KR101997825B1 - 센서들 열에 대한 자석의 포지션을 결정하기 위한 방법 - Google Patents

센서들 열에 대한 자석의 포지션을 결정하기 위한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101997825B1
KR101997825B1 KR1020170027287A KR20170027287A KR101997825B1 KR 101997825 B1 KR101997825 B1 KR 101997825B1 KR 1020170027287 A KR1020170027287 A KR 1020170027287A KR 20170027287 A KR20170027287 A KR 20170027287A KR 101997825 B1 KR101997825 B1 KR 101997825B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
value
sensor
signal
measurement time
magnet
Prior art date
Application number
KR1020170027287A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170102822A (ko
Inventor
안드레아스 포쓰
올리버 보르게스
아민 마이젠버크
악셀 바토스
Original Assignee
티이 커넥티비티 센서스 저머니 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 티이 커넥티비티 센서스 저머니 게엠베하 filed Critical 티이 커넥티비티 센서스 저머니 게엠베하
Publication of KR20170102822A publication Critical patent/KR20170102822A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101997825B1 publication Critical patent/KR101997825B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/16—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/2006—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils
    • G01D5/2033—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils controlling the saturation of a magnetic circuit by means of a movable element, e.g. a magnet
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/14—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

본 발명은 행 방향으로 연장되는 센서들의 행에 대해 측정 시간에 자석이 갖는 포지션을 결정하기 위한 방법에 관한 것이며, 센서들의 행에 대한 자석의 포지션은 행 방향의 방향 또는 행 방향에 평행한 방향으로 변경될 수 있고, 센서들의 행은 제 1 자기장-감지 센서 및 제 1 센서로부터 행 방향으로 이격되어 배열되는 제 2 자기장-감지 센서를 가지며, 제 1 센서 신호가 제 1 센서에 의해 생성되고, 그 값은 측정 시간에, 상기 측정 시간에 제 1 센서에 대한 자석의 포지션에 의존하고, 제 2 센서 신호가 제 2 센서에 의해 생성되고, 그 값은 측정 시간에, 상기 측정 시간에 제 2 센서에 대한 자석의 포지션에 의존하고, 제1 조사에서, 측정 시간에 생성된 제 1 신호가 제 1 기준값과 비교되고 그리고/또는 그것이 제 1 값 범위에 속하는지 여부에 관해 검사되고, 제 2 조사에서, 측정 시간에 생성된 제 2 신호가 제 2 기준값과 비교되고 그리고/또는 그것이 제 2 값 범위에 속하는지 여부에 관해 검사되고, 상대적 값은, 제 1 센서 신호가 상기 측정 시간에 생성한 값 및 제 2 센서 신호가 측정 시간에 생성한 값으로부터 형성되고, 제 3 조사에서, 이 상대적 값이 제 3 기준값과 비교되고 그리고/또는 그것이 제 3 값 범위에 속하는지 여부에 관해 검사되고, 제1 조사의 결과 및 제 2 조사의 결과 및 제 3 조사의 결과로부터, 센서 신호들 중 어느 것이 측정 시간 동안 리딩 신호로서 간주되어야 하는지에 관한 결정이 내려지고, 측정 시간에 센서들의 행에 대한 자석의 포지션은 이러한 방식으로 결정된 리딩 신호를 평가함으로써 결정된다.

Description

센서들의 행에 대한 자석의 포지션을 결정하기 위한 방법{METHOD FOR DETERMINING THE POSITION OF A MAGNET RELATIVE TO A ROW OF SENSOR}
본 발명은 측정 시간에, 행 방향으로 연장되는 센서들의 행에 대해 자석이 갖는 포지션을 결정하기 위한 방법에 관한 것이다.
DE 10 2010 025 170 B4로부터, 측정 시간에, 행 방향으로 연장되는 센서들의 행에 대해 자석이 갖는 포지션을 결정하기 위한 방법이 알려져 있다. 센서들의 행에 대한 자석의 포지션은 행 방향과 평행한 방향으로 변할 수 있고, 센서들의 행은 제 1 자기장-감지 센서 및 제 1 센서로부터 행 방향으로 이격되어 배열된 제 2 자기장-감지 센서를 갖는다. DE 10 2010 025 170 B4로부터 알려진 방법에서, 하나의 바람직한 실시예에서, DE 10 2010 025 170 B4의 도 8a), 8b)에 도시된 센서와 같이 각각 구성된 센서들이 사용되는 것이 가능하다. 이러한 센서는 제 1 중간 신호를 생성하는 제 1 부분(레지스터들(R1, R2, R3, R4)) 및 제 2 중간 신호를 생성하는 제 2 부분(레지스터들(R5, R6, R7, R8))을 가지며, 제 1 중간 신호의 진행 및 제 2 중간 신호의 진행은 센서의 위치에서 자석에 의해 생성된 자기장의 방향 및/또는 세기에 의존한다. 제 1 중간 신호는 실질적으로 인가된 전압(Usin)에 대한 사인-타입 진행(도 8b 참조)을 갖는다. 제 2 중간 신호는 실질적으로, 인가된 전압(Ucos)에 대한 코사인-타입 진행(도 8b 참조)을 갖는다. 도 8a에서 알 수 있는 바와 같이, 제 1 부분의 중간 지점은 제 2 부분의 중간 지점에 대응한다. 센서의 사인-타입 및 코사인-타입 신호들은 필드각(field angle) 진행을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 여기에서의 필드각 진행은, 측정 위치(센서의 위치)에서 자석에 의해 생성된 자기장의 필드 방향이, 자석이 센서를 통과할 때 발생하는 것과 같이, 센서의 소위 바람직한 방향에 대해 가정하는 각도의 진행을 의미하는 것으로 이해된다. 바람직한 방향은 참조를 단순화하기 위해 의도되는 미리 결정된 방향이다. 필드각이 예를 들어, 바람직한 방향에 대해 30°로 측정 시간에 결정되면, 이는 자석에 의해 생성된 자기장의 필드 방향이 측정 위치에서 미리 결정된 방향에 대해 30°의 각도라고 가정한다는 것을 의미한다. DE 10 2010 025 170 B4로부터 알려진 센서 구조의 모드의 경우에, 필드각은 2개의 신호 값의 나누기 후에, 아크탄젠트 계산을 통해(필드각 = 0.5 x ARCTAN(Uasin/Uacos)) 간단한 방식으로 나타난다. DE 10 2010 025 170 B4로부터 알려진 실시예는 관계{Uasin × Uasin + Uacos × Uacos = 상수}를 통해, 각각의 개별 센서에 대해, 센서 신호가 올바른지 여부를 검사하는 것이 가능하다는 이점을 추가로 제공한다.
DE 10 2010 025 170 B4에서 제안된 방법은, 포지션을 결정하기 위해, 복수의 센서들의 센서 신호들, 일 바람직한 실시예에서, 센서들의 행의 모든 센서들의 센서 신호들이 평가되는 것을 고려한다. DE 10 2010 025 170 B4의 도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이, 거기서 제안된 방법은 전체 디바이스의 센서 신호를 생성하는 것에 기초하며, 여기서 센서 신호는, 측정 시간에 개별 센서들의 개별 측정 값들로 구성된다(도 2 참조). 거기서 설명된 방법에서, 전체 디바이스의 이와 같이 생성된 센서 신호와 기준 신호 사이의 일치(congruence)를 달성하기 위해, 전체 디바이스의 이와 같이 생성된 센서 신호의 진행 및 기준 신호의 진행이 서로에 대해 얼만큼 그리고 어느 방향으로 변위되어야 하는지에 관한 검사가 그 후 수행된다. 측정 시간에 그것이 안착된 자석의 포지션은 양(amount) 및 방향으로부터 확인된다.
본 방법이 갖는 가능한 단점은, 센서 신호와 기준 신호 간의 일치를 달성하기 위해 센서 신호의 진행 및 기준 신호의 진행이 서로에 대해 변위되어야 하는 방향 및 양을 평가 유닛에서 설정하기 위해 사용되어야 하는 계산 노력일 수 있다.
이러한 배경에 대하여, 본 발명의 목적은 행 방향으로 연장되는 센서들의 행에 대해 측정 시간에 자석이 갖는 포지션을 결정하기 위한 단순화된 방법을 제안하는 것이다.
이 문제는 제 1 항에 따른 방법에 의해 해결된다. 유익한 실시예들은 종속항들 및 이하의 설명에서 재현된다.
본 발명은, 단지 하나의 센서의 센서 신호로부터, 자석이 측정 시간에 센서들의 행에 대한 포지션을 결정하는 것이 가능하지만, 행 방향으로 서로 이격되어 배열된 적어도 2개의 자기장-감지 센서들이 존재하는 경우, 측정 시간 동안 센서 신호들 중 어느 것이 리딩(leading) 신호로 간주되어야 하는지를 설정할 필요가 있다는 기본 아이디어로부터 시작한다. 본 발명은 이에 따라, 그 중에서도, 측정 시간에 리딩 신호로서 간주되어야하는 센서 신호를 결정하는 방식을 제안한다.
본 발명에 따른 방법은 이에 따라, 제 1 검사에서, 제 1 센서 신호가 측정 시간에 생성한 값을 제 1 기준값과 비교하고 그리고/또는 그것이 제 1 값 범위에 속하는지 여부에 관해 검사하는 것을 제안한다. 제 1 값 범위에 속하는 것은, 예를 들어, 제 1 센서 신호의 값이 제 1 값 범위의 하위 임계치를 초과하고 제 1 값 범위의 상위 임계치 미만인지를 검사함으로써 설정될 수 있다. 만약 그렇다면, 제 1 센서 신호의 값은 제 1 값 범위에 속한다. 제 1 기준값과의 비교는, 제 1 센서 신호의 값이 제 1 기준값에 대응하는지에 관한 검사가 수행되도록 실행될 수 있다. 다른 실시예에서, 제 1 기준값과의 비교는, 제 1 센서 신호의 값이 제 1 기준값보다 큰지에 관한 검사가 수행되도록 실행될 수 있다. 다른 실시예에서, 제 1 기준값과의 비교는, 제 1 센서 신호의 값이 제 1 기준값보다 작은지에 관한 검사가 수행되도록 실행될 수 있다.
추가의 단계로서, 본 발명에 따른 방법은, 제 2 검사에서, 제 2 센서 신호가 측정 시간에 생성한 값을 제 2 기준값과 비교하고 그리고/또는 그것이 제 2 값 범위에 속하는지 여부에 관해 검사하는 것을 제안한다. 제 2 값 범위에 속하는 것은, 예를 들어, 제 2 센서 신호의 값이 제 2 값 범위의 하위 임계치를 초과하고 제 2 값 범위의 상위 임계치 미만인지를 검사함으로써 설정될 수 있다. 만약 그렇다면, 제 2 센서 신호의 값은 제 2 값 범위에 속한다. 제 2 기준값과의 비교는, 제 2 센서 신호의 값이 제 2 기준값에 대응하는지에 관한 검사가 수행되도록 실행될 수 있다. 다른 실시예에서, 제 2 기준값과의 비교는, 제 2 센서 신호의 값이 제 2 기준값보다 큰지에 관한 검사가 수행되도록 실행될 수 있다. 다른 실시예에서, 제 2 기준값과의 비교는, 제 2 센서 신호의 값이 제 2 기준값보다 작은지에 관한 검사가 수행되도록 실행될 수 있다. 특히 바람직한 실시예에서, 제 1 기준값은 제 2 기준값에 대응하거나, 제 1 값 범위는 제 2 값 범위에 대응한다.
또한, 제 1 대안에서, 본 발명에 따른 방법은, 제 1 센서 신호가 측정 시간에 생성한 값 및 제 2 센서 신호가 측정 시간에 생성한 값으로부터 상대 값을 형성하는 것을 제안한다. 이 대안은 특히, 단일의 완전한 휘트스톤 브릿지(full Wheatstone bridge) 또는 단일의 휘트스톤 하프-브릿지를 가지며 센서의 센서 신호가 이 완전한 휘트스톤 브릿지 또는 휘트스톤 하프-브릿지 중 하나로부터 태핑(tapping)되는 신호로부터 생성되는 자기장-감지 센서 타입들에 대해 사용된다. 제 2 대안에서, 본 발명에 따른 방법은, 상대 값이 제 1 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 측정 시간에, 제 1 센서의 제 1 중간 신호의 값으로부터, 그리고 제 1 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 측정 시간에, 제 1 센서의 제 2 중간 신호의 값으로부터, 그리고 제 1 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 측정 시간에, 제 2 센서의 제 1 중간 신호의 값으로부터, 그리고 제 2 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 측정 시간에, 제 2 센서의 제 2 중간 신호의 값으로부터 형성된다는 것을 제안한다. 이 대안은 특히, 적어도 2개의 부분들(제 1 중간 신호가 태핑되는 완전한 휘트스톤 브릿지 또는 휘트스톤 하프-브릿지를 갖는 제 1 부분, 제 2 중간 신호가 태핑되는 완전한 휘트스톤 브릿지 또는 휘트스톤 하프-브릿지를 갖는 제 2 부분)로 구성되고 센서 신호의 센서 타입 생성이 제 1 중간 신호 및 제 2 중간 신호로부터 수행되는 자기장-감지 센서 타입들에 대해 사용된다.
본 발명에 따른 방법은 제 3 검사에서, 2개의 대안들 중 하나에 따라 생성된 상대 값을 제 3 기준값과 비교하고 그리고/또는 그것이 제 3 값 범위에 속하는지 여부에 관해 검사하는 것을 고려한다. 제 3 값 범위에 속하는 것은, 예를 들어, 상대 값의 값이 제 3 값 범위의 하위 임계치를 초과하고 제 3 값 범위의 상위 임계치 미만인지를 검사함으로써 설정될 수 있다. 만약 그렇다면, 상대 값의 값은 제 3 값 범위에 속한다. 제 3 기준값과의 비교는, 상대 값의 값이 제 3 기준값에 대응하는지에 관한 검사가 수행되도록 실행될 수 있다. 다른 실시예에서, 제 3 기준값과의 비교는, 상대 값의 값이 제 3 기준값보다 더 큰지에 관한 검사가 수행되도록 실행될 수 있다. 다른 실시예에서, 제 3 기준값과의 비교는, 상대 값의 값이 제 3 기준값보다 더 작은지에 관한 검사가 수행되도록 실행될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 제 3 기준값은 제 1 기준값에 대응하지 않는다. 바람직한 실시예에서, 제 3 기준값은 제 2 기준값에 대응하지 않는다. 바람직한 실시예에서, 제 3 값 범위는 제 1 값 범위에 대응하지 않는다. 바람직한 실시예에서, 제 3 값 범위는 제 2 값 범위에 대응하지 않는다.
