CN117157505A - 用于感应旋转位置感测的感测线圈以及相关设备、系统和方法 - Google Patents

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CN117157505A CN202180096199.0A CN202180096199A CN117157505A CN 117157505 A CN117157505 A CN 117157505A CN 202180096199 A CN202180096199 A CN 202180096199A CN 117157505 A CN117157505 A CN 117157505A
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Abstract

本发明公开了一种用于感应旋转位置感测的装置。该装置可包括导电材料，该导电材料限定用于电流在第一位置与第二位置之间流动的连续路径。该连续路径包括第一路径部分和第二路径部分，该第一路径部分被限定为用于该电流围绕该连续路径的几何中心流动的大致顺时针路径，该第二路径部分被限定为用于该电流围绕该几何中心流动的大致逆时针路径。该连续路径还包括径向方向反向区域，在该径向方向反向区域处，该第一路径部分或该第二路径部分中的一者从被限定为用于该电流远离该几何中心流动的大致向外路径改变为被限定为用于该电流朝向该几何中心流动的大致向内路径。还公开了相关系统、设备和方法。

Description

用于感应旋转位置感测的感测线圈以及相关设备、系统和 方法
相关专利申请的交叉引用
本申请依据35 U.S.C.§119(e)要求2021年3月25日提交的名称为″用于感应旋转位置感测的感测线圈以及相关设备、系统和方法(SENSE COIL FOR INDUCTIVEROTATIONAL-POSITION SENSING，AND RELATED DEVICES，SYSTEMS，AND METHODS)″的美国临时专利申请序列号63/200,751的权益，该美国临时专利申请的公开内容全文据此以引用方式并入本文。
技术领域
本说明书整体涉及旋转位置感测。更具体地，一些示例涉及用于感应旋转位置感测的感测线圈，但不限于此。另外，公开了设备、系统和方法。
背景技术
如果导线线圈被放置在变化的磁场中，则电压将在导线线圈的端部被感应。在可预测地变化的磁场中，感应电压将是可预测的(基于包括受磁场影响的线圈的面积和磁场的变化程度的因素)。可以干扰可预测地变化的磁场并且测量在导线线圈中感应的电压的所得变化。此外，可创建基于在导线线圈中感应的电压的变化来测量可预测地变化的磁场的干扰器的运动的传感器。
附图说明
虽然本公开以特别指出并清楚地要求保护具体示例的权利要求书作为结尾，但当结合附图阅读时，通过以下描述可更容易地确定本公开范围内的示例的各种特征和优点，在附图中：
图1A是示出根据一个或多个示例的示例性旋转位置传感器的顶视图的图示。
图1B是示出根据一个或多个示例的图1A的示例性旋转位置传感器的侧视图的图示。
图2A、图2B和图2C中的每个图是示出根据一个或多个示例的示例性旋转位置传感器的一些元件的顶视图的图示。
图3是示出根据一个或多个示例的旋转位置传感器的示例性感测线圈的顶视图的图示。
图4A是示出根据一个或多个示例的旋转位置传感器的另一个示例性感测线圈的顶视图的图示。
图4B是示出根据一个或多个示例的图4A的示例性感测线圈的第一路径部分的顶视图的图示。
图4C是示出根据一个或多个示例的图4A的示例性感测线圈的第二路径部分的顶视图的图示。
图5是示出根据一个或多个示例的旋转位置传感器的两个示例性感测线圈的顶视图的图示。
图6是示出根据一个或多个示例的示例性模拟经解调信号的图表。
图7是示出根据一个或多个示例的示例性模拟输出信号的图表。
图8是示出根据一个或多个示例的另一个示例性旋转位置传感器的顶视图的图示。
图9示出了根据一个或多个示例的用于旋转位置感测的方法。
图10包括示出了根据一个或多个示例的模拟经调制信号的两个图表。
图11是根据一个或多个示例的旋转位置传感器的示例性感测线圈的透视图。
图12是根据一个或多个示例的旋转位置传感器的另一个示例性感测线圈的透视图。
图13是根据一个或多个示例的旋转位置传感器的两个示例性感测线圈的透视图。
具体实施方式
在以下具体实施方式中，参考了形成本公开的一部分的附图，并且在附图中以举例的方式示出了可以实践本公开的示例中的具体示例。充分详细地描述了这些示例，以使本领域的普通技术人员能够实践本公开。然而，可以利用其他示例，并且可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构、材料和过程的变化。
本文所呈现的图示并不旨在为任何特定方法、系统、设备或结构的实际视图，而仅仅是用于描述本公开的示例的理想化表示。本文所呈现的附图未必按比例绘制。为了读者的方便，各附图中的类似结构或部件可以保持相同或相似的编号；然而，编号的相似性并不意味着该结构或部件在尺寸、组成、配置或任何其他属性方面必须是相同的。
以下描述可以包括示例以帮助本领域的普通技术人员实践本发明所公开的示例。使用术语″示例性的″、″通过示例″和″例如″是指相关描述是说明性的，虽然本公开的范围旨在涵盖示例和法律等同形式，但使用此类术语并不旨在将本公开的示例的范围限制于指定的部件、步骤、特征或功能等。
应当容易理解，如本文一般所述并且在附图中示出的示例的部件可被布置和设计成多种不同的配置。因此，对各种示例的以下描述并不旨在限制本公开的范围，而是仅代表各种示例。虽然示例的各个方面可以在附图中呈现，但是附图未必按比例绘制，除非特别指明。
此外，所示出和描述的特定实施方式仅为示例，并且不应理解为实施本公开的唯一方式，除非本文另外指明。元件、电路和功能能够以框图形式示出，以便不以不必要的细节模糊本公开。相反，所示出和描述的特定实施方式仅为示例性的，并且不应理解为实施本公开的唯一方式，除非本文另外指明。另外，块定义和各个块之间逻辑的分区是特定实施方式的示例。对于本领域的普通技术人员将显而易见的是，本公开可通过许多其他分区解决方案来实践。在大多数情况下，已省略了关于定时考虑等的细节，其中此类细节不需要获得本公开的完全理解，并且在相关领域的普通技术人员的能力范围内。
本领域的普通技术人员将会理解，可以使用多种不同技术和技法中的任何一者来表示信息和信号。例如，可在该整个说明书中参考的数据、指令、命令、信息、信号、比特和符号可由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者它们的任何组合来表示。为了清晰地呈现和描述，一些附图可以将信号示出为单个信号。本领域的普通技术人员应当理解，信号可表示信号总线，其中总线可具有多种位宽度，并且本公开可在包括单个数据信号在内的任意数量的数据信号上实现。本领域普通技术人员将理解，本公开涵盖量子信息的传送和用于表示量子信息的量子位。
结合本文所公开的示例描述的各种例示性逻辑块、模块和电路可以用通用处理器、专用处理器、数字信号处理器(DSP)、集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立栅极或晶体管逻辑部件、分立硬件部件或设计成执行本文所描述的功能的其任何组合来实现或执行。通用处理器(在本文还可以称为″主机处理器″或简称″主机″)可以是微处理器，但在替代方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可实现为计算设备的组合，诸如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心结合的一个或多个微处理器或任何其他此类配置。在通用计算机被配置为执行与本公开的示例相关的计算指令(例如，软件代码)时，包括处理器的通用计算机被认为是专用计算机。
