扫描传感器头210b落后于第一传感器头210a，则从马达控制器308b可以输出PMS以增加马达206b的速度直到达到适当对准为止，然后再调节马达206b的速度以匹配马达206a的速度。对X方向上的位移的调节被输出到控制器，并且过程900移动到块955，其中经调节的X方向位移用于调节带状物的测量。

在块940中，当控制器确定侧向机器位移在X传感器的校准范围外时，马达控制器308b警告用户/技术人员，诸如通过生成警报。在块940中，控制器实现与在块945中实现的类似的过程（以下更加特定地描述），但是对应于X方向和X传感器而不是Y方向和Y传感器。响应于确定由X传感器测量的场角度被重建到在X传感器的校准范围内，过程900移动到块955。

在块945中，当控制器确定侧向机器位移在Y传感器的校准范围外时，马达控制器308警告用户/技术人员，诸如通过生成警报。例如，如果第二扫描传感器头210b布置成在正Y方向上过于远离第一传感器头210a，则警报可以向用户/技术人员指示调整量，在负Y方向上按所述调整量移动第二扫描传感器头210b以重建头对头对准。可替换地，警报可以指示在正Y方向上移动第一传感器头210a以减小位移并且重建头对头对准。警报可以指示如由带状物传感器212a-212b测量的带状物的测量可能不精确或者带状物的表征可能被误标识。响应于确定由Y传感器测量的场角度在Y传感器的校准范围内，过程900移动到块955。

在块950中，当控制器确定间隙间隔（Z方向位移）在Z传感器的校准范围外时，马达控制器308b警告用户/技术人员，诸如通过生成警报。在块950中，控制器实现与块945中实现的类似的过程，但是对应于Z方向和Z传感器而不是Y方向和Y传感器。响应于确定由Z传感器测量的场角度在Z传感器的校准范围内，过程900移动到块955。

在块955中，控制器基于第二扫描传感器头210b从第一扫描传感器头210a的位移而调节带状物102的测量。

在以上描述中，所测量的方向被定义为X（横向）、Y（机器方向）和Z（间隙）。然而要指出的是，可以使用在本专利文献中描述的方案来测量任何其它合适的方向。例如，该方案可以用于捕获任何三个正交方向上的测量，而不管那些正交方向是否与横向、机器方向和间隙对准。

尽管图1至9图示了带状物制作或带状物处理系统的示例和相关细节，但是可以对图1至9做出各种改变。例如，图1-8中示出的功能划分仅仅为了说明。图1-8中的各种部件可以被组合、进一步细分或省略，并且可以根据特定需要而添加附加的部件。此外，虽然图9图示了一系列步骤，但是每一幅图中的各种步骤可以重叠、并行发生或发生任何次数。

在一些实施例中，以上描述的各种功能由计算机程序实现或支持，所述计算机程序由计算机可读程序代码形成并且体现在计算机可读介质中。短语“计算机可读程序代码”包括任何类型的计算机代码，包括源代码、目标代码和可执行代码。短语“计算机可读介质”包括能够由计算机访问的任何类型的介质，诸如只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、硬盘驱动器、压缩盘（CD）、数字视频盘（DVD）或任何其它类型的存储器。“非暂时性”计算机可读介质排除输运暂时性电信号或其它信号的有线、无线、光学或其它通信链路。非暂时性计算机可读介质包括其中数据可以被永久存储的介质和其中数据可以被存储并且稍后盖写的介质，诸如可重写光盘或可擦除存储器设备。

可以有利的是阐述遍及本专利文献所使用的某些词语和短语的定义。术语“应用”和“程序”是指一个或多个计算机程序、软件部件、指令集、过程、函数、对象、类、实例、相关数据或其被适配用于以合适计算机代码（包括源代码、目标代码或可执行代码）来实现的部分。术语“包括”和“包含”以及其衍生词，意味着包括而没有限制。术语“或”是包括性的，意味着和/或。短语“与……相关联”以及其衍生词，可以意味着包括、被包括在……内、与……互连、包含、被包括在……内、连接到或与……连接、耦合到或与……耦合、可与……通信、与……协作、交错、并置、接近于、划界到或与……划界、具有、具有……的性质、具有对……的关系或与……有关系等。短语“……中的至少一个”当与项目列表一起使用时，意味着可以使用所列出的项目中的一个或多个的不同组合，以及可能仅需要列表中的一个项目。例如，“A、B和C中的至少一个”包括以下组合中的任何一个：A、B、C、A和B、A和C、B和C以及A和B和C。

虽然本公开已经描述了某些实施例和一般相关联的方法，但是这些实施例和方法的更改和置换将对本领域技术人员是明显的。相应地，示例实施例的以上描述不限定或约束本公开。在不脱离如由随附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，其它改变、替换和更改也是可能的。

Claims (12)

1.一种用于维持针对扫描传感器头的三个主方向上的头对头对准的方法，包括：

生成磁场（550、552）；

通过多个磁场取向传感器（514x-514z）通过以下步骤来捕获（910）磁场的测量：

通过第一磁场取向传感器（514x）测量参照参考场角度的第一方向上的磁场的场角度，其中第一磁场取向传感器被布置成与其中第一磁场取向传感器感测参考场角度的磁场的中心线（552）大体对准，

