KR101863798B1 - 개선된 위치 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특히 절대 위치 측정을 위한 시스템의 파라미터화를 위한 방법에 관한 것이며, 상기 시스템은 영구 자석, 주어진 경로에 대하여 상기 자석에 대하여 이동 가능한 하나 이상의 프로브, 보정 계수 G가 적용되고, 프로브의 출력 신호들 사이의 비의 아크탄젠트에 기초하여 계산된 위치 정보를 제공하는 계산 수단을 포함하며, 상기 신호들은 유사-사인파형 및 사각형이다. 상기 방법은 프로브로부터의 출력되는 신호의 유사-사인파형 특성으로 인하여 측정 스템의 오차를 최소화하여 계수 G 값을 선택하는 것을 포함하는 최적화 단계를 포함한다.

Description

개선된 위치 센서 {Improved position sensor}
본 발명은 정확한 선형 또는 각 위치 정보를 제공하는 마그네틱 센서를 갖는 절대 위치 시스템 분야에 관련된 것이다. 이러한 측정 시스템들은 상당한 내구성과 큰 정확성을 요구하며, 특히 자동차 산업에 이용된다.
종래 기술로서 알려진 해결책이 연속적으로 변화하는 자기장을 생성하는 자석과 상기 자석과 센서의 상대적 위치를 결정하도록 사인파 형태를 갖는 마그네틱 성분들을 나타내는 두 개의 전기 신호들을 전달하는 마그네틱 센서를 사용하는 절대 위치 센서의 일반적인 원리를 도입하는 미국특허 제7,741,839호에 기재되어 있다. 상기 특허는 이동 가능한 자석의 대략적인 위치를 제공하기 위하여 두 개의 센서에 의해서 전달된 신호들 사이의 비의 아크탄젠트(arctangent) 계산을 수행할 것을 제안한다. 이러한 방식으로, 자기장의 각도는 측정 지점에서 직접적으로 측정된다.
따라서, 일반적인 경우에 자기장의 두 가지 성분들이 매우 다른 진폭을 갖기 때문에 결정된 각도의 정밀함은 만족스럽지 못하다. 그 결과, 아크탄젠트에 의해 계산된 자기장의 각도와 위치의 변화는 비례하지 않고, 따라서 이는 위치의 지식에 대한 큰 부정확성을 초래한다. 상기 성분들 사이에서 대등하게 얻을 수 있게 하는 기하학적 구성은 한정되어 있거나, 예를 들면 미국특허 제7,030,608호에서 개시하고 있는 바와 같이 벌크(bulk)에 상당한 충격을 필요로 한다.
정확도를 향상시키기 위하여, 센서들에 의해 전달된 신호들의 비의 이득 계수를 적용하는 것과 자속 집중기가 결합되는 두 쌍의 홀 요소(Hall element)들을 구비한 프로브로 구성된 프랑스 특허 제2893410호가 제시되었다. 이 선행 기술 특허는 그 직경을 따라 자기화된 원통형 자석을 갖는 센서를 개시하고 있다. 추적 요소들은 자석의 주변에 위치하고 자기장의 접선 방향 성분 및 반경 방향 성분의 변화를 감지한다. 센서의 실제 회전 각도를 기록하기 위하여, 반경 방향 성분으로부터의 전압에 대한 접선 방향 성분으로부터의 전압의 최대 진폭의 비인 보정 이득이 적용된다. 이러한 방식으로, 획득된 신호의 비-선형성이 개선된다. 그러나 이 구성은 직경 방향으로 자기화된 링의 경우로 한정된다.
이러한 해결책은 프랑스 특허에 기초한 유럽 특허 제1989505호에 개시된 발명에 의해 해결된다. 이 특허는 자석 내에서 자기화 방향의 변화가 선형적으로 변화하는 자석을 갖는 선형 또는 회전형 센서에 대하여 개시하고 있다. 이러한 방식으로, 여전히 방사 방향 및 접선 방향 자기장의 전압 사이의 진폭들의 비인 표준화 요소를 적용함으로써, 아크 탄젠트 계산을 통하여 자석에 대한 프로브의 각 또는 선형 움직임을 결정할 수 있다. 그러나 많은 경우에, 특히 자기화 고조파들이 상당한 경우 또는 재료들에 대해 수행된 자기화가 전체 주기에 걸쳐 진행되지 않은 경우, 이 단순 비의 적용으로는 충분한 위치 정보의 정확성을 얻을 수 없다.
종래 기술의 단점들
자기 및 전기 신호들의 비-선형성으로 이후에 산업상으로 부과된 제약들을 고려하면 불충분한 정확성을 초래하는 것이 명백하므로, 종래 기술의 센서들에 의해 제공된 위치 정보는 완전히 만족할 수 있는 것이 아니다.
사실, 실험상으로, 신호들은 실제로 완전한 사인 곡선 형태로 측정되는 것인 아니나, 매우 상당한 고조파 성분을 갖는다. 그러면, 마그네틱 성분 각각은 다음 식과 같이 표시될 수 있다:
Figure 112012059244775-pct00001
여기서:
- B1은 자석에 의해서 형성되는 이동 방향에 대해 법선 방향인 마그네틱 성분을 의미함,
- B2 는 자석에 의해서 형성된, 횡축 방향의, 접선 방향 마그네틱 성분을 의미함,
- θ는 전기적 각도, 즉 고려된 신호의 주기에 대한 각 위치를 의미한다. 이 것이 알고자 하는 것이며, 자석에 대한 프로브의 위치에 비례하는 것이고, 두 개의 고려된 성분들에 대응하는 두 개의 벡터들 사이의 각도로 정의되는 측정 지점에서의 마그네틱 각도와 혼동되어서는 안 됨,
- ai 는 신호 B1을 구성하는 다른 고조파들의 진폭을 의미함,
- bi는 신호 B2,를 구성하는 다른 고조파들의 진폭을 의미함,
- i는 고조파의 랭크(rank)를 의미함.
신호의 고조파는 다른 방해 요인들로부터 유래하며, 특히:
- 자석의 본질적인 형상에 의한 에지 효과, 이용 가능한 경로의 단부에서 주로 발생한다. 이러한 에지 효과들은 이동 방향의 자석의 크기가 이용 가능한 경로와 비슷하거나 더 작은 경우에 보다 명백해진다. 이러한 효과들은 큰 자석을 선택함으로써 감소할 수 있지만, 이는 원하는 소형화와 비용 절감에 역행하게 된다.