示例可以根据被描绘为流程图、流程示意图、结构图或框图的过程来描述。虽然流程图可将可操作动作描述为连续过程，但是这些动作中的许多动作可按照另一序列、并行地或基本上同时地执行。此外，可重新安排动作的顺序。过程可非限制地对应于方法、线程、函数、规程、子例程或子程序。此外，本文公开的方法可通过硬件、软件或这两者来实施。如果在软件中实现，这些函数可作为一个或多个指令或代码存储或传输到计算机可读介质上。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，该通信介质包括有利于将计算机程序从一个位置传递到另一个位置的任何介质。
旋转位置传感器可包括振荡器、振荡器线圈、第一感测线圈、第二感测线圈、目标和集成电路。振荡器可被配置为生成激励信号。振荡器线圈可由激励信号激励。振荡线圈上的振荡信号可在由振荡线圈环绕的空间内生成变化的(振荡)磁场。
第一感测线圈和第二感测线圈可定位在由振荡线圈环绕的空间内。由振荡线圈生成的变化的磁场可感应第一感测线圈的端部处的第一电压以及第二感测线圈的端部处的第二电压。第一感测线圈的端部处的第一电压可响应于激励信号的振荡而振荡，并且可以是第一感测信号。第二感测信号的端部处的第二电压可响应于激励信号的振荡而振荡，并且可以是第二感测信号。
目标可相对于振荡线圈、第一感测线圈和第二感测线圈定位。例如，目标可定位在振荡线圈、第一感测线圈和第二感测线圈的一部分上方，但不限于此。目标可干扰穿过第一感测线圈和第二感测线圈中的一者或多者的变化的磁场中的一些磁场。
第一感测线圈和第二感测线圈可被配置为使得目标在第一感测线圈和第二感测线圈中的一者或多者上方的位置可影响分别在第一感测线圈和第二感测线圈中感应到的第一感测信号和第二感测信号。例如，响应于目标在第一感测线圈中的回路上方，当目标不在第一感测线圈中的回路上方时，第一感测信号的幅值可小于第一感测信号的幅值。
此外，目标可被配置为围绕垂直于振荡线圈、第一感测线圈和第二感测线圈中的一者或多者的平面的旋转轴线旋转(换句话说，目标可在平行于第一感测线圈、第二感测线圈和振荡线圈中的一者或多者的平面的平面中旋转)。第一感测线圈、第二感测线圈和振荡线圈中的每一者的几何中心可在旋转轴线处。
当目标围绕旋转轴线旋转时，第一感测线圈的第一感测信号和第二感测线圈的第二感测信号中的每一者可响应于目标的旋转而被幅值调制。
在各种示例中，集成电路可被配置为响应于第一感测信号和第二感测信号而生成输出信号。输出信号可以是基于第一感测信号和第二感测信号的干线电压(VCC)的分数。输出信号可与目标的旋转位置相关，并且输出信号的连续样本可与目标的旋转方向相关。因此，旋转位置传感器可被配置为生成指示目标的旋转位置和目标的旋转方向中的一者或多者的输出信号。
在各种示例中，集成电路可被配置为基于第一感测信号生成第一输出信号并且基于第二感测信号生成第二输出。第一输出信号可以是经解调的第一感测信号；第二输出信号可以是经解调的第二感测信号。两个输出信号可一起与目标的旋转位置相关，并且第一输出信号和第二输出信号的后续样本可与目标的旋转方向相关。
一些示例包括感测线圈，该感测线圈使得集成电路响应于目标围绕旋转轴线的完整旋转而生成双斜率输出信号。双斜率输出信号可以是与目标的旋转位置具有已知相关性的输出信号。本公开的发明人已知的用于生成双斜率输出信号的其他方法包括使用至少两个旋转位置传感器。
一些示例包括仅使用一个旋转位置传感器来提供双斜率输出信号的生成的感测线圈的配置。这些示例通过在使用更少(例如，一个)旋转位置传感器时生成与其他方法相同的双斜率输出信号来表示对本公开的发明人已知的其他方法的改进。
一些示例包括感测线圈的配置和被配置为在大多数感测线圈上方的目标。在感测线圈的大部分(例如，感测线圈的大多数)上方的大目标可能比在感测线圈的小部分上方的小目标干扰振荡线圈与感测线圈之间的更多磁场。因此，与更靠近感测线圈定位的小目标一样，更远离感测线圈定位的大目标可影响在感测线圈处感应到的电流。因此，与较小的目标相比，较大的目标可允许目标与感测线圈之间的较大的气隙。
图1A是示出根据一个或多个示例的旋转位置传感器100的顶视图的图示。图1B是示出根据一个或多个示例的图1A的旋转位置传感器100的侧视图的图示。
旋转位置传感器100包括支撑结构102、振荡器线圈104、第一感测线圈(余弦线圈108)、第二感测线圈(正弦线圈106)、集成电路(IC112)和目标114。为了简单起见，术语″感测线圈″在单独使用时是指第一感测线圈。
支撑结构102可被配置成将导电材料120支撑在平行于所描绘的x-y平面的两个或更多个平面上或平面中，该平面可但不要求对应于支撑结构102的层。由支撑结构102支撑的导电材料120可被布置在支撑结构102处以形成振荡器线圈104、正弦线圈106和余弦线圈108。作为非限制性示例，包括振荡器线圈104、正弦线圈106、余弦线圈108和各种连接线的支撑结构102可以是印刷电路板或其他半导体基板。
振荡器线圈104可被配置为携带围绕正弦线圈106和余弦线圈108的激励信号(即，振荡器线圈104可被布置成限定环绕正弦线圈106和余弦线圈108的路径)。此类激励信号可以是具有在1兆赫(MHz)与6MHz之间的频率的振荡信号，但不限于此。
正弦线圈106和余弦线圈108中的每一者可被配置为感应地耦接到振荡器线圈104。具体地，由振荡器线圈104携带的激励信号可分别在正弦线圈106和余弦线圈108处(例如，在如图1A的左侧上所示的靠近IC 112的正弦线圈106和余弦线圈108的端部处)感应电压信号(″感测信号″)。因此，由围绕正弦线圈106的振荡器线圈104携带的激励信号可在正弦线圈106处感应″正弦感测信号″，并且由围绕余弦线圈108的振荡器线圈104携带的激励信号可在余弦线圈108处感应″余弦感测信号″。
正弦线圈106和余弦线圈108中的每一者可被布置在支撑结构102的两个或更多个平面中，使得正弦线圈106的部分可在余弦线圈108的部分上方并且余弦线圈108的部分可在正弦线圈106的部分上方，而正弦线圈106与余弦线圈108之间没有电耦接。因此，正弦线圈106的电压可独立于余弦线圈108的电压。线圈在两个或多个平面中的部分可通过通孔110电耦接。在图1A中，正弦线圈106和余弦线圈108在第一平面中的部分使用围绕白色空间的一对线来示出，并且正弦线圈106和余弦线圈108在第二平面(例如，低于第一平面)中的部分使用粗实线来示出。
目标114可相对于振荡器线圈104、正弦线圈106和余弦线圈108布置以干扰在振荡器线圈104处生成的磁场，该磁场将振荡器线圈104磁性耦接到正弦线圈106并且将振荡器线圈104磁性耦接到余弦线圈108。目标114可影响振荡器线圈104与正弦线圈106之间以及振荡器线圈104与余弦线圈108之间的磁耦接程度。作为非限制性示例，目标114可由非铁磁材料124形成。目标114可被布置成覆盖以轴线116为中心的圆的0°与90°之间。作为具体的非限制性示例，目标114可被布置成覆盖以轴线116为中心的圆的45°。
