DE102020100302A1 - Sensorausrichtung unter verwendung eines homogenen testmodus - Google Patents

Sensorausrichtung unter verwendung eines homogenen testmodus Download PDF

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Johannes Janschitz
Helmut Koeck
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Abstract

Eine Ausrichtungsvorrichtung kann einen Satz von Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) Signalen, bereitgestellt durch einen Winkelsensor, der in einem homogenen Testmodus arbeitet, erhalten. Der Satz von ADC-Signalen kann einer Rotation eines Zielmagneten relativ zu dem Winkelsensor zugeordnet sein. Die Ausrichtungsvorrichtung kann einen maximalen ADC-Signalwert basierend auf dem Satz von ADC-Signalen identifizieren. Die Ausrichtungsvorrichtung kann durch die Ausrichtungsvorrichtung zumindest eines von dem Winkelsensor oder dem Zielmagneten basierend auf dem maximalen ADC-Signalwert selektiv positionieren.

Description

  • HINTERGRUND
  • Ein Magnetwinkelsensor kann ein Magnetfeld erfassen, das durch ein rotierendes Magnetrad, wie beispielsweise einen Scheibenmagneten, einen Ringmagneten, einen rechteckigen Magneten, ein Zahnrad und/oder dergleichen, erzeugt oder verzerrt wird. Der Magnetwinkelsensor kann basierend auf dem erfassten Magnetfeld ein Signal ausgeben, das eine Winkelposition des Magnetrades identifiziert.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Gemäß einigen möglichen Implementierungen kann ein Verfahren ein Erhalten, durch eine Ausrichtungsvorrichtung, eines Satzes von Analog-zu-Digital-Wandler- (ADC; analog-todigital converter) Signalen, bereitgestellt durch einen Winkelsensor, der in einem homogenen Testmodus arbeitet, umfassen, wobei der Satz von ADC-Signalen einer Rotation eines Zielmagneten relativ zu dem Winkelsensor zugeordnet ist; ein Identifizieren, durch die Ausrichtungsvorrichtung, eines maximalen ADC-Signalwerts basierend auf dem Satz von ADC-Signalen; und ein selektives Positionieren, durch die Ausrichtungsvorrichtung, von zumindest einem von dem Winkelsensor oder dem Zielmagneten basierend auf dem maximalen ADC-Signalwert.
  • Gemäß einigen möglichen Implementierungen kann ein Verfahren ein Rotieren, durch eine Ausrichtungsvorrichtung, eines Zielmagneten in eine erste Winkelposition relativ zu einem Winkelsensor, der in einem differentiellen Modus arbeitet; ein Schalten, durch die Ausrichtungsvorrichtung, des Winkelsensors von dem differentiellen Modus auf einen homogenen Testmodus; ein Identifizieren, durch die Ausrichtungsvorrichtung, eines ersten ADC-Signals, bereitgestellt durch den Winkelsensor beim Arbeiten in dem homogenen Testmodus, wobei das erste ADC-Signal einer orthogonalen Winkelposition von der ersten Winkelposition entspricht; ein selektives Positionieren, durch die Ausrichtungsvorrichtung, von zumindest einem von dem Winkelsensor oder dem Zielmagneten entlang einer ersten Richtung, so dass ein Wert des ersten ADC-Signals eine Bedingung erfüllt; ein Schalten, durch die Ausrichtungsvorrichtung, des Winkelsensors von dem homogenen Testmodus auf den differentiellen Modus; ein Rotieren, durch die Ausrichtungsvorrichtung, des Zielmagneten in eine zweite Winkelposition relativ zu dem Winkelsensor; ein Schalten, durch die Ausrichtungsvorrichtung, des Winkelsensors von dem differentiellen Modus auf den homogenen Testmodus; und ein selektives Positionieren, durch die Ausrichtungsvorrichtung, von zumindest einem von dem Winkelsensor oder dem Zielmagneten entlang einer zweiten Richtung, so dass ein Wert eines zweiten ADC-Signals die Bedingung erfüllt, umfassen.
  • Gemäß einigen möglichen Implementierungen kann ein Winkelsensor einen ersten ADC, einen zweiten ADC und eine Erfassungskomponente zum Arbeiten in einem homogenen Testmodus umfassen, wobei die Erfassungskomponente ein erstes Erfassungselement und ein zweites Erfassungselement, zugeordnet zu dem Bereitstellen eines ersten Signals an den ersten ADC, umfasst, wobei beim Arbeiten in dem homogenen Testmodus eine erste Mehrzahl von Schaltern, zugeordnet zu dem ersten Erfassungselement und dem zweiten Erfassungselement, ausgebildet ist, um zu verursachen, dass differentielle Magnetfeldkomponenten, die an dem ersten Erfassungselement und dem zweiten Erfassungselement vorhanden sind, bei der Bereitstellung des ersten Signals aufgehoben werden; und auch ein drittes Erfassungselement und ein viertes Erfassungselement umfassen, zugeordnet zu dem Bereitstellen eines zweiten Signals an den zweiten ADC, wobei beim Arbeiten in dem homogenen Testmodus eine zweite Mehrzahl von Schaltern, zugeordnet zu dem dritten Erfassungselement und dem vierten Erfassungselement, ausgebildet ist, um zu verursachen, dass differentielle Magnetfeldkomponenten, die an dem dritten Erfassungselement und dem vierten Erfassungselement vorhanden sind, bei der Bereitstellung des zweiten Signals aufgehoben werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Diagramm eines Beispiels einer Durchführung einer mechanischen Ausrichtung unter Verwendung eines Winkelsensors, der in der Lage ist, in einem homogenen Testmodus zu arbeiten, wie hierin beschrieben.
    • 2 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Umgebung darstellt, in der hierin beschriebene Techniken und/oder Verfahren implementiert sein können.
    • 3 ist ein Diagramm, das beispielhafte Komponenten des hierin beschriebenen Winkel sensors darstellt.
    • 4A-4C sind Diagramme, die eine beispielhafte Implementierung der Erfassungskomponente des Winkelsensors, wie hier beschrieben, darstellen.
    • 5A und 5B sind Diagramme, die Beispiele der Erfassungskomponente darstellen, wenn sie ausgebildet ist, um in einem differentiellen Modus bzw. einem homogenen Testmodus zu arbeiten.
    • 6 ist ein Diagramm von beispielhaften Komponenten der hierin beschriebenen Ausrichtungsvorrichtung.
    • 7 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Prozesses zum Durchführen einer mechanischen Ausrichtung unter Verwendung eines Winkelsensors, der in einem homogenen Testmodus arbeitet, und einer vollständigen Rotation eines Zielmagneten, wie hierin beschrieben.
    • 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Winkelfehlerverteilung darstellt, die unter Verwendung des Ausrichtungsprozesses, der durch den beispielhaften Prozess von 7 beschrieben ist, erreicht wurde.
    • 9 ist ein Flussdiagramm eines anderen beispielhaften Prozesses zum Durchführen einer mechanischen Ausrichtung unter Verwendung eines Winkelsensors, der in einem homogenen Testmodus arbeitet, und einer teilweisen Rotation eines Zielmagneten, wie hierin beschrieben.
    • 10A und 10B sind Diagramme, die ein Beispiel einer Durchführung einer Ausrichtung zwischen einem Winkelsensor und einem Zielmagneten unter Verwendung des beispielhaften Prozesses von 9 darstellen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgende detaillierte Beschreibung von beispielhaften Implementierungen bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen. Die gleichen Bezugszeichen in unterschiedlichen Zeichnungen können die gleichen oder ähnliche Elemente identifizieren.
  • Ein Magnetwinkelsensor (hierin als ein Winkelsensor bezeichnet) kann erforderlich sein, um eine Winkelmessung mit einer bestimmten Genauigkeit durchzuführen. Beispielsweise kann bei einer gegebenen Anwendung ein Winkelsensor erforderlich sein, um eine Winkelposition mit einem Winkelfehler von weniger als 2 Grad (°) zu bestimmen. Ein Beitrag zu einem Winkelfehler bei einer Winkelmessung ist eine mechanische Fehlausrichtung zwischen dem Winkelsensor und einem Magneten, für den die Winkelposition bestimmt werden soll (hierin als ein Zielmagnet bezeichnet). Die mechanische Fehlausrichtung kann eine Verschiebung in einer Ebene einer Erfassungskomponente des Winkelsensors (z.B. eine Verschiebung in eine x-Richtung und/oder eine Verschiebung in eine y-Richtung) sein. Beispielsweise wäre in einer idealen Anordnung eine magnetische Mitte des Zielmagneten über der Erfassungskomponente des Winkelsensors zentriert. Während der Systemanordnung kann der Winkelsensor und/oder der Zielmagnet jedoch in einer außermittigen Position (z.B. so, dass der Zielmagnet nicht über der Erfassungskomponente zentriert ist) platziert werden. Die mechanische Fehlausrichtung kann auch eine Verschiebung senkrecht zu der Ebene der Erfassungskomponente (z.B. eine Verschiebung in eine z-Richtung) sein. Beispielweise kann in der idealen Anordnung eine Distanz zwischen dem Zielmagneten und dem Winkelsensor (d.h. ein Luftzwischenraum) eine bestimmte Distanz sein. Bei der Systemzusammensetzung kann der Winkelsensor und/oder der Zielmagnet jedoch in einer Distanz platziert werden, die kleiner oder größer als die bestimmte Distanz ist.
  • In einigen Fällen kann ein Fehlerbudget für einen Teil eines Winkelfehlers, der durch eine mechanische Fehlausrichtung verursacht wird, so gewählt werden, dass ein gewisser Betrag an mechanischer Fehlausrichtung in dem Winkelfehler erlaubt ist. Anders ausgedrückt, kann ein Hersteller sich entscheiden, einen gewissen Betrag eines Winkelfehlers zu akzeptieren, der durch eine mechanische Fehlausrichtung verursacht wird, und kann versuchen, Teile des Winkelfehlers zu reduzieren, die durch andere Faktoren (z.B. einen Neigungswinkel zwischen der Erfassungskomponente und einem Package des Winkelsensors, einen Neigungswinkel zwischen dem Package und dem Zielmagneten, eine Magnetisierungsneigung und/oder dergleichen) verursacht werden. Eine solche Technik löst jedoch eine mechanische Fehlausrichtung nicht und ein Reduzieren von Teilen des Winkelfehlers, die durch die anderen Faktoren verursacht werden, kann schwierig und/oder unmöglich sein. Daher ist ein solcher Ansatz möglicherweise nicht realisierbar, insbesondere, da die Genauigkeitsanforderungen für Winkelsensoren immer strenger werden.
  • Ein anderer Ansatz für den Umgang mit mechanischer Fehlausrichtung ist das Verwenden einer Mehrpunktkalibrierung, um ein Auskalibrieren eines durch mechanische Fehlausrichtung verursachten Winkelfehlers aus einer Winkelmessung zu ermöglichen. Ein solcher Ansatz löst jedoch nicht die tatsächliche mechanische Fehlausrichtung. Weiterhin fügt die Mehrpunktkalibrierung Kosten zu dem Winkelsensor hinzu, da eine Chip-integrierte- (on-Chip-) Abtastpunktprogrammierung (z.B. als eine Nachschlagetabelle (LUT; look up table)) in dem Winkelsensor bereitgestellt werden muss, was zusätzlichen Speicher (z.B. einen größeren elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM; electrically erasable programmable read-only memory) als andernfalls erforderlich wäre) und/oder eine oder mehrere zusätzliche oder größere Komponenten erforderlich machen kann. Ferner ist während der Herstellung ein Vollumdrehungs-End-of-Line- (EOL) Testen erforderlich (z.B. eine 360°-Rotation, ein Vergleich mit einer Referenz, eine Berechnung von Abtastpunktkorrekturen, Schreibbefehle zum Speichern von Kalibrierungseinstellungen und/oder dergleichen), um eine Mehrpunktkalibrierung bereitzustellen. In einigen Fällen ist ein solches Testen möglicherweise nicht möglich (z.B., wenn der Herstellungsprozess ein solches Testen nicht erlaubt), und selbst wenn möglich, kann ein solches Testen die Kosten und die Komplexität der Herstellung erheblich erhöhen.
  • Einige hierin beschriebene Implementierungen stellen einen Winkelsensor bereit, der in der Lage ist, in einem homogenen Testmodus zu arbeiten, der ein Erreichen einer optimalen (oder nahezu optimalen) mechanischen Ausrichtung zwischen dem Winkelsensor und einem Zielmagneten ermöglicht. Nachfolgend werden Verfahren zum Durchführen einer mechanischen Ausrichtung unter Verwendung des Winkelsensors, der in dem homogenen Testmodus arbeitet, beschrieben. Bei einigen Implementierungen ermöglicht das Verwenden des homogenen Testmodus ein Reduzieren oder Beseitigen von mechanischer Fehlausrichtung zwischen dem Winkelsensor und dem Zielmagneten. Auf diese Weise kann die mechanische Fehlausrichtung adressiert werden, ohne dass ein zusätzliches Fehlerbudget oder eine kostspielige und komplexe Mehrpunktkalibrierung erforderlich sind.
  • 1 ist ein Diagramm eines Beispiels 100 einer Durchführung einer mechanischen Ausrichtung unter Verwendung eines Winkelsensors, der in der Lage ist, in einem homogenen Testmodus zu arbeiten, wie hierin beschrieben.
