CN110418942B - 旋转传感器 - Google Patents

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Abstract

旋转传感器具备：多个磁传感器(40)，离开旋转体(100)的外周而沿旋转体的周向等间隔地配置，并且位置被固定，通过检测伴随着旋转体的旋转位置因旋转体的旋转而变化所发生的磁场的变化，输出与旋转体的旋转的电角度相应的正弦波信号以及余弦波信号；以及运算部(50)，从多个磁传感器输入正弦波信号以及余弦波信号，并按照预先决定的规则对正弦波信号以及余弦波信号进行加减运算，由此取得抵消了正弦波信号以及余弦波信号所含的高次成分的电角度信号。

Description

旋转传感器
相关申请的相互参照
本申请基于2017年3月13日申请的日本专利申请号2017－47053号，此处引用其记载内容。
技术领域
本公开涉及一种检测轴的电角度的旋转传感器。
背景技术
以往，例如在专利文献1中记载了一种构成为通过磁场感应元件检测配置于马达的轴的端面的磁体的旋转的传感器器件。具体而言，磁场感应元件配置于轴的中心轴上，并且与磁体对置配置。由此，磁场感应元件伴随着轴的旋转检测0°～360°的范围内的磁场的取向角度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016－4039号公报
发明内容
然而，在上述现有技术中，由于是在轴的中心轴上配置磁场感应元件的构成，因此马达的轴的端部成为传感器器件的安装区域。因此，马达的体积在轴的轴向上变大。另外，在轴的端部难以确保空间的马达等中存在无法设置传感器器件的隐患。该事项并不限定于轴，而是旋转体共通的事项。
另一方面，期望检测旋转体的准确的电角度。例如，作为马达的控制方法，已知有矢量控制驱动。矢量控制指的是将流过马达的电流分离为转矩产生用成分与磁通产生用成分、并独立地控制各电流成分的方式。为了进行矢量控制，需要检测作为旋转体的轴的准确的电角度。
本公开的目的在于提供能够高精度地检测旋转体的电角度、且即使难以在旋转体的轴向上确保空间的情况下也能够设置的旋转传感器。
本公开的一方式的旋转传感器具备多个磁传感器，其离开旋转体的外周而沿旋转体的周向等间隔地配置，并且位置被固定，通过对伴随着旋转体的旋转位置因旋转体的旋转而变化所发生的磁场的变化，输出与旋转体的旋转的电角度相应的正弦波信号以及余弦波信号。
另外，旋转传感器具备运算部，其从多个磁传感器输入正弦波信号以及余弦波信号，并按照预先决定的规则对正弦波信号以及余弦波信号进行加减运算，由此取得抵消了正弦波信号以及余弦波信号所含的高次成分的电角度信号。
由此，各磁传感器并非配置于旋转体的端面侧，而是配置于外周侧。因而，能够提供即使在旋转体的轴向上难以确保空间的情况下也能够设置的构成。
另外，由于各磁传感器的信号被加减运算而抵消了正弦波信号以及余弦波信号所含的高次成分，因此可获得失真小的电角度信号即高精度的电角度。因此，能够准确地获得是旋转体的哪个旋转位置的电角度。因而，能够提供可高精度地检测旋转体的电角度的构成。
附图说明
关于本公开的上述目的及其他目的、特征及优点，参照附图并通过下述详细的叙述会变得更明确。该附图为：
图1是在轴的轴向上观察本公开的第一实施方式的旋转传感器的图。
图2是图1的II－II剖面图。
图3是表示运算部运算后的sinθ以及cosθ的各信号的图。
图4是作为比较例示出第一个磁传感器所输出的sinθ以及cosθ的各信号的图。
图5是在轴的轴向上观察本公开的第二实施方式的旋转传感器的图。
图6是在轴的轴向上观察本公开的第三实施方式的旋转传感器的图。
图7是在轴的径向上观察本公开的第四实施方式的旋转传感器的剖面图。
图8是在轴的径向上观察本公开的第五实施方式的旋转传感器的剖面图。
具体实施方式
以下，基于附图对本公开的实施方式进行说明。另外，在以下的各实施方式彼此中，对相互相同或均等的部分，在图中标注相同的附图标记。
(第一实施方式)
以下，参照附图对本公开的第一实施方式进行说明。本实施方式的旋转传感器例如检测利用于马达的矢量控制驱动的轴的电角度。马达例如搭载于汽车。
如图1以及图2所示，旋转传感器1具备圆板部件10、磁图案部20、保持部件30、多个磁传感器40、以及运算部50。