如图1B所示，目标114可定位于支撑结构102上方。具体地，在目标114与支撑结构102之间可存在气隙118。在一些情况下，可期望较大的气隙以提供(例如)较大的制造公差，但不限于此。关于图8描述的示例可提供比由其他旋转位置传感器提供的气隙更大的气隙。
目标114干扰振荡器线圈104与正弦线圈106之间的磁场的程度可影响正弦线圈106处的正弦感测信号。同样地，目标114干扰振荡器线圈104与余弦线圈108之间的磁场的程度可影响余弦线圈108处的余弦感测信号。具体地，在正弦线圈106的一部分上方的目标114可减小正弦感测信号的幅值，并且在余弦线圈108的一部分上方的目标114可减小余弦感测信号的幅值。
正弦线圈106和余弦线圈108在目标114下方的相应部分可确定目标114分别干扰振荡器线圈104与正弦线圈106之间以及振荡器线圈104与余弦线圈108之间的磁耦接的程度。因此，正弦线圈106和余弦线圈108在目标114下方的相应部分可确定正弦感测信号中的每一者的幅值和余弦感测信号的幅值。例如，如果正弦线圈106的第一凸角完全在目标114下方，则正弦感测信号可小于余弦感测信号，该余弦感测信号不具有完全在目标114下方的凸角。
目标114可被配置为围绕旋转轴线(轴线116)旋转，例如，沿两个旋转方向122中的一个方向(例如，顺时针或逆时针)。目标114可在x-y平面(根据由图1描绘的参考坐标平面)中围绕轴线116旋转，该轴线可在z维度(垂直于由图1描绘的x-y坐标平面)上延伸。在各种示例中，轴线116可在振荡器线圈104、正弦线圈106和余弦线圈108中的一者或多者的几何中心处。当目标114围绕轴线116旋转时，其可在正弦线圈106和余弦线圈108的不同部分上方。因此，当目标114围绕轴线116旋转时，其可调制正弦感测信号和余弦感测信号中的每一者的幅值。
IC 112可被配置为接收正弦感测信号和余弦感测信号并且基于第一感测信号和第二感测信号生成一个或多个输出信号。可由IC 112生成的输出信号的示例在图6和图7中给出。
图2A、图2B和图2C中的每个图是示出根据一个或多个示例的示例性旋转位置传感器200的一些元件的顶视图的图示。图2A示出了正弦线圈106和余弦线圈108的形状和相对位置，图2B示出了正弦线圈106的形状和相对位置，并且图2C示出了余弦线圈108的形状和相对位置。
旋转位置传感器200是图1A和图1B的旋转位置传感器100的示例。然而，在图2A、图2B和图2C中，为了提供正弦线圈106和余弦线圈108的相应几何形状的更清楚的视图，没有描绘目标。在图2B中，为了提供正弦线圈106的几何形状的更清楚的视图，没有描绘余弦线圈108。并且，在图2C中，为了提供余弦线圈108的几何形状的更清楚的视图，没有描绘正弦线圈106。
图2A和图2B示出了正弦信号线202，该正弦信号线可被配置为将正弦线圈106电耦接到IC 112。IC 112可被配置为观察正弦信号线202处的电压。正弦信号线202处的电压可以是正弦感测信号。图2A和图2C示出了余弦信号线204，该余弦信号线可被配置为将余弦线圈108电耦接到IC 112。IC 112可被配置为观察余弦信号线204处的电压。余弦信号线204处的电压可以是余弦感测信号。图2A、图2B和图2C示出了振荡信号线206，该振荡信号线可被配置为将IC 112电耦接到振荡器线圈104。在各种示例中，IC 112可被配置为在振荡信号线206处提供激励信号。图2A、图2B和图2C示出了信号接口208，该信号接口可被配置为允许IC112将输出信号210提供到另一个设备。
如从图2A、图2B和图2C可见，正弦线圈106和余弦线圈108各自具有径向对称形状(例如，包括四个凸角，但不限于此)。由于正弦线圈106和余弦线圈108的径向对称，当目标完成围绕其旋转轴线的完整旋转时，正弦感测信号的调制和余弦感测信号的调制将重复。
从图2A、图2B和图2C可看出，正弦线圈106和余弦线圈108中的每一者都具有相似的形状。由于正弦线圈106和余弦线圈108的类似形状，当目标在正弦线圈106和余弦线圈108上方旋转时，正弦感测信号和余弦感测信号将被类似地调制。
然而，从图2A、图2B和图2C可看出，余弦线圈108的形状相对于正弦线圈106旋转。由于余弦线圈108相对于正弦线圈106的相对旋转，当目标在正弦线圈106和余弦线圈108上方旋转时，正弦感测信号将在与余弦感测信号不同的时间被调制。在图1A、图2A和图5所示的非限制性示例中，旋转为45°。
由于正弦感测信号的调制的重复特性和余弦感测信号的调制的重复但异相的特性，因此正弦线圈106使用术语″正弦″来指代，并且余弦线圈108使用术语″余弦″来指代。同样地，使用术语″正弦″来指代正弦线圈106的感测信号，并且使用术语″余弦″来指代余弦线圈108的感测信号。术语″正弦”和″余弦″仅用于描述性目的，并且不旨在以任何其他方式限制本公开的范围。
正弦线圈106和余弦线圈108的形状之间的异相关系允许IC 112确定目标114相对于正弦线圈106和余弦线圈108的位置和旋转方向中的一者或多者。例如，如果经解调的正弦感测信号具有比经解调的余弦感测信号更大的幅值，则IC 112可能够确定目标更接近0°、90°、180°或270°中的一者而非更接近45°、135°、225°或315°中的一者，其中基于预先确定的参考位置来确定度数。并且，如果在经解调的正弦感测信号和经解调的余弦感测信号的连续样本中，经解调的正弦感测信号的幅值增加并且经解调的余弦感测信号的幅值减小，则IC 112可能够确定目标正接近0°、90°、180°或270°中的一者，而不是从其移开。
图3是示出根据一个或多个示例的旋转位置传感器的示例性正弦线圈106的顶视图的图示。图3示出了电流可通过正弦线圈106的连续路径302。关于图6和图7另外描述了连续路径302的含义。
正弦线圈106可以是旋转位置传感器(例如，图1A和图1B的旋转位置传感器100或图2A和图2B的旋转位置传感器200，但不限于此)的一部分。
正弦线圈106限定第一位置304(例如，在第一正弦信号线处，但不限于此)与第二位置306(例如，在第二正弦信号线处，但不限于此)之间的连续路径302。由图3所示的箭头用于示出连续路径302和连续路径302的方向。正弦线圈106可被配置为使得电流可穿过连续路径302。例如，振荡线圈(例如，图1A、图1B、图2A、图2B和图2C的振荡器线圈104)处的激励信号可在正弦线圈106中引起振荡正弦感测信号。在一个时间与下一个时间之间，即在周期的第一半部期间，振动电流可在正弦线圈106的连续路径302上以由图3的箭头所示的方向流动。根据激励信号的振荡和正弦感测信号的振荡，电流也可在相反方向上穿过连续路径302，即在周期的第二半部期间。然而，出于描述性目的，在本公开中，路径将被描述为具有方向，即在第一位置304与第二位置306之间。
连续路径302包括使用短横线虚线箭头示出的第一路径部分308和使用短横线点虚线箭头示出的第二路径部分310。第一路径部分308可由第一路径部分308的围绕连续路径302的几何中心312大致顺时针的方向限定，并且第二路径部分310可由第二路径部分310的围绕连续路径302的几何中心312大致逆时针的方向限定。
连续路径302包括耦接区域314，在该耦接区域处，第一路径部分308可被配置为将电流的流动重新引导到第二路径部分310上，并且第二路径部分310可被配置为将电流的流动重新引导到第一路径部分308上。