  • Wie in 1 gezeigt, kann ein Winkelsensor relativ zu einem Zielmagneten platziert sein, der ausgebildet ist, um um eine Achse zu rotieren. Wie angezeigt, kann der Winkelsensor jedoch relativ zu dem Zielmagneten fehlausgerichtet sein. Beispielsweise kann, wie gezeigt, der Winkelsensor in eine x-Richtung und/oder eine y-Richtung fehlausgerichtet sein, die beide auf einer Ebene sind, die einer Oberfläche des Winkelsensors entspricht. Wie ferner gezeigt ist, kann der Winkelsensor in die z-Richtung (z.B. so, dass ein Luftzwischenraum zwischen dem Winkelsensor und dem Zielmagneten größer oder kleiner als eine gewünschte Distanz ist) fehlausgerichtet sein.
  • Wie ferner in 1 gezeigt, ist der Winkelsensor in der Lage, in einem homogenen Testmodus zu arbeiten. Der homogene Testmodus ist ein Betriebsmodus, der einem Ausrichten des Winkelsensors und des Zielmagneten, wie hierin beschrieben, zugeordnet ist. Der Winkelsensor ist auch in der Lage, in einem differentiellen Modus zu arbeiten. Der differentielle Modus ist ein Betriebsmodus, der einem Durchführen einer Winkelmessung unter Verwendung differentieller Messprinzipien zugeordnet ist.
  • Bei einigen Implementierungen, wenn der Winkelsensor in dem homogenen Testmodus arbeitet und optimal mit dem Zielmagneten ausgerichtet ist, werden differentielle Magnetfeldkomponenten, die an einer Erfassungskomponente (z.B. umfassend ein oder mehrere Erfassungselemente) des Winkelsensors vorhanden sind, in einem Satz von Analog-zu-Digital-Wandler- (ADC) Signalen, bereitgestellt durch den Winkelsensor, aufgehoben. Beispielsweise kann die Erfassungskomponente ein erstes Paar von Erfassungselementen, zugeordnet zu einem Bereitstellen eines ersten ADC-Signals (z.B. eines Sinussignals), und ein zweites Paar von Erfassungselementen, zugeordnet zu dem Bereitstellen eines zweiten ADC-Signals (z.B. eines Cosinussignals), umfassen. Wenn der Winkelsensor in dem homogenen Testmodus arbeitet, ist hier eine Gruppe von Schaltern, zugeordnet zu dem ersten Paar von Erfassungselementen, ausgebildet, um zu verursachen, dass differentielle Magnetfeldkomponenten, die an dem ersten Paar von Erfassungselementen vorhanden sind, in dem ersten ADC-Signal aufgehoben werden. Ähnlich ist eine Gruppe von Schaltern, zugeordnet zu dem zweiten Paar von Erfassungselementen, ausgebildet, um zu verursachen, dass differentielle Magnetfeldkomponenten, die an dem zweiten Paar von Erfassungselementen vorhanden sind, in dem zweiten ADC-Signal aufgehoben werden. Bei einigen Implementierungen, wenn der Winkelsensor in dem homogenen Testmodus arbeitet, werden homogene Magnetfeldkomponenten, die an der Erfassungskomponente vorhanden sind, in dem ersten ADC-Signal und dem zweiten ADC-Signal ausgebreitet.
  • Umgekehrt, wenn der Winkelsensor in dem differentiellen Modus arbeitet, werden homogene Magnetfeldkomponenten, die an der Erfassungskomponente vorhanden sind, in dem Satz von ADC-Signalen aufgehoben. Wenn der Winkelsensor in dem differentiellen Modus arbeitet, ist beispielsweise die Gruppe von Schaltern, die dem ersten Paar von Erfassungselementen zugeordnet ist, ausgebildet, um zu verursachen, dass homogene Magnetfeldkomponenten, die an dem ersten Paar von Erfassungselementen vorhanden sind, in dem ersten ADC-Signal aufgehoben werden. Ähnlich ist die Gruppe von Schaltern, die dem zweiten Paar von Erfassungselementen zugeordnet ist, ausgebildet, um zu verursachen, dass homogene Magnetfeldkomponenten, die an dem zweiten Paar von Erfassungselementen vorhanden sind, in dem zweiten ADC-Signal aufgehoben werden. Bei einigen Implementierungen werden, wenn der Winkelsensor in dem differentiellen Modus arbeitet, differentielle Magnetfeldkomponenten, die an der Erfassungskomponente vorhanden sind, in dem ersten ADC-Signal und dem zweiten ADC-Signal ausgebreitet (z.B. so, dass eine differentielle Winkelmessung basierend auf dem ersten ADC-Signal und dem zweiten ADC-Signal, wie in der Technik bekannt, durchgeführt werden kann).
  • Zusätzliche Details in Bezug auf den Winkelsensor, eine Konfiguration des Winkelsensors für einen Betrieb in dem homogenen Modus und eine Konfiguration für einen Betrieb des Winkelsensors in dem differentiellen Modus, sind nachfolgend beschrieben.
  • Bei einigen Implementierungen kann ein Betrieb des Winkelsensors in dem homogenen Testmodus eine optimale oder nahezu optimale mechanische Ausrichtung zwischen dem Winkelsensor und dem Zielmagneten ermöglichen. Ein allgemeines Verfahren zum Durchführen dieser mechanischen Ausrichtung ist in 1 dargestellt, während nachfolgend bestimmte Verfahren zum Durchführen einer mechanischen Ausrichtung näher beschrieben werden.
  • In 1 kann der Winkelsensor in dem homogenen Testmodus in Verbindung mit dem Durchführen einer mechanischen Ausrichtung arbeiten. Beispielsweise kann eine Ausrichtungsvorrichtung (z.B. eine Vorrichtung, die einem Verwalten oder Durchführen der mechanischen Ausrichtung zugeordnet ist) verursachen, dass der Winkelsensor in dem homogenen Testmodus arbeitet (z.B. durch Senden eines Signals, das verursacht, dass der Winkelsensor ausgebildet ist, um in dem homogenen Testmodus zu arbeiten).
  • Wie durch das Bezugszeichen 105 gezeigt, kann die Ausrichtungsvorrichtung, wenn der Winkelsensor in dem homogenen Testmodus arbeitet, einen Satz von ADC-Signalen, bereitgestellt durch den Winkelsensor (z.B. während einer teilweisen Rotation des Zielmagneten oder während einer vollständigen Rotation des Zielmagneten) erhalten. Ein ADC-Signal kann ein durch einen ADC des Winkelsensors bereitgestelltes Signal umfassen. Bei einigen Implementierungen kann der Satz von ADC-Signalen ein erstes ADC-Signal (z.B. ein Sinussignal) und ein zweites ADC-Signal (z.B. ein Cosinussignal) umfassen, wie im obigen Beispiel beschrieben.
  • Wie durch das Bezugszeichen 110 gezeigt, kann die Ausrichtungsvorrichtung basierend auf dem Satz von während des Arbeitens des Winkelsensors in dem homogenen Testmodus erhaltenen ADC-Signalen bestimmen, ob der Winkelsensor und der Zielmagnet fehlausgerichtet sind (z.B. ob ein Betrag einer mechanischen Fehlausrichtung zwischen dem Winkelsensor und dem Zielmagneten akzeptabel ist, ob der Winkelsensor und der Zielmagnet in einer optimalen Ausrichtung sind und/oder dergleichen). Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung bestimmen, ob ein Maximalwert von einem oder mehreren von dem Satz von ADC-Signalen eine Bedingung erfüllt (z.B. minimiert wird, unter einem bestimmten Wert ist und/oder dergleichen), was anzeigend dafür sein kann, ob der Winkelsensor und der Zielmagnet fehlausgerichtet sind. Beispiele von Techniken zum Bestimmen, basierend auf dem Satz von ADC-Signalen, ob eine mechanische Fehlausrichtung vorliegt, sind nachfolgend Bezug nehmend auf 8 und 10 beschrieben.
  • Wie durch das Bezugszeichen 115 gezeigt, kann die Ausrichtungsvorrichtung den Winkelsensor und/oder den Zielmagneten selektiv positionieren. Beispielsweise kann, wenn die Ausrichtungsvorrichtung bestimmt, dass der Winkelsensor und der Zielmagnet nicht fehlausgerichtet sind (z.B. wenn Maximalwerte von jedem der ADC-Signale minimiert werden, wenn Maximalwerte von jedem der ADC-Signale unter einem bestimmten Wert sind und/oder dergleichen), die Ausrichtungsvorrichtung die Position des Winkelsensors und des Zielmagneten aufrechterhalten (d.h. die Ausrichtungsvorrichtung verursacht möglicherweise nicht, dass der Winkelsensor oder der Zielmagnet neu positioniert wird). Umgekehrt, wenn die Ausrichtungsvorrichtung bestimmt, dass der Winkelsensor und der Zielmagnet fehlausgerichtet sind (z.B. wenn ein Maximalwert von zumindest einem von den ADC-Signalen nicht minimiert wird, wenn ein Maximalwert von zumindest einem von den ADC-Signalen über dem bestimmten Wert ist und/oder dergleichen), kann die Ausrichtungsvorrichtung den Winkelsensor und/oder den Zielmagneten positionieren (d.h. die Ausrichtvorrichtung kann verursachen, dass der Winkelsensor oder der Zielmagnet auf der x-y-Ebene neu positioniert wird). Bei einigen Implementierungen kann eine Richtung, in der die Ausrichtungsvorrichtung den Winkelsensor und/oder den Zielmagneten positioniert, und/oder ein Betrag, um den die Ausrichtungsvorrichtung den Winkelsensor und/oder den Zielmagneten positioniert, basierend auf dem Satz von ADC-Signalen bestimmt werden. Beispiele von Techniken zum Positionieren des Winkelsensors und/oder des Zielmagneten werden nachfolgend Bezug nehmen auf 8 und 10 beschrieben.
  • Auf diese Weise kann ein Winkelsensor unter Verwendung eines homogenen Testmodus optimal (oder nahezu optimal) mit einem Zielmagneten ausgerichtet werden, wodurch Winkelfehler, die einer mechanischen Fehlausrichtung zwischen dem Winkelsensor und dem Zielmagneten zuzuschreiben sind, reduziert oder beseitigt werden.
  • Wie oben angezeigt ist, ist 1 lediglich als ein Beispiel bereitgestellt. Andere Beispiele können sich von dem, was in Bezug auf 1 beschrieben ist, unterscheiden.
  • 2 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Umgebung 200 darstellt, in der hierin beschriebene Techniken und/oder Verfahren implementiert sein können. Wie in 2 gezeigt, kann die Umgebung 200 einen Zielmagneten 205, der angeordnet ist, um um eine Achse 210 zu rotieren, einen Winkelsensor 215 und eine Ausrichtungsvorrichtung 220 umfassen.
  • Der Zielmagnet 205 umfasst einen oder mehrere Magneten, die positioniert sind, um um die Achse 210 zu rotieren. Bei einigen Implementierungen kann der Zielmagnet 205 (z.B. mechanisch) mit einem drehbaren Objekt (nicht gezeigt) verbunden sein, so dass ein Rotationswinkel des Zielmagneten 205 einem Rotationswinkel des drehbaren Objekts entspricht (z.B., wenn eine rutschfeste Beziehung zwischen einer Endfläche des drehbaren Objekts und dem Zielmagneten 205 existiert).
  • Bei der beispielhaften Umgebung 200, die in 2 gezeigt ist, umfasst der Zielmagnet 205 eine erste Hälfte, die einen Nordpol (N) bildet, und eine zweite Hälfte, die einen Südpol (S) bildet, so dass der Zielmagnet 205 ein Polpaar aufweist. Bei einigen Implementierungen kann der Zielmagnet 205, ohne Einschränkung, mehr als ein Polpaar aufweisen. Bei einigen Implementierungen kann der Zielmagnet 205 einen Scheibenmagneten umfassen, der konzentrisch um die Achse 210 positioniert werden soll, die durch die Mitte des Zielmagneten 205 verläuft, wie in 2 gezeigt ist. Während der Zielmagnet 205 in 2 als kreisförmig gezeigt ist, kann der Zielmagnet 205 auch eine andere Form sein, wie z.B. ein Quadrat, ein Rechteck, eine Ellipse, ein Ring oder Ähnliches. Zum Beispiel kann der Zielmagnet 205 von einer elliptischen Form sein, in einem Fall, in dem ein Winkel zwischen einer Ebene, die einer Oberfläche des Zielmagneten 205 entspricht, und der Achse 210 von einer im Wesentlichen senkrechten Beziehung abweicht. Die Ebene kann eine Ebene umfassen, die symmetrisch durch den Zielmagneten 205 schneidet und eine Magnetmitte des Zielmagneten 205 umfasst. In den meisten praktischen Fällen kann die Ebene im Wesentlichen senkrecht zu der Achse 210 sein. Als ein anderes Beispiel kann der Zielmagnet 205 einen Ringmagneten umfassen, der positioniert ist, um um die Achse 210 (zusammen mit dem drehbaren Objekt) zu rotieren. Ein Ringmagnet kann von Interesse für eine Anordnung des Zielmagneten 205 an einem Ende des drehbaren Objektes sein.
  • Bei einigen Implementierungen kann der Zielmagnet 205 zwei alternierende Pole auf zwei Teilen des Zielmagneten 205 umfassen (z.B. einen Nordpol auf einer ersten Hälfte des Zielmagneten 205 und einen Südpol auf einer zweiten Hälfte des Zielmagneten 205). Zusätzlich oder alternativ kann der Zielmagnet 205 einen Dipolmagneten (z.B. einen Dipol stabmagneten, einen kreisförmigen Dipolmagneten, einen elliptischen Dipolmagneten etc.), einen Permanentmagneten, einen Elektromagneten, ein Magnetband oder Ähnliches umfassen. Der Zielmagnet 205 kann ein ferromagnetisches Material (z.B. Hart-Ferrit) umfassen und kann ein Magnetfeld erzeugen. Der Zielmagneten 205 kann einen Seltenerdmagneten umfassen, der aufgrund einer intrinsisch hohen Magnetfeldstärke von Seltenerdmagneten von Vorteil sein kann. Wie oben beschrieben wurde, kann bei einigen Implementierungen der Zielmagnet 205 an ein drehbares Objekt angebracht oder mit diesem gekoppelt sein, für das ein Rotationswinkel basierend auf einem Rotationswinkel des Zielmagneten 205 bestimmt werden kann (z.B. durch den Winkelsensor 215).