通过第二磁场取向传感器（514z）测量由第一方向和第二方向定义的平面（716）中的磁场的场角度，其中第二磁场取向传感器被布置成从磁场的中心线偏移，使得来自第一磁场取向传感器和第二磁场取向传感器中的至少一个的输出测量间隙间隔和第一方向上的位移的组合，

其中第一方向是横向方向，第二方向是头对头间隙方向，并且第一方向和第二方向彼此正交；

使用磁场的测量标识（915）（i）第一扫描传感器头（414a）和第二扫描传感器头（414b）在第一方向上的位移以及（ii）第一扫描传感器头和第二扫描传感器头在第二方向上的间隙间隔。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

第一磁场取向传感器和第二磁场取向传感器被布置在相同平面（716）中或由第一方向和第二方向定义的平行平面中。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：横过材料的带状物（102）的表面移动第一扫描传感器头和第二扫描传感器头并且捕获（910）与带状物相关联的测量。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：基于以下测量中的至少一个而调节（955）与带状物相关联的测量：

第一扫描传感器头和第二扫描传感器头在第一方向上的位移；

第一扫描传感器头和第二扫描传感器头在第二方向上的间隙间隔。

5.一种用于维持针对扫描传感器头的三个主方向上的头对头对准的系统，包括：

第一扫描传感器头（414a），其包括被配置成生成磁场（550、552）的磁体（512）；

第二扫描传感器头（414b），其包括多个磁场取向传感器，所述多个磁场取向传感器被配置成捕获磁场的测量以便标识（i）第一扫描传感器头和第二扫描传感器头在第一方向上的位移以及（ii）第一扫描传感器头和第二扫描传感器头在第二方向上的间隙间隔，所述多个磁场取向传感器包括：

第一磁场取向传感器，其被配置成测量参照参考场角度的第一方向上的磁场的场角度，其中第一磁场取向传感器被布置成与其中第一磁场取向传感器感测参考场角度的磁场的中心线（552）大体对准，

第二磁场取向传感器，其被配置成测量由第一方向和第二方向定义的平面（716）中的磁场的场角度，其中第二磁场取向传感器被布置成从磁场的中心线偏移，使得来自第一磁场取向传感器和第二磁场取向传感器中的至少一个的输出测量间隙间隔和第一方向上的位移的组合，

其中第一方向是横向方向，第二方向是头对头间隙方向，并且第一方向和第二方向彼此正交；

处理电路（306a），其被配置成使用磁场的测量来标识（i）第一扫描传感器头和第二扫描传感器头在第一方向上的位移以及（ii）第一扫描传感器头和第二扫描传感器头在第二方向上的间隙间隔。

6.根据权利要求5所述的系统，其中：

（716）第一磁场取向传感器和第二磁场取向传感器被布置在相同平面中或由第一方向和第二方向定义的平行平面中。

7.根据权利要求5所述的系统，还被配置成横过材料的带状物（102）的表面移动第一扫描传感器头和第二扫描传感器头并且捕获（910）与带状物相关联的测量。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述处理电路还被配置成基于以下测量中的至少一个而调节（955）与带状物相关联的测量：

第一扫描传感器头和第二扫描传感器头在第一方向上的位移；

第一扫描传感器头和第二扫描传感器头在第二方向上的间隙间隔。

9.一种用于维持针对扫描传感器头的三个主方向上的头对头对准的多传感器组件，包括：

多个磁场取向传感器，其被配置成捕获（910）磁场（550、552）的测量以便标识（i）第一扫描传感器头和第二扫描传感器头（410a-410b）在第一方向上的位移以及（ii）第一扫描传感器头和第二扫描传感器头在第二方向上的间隙间隔，所述多个磁场取向传感器（514x-514z）包括：

第一磁场取向传感器（514x），其被配置成测量参照参考场角度的第一方向上的磁场的场角度，其中第一磁场取向传感器被布置成与其中第一磁场取向传感器感测参考场角度的磁场的中心线（552）大体对准，

第二磁场取向传感器（514z），其被配置成测量由第一方向和第二方向定义的平面（716）中的磁场的场角度，其中第二磁场取向传感器被布置成从磁场的中心线偏移，使得来自第一磁场取向传感器和第二磁场取向传感器中的至少一个的输出测量间隙间隔和第一方向上的位移的组合，

其中第一方向是横向方向，第二方向是头对头间隙方向，并且第一方向和第二方向彼此正交。

10.根据权利要求9所述的多传感器组件，其中：

第一磁场取向传感器和第二磁场取向传感器被布置在相同平面（716）中或由第一方向和第二方向定义的平行平面中。

11.根据权利要求9所述的多传感器组件，还被配置成横过材料的带状物（102）的表面与第二扫描传感器头一起移动而同时与带状物相关联的测量被捕获。

12.根据权利要求11所述的多传感器组件，其中对与带状物相关联的测量的调节（955）基于以下测量中的至少一个：

第一扫描传感器头和第二扫描传感器头在第一方向上的位移；

第一扫描传感器头和第二扫描传感器头在第二方向上的间隙间隔。