- 자기화 처리 과정에 결함. 연속적으로 방향이 바뀌는 자석을 제공하는 것은 자기화 도구를 생산에 관한 어려움을 만들어낸다. 예를 들면, 움직임의 방향에 완벽하게 선형적으로 바뀌는 자기화를 제공하는 것이 어렵고, 그 드리프트(drift)는 홀 효과 부재들에 의해 측정된 전기적 신호의 고조파를 초래한다.
- 자석의 각각의 투자율: 이 각각의 투자율은 공기의 투자율과 완전히 동일하지는 않으며, 각각의 투자율로 자석과 공기 사이의 기생 회절 현상(parasitic diffraction phenomena)을 만들어 내고, 홀 효과 부재들에 의해 추적된 국부적인 자기장을 변형시킨다.
- 자기장의 비-균일성: 특히 결합되는 자석들과 같이, 특정 종류의 자석이 작용하는 경우, 때때로 재료들은 비-균일성을 갖고, 자기 특성을 변질시키고 국부적인 자기장의 변형을 야기한다.
- 자기장의 성분들을 추적하는 홀 효과 부재들의 열악한 정렬.
따라서, 종래 기술은 고조파 성분이 약하거나 존재하지 않는 경우와 신호들이 기초적인 표현을 대략적으로 하는 경우의 구성 내용에 기초한다. 그러면, 상술한 B1 와 B2 는 다음과 같다:
Figure 112012059244775-pct00002
그러면, 전기적 각도는 B2에 대한 B1의 몫을 얻음으로써 간단하게 접근하게 되고, 다음의 식에 이를 수 있게 한다:
Figure 112012059244775-pct00003
따라서, 센서의 움직임의 모든 지점에서 전기적 각도를 앎으로써, 그 절대 위치 정보에 접근할 수 있게 된다.
일반적으로, 신호가 변형된 사인 곡선이고, 상술한 이유 때문에 순수한 사인 곡선이 아닌 경우, 자석의 표면과 측정 프로브 사이의 작은 거리, 즉 자석에 근접하는 거리로 작용하는 경우 고조파 성분을 증폭시키게 된다. 추가로 자석을 부가하면, 더 작은 고조파 성분을 얻게 된다. 그러나 가능한 작은 자석으로 작업하고자 하는 경우, 측정 공기 간극이 상당한 경우에도 에지 효과들은 상당한 고조파 성분의 원인이 될 수 있다. 전기적 각도를 제공하는 종래 기술에 의해 주어진 식은 불충분하다.
당업자는 정보의 후 처리 과정과 같은, 예를 들면 디지털 선형화 과정을 가능하게 하는 보정 표를 적용하는 것과 같은 해결책들을 통하여 정확성을 향상시키기 위해 노력해 왔다. 이러한 해결책은 과도한 비용과 내구성이 떨어진 시스템, 기계적 변화에 민감함 및 위치 허용성 및 특히 자석과 프로브 사이의 거리 변화의 원인이 되었다. 상술한 파라미터의 일부는 시간에 따라 변화하며, 후-처리 과정에만 의하는 보정으로 센서의 수명에 의존하는 드리프트를 초래하였다.
프랑스 특허 제2893410호에 제시된 또 다른 해결책은, 예를 들면 원형이 아닌 타원형 영역을 통하여 자석의 비-균일 형상을 통하여 선형성의 단점을 상쇄하는 것으로 구성된다. 이 해결책은 더욱 복잡해진 생산 방법을 포함하게 된다.
다른 해결책은 센서의 선형성을 향상시키기 위하여 영역마다 그리고 반복적으로 곡선 구역에 의해 보정 계수를 적용하는 것이다. 그러나, 이것은 추가적인 전원을 필요로 하고, 사용하기에 충분한 내구성을 갖지 못하여, 이 해결책은 시간에 대한 열악함을 포함하게 된다.
미국특허 제7,741,839호 미국특허 제7,030,608호 프랑스특허 제2893410호 유럽특허 제1989505호
본 발명은 후-처리 공정이나 특정 자석 구성이 없이도 종래기술의 센서의 상태에 대하여 정확성을 향상시킨 절대 측정 시스템을 제공함으로써 단점들을 해결하는 것을 목적으로 한다. 물론, 본 발명에 따르면 측정 시스템에 추가적인 처리 공정을 적용할 수 있고, 그러나 본질적으로, 본 발명에 따른 측정 시스템은 종래 기술의 센서에서의 정확성보다 더욱 큰 정확성을 갖는다.
본 명세서의 의미 내에서 "절대 정확성(absolute precision)"이란 용어는 다중-주기 측정 시스템을 지칭하는 것으로 특정 지어진다. 그러면, 절대 위치는 주기에 대한 절대 위치에 관한 것이고, 주기의 데이터에 관한 정보는 추가적인 수단에 의해 결정된다.
바람직하게는, 본 발명은 특히 당업자가 단단한 센서를 제공하는 것을 가능하게 하고, 평행 육면체형 자석의 경우에, 또는 각 섹터 또는 타일 형태의 자석의 경우에, 매우 우수한 선형성을 유지하면서 실질적으로 경로에 대해 작은 자석을 얻게 하는 것을 가능하게 함으로써, 경로의 크기에 대한 자석의 크기가 작아지게 할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명은 당업자가 고조파 성분이 매우 상당한 경우 작은 측정 공기 간격으로 그리고 큰 측정 공기 간극으로도 모두 작동할 수 있게 한다.
사실, 그 경우에, 고조파 성분은 확실히 매우 작지만, 에지 효과들로 자석이 측정된 경로보다 작은 경우에 상당한 고조파 성분을 야기할 수 있다.
여기서 언급된 다양한 경우들에서, 고조파 성분은 무시할 수 없는 것이다.