  • Der Winkelsensor 215 umfasst eine Vorrichtung, die in Lage ist, Komponenten eines Magnetfeldes zur Verwendung beim Bestimmen eines Rotationswinkels (z.B. von dem Zielmagneten 205 und/oder von einem drehbaren Objekt, mit dem der Zielmagnet 205 verbunden ist) zu detektieren. Bei einigen Implementierungen kann der Winkelsensor 215 eine Erfassungskomponente umfassen, die dem Bereitstellen einer Winkelerfassungsfunktionalität zugeordnet ist. Beispielsweise kann bei einigen Implementierungen der Winkelsensor 215 eine Gruppe von Erfassungselementen (z.B. in einer integrierten Schaltung umfasst) aufweisen, ausgebildet, um Komponenten des durch den Zielmagneten 205 erzeugten und an dem Winkelsensor 215 vorhandenen Magnetfeldes zu erfassen und ein oder mehrere Signale bereitzustellen, die anzeigend für die Stärke der erfassten Magnetfeldkomponenten sind.
  • Wie in 2 gezeigt, kann bei einigen Implementierungen der Winkelsensor 215 an einer Position relativ zu dem Zielmagneten 205 platziert sein, so dass der Winkelsensor 215 Komponenten des durch den Zielmagneten 205 erzeugten Magnetfeldes detektieren kann.
  • Bei einigen Implementierungen kann der Winkelsensor 215 in der Lage sein, selektiv entweder in einem homogenen Testmodus (z.B. einem Modus, der dem Ausrichten des Winkelsensors 215 und des Zielmagneten 205 zugeordnet ist) oder in einem differentiellen Modus (z.B. einem Modus, der dem Durchführen einer Winkelmessung zugeordnet ist) arbeiten, wie hierin beschrieben. Zusätzliche Details im Hinblick auf den Winkelsensor 215 werden nachfolgend im Hinblick auf 3-6 beschrieben.
  • Die Ausrichtungsvorrichtung 220 umfasst eine oder mehrere Vorrichtungen, die in der Lage sind, Operationen durchzuführen, die einem Ausrichten des Winkelsensors 215 und des Zielmagneten 205, wie hierin beschrieben, zugeordnet sind. Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 einen Server, eine Gruppe von Servern, eine Benutzervorrichtung (z.B. ein Smartphone, ein Tablett, einen Laptop-Computer, einen Desktop-Computer und/oder dergleichen) und/oder eine andere Art von Vorrichtung umfassen.
  • Bei einigen Implementierungen kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 eine Vorrichtung umfassen, die in der Lage ist, den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 zu platzieren und/oder zu positionieren (z.B. eine Vorrichtung, die in der Lage ist, den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 in Verbindung mit einem Reduzieren der mechanischen Fehlausrichtung zwischen dem Winkelsensor 215 und dem Zielmagneten 205 zu bewegen). Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 einen motorisierten XYZ- (x-Achse, y-Achse und z-Achse) Tisch, einen Drehtisch, einen mehrachsigen Kipptisch und/oder dergleichen umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann das System auf einem Satz von Positionsschrauben aufgebaut sein, so dass der Winkelsensor 215 relativ zu dem Zielmagneten 205 bewegt und/oder neu positioniert werden kann.
  • Die Anzahl und Anordnung der in 2 gezeigten Komponenten und Vorrichtungen sind als Beispiele bereitgestellt. In der Praxis kann es zusätzliche Komponenten und/oder Vorrichtungen geben, weniger Komponenten und/oder Vorrichtungen, unterschiedliche Komponenten und/oder Vorrichtungen oder unterschiedlich angeordnete Komponenten und/oder Vorrichtungen als die in 2 gezeigten. Ferner können zwei oder mehr Komponenten und/oder Vorrichtungen, die in 2 gezeigt sind, innerhalb einer einzelnen Komponente oder Vorrichtung implementiert sein oder eine einzelne Komponente und/oder eine einzelne Vorrichtung, die in 2 gezeigt sind, kann als mehrere, verteilte Komponenten und/oder Vorrichtungen implementiert sein. Zusätzlich oder alternativ kann ein Satz von Komponenten (z.B. eine oder mehrere Komponenten) und/oder ein Satz von Vorrichtungen (z.B. eine oder mehrere Vorrichtungen), gezeigt in 2, eine oder mehrere Funktionen durchführen, die als durch einen anderen Satz von Komponenten und/oder Vorrichtungen durchgeführt beschrieben sind.
  • 3 ist ein Diagramm, das beispielhafte Komponenten des Winkelsensors 215 darstellt. Wie gezeigt, kann der Winkelsensor 215 eine Erfassungskomponente 310 (z.B. umfassend einen Satz von Erfassungselementen), einen oder mehrere ADCs 320 (z.B. ADC 320-1 und ADC 320-2 sind in 3 gezeigt), einen digitalen Signalprozessor (DSP; digital signal processor) 330, eine Speicherkomponente 340 und/oder eine digitale Schnittstelle 350 umfassen.
  • Die Erfassungskomponente 310 umfasst eine Komponente, die ein oder mehrere Erfassungselemente zum Erfassen eines Magnetfeldes, das an der Erfassungskomponente 310 vorhanden ist, umfasst. Zum Beispiel kann die Erfassungskomponente 310 einen oder mehrere Hall-basierten Erfassungselemente umfassen, die basierend auf einem Hall-Effekt arbeiten. Als ein anderes Beispiel kann die Erfassungskomponente 310 einen oder mehrere magnetoresistiv- (MR; magnetoresistive) basierte Erfassungselemente umfassen, wo der elektrische Widerstand des magnetoresistiven Materials von einer Stärke und/oder einer Richtung des Magnetfeldes, das an dem magnetoresistiven Material vorhanden ist, abhängen kann. Hier kann die Erfassungskomponente 310 basierend auf einem anisotropen Magnetowiderstandseffekt (AMR; anisotropic magnetoresistance), einem Riesenmagnetowiderstandseffekt (GMR; giant magnetoresistance), einem Tunnelmagnetowiderstandseffekt (TMR; tunnel magnetoresistance) und/oder dergleichen arbeiten. Als ein zusätzliches Beispiel kann die Erfassungskomponente 310 ein oder mehrere auf variabler Reluktanz (VR; variable reluctance) basierende Erfassungselemente umfassen, die basierend auf Induktion arbeiten.
  • Bei einigen Implementierungen können Erfassungselemente der Erfassungskomponente 310 in einer Richtung empfindlich sein, die im Wesentlichen senkrecht zu einer durch die Erfassungskomponente 310 definierten Ebene und/oder einer Oberfläche (z.B. einer oberen Oberfläche, einer unteren Oberfläche) des Winkelsensors 215 ist. Eine solche Richtung wird hierin als eine z-Richtung bezeichnet. Zusätzliche Details im Hinblick auf die Erfassungskomponente 310 werden nachfolgend in Verbindung mit 4A-4C beschrieben.
  • Der ADC 320 umfasst einen Analog-zu-Digital-Wandler, der ein analoges Signal von der Erfassungskomponente 310 in ein digitales Signal umwandelt. Zum Beispiel kann der ADC 320-1 ein erstes, von der Erfassungskomponente 310 empfangenes, analoges Signal (z.B. ein Sinussignal) in ein erstes digitales Signal umwandeln, das durch den DSP 330 verarbeitet werden soll. Ähnlich kann der ADC 320-2 ein zweites, von der Erfassungskomponente 310 empfangenes, analoges Signal (z.B. ein Cosinussignal) in ein zweites digitales Signal umwandeln, das durch den DSP 330 verarbeitet werden soll. Bei einigen Implementierungen kann der ADC 320 ein digitales Signal an den DSP 330 bereitstellen. Bei einigen Implementierungen kann der Winkelsensor 215 einen oder mehrere ADCs 320 umfassen.
  • Der DSP 330 kann eine digitale Signalverarbeitungsvorrichtung oder eine Ansammlung von digitalen Signalverarbeitungsvorrichtungen umfassen. Bei einigen Implementierungen kann der DSP 330 digitale Signale von dem ADC 320 empfangen und kann die digitalen Signale verarbeiten, um Ausgangssignale zu bilden, wie beispielsweise Ausgangssignale, die einer Winkelposition des Zielmagneten 205 zugeordnet sind.
  • Die Speicherkomponente 340 umfasst einen Nur-Lese-Speicher (ROM; read only memory) (z.B. einen EEPROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM; random access memory) und/oder einen anderen Typ eines dynamischen oder statischen Speicherbauelements (z.B. einen Flash-Speicher, einen Magnetspeicher, einen optischen Speicher etc.), der Informationen und/oder Anweisungen zur Verwendung durch den Winkelsensor 215 speichert. Bei einigen Implementierungen kann die Speicherkomponente 340 Informationen speichern, die der Verarbeitung zugeordnet sind, die durch den DSP 330 durchgeführt wird. Zusätzlich oder alternativ kann die Speicherkomponente 340 Konfigurationswerte oder Parameter für die Erfassungskomponente 310 und/oder Informationen für eine oder mehrere andere Komponenten des Winkelsensors 215, wie z.B. den ADC 320 oder die digitale Schnittstelle 350, speichern.
  • Die digitale Schnittstelle 350 kann eine Schnittstelle umfassen, über die der Winkelsensor 215 Informationen von einer anderen Vorrichtung empfangen und/oder an dieses bereitstellen kann, wie z.B. die Ausrichtungsvorrichtung 220. Zum Beispiel kann die digitale Schnittstelle 350 das durch den DSP 330 bestimmte Ausgangssignal an die Ausrichtungsvorrichtung 220 bereitstellen und kann Informationen von der Ausrichtungsvorrichtung 220 empfangen.
  • Die Anzahl und Anordnung der in 3 gezeigten Komponenten sind als ein Beispiel bereitgestellt. In der Praxis können zusätzliche Komponenten, weniger Komponenten, unterschiedliche Komponenten oder unterschiedlich angeordnete Komponenten als jene vorhanden sein, die in 3 gezeigt sind. Beispielsweise kann der Winkelsensor 215 eine oder mehrere Komponenten umfassen, die in 3 nicht gezeigt sind, wie beispielsweise eine Uhr, einen analogen Regler, einen digitalen Regler, eine Schutzkomponente, einen Temperatursensor, einen Belastungssensor und/oder dergleichen. Ferner können zwei oder mehr Komponenten, die in 3 gezeigt sind, innerhalb einer einzelnen Komponente implementiert sein, oder eine einzelne Komponente, die in 3 gezeigt ist, kann als mehrere, verteilte Komponenten implementiert sein. Zusätzlich oder alternativ kann ein Satz von Komponenten (z.B. eine oder mehrere Komponenten), gezeigt in 3, eine oder mehrere Funktionen durchführen, die als durch einen anderen Satz von Komponenten durchgeführt beschrieben sind.
  • 4A-4C sind Diagramme, die eine beispielhafte Implementierung der Erfassungskomponente 310 des Winkelsensors 215 darstellen. Wie in 4A gezeigt, kann die Erfassungskomponente 310 zwei Paare von Erfassungselementen 410 umfassen (z.B. ein erstes Paar, das die Erfassungselemente 410-11 und 410-12 umfasst, und ein zweites Paar, das die Erfassungselemente 410-21 und 410-22 umfasst). Beispielsweise kann die Erfassungskomponente 310 ein erstes Paar von Quadrupel-Hall-Erfassungselementen und ein zweites Paar von Quadrupel-Hall-Erfassungselementen umfassen (wie in 4B bzw. 4C dargestellt).
  • 4B ist ein Diagramm, das dem ersten Paar von Erfassungselementen 410 (Erfassungselemente 410-11 und 410-12) zugeordnet ist. Bei einigen Implementierungen, wie in 4B gezeigt, sind Anschlüsse von jedem Erfassungselement 410 des ersten Paares von Erfassungselementen 410 mit einem Paar von Schaltern 420 verbunden. Beispielsweise sind ein NE- (+) Anschluss, ein NW-Anschluss, ein SW- (-) Anschluss und ein SE-Anschluss des Erfassungselements 410-11 mit den Schaltern 420-1a und 420-1b verbunden. Ähnlich sind ein NE- (+) Anschluss, ein NW-Anschluss, ein SW- (-) Anschluss und ein SE-Anschluss des Erfassungselements 410-12 mit den Schaltern 420-1c und 420-ld verbunden. Insbesondere ist die Polarität des Erfassungselements 410-11 entgegengesetzt zu jener des Erfassungselements 410-12.
  • Wie durch die Anordnung in 4B gezeigt ist, steuert der Schalter 420-1a, welcher Anschluss des Erfassungselements 410-11 zu einem Signal beiträgt, das auf einer ersten Leitung an den ADC 320-1 bereitgestellt wird (z.B. als die + Leitung in 4B identifiziert), und der Schalter 420-1b steuert, welcher Anschluss des Erfassungselements 410-11 zu einem Signal beiträgt, das auf einer zweiten Leitung an den ADC 320-1 bereitgestellt wird (z.B. als die - Leitung in 4B identifiziert). Ähnlich steuert der Schalter 420-1d, welcher Anschluss des Erfassungselements 410-12 zu dem Signal beiträgt, das auf der ersten Leitung an den ADC 320-1 bereitgestellt wird, und der Schalter 420-1c steuert, welcher Anschluss des Erfassungselements 410-12 zu dem Signal beiträgt, das auf der zweiten Leitung an den ADC 320-1 bereitgestellt wird.