连续路径302还包括第一交叉区域316、第二交叉区域318和第三交叉区域320，在这些交叉区域处，第一路径部分308或第二路径部分310中的一者可在第一路径部分308和第二路径部分310中的另一者上方。
图11是根据一个或多个示例的旋转位置传感器的示例性感测线圈的透视图。具体地，图11示出了正弦线圈106。选择图11的透视图以示出在耦接区域314处，在较低x-y平面处的第一路径部分308将电流重新引导到在较低x-y平面处的第二路径部分310上，并且在耦接区域314处，在较高x-y平面处的第二路径部分310将电流重新引导到在较高x-y平面处的第一路径部分308上。在图11中还示出了第一交叉区域316、第二交叉区域318和第三交叉区域320，在这些交叉区域处，与耦接区域314相比，电流的流动方向保持大致相同，例如，当第一路径部分308的一部分经过第二路径部分310上方时，反之亦然。
图4A是示出根据一个或多个示例的旋转位置传感器的示例性余弦线圈108的顶视图的图示。图4B是示出根据一个或多个示例的图4A的示例性余弦线圈108的第一路径部分408的顶视图的图示。图4C是示出根据一个或多个示例的图4A的示例性余弦线圈108的第二路径部分410的顶视图的图示。图4A、图4B和图4C共同示出了电流可通过余弦线圈108的连续路径402。关于图6和图7另外描述了连续路径402的含义。
余弦线圈108可以是旋转位置传感器(例如，图1A和图1B的旋转位置传感器100或图2A、图2C的旋转位置传感器200，但不限于此)的一部分。
类似于关于图3的正弦线圈106所描述，余弦线圈108限定第一位置404(例如，在第一余弦信号线处，但不限于此)与第二位置406(例如，在第二余弦信号线处，但不限于此)之间的连续路径402。图4A上示出的箭头示出了连续路径402和连续路径402的方向。余弦线圈108可被配置为使得电流可穿过连续路径402。例如，振荡线圈(例如，图1A、图1B、图2A、图2B和图2C的振荡器线圈104)处的激励信号可在余弦线圈108处引起振荡余弦感测信号。在一个时间与下一个时间之间，即在周期的第一半部期间，振动电流可在余弦线圈108的连续路径402上以由图4A的箭头所示的方向流动。根据激励信号的振荡以及在余弦线圈108中生成的电压的振荡，电流也可在相反方向上穿过连续路径402，即在周期的第二半部期间。然而，出于描述性目的，在本公开中，路径将被描述为具有方向，即在第一位置404与第二位置406之间。
类似于关于图3的正弦线圈106所描述，连续路径402可包括使用短横线点虚线箭头示出的第一路径部分408以及使用短横线虚线箭头示出的第二路径部分410。第一路径部分408可由第一路径部分408的围绕连续路径402的几何中心412大致逆时针的方向限定，并且第二路径部分410可由第二路径部分410的围绕几何中心412大致顺时针的方向限定。
然而，尽管图3的正弦线圈106的形状类似于余弦线圈108的形状，但图4A的第一路径部分408和第二路径部分410的形状可不同于图3的第一路径部分308和第二路径部分310的形状。第一路径部分408的形状在图4B中示出。第二路径部分410的形状在图4C中示出。第一路径部分408包括凸角422、凸角424、拐角区域426和凸角间区域438。类似地，第二路径部分410包括凸角428、凸角430、拐角区域432和凸角间区域440。
连续路径402包括耦接区域416，在该耦接区域处，第一路径部分408可被配置为将电流的流动重新引导到第二路径部分410上，并且第二路径部分410可被配置为将电流的流动重新引导到第一路径部分408上。耦接区域416可包括第一路径部分408的凸角间区域438和第二路径部分410的拐角区域432。因此，电流的流动可根据连续路径402的方向从围绕图4B的凸角间区域438处的白色空间的一对线重新引导到围绕图4C的拐角区域432处的白色空间的一对线。并且，电流的流动可根据连续路径402的方向从图4C的拐角区域432处的粗实线重新引导到图4B的凸角间区域438处的粗实线。
在径向方向反向区域414处，第一路径部分408从被限定为远离几何中心412的大致向外路径改变到被限定为朝向几何中心412的大致向内路径。类似地，在径向方向反向区域414处，第二路径部分410从被限定为朝向几何中心412的大致向内路径改变到被限定为远离几何中心412的大致向外路径。径向方向反向区域414包括第一路径部分408的拐角区域426和第二路径部分410的凸角间区域440。当目标经过径向方向反向区域414时，径向方向反向区域414处的第一路径部分408和第二路径部分410的方向的改变可导致调制余弦感测信号的调制信号的相移。下文关于图6提供相移的进一步描述。
径向方向反向区域414、耦接区域416和几何中心412可被布置在公共平面上，例如，垂直于连续路径的平面的平面，但不限于此。不考虑z维度(即，将余弦线圈108视为如同其全部在相同x-y平面上)，径向方向反向区域414、耦接区域416和几何中心412可在线436上，例如，平行于连续路径的平面的线，但不限于此。此外，径向方向反向区域414和耦接区域416距几何中心412的距离434可相同。
连续路径402还包括第一交叉区域418和第二交叉区域420，在这些交叉区域处，第一路径部分408或第二路径部分410中的一者可在第一路径部分408和第二路径部分410中的另一者上方。
图12是根据一个或多个示例的旋转位置传感器的另一个示例性感测线圈的透视图。具体地，图12示出了余弦线圈108。选择图12的透视图以示出在耦接区域416处，在较高x-y平面处的第一路径部分408将电流重新引导到在较高x-y平面处的第二路径部分410上，并且在耦接区域416处，在较低x-y平面处的第二路径部分410将电流重新引导到在较低x-y平面处的第一路径部分408上。另外，选择图12的透视图以示出在径向方向反向区域414处，在较低x-y平面处的第一路径部分408将电流从大致径向向外、远离几何中心重新引导到大致径向向内、朝向几何中心，并且在径向方向反向区域414处，在较高x-y平面处的第二路径部分410将电流从大致径向向内、朝向几何中心重新引导到大致径向向外、远离几何中心。在图12中还示出了第一交叉区域418和第二交叉区域420，在这些交叉区域处，与径向方向反向区域414耦接区域416相比，电流的流动方向保持大致相同，例如，当第一路径部分408的一部分经过第二路径部分410时，反之亦然。
图5是示出根据一个或多个示例的旋转位置传感器的两个示例性感测线圈的顶视图的图示。具体地，图5示出了正弦线圈106和余弦线圈108。
图13是根据一个或多个示例的旋转位置传感器的两个示例性感测线圈的透视图。具体地，图13示出了正弦线圈106和余弦线圈108。
图10包括示出了根据一个或多个示例的模拟经调制信号的两个图表。具体地，图10示出了可以是图1A、图1B、图2A、图2B和图3的正弦线圈106处的正弦信号的正弦信号1002以及可以是图1A、图1B、图2A、图2C和图4A的余弦线圈108处的余弦信号的余弦信号1004。图10中示出的载波频率被有意地选择为接近目标的旋转频率的数量级，以示出正弦信号1002和余弦信号1004是经调制信号。在各种示例中，正弦信号1002和余弦信号1004的载波频率可以是1MHz至6MHz，作为非限制性示例，其可以是比目标的旋转频率更大的数量级。