상대 값을 생성하기 위해 다수의 알고리즘들이 고려될 수 있다. 예를 들어, 상대 값은, 제 1 센서 신호가 측정 시간에 생성한 값 및 제 2 센서 신호가 측정 시간에 생성한 값으로부터의 평균값일 수 있다. 이를 행하기 위해, 값들이 더해지고 그 후 2로 나눠질 수 있다. 상대 값은 값들의 비교에 의해 또한 생성될 수도 있다. 예를 들어, 상대 값은, 제 1 센서 신호가 측정 시간에 생성한 값이, 제 2 센서 신호가 측정 시간에 생성한 값보다 큰지에 관한 정보를 포함할 수 있다. 이러한 검사에서, 상대 값은 바람직하게는 이진값일 수 있고 예를 들어, 제 1 센서 신호가 측정 시간에 생성한 값이, 제 2 센서 신호가 측정 시간에 생성한 값보다 큰 경우 값 1 그리고 그렇지 않으면, 0이라고 가정한다. 상대 값은 마찬가지로, 제 1 센서 신호가 측정 시간에 생성한 값과 제 2 센서 신호가 측정 시간에 생성한 값의 비(ratio)를 형성함으로써 생성될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 예를 들어, 제 1 센서 신호가 측정 시간에 생성한 값은 제 2 센서 신호가 측정 시간에 생성한 값에 의해 나눠질 수 있다. 이 대안은 특히, 단일의 완전한 휘트스톤 브릿지 또는 단일의 휘트스톤 하프-브릿지를 가지며 센서의 센서 신호가 이 완전한 휘트스톤 브릿지 또는 휘트스톤 하프-브릿지 중 하나로부터 태핑되는 신호로부터 생성되는 자기장-감지 센서 타입들에 대해 사용된다.
적어도 2개의 부분들(제 1 중간 신호가 태핑되는 완전한 휘트스톤 브릿지 또는 휘트스톤 하프-브릿지를 갖는 제 1 부분, 제 2 중간 신호가 태핑되는 완전한 휘트스톤 브릿지 또는 휘트스톤 하프-브릿지를 갖는 제 2 부분)로부터 구성되고 센서 신호의 센서 타입 생성이 제 1 중간 신호 및 제 2 중간 신호로부터 생성되는 자기장-감지 센서 타입들의 경우에, 상대 값의 형성의 일부로서, 제 1 센서 신호에 대한 진폭(A) 및 제 2 센서 신호에 대한 진폭을 생성하는 것이 또한 고려 가능하며, 진폭(A)은, 측정 시간에, 센서의 제 1 중간 신호의 값(W1)의 제곱과 센서의 제 2 중간 신호의 값(W2)의 제곱의 합의 제곱근(A=(W12+W22)1/2))으로부터 계산된다. 상대 값은 그 후, 제 1 센서 신호의 진폭(이하, 제 1 진폭) 및 제 2 센서 신호의 진폭(이하, 제 2 진폭)으로부터 생성될 수 있다. 예를 들면, 상대 값은 측정 시간에 제 1 진폭 및 제 2 진폭으로부터의 평균값이 될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 제 1 진폭 및 제 2 진폭은 더해지고 그 후 2로 나눠질 수 있다. 상대 값은 또한 제 1 진폭을 제 2 진폭과 비교함으로써 생성될 수 있다. 예를 들어, 상대 값은 측정 시간에 제 1 진폭이 제 2 진폭보다 큰지에 관한 정보를 포함할 수 있다. 이러한 검사에서, 상대 값은 바람직하게는 이진값일 수 있고 예를 들어, 측정 시간에 제 1 진폭이 제 2 진폭보다 큰 경우 값 1 그리고 그렇지 않으면, 0이라고 가정할 수 있다. 상대 값은 마찬가지로 진폭들의 비들을 형성함으로써 형성될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 제 1 진폭은 예를 들어, 측정 시간에 제 2 진폭에 의해 나눠질 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 그 후, 제 1 검사의 결과 및 제 2 검사의 결과 및 제 3 검사의 결과로부터, 센서 신호들 중 어느 것이 측정 시간에 대한 리딩 신호로서 간주되어야 하는지를 결정하는 것을 제안한다. 제 1 검사의 결과 및 제 2 검사의 결과 및 제 3 검사의 결과로부터, 제 1 센서 신호 또는 제 2 센서 신호가 측정 시간에 대한 리딩 신호로서 간주되어야 하는지를 결정하는 것이 이에 따라 가능하다. 본 발명에 따른 방법은, 이렇게 결정된 리딩 센서 신호를 평가함으로써 측정 시간에 센서들의 행에 대한 자석의 포지션을 결정하는 것을 제안한다.
본 발명에 따른 방법은 센서들의 행에 대한 자석의 포지션을 결정하도록 의도한 정밀도 면에서 상이한 다양한 측정 작업들에 대해 사용될 수 있다. 하나의 센서가 양호한 센서 신호를 공급하는 영역에, 센서들의 행에 대하여 자석이 안착되었음을 설정하기에 충분한 측정 작업들이 고려 가능하다. 예를 들어, 센서들이 센서들의 행 상에서 서로 명확히 이격되어 배열되는 것이 고려 가능하다. 이러한 상황에서, 예를 들어, 제 1 센서는 자석이 제 1 센서에 가까운 영역에 안착되는 경우 강하고 좋게 평가 가능한 신호를 공급할 수 있는 반면에 제 2 센서는 이 시점에서 약한 신호를 공급할 수 있다. 본 발명에 따른 방법에 있어서, 이 상황에서, 제 1 센서의 신호가 리딩 신호로서 사용되어야 한다는 것이 설정될 수 있다. 이 정보는, 일부 측정 작업들의 경우에, 예를 들어, 2개의 세팅된 포지션을 가정할 수 있는 피스톤(piston)의 경우에, 2개의 포지션들 중 어느 것에 피스톤이 안착되는지를 설정하는 것이 의도될 때 충분할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 피스톤은 자석과 함께 사용될 수 있으며 센서들의 행은 고정된 방식으로 부착될 수 있다. 이러한 측정 작업에 대해, 자석(및 이에 따라 피스톤)이 하나의 센서의 영역에 안착된다는 것을 설정하는 것이 충분해질 수 있다. 피스톤 - 여기에서 선택된 예에서 - 이 단지 2개의 미리 정의된 이격된 포지션들을 가정할 수 있기 때문에, 포지션을 결정하는 측정 작업을 수행하기 위해, 이 측정 작업이 단지 하나의 신호를 리딩 신호로서 결정하고, 이에 따라, 피스톤이 제 1 센서에 가까이 안착되었음을 결정하는 것이 충분할 수 있다.
대안적인 측정 작업에서, 자석이 가까이 안착된 것으로서 센서들 중 단지 하나를 결정하는 것은 충분하지 않다. 이 대안적인 측정 작업에서, 자석의 포지션은, 리딩 신호를 공급하는 센서에 대해 가능한 철저히(well) 결정된다. 심지어 하나의 개별 자기장-감지 센서조차도 - 작은 정도의 정밀도만으로도 - 측정 시간에 자석이 센서에 대해 갖는 포지션을 결정할 수 있다. 이 경우에, 비-고유 신호를 공급할 수 있는, 예를 들어, 결과로서 2개의 고려 가능한 상대적 포지션들 중 단지 하나만을 출력할 수 있는 특정 타입의 자기장-감지 센서들이 존재한다. 여전히 유용한 결과를 유도하면서, 자석이 센서로부터 가정할 수 있는 최대 거리와 관련하여 제약들이 마찬가지로 있을 수 있다. 그러나 여기서도, 예를 들어, 제 1 신호와 동일하고 이에 따라 고유함의 결여로 이어질 수 있는 제 2 신호를 센서가 생성하는 포지션을 자석이 사실상 가정할 수 없기 때문에, 예를 들어, 2개의 센서 타입에 의해 야기된 2개의 동일한 결과들 중 2번째 것의 발생을 그 자체로 이미 방지하는 설치에 의해 야기되는 제약들로 인해, 이 정보가 이미 충분한 측정 작업들을 고려하는 것이 가능하다.
센서의 위치에서, 자석이 생성하는 자기장의 세기를 결정할 수 있는 자기장-감지 센서 예를 들어, 홀 센서, 유도성 센서들, 특히 바람직하게는, 코일-기반 센서들, 자기저항 소자들(magnetoresistors)(가우스 효과를 이용하는 센서들) 또는 자기-광학 센서들이 알려져 있다. 이러한 센서들은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 그 주위의 한 지점에서 자석에 의해 생성된 자기장의 세기는 자석과 이 지점 사이의 거리에 의존한다. 자석이 이 지점으로부터 더 멀어질수록, 자기장이 약해진다. 따라서, 자기장-감지 센서는 이에 따라, 자석이 센서에 얼마나 가깝게 안착되는지를 설정하는데 사용될 수 있다. 센서는, 자석이 상이한 포지션들에 안착된 경우조차, 이론적으로 동일한 신호를 여러 번 출력하기 때문에, 즉 자석이 센서에 대해 동일한 거리 - 상이한 공간에도 불구하고 - 에 안착될 때 동일한 신호를 항상 출력하기 때문에, 이 측정은 모호한 측정 결과로 이어질 수 있다. 이러한 자기장-감지 센서의 경우에서 측정 결과의 모호성은 센서들의 행에 다한 자석의 이동에 대한 가능성을 제한함으로써 증가될 수 있다. 예를 들어, 센서들의 행에 대한 자석의 포지션이 센서들의 행과 평행한 방향으로만 변화될 수 있도록 자석이 안내되는 경우, 전술한 자기장-감지 센서가 사용될 때 모호성들이 발생하는데, 그 이유는 센서 신호는 양(amount)의 관점에서 동일한 값을 2번 가정할 수 있기 때문이다. 그러한 구조의 경우, 자석은 센서에 대해 동일한 간격을 2번(즉, 자석이 간격으로, (선택된 시야 방향에 의존하여) 센서 앞에 또는 오른쪽에 안착될 때 한 번 그리고 자석이 동일한 양만큼, 왼쪽 또는 오히려 (선택된 시야 방향에 의존하여) 센서 뒤에 안착될 때 한번) 가질 수 있다. 그러나 세팅된 측정 작업 설정에 의존하여, 측정 작업에 충분한 정확도로, 자석이 측정 시간에 센서들의 행에 대해 가정하는 포지션을 결정하는 것이 또한 충분할 수 있다. 아니면, 이러한 측정 작업의 경우 자석이 각각의 제 2 포지션을 모두 가정할 순 없도록 프로비전(provision)들이 이루어진다.
대안적인 실시예에서, 자기장-감지 센서는, 바람직한 방향에 대한 센서의 위치에서 자석에 의해 생성된 자기장이 갖는 필드 방향을 결정할 수 있다. 이러한 센서들은 회전 각도 센서들로서 구성될 수 있다. 회전 각도 센서들의 다양한 설계들이 알려져 있다. 하나의 자주 사용되는 설계는 자기장-감지 레지스터들의 2개의 휘트스톤 하프-브릿지들(Wheatstone half-bridges) 또는 2개의 완전한(full) 휘트스톤 브릿지를 갖는 센서로 구성된다. 레지스터들은 예를 들어, "이방성 자기저항 효과"(AMR 효과) 또는 "거대한(giant)" 자기저항 효과(GMR 효과)를 가질 수 있다. 센서에 2개의 휘트스톤 하프-브릿지들 또는 2개의 완전한 휘트스톤 브릿지가 장착되어 있고 AMR 효과를 사용하는 레지스터들이 사용되는 경우, 센서는 180° 내에서 필드 방향을 정밀하게 결정할 수 있지만 불확정성(indeterminateness)을 갖는다. 이러한 센서에 의해 측정된 각각의 값은 기준 좌표계에서 0°에서 180°의 각도의 필드 방향에 대해 한 번, 동일한 기준 좌표계에서 180°에서 360° 방향을 가리키는 필드 방향에 대해 한 번 나타난다. 그러나 그러한 모호성으로 센서들의 행에 대해 자석이 점유하는 포지션을 결정하는 것이 충분한 측정 작업들을 고려하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명에 따른 방법을 실현하기 위해 이러한 센서를 사용하는 것이 또한 가능하다. 정확히, 자석이 행 방향의 방향으로 또는 센서들의 행의 행 방향에 평행한 방향으로 이동되는 측정 작업들의 경우, 센서들의 행의 각각의 센서의 위치에서 자석에 의해 생성된 자기장의 필드 방향은 이 상대적 이동 동안 최대 180°만큼 변한다.
특히 바람직한 타입에서, 모든 가능한 필드 방향(0 °내지 360°)에 걸쳐 고유한 측정 신호를 공급하는 회전 각도 센서가 사용된다. 이것은 예를 들어, 저항이 "거대한" 자기 저항 효과(GMR 효과)를 사용하는, 자기장-감지 레지스터의 2개의 휘트스톤 하프-브릿지 또는 2개의 완전한 휘트스톤 브릿지를 갖는 센서들로 달성된다.
바람직한 방향에 대해 센서의 위치에서 자석에 의해 생성된 자기장이 갖는 필드 방향을 결정하는 자기장-감지 센서의 대안적인 실시예에서, 자기장-감지 센서 레지스터들의 휘트스톤 하프-브릿지 또는 완전한 휘트스톤 브릿지를 갖는 이른바 선형 필드 센서들을 이용하는 것이 가능하다.
회전 각도 센서는 완전한 휘트스톤 브릿지를 형성하도록 상호연결된 4개의 레지스터들을 가지며 제 1 중간 신호를 생성하는 부분, 및 완전한 휘트스톤 브릿지를 형성하도록 상호연결된 4개의 레지스터들을 가지며 제 2 중간 신호를 생성하는 제 2 부분을 가질 수 있고, 제 1 중간 신호의 진행 및 제 2 중간 신호의 진행은 센서의 위치에서 자석에 의해 생성된 자기장의 방향 및/또는 세기에 의존한다. 제 1 중간 신호는 실질적으로 사인-타입 진행을 갖는다. 제 2 중간 신호는 실질적으로 코사인-타입 진행을 갖는다. 제 1 부분의 중간 지점은 제 2 부분의 중간 지점에 대응한다. 센서의 사인- 및 코사인-타입 신호들은 필드각 진행을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 여기에서의 필드각 진행은, 자석에 의해 생성된 자기장의 필드 방향이, 측정 위치(센서의 위치)에서, 자석이 센서를 통과할 때 발생하는 것과 같이, 센서의 소위 바람직한 방향에 대해 갖는 각도의 진행을 의미하는 것으로 이해된다. 바람직한 방향은 참조를 단순화하도록 의도되는 미리 결정된 방향이다. 측정 시간에 필드각이 예를 들어, 바람직한 방향에 대해 30°로 결정되면, 이는 자석에 의해 생성된 자기장의 필드 방향이 측정 위치에서 미리 결정된 방향에 대해 30°의 각도라고 가정한다는 것을 의미한다. 필드각은 2개의 신호 값의 나누기 이후 아크탄젠트 계산을 통해(필드각 = 0.5 x ARCTAN(Uasin/Uacos) 간단한 방식으로 획득된다. 전술한 타입에 따른 완전한 휘트스톤 브릿지를 각각 갖는 2개의 부분들을 갖는 회전 각도 센서들은, 센서의 일 측 상의 측정 서브영역 및 센서의 다른 측 상의 측정 서브영역 상에서 연장되는 선형 측정 영역 내에서, 센서에 대한 자석의 포지션에 의존하는 고유한 신호를 공급한다. 측정 영역의 크기는 실질적으로 행 방향에서의 자석의 크기에 의존한다. 예를 들어, 15mm 길이의 자석이 사용될 때, 이러한 센서의 중간 주위의 대략 -12mm 내지 +12mm의 선형 측정 영역에서 고유한 신호를 공급할 수 있는 센서들(KMT32B - 회전 각도 센서, MEAS Deutschland GmbH 또는 KMZ41, NXP)가 알려져 있으며, 이로부터, 센서에 대하여 자석들을 명확히 결정하는 것이 가능하다. 그러나 이러한 센서의 중간 주위의 수 밀리미터의 선형 측정 영역에서, 자석들이 센서에 대해 명확히 결정될 수 있는 고유한 신호를 공급하는 자석들(행 방향에서의 자석의 크기) 및 자기장-감지 센서들의 조합이 알려져 있다. 그러나 이러한 센서의 중간 주위의 몇 센티미터의 선형 측정 영역에서, 자석들이 센서에 대해 명확히 결정될 수 있는 고유한 신호를 공급할 수 있는 자석들(행 방향에서의 자석의 크기) 및 자기장-감지 센서들의 조합이 알려져 있다.