  • 4C ist ein Diagramm, das dem zweiten Paar von Erfassungselementen 410 (Erfassungselemente 410-21 und 420-22) zugeordnet ist. Bei einigen Implementierungen, wie in 4C gezeigt, sind Anschlüsse von jedem Erfassungselement 410 des zweiten Paares von Erfassungselementen 410 mit einem Paar von Schaltern 420 verbunden. Beispielsweise sind ein NE-Anschluss, ein NW- (-) Anschluss, ein SW-Anschluss und ein SE- (+) Anschluss des Erfassungselements 410-21 mit den Schaltern 420-2a und 420-2b verbunden. Ähnlich sind ein NE-Anschluss, ein NW- (+) Anschluss, ein SW-Anschluss und ein SE- (-) Anschluss des Erfassungselements 410-22 mit den Schaltern 420-2c und 420-2d verbunden. Insbesondere ist die Polarität des Erfassungselements 410-21 entgegengesetzt zu jener des Erfassungselements 410-22.
  • Wie durch die Anordnung in 4C gezeigt ist, steuert der Schalter 420-2a, welcher Anschluss des Erfassungselements 410-21 zu einem Signal beiträgt, das auf einer ersten Leitung an den ADC 320-2 bereitgestellt wird (z.B. als die + Leitung in 4C identifiziert), und der Schalter 420-2b steuert, welcher Anschluss des Erfassungselements 410-21 zu einem Signal beiträgt, das auf einer zweiten Leitung an den ADC 320-2 bereitgestellt wird (z.B. als die - -Leitung in 4C identifiziert). Ähnlich steuert der Schalter 420-2d, welcher Anschluss des Erfassungselements 410-22 zu dem Signal beiträgt, das auf der ersten Leitung an den ADC 320-2 bereitgestellt wird, und der Schalter 420-2c steuert, welcher Anschluss des Erfassungselements 410-22 zu dem Signal beiträgt, das auf der zweiten Leitung an den ADC 320-2 bereitgestellt wird.
  • Bei einigen Implementierungen können die Schalter 420 der Erfassungskomponente 310 ausgebildet sein, um zu verursachen, dass der Winkelsensor 215 entweder in dem differentiellen Modus oder dem homogenen Testmodus arbeitet. 5A und 5B sind Diagramme, die Beispiele 500 und 550 eines Paares von Erfassungselementen 410 der Erfassungskomponente 310 darstellen, wenn sie ausgebildet ist, um in dem differentiellen Modus bzw. dem homogenen Testmodus zu arbeiten. Insbesondere, während die Beispiele 500 und 550 nur das erste Paar von Erfassungselementen 410 (z.B. Erfassungselement 410-11 und Erfassungselement 410-12) zeigen, kann das zweite Paar von Erfassungselementen 410 (z.B. Erfassungselement 410-21 und Erfassungselement 410-22) auf ähnliche Weise ausgebildet sein wie das erste Paar von Erfassungselementen 410. Die vier Phasen (ph1 bis ph4), die in den Tabellen der 5A und 5B dargestellt sind, sind Spinning-Phasen zur Kompensation von Versatz- und 1/f-Rauschen (d.h. rosa Rauschen), die der Erfassungskomponente 310 zugeordnet sind, wie in der Technik bekannt ist.
  • 5A ist ein Diagramm, das ein Paar von Erfassungselementen 410 darstellt, wenn sie für den Betrieb in dem differentiellen Modus ausgebildet sind. Wie in 5A gezeigt, verbindet der Schalter 420-1a während einer ersten Phase (ph1), wenn die Erfassungskomponente 310 für einen Betrieb in dem differentiellen Modus ausgebildet ist, den NE- (+) Anschluss des Erfassungselements 410-11 mit der ersten Leitung an den ADC 320-1 (z.B. als die + Leitung in 5A identifiziert), und der Schalter 420-1d verbindet den NE- (+) Anschluss des Erfassungselements 410-12 mit der ersten Leitung an den ADC 320-1. Wie ferner gezeigt ist, verbindet der Schalter 420-1b während der ersten Phase den SW- (-) Anschluss des Erfassungselements 410-11 mit der zweiten Leitung an den ADC 320-1 (z.B. als die - Leitung in 5A identifiziert), und der Schalter 420-1c verbindet den SW- (-) Anschluss des Erfassungselements 410-12 mit der zweiten Leitung an den ADC 320-1.
  • Wie ferner in 5A gezeigt, verbindet der Schalter 420-1a während einer zweiten Phase (ph2), wenn die Erfassungskomponente 310 für einen Betrieb in dem differentiellen Modus ausgebildet ist, den SW- (-) Anschluss des Erfassungselements 410-11 mit der ersten Leitung an den ADC 320-1, und der Schalter 420-1d verbindet den SW- (-) Anschluss des Erfassungselements 410-12 mit der ersten Leitung an den ADC 320-1. Wie ferner gezeigt, verbindet der Schalter 420-1b während der zweiten Phase den NE- (+) Anschluss des Erfassungselements 410-11 mit der zweiten Leitung an den ADC 320-1, und der Schalter 420-1c verbindet den NE- (+) Anschluss des Erfassungselements 410-12 mit der zweiten Leitung an den ADC 320-1.
  • Wie ferner in 5A gezeigt, verbindet der Schalter 420-1a während einer dritten Phase (ph3), wenn die Erfassungskomponente 310 für einen Betrieb in dem differentiellen Modus ausgebildet ist, den NW-Anschluss des Erfassungselements 410-11 mit der ersten Leitung an den ADC 320-1 und der Schalter 420-1d verbindet den SE-Anschluss des Erfassungselements 410-12 mit der ersten Leitung an den ADC 320-1. Wie ferner gezeigt ist, verbindet der Schalter 420-1b während der dritten Phase den SE-Anschluss des Erfassungselements 410-11 mit der zweiten Leitung an den ADC 320-1 und der Schalter 420-1c verbindet den NW-Anschluss des Erfassungselements 410-12 mit der zweiten Leitung an den ADC 320-1.
  • Wie ferner in 5A gezeigt, verbindet der Schalter 420-1a während einer vierte Phase (ph4), wenn die Erfassungskomponente 310 für einen Betrieb in dem differentiellen Modus ausgebildet ist, den SE-Anschluss des Erfassungselements 410-11 mit der ersten Leitung an den ADC 320-1, und der Schalter 420-1d verbindet den NW-Anschluss des Erfassungselements 410-12 mit der ersten Leitung an den ADC 320-1. Wie ferner gezeigt, verbindet der Schalter 420-1b während der vierten Phase den NW-Anschluss des Erfassungselements 410-11 mit der zweiten Leitung an den ADC 320-1 und der Schalter 420-1c verbindet den SE-Anschluss des Erfassungselements 410-12 mit der zweiten Leitung an den ADC 320-1.
  • Die in 5A gezeigte Konfiguration ist eine differentielle Konfiguration, die als einen Ausgang an den ADC 320-1 eine differentielle Spannung proportional im Hinblick auf die Hall-Vorspannung (angelegt an die Erfassungselemente 410-11 und 410-12) und einen an den Erfassungselementen 410-11 und 410-12 vorhandenen Magnetfluss ergeben würde. Bei dieser differentiellen Konfiguration würden Magnetfeldkomponenten mit gleichem Vorzeichen (d.h. homogene Magnetfeldkomponenten) über die Erfassungs-Pins aufgehoben werden, was eine differentielle Messung ermöglichen würde.
  • Bei einigen Implementierungen kann die Konfiguration der Schalter 420 modifiziert werden (z.B. basierend auf einer Anweisung von der Ausrichtungsvorrichtung 220), um zu verursachen, dass die Erfassungskomponente 310 auf den homogenen Testmodus schaltet (z.B. um die mechanische Ausrichtung zwischen dem Zielmagneten 205 und dem Winkelsensor 215 zu ermöglichen).
  • 5B ist ein Diagramm, das ein Paar von Erfassungselementen 410, ausgebildet für einen Betrieb in dem homogenen Testmodus, darstellt. Wie in 5B gezeigt, verbindet der Schalter 420-1a während einer ersten Phase (ph1), wenn die Erfassungskomponente 310 für einen Betrieb in dem homogenen Testmodus ausgebildet ist, den NE- (+) Anschluss des Erfassungselements 410-11 mit der ersten Leitung an den ADC 320-1 (z.B. als die + Leitung in 5B identifiziert), und der Schalter 420-1 d verbindet den SW- (+) Anschluss des Erfassungselements 410-12 mit der ersten Leitung an den ADC 320-1. Wie ferner gezeigt ist, verbindet der Schalter 420-1b während der ersten Phase den SW- (-) Anschluss des Erfassungselements 410-11 mit der zweiten Leitung an den ADC 320-1 (z.B. als die - Leitung in 5B identifiziert), und der Schalter 420-1c verbindet den NE- (-) Anschluss des Erfassungselements 410-12 mit der zweiten Leitung an den ADC 320-1. Insbesondere verbindet, im Vergleich zu der in 5A gezeigten differentiellen Konfiguration, der Schalter 420-1c den NE- (-) Anschluss (und nicht den SW- (+) Anschluss) des Erfassungselements 410-12 mit der zweiten Leitung und der Schalter 420-1d verbindet den SW- (+) Anschluss (und nicht den NE- (-) Anschluss) mit der zweiten Leitung während der ersten Betriebsphase (d.h. die Verbindungen an den Schaltern 420-1c und 420-1d sind getauscht).
  • Wie ferner in 5B gezeigt, verbindet der Schalter 420-1a während einer zweiten Phase (ph2), wenn die Erfassungskomponente 310 für einen Betrieb in dem homogenen Testmodus ausgebildet ist, den SW- (-) Anschluss des Erfassungselements 410-11 mit der ersten Leitung an den ADC 320-1, und der Schalter 420-ld verbindet den NE- (-) Anschluss des Erfassungselements 410-12 mit der ersten Leitung an den ADC 320-1. Wie ferner gezeigt, verbindet der Schalter 420-1b während der zweiten Phase den NE- (+) Anschluss des Erfassungselements 410-11 mit der zweiten Leitung an den ADC 320-1, und der Schalter 420-1c verbindet den SW- (+) Anschluss des Erfassungselements 410-12 mit der zweiten Leitung an den ADC 320-1. Wieder im Vergleich mit der in 5A gezeigten differentiellen Konfiguration, verbindet der Schalter 420-1c den SW- (+) Anschluss (und nicht den NE- (-) Anschluss) des Erfassungselements 410-12 mit der zweiten Leitung und der Schalter 420-ld verbindet den NE- (-) Anschluss (und nicht den SW- (+) Anschluss) mit der zweiten Leitung während der zweiten Betriebsphase.
  • Wie ferner in 5B gezeigt, verbindet der Schalter 420-1a während einer dritten Phase (ph3), wenn die Erfassungskomponente 310 für einen Betrieb in dem homogenen Testmodus ausgebildet ist, den NW-Anschluss des Erfassungselements 410-11 mit der ersten Leitung an den ADC 320-1, und der Schalter 420-ld verbindet den NW-Anschluss des Erfassungselements 410-12 mit der ersten Leitung an den ADC 320-1. Wie ferner gezeigt ist, verbindet der Schalter 420-1b während der dritten Phase den SE-Anschluss des Erfassungselements 410-11 mit der zweiten Leitung an den ADC 320-1 und der Schalter 420-1c verbindet den SE-Anschluss des Erfassungselements 410-12 mit der zweiten Leitung an den ADC 320-1. Wieder im Vergleich mit der in 5A gezeigten differentiellen Konfiguration, verbindet der Schalter 420-1c den SE-Anschluss (und nicht den NW-Anschluss) des Erfassungselements 410-12 mit der zweiten Leitung und der Schalter 420-ld verbindet den NW-Anschluss (und nicht den SE-Anschluss) mit der zweiten Leitung während der dritten Betriebsphase.
  • Wie ferner in 5B gezeigt, verbindet der Schalter 420-1a während einer vierten Phase (ph4), wenn die Erfassungskomponente 310 für einen Betrieb in dem homogenen Testmodus ausgebildet ist, den SE-Anschluss des Erfassungselements 410-11 mit der ersten Leitung an den ADC 320-1, und der Schalter 420-1d verbindet den SE-Anschluss des Erfassungselements 410-12 mit der ersten Leitung an den ADC 320-1. Wie ferner gezeigt, verbindet der Schalter 420-1b während der vierten Phase den NW-Anschluss des Erfassungselements 410-11 mit der zweiten Leitung an den ADC 320-1 und der Schalter 420-1c verbindet den NW-Anschluss des Erfassungselements 410-12 mit der zweiten Leitung an den ADC 320-1. Wieder im Vergleich mit der in 5A gezeigten differentiellen Konfiguration, verbindet der Schalter 420-1c den NW-Anschluss (und nicht den SE-Anschluss) des Erfassungselements 410-12 mit der zweiten Leitung und der Schalter 420-1d verbindet den SE-Anschluss (und nicht den NW-Anschluss) mit der zweiten Leitung während der vierten Betriebsphase.
  • Die in 5B gezeigte Konfiguration verursacht, dass homogene Magnetfelder in den an den ADC 320-1 bereitgestellten Signalen ausgebreitet werden. Ferner würden an einer optimalen Position (z.B., wenn eine magnetische Mitte des Zielmagneten 205 über der Erfassungskomponente 310 zentriert ist) differentielle Felder aufgehoben werden (und nicht homogene Magnetfeldkomponenten aufgehoben werden, wie im Fall der in 5A gezeigten Konfiguration). Anders ausgedrückt, in dieser homogenen Konfiguration würden Magnetfeldkomponenten mit unterschiedlichen Vorzeichen über die Erfassungs-Pins aufgehoben werden, was eine optimale oder nahezu optimale Ausrichtung unter Verwendung der hierin beschriebenen Prozesse ermöglichen würde.