보다 일반적으로, 본 발명은 절대 위치 측정을 위한 시스템에 관한 것이고, 상기 시스템은 영구 자석, 상기 자석에 대하여 주어진 경로로 이동 가능한 하나 이상의 프로브를 포함하고, 상기 자석은 이동 방향에 대하여 접선 방향인 제1 마그네틱 성분 Bt과 횡 방향이으로 제1 마그네틱 성분에 대하여 수직이면서 법선 방향인 제2 마그네틱 성분 Bn을 갖도록 프로브에서 자기장을 형성하고, 상기 프로브는 각각 상기 마그네틱 성분 Bn, Bt들에 의존하는 두 개의 전기 신호들을 전달하고, 보정 계수 G가 적용된 신호 Vn, Vt들 사이의 비의 아크탄젠트에 기초하여 산출된 위치 정보를 제공하는 계산 수단(또는 "제어기"라고도 함)을 포함하고, 상기 계산 수단은 신호 Vn, Vt들 중 하나에 k와는 엄밀히 다른 이득 G를 적용함으로써 파라미터화되고, k는 Vmaxt 및 Vmaxn가 각각의 경로에 대한 신호 Vt 및 Vn의 진폭을 나타내는 경우의 비 Vmaxt/Vmaxn를 의미하는 것이고, 상기 이득 G는 상기 마그네틱 성분들로부터 획득된 위치 값들과 대응하는 실제 기계적 위치 값들 사이의 편차를 최소화기 위하여 산출되는 것을 특징으로 한다.
제1 대안에 따르면, 상기 영구 자석은 움직임의 방향으로 연속적으로 바뀌는 자기화 방향을 갖는다.
제2 대안에 따르면, 상기 영구 자석은 그 세기가 움직임의 방향으로 연속적으로 바뀌는 단방향 자기화를 갖는다.
바람직하게는, 상기 계산 수단은 신호 Vn, Vt들 중 하나에 0.4 k 내지 0.98 k또는 1.02 k 내지 2.5 k 사이의 값으로 이루어진 이득 G을 적용하기 위하여 파라미터화되고, 여기서 k는 신호 Vn 및 Vt들의 진폭 사이의 비를 의미한다.
바람직하게는, 상기 마그네틱 센서는 두 개 이상의 홀 효과 센서를 포함한다.
바람직하게는, 상기 마그네틱 센서는 예를 들면 멜렉시스(Melexis)사에서 만든 엠엘엑스90316(MLX90316) 프로브와 같이, 자속 집중기와 결합된 두 쌍 이상의 홀 효과 부재들을 포함한다.
제2 실시예에서, 상기 프로브는 예를 들면 마이크로나스(Micronas)사에 의한 에이치에이엘3625(HAL3625프로브)와 같은, 집중기가 없는 홀 효과 프로브일 수도 있다.
제2 실시예에서, 상기 프로브는 자기 저항 타입일 수도 있다.
제1 대안에 따르면, 상기 영구 자석은 튜브형이다.
제2 대안에 따르면, 상기 영구 자석은 반 튜브 형상의 타일형이다.
제3 대안에 따르면, 상기 영구 자석은 각 섹터(angular sector)형이다.
제4 대안에 따르면, 상기 영구 자석은 평행 육면체형 부품이다.
제5 대안에 따르면, 상기 영구 자석은 디스크형이다.
어느 한 특정 실시예에 따르면, 상기 자석은 직경 방향으로 자기화된다.
어느 한 특정 실시예에 따르면, 상기 자석은 튜브형이고, 직경 방향으로 자기화된다.
연속적으로 그 방향이 바뀌는 자기화는 측정 차원을 따라서 위치한 영역에서 원하는 방향을 가질 수 있다. 예를 들면, 간섭 자기장(예를 들면 케이블로부터 발생된)이 자석에 적용되는지와 자석의 중간 위치에서 모든 환경 하에서 비-저하 정밀성을 보존하기 위하여 그 효과를 최소화하기 원하는 지에 따라 자석의 중앙에 법선 방향 또는 접선 방향 자기화를 도입할 수 있다. 그러면 자석의 중앙에서 상기 간섭 자기장의 방향을 앎으로써 바람직하게는 자석의 중앙에서 자기화의 방향을 선택할 수 있다. 따라서, 상기 간섭 자기장이 움직임의 가운데에 대해 접선 방향인 방향을 갖는 경우, 자석의 가운데에 접선 방향인 방향을 갖는 자기화를 선택할 수 있다. 물론, 앞서 제시한 예는 센서의 경로의 가운데 위치에 전혀 제한되지 않으며 센서의 경로의 어떤 지점에도 고려될 수 있다.
어느 한 특정 실시예에 따르면, 영구 자석은 경로의 단부에 대해 접선 방향인 방향 및 법선 중앙 방향 사이에서 바뀌는 방향을 갖는 자기화를 갖고, 경로에 대한 전기적 각도의 전체 회전은 실질적으로 180°가 된다.
또 다른 특정 실시예에 따르면, 영구 자석은 경로의 단부에 대해 접선 방향인 방향 및 접선 중앙 방향 사이에서 바뀌는 방향을 갖고 자기화되며, 경로에 대한 전기적 각도의 전체 회전은 실질적으로 360°보다 작게 된다.
비-튜브형 자석의 경우에, (가운데에 법선 방향 또는 가운데에 접선 방향인)자기화 유형 및 자석에 대한 자기화의 전체 회전은 원하는 성능 및 사이즈 제한에 따라서 결정될 수 있다. 도 4 및 도 5의 표들은 자석의 고정된 치수 및 주어진 경로에 대한 몇 가지 실험 예들을 나타낸다. 이러한 표들은 원하는 자석의 크기에 따라서, 자기화 유형의 선택이 안내되고, 그 중에서도 비-선형성에 대해 획득된 성능에 의하여 안내된다.
일 대안에 따르면, 자석은 비등방성 타입이며, 자기화의 방향은 비등방성 방향으로 정렬된다.
바람직하게는, 상기 자석은 방향이 자석의 경로에 따라서 연속적으로 변화하는 비등방성을 갖는다.