바람직한 실시예에서, 이 설계의 센서들은 각각의 센서의 바람직한 방향이 동일한 방향을 가리키도록 배열된다. 이는 필요한 계산 노력을 감소시킬 수 있고, 보통은 신호를 비교하는데 필요했을 추가 계산 동작들을 방지하는 것을 가능하게 한다.
전술한 타입에 따른 완전한 휘트스톤 브릿지를 각각 갖는 2개의 부분들을 갖는 회전 각도 센서들은, 센서의 일 측 상의 측정 서브영역 및 센서의 다른 측 상의 측정 서브영역 상에서 연장되는 선형 측정 영역 내에서, 센서에 대한 자석의 포지션에 의존하는 고유한 신호를 공급한다. 센서가 쉽게 평가 가능한 신호를 공급하지 않는 영역들은 이 선형 측정 영역에 자주 결합(join)한다(예로서, 이해를 위해 도 5에 관한 설명 참조). 바람직한 실시예에서, 센서들의 행의 센서들은, 이들이 이러한 타입의 회전 각도 센서인 경우, 그의 선형 측정 영역의 단부 영역들이 중첩하도록 배열된다. 결과적으로, 개별 센서들의 개별 선형 측정 영역들로 구성되며 자석의 포지션의 결정이 간극 없이 안전하게 발생할 수 있는 선형 측정 공간이 제공된다. 이 해석 규칙은 또한 센서들의 행 상에 서로 이격되어 배열되는 2개 초과, 특히 3개 초과의 센서들을 갖는 센서들의 행의 다음의 실시예들에 대해서도 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 단지 제 1 자기장-감지 센서 및 제 2 자기장-감지 센서만을 갖는 센서들의 행에 대해 사용될 수 있다. 그러나 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 방법은, 행 방향으로 서로 이격되어 배열되는 적어도 하나 이상의 제 3 자기장-감지 센서를 가지며 하나의 바람직한 실시예에서, 3개 초과의 자기장-감지 센서를 갖는 센서들의 행에서 사용된다. 이러한 센서들의 행의 경우에, 본 발명에 따른 방법은 다음을 고려한다.
· 제 3 센서 신호가 제 3 센서에 의해 생성되고, 측정 시간에 그 값은, 측정 시간에 제 3 센서에 대한 자석의 포지션에 의존하고, 그리고
· 제 4 검사에서, 제 3 센서 신호가 측정 시간에 생성한 값이 제 4 기준값과 비교되고 그리고/또는 그것이 제 4 값 범위에 속하는지 여부에 관해 점검되고, 그리고
· 제 2 상대 값은 측정 시간에 제 2 센서 신호가 생성한 값, 또는 측정 시간에 제 1 센서 신호가 생성한 값 및 측정 시간에 제 3 센서 신호가 생성한 값으로부터 형성되고,
· 또는, 제 2 상대 값은 제 2 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 측정 시간에, 제 2 센서의 제 1 중간 신호의 값 및 제 2 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 측정 시간에, 제 2 센서의 제 2 중간 신호의 값으로부터, 또는 제 1 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 측정 시간에, 제 1 센서의 제 1 중간 신호의 값 및 제 1 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 측정 시간에, 제 1 센서의 제 2 중간 신호의 값으로부터, 그리고 제 3 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 측정 시간에, 제 3 센서의 제 1 중간 신호의 값 및 제 3 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 측정 시간에, 제 3 센서의 제 2 중간 신호의 값으로부터 형성되고, 그리고
· 제 5 검사에서, 이러한 방식으로 확인된 제 2 상대 값은 제 5 기준값과 비교되고 그리고/또는 그것이 제 5 값 범위에 속하는지 여부에 관해 점검되고, 그리고
제 1 검사의 결과 및 제 2 검사의 결과 및 제 3 검사의 결과 및 제 4 검사의 결과 및 제 5 검사의 결과로부터, 센서 신호들 중 어느 것이 측정 시간에 대한 리딩 신호로서 간주되어야 하는지에 관한 결정이 내려지고, 측정 시간에 센서들의 행에 대한 자석의 포지션은 이러한 방식으로 결정된 리딩 신호를 평가함으로써 결정된다.
이 바람직한 실시예는, 제 4 검사에서, 제 3 센서 신호가 측정 시간에 생성한 값을 제 4 기준값과 비교하고 그리고/또는 그것이 제 4 값 범위에 속하는지 여부에 관해 검사하는 것을 제안한다. 제 4 값 범위에 속하는 것은, 예를 들어, 제 3 센서 신호의 값이 제 4 값 범위의 하위 임계치를 초과하고 제 4 값 범위의 상위 임계치 미만인지를 검사함으로써 설정될 수 있다. 만약 그렇다면, 제 3 센서 신호의 값은 제 4 값 범위에 속한다. 제 4 기준값과의 비교는, 제 3 센서 신호의 값이 제 4 기준값에 대응하는지에 관한 검사가 수행되도록 실행될 수 있다. 다른 실시예에서, 제 4 기준값과의 비교는, 제 3 센서 신호의 값이 제 4 기준값보다 큰지에 관한 검사가 수행되도록 실행될 수 있다. 다른 실시예에서, 제 4 기준값과의 비교는, 제 3 센서 신호의 값이 제 4 기준값보다 작은지에 관한 검사가 수행되도록 실행될 수 있다. 특히 바람직한 실시예에서, 제 1 기준값은 제 2 기준값에 대응하거나, 제 1 값 범위는 제 2 값 범위에 대응한다.
본 발명에 따른 방법은 추가로, 제 1 센서의 측정 결과가 제 3 센서의 측정 결과와 관련되거나 대안적으로 제 2 센서의 측정 결과가 제 3 센서의 측정 결과와 상관되는 제 2 상대 값을 형성하는 것을 제안한다. 제 1 대안은, 측정 시간에 제 2 센서 신호가 생성한 값, 또는 측정 시간에 제 1 센서 신호가 생성한 값 및 측정 시간에 제 3 센서 신호가 생성한 값으로부터 (제 2) 상대 값을 형성하는 것을 제안한다. 이 대안은 특히, 단일의 완전한 휘트스톤 브릿지 또는 단일의 휘트스톤 하프-브릿지를 가지며 센서의 센서 신호가 이 완전한 휘트스톤 브릿지 또는 휘트스톤 하프-브릿지 중 하나로부터 태핑되는 신호로부터 생성되는 자기장-감지 센서 타입들에 대해 사용된다. 제 2 대안에서, 본 발명에 따른 방법은, (제 2) 상대 값이 제 2 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 측정 시간에, 제 2 센서의 제 1 중간 신호의 값 및 제 2 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 측정 시간에, 제 2 센서의 제 2 중간 신호의 값으로부터, 또는 제 1 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 측정 시간에, 제 1 센서의 제 1 중간 신호의 값 및 제 1 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 측정 시간에, 제 1 센서의 제 2 중간 신호의 값으로부터, 그리고 제 3 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 측정 시간에, 제 3 센서의 제 1 중간 신호의 값 및 제 3 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 측정 시간에, 제 3 센서의 제 2 중간 신호의 값으로부터 형성되는 것을 제안한다. 이 대안은 특히, 적어도 2개의 부분들(제 1 중간 신호가 태핑되는 완전한 휘트스톤 브릿지 또는 휘트스톤 하프-브릿지를 갖는 제 1 부분, 제 2 중간 신호가 태핑되는 완전한 휘트스톤 브릿지 또는 휘트스톤 하프-브릿지를 갖는 제 2 부분)로부터 구성되고 센서 신호의 센서 타입 생성이 제 1 중간 신호 및 제 2 중간 신호로부터 생성되는 자기장-감지 센서 타입들에 대해 사용된다.
상대 값을 생성하기 위해 복수의 알고리즘들이 고려될 수 있다. 예를 들어, 제 2 상대 값은 측정 시간에 제 2 센서 신호가 생성한 값, 또는 측정 시간에 제 1 센서 신호가 생성한 값 및 측정 시간에 제 3 센서 신호가 생성한 값으로부터의 평균값일 수 있다. 이를 행하기 위해, 값들이 더해지고 그 후 2로 나눠질 수 있다. 제 2 상대 값은 값들의 비교에 의해 또한 생성될 수도 있다. 예를 들어, 제 2 상대 값은 측정 시간에 제 2 센서 신호가 생성한 값, 또는 측정 시간에 제 1 센서 신호가 생성한 값이 측정 시간에 제 3 센서 신호가 생성한 값보다 더 큰지에 관한 정보를 포함할 수 있다. 이러한 검사에서, 제 2 상대 값은 바람직하게는 이진값일 수 있고 예를 들어, 측정 시간에 제 2 센서 신호가 생성한 값, 또는 측정 시간에 제 1 센서 신호가 생성한 값이 측정 시간에 제 3 센서 신호가 생성한 값보다 더 큰 경우 값 1 그리고 그렇지 않으면 0이라고 가정한다. 제 2 대안은 마찬가지로, 측정 시간에 제 2 센서 신호가 생성한 값, 또는 측정 시간에 제 1 센서 신호가 생성한 값 및 측정 시간에 제 3 센서 신호가 생성한 값의 비를 형성함으로써 생성될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 예를 들어, 측정 시간에 제 2 센서 신호가 생성한 값, 또는 측정 시간에 제 1 센서 신호가 생성한 값은 측정 시간에 제 3 센서 신호가 생성한 값에 의해 나눠질 수 있다. 이 대안은 특히, 단일의 완전한 휘트스톤 브릿지 또는 단일의 휘트스톤 하프-브릿지를 가지며 센서의 센서 신호가 이 완전한 휘트스톤 브릿지 또는 휘트스톤 하프-브릿지 중 하나로부터 태핑되는 신호로부터 생성되는 자기장-감지 센서 타입들에 대해 사용된다.
적어도 2개의 부분들(제 1 중간 신호가 태핑되는 완전한 휘트스톤 브릿지 또는 휘트스톤 하프-브릿지를 갖는 제 1 부분, 제 2 중간 신호가 태핑되는 완전한 휘트스톤 브릿지 또는 휘트스톤 하프-브릿지를 갖는 제 2 부분)로부터 구성되고 센서 신호의 센서 타입 생성이 제 1 중간 신호 및 제 2 중간 신호로부터 생성되는 자기장-감지 센서 타입들의 경우에, 제 2 상대 값의 형성의 일부로서, 제 2 센서 신호에 대한 진폭(A) 또는 제 1 센서 신호에 대한 진폭(A) 및 제 3 센서 신호에 대한 진폭을 생성하는 것이 또한 고려 가능하며, 진폭(A)은, 측정 시간에, 센서의 제 1 중간 신호의 값(W1)의 제곱과 센서의 제 2 중간 신호의 값(W2)의 제곱의 합의 제곱근(A=(W12+W22)1/2))으로부터 계산된다. 제 2 상대 값은 그 후, 제 2 센서 신호의 진폭으로부터(이하, 제 2 진폭), 또는 제 1 센서 신호의 진폭(이하, 제 1 진폭)으로부터 그리고 제 3 센서 신호의 진폭(이하, 제 3 진폭)으로부터 생성될 수 있다. 예를 들면, 제 2 상대 값은 측정 시간에 제 2 진폭 또는 제 1 진폭 및 제 3 진폭으로부터의 평균값이 될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 제 2 진폭 또는 제 1 진폭 및 제 3 진폭은 더해지고 그 후 2로 나눠질 수 있다. 제 2 상대 값은 또한, 제 2 진폭 또는 제 1 진폭을 제 3 진폭과 비교함으로써 생성될 수 있다. 예를 들어, 상대 값은 측정 시간에 제 2 진폭 또는 제 1 진폭이 제 3 진폭보다 큰지에 관한 정보를 포함할 수 있다. 이러한 검사에서, 제 2 상대 값은 바람직하게는 이진값일 수 있고 예를 들어, 측정 시간에 제 2 진폭 또는 제 1 진폭이 제 3 진폭보다 큰 경우 값 1 그리고 그렇지 않으면, 0이라고 가정할 수 있다. 마찬가지로, 제 3 진폭이 측정 시간에 제 2 진폭 또는 제 1 진폭보다 더 큰 경우 제 2 상대 값이 값 1이고 그렇지 않으면 0인 실시예가 선택될 수 있다. 제 2 상대 값은 마찬가지로 진폭들의 비들을 형성함으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 진폭 또는 제 1 진폭은, 이러한 목적을 위해, 측정 시간에 제 3 진폭에 의해 나눠질 수 있다. 마찬가지로, 제 3 진폭은 예를 들어, 측정 시간에 제 2 또는 제 1 진폭에 의해 나눠질 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 제 5 검사에서, 2개의 대안들 중 하나에 따라 생성된 제 2 상대 값을 제 5 기준값과 비교하고 그리고/또는 그것이 제 5 값 범위에 속하는지 여부에 관해 검사하는 것을 고려한다. 제 5 값 범위에 속하는 것은, 예를 들어, 제 2 상대 값의 값이 제 5 값 범위의 하위 임계치를 초과하고 제 5 값 범위의 상위 임계치 미만인지를 검사함으로써 설정될 수 있다. 만약 그렇다면, 제 2 상대 값의 값은 제 5 값 범위에 속한다. 제 5 기준값과의 비교는, 제 2 상대 값의 값이 제 5 기준값에 대응하는지에 관한 검사가 수행되도록 실행될 수 있다. 다른 실시예에서, 제 5 기준값과의 비교는, 제 2 상대 값의 값이 제 5 기준값보다 더 큰지에 관한 검사가 수행되도록 실행될 수 있다. 다른 실시예에서, 제 5 기준값과의 비교는, 제 2 상대 값의 값이 제 5 기준값보다 더 작은지에 관한 검사가 수행되도록 실행될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 제 5 기준값은 제 1 기준값에 대응하지 않는다. 바람직한 실시예에서, 제 5 기준값은 제 2 기준값에 대응하지 않는다. 바람직한 실시예에서, 제 5 기준값은 제 4 기준값에 대응하지 않는다. 바람직한 실시예에서, 제 3 기준값은 제 5 기준값에 대응한다. 바람직한 실시예에서, 제 5 값 범위는 제 1 값 범위에 대응하지 않는다. 바람직한 실시예에서, 제 5 값 범위는 제 2 값 범위에 대응하지 않는다. 바람직한 실시예에서, 제 5 값 범위는 제 3 값 범위에 대응한다. 바람직한 실시예에서, 제 5 값 범위는 제 4 값 범위에 대응하지 않는다.