图6是示出根据一个或多个示例的示例性模拟经解调信号的图表。具体地，图6示出了经解调的正弦信号602和经解调的余弦信号604。在各种示例中，经解调的正弦信号602和经解调的余弦信号604中的每一者可以是IC(例如，图1A、图1B、图2A、图2B和图2C的IC112，但不限于此)的输出。具体地，IC 112可被配置为解调来自第一感测线圈(例如，指定为″余弦″线圈的感测线圈，但不限于此)的第一感测信号以产生经解调的余弦信号604，并且解调来自第二感测线圈(例如，指定为″正弦″线圈的感测线圈，但不限于此)的第二感测信号以产生经解调的正弦信号602。经解调的正弦信号602和经解调的余弦信号604中的每一者在围绕轴线旋转(例如，从0°旋转到360°)的目标的运动范围上方具有电压幅值。经解调的正弦信号602可指示当目标围绕轴线旋转时目标影响振荡线圈与正弦线圈之间的磁场的程度。经解调的余弦信号604可指示当目标围绕轴线旋转时目标影响振荡线圈与余弦线圈之间的磁场的程度。
换句话说，对于感测线圈(例如，正弦线圈106和余弦线圈108，但不限于此)上方的目标(例如，目标114，但不限于此)的每个旋转位置，可存在针对经解调的正弦信号602的电压幅值和针对经解调的余弦信号604的电压幅值。在单个旋转位置处的经解调的正弦信号602和经解调的余弦信号604的电压幅值独立于目标的旋转方向。因此，无论目标是顺时针还是逆时针旋转以到达旋转位置处，当目标处于旋转位置处时，经解调的正弦信号602和经解调的余弦信号604的电压幅值将是相同的。然而，可从经解调的正弦信号602和经解调的余弦信号604的电压幅值的连续样本来确定旋转方向。因此，当目标旋转到旋转位置时，可确定目标是沿顺时针方向还是沿逆时针方向旋转。
经解调的正弦信号602展现连续的相位信号608，即，没有突然的相移，这至少部分是因为正弦线圈106不包括径向方向反向区域。相比之下，经解调的余弦信号604在目标旋转的180°处展现180°相移606。换句话说，当目标经过180°旋转点上方时，经解调的余弦信号604的相位偏移180°。180°旋转点对应于图4A的径向方向反向区域414。在径向方向反向区域414处，余弦感测信号通过改变电流的流动方向(即，相对于几何中心去往/来自大致向内路径来自/去往大致向外路径)来改变极性。作为出于说明性目的而提供的简化示例，由于第二感测线圈(例如，图1A、图2A、图2B和图3的正弦线圈106)的形状，经解调的第二信号(例如，图6的经解调的正弦信号602)在目标(例如，图1A和图1B的目标114)围绕旋转轴线(例如，图1A和图1B的轴线116)旋转时描述循环模式。如果生成第一感测信号的第一感测线圈与第二感测线圈相同，则经解调的第一感测信号将与第二经解调的感测信号相同(尽管由于第一感测线圈相对于第二感测线圈的旋转而异相90°)。然而，因为第一感测线圈(例如，图1A、图2A、图2C和图4A的余弦线圈108)包括方向变化(例如，图4A的径向方向反向区域414)，所以经解调的第一感测信号不同于经解调的第二感测信号。具体地，因为电流在径向方向反向区域处改变方向，所以经解调的第一感测信号在周期的中途(例如，随着目标旋转超过180°)改变相位180°。余弦信号中的180°相位改变等效于余弦信号的极性的反向。
根据本公开，IC(例如，图1A、图1B、图2A、图2B和图2C的IC112，但不限于此)可被配置为响应于从感测线圈接收到感测信号而生成经解调的正弦信号602和经解调的余弦信号604中的每一者。具体地，IC可被配置为响应于从图3的正弦线圈106接收到感测信号而生成经解调的正弦信号602，并且响应于从图4A的余弦线圈108接收到感测信号而生成经解调的余弦信号604。
图7是示出根据一个或多个示例的示例性模拟输出信号的图表。具体地，图7示出了输出信号702。在各种示例中，输出信号702可以是IC(例如，图1A、图1B、图2A、图2B和图2C的IC 112，但不限于此)的输出。具体地，IC 112可被配置为从第二感测线圈(例如，指定为″正弦″线圈的感测线圈，但不限于此)接收第二感测信号以及从第一感测线圈(例如，指定为″余弦″线圈的感测线圈，但不限于此)接收第一感测信号，并且基于第一感测信号和第二感测信号产生输出信号702。作为非限制性示例，IC可被配置为解调第一感测信号和第二感测信号(图6的正弦信号602可以是经解调的第二感测信号的示例，并且图6的余弦信号604可以是经解调的第一感测信号的示例)。IC可被进一步配置为通过计算经解调的第二感测信号和经解调的第一感测信号(即，Atan2(经解调的第二感测信号、经解调的第一感测信号))的反正切来计算位置信息。另外，在各种示例中，IC可被配置为使用线性化算法来调整位置信息。
输出信号702具有幅值，该幅值是在围绕轴线旋转(例如，从0°旋转到360°)的目标的运动范围上方的干线电压(VCC)的百分比。与图6的经解调的正弦信号602和经解调的余弦信号604一样，对于感测线圈(例如，正弦线圈106和余弦线圈108，但不限于此)上方的目标(例如，目标114，但不限于此)的每个旋转位置，输出信号702具有幅值。输出信号702的幅值与目标的旋转方向无关。因此，无论目标是顺时针还是逆时针旋转以到达旋转位置处，在该旋转位置处，输出信号702的幅值将是相同的。然而，可从输出信号702的幅值的连续样本来确定旋转方向。因此，当目标旋转到旋转位置时，可确定目标是沿顺时针方向还是沿逆时针方向旋转。例如，在第一旋转速度下从90°到180°的顺时针旋转可导致在时间斜率上的输出信号702，其与在从90°到0°的旋转速度下的逆时针旋转的斜率相反。另外，输出信号702的形状关于180°旋转位置对称；即，输出信号的幅值对于任何旋转位置和360°减去该旋转位置是相同的(例如，f(x°)＝f(360°-x°))。因此，在顺时针方向上从0°到360°的完整旋转将随时间具有与在逆时针方向上从360°到0°的完整旋转相同的输出信号702。
输出信号702是双斜率输出信号的示例，因为输出信号702包括对应于目标旋转通过第一目标位置范围(例如，0°到180°，但不限于此)的第一斜率704以及对应于目标旋转通过第二目标位置范围(例如，180°到360°，但不限于此)的第二斜率708。另外，输出信号702包括第一斜率708与第二斜率708之间的第一平稳段706以及第二斜率704与后续第一斜率(未示出)之间的第二平稳段710。输出信号702可定义波形712。例如，当目标以恒定旋转速率围绕轴线连续旋转时，波形712可重复。
根据本公开，IC(例如，图1A、图1B、图2A、图2B和图2C的IC112，但不限于)可被配置为响应于从感测线圈接收到感测信号而生成输出信号702。具体地，IC可被配置为响应于从图3的正弦线圈106和图4A的余弦线圈108接收到感测信号而生成输出信号702。在目标旋转180°处的180°相移(例如，如关于图6所描述的)引起输出信号702的双斜率性质。作为出于说明性目的而提供的简化示例，通过使余弦信号的极性在循环的中途(例如，在180°目标旋转处)反向，输出信号的斜率(例如，经解调的第一感测信号和经解调的第二感测信号的反正切)在该循环的中途反向。
图8是示出根据一个或多个示例的另一个示例性旋转位置传感器800的顶视图的图示。旋转位置传感器800在许多方面可与图1A和图1B的旋转位置传感器100相同或基本上类似。具体地，感测线圈和振荡线圈的形状和操作可以是相同的。