또한, 본 발명은, 사용된 경로에 사용할 수 있는 경로에 대하여 상기 신호 Vn 및 Vt들의 최대 진폭 Vmaxn, Vmaxt을 결정하는 것, 비 Vmaxt / Vmaxn와 같은 계수 k를 산출하는 것 및 아크탄젠트 계산에 앞서 계산된 위치와 실제 위치 사이의 차이의 글로벌 최소화(global minimization)를 통하여 k와는 엄격히 다른 이득 계수 G를 설정하는 것으로 이루어진 절대 위치 계산을 위한 시스템의 파라미터화를 위한 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상술한 유형의 절대 위치를 측정하기 위한 시스템을 구동하기 위한 방법에 관한 것으로서, 자석 및 프로브를 포함하고, 신호 Vn 및 Vt들이 변형되거나 순수한 사인 곡선인 아닌 유사-정현파형 사인 곡선으로이며, 상기 방법은측정 또는 시뮬레이션을 통하여 그리고 자석과 프로브의 복수개의 상대적인 위치들에 대하여, 이 상대적인 위치 각각의 측정치 X를 상대적 위치 X에 대하여 획득된 전기적 신호 Vn 및 Vt의 비 Vn / Vt에 연결하는 법칙을 설립하는 것으로 이루어진 예비 교정 단계(preliminary calibration operation), C는 공지된 구조 상수이고, 이득 G을 위하여 다양한 측정치 X들과 다양한 함수 C.Arctg(G . Vn / Vt)값들 사이의 편차가 복수의 상대적 위치들에 대하여 얻어진 최소값인, 상기 이득 G 값을 결정하는 것으로 이루어진 예비 최적화 단계, 및 시스템의 사용 동안에 수행되고, 자석과 프로브의 상대적인 어떠한 위치의 측정치 X와 함수 C.Arctg(G . Vn / Vt)의 값을 비교하는 것으로 구성되는 연속된 이용 단계를 포함한다.
이러한 실시예는, 당업자가 이 명세서를 읽음으로써 이해할 수 있을 것이고, 예비 교정 및 최적화 단계는 절대 위치 측정을 위한 관련 시스템을 파라미터화하기 위한 방법을 구성한다.
더 나아가, 구조 상수 C는 자석의 자기화 피치에 의해 정의되고, 자석과 프로브의 상대적인 움직임의 거리와 각 Arctg(G . Vn / Vt)의 대응하는 변화에 대한 비를 나타낸다.
-도 1은 방향이 연속적으로 변화하는 자기화를 갖는 평행 육면체형 자석을 포함하는 측정 시스템의 개략도를 나타내고,
-도 2는 도 1의 자석의 부근에서 측정된 자기 유도를 나타내며,
-도 3a, 도 3b 및 도 3c는 도 2의 자기 유도의 비에 보정이 적용된 유형에 의존하여 획득된 비-선형 결과들과 계산된 전기적 각도를 나타내고,
-도 4는, 평행 육면체형 자석에 대하여, 자기화가 자석의 가운데에 접선 방향인 경우에 적용되는 성능 및 보정 파라미터를 요약한 표를 나타내며,
-도 5는 평행 육면체형 자석에 대하여, 자기화가 자석의 가운데에 대하여 법선 방향인 경우에 적용된 성능 및 보정 파라미터를 요약하는 표이고,
-도 6a, 도 6b 및 도 6c는 각각 디스크형 자석을 포함하는 측정 시스템의 개략적인 도면, 측정 지점에서의 자기 유도 및 비-선형 형태의 결과를 나타내며,
-도 7a, 도 7b 및 도 7c는 각각 튜브형 자석을 구비한 측정 시스템의 개략적인 도면, 측정 지점에서의 자기 유도 및 비-선형 형태의 결과를 나타내고,
-도 8a와 도 8b는 각각 타일 형태를 포함하는 제1 측정 시스템의 개략적인 도면과 비-선형 형태의 결과를 나타내며,
-도 9a 및 도 9b는 각각 타일을 갖는 제2 측정 시스템의 개략적인 도면과 비-선형 형태의 결과를 나타내고,
-도 10은 타일을 갖는 제3 측정 시스템의 개략적인 도면을 나타내며,
-도 11은 다중-주기 링을 갖는 측정 시스템의 개략적인 도면을 나타내고,
-도 12는 단방향성 자기화를 갖는 반면, 움직임의 방향에 따라서 세기가 바뀌는 자석을 갖는 측정 시스템의 개략적인 도면을 나타낸다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여, 비-제한적인 실시예들의 상세한 설명을 읽음으로써 더 잘 이해될 수 있다.
도 1은 평행 육면체형 자석(1)을 갖는, 선형 절대 위치를 측정하기 위한 시스템의 제1 실시예의 개략적인 도면을 나타낸다. 이 실시예는 24 mm로 설정된 작은 길이(L)를 갖는 자석(1)으로 28 mm의 경로에 대한 선형 위치 센서를 제공하는 것을 포함한다. 따라서, 이 배치의 이점은 재료와 벌크 형태에서의 이득과 그에 따른 비용과 대형화에 있다. 도 1에서, 자석(1)은 5 mm의 폭(LA)과 3 mm의 높이(H)를 갖는다. 자석(2)의 폭과 높이는 고조파 성분(harmonic content)에 거의 영향을 미치지 않으며, 단순히 획득된 신호들의 진폭에만 영향을 미칠 것이라는 것을 상기해야 한다. 상기 자석(1)은 180°가까운 각도에 대하여 자석 내부에서 연속적으로 변화하는 자기화 방향을 갖도록 자기화된다. 상기 각도는 비-선형 형태의 우수한 결과를 얻을 수 있도록 분석적으로 결정된다. 상술한 자석(1) 위에, 윗면으로부터 3.5 mm의 거리에서, 공간상의 지점에서 움직임의 방향에 대하여 정의된, 각각 자기장의 접선 방향 성분과 법선 방향 성분인, 두 개의 수직 하는 축에 대한 자기장의 진폭 Bt과 Bn을 추적할 수 있는 감자기성 추적 수단을 포함하는 프로브(2)가 있게 된다. 상기 추적 수단은 전선 방향과 법선 방향 성분들이 보다는, 접선 방향 및 축 방향 마그네틱 성분들을 이용하기 위하여 차원(LA)을 따라서, 자석(1)의 대칭적인 평면으로부터 이동될 수 있다는 것을 상기해야 한다.
도 2는, 도 1의 경우에서 자석(1)이 추적 수단(2)들의 홀 요소들에 대하여 프로브의 상대적인 위치의 함수에 따라 위치하는 지점에서 법선 방향 자기장 성분(BN) 및 접선 방향 자기장 성분(BT)의 유도 측정의 결과를 나타낸다.