  • Die Anzahl und Anordnung der in 4A-4C, 5A und 5B gezeigten Komponenten sind lediglich als Beispiele bereitgestellt. In der Praxis können zusätzliche Komponenten, weniger Komponenten, unterschiedliche Komponenten oder unterschiedlich angeordnete Komponenten als jene vorhanden sein, die in den 4A-4C, 5A und 5B gezeigt sind. Ferner können zwei oder mehr in den 4A-4C, 5A und 5B gezeigte Komponenten innerhalb einer einzelnen Komponente implementiert sein oder eine einzelne in den 4A-4C, 5A und 5B gezeigte Komponente kann als mehrere, verteilte Komponenten implementiert sein. Anders ausgedrückt, sind die 4A-4C, 5A und 5B lediglich als Beispiele bereitgestellt. Andere Beispiele können sich von dem, was in Bezug auf die 4A-4C, 5A und 5B beschrieben wurde, unterscheiden.
  • 6 ist ein Diagramm von beispielhaften Komponenten einer Vorrichtung 600. Die Vorrichtung 600 kann der Ausrichtungsvorrichtung 220 entsprechen. Bei einigen Implementierungen kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 eine oder mehrere Vorrichtungen 600 und/oder eine oder mehrere Komponenten der Vorrichtung 600 umfassen. Wie in 6 gezeigt, kann die Vorrichtung 600 einen Bus 610, einen Prozessor 620, einen Speicher (memory) 630, eine Speicherkomponente (storage component) 640, eine Eingabekomponente 650, eine Ausgabekomponente 660 und eine Kommunikationsschnittstelle 670 umfassen.
  • Der Bus 610 umfasst eine Komponente, die eine Kommunikation zwischen mehreren Komponenten der Vorrichtung 600 erlaubt. Der Prozessor 620 ist in Hardware, Firmware und/oder eine Kombination von Hardware und Software implementiert. Der Prozessor 620 ist eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU; central processing unit), eine Graphikverarbeitungseinheit (GPU; graphics processing unit), eine beschleunigte Verarbeitungseinheit (APU; accelerated processing unit), ein Mikroprozessor, ein Mikrocontroller, ein digitaler Signalprozessor (DSP; digital signal processor), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA; field-programmable gate array), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC; application-specific integrated circuit) oder ein anderer Typ einer Verarbeitungskomponente. Bei einigen Implementierungen umfasst der Prozessor 620 einen oder mehrere Prozessoren, die programmiert werden können, um eine Funktion auszuführen. Der Speicher 630 umfasst einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM) und/oder einen anderen Typ einer dynamischen oder statischen Speichervorrichtung (z.B. einen Flash-Speicher, einen magnetischen Speicher und/oder einen optischen Speicher), der Information und/oder Anweisungen zur Verwendung durch den Prozessor 620 speichert.
  • Die Speicherkomponente 640 speichert Informationen und/oder Software bezogen auf den Betrieb und die Verwendung der Vorrichtung 600. Zum Beispiel kann die Speicherkomponente 640 eine Festplatte (z.B. eine Magnetplatte, eine optische Platte, eine magneto-optische Platte und/oder eine Solid-State-Platte), eine CD (compact disk), eine DVD (digital versatile disk), eine Diskette, eine Patrone, ein Magnetband und/oder einen anderen Typ von nichtflüchtigem computerlesbarem Medium, zusammen mit dem entsprechenden Laufwerk, umfassen.
  • Die Eingabekomponente 650 umfasst eine Komponente, die es der Vorrichtung 600 erlaubt, Informationen zu empfangen, z.B. über eine Benutzereingabe (z.B. eine Berührungsbildschirmanzeige, eine Tastatur, ein Tastenfeld, eine Maus, eine Schaltfläche, einen Schalter und/oder ein Mikrophon). Zusätzlich oder alternativ kann die Eingabekomponente 650 einen Sensor zum Erfassen von Informationen umfassen (z.B. eine Globales-Positionierungssystem- (GPS; global positioning system) Komponente, ein Akzelerometer, ein Gyroskop und/oder einen Aktuator). Die Ausgabekomponente 660 umfasst eine Komponente, die Ausgabeinformationen von der Vorrichtung 600 bereitstellt (z.B. eine Anzeige, einen Lautsprecher und/oder eine oder mehrere lichtemittierende Dioden (LEDs; light-emitting diodes).
  • Die Kommunikationsschnittstelle 670 umfasst eine Sendeempfänger-artige Komponente (z.B. einen Sendeempfänger und/oder einen separaten Empfänger und Sender), die es der Vorrichtung 600 ermöglicht, mit anderen Vorrichtungen zu kommunizieren, z.B. über eine verdrahtete Verbindung, eine drahtlose Verbindung oder eine Kombination aus verdrahteten und drahtlosen Verbindungen. Die Kommunikationsschnittstelle 670 kann es der Vorrichtung 600 erlauben, Informationen von einer anderen Vorrichtung zu empfangen und/oder Informationen an eine andere Vorrichtung bereitzustellen. Zum Beispiel kann die Kommunikationsschnittstelle 670 eine Ethernet-Schnittstelle, eine optische Schnittstelle, eine Koaxialschnittstelle, eine Infrarot-Schnittstelle, eine Radiofrequenz- (RF-; radio frequency) Schnittstelle, eine Universeller-Serieller-Bus- (USB-; universal serial bus) Schnittstelle, eine Wi-Fi-Schnittstelle, eine zellulare Netzwerkschnittstelle und/oder dergleichen umfassen.
  • Die Vorrichtung 600 kann einen oder mehrere der hierin beschriebenen Prozesse durchführen. Die Vorrichtung 600 kann diese Prozesse basierend darauf durchführen, dass der Prozessor 620 Software-Anweisungen ausführt, die durch ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium, z.B. den Speicher 630 und/oder die Speicherkomponente 640, gespeichert sind. Ein computerlesbares Medium ist hierin als eine nichtflüchtige Speichervorrichtung definiert. Eine Speichervorrichtung umfasst Speicherplatz innerhalb einer einzelnen physischen Speichervorrichtung oder Speicherplatz, der über mehrere physische Speichervorrichtungen verteilt ist.
  • Software-Anweisungen können in den Speicher 630 und/oder die Speicherkomponente 640 von einem anderen computerlesbaren Medium oder von einer anderen Vorrichtung über die Kommunikationsschnittstelle 670 eingelesen werden. Bei Ausführung können Software-Anweisungen, die in dem Speicher 630 und/oder der Speicherkomponente 640 gespeichert sind, verursachen, dass der Prozessor 620 einen oder mehrere hierin beschriebene Prozesse durchführt. Zusätzlich oder alternativ kann eine fest verdrahtete Schaltungsanordnung anstelle von oder in Kombination mit Softwareanweisungen verwendet werden, um einen oder mehrere der hierin beschriebenen Prozesse durchzuführen. Die hierin beschriebenen Implementierungen sind daher nicht auf irgendeine spezifische Kombination aus Hardware-Schaltungsanordnung und Software beschränkt.
  • Die Anzahl und Anordnung von in 6 gezeigten Komponenten sind als ein Beispiel bereitgestellt. In der Praxis kann die Vorrichtung 600 zusätzliche Komponenten, weniger Komponenten, unterschiedliche Komponenten oder unterschiedlich angeordnete Komponenten als die in 6 gezeigten umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann ein Satz von Komponenten (z.B. eine oder mehrere Komponenten) der Vorrichtung 600 eine oder mehrere Funktionen durchführen, die als durch einen anderen Satz von Komponenten der Vorrichtung 600 durchgeführt beschrieben sind.
  • 7 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Prozesses 700 zum Durchführen einer mechanischen Ausrichtung unter Verwendung des Winkelsensors 215, der in dem homogenen Testmodus arbeitet, und einer vollständigen Rotation des Zielmagneten 205. Bei einigen Implementierungen können ein oder mehrere Prozessblöcke von 7 durch die Ausrichtungsvorrichtung 220 durchgeführt werden. Zusätzlich oder alternativ können ein oder mehrere Prozessblöcke von 7 durch eine andere Vorrichtung, wie beispielsweise den Winkelsensor 215, durchgeführt werden.
  • Wie in 7 gezeigt, kann der Prozess 700 ein Positionieren eines Winkelsensors relativ zu einem Zielmagneten umfassen (Block 710). Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 relativ zu dem Zielmagneten 205 positionieren. Die Position des Winkelsensors 215 relativ zu dem Zielmagneten 205 nach der anfänglichen Platzierung des Winkelsensors 215 und/oder des Zielmagneten 205 wird als die Anfangsposition bezeichnet.
  • Wie ferner in 7 gezeigt, kann der Prozess 700 ein Erhalten, während der Winkelsensor in einem homogenen Testmodus arbeitet, eines Satzes von ADC-Signalen, zugeordnet zu einer Rotation des Zielmagneten, umfassen (Block 720). Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220, während der Winkelsensor 215 in dem homogenen Testmodus arbeitet, einen Satz von ADC-Signalen, zugeordnet zu einer Rotation des Zielmagneten 205, während der Zielmagnet 205 und der Winkelsensor 215 in der Anfangsposition sind, erhalten.
  • Bei einigen Implementierungen kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 verursachen, dass der Winkelsensor 215 in dem homogenen Testmodus arbeitet. Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 dem Winkelsensor 215 Informationen (z.B. eine Anweisung) bereitstellen, die anzeigen, dass der Winkelsensor 215 in dem homogenen Testmodus arbeiten soll, und der Winkelsensor 215 kann entsprechend ausgebildet sein (z.B. indem verursacht wird, dass die Schalter 420 der Erfassungskomponente 310 wie in Verbindung mit 5B beschrieben ausgebildet sind).
  • Während der Winkelsensor 215 in dem homogenen Testmodus arbeitet, kann verursacht werden, dass der Zielmagnet 205 (z.B. durch die Ausrichtungsvorrichtung 220 oder eine andere Vorrichtung) zumindest eine vollständige Rotation (z.B. eine Rotation von mindestens etwa 360°) um die Achse 205 durchführt. Während dieser Rotation kann ein Satz (sinusförmiger) ADC-Signale, bereitgestellt durch die ADCs 320 des Winkelsensors 215 (z.B. ADC 320-1 und ADC 320-2), der Ausrichtungsvorrichtung 220 bereitgestellt werden. Bei einigen Implementierungen umfasst der Satz von ADC-Signalen ein Paar von ADC-Signalen (z.B. ein erstes durch den ADC 320-1 bereitgestelltes ADC-Signal und ein zweites durch den ADC 320-2 bereitgestelltes ADC-Signal). Da der Winkelsensor 215 in dem homogenen Testmodus arbeitet, umfasst der Satz von ADC-Signalen somit Informationen, die homogenen Magnetfeldkomponenten, die an der Erfassungskomponente 310 (z.B. werden die homogenen Magnetfeldkomponenten nicht aufgehoben) vorhanden sind, zugeordnet sind. Ferner werden in einem Fall, in dem der Winkelsensor 215 nicht optimal mit dem Zielmagneten 205 ausgerichtet ist, differentielle Magnetfeldkomponenten in dem Satz von ADC-Signalen ausgebreitet.
  • Wie ferner in 7 gezeigt, kann der Prozess 700 ein Identifizieren eines maximalen ADC-Signalwerts basierend auf dem Satz von ADC-Signalen umfassen (Block 730). Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 einen maximalen ADC-Signalwert basierend auf dem Satz von ADC-Signalen identifizieren.
  • Bei einigen Implementierungen ist der maximale ADC-Signalwert ein maximaler absoluter Wert, der durch irgendeinen von dem Satz von ADC-Signalen erreicht wird. Somit kann der maximale ADC-Signalwert einem durch den ADC 320-1 bereitgestellten ADC-Signal oder einem durch den ADC 320-2 bereitgestellten ADC-Signal zugeordnet sein. Hier werden Spitzen und Täler in einem gegebenen sinusförmigen ADC-Signal durch eine mechanische Fehlausrichtung zwischen dem Zielmagneten 205 und dem Winkelsensor 215 verursacht und somit ist der maximale ADC-Signalwert anzeigend für eine Winkelposition, bei der die mechanische Fehlausrichtung den größten Einfluss auf den Winkelsensor 215 hat.
  • Wie ferner in 7 gezeigt, kann der Prozess 700 ein selektives Positionieren des Winkelsensors und/oder des Zielmagneten basierend auf dem maximalen ADC-Signalwert umfassen (Block 740). Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 basierend auf dem maximalen ADC-Signalwert selektiv positionieren.
  • Bei einigen Implementierungen kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 basierend darauf, ob der maximale ADC-Signalwert eine Bedingung erfüllt, selektiv positionieren. Bei einigen Implementierungen kann die Bedingung sein, ob der maximale ADC-Signalwert minimiert wird. Zum Beispiel kann die Bedingung sein, ob der maximale ADC-Signalwert ein akzeptables lokales Minimum, eine Ableitung mit einem akzeptabel niedrigen Wert (z.B., wenn die Ableitung bei dem tatsächlichen Minimum Null wäre) und/oder dergleichen erreicht hat. Zusätzlich oder alternativ kann die Bedingung sein, ob der Maximalwert des ADC-Signals bei oder unter einem bestimmten Wert ist. Der bestimmte Wert kann beispielsweise ein Wert des ADC-Signals sein, bei oder unter dem ein Betrag eines Winkelfehlers, der sich aus einer mechanischen Fehlausrichtung ergibt, akzeptabel oder zulässig wäre (z.B. weniger als 2°, weniger als 1°, weniger als 0,5°, weniger als 0,2°, weniger als 0,1° und dergleichen).