旋转位置传感器800与旋转位置传感器100之间的一个区别在于，目标802可被配置为比图1A和图1B的目标114覆盖感测线圈和振荡线圈中的一者或两者中的更多。目标114可被配置为在感测线圈中的一个感测线圈的一个凸角的大部分上方。作为非限制性示例，对于包括四个径向对称感测线圈的感测线圈(例如，如图2A、图2B和图2C所示，但不限于此)，目标114可被配置为在以感测线圈和/或振荡线圈的几何中心为中心的圆的45°上方。目标802可被配置为在感测线圈中的一个感测线圈的除了一个之外的全部凸角的大部分上方。作为非限制性示例，对于包括四个径向对称感测线圈的感测线圈(例如，如图2A、图2B和图2C所示，但不限于此)，目标802可被配置为在以感测线圈和/或振荡线圈的几何中心为中心的圆的270°到359°上方。作为具体的非限制性示例，目标114可被布置成覆盖以轴线116为中心的圆的315°。
超过感测线圈和振荡线圈中的一者或两者的更多的目标(例如，目标802，但不限于此)可能比超过感测线圈和振荡线圈中的一者或两者的更少的目标(例如，目标114，但不限于此)干扰振荡线圈与感测线圈之间的更多磁场。因此，当目标802被定位成更远离感测线圈时，与目标114被定位成更靠近感测线圈时一样多地影响在感测线圈处感应到的电流。因此，目标802可允许目标与感测线圈之间比目标114更大的气隙。在一些情况下，可期望较大的气隙以提供(例如)较大的制造公差，但不限于此。
图9示出了根据一个或多个示例的用于旋转位置感测的方法900。方法900可在图1A和图1B的旋转位置传感器100以及图2A、图2B和图2C的旋转位置传感器200中的一者或多者处执行。
在框902处，可用振荡信号来激励振荡线圈。
在框904处，可接收在第一感测线圈处感应到的第一感测信号。第一感测信号可响应于目标相对于第一感测线圈的旋转而展现调制。第一感测信号可响应于目标在第一感测线圈的径向方向反向区域上方旋转而展现180°相位变化。图1A、图2A、图2C和图4A的余弦线圈108可以是第一感测线圈的示例。图10的余弦信号1004可以是第一感测信号的示例。
在框906(其为任选的)处，可接收在第二感测线圈处感应到的第二感测信号。第二感测信号可响应于目标旋转而展现调制。图1A、图2A、图2B和图3的正弦线圈106可以是第二感测线圈的示例。图10的正弦信号1002可以是第二感测信号的示例。
在框908(其为任选的)处，可生成从第一感测信号导出的第一输出信号。第一输出信号可响应于目标在第一感测线圈的径向方向反向区域上方旋转而展现180°相位变化。图6的余弦信号604可以是第一输出信号的示例。
在框910(其为任选的)处，可生成从第二感测信号导出的第二输出信号。图6的正弦信号602可以是第二输出信号的示例。
在框912(其为任选的)处，可生成响应于第一感测信号和第二感测信号的所得输出。所得输出可在目标在一个方向上旋转时经过径向方向反向区域上方之前展现第一斜率，并且在目标在该方向上旋转时经过径向方向反向区域上方之后展现第二斜率。图7的包括第一斜率704和第二斜率708的输出信号702可以是所得输出的示例。
如在本公开中使用的，术语″模块″或″部件″可以是指被配置为执行可以存储在计算系统的通用硬件(例如，计算机可读介质、处理设备等)上并且/或者由通用硬件执行的模块或部件和/或软件对象或软件例程的动作的特定硬件实施方式。在各种示例中，本公开中描述的不同部件、模块、引擎和服务可以实现为在计算系统上执行的对象或进程(例如，作为单独的线程)。虽然本公开中描述的系统和方法中的一些系统和方法通常被描述为在软件中实现(存储在通用硬件上并且/或者由通用硬件执行)，但是特定硬件实施方式或软件和特定硬件实施方式的组合也是可能且可以预期的。
如本公开内容所用，涉及多个元件的术语″组合″可包括所有元件的组合或某些元件的各种不同子组合中的任何一种组合。例如，短语″A、B、C、D或它们的组合″可指A、B、C或D中的任一个；A、B、C和D中的每个的组合；以及A、B、C或D的任何子组合，诸如A、B和C；A、B和D；A、C和D；B、C和D；A和B；A和C；A和D；B和C；B和D；或C和D。
用于本公开，尤其是所附权利要求书中的术语(例如，所附权利要求书的主体)通常旨在作为″开放″术语(例如，术语″包括″应被解释为″包括但不限于″，术语″具有″应被解释为″至少具有″，术语″包括″应被解释为″包括但不限于″等)。
另外，如果预期特定数量的引入的权利要求表述，则在权利要求中将明确叙述此类意图，并且在不进行此类表述的情况下，不存在此类意图。例如，作为对理解的辅助，以下所附权利要求书可包含使用引入性短语″至少一个″和″一个或多个″来引入权利要求叙述。然而，使用此类短语不应理解为暗示由不定冠词″一个″或″一种″引入的权利要求表述将包含此类引入的权利要求表述的任何特定权利要求限定于仅包含一个此类表述的示例，即使当相同的权利要求包括介绍性短语″一个或多个″或″至少一个″和不定冠词，诸如″一个″或″一种″(例如，″一个″和/或″一种″可被解释为指的是″至少一个″或″一个或多个″)；使用定冠词来引入权利要求叙述也是如此。
另外，即使明确叙述了特定数量的所引入的权利要求叙述，本领域技术人员也将认识到，此类叙述应被解译为意味着至少所叙述的数量(例如，无修饰的叙述″两项叙述″在没有其他修饰成分的情况下意味着至少两项叙述，或两项或更多项叙述)。此外，在使用类似于″A、B和C等中的至少一个″或″A、B和C等中的一个或多个″的惯例的那些情况下，通常此类构造旨在仅包括A、仅包括B、仅包括C、包括A和B两者、包括A和C两者、包括B和C两者或包括A、B和C三者等等。
此外，无论在说明书、权利要求书或附图中，呈现两个或更多个替代性术语的任何分离的词或措辞应当理解为考虑包括该术语中的一个术语、该术语中的任意一个术语或两个术语的可能性。例如，短语″A或B″应理解为包括″A″或″B″或″A和B″的可能性。
本公开的附加非限制性示例可包括：
实施例1.一种装置，包括：支撑结构；和导电材料，所述导电材料被布置在所述支撑结构处以限定用于电流在第一位置与第二位置之间流动的连续路径，所述连续路径包括：第一路径部分，所示第一路径部分被限定为用于所述电流围绕所述连续路径的几何中心流动的大致顺时针路径；第二路径部分，所述第二路径部分被限定为用于所述电流围绕所述几何中心流动的大致逆时针路径；和交叉区域，在所述交叉区域处，所述第一路径部分或所述第二路径部分中的一者从被限定为用于所述电流远离所述几何中心流动的大致向外路径改变为被限定为用于所述电流朝向所述几何中心流动的大致向内路径。
实施例2.根据实施例1所述的装置，其中在所述交叉区域处，所述第一路径部分或所述第二路径部分中的另一者从被限定为用于所述电流朝向所述几何中心流动的大致向内路径改变为被限定为用于所述电流远离所述几何中心流动的大致向外路径。
实施例3.根据实施例1至2中任一项所述的装置，其中所述第一路径部分和所述第二路径部分中的每一者限定两个凸角和拐角，其中所述交叉区域在所述第一路径部分或所述第二路径部分中的所述一者的拐角处，并且其中所述交叉区域在所述第一路径部分或所述第二路径部分中的所述另一者的所述两个凸角之间。
实施例4.根据实施例1至3中任一项所述的装置，其中所述连续路径包括分别耦接所述第一路径部分和所述第二路径部分的第一耦接路径部分和第二耦接路径部分。
实施例5.根据实施例4所述的装置，其中所述第一耦接路径部分被配置为将所述电流的流动从所述第一路径部分重新引导到所述第二路径部分，并且所述第二耦接部分被配置为将所述电流的流动从所述第二路径部分重新引导到所述第一路径部分。
实施例6.根据实施例4至5中任一项所述的装置，其中所述交叉区域、所述几何中心以及所述第一耦接路径部分和所述第二耦接路径部分中的全部都在垂直于所述连续路径的平面的平面中。