이 구성에서, 접선 방향 및 법선 방향 신호들은 특히 에지 효과로 인하여, 그러나 보다 일반적으로는 상술한 다양한 이유들로 인하여 고조파 성분이 크기 때문에 90°로 위상 이동된 두 개의 다른 사인파(sinuse)들과는 사실상 다른 것이다.
사실, 위치가 두 가지 성분(미국 특허 제7,741,839호에서 설명된)들 사이의 아크탄젠트 계산에 기초하여 산출된 경우, 도 3a에서 도시된 바와 같이, 또는 상수 k는 사전이 미리 적용되고, 도 3b에 도시된 바와 같이 유럽 특허 제1989505호에 개시된 바와 같이 진폭 Vmaxt/Vmaxn들의 비와 같은 값을 가지며, 이것은 상당한 부정확함을 초래한다.
도 3a에서, 곡선 POS는 이득을 적용하지 않고, 도 2의 신호들의 비에 적용된 아크탄젠트 계산으로부터 산출된 전기적 각도와 위치의 이미지를 나타낸다. 신호 NL은 실제 기계적 위치의 함수로서 신호 POS의 비-선형성을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 신호에서 얻어질 수 있는 비-선형성은 +/- 2.8%이기 때문에 그 결과는 열악하다.
도 3b에서, 법선 방향 및 접선 방향 성분들에 적용된 이득은, 아크탄젠트 계산 전에는, 이러한 성분들의 진폭의 비와 같다. 도 2에 따르면, 진폭이 433 가우스(Gauss)인 접선 방향 신호와 진폭이 660 가우스인 법선 방향 신호를 사용함으로써, 따라서 이 이득 값은 0.65 (433/660)에 가까워지게 된다. 경로에 대하여 적용된 성분들의 비를 적용하고 아크탄젠트 계산을 통하여, 상기 비로 계산된 위치, POSk는 +/- 1.3%의 비-선형성을 가지며, NLk로 표시된다. 많은 실시예에서, 이러한 비-선형성은 허용될만한 것이 아니다. 따라서, 당업자는 상술한 바와 같은 다른 기술들을 사용하여 비-선형성을 바로잡고자 할 것이다.
이를 위해서, 아크탄젠트 계산이 홀 효과 부재들에 의하여 추적된 전기적 신호들의 비나, 진폭 Vmaxt/Vmaxn 들의 단순 비 k로 의해 가중된 신호들에 적용되는 것이 아니라 본 발명의 특정 이득 계수 G를 사용함으로써 가중된 신호들에 의해 적용된다.
사실, 전기 신호들이 완전한 사인파 형태가 아닌 변형된 사인파 형태인 경우, 이득 계수는, 진폭 Vmaxt/Vmaxn들의 비에 잠재적으로 가까울 지라도, 상기 비와는 항상 다르다. 상기 계수의 정확한 값은 모의 계산된 자기 위치와 실제 기계적 위치 데이터에 적용된 최적화 알고리즘에 의하여 결정된다. 편차는 측정 시스템을 계산 수단에서 사용하고자 하는 이득 계수 G를 결정하도록, 자기적 위치와 기계적 위치 값들 사이에서 최소화된다.
결국, 시뮬레이션에 의하여 유도 자장을 얻을 수 없고, 또는 프로브의 위치 추적이 보정되어야만 하는 경우, 성분들은 실제 기계적 위치의 함수로서 원형으로 측정되고, 측정된 기계적 위치는 교정된(calibrated) 위치 센서를 사용하여 측정된다. 앞서와 같이, 그러면 측정 시스템의 계산 수단으로서 사용될 수 있는 이득 계수 G를 결정하도록, 편차는 기계적 위치 값들과 비 Vn/Vt의 아크탄젠트에 의하여 계산된 자기적 위치 값들 사이에서 최소화된다.
도 3c는, 여전히 도 1의 구성에서, 본 발명에서 제시된 방법을 적용하는 한편, 출력 신호의 형태와 그 신호의 비-선형성의 결과들을 나타낸다. 신호 POSG는 이득 G가 적용된 접선 방향 성분 및 법선 방향 성분들의 이미지들인 전압의 비의 아크탄젠트 계산에 의하여 얻어지는 신호를 나타낸다. 0.76인 이득 G이 적용된 경우, NLG로 표시된 획득된 위치 신호의 비-선형성은 따라서 +/- 0.62%로 낮아지게 되거나, 오로지 진폭들의 비의 이득만으로 획득된 값보다 2배 작은 값을 갖게 된다.
도 1의 실시예에 관련된 예는 제한적인 것이 아니며, 다양한 크기의 자석과 측정 환경에서 다양한 보정 이득 값을 사용한다.
수행된 다양한 테스트들은, 고조파 성분을 무시할 수 없는 경우 상수 G는 k와 크게 달라지는 것을 알고 있으므로, 이득 G가 0.4 k 내지 0.98 k의 범위의 진폭들의 비인 k값보다 작거나, 1.02 k 내지 2.5　k 범위의 k값보다 크게 변화하는 것을 나타낸다.
도 4는, 결과들의 변화와 경로에 대하여 획득된 신호의 비-선형성의 형태의 최선의 결과를 얻기 위하여 법선 방향 성분과 접선 방향 성분의 비에 적용되는 최적화된 보정 이득 G과 종래 기술에 의해 제안된 이득 k의 차이를 나타내도록, 평행 육면체형 자석의 가운데에서 접선 방향인 자기화 방향을 갖는 경우의 28 mm의 경로를 갖는 선형 위치 센서를 추적하기 위해 수행된 테스트를 요약하는 표를 나타낸다. 제1 열(치수)은 다양하게 고려된 기하학적 경우의 치수를 나타낸다. 각각의 시간에, 길이가 20 mm에서 32 mm까지 변화하는 경우의 평행 육면체형 자석을 포함한다. 제2 열(공기 간극(air gap))은 자석의 표면과 측정 수단들 사이에서 측정된 공기 간극 또는 거리(D)를 나타낸다. 제3 열은 접선 방향 진폭(b1)과 법선 방향 진폭(a1)의 비에 대응하는 본 발명의 종래 기술에 따라서 계산된 계수 k의 변화를 나타낸다. 제4 열은 k값과 λ의 곱과 같고 본 발명에서 제안하고 있는 계수 G의 변화를 나타낸다. 제5열은 λ값을 나타낸다. 제6 열은 보정 계수 G를 사용한 28 mm의 경로에 대하여 획득된 비-선형성 값을 나타내는 반면, 제7 열은 종래 기술의 보정 계수 k를 사용하여 획득된 28 mm의 경로에 대하여 획득된 비-선형성을 나타낸다.