  • Bei einigen Implementierungen kann das selektive Positionieren des Winkelsensors 215 oder des Zielmagneten 205 ein Rotieren des Zielmagneten 205 in eine Winkelposition, die dem maximalen ADC-Signalwert entspricht, und/oder ein Positionieren des Winkelsensors 215 und/oder des Zielmagneten 205 entlang einer bestimmten Richtung, um den maximalen ADC-Signalwert zu reduzieren, umfassen. Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 verursachen, dass der Zielmagnet 205 in eine Winkelposition rotiert, die dem maximalen ADC-Signalwert entspricht. Als Nächstes kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 (rückwärts und vorwärts) entlang einer Richtung neu positionieren, während sie das ADC-Signal überwacht. Bei einigen Implementierungen kann die Richtung, in der die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 neu positioniert, eine Richtung in der x-y-Ebene sein, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Magnetachse des Zielmagneten 205 ist, während der Zielmagnet 205 in der Winkelposition ist, die dem maximalen ADC-Signalwert entspricht. Hier kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 neu positionieren, bis die Ausrichtungsvorrichtung 220 bestimmt, dass ein Wert des ADC-Signals die Bedingung erfüllt (z.B. minimiert ist oder bei oder unter einem bestimmten Wert ist). Wenn die Ausrichtungsvorrichtung 220 bestimmt, dass der Wert des ADC-Signals an der Position, die dem maximalen ADC-Signalwert entspricht, die Bedingung erfüllt, kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 das Neupositionieren des Winkelsensors 215 und/oder des Zielmagneten 205 stoppen.
  • Bei einigen Implementierungen kann, nachdem die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 entlang der Richtung (z.B., um den maximalen ADC-Signalwert zu reduzieren) positioniert hat, die Ausrichtungsvorrichtung 220 die Prozessblöcke 720-740 wiederholen. Zum Beispiel kann nach einem Neupositionieren des Winkelsensors 215 und/oder des Zielmagneten 205 entlang der Richtung, wie oben beschrieben, die Ausrichtungsvorrichtung 220 einen anderen Satz von ADC-Signalen, bereitgestellt durch den Winkelsensor 215 während einer anderen Rotation des Zielmagneten 205 (während der Winkelsensor 215 in dem homogenen Testmodus arbeitet), erhalten. Hier kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 einen anderen maximalen ADC-Signalwert basierend auf dem anderen Satz von ADC-Signalen identifizieren und kann den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 basierend auf dem anderen maximalen ADC-Signalwert in einer ähnlichen Weise wie oben beschrieben selektiv positionieren. Auf diese Weise können mehrere Iterationen des beispielhaften Prozesses 700 durchgeführt werden, um eine optimale oder nahezu optimale mechanische Ausrichtung zwischen dem Winkelsensor 215 und dem Zielmagneten 205 bereitzustellen.
  • Bei einigen Implementierungen kann das selektive Positionieren des Winkelsensors 215 und/oder des Zielmagneten 205 ein Aufrechterhalten einer Position des Winkelsensors 215 und des Zielmagneten 205 umfassen. Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 bestimmen (ohne weitere Rotation des Zielmagneten 205), dass der maximale ADC-Signalwert die Bedingung erfüllt, was anzeigt, dass der Zielmagnet 205 und der Winkelsensor 215 optimal oder nahezu optimal ausgerichtet sind. In einem solchen Fall verursacht die Ausrichtungsvorrichtung 220 möglicherweise nicht, dass der Zielmagnet 205 und/oder der Winkelsensor 215 neu positioniert wird. Anders ausgedrückt, wenn der maximale ADC-Signalwert die Bedingung erfüllt, kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 verursachen, dass eine Position des Zielmagneten 205 und des Winkelsensors 215 aufrechterhalten wird.
  • Bei einigen Implementierungen kann nach dem Ausrichten des Winkelsensors 215 und des Zielmagneten 205 in der x-y-Ebene die Ausrichtungsvorrichtung 220 einen Luftzwischenraum zwischen dem Winkelsensor 215 und dem Zielmagnet 205 selektiv einstellen. Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 dem Winkelsensor 215 Informationen (z.B. eine Anweisung) bereitstellen, die anzeigen, dass der Winkelsensor 215 in dem differentiellen Modus arbeiten soll, und der Winkelsensor 215 kann entsprechend ausgebildet sein (z.B. indem verursacht wird, dass die Schalter 420 der Erfassungskomponente 310 wie in Verbindung mit 5A beschrieben ausgebildet sind). Als Nächstes kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 einen Luftzwischenraum zwischen dem Zielmagneten 205 und dem Winkelsensor 215 selektiv einstellen, basierend auf einem anderen Satz von ADC-Signalen, bereitgestellt durch den Winkelsensor 215 während des Betriebs in dem differentiellen Modus. Beispielsweise kann ein Absolutwert einer Amplitude (Vektorlänge) aus dem anderen Satz von ADC-Signalen wie folgt berechnet werden: v e c _ l e n = A D C 1 2 + A D C 2 2
    Figure DE102020100302A1_0001
    wobei vec_len die Vektorlänge ist, ADC1 ein Wert eines durch den ADC 320-1 bereitgestellten ADC-Signals ist und ADC2 ein Wert eines durch den ADC 320-2 bereitgestellten ADC-Signals ist. Hier ist die Vektorlänge anzeigend für eine Größe des Luftzwischenraums zwischen dem Winkelsensor 215 und dem Zielmagneten 205. Somit können der Winkelsensor 215 und/oder der Zielmagnet 205 in der z-Richtung positioniert werden, um zu verursachen, dass die Vektorlänge vergrößert oder verkleinert wird, so dass die Vektorlänge einer gewünschten Luftzwischenraumgröße entspricht.
  • Bei einigen Implementierungen kann, nachdem die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 selektiv neu positioniert hat, so dass eine optimale oder nahezu optimale Ausrichtung erreicht wurde, die Ausrichtungsvorrichtung 220 eine Anzeige bereitstellen, dass der Winkelsensor 215 mit dem Zielmagneten 205 ausgerichtet ist. Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 die Anzeige einer dem Hersteller zugeordneten Benutzervorrichtung (z.B. um den Hersteller darüber zu informieren, dass eine optimale oder nahezu optimale Ausrichtung erreicht wurde) oder einer anderen dem Hersteller zugeordneten Vorrichtung (z.B. so, dass ein nächster Schritt in dem Herstellungsprozess ausgelöst werden kann) bereitstellen.
  • Auf diese Weise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215, der in einem homogenen Testmodus arbeitet, verwenden, um eine optimale oder nahezu optimale Ausrichtung des Winkelsensors 215 und des Zielmagneten 205 zu erreichen.
  • Obwohl 7 beispielhafte Blöcke des Prozesses 700 zeigt, kann der Prozess 700 bei einigen Implementierungen zusätzliche Blöcke, weniger Blöcke, unterschiedliche Blöcke oder unterschiedlich angeordnete Blöcke als die umfassen, die in 7 dargestellt sind. Zusätzlich oder alternativ können zwei oder mehr der Blöcke des Prozesses 700 parallel durchgeführt werden.
  • 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel 800 einer Winkelfehlerverteilung darstellt, die unter Verwendung des Ausrichtungsprozesses erreicht wurde, der durch den beispielhaften Prozess 700 beschrieben ist. Wie in 8 gezeigt, ist an einer Position der optimalen Ausrichtung (d.h. einem Punkt, der durch die 0,0-Millimeter- (mm) x-Position und die 0,0-mm-y-Position definiert ist) und an Positionen der nahezu optimalen Ausrichtung (z.B. innerhalb eines Radius von etwa 0,50 mm von der Position der optimalen Ausrichtung) der Betrag eines Winkelfehlers unter etwa 1,50° und ist in einigen Fällen kleiner als oder gleich mit etwa 0,50°.
  • Wie oben angezeigt, ist 8 lediglich als ein Beispiel bereitgestellt. Andere Beispiele können sich von dem, was in Bezug auf 8 beschrieben ist, unterscheiden.
  • Bei einigen Implementierungen kann das Durchführen zumindest einer vollständigen Rotation (z.B. einer Rotation von mindestens etwa 360°) des Zielmagneten 205 in Verbindung mit einem Ausrichten des Winkelsensors 215 und des Zielmagneten 205, wie durch den beispielhaften Prozess 700 erforderlich, unerwünscht (z.B. im Hinblick auf Kosten und/oder Zeit), schwierig oder sogar unmöglich sein.
  • 9 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Prozesses 900 zum Durchführen einer mechanischen Ausrichtung unter Verwendung eines Winkelsensors 215, der in dem homogenen Testmodus arbeitet, und einer teilweisen Rotation des Zielmagneten 205. Bei einigen Implementierungen können ein oder mehrere Prozessblöcke von 9 durch die Ausrichtungsvorrichtung 220 durchgeführt werden. Zusätzlich oder alternativ können ein oder mehrere Prozessblöcke von 9 durch eine andere Vorrichtung, wie beispielsweise den Winkelsensor 215, durchgeführt werden.
  • Wie in 9 gezeigt, kann der Prozess 900 ein Positionieren eines Winkelsensors relativ zu einem Zielmagneten umfassen (Block 910). Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 relativ zu dem Zielmagneten 205 positionieren. Die Position des Winkelsensors 215 relativ zu dem Zielmagneten 205 nach der anfänglichen Platzierung des Winkelsensors 215 und/oder des Zielmagneten 205 wird als die Anfangsposition bezeichnet.
  • Wie in 9 gezeigt, kann der Prozess 900 ein Rotieren des Zielmagneten in eine erste Winkelposition relativ zu dem Winkelsensor, der in einem differentiellen Modus arbeitet, umfassen (Block 920). Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Zielmagneten 205 in eine erste Winkelposition relativ zu dem Winkelsensor 215, der in dem differentiellen Modus arbeitet, rotieren.
  • Bei einigen Implementierungen kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 verursachen, dass der Winkelsensor 215 in dem differentiellen Modus arbeitet. Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 dem Winkelsensor 215 Informationen (z.B. eine Anweisung) bereitstellen, die anzeigen, dass der Winkelsensor 215 in dem differentiellen Modus arbeiten soll, und der Winkelsensor 215 kann entsprechend ausgebildet sein (z.B. indem verursacht wird, dass die Schalter 420 der Erfassungskomponente 310 wie in Verbindung mit 5A beschrieben ausgebildet sind).
  • Bei einigen Implementierungen kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 die erste Winkelposition basierend auf einem Satz von ADC-Signalen, erhalten von dem Winkelsensor 215, während der Winkelsensor 215 in dem differentiellen Modus arbeitet, identifizieren. Bei einigen Implementierungen ist die erste Winkelposition eine Position, an der die Werte jedes von dem Satz von ADC-Signalen übereinstimmen (z.B. etwa gleich zueinander sind), während der Winkelsensor 215 in dem differentiellen Modus arbeitet. Beispielsweise kann die erste Winkelposition einer Position entsprechen, bei der ein Wert eines durch den ADC 320-1 bereitgestellten Sinussignals mit einem Wert eines durch den ADC 320-2 bereitgestellten Cosinussignals übereinstimmt. Bei einigen Implementierungen ist die erste Winkelposition eine 45°-Winkelposition des Zielmagneten 205 relativ zu dem Winkelsensor 215 oder eine 225°-Winkelposition des Zielmagneten 205 relativ zu dem Winkelsensor 215. Bei einigen Implementierungen ist an der ersten Winkelposition eine Magnetachse des Zielmagneten 205 etwa mit einem Paar von Erfassungselementen 410 der Erfassungskomponente 310 auf der x-y-Ebene ausgerichtet.
  • Wie ferner in 9 gezeigt, kann der Prozess 900 ein Schalten des Winkelsensors vom dem differentiellen Modus auf den homogenen Testmodus und ein Identifizieren eines ersten ADC-Signals, das einer orthogonalen Winkelposition entspricht, die orthogonal zu der ersten Winkelposition ist, umfassen (Block 930). Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 von dem differentiellen Modus auf den homogenen Testmodus schalten und kann ein erstes ADC-Signal identifizieren, das einer orthogonalen Winkelposition entspricht, die orthogonal zu der ersten Winkelposition ist.
  • Bei einigen Implementierungen kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 verursachen, dass der Winkelsensor 215 von dem differentiellen Modus auf den homogenen Testmodus schaltet. Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 dem Winkelsensor 215 Informationen (z.B. eine Anweisung) bereitstellen, die anzeigen, dass der Winkelsensor 215 in dem homogenen Testmodus arbeiten soll, und der Winkelsensor 215 kann entsprechend ausgebildet sein (z.B. indem verursacht wird, dass die Schalter 420 der Erfassungskomponente 310 wie in Verbindung mit 5B beschrieben ausgebildet sind).
  • Bei einigen Implementierungen ist das erste ADC-Signal ein Signal, das die orthogonale Winkelposition misst, die orthogonal zu der ersten Winkelposition ist. Zum Beispiel, wenn der Zielmagnet 205 in der ersten Winkelposition ist, so dass die Magnetachse des Zielmagneten 205 mit einem Paar von Erfassungselementen 410 der Erfassungskomponente 310 ausgerichtet ist, ist das erste ADC-Signal ein ADC-Signal, das durch den ADC 320 bereitgestellt wird, der einem anderen Paar von Erfassungselementen 410 zugeordnet ist.
  • Wie ferner in 9 gezeigt, kann der Prozess 900 ein selektives Positionieren des Winkelsensors und/oder des Zielmagneten in eine erste Richtung umfassen, so dass ein Wert des ersten ADC-Signals eine Bedingung erfüllt (Block 940). Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 in eine erste Richtung selektiv positionieren, so dass ein Wert des ersten ADC-Signals eine Bedingung erfüllt.