바람직한 실시예에서, 적어도 3개의 센서들을 갖는 센서들의 행의 경우에, 이전에 설명된 바람직한 실시예는 제 4 검사 및 제 5 검사와 함께 수행된다. 그러나 3개 또는 그 초과의 자기장-감지 센서들을 갖는 센서들의 행의 경우에, 제 1 검사, 제 2 검사 및 제 3 검사만이 수행되는 방법 변형이 수행되더라도, 본 발명의 이점들을 달성하는 것이 가능하다. 본 발명에 따른 방법이 3개 초과의 센서들을 갖는 센서들의 행 상에서 수행되도록 의도되는 경우, 바람직한 실시예에서, 계산 노력의 관점에서 감소되고, 제 1 검사, 제 2 검사 및 제 3 검사만이 수행되는 방법 변형이 이용될지 여부 또는 계산 노력의 관점에서 더 복잡한 추가의 제 4 검사 및 추가의 제 5 검사를 갖는 방법 변형이 수행될지 여부가 설정된다. 이 결정은, 업스트림 선택 단계에서, 2개의 센서들 또는 3개의 센서들을 결정할 필요가 있는지를 지시하며, 이 센서들의 센서 신호들은 추가의 방법 단계들에서 사용되도록 의도된다. 감소된 방법 변형이 수행되는 경우, 복수의 자기장-감지 센서들을 갖는 센서들의 행의 경우에, 선택 단계에서, 그의 센서 신호들이 이러한 측정 시간에 대해 추가의 방법 단계들에서 사용되도록 의도되는 그러한 2개의 센서들을 결정하는 것이 필요하다. 계산 노력의 관점에서 더 복잡한, 제 4 검사 및 제 5 검사를 갖는 방법 변형이 이용되는 경우, 복수의 자기장-감지 센서들을 갖는 센서들의 행의 경우에, 선택 단계에서, 그의 센서 신호들이 이 측정 지점에 대해 추가의 방법 단계들에서 사용되도록 의도되는 그러한 3개의 센서들을 결정하는 것이 필요하다. 바람직한 실시예에서, 선택 단계를 수행할 때, 2개의 센서들 중 어느 것이 양의 관점에서 최곳값을 갖는 센서 신호들을 공급하는지 또는 3개의 센서들 중 어느 것이 다른 센서들에 비해, 양의 관점에서 최곳값들을 갖는 센서 신호들을 공급하는지가 설정된다. 이들 센서들의 센서 신호들의 값들은 그 후 이러한 측정 시간에 대한 추가 방법의 토대를 형성한다.
바람직한 실시예에서, 룩업 테이블(변환 테이블)은 센서 신호들 중 어느 것이 측정 시간에 대한 리딩 신호로서 간주되어야 하는지를 결정할 때 사용된다. 제 1 검사, 제 2 검사, 제 3 검사 및 - 보다 복잡한 방법 변형이 사용되는 한 - 제 4 검사 및 제 5 검사의 결과들이 값 조합을 형성하는데 이용될 수 있다. 값 조합은 예를 들어, 수들의 행이 3개의 장소들 또는 5개의 장소들로 형성되도록 형성될 수 있으며, 제 1 검사의 결과가 제 1 장소에 배치되고, 제 2 검사의 결과가 제 2 장소에 배치되고, 제 3 검사의 결과가 제 3 장소에 배치되고, - 수행되는 경우 - 제 4 검사의 결과가 제 4 장소에 배치되고 제 5 검사의 결과가 제 5 장소에 배치된다. 검사들의 결과들이 이진값들이면, 1들 및 0들로 구성된 값 조합이 그에 의해 형성될 수 있다. 이러한 방식으로 생성된 값 조합은 룩업 테이블에 저장된 값 조합들과 비교될 수 있다. 예를 들어, 수행되는 검사가 대응하는 값 조합을 출력할 때 제 1 센서 신호들, 제 2 센서 신호들 및 - 만약 사용된다면 - 제 3 센서 신호들의 어레이로부터의 신호 중 어느 것이 리딩 신호로서 간주되어야 하는지에 관한 각각의 고려 가능한 값 조합에 대해 룩업 테이블에 하나의 엔트리가 저장될 수 있다.
전술한 바와 같이, 개별 센서들의 측정 영역들이 그의 각각의 단부 영역들에서 중첩되어 간극들 없는 측정 영역을 확보하는 본 발명에 따른 방법의 실시예들을 고려하는 것이 가능하다. 이러한 경우들에, 수행된 검사가 대응하는 값 조합을 출력할 때, 제 1 센서 신호, 제 2 센서 신호 및 - 만약 사용되다면 - 제 3 센서 신호로 구성된 어레이로부터의 신호 중 어느 것이 리딩 신호로서 간주되어야 하는지, 또는 자석이 2개의 센서 신호들의 중첩 영역에 안착된다는 것을 대응하는 값 조합이 의미하는지 여부에 관한 각각의 고려 가능한 값 조합에 대해 룩업 테이블에 하나의 엔트리가 저장될 수 있는 본 발명에 따른 방법의 특정한 실시예가 고려 가능하다. 센서 신호들로부터 자석의 정밀한 포지션을 결정할 때 자석이 2개의 센서 신호들의 중첩 영역에 안착된다는 정보가 고려될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 측정 시간에 센서들의 행에 대한 자석의 포지션은, 리딩 신호의 값에 대해 또는 리딩 신호의 값으로부터 유도된 값에 대하여, 센서들의 행에 대해 자석의 포지션을 결정하기 위한 포지션 값이 룩업 테이블로부터 판독된다는 점에서 결정된다. 룩업 테이블의 구성에 대해 여러 실시예들이 고려 가능하다. 제 1 실시예에서, 자석의 포지션은 각각의 센서 신호의 각각의 값에 대해 저장된다. 센서들의 대형 행들에 있어서의 측정 작업들의 경우에, 이는 매우 큰 룩업 테이블로 이어진다. 이 실시예에서, 예를 들어, 제 2 센서의 신호가 리딩 신호로 간주되어야 하는 경우, 그리고 제 2 센서 신호의 값이 0.4V인 경우, 이는 센서들의 행에 따라 27mm의 자석 포지션에 대응한다는 것을, 예를 들어, 룩업 테이블에 저장하는 것이 가능하다. 각각의 센서 신호의 각각의 값에 대한 자석의 포지션에 대한 개별 값들의 저장은, 값들 또는 오프셋들을 생성할 때 센서들 간의 차이들, 예를 들어, 타입 면에서의 차이들 또는 심지어 제조 동안 야기된 차이들을 고려하는 것을 가능하게 한다. 룩업 테이블을 채우거나 이미 룩업 테이블에 있는 값들의 적응은 교정 실행 동안 발생할 수 있다. 제 2 실시예에서, 예를 들어, 모든 센서들이 동일한 타입의 구조를 갖는 경우, 더 작은 룩업 테이블로 협업하는 것이 가능하다. 센서들이 동일한 타입을 가지면, 센서들은 자석이 그의 각각의 측정 영역들을 통해 안내되는 경우 동일하게 행동할 것으로 예상된다. 각각의 측정 영역에서의 자석의 포지션의 점진적인 변화는 각각의 센서의 생성된 센서 신호의 값의 동일한 변화로 이어져야 한다. 센서가 결정된 값을 갖는 신호를 공급할 때 센서의 측정 영역에서 자석이 안착된 곳을 판독하는 것이 가능한 룩업 테이블을 사용하는 것이 편리하다. 측정 영역들 내의 리딩 센서의 위치에 관한 이 정보는 이에 따라 센서들의 행을 따른 리딩 센서의 위치에 관한 정보와 링크될 수 있고, 이에 따라 자석의 절대 위치가 결정될 수 있다. 룩업 테이블로부터, 예를 들어, 리딩으로서 관찰되어야 하는 제 2 센서의 현재 생성된 값이 제 2 센서의 기준 지점(보통 센서의 중간 지점)의 왼쪽으로 7mm의 자석의 포지셔닝에 대응한다는 것이 판독되는 경우 그리고 제 2 센서의 기준 지점이 센서들의 행의 왼쪽 에지로부터 20mm 떨어져 있다는 것이 알려지면(예를 들어, 다른 룩업 테이블을 참조함으로써), 이 정보로부터, 자석은 센서들의 행의 왼쪽 에지에서 13mm 떨어져 있다는 것이 확인될 수 있다. 이 실시예에서, 룩업 테이블은 기준 지점에 대한 센서의 측정 영역 내의 자석의 포지션에 대한 센서 신호의 가능한 값의 병치(juxtaposition)를 단지 한 번만 포함한다. 이 실시예에서, 이 룩업 테이블은 어떤 센서가 리딩인 것으로 결정되는지에 무관하게 액세스된다. 여기서, 본 발명은 모든 센서들이 동일한 타입이고 따라서 결과적으로 동일하게 반응한다는 예시적인 실시예의 사실을 사용한다. 결과적으로 룩업 테이블의 범위가 감소될 수 있다. 센서들의 행에 대한 각각의 센서의 기준 지점의 포지션을 포함하고 이에 따라 센서들의 행에 대한 자석의 절대 포지션을 확인하기 위해 제 1 룩업 테이블로부터 판독된 값이 추가되어야 하는 값을 지정하는 추가의 룩업 테이블의 프로비전이 또한 작게 유지될 수 있고 본질적으로 각각의 센서에 대해 하나의 엔트리를 포함한다. 여기서 설명된 룩업 테이블의 제 2 실시예를 사용할 때, 모든 센서들에 대해 하나의 단일 룩업 테이블을 사용할 수 있도록 동일한 타입의 센서들 간에 제조 동안 야기된 차이를 보상할 필요가 있을 수 있다. 바람직한 실시예는 이에 따라, 리딩 신호의 값으로부터 유도된 값에 관하여, 센서들의 행에 대해 자석의 포지션을 결정하기 위한 포지션 값이 룩업 테이블로부터 판독된다는 점에서, 측정 시간에 센서들의 행에 대한 자석의 포지션을 결정하는 것을 고려한다. 유도된 값은 교정 인수를 인수분해함으로써 생성될 수 있다. 유도된 값들의 생성은 값들의 비교성을 증가시키는 역할을 한다. 자기장-감지 센서들은 주위 온도에 의존하여 동일한 자석 포지션에서 상이한 양을 가질 수 있거나 제조 동안 야기되는 오프셋들을 가질 수 있다는 것이 알려져 있다. 주위 조건이 동일할 때 심지어 센서 마다 상이할 수 있는, 제조 또는 환경들로 인한 이러한 차이들은 유도된 값을 생성함으로써 제거되거나 적어도 감소될 수 있다. 따라서, 교정 측정에서, 알려진 주위 조건들 및 자석의 알려진 포지션에서 각각의 센서에 대한 개별 교정 값을 결정하는 것이 고려 가능하다. 유도된 값은, 예를 들어, 측정 시간에 각각의 신호가 생성한 값을 각각의 센서에 대한 각각의 교정 값으로 나눔으로써 생성될 수 있다. 대안적인 방법은 예를 들어, 값들을 표준화하는 것으로 구성될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 2개의 값들, 즉 제 1 센서 신호가 측정 시간에 생성한 값 및 제 2 센서 신호가 측정 시간에 생성한 값 중 어느 것이 더 큰 값인지를 검사하는 것이 가능하다. 이 값이 결정되면, 양자의 값들이 이 값에 의해 나눠질 수 있다. 이는 측정 시간에 더 큰 값을 갖는 센서로부터의 유도된 신호가 1이 되게 하는 반면에, 측정 시간에 더 낮은 신호를 공급한 센서의 유도된 값은 양의 관점에서 1보다 더 작아지게 한다. 이러한 정규화는 상대 값을 생성할 때 추가 계산 동작들을 추가할 수 있다. 그러나 실제 상대 값을 생성하기 위해 선택된 방법에 의존하여, 그러한 정규화는 또한 수행될 필요가 있는 계산 동작들을 또한 단순화할 수 있다.
제 1 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 측정 시간에, 제 1 센서의 제 1 중간 신호의 값으로부터, 그리고 제 1 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 측정 시간에, 제 1 센서의 제 2 중간 신호의 값으로부터, 그리고 제 2 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 측정 시간에, 제 2 센서의 제 1 중간 신호의 값으로부터, 그리고 제 2 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 측정 시간에, 제 2 센서의 제 2 중간 신호의 값으로부터 상대 값이 형성되는 바람직한 실시예에서, 제조 또는 주위 온도의 영향 또는 A/D 변환기로의 신호의 포워딩의 영향으로 인한 오프셋들의 교정 및 고려사항(A/D 변환기가 각각의 중간 신호를 디지털 중간 신호로 변환하는데 사용되는 경우)은, 특히 바람직하게는, 중간 신호로부터 감산되거나 또는 중간 신호에 가산되는 오프셋 값에 의해, 및/또는 교정 인자에 의해 곱해지는 중간 신호에 의해, 각각의 중간 신호가 교정되는 것이 발생할 수 있다. 오프셋 값이 중간 신호로부터 감산되거나 또는 중간 신호에 가산되고 중간 신호에 인자가 곱해지면, 교정 인자에 의한 곱셈은, 그 효과가 교정 인자에 의한 곱셈에 의해 보상되도록 의도되는 오프셋 값의 감산 또는 가산 이전에 또는 이후에 발생할 수 있다.
룩업 테이블을 이용하는 것에 대한 대안적인 바람직한 실시예에서, 측정 시간에 센서들이 행에 대한 자석의 포지션은 리딩 신호의 값 또는 리딩 신호의 값으로부터 유도된 값이 수식에서 이용됨으로써 결정될 수 있다. 일부 센서들의 경우, 유도된 값들을 사용함으로써 선형 상관을 생성하거나 센서 신호의 각각의 값과 센서의 측정 영역에서 자석의 대응하는 포지션 사이의 관계를 수식으로 표현하는 것이 가능하다. 이는 그 후 측정 시간에 생성된 값을 수식에 삽입함으로써 센서의 측정 영역에서 자석의 포지션을 결정하는 것이 가능하게 된다.