이러한 실험 예들은 모든 경우에, 비-제한적인 것이나, 일반적인 예들이고, 각각에 대하여, 종래 기술의 계수 k로 획득된 비-선형성은 k와는 엄밀히 다른 계수 G를 사용함으로써 실질적으로 개선될 수 있다.
도 4의 표는 특히 매우 우수한 선형성을 보장하면서 경로보다 훨씬 짧은 길이를 갖는 센서를 제공하는 것을 나타낸다. "실험 예 5"를 참조하면, 자석의 길이는 20 mm이나, 경로 28 mm보다 훨씬 작다. 종래 기술에 의해 제안된 보정 계수 k, 0.47을 사용하면, 획득할 수 있는 최선의 비-선형성은 +/- 9%이다. 이값은 산업상 세부사항들과 양립할 수 없는 것이다. 보정 계수 G, 1.05를 사용하면, 획득할 수 있는 최선의 비-선형성이 +/- 0.94%이다. 자석이 경로보다 매우 작은 경우 이러한 구성의 사용이 종래 기술에서는 금지되었지만, 본 발명에서 제안하는 보정 계수를 사용하면, 실현 가능하게 될 수 있다.
도 5는 자기화 방향이 평행 육면체형 자석의 가운데에 법선 방향인 경우에 28 mm의 경로를 갖는 선형 위치 센서를 추적하기 위해 수행된 테스트를 요약하는 표를 나타낸다. 도 4의 표에서 이미 도시된 것과 같은 열들을 이 표에서도 볼 수 있다. 따라서 고려된 구성의 함수로서 자석(1)의 가운데에 대하여 법선 방향 또는 접선 방향인 자기화를 형성하는 이점과 영향을 관찰할 수 있다.
예를 들면, "실험 예 14"를 참조하면, 이것은 길이 24 mm를 갖는 자석(1)이고, 따라서 경로보다 작고, 측정 거리는 자석 위에서 6.5 mm 이거나 상대적으로 긴 거리를 갖는다. 종래 기술에서 제안하고 있는 보정 계수 k, 0.52를 사용하면, 얻어질 수 있는 최고의 비-선형성은 +/- 3.7%이다. 이값은 대부분의 산업상 세부 사항들과 양립할 수 없는 것이다. 1.30배 더 크거나, 또는 0.69인 보정 계수 G를 사용하면, 얻어질 수 있는 최고의 비-선형성은 +/- 0.08%이 된다. 자기화 방향이 그 가운데에 대하여 접선 방향인 경우의 각각의 실험 예에 대한 도 4의 표를 참조하면, 획득할 수 있는 최고가 계수 G, 0.87에 대하여 +/- 0.21%이 된다. 따라서, 자석(1)의 가운데에 법선 방향인 자기화를 제공함으로써, 자석(1)의 크기를 줄이면서 자석으로부터 상당한 거리에서 작동하는 것을 유지할 수 있고, 최소의 비-선형성을 보장하고 엄격한 세부 사항들과 양립할 수 있게 된다.
또한, 표 5에서, 또 다른 실시예를 참고하자. "실험 예 20"은 자석이 경로보다 더 긴(길이가 32mm인) 경우를 나타낸다. 자석으로부터 3.5 mm의 거리에서 작동함으로써, 계수 k, 0.48에 대하여 +/- 4.6%에서, 보정 계수 G, 0.3에 대하여 +/- 0.29%로 비-선형성이 개선될 수 있다. 따라서, 자석이 경로보다 긴 길이를 갖는 경우에도 개선된 정확도를 갖는 센서를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 도 5의 이 표는 제약이 엄격한 경우의 특히 적합한 예를 결정할 수 있게 한다. "실험 예 21"은 측정 공기 간극이 작은 (2 mm) 경우, 그리고 자석(1)이 경로보다 매우 작은 길이(28mm 경로에 대하여 20 mm 인)인 경우에 대응한다. 그 경우에, 에지 효과는 상당하고 프로브(2)와 자석(1) 사이의 근접함으로 고조파 성분을 매우 크게 한다. 종래 기술의 0.55의 보정 계수 k로, 얻을 수 있는 최고의 선형성은 +/- 6%인 반면, 보정 계수 G, 0.31로 얻을 수 있는 비-선형성은 +/- 0.6%이 된다. 따라서, 더욱 작은 자석을 갖는 고-정밀 센서를 제공할 수 있고, 작은 측정 공기 간극으로도 작동될 수 있다.
도 6a는 디스크형 자석을 갖는, 절대 각 위치를 측정하기 위한 시스템의 제1 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
자기화의 방향은 자석(1)의 두께에 따라서 연속적으로 변화하고, 자기화는 360 ° 회전을 수행한다. 프로브는 (S)로 표시된 원 상에 위치하고, 자석(1)과 동축이고, 자석(1) 위에 위치하며, 시각적인 경로를 나타내며, 상기 경로 상에서 프로브(2)는 자석(1)에 대하여 움직이거나 자석(1)이 프로브(2)에 대하여 움직인다. 절대 위치를 계산하기 위하여 사용된 성분들은 마그네틱 성분 Bt 및 Bn의 이미지들이고, Vt 및 Vn으로 표시된 접선 방향 및 법선 반향 전기적 성분들이다.
도 6b에서, 성분 Bt와 Bn은 도시된 바와 같이 20 mm의 외부 직경, 10 mm의 내부 직경 및 2.5 mm의 두께를 갖는 자석(1)의 경우에 표면으로부터 3 mm 거리 (D)에 위치한 프로브(2)에 의해 360°의 기계적 각 이동(angular travel)을 갖는 것으로 도시되었다. 성분들에 따라서 삼각형 및 사다리꼴 형 변형을 형성하는 경향이 있는 랭크 i=3의 고조파를 포함하는 이러한 신호들이 나타난다.
도 6c에서, 본 발명에 의해 청구되는 바와 같이 계수 G의 기여도를 다시 나타낼 수 있고, 종래 기술에 제안에 따르면 +/- 3.6%인데 비해 +/- 0.4%의 센서 비-선형성을 얻을 수 있다. 그러면 적용된 계수는 두 신호들 사이의 진폭의 단순한 비에 대하여는 0.44인데 비해 0.67이 된다.