  • Bei einigen Implementierungen kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 basierend darauf, ob der Wert des ersten ADC-Signalwerts die Bedingung erfüllt, selektiv positionieren. Bei einigen Implementierungen kann die Bedingung sein, ob der Wert des ersten ADC-Signalwerts minimiert wird oder ob der Wert des ersten ADC-Signals bei oder unter einem bestimmten Wert ist, wie vorstehend in Verbindung mit dem beispielhaften Prozess 700 beschrieben.
  • Bei einigen Implementierungen kann das selektive Positionieren des Winkelsensors 215 oder des Zielmagneten 205 ein Positionieren des Winkelsensors 215 oder des Zielmagneten 205 entlang der ersten Richtung, um den ADC-Signalwert zu reduzieren, umfassen. Zum Beispiel kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 (rückwärts und vorwärts) entlang der ersten Richtung neu positionieren, während sie das ADC-Signal überwacht. Hier ist die erste Richtung eine Richtung auf der x-y-Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zu der Magnetachse des Zielmagneten 205 ist, während der Zielmagnet 205 in der ersten Winkelposition ist. Bei einigen Implementierungen kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 entlang der ersten Richtung neu positionieren, bis die Ausrichtungsvorrichtung 220 bestimmt, dass ein Wert des ersten ADC-Signals die Bedingung erfüllt (z.B. minimiert ist oder bei oder unter einem bestimmten Wert ist). Wenn die Ausrichtungsvorrichtung 220 bestimmt, dass der Wert des ersten ADC-Signals die Bedingung erfüllt, kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 das Neupositionieren des Winkelsensors 215 und des Zielmagneten 205 in die erste Richtung stoppen.
  • Bei einigen Implementierungen kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 durch ein Aufrechterhalten einer Position des Winkelsensors 215 und des Zielmagneten 205 in die erste Richtung selektiv positionieren. Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 bestimmen (ohne den Zielmagneten 205 neu zu positionieren), dass der Wert des ersten ADC-Signalwerts die Bedingung erfüllt, was anzeigt, dass der Zielmagnet 205 und der Winkelsensor 215 optimal oder nahezu optimal entlang der ersten Richtung ausgerichtet sind. In einem solchen Fall verursacht die Ausrichtungsvorrichtung 220 möglicherweise nicht, dass der Zielmagnet 205 und/oder der Winkelsensor 215 neu positioniert wird. Anders ausgedrückt, wenn der Wert des ersten ADC-Signalwerts die Bedingung erfüllt, kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 verursachen, dass eine Position des Zielmagneten 205 und des Winkelsensors 215 entlang der ersten Richtung aufrechterhalten wird.
  • Wie ferner in 9 gezeigt, kann der Prozess 900 ein Schalten des Winkelsensors von dem homogenen Testmodus auf den differentiellen Modus und ein Rotieren des Zielmagneten in eine zweite Winkelposition relativ zu dem Winkelsensor umfassen (Block 950). Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 von dem homogenen Testmodus auf den differentiellen Modus schalten und kann den Zielmagneten 205 in eine zweite Winkelposition relativ zu dem Winkelsensor 215 rotieren.
  • Bei einigen Implementierungen kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 verursachen, dass der Winkelsensor 215 von dem homogenen Testmodus auf den differentiellen Modus schaltet. Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 dem Winkelsensor 215 Informationen (z.B. eine Anweisung) bereitstellen, die anzeigen, dass der Winkelsensor 215 in dem differentiellen Modus arbeiten soll, und der Winkelsensor 215 kann entsprechend ausgebildet sein (z.B. indem verursacht wird, dass die Schalter 420 der Erfassungskomponente 310 wie in Verbindung mit 5A beschrieben ausgebildet sind).
  • Bei einigen Implementierungen kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 die zweite Winkelposition basierend auf einem Satz von ADC-Signalen, erhalten von dem Winkelsensor 215, während der Winkelsensor 215 in dem differentiellen Modus arbeitet, identifizieren. Bei einigen Implementierungen ist die zweite Winkelposition eine 135°-Winkelposition des Zielmagneten 205 relativ zu dem Winkelsensor 215 oder eine 315°-Winkelposition des Zielmagneten 205 relativ zu dem Winkelsensor 215. Anders ausgedrückt, unterscheidet sich bei einigen Implementierungen die zweite Winkelposition von der ersten Winkelposition um etwa 90°. Bei einigen Implementierungen ist an der zweiten Winkelposition eine Magnetachse des Zielmagneten 205 etwa mit einem anderen Paar von Erfassungselementen 410 der Erfassungskomponente 310 auf der x-y-Ebene ausgerichtet (z.B. einem Paar von Erfassungselementen 410, das unterschiedlich zu dem Paar von Erfassungselementen 410 ist, mit dem die Magnetachse ausgerichtet ist, während der Zielmagnet 205 in der ersten Winkelposition ist).
  • Wie ferner in 9 gezeigt, kann der Prozess 900 ein Schalten des Winkelsensors von dem differentiellen Modus auf den homogenen Testmodus umfassen (Block 960). Zum Beispiel kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 von dem differentiellen Modus auf den homogenen Testmodus schalten.
  • Bei einigen Implementierungen kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 verursachen, dass der Winkelsensor 215 von dem differentiellen Modus auf den homogenen Testmodus schaltet. Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 dem Winkelsensor 215 Informationen (z.B. eine Anweisung) bereitstellen, die anzeigen, dass der Winkelsensor 215 in dem homogenen Testmodus arbeiten soll, und der Winkelsensor 215 kann entsprechend ausgebildet sein (z.B. indem verursacht wird, dass die Schalter 420 der Erfassungskomponente 310 wie in Verbindung mit 5B beschrieben ausgebildet sind).
  • Wie ferner in 9 gezeigt, kann der Prozess 900 ein selektives Positionieren des Winkelsensors und/oder des Zielmagneten in eine zweite Richtung umfassen, so dass ein Wert des zweiten ADC-Signals die Bedingung erfüllt (Block 970). Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 in eine zweite Richtung selektiv positionieren, so dass ein Wert des zweiten ADC-Signals die Bedingung erfüllt.
  • Bei einigen Implementierungen ist das zweite ADC-Signal ein Signal, das die orthogonale Winkelposition misst, die orthogonal zu der zweiten Winkelposition ist. Beispielsweise ist, wenn der Zielmagnet 205 in der zweiten Winkelposition ist, so dass die Magnetachse des Zielmagneten 205 mit einem Paar von Erfassungselementen 410 der Erfassungskomponente 310 ausgerichtet ist, das zweite ADC-Signal ein ADC-Signal, das durch den ADC 320 bereitgestellt wird, der dem anderen Paar von Erfassungselementen 410 zugeordnet ist.
  • Bei einigen Implementierungen kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 basierend darauf, ob ein Wert des zweiten ADC-Signalwerts die Bedingung erfüllt, selektiv positionieren. Bei einigen Implementierungen kann die Bedingung sein, ob der Wert des zweiten ADC-Signalwerts minimiert wird oder ob der Wert des ADC-Signals bei oder unter einem bestimmten Wert liegt, wie vorstehend in Verbindung mit dem beispielhaften Prozess 700 beschrieben.
  • Bei einigen Implementierungen kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 oder den Zielmagneten 205 durch ein Positionieren des Winkelsensors 215 und/oder des Zielmagneten 205 entlang der zweiten Richtung selektiv positionieren, um den Wert des zweiten ADC-Signals zu reduzieren. Zum Beispiel kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 (rückwärts und vorwärts) entlang der zweiten Richtung neu positionieren, während sie das zweite ADC-Signal überwacht. Hier ist die zweite Richtung eine Richtung auf der x-y-Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zu der Magnetachse des Zielmagneten 205 ist, während der Zielmagnet 205 in der zweiten Winkelposition ist. Bei einigen Implementierungen kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 entlang der zweiten Richtung neu positionieren, bis die Ausrichtungsvorrichtung 220 bestimmt, dass ein Wert des zweiten ADC-Signals die Bedingung erfüllt (z.B. minimiert ist oder bei oder unter einem bestimmten Wert ist). Wenn die Ausrichtungsvorrichtung 220 bestimmt, dass der Wert des zweiten ADC-Signals die Bedingung erfüllt, kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 das Neupositionieren des Winkelsensors 215 und des Zielmagneten 205 in die zweite Richtung stoppen.
  • Bei einigen Implementierungen kann das selektive Positionieren des Winkelsensors 215 und/oder des Zielmagneten 205 in die zweite Richtung ein Aufrechterhalten einer Position des Winkelsensors 215 und des Zielmagneten 205 umfassen. Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 bestimmen (ohne den Zielmagneten 205 neu zu positionieren), dass der Wert des zweiten ADC-Signalwerts die Bedingung erfüllt, was anzeigt, dass der Zielmagnet 205 und der Winkelsensor 215 optimal oder nahezu optimal entlang der zweiten Richtung ausgerichtet sind. In einem solchen Fall verursacht die Ausrichtungsvorrichtung 220 möglicherweise nicht, dass der Zielmagnet 205 und/oder der Winkelsensor 215 neu positioniert wird. Anders ausgedrückt, wenn der Wert des zweiten ADC-Signalwerts die Bedingung erfüllt, kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 verursachen, dass eine Position des Zielmagneten 205 und des Winkelsensors 215 entlang der zweiten Richtung aufrechterhalten wird.
  • Insbesondere erfordert der beispielhafte Prozess 900 keine vollständige Rotation des Zielmagneten 205 und kann daher wünschenswert sein, wenn beispielsweise eine vollständige Rotation nicht möglich ist oder dem Herstellungsprozess Kosten oder Komplexität hinzufügen würde.
  • Bei einigen Implementierungen kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 nach dem Ausrichten des Winkelsensors 215 und des Zielmagneten 205 einen Luftzwischenraum zwischen dem Winkelsensor 215 und dem Zielmagneten 205 auf eine ähnliche Weise selektiv einstellen, wie sie vorstehend in Verbindung mit dem beispielhaften Prozess 700 beschrieben wurde.
  • Bei einigen Implementierungen kann, nachdem die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 selektiv neu positioniert hat, so dass eine optimale oder nahezu optimale Ausrichtung erreicht wurde, die Ausrichtungsvorrichtung 220 eine Anzeige bereitstellen, dass der Winkelsensor 215 mit dem Zielmagneten 205 ausgerichtet ist, wie vorangehend beschrieben.
  • Obwohl 9 beispielhafte Blöcke des Prozesses 900 zeigt, kann der Prozess 900 bei einigen Implementierungen zusätzliche Blöcke, weniger Blöcke, unterschiedliche Blöcke oder unterschiedlich angeordnete Blöcke als die umfassen, die in 9 dargestellt sind. Zusätzlich oder alternativ können zwei oder mehr der Blöcke des Prozesses 900 parallel durchgeführt werden.
  • 10A und 10B sind Diagramme, die ein Beispiel 1000 einer Durchführung einer Ausrichtung zwischen dem Winkelsensor 215 und dem Zielmagneten 205 unter Verwendung des beispielhaften Prozesses 900 darstellen.
  • In 10A erzeugt der Zielmagnet 205 (nicht gezeigt) ein Magnetfeld an der Erfassungskomponente 310. Ein Magnetfluss an der Erfassungskomponente 310 in z-Richtung wird durch die geneigte Ebene dargestellt, die in 10A als Bz identifiziert ist. In 10A wird der Zielmagnet 205 rotiert, so dass der Zielmagnet 205 an einer ersten Winkelposition relativ zu der Erfassungskomponente 310 (z.B. Winkelsensor 215) ist, die in einem differentiellen Modus arbeitet, wie vorangehend beschrieben. Wie gezeigt, ist an der ersten Winkelposition eine Magnetachse des Zielmagneten 205 etwa mit einem Paar von Erfassungselementen 410 der Erfassungskomponente 310 auf der x-y-Ebene ausgerichtet (z.B. dem als SW identifizierten Erfassungselement 410 und dem als NE identifizierten Erfassungselement 410).
  • Als Nächstes kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 auf den homogenen Testmodus schalten und kann ein erstes ADC-Signal identifizieren, das einer orthogonalen Winkelposition entspricht, die orthogonal zu der ersten Winkelposition ist. Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 unter Bezugnahme auf 10A das erste ADC-Signal als ein ADC-Signal identifizieren, das sich aus Ausgängen eines zweiten Paares von Erfassungselementen 410 der Erfassungskomponente 310 ergibt (z.B. des als SE identifizierten Erfassungselements 410 und des als NW identifizierten Erfassungselements 410).
  • Hier kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 entlang einer ersten Richtung selektiv positionieren, so dass ein Wert des ersten ADC-Signals eine Bedingung erfüllt. Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 bestimmen, ob ein Wert des ersten ADC-Signals eine Bedingung erfüllt. Wenn die Ausrichtungsvorrichtung 220 bestimmt, dass der Wert des ersten ADC-Signals die Bedingung nicht erfüllt, kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 (umfassend die Erfassungskomponente 310) und/oder den Zielmagneten 205 entlang der ersten Richtung neu positionieren. Hier ist die erste Richtung eine Richtung auf der x-y-Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zu der Magnetachse des Zielmagneten 205 ist, während der Zielmagnet 205 in der ersten Winkelposition ist. Die erste Richtung ist in 10A durch einen doppelseitigen Pfeil identifiziert. Wie vorangehend beschrieben, kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 entlang der ersten Richtung neu positionieren, bis die Ausrichtungsvorrichtung 220 bestimmt, dass ein Wert des ersten ADC-Signals die Bedingung erfüllt.