중첩 영역을 갖는 상술한 타입의 실시예가 사용된다면, 특히 바람직한 실시예에서, 자석이 중첩 영역에 안착되었다는 것이 확인된 상황에서, 중첩 영역이 속하는 측정 영역까지 하나의 센서의 센서 신호의 값으로부터, 중첩 영역이 속한 측정 영역까지 다른 센서의 센서 신호의 값으로부터, 센서들의 행에 대한 자석의 포지션을 형성하는 것이 고려 가능하다. 예를 들어, 평균값은 양자의 값들로부터 형성될 수 있고, 이러한 방식으로 확인된 값은 룩업 테이블에서 사용될 수 있다. 이 값이 대응하는 자석의 포지션까지 하나의 센서의 신호 값에 관하여 룩업 테이블에서 확인하고 룩업 테이블에서, 이 값이 대응하는 자석의 포지션까지 다른 센서의 신호 값에 관하여 룩업 테이블에서 확인하고 이 2개의 포지션들로부터 평균값을 형성하는 것이 마찬가지로 고려 가능하다.
센서들의 행이 로드(rod)로 통합되고 로드 표면 상에서 행 방향에 평행하게 연장되는 행을 측정 경로로서 정의하는 애플리케이션의 예를 고려하는 것이 가능하며, 결정될 포지션에서, 이 측정 경로를 따른 지점 중 어느 것에, 환형 형상으로 설계되고 로드를 따라 변위 가능한 자석이 가장 가까운지를 밝혀내는 것이 세팅된다. 센서들의 행에 대한 자석의 상대적 포지션은 행 방향으로 또는 행 방향과 평행한 방향으로 변화될 수 있는 것을 의도하기 때문에, 바람직하게는, 클리어런스(clearance)가 이러한 실시예에서, 자석과 로드 사이에 제공되어서, 필요하다면, 측정 경로와 자석 간의 직접 접촉이 없게 된다. 그러한 실시예에서, 결정될 포지션에서, 자석 또는 자석의 기준 지점(예를 들어, 그의 체적 중간 지점)은, 그것이 다른 지점들로부터 더 멀리 떨어져있는 동안 가장 가까운 지점이 항상 존재할 것이다.
센서들의 행에 대한 자석의 상대적 포지션은 행 방향의 방향으로 또는 행 방향에 평행한 방향으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 자석이 센서들의 행 옆의 한 측 상에 배열되는 실시예를 고려하는 것이 가능하다. 그러한 실시예에서, 이 방법에서 사용될 디바이스는, 자석이 센서들의 행에 대해 이동함에 따라 자석을 안내하는, 자석을 이동시키기 위한 가이드를 가질 수 있어서 자석이 행 방향에 평행하게 이동하게 한다. 그러나 센서들의 행을 둘러싸고 센서들의 행 상의 무게 중심이 안착되는 환형 자석이 자석으로서 사용되는 실시예를 고려하는 것이 또한 가능하다. 이러한 실시예에서, 환형 자석의 이동은, 자석이 행 방향으로 이동하도록, 즉 센서들의 행 상에 안착된 그의 무게 중심이 행 방향으로 이동되도록 센서들의 행을 둘러싸는 하우징에 의해 또는 센서들의 행에 의해 안내될 수 있다. 이 경우에, 본 발명의 이점들은 송신기로서 또한 지칭되는 자석이 행 방향에 대해 비스듬히 이동하지만 행 방향을 가리키는 이동 컴포넌트를 갖는다면 이미 달성될 수 있다. 이 경우, 행 방향을 가리키는 이동 컴포넌트가 행 방향에 수직인 이동 컴포넌트보다 큰 것이 바람직하다. 예를 들어, 자석이 플로트(float)로서 설계되고 자석이 플로팅하는 액체의 레벨이 결정되도록 의도되는 애플리케이션의 인스턴스들을 고려하는 것이 가능하며, 여기서 액체 및 자석을 수용하는 용기는 자석보다 다소 큰 직경을 갖는다. 이러한 경우, 센서들의 행이 예를 들어, 용기 벽에 제공되면, 자석이 용기의 더 큰 직경에 의해 제공되는 자유 공간을 통해 액체의 표면 상에서 이동을 수행할 수 있기 때문에, 액체 레벨이 변하는 동안 센서들의 행과 자석 사이의 간격이 변할 수 있다. 이러한 애플리케이션의 인스턴스에서, 자석은 센서들의 행과 완벽하게 평행하게 이동하지 않을 것이다. 그럼에도 불구하고, 본 발명에 따른 방법은 이러한 애플리케이션의 인스턴스에 또한 사용될 수 있다. 환형 자석이 로드로 설계된 센서들의 행을 따라 이동하지만 센서들의 행에 대한 그의 간격이 이동을 위해 제공된 클리어런스로 인해 약간 변하는 측정 작업의 경우에 비견 가능한 상황이 적용된다.
본 발명이 성공하기 위해서, 자석과 센서들의 행 사이의 상대적 포지션이 변경되는 것이 요구된다. 자석이 센서들의 고정 행에 대해 상대적으로 움직일 필요는 없다. 바람직한 실시예에서, 자석은 센서들의 행에 대해 움직인다. 대안적인 실시예에서, 센서들의 행은 자석에 대해 움직인다. 마지막으로, 자석의 상대적 포지션이 센서들의 행에 대해 변하도록 자석과 센서들의 행 모두가 자석에 단단히 연결되지 않고 센서들의 행에 단단히 연결되지 않은 좌표계에서 이동될 수 있는 실시예들을 고려하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 방법은 한 번 수행될 수 있다. 제 1 센서 신호 및 제 2 센서 신호가 있는 경우, 이 방법은 제 1 센서가 제 1 센서 신호를 생성하고 제 2 센서가 제 2 센서 신호를 생성한 시점에 자석이 안착된 포지션을 설정하는데 사용될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 각각의 센서의 각각의 센서 신호는 영구적으로, 특히 바람직하게는, 아날로그 신호로서 생성된다. 결과적으로, 자석이 안착된 포지션의 결정을 영구적으로 수행하는 것이 가능하다. 이러한 목적을 위해, 센서 신호들은 스캐닝 주파수로 평가 유닛에 의해 스캐닝된다. 바람직한 실시예에서, 센서 신호들은 200Hz 초과, 특히 바람직하게는, 500Hz 초과, 특히 바람직하게는, 1kHz 초과, 특히 가장 바람직하게는, 5kHz 초과의 스캐닝 주파수로 스캐닝된다. 바람직한 실시예에서, 스캔에서 확인된 센서 신호들의 각각의 데이터 세트를 토대로, 데이터 세트의 토대를 형성하는 센서 신호들이 생성될 때의 시점에 자석이 안착된 포지션에 대한 결정이 수행된다.
바람직한 실시예에서, 자기장-감지 센서의 영역에서 그의 필드 방향이 실질적으로 행 방향의 방향을 가리키는 자기 지지 필드(magnetic support field)가 생성된다. 특히, 이 센서 원리에 고유한 남-북 구별의 결여로 인해, 특히, 자기장-감지 센서 특히 바람직하게는, AMR 센서들의 특정 설계들에 있어서, 지지 필드의 사용은 센서 신호들의 고유한 성질을 개선하고 이에 따라 더 적은 수의 센서들을 사용하여 더 큰 명확하게 평가 가능한 측정 영역을 가능하게 한다는 것이 드러났다. 이 경우, 센서들이 주로, 사용되는 자석의 자화의 방향에 수직으로 배향되는 필드 컴포넌트들을 검출하는 경우, 이러한 효과가 특히 잘 획득되는 것으로 나타났다.
바람직한 실시예에서, 자석은 행 방향에 평행한 방향을 가리키거나 행 방향을 가리키는 자화를 갖는다. 특히 바람직하게는, 자석의 레벨에서 자기장-감지 센서 엘리먼트들의 영역에서 자석에 의해 생성된 자기장은 실질적으로 행 방향 또는 그 반대 방향을 가리킨다. 특히 바람직하게는, 그의 필드 세기는 이 위치에서의 지지 필드의 필드 세기보다, 자기장-감지 센서 엘리먼트들의 영역의 위치에서 양의 관점에서 더 작다. 자석이 행 방향에 평행한 방향으로 축방향으로 자화되도록 설계될 때, 이 자석은 센서들에 가까운 영역에서 축방향으로 강한 필드(field)를 정밀하게 생성한다는 것을 관찰하는 것이 가능하다. 자기장-감지 센서의 영역에서 필드 방향으로, 실질적으로 행 방향의 방향을 가리키는 자기 지지 필드가 사용될 때, 이는 자석의 극성이 상응하게 배향되면 지지 필드의 강화로 이어질 수 있다. 자석의 극성이 180° 만큼 회전되는 경우, 자석에 의해 생성된 자기장은 지지 필드의 약화로 이어진다. 결과적으로, 영역들에 걸친 센서 신호들의 진행의 특성 라인들은 일반적으로 더 가파르게 된다. 결과적으로, 특히 센서 사이의 간격이 더 크고 자석들이 좁은 경우 더 큰 모호성이 발생할 수 있다. 동시에, 특성 라인들은 측정 영역의 단부들의 영역에서 평평해질 수 있다. 지지 필드가 자석의 축방향으로 평행한 필드와 비교하여 강화되는 경우 이 효과는 감소될 수 있다. 그러나 동시에, 센서의 변조가 악화되며, 이는 오프셋 에러들 및 오프셋 드리프트가 보다 현저한 방식으로 발생할 수 있다는 것을 의미한다.
다른 바람직한 실시예에서, 자석은 행 방향에 수직한 방향을 가리키거나 이동 방향에 대해 방사상인 자화를 갖는다. 특히 바람직하게는, 자석의 레벨에서 자기장-감지 센서 엘리먼트들의 영역에서 자석에 의해 생성된 자기장은 실질적으로 행 방향에 수직한 방향을 가리킨다. 특히 바람직하게는, 그의 필드 세기는 이 위치에서의 지지 필드의 필드 세기보다, 자기장-감지 센서 엘리먼트들의 영역의 위치에서 양의 관점에서 더 작다. 이 어레인지먼트에서, 지지 필드는 특히 바람직하게는, 행의 종방향에 수직으로 배향된다. 이 어레인지먼트는 특히, 행의 종방향에 대해 회전 대칭 방식으로 형성되거나 센서들의 행의 종축을 중심으로 방사상으로 대칭적으로 및/또는 자유롭게 회전 가능하게 배열되는 송신기 자석의 경우에 유리한데, 그 이유는 이 경우에 대칭의 이유로 인해, 행의 종방향에 직교하는 평가 가능한 필드 컴포넌트가 발생하지 않기 때문이다.
바람직한 실시예에서, 특히 압축 공기 또는 유압 실린더에서 피스톤 포지션들을 결정할 때, 자석은 축방향으로 자화된 디스크 자석, 막대 자석 또는 이동 방향에 대해 축방향으로 대칭적이고 센서들의 행 옆을 따라 측방향으로 안내되는 환형 자석이다.
다른 바람직한 실시예에서, 특히 액체들에 대한 충전-레벨 게이지의 플로트의 포지션을 결정하는 경우, 자기 송신기가 행의 종방향 주위에서 대칭적으로 그리고 자유롭게 회전 가능하게 배열되는 경우에, 방사상으로 자화된 링 또는 방사상으로 대칭적으로 배열된 개별 자석들이 바람직하게는, 자석들로서 사용된다.
바람직한 실시예에서, 자기장-감지 센서들은 자기저항 센서들이고, 각각의 센서는 브릿지(바버 폴 스트라이프들(barber pole stripes) 또는 45°스트라이프들 또는 sin-브릿지(sin-bridge))를 갖는다. 이러한 센서가 사용될 때, 측정될 최강 필드보다 더 작은 것으로 의도되지 않는 지지 필드가 측정될 필드 방향을 가로질러 작용하는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에서, 자기장-감지 센서는 GMR 또는 TMR 효과를 사용한다. 이러한 센서들은 안전한 동작을 위해 지지 필드를 반드시 필요로 하지는 않지만, 지지 필드들의 이용은 발생하는 필드 세기들에 대해 센서 감도 및 이에 따른 측정 영역, 특히 측정 영역의 주로 선형 부분을 적응시키는데 사용될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 자기장-감지 센서들은 홀 효과 또는 자기저항 소자들의 형태로 그것과 관련된 가우스 효과를 사용한다.
바람직한 실시예에서, 자기 저항 센서들은 자기장-감지 센서들로서 사용된다. 특히 바람직한 실시예에서, 바버 폴(barber pole)들을 갖는 AMR 센서들(이방성 자기 저항 센서들)이 사용된다. 바람직한 실시예에서 고려되는 지지 필드 디바이스에 의해 생성된 지지 필드는 이러한 실시예에서, 각각의 송신기 포지션에서 센서 재료의 신뢰성있는 자기 포화를 보장하기 위해 사용될 수 있다.
자기장-감지 센서들, 특히 자기 저항 센서들, 특히 바버-폴 센서들은, 자기장-생성 송신기에 의해 생성되는 센서 내의 자기장의 자기장 컴포넌트의 각각의 필드 세기에 대해, 센서에 의해 생성될 수 있는 최대 센서 신호에 대해 센서에 의해 생성된 센서 신호의 세기의 관계의 값을 반영하는 특성 라인의 진행을 빈번하게 가지며, 이 진행은 실질적으로, 자기장 컴포넌트의 부분적으로 작은 필드 세기 영역에서만 선형이고, 실질적으로 선형으로 연장되는 특성 라인들의 섹션에 인접하여 비-선형으로 연장된다.
바람직한 실시예에서, 각각의 센서는 자기 저항 엘리먼트들의 완전한-브릿지(full-bridge) 어레인지먼트(휘트스톤 브릿지) 또는 이러한 자기저항 엘리먼트의 하프-브릿지 회로를 갖는다.
바람직한 실시예에서, 자기장-감지 센서들은 자기 저항 센서들이다. 특히, 각각의 센서는 "이방성 자기저항 효과"(AMR 효과) 또는 "거대한(giant)" 자기저항 효과(GMR 효과)를 가질 수 있다. 그러나 센서 엘리먼트는 또한 GMI(Giant Magneto Impedance), TMR(Tunnel Magneto Resistance effect) 또는 홀 효과와 같은 다른 효과들을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 자석이 액체의 레벨을 결정할 때, 자석이 플로트로서 설계되면 특히 바람직하게 사용된다. 본 발명에 따른 방법은 또한, 예를 들면, 이동 객체가 스위칭 지점(기준 포지션)을 초과했는지 여부에 대한 검사가 수행되는 측정 상황들에서 사용될 수 있다. 이는 예를 들어, 스위치 또는 밸브가 미리 결정된 개구부 위치를 초과했는지를 점검하도록 의도된 스위치 또는 밸브를 검사할 때 사용될 수 있다. 다른 바람직한 사용 영역은, 충격 흡수기들, 압축 공기 또는 유압 실린더들 내의 피스톤의 주어진 포지션과 비교되는 상대적인 상황 또는 절대 포지션의 결정이며, 여기서 피스톤은 송신기 자석을 포함하고 센서들의 행은 실린더의 외벽에 부착된다. 본 발명에 따른 방법은 또한 전위차계 대체물로서 사용될 수 있다.