实施例7.根据实施例4至6中任一项所述的装置，其中所述交叉区域与所述几何中心相距一定距离，并且其中所述第一耦接路径部分和所述第二耦接路径部分与所述几何中心相距一定距离。
实施例8.根据实施例4至7中任一项所述的装置，其中所述第一耦接路径部分和所述第二耦接路径部分在一位置处，其中所述第一路径部分和所述第二路径部分中的每一者限定两个凸角和拐角，其中所述位置在所述第一路径部分或所述第二路径部分中的所述一者的所述两个凸角之间，并且其中所述位置在所述第一路径部分或所述第二路径部分中的所述另一者的拐角处。
实施例9.根据实施例1至8中任一项所述的装置，其中在第二交叉区域处，所述第一路径部分在所述第二路径部分上方，并且在第三交叉区域处，所述第二路径部分在所述第一路径部分上方。
实施例10.一种旋转位置传感器，包括：感测线圈，所述感测线圈包括第一感测线圈部分和第二感测线圈部分；振荡器线圈，所述振荡器线圈围绕所述感测线圈布置，其中当由所述振荡器线圈携带激励信号时，在所述感测线圈处携带的感测信号与所述激励信号之间形成磁耦接；目标，所述目标被布置成围绕垂直于所述感测线圈的平面的旋转轴线旋转并且影响所述激励信号与所述感测信号之间的所述磁耦接的程度，其中所述感测信号通过响应于所述目标的所述旋转的所述磁耦接的所述程度的变化而被调制；和集成电路，所述集成电路被配置为响应于经调制的感测信号而生成输出信号，其中所述第一感测线圈部分和所述第二感测线圈部分的相应几何形状被配置成使得所述输出信号通过波形来表征，所述波形响应于所述目标在顺时针方向上的完整旋转而总体减小、平稳并且然后总体增大，并且所述波形响应于所述目标在与所述第一方向相对的逆时针方向上的完整旋转而总体减小、平稳并且然后总体增大。
实施例11.根据实施例10所述的旋转位置传感器，其中所述波形具有响应于所述目标围绕所述旋转轴线在0°与180°之间沿旋转方向旋转的第一斜率，并且所述波形具有响应于所述目标围绕所述旋转轴线在180°与360°之间沿旋转方向旋转的第二斜率。
实施例12.根据实施例10至11中任一项所述的旋转位置传感器，其中所述第一斜率与所述第二斜率相对。
实施例13.根据实施例10至12中任一项所述的旋转位置传感器，其中所述旋转方向是第一旋转方向，其中所述波形具有响应于所述目标围绕所述旋转轴线在360°与180°之间沿第二旋转方向旋转的所述第一斜率，并且所述波形具有响应于所述目标围绕所述旋转轴线在180°与0°之间沿所述第二旋转方向旋转的所述第二斜率。
实施例14.根据实施例10至13中任一项所述的旋转位置传感器，其中所述感测线圈包括第一感测线圈，其中所述感测信号包括第一感测信号，其中所述旋转位置传感器还包括第二感测线圈，所述第二感测线圈被布置在所述振荡器线圈内，使得当所述激励信号由所述振荡器线圈携带时，在所述第二感测线圈处感应第二感测信号，其中所述第二感测线圈被布置在所述目标下方，使得响应于所述目标的所述旋转，调制所述第二感测信号，并且其中所述集成电路被配置为进一步响应于所述经调制的第二感测信号来生成所述输出信号。
实施例15.根据实施例10至14中任一项所述的旋转位置传感器，其中所述激励信号是具有在1兆赫与6兆赫之间的频率的振荡信号。
实施例16.一种旋转位置传感器，包括：目标；和感测线圈，所述感测线圈相对于所述目标布置，所述感测线圈被配置为响应于所述目标围绕旋转轴线旋转而提供经调制信号，其中所述经调制信号响应于所述目标在所述感测线圈的交叉点上方旋转而改变相位180°。
实施例17.根据实施例16所述的旋转位置传感器，包括振荡器线圈，所述振荡器线圈围绕所述感测线圈布置，使得当激励信号由围绕所述感测线圈的所述振荡器线圈携带时，在所述感测线圈处生成感测信号，其中响应于所述目标围绕轴线旋转来调制所述感测信号。
实施例18.根据实施例16至17中任一项所述的旋转位置传感器，其中所述目标被布置成影响所述振荡器线圈与所述感测线圈之间的磁耦接。
实施例19.根据实施例16至18中任一项所述的旋转位置，其中所述目标包括非铁磁材料。
实施例20.根据实施例16至19中任一项所述的旋转位置传感器，其中所述目标基本上在以所述旋转轴线为中心的圆的45°上方。
实施例21.根据实施例16至19中任一项所述的旋转位置传感器，其中所述目标基本上在以所述旋转轴线为中心的圆的315°上方。
实施例22.根据实施例16至21中任一项所述的旋转位置传感器，其中所述感测线圈包括第一感测线圈，其中所述经调制信号包括第一经调制信号，其中所述旋转位置传感器还包括第二感测线圈，其中响应于所述目标围绕所述轴线旋转，在所述第二感测线圈处生成第二经调制信号。
实施例23.根据实施例22所述的旋转位置传感器，其中响应于所述目标围绕所述轴线的单向旋转，所述第二感测线圈被配置为生成展现连续相位信号的所述第二经调制信号。
实施例24.根据实施例16至23中任一项所述的旋转位置传感器，包括集成电路，所述集成电路被配置为响应于所述经调制信号而生成输出。
实施例25.根据实施例24所述的旋转位置传感器，其中响应于所述目标围绕所述轴线的完整旋转，所述集成电路被配置为生成具有第一斜率和第二斜率的输出。
实施例26.根据实施例25所述的旋转位置传感器，其中所述输出具有响应于所述目标在与所述交叉点相对的点与所述交叉点之间沿旋转方向旋转的所述第一斜率，并且所述输出具有响应于所述目标在所述交叉点与所述点之间沿所述旋转方向旋转的所述第二斜率。
实施例27.一种方法，包括：用振荡信号激励振荡线圈；以及测量在感测线圈处感应到的信号，所述信号响应于目标相对于所述感测线圈的旋转而展现调制，所述信号响应于所述目标在所述感测线圈的交叉点上方旋转而展现180°相位变化。
实施例28.根据实施例27所述的方法，其中所述信号是第一信号，所述方法包括测量在第二线圈处感应到的第二信号，所述第二信号响应于所述目标旋转而展现调制。
实施例29.根据实施例27至28中任一项所述的方法，包括：生成从所述第一信号导出的第一输出信号，所述第一输出信号响应于所述目标在所述感测线圈的交叉点上方旋转而展现180°相位变化；以及生成从所述第二信号导出的第二输出信号。
实施例30.根据实施例27至29中任一项所述的方法，包括响应于所述信号而生成输出，所述输出在所述目标经过所述交叉点上方之前展现第一斜率并且在所述目标经过所述交叉点上方之后展现第二斜率。
实施例31.一种旋转位置传感器，包括：第一感测线圈，所述第一感测线圈限定围绕轴线的第一路径，所述第一路径包括第一四个凸角；第二感测线圈，所述第二感测线圈限定围绕所述轴线的第二路径，所述第二路径包括第二四个凸角；和目标，所述目标被配置为围绕所述轴线旋转，所述目标被配置为在所述第一四个凸角和所述第二四个凸角中的每个凸角的除了一半之外的全部凸角上方。
实施例32.根据实施例31所述的旋转位置传感器，其中所述第一四个凸角径向均匀地间隔开，其中所述第二四个凸角径向均匀地间隔开，并且其中所述目标在以所述第一路径的几何中心为中心的圆的315°上方延伸。
实施例33.根据实施例31至32中任一项所述的旋转位置传感器，包括围绕所述第一感测线圈和所述第二感测线圈的振荡器线圈，其中所述目标被配置为在所述振荡器线圈的315°值上方。
实施例34.一种装置，包括：旋转位置传感器，所述旋转位置传感器被配置为当目标在感测线圈上方围绕旋转轴线旋转时感测展现幅值调制的信号，所述幅值调制包括每个目标旋转两个正弦周期，所述幅值调制响应于所述目标在所述感测线圈的交叉点上方旋转而展现180°相移。