도 7a는 튜브형 자석(1)을 갖는, 절대 각 위치를 측정하는 제1 실시예의 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
자기화 방향이 프로브(2)에 의해 나타나는 바와 같이 자석(1) 내부에서 연속적으로 바뀌는 자기화는 완전한 각 경로는 360°각도에 대하여 360° 회전을 야기한다. 프로브(2)는 자석(1)과 동심이고, (S)로 표시된 원형 궤적 위에 위치하며, 바람직하게는 자석(1)의 높이(H)에 위치한다. 절대 위치를 계산하는 데에 사용된 성분들은 Vt 및 Vn으로 표시된 접선 방향 및 법선 방향 전기적 성분들이고, 마그네틱 성분 Bt 및 Bn의 이미지이다. 측정 직경(S)의 높이에 의존하여, 바람직하게는 센서의 정밀성 또는 유도 진폭을 이유로 축 방향 성분(Va) 및 접선 방향 성분(Vt)을 선택할 수 있다.
도 7b는 360° 각도로 기계적 이동을 하는, 외부 직경 7mm, 내부 직경 5mm 및 두께 3.5 mm의 자석(1)의 경우에 표면에서부터 3.16 mm의 거리에 위치한 프로브(2)에 의해 측정된 성분 Bt 및 Bn을 나타낸다. 이러한 곡선들은, 처음에는 완전한 사인 곡선형 윤곽을 갖는 것으로 보일 수 있으나, 매우 작은 고주파 성분을 갖는다.
그럼에도, 도 7c는 제시하고 있는 계수 G와 종래 기술의 계수 k의 차이는 매우 작을지라도, 특히 자기화 도구의 형상과 자석의 자기 투자율에 기인한 작은 고주파 성분으로 인하여 1.03이 되기 때문에, 그 기여도는 센서의 +/- 0.3%에서 +/- 0.4%.로 개선되고 있는 비-선형성에 대하여는 사실상 주목할만한 것이다.
도 8a는 타일형 자석을 갖는, 절대 각 위치 측정을 위한 제1 실시예의 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
자기화 방향은 움직임의 방향에 따라서 자석(1) 내부에서 연속적으로 바뀌고, 완전 각 경로는 80°로 고려된다. 프로브(2)는 자석(1)의 외부 직경보다 큰 직경에 대응하는 궤적(S)에 대하여 자석(1)의 앞에 위치하고, 자석(1)과 동심으로 배치되고, 바람직하게는 자석(1)의 높이 (H)에 위치한다. 절대 위치를 계산하는 데에 사용된 성분들은 Vt 및 Vn으로 표시된 접선 방향 및 법선 반향 전기적 성분들이고, 마그네틱 성분 Bt 및 Bn들의 이미지이다. 측정 직경(S)의 높이에 따라서, 바람직하게는 센서의 정확도 또는 유도 진폭을 이유로 축 방향 성분(Va)과 접선 방향 성분(Vt)을 선택할 수 있다.
도 8b는 종래 기술은 계수 k를 사용하는 데에 비하여 본 발명에 따르면 이득 G를 사용함으로써 얻어지는 이점들을 나타낸다. 90°, 100° 및 120°의 각 자석 길이(1)에 대하여, 획득할 수 있는 최선의 선형성은 +/- 4% 내지 +/- 1%, +/- 1.51% 내지 +/- 0.65% 및 +/- 0.9% 내지 +/- 0.39%이다.
도 9a는 타일형 자석을 갖는, 절대 각 위치 측정을 위한 제2 실시예의 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
자기화 방향은 이동 방향으로 자석(1)의 내부에서 연속적으로 변화하고, 완전 각 이동은 40°로 설계된다. 프로브(2)는, 원형 궤적(S)의 호에 대하여 자석(1)으로부터 거리(D)로 자석(1)의 앞에 위치하고, 자석(1)과 동심으로 배치된다. 절대 위치를 계산하는 데에 사용된 성분들은 Vt 및 Vn으로 표시된 접선 방향 전기적 성분 및 법선 방향 전기적 성분이고, 마그네틱 성분 Bt 및 Bn의 이미지이다. 측정 직경(S)에 따르면, 바람직하게는 센서의 정확성과 유도 진폭을 이유로 축방향 성분 (Va)와 접선 방향 성분(Vt)을 선택할 수 있다.
도 9b는 종래기술의 계수 k의 사용에 비하여 본 발명에 따른 이득 G을 사용하여 얻어지는 개선점들을 나타낸다. 30°, 40°, 50°및 70°의 각 자석(1) 길이에 대하여, 각각 획득할 수 있는 최선의 비-선형성은 +/- 2.53% 내지 +/- 0.14%, +/- 5.3% 내지 +/- 0.13%, +/- 3.7% 내지 +/- 0.45%, 및 +/- 0.24% 내지 +/- 0.04%이 된다.
도 10은 타일 자석을 갖는 절대 각 위치를 측정하기 위한 제3 실시예의 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다. 이 경우에, 프로브(2)는 궤적(S)에 위치하고, 자석(1)의 상기 곡선 반경과 동심으로 배치되나, 상기 곡선 반경보다 작은 반경을 갖는다. 사실, 상기 곡선 반경보다 작은 반경을 갖는 궤적(S)은, 궤적(S)이 자석의 곡선 반경보다 큰 반경을 갖는 경우보다 개선된 움직임이 상당히 작다는 사실 때문에 적용될 수 있는 보정 요소의 형태에서 다른 결과를 초래한다.
도 11은 방향이 연속적으로 변화하는 다중-극 자기화를 갖는 링 자석(1)으로 구성된 본 발명에 따른 센서 구조를 나타낸다. 사실 링은 72° 자기화 각도로 5 번의 자기화 주기를 갖는 것을 알 수 있다. 각각의 주기에 걸쳐서, 자기화 방향의 회전은 360°가 된다. 프로브(2)는 자석의 표면에 가까이 위치하고, 따라서 자석이 프로브에 대하여 회전하거나 프로브가 자석에 대하여 회전하는 경우 5 주기에 대한 각 위치를 기록할 수 있게 된다. 그러면 위치 센서는 더 이상 360° 각도에 대한 절대 위치를 제공하지 않더라도, 72° 주기에 대한 절대 위치를 제공할 수 있다. 이러한 종류의 다극 자석 구성으로 예를 들면 모터의 전기 주기에 대하여 절대 위치를 제공할 수 있다. 코더(coder)의 정확성은 모터의 출력 또는 후자에 의해서 제공된 동적 토크의 안정성에 영향을 미친다. 본 발명은 채택된 이득을 사용함으로써 이러한 두 가지 요소들을 개선할 수 있다.