본 발명은 단지 본 발명의 예시적인 실시예들을 보다 상세히 도시하는 도면들을 사용하여 하기에서 도시될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 사용될 수 있는 것과 같은 디바이스의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 2는 센서 및 자석과 더불어, 도 1에 도시된 디바이스로부터의 컷-아웃(cut-out)을 도시한다.
도 3은 도 2에 따른 센서의 제 1 부분이, 이 센서에 대한 자석의 포지션에 의존하여 생성하는 제 1 중간 신호(사인 신호)의 진행을 도시하는 그래프를 도시한다.
도 4는 도 2에 따른 센서의 제 2 부분이, 이 센서에 대한 자석의 포지션에 의존하여 생성하는 제 2 중간 신호(코사인 신호)의 진행을 도시하는 그래프를 도시한다.
도 5는 제 1 중간 신호 및 제 2 중간 신호로부터 생성된 센서 신호(ArcTan 신호)의 진행을 도시하는 그래프를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 디바이스에서 사용될 수 있는 것과 같은 센서의 레지스터들의 공간적 어레인지먼트의 개략도를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 디바이스에 사용될 수 있는 것과 같은, 도 6에 따른 센서의 레지스터들의 상호연결의 개략도를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 사용될 수 있는 것과 같은 디바이스에 있어, 제 1 센서, 제 2 센서 및 제 3 센서의 센서 신호들의 진행을 간략히 도시하는 그래프의 대조적인 병치를 도시하며, 그래프는 센서들의 중간 신호들로부터 확인되는 제 1 센서, 제 2 센서 및 제 3 센서의 상대 값들의 진행을 도시한다.
도 9는 그래프가 진행들이 아니라, 오히려 측정 시간에 측정된 값들을 도시하는, 도 8로부터의 뷰를 도시한다.
도 10은 제 1 센서, 제 2 센서 및 제 3 센서의 센서 신호들의 진행을 요약하여 도시하는 그래프의 대조적인 병치를 도시하며, 그래프는 제 1 진폭 대 제 2 진폭의 진폭의 진행비 및 제 1 진폭 대 제 3 진폭의 진폭의 진행 비 및 제 3 진폭 대 제 2 진폭의 진폭의 진행비를 룩업 테이블로 도시한다.
도 11은 리딩 센서 신호의 값으로부터 자석의 포지션을 결정하는 것을 가능하게 하는 룩업 테이블의 그래픽 재생(graphic reproduction)을 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 사용될 수 있는 것과 같은 디바이스를 도시한다. 디바이스에는 센서들의 행(1)을 갖는다. 제 1 자기장-감지 센서(2), 제 2 자기장-감지 센서(3) 및 제 3 자기장-감지 센서(4)는 행 방향(A)으로 서로 이격되어 센서들의 행 상에 배열된다. 도 1에 도시된 실시예는, 선형으로 연장되는 센서들의 행(1)이다. 도시되지 않은 추가 센서들이 행 방향(A)으로 제 3 센서(4)를 뒤따를 수 있다.
디바이스는 자석(5)을 갖는다. 이는 양방향 화살표(B)의 방향으로 센서들의 행에 대해 그리고 이에 따라 행 방향(A)과 평행한 방향으로 이동될 수 있다.
자석은 자기장(보다 상세히 도시되지 않음)을 생성하며, 여기서 도시된 실시예에서, 자석의 자화 방향(자석의 북극에서 남극을 가리키는 방향)은 자석(5)의 이동 방향(B)에 대응하고 이에 따라 행 방향(A)에 평행하게 연장된다.
5개의 영역들, 즉 영역(S1), 영역(S1 + S2), 영역(S2), 영역(S2 + S3) 및 영역(S3)이 센서들의 행(1) 위에 쉐이딩(shading)으로 표시된다. 센서들의 행에 대한 자석(5)의 포지션을 결정하기 위해, 제 1 센서(2)의 신호는 자석(5)이 영역(S1)에 가장 근접하게 안착되면 리딩 신호로서 사용될 것이다. 센서들의 행에 대한 자석(5)의 포지션을 결정하기 위해, 제 1 센서(2) 또는 제 2 센서(3)의 신호 또는 제 1 센서(2) 및 제 2 센서(3)의 신호로부터 유도된 신호는 자석(5)이 영역(S1 + S2)에 가장 근접하게 안착되는 경우 리딩 신호로서 사용될 것이다. 센서들의 행에 대한 자석(5)의 포지션을 결정하기 위해, 제 2 센서(3)의 신호는 자석(5)이 영역(S2)에 가장 근접하게 안착되면 리딩 신호로서 사용될 것이다. 센서들의 행에 대한 자석(5)의 포지션을 결정하기 위해, 제 2 센서(3) 또는 제 3 센서(4)의 신호 또는 제 2 센서(3) 및 제 3 센서(4)의 신호로부터 유도된 신호는 자석(5)이 영역(S2 + S3)에 가장 근접하게 안착되는 경우 리딩 신호로서 사용될 것이다. 센서들의 행에 대한 자석(5)의 포지션을 결정하기 위해, 제 3 센서(4)의 신호는 자석(5)이 영역(S3)에 가장 근접하게 안착되면 리딩 신호로서 사용될 것이다.
도 2, 도 3, 도 4 및 도 5는, 함께 관찰될 때 개별 센서의 센서 신호(도 5)의 생성을 도시한다. 예로서, 도 2는 제 1 센서(2), 제 1 센서(2)에 인접한 센서들의 행(1)의 섹션, 및 자석(5) 및 행 방향(A)에 평행하게 연장되는 이동 방향(B)을 도시한다. 도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 그래프들은 기준 지점으로서 센서(2)의 중간 지점을 사용한다.
회전 각도 센서로서 구성된 센서(2)의 개략적인 설계가 도 6 및 도 7에 도시된다. 센서들(3 및 4)은 동일한 설계를 갖는다. 각각의 센서는 제 1 중간 신호를 생성하는 제 1 부분(레지스터들(R1, R2, R3, R4)) 및 제 2 중간 신호를 생성하는 제 2 부분(레지스터들(R5, R6, R7, R8))을 가지며, 제 1 중간 신호의 진행 및 제 2 중간 신호의 진행은 자석(5)에 의해 생성된 자기장의 방향 및/또는 세기에 의존한다. 제 1 중간 신호는 실질적으로 인가된 전압(Usin)에 대한 사인-타입 진행(도 3 참조)을 갖는다. 제 2 중간 신호는 실질적으로, 인가된 전압(Ucos)에 대한 코사인-타입 진행(도 4 참조)을 갖는다. 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 제 1 부분의 중간 지점은 제 2 부분의 중간 지점에 대응한다. 레지스터들은 AMR 효과를 이용하는 레지스터들이다.
사인- 및 코사인-타입 중간 신호들(도 3 및 도 4는 센서(2)의 다양한 주위 온도(25℃, -40℃, 85℃, 125℃)에서의 그의 진행을 도시함)은 센서(2)의 위치에서의 필드 방향 진행을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 필드각은 측정의 각각의 시간에 중간 신호들의 두 값을 나눈 후에, 아크탄젠트의 계산을 함으로써 간단한 방식으로 획득될 수 있다(필드각 = 0.5 * ARCTAN(Uasin/Uacos)). 이러한 방식으로 계산된 센서 신호의 진행은 도 5에 도시된다(다양한 주위 온도들에 대해서도 마찬가지임).
도 6은 이 경우 제 2 부분의 휘트스톤 브릿지(레지스터들(R5, R6, R7, R8))에 대한 제 1 부분(레지스터들(R1, R2, R3, R4))의 휘트스톤 브릿지의 공간적 어레인지먼트를 도시한다. 또한, 센서들의 행의 행 방향(A)과 자석(5)의 이동 방향(B)이 도 6에서 표시된다. 휘트스톤 브릿지, 행 방향(A) 및 자석의 이동 방향(B)은 실질적으로 하나의 평면에 안착된다.
도 7은 레지스터들의 정확한 공간 어레인지먼트를 재현함 없이, 레지스터들의 전기적 상호연결을 도시한다. 교류 전압들(Usin과 Ucos)은 각각 브릿지에 인가된다. 제 1 중간 신호는 도 7의 좌측 회로의 지점(Vcc)에서 탭핑되고, 제 2 중간 신호는 도 7의 우측 회로의 지점(Vcc)에서 탭핑된다.
도 3은 다양한 주위 온도에 대한 센서(2)의 중앙(제로 포지션)에 대한 자석(5)의 상대적 위치에 관한 제 1 중간 신호(사인 신호)의 값을 도시한다. 도 4는 다양한 주위 온도에 대한 센서(2)의 중앙(제로 포지션)에 대한 자석(5)의 상대적 위치에 관한 제 2 중간 신호(코사인 신호)의 값을 도시한다. 도 5는, 다양한 주위 온도들의 센서(2)의 중간(제로 포지션)에 대한 자석(5)의 상대적 위치에 관해, 2개의 신호 값들의 나누기 이후 아크탄젠트의 계산에 의해 계산된 센서(2)의 센서 신호 값을 도시한다. 센서(2)는 여기에 도시된 예시적인 실시예에서 센서(2)의 중간 지점 주위의 약 -12mm 내지 + 12mm의 특정 영역에 대해 - 대략의 영역에 대해 - 고유한 신호를 공급하는 것으로 인지된다. 적절한 룩업 테이블 또는 적절한 변환 인수를 사용함으로써, 센서(2)의 중간 지점 주위의 -12mm 내지 + 12mm의 영역에 대해 센서(2)의 중간 지점에 대한 자석(5)의 포지션을 명확히 결정하는 것이 가능하다. 센서들의 행(1) 상의 센서(2)의 중간 지점의 포지션이 알려지는 경우, 자석이 센서(2)의 중간 지점 주위의 -12mm 내지 + 12mm의 영역에 안착되면, 센서(2)의 센서 신호를 평가함으로써, 센서들의 행(1)에 대한 자석(5)의 절대 포지션을 결정하는 것이 이에 따라 또한 가능하다. 센서 및 센서가 그 자신에 대한 자석의 포지션을 명확히 결정할 수 있는 센서와 연관된 영역을 적합하게 선택함으로써 그리고 행 방향으로 차례로 2개 또는 그 초과의 센서들을 적합하게 배열함으로써, 측정 영역을 생성하는 것이 가능하며, 이 측정 영역에서 자석의 각각의 포지션에 관하여, 적어도 하나의 센서가 그 자신에 대한 자석의 포지션을 결정하기 위한 고유한 신호를 공급할 수 있다. 센서들의 행 상의 개별 센서들의 포지션을 인지하면, 자석이 측정 영역에 안착되는 경우, 센서들의 행에 대한 자석의 절대 위치를 명확히 결정하는 것이 이에 따라 가능하다.
도 8은 그의 상위 영역에서, 제 1 센서(W1_norm), 제 2 센서(W2_norm) 및 제 3 센서(W3_norm)의 정규화된 센서 신호들(normalised sensor signals)의 진행을 도시하는 그래프를 도시한다. 아크탄젠트 계산으로부터 발생한 각도들이 180° 또는 π로 나누어지고 이에 따라 0 내지 1의 값 범위로 정규화된다는 점에서 정규화된 신호가 생성된다. 여기에서 설명된 실시예에서, 그의 팽창의 관점에서(각각의 센서의 중간 지점 주위의 -12mm 내지 + 12mm) 센서의 개별 측정 영역 및 서로에 대한 센서의 어레인지먼트는 적어도 하나의 센서가 영역들(S1, S1 + S2, S2, S2 + S3, S3) 각각에서 신호를 공급하도록(이는 자석(5)의 위치가 그것에 대해 명확하게 결정되도록 허용함) 선택된다는 것이 인지되어야 한다. 제 2 센서(3)의 중간 지점이 기준점으로 선택된다. 영역(S1)에서, 제 1 센서(2)는, 그것에 대해 그리고 - 센서들의 행(1) 상의 센서(2)의 중간 지점의 위치를 인지하면 - 센서들의 행(1)에 대해서도 자석의 포지션의 명확한 결정을 가능하게 하는 신호를 제공한다. 영역(S2)에서, 제 2 센서(3)는, 그것에 대해 그리고 - 센서들의 행(1) 상의 센서(3)의 중간 지점의 위치를 인지하면 - 센서들의 행(1)에 대해서도 자석의 포지션의 명확한 결정을 가능하게 하는 신호를 제공한다. 영역(S3)에서, 제 3 센서(4)는, 그것에 대해 그리고 - 센서들의 행(1) 상의 센서(4)의 중간 지점의 위치를 인지하면 - 센서들의 행(1)에 대해서도 자석의 포지션의 명확한 결정을 가능하게 하는 신호를 제공한다.
영역(S1 + S2)에서, 제 1 센서의 신호는 명확한 측정 영역으로부터(그것의 왼쪽으로), 신호가 포지션 결정에 대해 잘 사용될 수 없는 영역 내로 점프한다(오른쪽 영역으로의 점프). 마찬가지로, 영역(S1 + S2)에서, 제 2 센서의 신호는 명확한 측정 영역으로부터(그것의 오른쪽으로) 신호가 포지션 결정에 대해 잘 사용될 수 없는 영역 내로 점프한다(왼쪽 영역으로의 점프). 영역들의 한계들은, TL 목적을 위해, 약간 멀리 있도록 선택되고, 이상적으로는 오른쪽으로부터 또는 왼쪽으로부터 각각의 점프로 가능한 한 근접하게 풀업(pull up)될 것이다. 그러나 2번의 점프들 사이에, 제 1 센서(W1_norm)의 신호와 제 2 센서(W2_norm)의 신호 모두는 각각의 신호에 의존하여 포지션이 잘 결정될 수 있는 영역에 안착된다는 것이 인지될 수 있다. 신호들 모두는 그 자체들이 포지션을 결정하는데 적합하다.
영역(S2 + S3)에서, 제 2 센서의 신호는 명확한 측정 영역으로부터(그것의 왼쪽으로), 신호가 포지션 결정에 대해 잘 사용될 수 없는 영역 내로 점프한다(오른쪽 영역으로의 점프). 마찬가지로, 영역(S2 + S3)에서, 제 3 센서의 신호는 명확한 측정 영역으로부터(그것의 오른?으로), 신호가 포지션 결정에 대해 잘 사용될 수 없는 영역 내로 점프한다(왼쪽 영역으로의 점프). 영역들의 한계들은, 예시 목적을 위해, 약간 멀리 되도록 선택되고, 이상적으로는 오른쪽으로부터 또는 왼쪽으로부터 각각의 점프로 가능한 한 근접하게 풀업될 것이다. 그러나 2번의 점프들 사이에, 제 2 센서(W2_norm)의 신호와 제 3 센서(W3_norm)의 신호 모두는 각각의 신호에 의존하여 포지션이 잘 결정될 수 있는 영역에 안착된다는 것이 인지될 수 있다. 신호들 모두는 그 자체들이 포지션을 결정하는데 적합하다.