  • Als Nächstes kann die Ausrichtungsvorrichtung 220, wie in 10B gezeigt, den Winkelsensor 215 auf den differentiellen Modus schalten und den Zielmagneten 205 in eine zweite Winkelposition relativ zu dem Winkelsensor 215 rotieren (z.B. eine Winkelposition, die 90° von der ersten Winkelposition entfernt ist). Wie gezeigt, ist an der zweiten Winkelposition eine Magnetachse des Zielmagneten 205 etwa mit dem zweiten Paar von Erfassungselementen 410 der Erfassungskomponente 310 auf der x-y-Ebene ausgerichtet (z.B. dem als NW identifizierten Erfassungselement 410 und dem als SE identifizierten Erfassungselement 410).
  • Hier kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 auf den homogenen Testmodus schalten und kann ein zweites ADC-Signal identifizieren. Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 unter Bezugnahme auf 10B das zweite ADC-Signal als ein ADC-Signal identifizieren, das sich aus den Ausgängen des ersten Paares von Erfassungselementen 410 der Erfassungskomponente 310 ergibt (z.B. des als SW identifizierten Erfassungselements 410 und des als NE identifizierten Erfassungselements 410).
  • Hier kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 entlang einer zweiten Richtung selektiv positionieren, so dass ein Wert des zweiten ADC-Signals die Bedingung erfüllt. Beispielsweise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 bestimmen, ob ein Wert des zweiten ADC-Signals die Bedingung erfüllt. Wenn die Ausrichtungsvorrichtung 220 bestimmt, dass der Wert des zweiten ADC-Signals die Bedingung nicht erfüllt, kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 (umfassend die Erfassungskomponente 310) und/oder den Zielmagneten 205 entlang der zweiten Richtung neu positionieren. Hier ist die zweite Richtung eine Richtung auf der x-y-Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zu der Magnetachse des Zielmagneten 205 ist, während der Zielmagnet 205 in der zweiten Winkelposition ist. Die zweite Richtung ist in 10B durch einen doppelseitigen Pfeil identifiziert. Wie vorangehend beschrieben, kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215 und/oder den Zielmagneten 205 entlang der zweiten Richtung neu positionieren, bis die Ausrichtungsvorrichtung 220 bestimmt, dass ein Wert des zweiten ADC-Signals die Bedingung erfüllt.
  • Auf diese Weise kann die Ausrichtungsvorrichtung 220 den Winkelsensor 215, der in einem homogenen Testmodus arbeitet, verwenden, um eine optimale oder nahezu optimale Ausrichtung des Winkelsensors 215 und des Zielmagneten 205 ohne eine vollständige Rotation des Zielmagneten 205 zu erreichen.
  • Wie oben angezeigt, sind 10A und 10B lediglich als Beispiele bereitgestellt. Andere Beispiele können sich von dem, was in Bezug auf die 10A und 10B beschrieben ist, unterscheiden.
  • Die vorstehende Offenbarung stellt eine Veranschaulichung und Beschreibung bereit, soll aber nicht vollständig sein oder die Implementierungen auf die bestimmte offenbarte Form begrenzen. Modifikationen und Variationen sind unter Berücksichtigung der obigen Offenbarung möglich und können aus der Praxis der Implementierungen gewonnen werden.
  • Obgleich bestimmte Kombinationen von Merkmalen in den Ansprüchen wiedergegeben und/oder in der Beschreibung offenbart sind, sollen diese Kombinationen die Offenbarung möglicher Implementierungen nicht begrenzen. Tatsächlich können viele dieser Merkmale auf eine Art und Weise kombiniert werden, die in den Ansprüchen nicht eigens wiedergegeben und/oder in der Beschreibung offenbart ist. Obwohl jeder nachfolgend aufgeführte abhängige Anspruch direkt von nur einem Anspruch abhängen kann, umfasst die Offenbarung möglicher Implementierungen jeden abhängigen Anspruch in Kombination mit jedem anderen Anspruch in dem Anspruchssatz.
  • Kein hierin verwendetes Element, Schritt oder Anweisung soll als entscheidend oder wesentlich ausgelegt werden, sofern es nicht explizit als solches beschrieben ist. Ferner sollen gemäß hiesiger Verwendung die Artikel „ein, eine“ ein oder mehrere Gegenstände umfassen und können synonym mit „ein oder mehrere“ verwendet werden. Ferner soll nach hiesiger Verwendung der Begriff „Satz“ ein oder mehrere Gegenstände (z.B. zugehörige Gegenstände, nicht zugehörige Gegenstände, eine Kombination von zugehörigen und nicht zugehörigen Gegenständen etc.) umfassen, und kann synonym mit „ein oder mehrere“ verwendet werden. Wo nur ein Gegenstand beabsichtigt ist, wird der Begriff „nur ein“ oder eine ähnliche Sprache verwendet. Ferner sollen nach hiesigem Gebrauch die Begriffe „aufweist“, „aufweisen“, „aufweisend“ oder dergleichen offene Begriffe sein. Ferner soll der Ausdruck „basierend auf“ bedeuten „basierend, zumindest teilweise, auf“, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.

Claims (20)

  1. Ein Verfahren, umfassend: Erhalten, durch eine Ausrichtungsvorrichtung, eines Satzes von Analog-zu-Digital-Wandler (ADC) Signalen, bereitgestellt durch einen Winkelsensor, der in einem homogenen Testmodus arbeitet, wobei der Satz von ADC-Signalen einer Rotation eines Zielmagneten relativ zu dem Winkelsensor zugeordnet ist; Identifizieren, durch die Ausrichtungsvorrichtung, eines maximalen ADC-Signalwerts basierend auf dem Satz von ADC-Signalen; und selektives Positionieren, durch die Ausrichtungsvorrichtung, von zumindest einem von dem Winkelsensor oder dem Zielmagneten, basierend auf dem maximalen ADC-Signalwert.
  2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei, wenn der Winkelsensor in dem homogenen Testmodus arbeitet, differentielle Magnetfeldkomponenten, die an Erfassungselementen des Winkelsensors vorhanden sind, in dem Satz von ADC-Signalen aufgehoben werden.
  3. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Rotation des Zielmagneten eine Rotation von mindestens etwa 360 Grad ist.
  4. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Winkelsensor oder der Zielmagnet selektiv positioniert wird, basierend darauf, ob der maximale ADC-Signalwert eine Bedingung erfüllt.
  5. Das Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die Bedingung ist, ob der maximale ADC-Signalwert minimiert wird.
  6. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das selektive Positionieren des Winkelsensors oder des Zielmagneten umfassend: Rotieren des Zielmagneten in eine Winkelposition, die dem maximalen ADC-Signalwert entspricht, und Positionieren des Winkelsensors oder des Zielmagneten entlang einer Richtung, um den maximalen ADC-Signalwert zu reduzieren.
  7. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: Erhalten eines anderen Satzes von ADC-Signalen, bereitgestellt durch den Winkelsensor, der in dem homogenen Testmodus arbeitet, wobei der andere Satz von ADC-Signalen einer anderen Rotation des Zielmagneten relativ zu dem Winkelsensor zugeordnet ist; Identifizieren eines anderen maximalen ADC-Signalwerts basierend auf dem anderen Satz von ADC-Signalen; und selektives Positionieren von zumindest einem von dem Winkelsensor oder dem Zielmagneten, basierend auf dem anderen maximalen ADC-Signalwert.
  8. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das selektive Positionieren von zumindest einem von dem Winkelsensor oder dem Zielmagneten umfassend: Aufrechterhalten einer Position des Winkelsensors und des Zielmagneten.
  9. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: Bereitstellen einer Anzeige, dass der Winkelsensor mit dem Zielmagneten ausgerichtet ist.
  10. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: Schalten des Winkelsensors auf einen differentiellen Modus; und selektives Einstellen eines Luftzwischenraums zwischen dem Zielmagneten und dem Winkelsensor, basierend auf einem anderen Satz von ADC-Signalen, bereitgestellt durch den Winkelsensor beim Arbeiten in dem differentiellen Modus.
  11. Ein Verfahren, umfassend: Rotieren, durch eine Ausrichtungsvorrichtung, eines Zielmagneten in eine erste Winkelposition relativ zu einem Winkelsensor, der in einem differentiellen Modus arbeitet; Schalten, durch die Ausrichtungsvorrichtung, des Winkelsensors von dem differentiellen Modus auf einen homogenen Testmodus; Identifizieren, durch die Ausrichtungsvorrichtung, eines ersten Analog-zu-Digital-Wandler-(ADC) Signals, bereitgestellt durch den Winkelsensor beim Arbeiten in dem homogenen Testmodus, wobei das erste ADC-Signal einer orthogonalen Winkelposition entspricht, die orthogonal von der ersten Winkelposition ist; selektives Positionieren, durch die Ausrichtungsvorrichtung, des Winkelsensors oder des Zielmagneten entlang einer ersten Richtung, so dass ein Wert des ersten ADC-Signals eine Bedingung erfüllt; Schalten, durch die Ausrichtungsvorrichtung, des Winkelsensors von dem homogenen Testmodus auf den differentiellen Modus, Rotieren, durch die Ausrichtungsvorrichtung, des Zielmagneten in eine zweite Winkelposition relativ zu dem Winkelsensor; Schalten, durch die Ausrichtungsvorrichtung, des Winkelsensors von dem differentiellen Modus auf den homogenen Testmodus; und selektives Positionieren, durch die Ausrichtungsvorrichtung, des Winkelsensors oder des Zielmagneten entlang einer zweiten Richtung, so dass ein Wert eines zweiten ADC-Signals die Bedingung erfüllt.
  12. Das Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei, wenn der Winkelsensor in dem homogenen Testmodus arbeitet, differentielle Magnetfeldkomponenten, die an Erfassungselementen des Winkel sensors vorhanden sind, in dem ersten ADC-Signal und dem zweiten ADC-Signal aufgehoben werden.
  13. Das Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei die Bedingung die Minimierung eines ADC-Signalwerts ist.
  14. Das Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei, wenn der Zielmagnet in der ersten Winkelposition ist, eine Magnetachse des Zielmagneten etwa mit einem ersten Paar von Erfassungselementen des Winkelsensors ausgerichtet ist.
  15. Das Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei, wenn der Zielmagnet in der zweiten Winkelposition ist, eine Magnetachse des Zielmagneten etwa mit einem zweiten Paar von Erfassungselementen des Winkelsensors ausgerichtet ist, wobei das zweite Paar von Erfassungselementen unterschiedlich zu dem ersten Paar von Erfassungselementen ist.
  16. Das Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei sich die zweite Winkelposition von der ersten Winkelposition um etwa 90 Grad unterscheidet.
  17. Das Verfahren gemäß Anspruch 11, das selektive Positionieren des Winkelsensors oder des Zielmagneten entlang der ersten Richtung umfassend: Bestimmen, ob der Wert des ersten ADC-Signals die Bedingung erfüllt; und, selektives Positionieren des Winkelsensors oder des Zielmagneten entlang der ersten Richtung basierend darauf, ob der Wert des ersten ADC-Signals die Bedingung erfüllt.
  18. Das Verfahren gemäß Anspruch 11, das selektive Positionieren des Winkelsensors oder des Zielmagneten entlang der zweiten Richtung umfassend: Bestimmen, ob der Wert des zweiten ADC-Signals die Bedingung erfüllt; und, selektives Positionieren des Winkelsensors oder des Zielmagneten entlang der zweiten Richtung basierend darauf, ob der Wert des zweiten ADC-Signals die Bedingung erfüllt.
  19. Ein Winkelsensor, umfassend: einen ersten Analog-zu-Digital-Wandler (ADC); einen zweiten ADC; und eine Erfassungskomponente, um in einem homogenen Testmodus zu arbeiten, die Erfassungskomponente umfassend: ein erstes Erfassungselement und ein zweites Erfassungselement, die dem Bereitstellen eines ersten Signals an den ersten ADC zugeordnet sind, wobei, wenn die Erfassungskomponente in dem homogenen Testmodus arbeitet, eine erste Mehrzahl von Schaltern, zugeordnet zu dem ersten Erfassungselement und dem zweiten Erfassungselement, ausgebildet ist, um zu verursachen, dass differentielle Magnetfeldkomponenten, die an dem ersten Erfassungselement und dem zweiten Erfassungselement vorhanden sind, bei der Bereitstellung des ersten Signals aufgehoben werden; und ein drittes Erfassungselement und ein viertes Erfassungselement, die dem Bereitstellen eines zweiten Signals an den zweiten ADC zugeordnet sind, wobei, wenn die Erfassungskomponente in dem homogenen Testmodus arbeitet, eine zweite Mehrzahl von Schaltern, zugeordnet zu dem dritten Erfassungselement und dem vierten Erfassungselement, ausgebildet ist, um zu verursachen, dass differentielle Magnetfeldkomponenten, die an dem dritten Erfassungselement und dem vierten Erfassungselement vorhanden sind, bei der Bereitstellung des zweiten Signals aufgehoben werden.
  20. Der Winkelsensor gemäß Anspruch 19, wobei die Erfassungskomponente ferner ausgebildet ist, um in einem differentiellen Modus zu arbeiten, wobei, wenn die Erfassungskomponente in dem differentiellen Modus arbeitet, die erste Mehrzahl von Schaltern ausgebildet ist, um zu verursachen, dass homogene Magnetfeldkomponenten, die an dem ersten Erfassungselement und dem zweiten Erfassungselement vorhanden sind, bei der Bereitstellung des ersten Signals aufgehoben werden, und wobei, wenn die Erfassungskomponente in dem differentiellen Modus arbeitet, die zweite Mehrzahl von Schaltern ausgebildet ist, um zu verursachen, dass homogene Magnetfeldkomponenten, die an dem dritten Erfassungselement und dem vierten Erfassungselement vorhanden sind, bei der Bereitstellung des zweiten Signals aufgehoben werden.
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