圆板部件10是固定有磁图案部20的部件。圆板部件10设有压入部11a，该压入部11a具有供构成马达的轴100通过的贯通孔11。另外，圆板部件10通过轴100压入压入部11a而固定于轴100的外周面110。因而，圆板部件10与轴100一起以轴100的中心轴为中心旋转。圆板部件10例如是冷轧钢板等金属板。
磁图案部20是交替地排列有多个产生N极的磁力的第一磁极21与产生S极的磁力的第二磁极22的磁图案。即，各磁极21、22在以轴100的中心轴为中心的周向上交替地排列有多个。
磁图案部20是用于检测轴100的电角度的部件，并且是表示轴100的相位的部件。相位示出轴100的旋转位置。具体而言，相位的意思是轴100旋转时的一个周期中的位置。一个周期对应于构成磁图案部20的各磁极21、22的一对范围。
如图2所示，磁图案部20设于圆板部件10中的轴100的径向的端部12。磁图案部20由设于圆板部件10的端部12的作为基座的磁性体被磁化而成。
在本实施方式中，磁图案部20为8极。轴100通过1/4旋转而达到各磁极21、22的一对即一个周期，因此轴100的1/4旋转的电角度为360°。换言之，电角度是轴100的一个旋转被等分割为多个的旋转范围的一个旋转范围所对应的角度。在本实施方式中，轴100的一个旋转被4等分，因此轴100的1/4旋转的电角度为360°。
保持部件30是配置各磁传感器40、并且相对于轴100固定位置的部件。保持部件30具有布线等电气元件。保持部件30固定于马达的壳体等。保持部件30例如也可以构成为马达的壳体、马达内部的部件的一部分。
保持部件30形成为拱状。拱状是指未封闭成环状的圈状。换言之，拱状也可以说是环状的一部分。而且，保持部件30通过保持部件30的凹侧沿轴100的径向移动而被固定于壳体等。由此，保持部件30相对于轴100而言位置被固定。另外，保持部件30只要能够相对于轴100插入，则也可以是半圈状。
各磁传感器40是检测磁场的变化的传感器器件。各磁传感器40例如构成为霍尔元件、GMR元件、TMR元件、或者AMR元件。在本实施方式中，作为磁传感器40采用了霍尔元件。霍尔元件的检测灵敏度为z方向，因此如图2所示，磁传感器40相对于磁图案部20平行地对置配置。z方向是贯通霍尔元件的磁场的方向。在图2中，z方向与轴100的径向一致。
另外，AMR元件由于输出波形的周期相对于其他元件为2倍，所以需要将磁图案部20的极数调整为1/2，但在检测磁这一点上与其他元件相同。
各磁传感器40隔着规定的间隙与磁图案部20对置配置。另外，各磁传感器40通过保持部件30离开轴100的外周而沿轴100的周向等间隔地配置，并且相对于轴100而言位置被固定。如上述那样，轴100的一个旋转被等分割为四个相(Phase)。在本实施方式中，各磁传感器40全部配置于Phase1的旋转范围。
在本实施方式中，16个磁传感器40固定于保持部件30。另外，在0°～360°的电角度中等间隔地配置有16个磁传感器40。因而，一个磁传感器40的配置角度为(n－1)π/8。
图1的“1”表示第1个磁传感器40，“2”表示第2个磁传感器40，“16”表示第16个磁传感器40。例如第一个磁传感器40的配置角度为电角度0°，第9个磁传感器40的配置角度为π即电角度180°。这样，各磁传感器40的一个旋转范围内的配置角度被预先决定。
而且，各磁传感器40通过检测伴随着轴100的旋转位置因轴100的旋转而变化所发生的磁场的变化，输出与轴100的旋转的电角度相应的正弦波信号以及余弦波信号。正弦波信号是sin信号，余弦波信号是cos信号。sin信号与cos信号的相位错开90°。各磁传感器40由于各自的配置角度不同，因此输出相位不同的sin信号以及cos信号。
运算部50是处理各磁传感器40的信号的信号处理电路。运算部50例如构成为集成电路部(ASIC)。运算部50从16个磁传感器40输入sin信号以及cos信号，按照预先决定的规则对sin信号以及cos信号进行加减运算，从而进行取得抵消了sin信号以及cos信号所含的高次成分的电角度信号的处理。运算部50所进行的运算处理全部是模拟处理。以上是本实施方式的旋转传感器1的构成。
接下来，对旋转传感器1的工作进行说明。若轴100伴随着马达的动作而旋转，则各磁传感器40输出与自身的配置角度相应的相位的sin信号以及cos信号。
具体而言，第n个磁传感器40的sin信号fn为fn＝f{θ+(n－1)π/8}，cos信号gn为gn＝g{θ+(n－1)π/8}。N是1～16。
另外，将第n个磁传感器40的sin信号的i次项的振幅设为ani，将第n个磁传感器40的cos信号的i次项的振幅设为bni。而且，作为前提，设为各磁传感器40的输出振幅相同。即，ani＝bni＝Ai。
为了去除各信号的高次成分，运算部50从各磁传感器40的输出取得以下的F1～F4、G1～G4。这些F1～F4、G1～G4是预先决定的运算式。
F1＝f1－g5－f9+g13
G1＝g1+f5－g9－f13
F2＝f3－g7－f11+g15
G2＝g3+f7－g11－g15
F3＝f2－g6－f10+g14
G3＝g2+f6－g10－f14
F4＝f4－g8－f12+g16
G4＝g4+f8－g12－f16
例如关于F1，第一个磁传感器40的sin信号f1为f1＝a11×sinθ+a12×sin2θ+a13×sin3θ+···。另外，第5个磁传感器40的cos信号g5为g5＝b51×cos(θ+π/2)+b52×cos2(θ+π/2)+b53×cos3(θ+π/2)+···＝－b51×sinθ－b52×cos2θ+b53×sin3θ+···。第9个磁传感器40的sin信号f9、第13个磁传感器40的cos信号g13也同样具有与相位相应的成分。
另外，各磁传感器40也可以预先连接有布线，以输出例如F1～F4、G1～G4的各信号。即，在F1的情况下，运算部50并非从第1个、第5个、第9个、第13个各磁传感器40分别输入各信号而运算F1，而是输入F1的信号本身。关于F2～F4、G1～G4也相同。由于运算部50不需要运算F1本身，因此能够缩短运算时间以及减少运算部50的成本。在该方式中，以输出F1～F4、G1～G4的各信号的方式所连接的布线成为运算部50的一部分。
因而，例如F1以及G1由于上述的规则以及相同的输出振幅，成为以下的运算结果。
F1≒A1×sinθ+A5×sin5θ+A9×sin9θ
G1≒A1×cosθ+A5×cos5θ+A9×cos9θ
F1、G1的A2～A4(2次～4次)、A6～A8(6次～8次)等各成分被消除。
然后，运算部50不仅对F1以及G1，也对F2～F4、G2～G4进行遵循上述的运算式的运算。然后，运算部50通过使用F1～F4、G1～G4进行以下的运算，获得sinθ以及cosθ的信号。
sinθ≒F1+sin(π/4)×(F2－G2)+sin(π/8)×(F4－G3)+cos(π/8)×(F3－G4)
cosθ≒G1+sin(π/4)×(F2+G2)+sin(π/8)×(F3+G4)+cos(π/8)×(F4+G3)
通过作为sinθ以及cosθ的第一项的F1以及G1，消除4θ为止的高次成分。另外，通过作为sinθ以及cosθ的第二项的sin(π/4)×(F2－G2)以及sin(π/4)×(F2+G2)，消除8θ为止的高次成分。
而且，通过作为sinθ以及cosθ的第三项以及第四项的sin(π/8)×(F4－G3)+cos(π/8)×(F3－G4)以及sin(π/8)×(F3+G4)+cos(π/8)×(F4+G3)，消除16θ为止的高次成分。
另外，在上述的例子中，虽然16θ为止的高次成分被消除，但消除到哪个高次成分，在运算部50中适当设定即可。在消除4θ为止的高次成分的情况下，运算到第二项为止。另一方面，在希望消除比16θ往上的高次成分的情况下，增加磁传感器40的数量，进行在第五项以后消除17θ以上的高次成分的运算即可。
通过上述的运算，如图3所示，sinθ以及cosθ的各信号在0°～360°的电角度的范围内成为理想的sin波形以及cos波形。即，得到波形的失真非常小的sinθ以及cosθ的各信号。
作为比较例，仅第一个磁传感器40的sinθ以及cosθ的各信号如图4所示，由于高次成分重叠而信号波形的失真变大。这样，一个磁传感器40的sinθ以及cosθ的各信号不会成为理想的sin波形以及cos波形，波形将会失真。但是，通过按照预先决定的规则对16个磁传感器40的各信号进行运算，能够抵消一个磁传感器40的sinθ以及cosθ的各信号所含的高次成分。
运算部50根据如上述那样通过运算而取得的sinθ以及cosθ的各信号运算Arctanθ。由于轴100的1/4旋转与0°～360°的电角度对应，因此运算部50取得轴100的1/4旋转所对应的信号成分。信号成分是从0起以一定的增加率增加的成分，并且是电压成分或者电流成分。
另外，运算部50将表示所取得的电角度的信号向外部装置输出。表示电角度的信号可以是模拟信号，也可以是A/D转换后的数字信号。外部装置基于从旋转传感器1取得的信号进行马达的矢量控制驱动。
如以上说明那样，在本实施方式中，各磁传感器40的信号按照预先决定的运算式被进行加减运算，从而sin信号以及cos信号所含的高次成分被抵消，因此各信号所含的误差成分被去除。由此，能够获得失真小的电角度信号即高精度的电角度，并且能够准确地获得是轴100的哪个旋转位置的电角度。因而，能够高精度地检测轴100的电角度。
而且，运算部50全部以模拟处理进行运算处理。因此，不需要将各磁传感器40的各信号转换为数字信号的时间。因而，运算部50能够对表示电角度的信号进行高速运算。由此，即使轴100高速旋转，也不会产生旋转速度与电角度的偏差，因此能够确保电角度的精度。
另外，各磁传感器40是不配置于轴100的端面侧、而是配置于外周侧的构成。因而，旋转传感器1不需要在轴100的轴向上确保空间，能够提供即使在轴100的端面侧难以确保空间的情况下也能够设置的构成。
轴100与旋转体对应，圆板部件10与固定部对应。
(第二实施方式)
在本实施方式中，对与第一实施方式不同的部分进行说明。在本实施方式中，如图5所示，第10个磁传感器40配置于对角的Phase3的旋转范围。另外，在图5中，省略了运算部50。
如上述那样，各磁传感器40被预先决定了一个旋转范围内的配置角度。而且，各磁传感器40输出与旋转范围中的配置角度相应的相位的sin信号以及cos信号，因此只要旋转范围中的配置角度相同，就可以位于任意的Phase。因而，例如即使在Phase1的旋转范围不能搭载所有的磁传感器40的情况下，也能够将所有的磁传感器40配置于轴100的外周。
作为变形例，也可以将第5个～第8个磁传感器40配置于Phase2的旋转范围，将第9个～第12个磁传感器40配置于Phase3的旋转范围，将第13个～第16个磁传感器40配置于Phase4的旋转范围。这样，也可以在所有的旋转范围内分别配置磁传感器40。
(第三实施方式)
在本实施方式中，对与第一、第二实施方式不同的部分进行说明。如图6所示，在Phase1的旋转范围内配置有一组磁传感器40，在Phase3的旋转范围内配置有一组磁传感器40。这样，各磁传感器40也可以相对于轴100设置两组。在该情况下，运算部50取得两组各磁传感器40的电角度信号。由此，能够提高旋转传感器1的冗余性。
作为变形例，各磁传感器40也可以在轴100的外周设有三组以上的多个组。另外，与第二实施方式相同，也可以在一个旋转范围内配置不同组的磁传感器40。
(第四实施方式)
在本实施方式中，对与第一～第三实施方式不同的部分进行说明。如图7所示，磁图案部20设于圆板部件10中与轴100的径向平行的端面13。另外，各磁传感器40隔着规定的间隙与磁图案部20对置配置。这样，磁图案部20与各磁传感器40也可以沿轴100的轴向配置。
(第五实施方式)
在本实施方式中，对与第一～第四实施方式不同的部分进行说明。在本实施方式中，磁传感器40由磁阻元件构成。在该情况下，磁传感器40的检测灵敏度为x－y平面方向，因此如图8所示，磁传感器40相对于磁图案部20垂直地对置配置。
(其他实施方式)
上述各实施方式所示的旋转传感器1的构成是一个例子，并不限定于上述所示的构成，也可以是能够实现本公开的其他构成。例如马达并不限定于搭载于汽车。另外，用于固定各磁传感器40的构成并不限定于上述各实施方式所示的构成。
另外，磁图案部20的极数是一个例子，也可以采用其他极数。同样，一个旋转范围并不限定于轴100的1/4旋转。固定磁图案部20的固定部并不限定于圆板部件10，也可以是其他形状。圆板部件10的形状能够根据磁传感器40的种类而适当变更。
而且，旋转体并不限定于圆柱状的轴100。例如旋转体也可以是旋转变压器的转子。转子的外周形状不是圆形而是波形状。磁传感器40配置于转子的外周。因而，若转子旋转，则各磁传感器40与转子的外周面的间隙变化，因此各磁传感器40检测与间隙对应的磁场的变化。
本公开遵照实施例进行了描述，但应理解为，本公开并不限定于该实施例及构造。本公开也包含各种变形例及等效范围内的变形。另外，各种组合及方式、进而是在它们之中包含仅一个要素、一个要素以上、或一个要素以下的其他组合及方式也落入本公开的范畴和思想范围内。

Claims (7)

1.一种旋转传感器，其特征在于，具备：
多个磁传感器(40)，离开旋转体(100)的外周而沿所述旋转体的周向等间隔地配置，并且位置被固定，通过对伴随着所述旋转体的旋转位置因所述旋转体的旋转而变化所发生的磁场的变化进行检测，输出与所述旋转体的旋转的电角度相应的正弦波信号以及余弦波信号；以及
运算部(50)，从所述多个磁传感器输入所述正弦波信号以及所述余弦波信号，并按照预先决定的规则对所述正弦波信号以及所述余弦波信号进行加减运算，由此取得抵消了所述正弦波信号以及所述余弦波信号所含的高次成分的电角度信号，
所述预先决定的规则由通过从多个磁传感器获得的多个正弦波信号及多个余弦波信号的组合得到的多个运算式构成。
2.根据权利要求1所述的旋转传感器，其中，
所述电角度是与所述旋转体的一个旋转被等分割为多个而得的旋转范围的一个旋转范围对应的角度，
所述多个磁传感器被预先决定所述一个旋转范围内的配置角度，且配置于所述多个旋转范围中的某个旋转范围内的所述配置角度。
3.根据权利要求1或2所述的旋转传感器，其中，具备：
磁图案部(20)，以环状包围所述旋转体的外周面(110)，并且交替地排列有多个产生N极的磁力的第一磁极(21)和产生S极的磁力的第二磁极(22)；以及
固定部(10)，固定有所述磁图案部，并且固定于所述旋转体的外周面，与所述旋转体一同以所述旋转体的中心轴为中心旋转，
所述旋转体是构成马达的轴(100)，
所述多个磁传感器与所述磁图案部对置配置，通过检测从与所述轴一同旋转的所述磁图案部接收的磁场的变化，输出表示所述轴的电角度的电角度信号。
4.根据权利要求1或2所述的旋转传感器，其中，
所述多个磁传感器相对于所述旋转体被设置有多组，
所述运算部取得所述多个磁传感器的所述多个组各自的所述电角度信号。
5.根据权利要求1或2所述的旋转传感器，其中，
所述旋转体是构成马达的轴(100)，
所述多个磁传感器固定于拱状的保持部件(30)，
所述保持部件通过所述保持部件的凹侧沿所述轴的径向移动而相对于所述轴被固定位置。
6.根据权利要求1或2所述的旋转传感器，其中，
还具备相对于所述旋转体被固定了位置的拱状的保持部件(30)，
所述旋转体是构成马达的轴(100)，
所述多个磁传感器固定于所述保持部件，
所述保持部件通过所述保持部件的凹侧沿所述轴的径向移动而相对于所述轴被固定位置。
7.根据权利要求1所述的旋转传感器，其中，
各磁传感器被预先布线，以输出所述多个运算式的各信号。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2552386B (en) * 2016-07-22 2022-06-08 Cmr Surgical Ltd Magnetic position sensor mounting arrangement
JP2020067318A (ja) * 2018-10-23 2020-04-30 大銀微系統股▲分▼有限公司 磁気エンコーダ及び磁気エンコーダ装置
JP2020071028A (ja) * 2018-10-29 2020-05-07 大銀微系統股▲分▼有限公司 グリッドエンコーダ、及びグリッドエンコーダ装置
EP3792599B1 (en) 2019-09-12 2023-05-03 TE Connectivity Belgium BVBA Sensor device for measuring the rotational position of an element
CN111197969B (zh) * 2020-01-07 2021-06-22 中车株洲电机有限公司 一种磁悬浮轴承转子位置检测装置
US20220297757A1 (en) * 2020-04-08 2022-09-22 Nsk Ltd. Rotation angle detection device and electric power steering device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101115968A (zh) * 2005-02-10 2008-01-30 松下电器产业株式会社 旋转角度检测装置以及旋转角度修正方法
CN101663564A (zh) * 2007-04-20 2010-03-03 三菱电机株式会社 磁式旋转角检测器
CN101876559A (zh) * 2009-04-30 2010-11-03 浙江关西电机有限公司 位置检测装置及其信号处理装置和方法
CN103718056A (zh) * 2011-07-29 2014-04-09 旭化成微电子株式会社 磁场测量装置