참조를 단순화하기 위해, 도 1의 그림은 도 8의 중간에 다시 도시된다.
도 8은 그의 하위 영역에서, 기준 지점(제 2 센서(3)의 중간 지점)에 대한 자석의 포지션에 의존하여, 제 1 센서(2)(A1_norm), 제 2 센서(3)(A2_norm) 및 제 3 센서(4)(W3_norm)의 정규화된 진폭의 진행을 도시하는 그래프를 도시한다. 진폭(A)은, 측정 시간에, 센서의 제 1 중간 신호의 값(W1)의 제곱과 센서의 제 2 중간 신호의 값(W2)의 제곱의 합의 제곱근(A=(W12 + W22)1/2) 또는, 환언하면, A=(W1^2 + W2^2)^1/2)으로부터 계산된다. 정규화된 진폭은 실질적으로 사인- 및 코사인-형상인 정규화된 중간 신호들(W1 및 W2)에 기초한다. 중간 신호들의 정규화는 모든 센서들의 연구된 중간 신호들(W1 및 W2)의 최대 인수가 계산되는 업스트림 교정 라운드(upstream calibration round)를 통해 달성된다. 이에 의해, 모든 중간 신호들은 영역 +/- 1에서 서로에 대해 정규화되며, 이는 결국, 0과 1 사이의 값 범위에서, 위에서 설명된 계산 규칙에 따라, 이러한 이동으로부터 발생하는 정규화된 진폭들로 이어진다.
도 8은 이동의 방향(B)을 따른 자석(5)의 가능한 포지션들에 대한 결과로서 각각의 값들의 진행들(W1_norm, W2_norm, W3_norm, A1_norm, A2_norm, A3_norm)을 도시한다. 도 8에 도시된 것에 부가하여, 도 9는 하나의 측정 시간에 즉, 자석(5)이 도 9에 도시된 포지션을 취하는 측정 시간에 획득되는 값들을 도시한다. 이 값들은 지점(point)들로서 도시된다. 동시에, 측정된 값의 진행에서의 각각의 값은 센서들의 행에 대한 자석(5)의 다른 포지션들에서도 발생한다는 것이 X에 의해 강조된다. 결과적으로, 모호성이 존재한다는 것이 자명해진다.
본 발명에 따른 방법에 있어서, 이러한 모호성에도 불구하고, 센서들의 행에 대한 자석(5)의 포지션을 명확하게 결정하는 것이 가능하다는 것이 이제 인지된다. 본 발명에 따른 방법에 있어서, 각각의 측정 시간에 대해, 신호 또는 센서는 리딩(leading)으로서 확인되며, 여기서 측정 시간에 센서의 값은 센서의 명확한 측정 영역에(도 5에 도시된 진행, 예를 들어, 각각의 센서(2)의 중간 지점 주위의 -12mm 내지 +12mm의 진행에) 안착된다. 도 9에서 도시된 측정 시간에, 그것은 제 2 센서(3)의 값일 것이다.
본 발명에 따른 방법에서, 제 1 검사에서, 측정 시간에 제 1 센서 신호가 생성한 값(신호(W1_norm)의 값)은 제 1 기준값(여기서 0.5)과 비교된다. 제 2 검사에서, 측정 시간에 제 2 센서 신호가 생성한 값(신호(W2_norm)의 값)은 제 1 기준값(여기서 0.5)과 비교된다. 제 4 검사에서, 측정 시간에 제 3 센서 신호가 생성한 값(신호(W2_norm)의 값)은 제 1 기준값(여기서 0.5)과 비교된다.
도 8 및 도 9의 상위 그래프들의 정규화된 그림에서, 값 1은 값 180°에 대응하고 값 0.5는 값 90°에 대응한다. 각도 값들은, 자석(5)에 의해 생성된 자기장의, 측정 시간에 각각의 센서에 의해 측정된 필드 방향과 바람직한 방향 간의 각도와 관련된다. 제 1 검사에서, 예를 들어, 제 1 센서에서의 자기장의 필드 방향과 제 1 센서의 바람직한 방향 사이의 각도가 90°보다 큰지(정규화된 그림에서: 0.5 초과) 여부에 관하여 검사가 이에 따라 수행된다. 만약 그렇다면, 제 1 검사의 결과로서 값 1이 출력되고, 만약 그렇지 않다면, 제 1 검사의 결과로서 값 0이 출력된다. 각각의 센서에 대한 바람직한 방향은 동일하다.
도 9는 다음을 도시한다:
· 측정 시간에 제 1 센서 신호는 < 0.5여서, 제 1 검사의 결과는 0이 되고,
· 측정 시간에 제 2 센서 신호는 < 0.5여서, 제 2 검사의 결과는 0이 되고, 그리고
· 측정 시간에 제 3 센서 신호는 > 0.5여서, 제 3 검사의 결과는 1이 된다.
그러나 이 결과는 아직 명확하지 않다. 자석이 수직 점선에 의해 도 9의 상위 그래프에서 도시된 포지션에 안착된 경우 동일한 결과가 나타날 것이다. 여기서 또한:
· 제 1 센서 신호는 < 0.5여서, 제 1 검사의 결과는 0을 제공할 것이고,
· 제 2 센서 신호는 < 0.5여서, 제 2 검사의 결과는 0을 제공할 것이고,
· 제 3 센서 신호는 > 0.5여서, 제 3 검사의 결과는 1을 제공할 것이다.
본 발명에 따른 방법은 이에 따라, 어떤 신호가 리딩 신호로 취해질지 또는 자석이 중간 영역(S1 + S2 영역 또는 S2 + S3 영역)에 안착되는지 여부를 명확히 결정하기 위해 센서 신호들, 또는 센서 신호들로부터 또는 센서의 중간 신호들로부터 유도된 신호들의 추가 검사를 수행하는 것을 제안한다.
모호성을 방지하는 가능성은 측정 시간에 센서들의 진폭(A)을 확인하고 이들을 서로 비교하는 것에 있으며, 여기서 진폭(A)은, 측정 시간에, 센서의 제 1 중간 신호의 값(W1)의 제곱과 센서의 제 2 중간 신호의 값(W2)의 제곱의 합의 제곱근(A=(W12 + W22)1/2) 또는, 환언하면, A=(W1^2 + W2^2)^1/2)으로부터 계산된다.
도 10은 도 8의 상위 그래프로부터도 알 수 있는 바와 같이, 중간에 그래프를 도시한다. 상단에서, 도 10은 제 1 진폭이 제 2 진폭보다 큰지에 관한 질문에 대한 이진 응답을 도시하는 그래프를 도시하고, 제 3 진폭이 제 1 진폭보다 큰지에 관한 질문에 대한 이진 응답을 도시한다. 제 1 진폭 대 제 2 진폭의 비는 상대 값이다. 도 10은 이에 따라, 센서들의 행에 대한 자석의 다양한 포지션들에 대해, 상대 값이 기준값(여기서 1)보다 큰지 여부에 관한 질문에 대한 이진 응답(1 = 예; 0 = 아니오)을 도시한다. 제 3 진폭 대 제 1 진폭의 비는 제 2 상대 값이다. 도 10은 이에 따라, 센서들의 행에 대한 자석의 다양한 포지션들에 대해, 제 2 상대 값이 기준값(여기서 1)보다 큰지 여부에 관한 질문에 대한 이진 응답(1 = 예; 0 = 아니오)을 도시한다. 도 10은 하위 영역의 룩업 테이블을 도시한다. 거기서, 영역(S1)은 영역들(C1 및 C2)로 분할된다. 영역(S2)은 영역들(C3 및 C4)로 분할된다. 영역(S3)은 영역들(C5 및 C6)로 분할된다.
· 제 1 검사(제 1 센서의 신호의 값이 90°의 필드각에 대해 출력되는 신호보다 큰가?)의 결과,
· 제 2 검사(제 2 센서의 신호의 값이 90°의 필드각에 대해 출력되는 신호보다 큰가?)의 결과,
· 제 4 검사(제 3 센서의 신호의 값이 90°의 필드각에 대해 출력되는 신호보다 큰가?)의 결과,
· 제 3 검사(측정 시간에 제 1 신호의 진폭 대 측정 시간에 제 2 신호의 진폭의 진폭비가 1보다 큰가?)의 결과,
· 제 5 검사(측정 시간에 제 3 신호의 진폭 대 측정 시간에 제 1 신호의 진폭의 진폭비가 1보다 큰가?)의 결과로부터의 값 조합에 대해 각각의 영역에 대한 고유한 숫자 조합이 존재한다는 것이 인지될 수 있다
어떠한 숫자 조합도 다른 영역들에서 반복되지 않는다. 결과적으로, 5번의 검사들을 통해, 자석이 안착되는 영역을 명확히 명시하는 것이 가능하다. 테이블에서, "X"는, 이들이 속한 숫자 조합이 이미 자력으로 고유하기 때문에, 확인이 중요하지 않은 값을 표현한다.
추가의 룩업 테이블에서, 다음과 같은 결론을 내리는 것이 가능하다:
· 영역(C1 또는 C2)에 대해, 제 1 센서의 신호를 리딩 신호로서 취해지고, 포지션은 제 1 센서의 신호로부터 결정되고,
· 영역(C3 또는 C4)에 대해, 제 2 센서의 신호를 리딩 신호로서 취해지고, 포지션은 제 2 센서의 신호로부터 결정되고,
· 영역(C5 또는 C6)에 대해, 제 3 센서의 신호를 리딩 신호로서 취해지고, 포지션은 제 3 센서의 신호로부터 결정되고,
· 영역(S1 + S2)에 대해, 포지션은 제 1 및 제 2 센서들의 신호들로부터 결정되고,
· 영역(S2 + S3)에 대해, 포지션은 제 2 및 제 3 센서들의 신호들로부터 결정된다.
포지션이 하나의 센서 신호(영역들(C1, C2, C3, C4, C5, C6))로부터 직접 확인되는 경우, 이는 룩업 테이블을 통해 직접 발생할 수 있다. 센서 신호의 값들에 대해, 센서 신호의 이 값과 연관된 포지션 값은 이전에 선택된 인크리멘테이션(incrementation)에서 룩업 테이블에 기준 지점에 대하여 저장된다. 도 11은 이러한 룩업 테이블 이면에 있는, 센서 신호와 포지션 값 사이의 관계의 그래픽 도시를 도시한다. 예를 들어, 리딩 신호의 신호 값이 0.15이면, 값 0.15에 대해 저장된 포지션 값(이 경우 : -9)은 룩업 테이블로부터 판독될 수 있다. 이는 측정 시간에, 자석이 리딩 신호를 생성한 센서의 기준 지점으로부터 -9mm 떨어져 있다는 것을 의미한다. 추가의 룩업 테이블에서, 리딩 신호를 생성하는 센서의 기준 지점의 위치가 센서들의 행의 절대 좌표계에서 판독되고 포지션 값과 함께 부가되는 것이 가능하다. 이 예에서 신호를 생성하는 센서의 기준 지점이 센서들의 행의 선두로부터 20mm 떨어진 경우, 측정 시간에, 자석이 센서들의 행의 선두로부터 -9mm + 20mm = 11mm 떨어져 있다고 귀착된다.
포지션이 2개의 센서들의 신호들로부터 확인되면, 센서 신호들의 신호 값들의 평균값이 먼저 형성되고, 동일한 룩업 테이블로부터, 신호의 평균 센서 값 대신, 취해진 평균값을 판독함으로써 이렇게 형성된 평균값에 기초하여 포지션이 결정된다.