도 12는 대안적인 자기화 유형을 나타낸다. 자기화의 방향이 연속적으로 바뀌는 것과는 달리, 여기서 제시된 자기화는 하나의 방향에 따라서 연속적으로 변화하고 센서의 움직임에 대응하는 자기화 진폭의 변화를 통하여 수행된다. 다시 여기서, 유사-사인파형 전기 신호들을 얻을 수 있을지라도, 아크탄젠트 계산에 앞서 측정된 두 개의 신호들의 진폭의 비와는 다른 이득의 도입으로 정확도를 향상시킬 수 없다.
몇 가지 예들에 대하여 여기서 개략적으로 설명하고 도시된 본 발명은 물론 센서의 단일 방향 움직임에 제한되지 않는다. 움직임의 방향에 대해 상술한 것과 같은 원리에 기초하여, 이어지는 (2디 센서(2D sensor)라고 불리는) 2 방향 움직임 센서는 측정 지점에서 만들어지는 자기장의 3가지 성분들(접선 방향 및 두 개의 법선 방향 성분들)을 사용하는 하나 이상의 프로브를 사용하여 구성될 수 있다.
이러한 실시예들에 대해, 당업자는 본 상세한 설명을 읽음으로써 이해할 수 있을 것이고, 예비적인 교정 및 최적화 단계는 절대 위치를 측정하기 위한 관련된 시스템을 파라미너화를 위한 방법을 구성한다.
더 나아가, 구조 상수 C는 자석의 자기화 피치에 의해 정의되고, 각 Arctg(G . Vn / Vt)의 변화에 따른 자석과 프로브의 상대적인 움직임 거리의 비를 나타낸다.

Claims (19)

  1. 영구 자석 및 주어진 경로로 상기 자석에 대하여 이동 가능한 하나 이상의 프로브를 포함하는 시스템으로서,
    상기 자석은 이동 방향에 대해 접선 방향인 제1 마그네틱 성분 Bt과, 횡 방향으로 상기 제1 마그네틱 성분에 대해 수직이면서, 법선 방향인 제2 마그네틱 성분 Bn을 갖는 자기장을 상기 프로브에 형성하고, 상기 프로브는 각각 상기 성분 Bn, Bt들에 따르는 두 개의 전기적 신호 Vn, Vt들을 전달하고,
    상기 시스템은 에지 효과 또는 자기화의 결함으로 인한 고조파들을 보상하기 위해 보정 계수 G가 적용되는 상기 신호 Vn, Vt들 사이의 아크탄젠트 비에 기초하여 산출된 위치 정보를 제공하는 제어기를 더 포함하며,
    상기 제어기는 k와는 엄격히 다른 이득 G를 신호 Vn, Vt 들 중 하나에 적용하기 위하여 파라미터화되고, 상기 k는 비 Vmaxt/Vmaxn를 의미하고, 상기 Vmaxt, Vmaxn는 각각 상기 경로에 대하여 신호 Vt, Vn들의 진폭을 나타내며, 상기 이득 G는 상기 제1 및 제2 마그네틱 성분들의 결과로 획득된 위치 값들과 대응하는 실제 기계적 위치 값들 사이의 편차를 최소화하기 위하여 산출되며,
    상기 영구 자석은 이동 방향으로 연속적으로 변화하는 자기화 방향을 갖거나, 또는
    상기 영구 자석은 단방향으로 자기화되고, 상기 자기화의 세기는 이동 방향으로 연속적으로 변화하는 것을 특징으로 하는 절대 위치 측정을 위한 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 0.4 k 내지 0.98 k로 이루어진 이득 G를 신호 Vn, Vt들 중 하나에 적용하도록 파라미터화되는 것을 특징으로 하는 절대 위치 측정을 위한 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 1.02 k 내지 2.5 k로 이루어진 이득 G를 신호 Vn, Vt들 중 하나에 적용하도록 파라미터화되는 것을 특징으로 하는 절대 위치 측정을 위한 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    마그네틱 센서는 두 개 이상의 홀 효과 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 절대 위치 측정을 위한 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    마그네틱 센서는 자속 집중기에 결합된 두 쌍 이상의 홀 효과 부재들을 포함하는 것을 특징으로 하는 절대 위치 측정을 위한 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 영구 자석은 튜브형인 것을 특징으로 하는 절대 위치 측정을 위한 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 영구 자석은 반 튜브 형상의 타일형인 것을 특징으로 하는 절대 위치 측정을 위한 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 영구 자석은 디스크형인 것을 특징으로 하는 절대 위치 측정을 위한 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 영구 자석은 각 섹터형인 것을 특징으로 하는 절대 위치 측정을 위한 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 영구 자석은 평행 육면체형인 것을 특징으로 하는 절대 위치 측정을 위한 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 영구 자석은 상기 경로의 단부에 대하여 접선 방향인 방향과 법선 중앙 방향 사이에서 바뀌는 방향으로 자기화되고, 상기 경로에 대한 전기적 각도의 전체 회전은 사실상 180°와 동일한 것을 특징으로 하는 절대 위치 측정을 위한 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 영구 자석은 상기 경로의 단부에 대하여 접선 방향인 방향과 접선 중앙 방향 사이에서 바뀌는 방향으로 자기화되고, 상기 경로에 대한 전기적 각도의 전체 회전은 360°보다 작은 것을 특징으로 하는 절대 위치 측정을 위한 시스템.
  15. 제 1 항 및 제 4 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자석은 비등방성 타입이고, 상기 자기화의 방향은 상기 비등방성 방향으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 절대 위치 측정을 위한 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 자석은 방향이 상기 자석의 경로에 따라서 연속적으로 바뀌는 비등방성을 갖는 것을 특징으로 하는 절대 위치 측정을 위한 시스템.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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