虽然本公开关于某些图示示例描述了本发明，但本领域的普通技术人员将认识到并理解本发明不受此限制。相反，在不脱离下文所要求保护的本发明的范围及其法律等同形式的情况下，可对图示示例和所述示例进行许多添加、删除和修改。此外，来自一个示例的特征可与另一个示例的特征组合，同时仍被包括在发明人所设想的本发明的范围内。

Claims (22)

1.一种装置，包括：
支撑结构；和
导电材料，所述导电材料被布置在所述支撑结构处以限定用于电流在第一位置与第二位置之间流动的连续路径，所述连续路径包括：
第一路径部分，所述第一路径部分被限定为用于所述电流围绕所述连续路径的几何中心流动的大致顺时针路径；
第二路径部分，所述第二路径部分被限定为用于所述电流围绕所述几何中心流动的大致逆时针路径；和
径向方向反向区域，在所述径向方向反向区域处，所述第一路径部分或所述第二路径部分中的一者从被限定为用于所述电流远离所述几何中心流动的大致向外路径改变为被限定为用于所述电流朝向所述几何中心流动的大致向内路径。
2.根据权利要求1所述的装置，其中在所述径向方向反向区域处，所述第一路径部分或所述第二路径部分中的另一者从被限定为用于所述电流朝向所述几何中心流动的大致向内路径改变为被限定为用于所述电流远离所述几何中心流动的大致向外路径。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一路径部分和所述第二路径部分中的每一者限定两个相应凸角和相应拐角区域，其中所述径向方向反向区域在所述第一路径部分或所述第二路径部分中的所述一者的所述拐角区域处，并且其中所述径向方向反向区域在所述第一路径部分或所述第二路径部分中的所述另一者的所述两个凸角之间。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述连续路径包括分别耦接所述第一路径部分和所述第二路径部分的耦接区域。
5.根据权利要求4所述的装置，其中在所述耦接区域处，来自所述第一路径部分的所述电流的流动被重新引导到所述第二路径部分，并且在所述耦接区域处，来自所述第二路径部分的所述电流被重新引导到所述第一路径部分。
6.根据权利要求4所述的装置，其中所述径向方向反向区域、所述几何中心和所述耦接区域沿着平行于所述连续路径的平面的线定位。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述径向方向反向区域与所述几何中心相距一定距离，并且其中所述耦接区域在与所述几何中心相距所述一定距离处。
8.根据权利要求4所述的装置，其中所述第一路径部分和所述第二路径部分中的每一者限定两个相应凸角和相应拐角区域，其中所述耦接区域在所述第一路径部分或所述第二路径部分中的所述一者的所述两个凸角之间，并且其中所述耦接区域在所述第一路径部分或所述第二路径部分中的所述另一者的拐角区域处。
9.根据权利要求1所述的装置，其中在第一交叉区域处，所述第一路径部分在所述第二路径部分上方，并且在第二交叉区域处，所述第二路径部分在所述第一路径部分上方。
10.一种旋转位置传感器，包括：
感测线圈，所述感测线圈包括第一感测线圈部分和第二感测线圈部分；
振荡器线圈，所述振荡器线圈围绕所述感测线圈布置，其中当由所述振荡器线圈携带激励信号时，在所述感测线圈处携带的感测信号与所述激励信号之间形成磁耦接；
目标，所述目标被布置成围绕垂直于所述感测线圈的平面的旋转轴线旋转并且影响所述激励信号与所述感测信号之间的所述磁耦接的程度，其中所述感测信号通过响应于所述目标的所述旋转的所述磁耦接的所述程度的变化而被调制，以生成经调制的感测信号；和
集成电路，所述集成电路被配置为响应于所述经调制的感测信号而生成输出信号，
其中所述第一感测线圈部分和所述第二感测线圈部分的相应几何形状被配置成使得所述输出信号通过波形来表征，所述波形响应于所述目标在顺时针方向上的完整旋转而总体减小、平稳并且然后总体增大，并且所述波形响应于所述目标在逆时针方向上的完整旋转而总体减小、平稳并且然后总体增大。
11.根据权利要求10所述的旋转位置传感器，其中所述波形具有响应于所述目标围绕所述旋转轴线在0°与180°之间沿所述顺时针方向旋转的第一斜率，并且所述波形具有响应于所述目标围绕所述旋转轴线在180°与360°之间沿所述顺时针方向旋转的第二斜率。
12.根据权利要求11所述的旋转位置传感器，其中所述第一斜率与所述第二斜率相对。
13.根据权利要求11所述的旋转位置传感器，其中所述波形具有响应于所述目标围绕所述旋转轴线在360°与180°之间沿所述逆时针方向旋转的所述第一斜率，并且所述波形具有响应于所述目标围绕所述旋转轴线在180°与0°之间沿所述逆时针方向旋转的所述第二斜率。
14.根据权利要求10所述的旋转位置传感器，其中所述感测线圈包括余弦线圈，其中所述感测信号包括余弦感测信号，其中所述旋转位置传感器还包括正弦线圈，所述正弦线圈被布置在所述振荡器线圈内，使得当所述激励信号由所述振荡器线圈携带时，在所述正弦线圈处感应到正弦感测信号，其中所述正弦线圈被布置在所述目标下方，使得响应于所述目标的所述旋转，调制所述正弦感测信号，并且其中所述集成电路被配置为进一步响应于经调制的正弦感测信号而生成所述输出信号。
15.一种方法，包括：
用振荡信号激励振荡线圈；以及
接收在感测线圈处感应到的信号，所述信号响应于目标相对于所述感测线圈的旋转而展现调制，所述信号响应于所述目标在所述感测线圈的径向方向反向区域上方旋转而展现180°相位变化。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述感测线圈是余弦线圈，其中所述信号是余弦感测信号，所述方法包括接收在正弦线圈处感应到的正弦感测信号，所述正弦感测信号响应于所述目标旋转而展现调制。
17.根据权利要求16所述的方法，包括：
生成从所述余弦感测信号导出的第一输出信号，所述第一输出信号响应于所述目标在所述感测线圈的径向方向反向区域上方旋转而展现180°相位变化；以及
生成从所述正弦感测信号导出的第二输出信号。
18.根据权利要求15所述的方法，包括响应于所述信号而生成所得输出，所述所得输出在所述目标经过所述径向方向反向区域上方之前展现第一斜率，并且在所述目标经过所述径向方向反向区域上方之后展现第二斜率。
19.一种旋转位置传感器，包括：
第一感测线圈，所述第一感测线圈限定围绕轴线的第一路径，所述第一路径包括四个相应凸角；
第二感测线圈，所述第二感测线圈限定围绕所述轴线的第二路径，所述第二路径包括四个相应凸角；和
目标，所述目标被配置为围绕所述轴线旋转，所述目标被配置为在所述第一感测线圈的所述四个凸角和所述第二感测线圈的所述四个凸角中的每个凸角的除了一半之外的全部凸角上方。
20.根据权利要求19所述的旋转位置传感器，其中所述第一感测线圈的所述四个凸角径向均匀地间隔开，其中所述第二感测线圈的所述四个凸角径向均匀地间隔开，并且其中所述目标在以所述第一路径的几何中心为中心的圆的315°上方延伸。
21.根据权利要求19所述的旋转位置传感器，包括围绕所述第一感测线圈和所述第二感测线圈的振荡器线圈，其中所述目标被配置为在所述振荡器线圈的315°弧形上方。
22.一种装置，包括：
旋转位置传感器，所述旋转位置传感器被配置为当目标在感测线圈上方围绕旋转轴线旋转时感测展现幅值调制的信号，所述幅值调制包括每个目标旋转两个正弦周期，所述幅值调制响应于所述目标在所述感测线圈的径向方向反向区域上方旋转而展现180°相移。
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