DE102012221327A1 (de) * 2012-11-22 2014-05-22 Robert Bosch Gmbh Sensorvorrichtung zur Bestimmung mindestens einer Rotationseigenschaft eines rotierenden Elements
CN103822740A (zh) * 2012-11-15 2014-05-28 株式会社电装 扭矩传感器
CN105841604A (zh) * 2015-01-30 2016-08-10 英飞凌科技股份有限公司 探测轴的旋转的位置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4104694A1 (de) * 1991-02-15 1992-08-20 Hofmann Maschinenbau Gmbh Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der drehwinkellage eines rotors beim messen von unwuchten
WO2007069680A1 (ja) * 2005-12-16 2007-06-21 Asahi Kasei Emd Corporation 位置検出装置
JP5177197B2 (ja) * 2010-10-13 2013-04-03 Ｔｄｋ株式会社 回転磁界センサ
JP2012083236A (ja) * 2010-10-13 2012-04-26 Mitsutoyo Corp 角度検出装置
US11125768B2 (en) 2014-06-17 2021-09-21 Infineon Technologies Ag Angle based speed sensor device
US10222234B2 (en) 2014-06-17 2019-03-05 Infineon Technologies Ag Rotation sensor
JP6401955B2 (ja) 2014-07-17 2018-10-10 旭化成エレクトロニクス株式会社 絶対角度検出装置及びその磁気エンコーダ
JP2017003467A (ja) * 2015-06-11 2017-01-05 株式会社リコー 回転検知装置、回転駆動装置、画像形成装置及び回転検知方法
US10035535B2 (en) * 2015-06-26 2018-07-31 Nsk Ltd. Relative angle detection device, torque sensor, electric power steering device and vehicle
US10584953B2 (en) * 2015-11-26 2020-03-10 Mitsubishi Electric Corporation Angle detection device and electric power steering device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101115968A (zh) * 2005-02-10 2008-01-30 松下电器产业株式会社 旋转角度检测装置以及旋转角度修正方法
CN101663564A (zh) * 2007-04-20 2010-03-03 三菱电机株式会社 磁式旋转角检测器
CN101876559A (zh) * 2009-04-30 2010-11-03 浙江关西电机有限公司 位置检测装置及其信号处理装置和方法
CN103718056A (zh) * 2011-07-29 2014-04-09 旭化成微电子株式会社 磁场测量装置
CN103822740A (zh) * 2012-11-15 2014-05-28 株式会社电装 扭矩传感器
DE102012221327A1 (de) * 2012-11-22 2014-05-22 Robert Bosch Gmbh Sensorvorrichtung zur Bestimmung mindestens einer Rotationseigenschaft eines rotierenden Elements
CN105841604A (zh) * 2015-01-30 2016-08-10 英飞凌科技股份有限公司 探测轴的旋转的位置

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