Claims (12)

  1. 행 방향으로 연장되는 센서들의 행에 대해 측정 시간에 자석이 갖는 포지션을 결정하기 위한 방법으로서,
    상기 센서들의 행에 대한 상기 자석의 포지션은 행 방향의 방향으로 또는 상기 행 방향에 평행한 방향으로 변경될 수 있고, 상기 센서들의 행은 제 1 자기장-감지 센서 및 상기 제 1 센서로부터 행 방향으로 이격되어 배열되는 제 2 자기장-감지 센서를 가지며,
    · 제 1 센서 신호가 상기 제 1 센서에 의해 생성되고, 상기 측정 시간에 그 값은, 상기 측정 시간에 상기 제 1 센서에 대한 상기 자석의 포지션에 의존하고, 그리고
    · 제 2 센서 신호가 상기 제 2 센서에 의해 생성되고, 상기 측정 시간에 그 값은, 상기 측정 시간에 상기 제 2 센서에 대한 상기 자석의 포지션에 의존하고,
    · 제 1 검사에서, 상기 제 1 센서 신호가 상기 측정 시간에 생성한 값이 제 1 기준값과 비교되고 그리고/또는 그것이 제 1 값 범위에 속하는지 여부에 관해 점검되고,
    · 제 2 검사에서, 상기 제 2 센서 신호가 상기 측정 시간에 생성한 값이 제 2 기준값과 비교되고 그리고/또는 그것이 제 2 값 범위에 속하는지 여부에 관해 점검되고, 그리고
    · 상대 값은, 상기 제 1 센서 신호가 상기 측정 시간에 생성한 값 및 상기 제 2 센서 신호가 상기 측정 시간에 생성한 값으로부터 형성되고,
    · 또는, 상대 값은 상기 제 1 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 상기 측정 시간에, 상기 제 1 센서의 제 1 중간 신호의 값으로부터, 그리고 상기 제 1 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 상기 측정 시간에, 상기 제 1 센서의 제 2 중간 신호의 값으로부터, 그리고 상기 제 1 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 상기 측정 시간에, 상기 제 2 센서의 제 1 중간 신호의 값으로부터, 그리고 상기 제 2 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 상기 측정 시간에, 상기 제 2 센서의 제 2 중간 신호의 값으로부터 형성되고, 그리고
    · 제 3 검사에서, 이러한 방식으로 확인된 상대 값은 제 3 기준값과 비교되고 그리고/또는 그것이 제 3 값 범위에 속하는지 여부에 관해 점검되고, 그리고
    상기 제 1 검사의 결과 및 상기 제 2 검사의 결과 및 상기 제 3 검사의 결과로부터, 상기 센서 신호들 중 어느 것이 상기 측정 시간에 대한 리딩 신호로서 간주되어야 하는지에 관한 결정이 내려지고, 상기 측정 시간에 상기 센서들의 행에 대한 상기 자석의 포지션은 이러한 방식으로 결정된 상기 리딩 신호를 평가함으로써 결정되는,
    행 방향으로 연장되는 센서들의 행에 대해 측정 시간에 자석이 갖는 포지션을 결정하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상대 값은, 상기 제 1 센서 신호가 상기 측정 시간에 생성한 값 대 상기 제 2 센서 신호가 상기 측정 시간에 생성한 값의 비(ratio)를 형성함으로써 생성되는,
    행 방향으로 연장되는 센서들의 행에 대해 측정 시간에 자석이 갖는 포지션을 결정하기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상대 값은, 상기 측정 시간에 상기 제 1 센서의 제 1 중간 신호의 값 및 상기 측정 시간에 상기 제 1 센서의 상기 제 2 중간 신호의 값으로부터 형성되는 제 1 진폭 대 상기 측정 시간에 상기 제 2 센서의 제 1 중간 신호의 값 및 상기 측정 시간에 상기 제 2 센서의 상기 제 2 중간 신호의 값으로부터 형성되는 제 2 진폭의 비를 형성함으로써 생성되는,
    행 방향으로 연장되는 센서들의 행에 대해 측정 시간에 자석이 갖는 포지션을 결정하기 위한 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 검사의 결과로서 이진값이 생성되고, 상기 제 2 검사의 결과로서 이진값이 생성되고, 상기 제 3 검사의 결과로서 이진값이 생성되고, 상기 검사들의 값 조합을 룩업 테이블의 값 조합들과 비교함으로써, 상기 센서 신호들 중 어느 것이 상기 측정 시간에 대한 리딩 신호로서 간주되어야 하는지에 관한 결정이 내려지는,
    행 방향으로 연장되는 센서들의 행에 대해 측정 시간에 자석이 갖는 포지션을 결정하기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서들의 행은 상기 제 2 센서로부터 행 방향으로 이격되어 배열되는 제 3 자기장-감지 센서를 갖고,
    · 제 3 센서 신호가 상기 제 3 센서에 의해 생성되고, 상기 측정 시간에 그 값은, 상기 측정 시간에 상기 제 3 센서에 대한 자석의 포지션에 의존하고, 그리고
    · 제 4 검사에서, 상기 제 3 센서 신호가 상기 측정 시간에 생성한 값이 제 4 기준값과 비교되고 그리고/또는 그것이 제 4 값 범위에 속하는지 여부에 관해 점검되고, 그리고
    · 제 2 상대 값은 상기 측정 시간에 상기 제 2 센서 신호가 생성한 값, 또는 상기 측정 시간에 상기 제 1 센서 신호가 생성한 값 및 상기 측정 시간에 상기 제 3 센서 신호가 생성한 값으로부터 형성되고,
    · 또는, 제 2 상대 값은 상기 제 2 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 상기 측정 시간에, 상기 제 2 센서의 제 1 중간 신호의 값 및 상기 제 2 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 상기 측정 시간에, 상기 제 2 센서의 제 2 중간 신호의 값으로부터, 또는 상기 제 1 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 상기 측정 시간에, 상기 제 1 센서의 제 1 중간 신호의 값 및 상기 제 1 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 상기 측정 시간에, 상기 제 1 센서의 제 2 중간 신호의 값으로부터, 그리고 상기 제 3 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 상기 측정 시간에, 상기 제 3 센서의 제 1 중간 신호의 값 및 상기 제 2 센서 신호의 값을 생성하는데 사용된, 상기 측정 시간에, 상기 제 3 센서의 제 2 중간 신호의 값으로부터 형성되고, 그리고
    · 제 5 검사에서, 이러한 방식으로 확인된 제 2 상대 값은 제 5 기준값과 비교되고 그리고/또는 그것이 제 5 값 범위에 속하는지 여부에 관해 점검되고, 그리고
    제 1 검사의 결과 및 제 2 검사의 결과 및 제 3 검사의 결과 및 제 4 검사의 결과 및 제 5 검사의 결과로부터, 센서 신호들 중 어느 것이 측정 시간에 대한 리딩 신호로서 간주되어야 하는지에 관한 결정이 내려지고, 상기 측정 시간에 상기 센서들의 행에 대한 상기 자석의 포지션은 이러한 방식으로 결정된 리딩 신호를 평가함으로써 결정되는,
    행 방향으로 연장되는 센서들의 행에 대해 측정 시간에 자석이 갖는 포지션을 결정하기 위한 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 상대 값은, 상기 제 1 센서 신호가 상기 측정 시간에 생성한 값 대 상기 제 2 센서 신호가 상기 측정 시간에 생성한 값의 비를 형성함으로써 생성되고, 상기 제 2 상대 값은, 상기 제 3 센서 신호가 상기 측정 시간에 생성한 값 대 상기 제 2 센서 신호가 상기 측정 시간에 생성한 값 또는 상기 제 1 센서 신호가 상기 측정 시간에 생성한 값의 비를 형성함으로써 생성되는,
    행 방향으로 연장되는 센서들의 행에 대해 측정 시간에 자석이 갖는 포지션을 결정하기 위한 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 상대 값은, 상기 측정 시간에 상기 제 1 센서의 제 1 중간 신호의 값 및 상기 측정 시간에 상기 제 1 센서의 상기 제 2 중간 신호의 값으로부터 형성되는 제 1 진폭 대 상기 측정 시간에 상기 제 2 센서의 제 1 중간 신호의 값 및 상기 측정 시간에 상기 제 2 센서의 상기 제 2 중간 신호의 값으로부터 형성되는 제 2 진폭의 비를 형성함으로써 생성되고, 상기 제 2 상대 값은, 상기 측정 시간에 상기 제 3 센서의 제 1 중간 신호의 값 및 상기 측정 시간에 상기 제 3 센서의 상기 제 2 중간 신호의 값으로부터 형성되는 제 3 진폭 대, 상기 측정 시간에 상기 제 2 센서의 제 1 중간 신호의 값 및 상기 측정 시간에 상기 제 2 센서의 상기 제 2 중간 신호의 값으로부터 형성되는 제 2 진폭 또는 상기 측정 시간에 상기 제 1 센서의 제 1 중간 신호의 값 및 상기 측정 시간에 상기 제 1 센서의 제 2 중간 신호의 값으로부터 형성되는 제 1 진폭의 비를 형성함으로써 생성되는,
    행 방향으로 연장되는 센서들의 행에 대해 측정 시간에 자석이 갖는 포지션을 결정하기 위한 방법.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 검사의 결과로서 이진값이 생성되고, 상기 제 2 검사의 결과로서 이진값이 생성되고, 상기 제 3 검사의 결과로서 이진값이 생성되고, 상기 제 4 검사의 결과로서 이진값이 생성되고, 상기 제 5 검사의 결과로서 이진값이 생성되고, 상기 검사들의 값 조합을 룩업 테이블의 값 조합들과 비교함으로써, 상기 센서 신호들 중 어느 것이 상기 측정 시간에 대한 리딩 신호로서 간주되어야 하는지에 관한 결정이 내려지는,
    행 방향으로 연장되는 센서들의 행에 대해 측정 시간에 자석이 갖는 포지션을 결정하기 위한 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 센서 및/또는 상기 제 2 센서 및/또는 상기 제 3 센서는 회전 각도 센서인,
    행 방향으로 연장되는 센서들의 행에 대해 측정 시간에 자석이 갖는 포지션을 결정하기 위한 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 시간에 상기 센서들의 행에 대한 상기 자석의 포지션은, 상기 리딩 신호의 값에 대해 또는 상기 리딩 신호의 값으로부터 유도된 값에 대하여, 상기 센서들의 행에 대한 상기 자석의 포지션을 결정하기 위한 포지션 값이 룩업 테이블로부터 판독된다는 점에서, 결정되는,
    행 방향으로 연장되는 센서들의 행에 대해 측정 시간에 자석이 갖는 포지션을 결정하기 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 센서들의 행에 대한 상기 자석의 포지션을 결정하기 위해, 오프셋 값이 상기 포지션 값에 추가되고, 상기 오프셋 값은 가이딩 신호(guiding signal)를 생성한 센서의 센서들의 행을 따른 포지션에 의존하는,
    행 방향으로 연장되는 센서들의 행에 대해 측정 시간에 자석이 갖는 포지션을 결정하기 위한 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서들의 행은 복수의 자기장-감지 센서를 갖고, 선택 단계에서, 2개 또는 3개의 센서들이 결정되며 이들의 센서 신호들은 추가의 방법 단계들에서 이용되는,
    행 방향으로 연장되는 센서들의 행에 대해 측정 시간에 자석이 갖는 포지션을 결정하기 위한 방법.

KR1020170027287A 2016-03-02 2017-03-02 센서들 열에 대한 자석의 포지션을 결정하기 위한 방법 KR101997825B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016002420.8A DE102016002420B4 (de) 2016-03-02 2016-03-02 Verfahren zur Bestimmung der Position eines Magneten relativ zu einer Sensorzelle
DE102016002420.8 2016-03-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170102822A KR20170102822A (ko) 2017-09-12
KR101997825B1 true KR101997825B1 (ko) 2019-07-08

Family

ID=59650640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170027287A KR101997825B1 (ko) 2016-03-02 2017-03-02 센서들 열에 대한 자석의 포지션을 결정하기 위한 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10571305B2 (ko)
KR (1) KR101997825B1 (ko)
CN (1) CN107152938B (ko)
DE (1) DE102016002420B4 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019049652A1 (ja) * 2017-09-06 2019-03-14 株式会社村田製作所 変位検出装置
DE102020126871A1 (de) * 2020-10-13 2022-04-14 Infineon Technologies Ag Ein Sensorsystem, ein System und ein Verfahren zum Bestimmen einer Position oder eines Drehwinkels
KR20220067698A (ko) * 2020-11-18 2022-05-25 주식회사 해치텍 비접촉식 자기 센싱 시스템
EP4009004A1 (en) * 2020-12-02 2022-06-08 TE Connectivity Sensors Germany GmbH Eddy current sensor device for measuring a linear displacement
DE102021126056A1 (de) * 2021-10-07 2023-04-13 Vrmagic Gmbh Nahfeld-Tracking
DE102022128160A1 (de) 2022-10-25 2024-04-25 Festo Se & Co. Kg Verfahren zur Ermittlung einer Position eines Gebermagneten längs einer Messstrecke und Vorrichtung zur Ermittlung einer Position eines Gebermagneten längs einer Messstrecke

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01203901A (ja) * 1988-02-10 1989-08-16 Alps Electric Co Ltd 位置検出装置
US6097183A (en) * 1998-04-14 2000-08-01 Honeywell International Inc. Position detection apparatus with correction for non-linear sensor regions
US6731109B2 (en) * 2002-07-12 2004-05-04 Wabash Technologies, Inc. Magnetic position sensor having a stepped magnet interface
US7441464B2 (en) * 2006-11-08 2008-10-28 Honeywell International Inc. Strain gauge sensor system and method
US8138917B2 (en) * 2007-10-19 2012-03-20 N7 Systems Llc Latch monitoring apparatus for a shipping container door
KR20090011266U (ko) * 2008-04-30 2009-11-04 유영재 자계위치인식센서의 성능 향상 및 그 방법
DE102010003292A1 (de) * 2010-03-25 2011-09-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Sensoranordnung und Verfahren zum Ermitteln einer Magnetisierungseinrichtung eines Gebermagneten
DE102010025170B4 (de) * 2010-06-25 2013-02-28 Meas Deutschland Gmbh Vorrichtung zum Erzeugen eines Sensorsignals und Verfahren zur Bestimmung der Position eines Gebers
US8335659B2 (en) * 2010-07-15 2012-12-18 Tyco Electronics Corporation Linear position sensor system
US9448087B2 (en) * 2011-10-10 2016-09-20 Methode Electronics, Inc. Contactless magnetic linear position sensor
CN102519349A (zh) * 2011-12-23 2012-06-27 基康仪器(北京)有限公司 磁体位移传感器
DE102012205903B4 (de) * 2012-04-11 2014-01-30 Tyco Electronics Amp Gmbh Verfahren zum berührungslosen messen einer relativen position mittels eines magnetfeldsensorarrays auf halleffektbasis und weggeber
DE102012205902A1 (de) * 2012-04-11 2013-10-17 Tyco Electronics Amp Gmbh Weggeber zum berührungslosen Messen einer Position mittels einer Vielzahl von in Reihe angeordneten Magnetfeldsensoren
DE102012112216A1 (de) * 2012-12-13 2014-06-18 Conti Temic Microelectronic Gmbh Ermittlung einer Position auf einem Verfahrweg
US9479134B2 (en) * 2013-03-04 2016-10-25 Texas Instruments Incorporated Position detecting system
DE102013206518A1 (de) * 2013-04-12 2014-10-16 Zf Friedrichshafen Ag Magnetfeldsensorvorrichtung, Betätigungsvorrichtung und Verfahren zur Bestimmung einer Relativposition
CN105452812B (zh) * 2013-08-06 2019-04-30 不列颠哥伦比亚大学 移位装置以及用于检测和估计与其相关联的运动的方法和设备
KR20170017117A (ko) * 2015-08-05 2017-02-15 한국전자통신연구원 신호세기에 기반한 신호 발생위치 추정 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US10571305B2 (en) 2020-02-25
KR20170102822A (ko) 2017-09-12
DE102016002420B4 (de) 2017-11-30
DE102016002420A1 (de) 2017-09-07
US20170254672A1 (en) 2017-09-07
CN107152938A (zh) 2017-09-12
CN107152938B (zh) 2021-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101997825B1 (ko) 센서들 열에 대한 자석의 포지션을 결정하기 위한 방법
JP6359710B2 (ja) 磁界検出器のためのオフセット補償
JP6926209B2 (ja) 距離センサ
US10732009B2 (en) Angle sensing in an off-axis configuration
CN101971470B (zh) 使用磁场的位置测量
US8604780B2 (en) Rotating field sensor
US8589105B2 (en) Rotating field sensor
US9891074B2 (en) Sensor system with a three half-bridge configuration
US8659289B2 (en) Rotating field sensor
US9982988B2 (en) Displacement sensor for contactlessly measuring a relative position by means of a magnetic field sensor array on the basis of the hall effect
US8970210B2 (en) Bidirectional magnetic position sensor having field rotation
CN103217179B (zh) 用于测量旋转的可移动部件的轴向移动的方法
CN101680777B (zh) 磁场传感器
US20170089726A1 (en) Using cartesian coordinates for position detection with a magnetic sensor
US20130063132A1 (en) Linear position sensor
CN104204730A (zh) 借助于3d霍尔传感器非接触地测量相对位置的方法
US10978229B2 (en) Magnet arrangement for position sensor device and corresponding position sensor device
CN108627083A (zh) 角度传感器系统
US11313666B2 (en) Angle sensor and angle sensor system
CN107923769A (zh) 用于测量移动部件的绝对位置的传感器
JP2018017584A (ja) 検出手段、角度センサ、角度算出方法
JPH06180242A (ja) センサつき面積式流量計および流量計測方法
CN114002633B (zh) 基于磁场的电流测量误差分析方法及系统
JP2009002770A (ja) 電磁誘導式リニアスケール

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant