KR20070114314A - 복수의 회전형 자기 센서를 이용한 각 위치 검출 - Google Patents

복수의 회전형 자기 센서를 이용한 각 위치 검출 Download PDF

Info

Publication number
KR20070114314A
KR20070114314A KR1020077023286A KR20077023286A KR20070114314A KR 20070114314 A KR20070114314 A KR 20070114314A KR 1020077023286 A KR1020077023286 A KR 1020077023286A KR 20077023286 A KR20077023286 A KR 20077023286A KR 20070114314 A KR20070114314 A KR 20070114314A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetoresistive
bridge
bridge circuits
position data
die
Prior art date
Application number
KR1020077023286A
Other languages
English (en)
Inventor
라마 에프 릭스
마이클 제이. 라토리아
Original Assignee
허니웰 인터내셔널 인코포레이티드
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 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드 filed Critical 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드
Publication of KR20070114314A publication Critical patent/KR20070114314A/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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices

Landscapes

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

Abstract

자기 감지 방법 및 시스템은 중심 위치를 갖는 다이를 포함한다. 자기저항 브리지 회로 그룹은 다이 상에 배치되고 구성된다. 그 다음, 자기 바이어스 부품은 복수의 브리지 출력 신호를 생성하기 위하여 복수의 자기저항 브리지를 다이의 중심 위치의 축에 대하여 회전하는 자기장으로 바이어스하는데 사용된다. 최종적으로, 복수의 브리지 출력 신호는 위치 데이터를 결정하기 위하여 처리된다.

Description

복수의 회전형 자기 센서를 이용한 각 위치 검출{ANGULAR POSITION DETECTION UTILIZING A PLURALITY OF ROTARY CONFIGURED MAGNETIC SENSORS}
[관련 출원에 대한 교차참조]
본 특허 출원은 2004년 11월 18일 미국 특허청에 출원된 "선형 및 회전형 감지 애플리케이션을 위한 위치 검출 장치 및 방법(Position Detection Apparatus and Method for Linear and Rotary Sensing Applications)"의 명칭을 가지며 개시된 내용의 전문이 본 명세서에서 원용되는 미국 특허 출원 제10/993,964호의 일부 계속 출원이다.
[기술 분야]
실시예들은 일반적으로 감지 장치에 관한 것이다. 또한, 실시예들은 홀-효과(Hall-effect) 및/또는 자기저항 부품에 바탕을 둔 자기 감지 구성에 관한 것이다. 더하여, 실시예들은 각 위치 및 회전 위치 센서에 관한 것이다.
자기-효과 감지 기술분야에서 다양한 센서들이 알려져 있다. 일반적인 자기-효과 센서의 예들은 홀-효과 및 자기저항 기술을 포함한다. 이러한 자기 센서들 은 자기-효과 센서의 센서 분야에 의해 통과되는 설계된 형상의 강자성(ferromagnetic) 타겟 물체의 존재 또는 부재에 의한 영향에 따른 자기장에서의 변화에 응답할 수 있다. 그 다음, 센서는 전기 출력을 제공할 수 있으며, 이는 감지 및 제어 정보를 만들기 위하여 일련의 전자장치에 의해 필요에 따라 수정될 수 있다. 상기 일련의 전자장치는 센서 패키지에 온보드되거나 그렇지 않을 수 있다.
홀-효과 감지 장치는 회전 및 각 위치 검출에서 광범위하게 이용되는 자기-효과 센서의 한 종류를 대표한다. 홀-효과 센서는 제1 세트의 콘택들 사이를 흐르는 전류와 제2 세트의 콘택에 걸리는 전압을 생성하기 위하여 직각으로 인가된 자기장 사이의 반작용에 의존하는 홀-효과 소자를 포함한다. 이론적으로는, 홀-효과 소자에 인가된 자기장이 없다면 제2 세트의 콘택에 전압이 생성되어서는 안된다. 실제로는, 전압은 일반적으로 홀-효과 소자에 인가된 자기장이 없는 경우에도 제2 세트의 콘택에 전압이 형성된다.
또한, 자기저항(magnetoresistive, MR) 기술이 상업적, 소비자 및 산업적 검출 애플리케이션에서 사용된다. MR 기술의 한 종류는 이방성 자기저항(anisotropic magnetoresistive, AMR) 기술이다. 소정의 종래의 MR 시스템에서, 장치는 경로를 따라 움직이는 가동 부재의 위치를 결정하는데 제공될 수 있다. 이러한 장치에서, 자석은 가동 부재에 부착될 수 있으며, 자기장 트랜스듀서 어레이가 그 경로에 인접하게 배치된다. 이러한 종류의 감지 구성은 일반적으로 "MR 어 레이" 기술로 칭해진다. 자석이 트랜스듀서를 접근하고 통과하고 멀어짐에 따라, 트랜스듀서는 가변하는 출력 신호를 제공하며, 이 신호는 임의의 트랜스듀서를 대표하는 단일 특성 곡선에 의해 표시될 수 있다.
가동 부재의 위치를 결정하기 위하여, 트랜스듀서는 전자적으로 스캔되며, 데이터는 자석에 상대적으로 근접하는 것을 나타내는 출력을 갖는 트랜스듀서 그룹으로부터 선택된다. 그 다음, 곡선-피팅(curve-fitting) 알고리즘이 특성 곡선에 대한 최상의 데이터 피팅을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 위치축을 따라 특성 곡선을 배치함으로써, 자석의 위치 및 이에 따른 가동 부재의 위치가 결정될 수 있다.
다른 종래의 MR 장치에 있어서, 유한한 길이의 기설정된 경로를 따라 움직이는 가동 부재에 부착된 자석을 포함하는 위치 결정 장치가 사용될 수 있다. 자기장 트랜스듀서 어레이는 상기 기설정된 경로에 인접하여 배치될 수 있다. 트랜스듀서는 자석이 각 트랜스듀서를 접근하고 통과하고 멀어짐에 따라 출력 신호를 제공할 수 있다. 또한, 보정 메카니즘이 트랜스듀서의 비선형성에 의해 야기되는 잔류 오차(residual error)를 보정하기 위하여 포함될 수 있다.
이러한 보정 메카니즘은 바람직하게는 기설정된 함수로 잔류 오차를 근사화하며, 잔류 오차를 상쇄하기 위하여 상기 기설정된 함수에 대응하는 보정 인수를 적용한다. 트랜스듀서의 비선형성을 보정함으로써, 자석의 길이가 감소될 수 있다.
예를 들어, 종래의 자기 감지 접근 방법의 일례는 1996는 12월 31일 도날드 R. 크란(Donald R. Krahn)에 허여되고 허니웰 인터내셔널 잉크(Honeywell International Inc.)에 양도된 미국 등록 특허 제5,589,769호 "복수의 출력 신호값을 수신하고 그 출력 신호값을 곡선으로 피팅하기 위한 회로를 포함하는 위치 검출 장치(Position Detection Apparatus Including a Circuit for Receiving a Plurality of Output Signal Values and Fitting The Output Signal Values To a Curve)"에 개시되어 있다. 다른 종래의 자기 감지 접근방법의 다른 예는 2000년 8월 1일 괴츠(Goetz) 등에게 허여되고 역시 허니웰 인터내셔널 잉크에 양도된 미국 등록 특허 제6,097,183호 "센서의 비선형 영역에 대한 보정 기능을 구비한 위치 검출 장치(Position Detection Apparatus with Correction for Non-Linear Sensor Regions)"에 개시되어 있다. 종래의 자기 감지 시스템의 또 다른 예는 2004년 10월 19일 웨인 A. 램(Wayne A. Lamb) 등에 허여되고 허니웰 인터내셔널 잉크에 양도된 미국 등록 특허 제6,806,702호 "자기 각 위치 센서 장치(Magnetic Angular Position Sensor Apparatus)"에 개시되어 있다. 미국 등록 특허 제5,589,769호, 제6,097,183호 및 제6,806,702호는 본 명세서에서 원용된다. 이러한 종래의 MR 기반의 장치들은 결과 함수를 도출하기 위하여 인쇄 회로 기판(PCB) 조립체 상에 분리된 구성요소를 사용한다.
이러한 종래의 MR 기반의 감지 장치 및 특히 각도 센서는 작은 직경을 갖는 패키지 내에 포함되어야 하기 때문에, 이러한 장치는 "플라이 바이 모드(fly by mode)"에서 바이어스 자석이 배치될 충분한 공간이 없는 경우에는 실현 가능성이 없다. 따라서, 적은 공간을 차지하는 자기 회로 및 센서의 결합이 구현되어야만 한다.
소정의 시스템은 절대 위치 데이터를 결정하기 위하여 ATAN(탄젠트의 역함수)와 같은 간단한 수학 함수와 관련된 AMR 브리지를 이용한다. ATAN와 같은 수학 함수를 이용하는데 있어서의 문제점들 중 하나는 이러한 방법으로 높은 정확성을 얻기 위해서는 AMR 브리지 신호가 가능한한 완벽한 정현파(즉, Sin2X 및 Cos2X)에 가까워야만 한다. 지금까지 이러한 목표는 충분히 달성되지 않았다.
이러한 문제점들을 극복하기 위하여, 새로운 각/회전 위치 감지 시스템 및 그 알고리즘이 최대 성능 이득을 달성하도록 설계되어야만 한다. 본 명세서에 개시된 실시예들은 이러한 문제점들을 해결하고 충족하는 것으로 여겨진다.
[개요]
다음의 개요는 본 발명 특유의 혁신적인 특징의 일부에 대한 이해를 용이하게 하기 위하여 제공되며, 완전한 설명으로 의도되지 않는다. 실시예들의 다양한 양태에 대한 완전한 이해는 전체 명세서, 청구의 범위, 도면 및 요약서 전체를 통해 얻어질 수 있다.
따라서, 홀-효과 및/또는 자기저항 부품에 바탕을 둔 개선된 자기 감지 구성을 제공하는 것은 본 발명의 일 양태이다.
각 및 회전 위치 센서를 제공하는 것은 본 발명의 다른 양태이다.
회전형으로 구성된 복수의 자기 센서를 이용한 각 위치 검출 시스템 및 방법을 제공하는 것은 본 발명의 또 다른 양태이다.
본 발명의 전술한 양태들 및 다른 목적과 이점들은 본 명세서에 설명된 바와 같이 획득될 수 있다. 자기 감지 방법 및 시스템이 개시된다. 일반적으로, 중심 위치를 갖는 다이가 제공될 수 있다. 자기저항 브리지 회로들의 그룹은 상기 다이 상에 배치되고 구성된다. 그 다음, 자기 바이어스 부품은 복수의 브리지 출력 신호를 생성하기 위하여 복수의 자기저항 브리지 회로를 다이의 중심 위치의 축에 대하여 회전하는 자기장으로 바이어스된다. 최종적으로, 복수의 브리지 출력 신호는 위치 데이터를 결정하기 위하여 처리된다.
따라서, 2개 이상의 자기저항 브리지 회로는 중심 위치를 공유한다. 자기 바이어스 부품은 자기 바이어스 부품은 2개 이상의 자기저항 브리지 회로 상에 자기장을 생성하기 위하여 그 축에 대하여 회전하도록 2개 이상의 자기저항 브리지 회로에 근접하게 배치될 수 있으며, 자기장은 각 및 회전 데이터를 제공하기 위하여 중심 위치에 대하여 회전하는 자기 벡터에 거의 가까이 있다.
자기 바이어스 부품 및 자기저항 브리지 부품은 자기 바이어스 저항과 자기저항 브리지 부품 사이에 형성된 간극에 의해 서로 분리된다. 자기 저항 브리지 회로는 4개의 45° 회전형 AMR 어레이 구성과 관련되어 구성될 수 있다. 더하여, 자기 바이어스 부품은 0°와 180° 사이의 각도 범위 중 적어도 하나의 각도로부터 선택된 회전 각도에서 축에 대하여 회전될 수 있다.
서로 다른 도면에서 유사한 도면 부호는 동일하거나 기능적으로 유사한 구성요소를 나타내며 본 명세서의 일부로 포함되어 그 일부를 이루는 첨부된 도면은 본 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 일 실시예에 따라 사용될 수 있는 자기 감지 부품들을 수용하는 대표적인 마이크로 전자장치 패키지를 도시한다;
도 2는 하나 이상의 실시예에 따라 사용될 수 있는 직사각형 및 링 자석을 도시한다;
도 3은 일 실시예에 따라 구현될 수 있는 바이어스 시스템을 도시한다;
도 4는 가능한 일 실시예에 따라 구현될 수 있는 2-자기저항 감지 브리지 회로에 대한 개략적인 도면이다;
도 5는 일 실시예에 따라 구현될 수 있으며 대표 자기장 방향을 포함하는 AMR 브리지 회로의 다른 도면이다;
도 6은 일 실시예에 따라 신호 A와 신호 B의 증폭을 갖는 AMR 감지 회로를 도시한다;
도 7은 예시를 위하여 AMR 브리지 회로의 증폭되지 않은 출력 신호에 대한 그래프를 도시한다;
도 8은 일 실시예에 따른 AMR 브리지 회로에 대한 전형적인 증폭된 출력 신호의 그래프를 도시한다;
도 9는 일 실시예에 따라 구현될 수 있는 신호 처리 알고리즘의 결과로서 생성된 데이터를 나타내는 그래프를 도시한다;
도 10은 일 실시예에 따라 구현될 수 있는 바이어스 자석 구성을 도시한다;
도 11은 다른 실시예에 따라 구현될 수 있는 링 자석 구성을 도시한다;
도 12는 바람직한 실시예에 따른 4 브리지 45도 회전형 AMR 어레이를 위한 다이의 레이아웃을 도시한다;
도 13은 바람직한 실시예에 따라 구현될 수 있는 회전형 AMR 어레이 시스템을 도시한다;
도 14는 일 실시예에 따라 구현될 수 있는 4 브리지 45도 회전형 AMR 어레이에 대한 출력 신호를 나타내는 그래프를 도시한다;
도 15는 일 실시예에 따른 반원형 패턴으로 배열된 AMR 브리지 회로 시스템을 도시한다;
도 16은 다른 실시예에 따른 타원형 패턴으로 배열된 AMR 브리지 회로 시스 템을 도시한다;
도 17은 일 실시예에 따라 반원형 패턴으로 배열된 AMR 브리지 회로 시스템을 도시한다; 그리고,
도 18은 다른 실시예에 따른 타원형 패턴으로 배열된 AMR 브리지 회로 시스템을 도시한다.
다음의 비한정적인 예시들에서 논의되는 특정 값 및 구성은 변경될 수 있으며, 단지 하나 이상의 실시예들을 예시하기 위하여 인용되거나 그 범위를 한정하도록 의도되지 않는다.
도 1은 일 실시예에 따라 사용될 수 있는 자기 감지 부품(100)들을 수용하는 대표적인 마이크로 전자장치 패키지를 도시한다. 자기 감지 부품(100)은 AMR 브리지 회로 및/또는 증폭 ASIC 장치로서 구현될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 "브리지 회로(bridge circuit)" 및 "브리지"는 동일한 장치나 부품을 호칭하기 위하여 상호 교환되어 사용될 수 있다는 것에 유의하여야 한다.
AMR 브리지 회로로서 구현될 때, 자기 감지 부품(100)은 사인 및 코사인 신 호를 제공하기 위하여 서로 45도 회전된 2개의 공동 배치된 AMR 브리지 회로를 수용하도록 구성될 수 있다. 자기 감지 부품(100)은 이 대신에 전술한 AMR 브리지 회로 또는 다른 종류의 트랜스듀서를 위한 신호 조절을 제공하는 2개의 선형 계기 증폭기를 수용하여, 회전 및/또는 각도 검출을 위하여 데이터가 추출될 수 있는 사인 및 코사인 신호를 제공하도록 구현될 수 있다.
자기 감지 부품(100)은 핀(112, 114, 116, 118, 120, 124, 126, 128) 형태의 복수의 전기 연결부를 포함한다. 집적 회로는 감지 부품(100) 내에 수용되며 관련된 증폭 부품 뿐만 아니라 AMR 감지 부품을 수용할 수 있다. 따라서, 자기 감지 부품(100)은 각도 및/또는 회전 위치 감지를 위해 사용될 수 있다.
도 2는 하나 이상의 실시예에 따라 사용될 수 있는 직사각형 자석(204) 및 링 자석(202)을 각각 도시한다. 링 자석(202)의 사용은 위치 허용 오차 자석 및 브리지 회로에 대하여 매우 낮은 감도를 제공한다. 이와 반대로, 직사각형 자석(204)은 비용 효율적인 해결 방안을 제공하는 물리적인 크기로 설계될 때 자석과 AMR 브리지 사이의 위치 허용 오차에 대하여 높은 감도를 제공할 수 있다. 링 자석(202)은, 예를 들어, 압축 성형된 NdFeB와 같은 재료로 이루어질 수 있다. 직사각형 자석(204)은, 예를 들어, 소결된 NdFeB와 같은 재료로 이루어질 수 있다. 링 자석(202) 및 직사각형 자석(204)이 소정의 가능한 실시예에 따라 논의될 수 있다 하더라도, 다른 2극형 자석 설계가 특정 실시예에 따른 패키지화 요구사항을 충족 하도록 최적화될 수 있다는 것이 이해될 수 있어야 한다.
도 3은 일 실시예에 따라 구현될 수 있는 바이어스 시스템(300)을 도시한다. 시스템(300)의 측면도(301)가 상면도(303)와 함께 도 3에서 도시된다. 도면들(301, 303)에서 동일하거나 유사한 부분은 동일한 도면 부호로 표시된다. 시스템(300)은 철을 함유하는 재료 또는 철을 함유하지 않는 재료로부터 형성될 수 있는 샤프트(310)를 포함한다. 샤프트(310)는 바이어스 자석(308)에 인접하게 위치한다. 간극부(gap)(309)가 자석(308) 및 도 1에서 더욱 상세히 개시된 자기 감지 부품(100) 사이에 형성된다.
자석(308)은, 예를 들어, 도 2에 각각 도시된 직사각형 자석(204) 및 링 자석(202)이나, 자기 감지 부품(100) 상에 균일한 바이어스 자기장을 생성할 수 있는 임의의 자석 및 자극편(pole piece)의 조합으로 구현될 수 있다. 자기 감지 부품은 알루미늄이나, 가열 가소물 등과 같은 철을 함유하지 않은 베이스(304)에 연결된 인쇄 회로 기판(PCB, 302) 상에 배치될 수 있다. 도면(303)에서 화살표(314)는 샤프트(310)의 양의 90°회전 또는 음의 90°회전을 나타낸다. 따라서, 시스템(300)은 한가지 가능한 바이어스 구성을 나타낸다.
도 4는 가능한 일 실시예에 따라 구현될 수 있는 하나의 다이 상에서 공동 배치된 2개의 AMR 브리지에 대한 물리적인 배치도이다. 도 4는 2개의 휘트스튼 감 지 브리지 사이에 배치된 8개의 저항에 대한 배치도를 도시한다. 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 도 4에 도시된 구성이 본 명세서에서 설명된 발명에 따라 사용될 수 있는 많은 가능한 자기저항 감지 설계 중 하나를 나타낸다는 것을 알 수 있을 것이다.
도 4에서, 제1 브리지 회로는 단일 휘스톤 브리지를 형성하기 위하여 전기적으로 연결될 수 있는 직사각형 형상의 저항 패턴(402, 414, 410, 406, 즉, 각각 R1A, R2A, R3A 및 R4A의 도면 부호를 갖는 저항)을 포함할 수 있다. 저항들이 브리지 A의 저항과 45도 각도를 갖는 제2 브리지 회로(즉, 브리지 B)는 저항(404, 416, 412, 408, 즉, 각각 R1B, R2B, R3B 및 R4B의 도면 부호를 갖는 저항)으로 구성된다.
도 4에 도시된 8개 저항의 배치 패턴의 4축 대칭은 단지 2개의 감지 브리지 배열의 일례를 나타낸다. 예를 들어, 덜 대칭적이거나 비대칭적인 배치를 갖지만 8개의 저항이 동일한 형상과 크기를 갖는 다른 8개의 저항 패턴이 구축될 수 있다. 따라서, 적어도 2개의 분리된 감지 브리지는 공통의 기하학적 중심점을 공유할 수 있으며, 서로에 대하여 신호 오프셋을 제공하기 위하여 서로에 대하여 회전(즉, 다른 각도도 가능하지만, 이 경우에 45°)할 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 구성과 유사한 AMR 브리지 회로(500)를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 대표 자기장 방향(501)은 자석(308)과 같은 자석이 회전할 때 AMR 브리지 회로(500)를 통해 회전한다. AMR 브리지 회로(500)는 자기저항(502, 504, 506, 508, 510, 512, 514, 516)으로 이루어진 2개의 AMR 브리지 회로로 형성된다.
도 6은 일 실시예에 따라 신호 A와 신호 B의 증폭을 갖는 AMR 감지 회로(600)를 도시한다. 도 6에 도시된 회로(600)는 도 5에 도시된 회로(500)에 대한 전기적인 개략도를 나타낸다. 따라서, 2개의 브리지 회로(602, 603)는 도 6에 도시된다. 이에 따라, 브리지 회로(602)는 복수의 자기저항(502, 506, 510, 514)으로 형성되며, 브리지 회로(604)는 복수의 자기저항(504, 508, 512, 516)으로 형성된다. 브리지 회로(602)는 신호 A를 출력하기 위하여 증폭기(603)에 연결되며, 브리지 회로(604)는 신호 B를 출력하기 위하여 증폭기(605)에 연결된다.
도 7은 AMR 브리지 회로(602, 604)와 같은 AMR 브리지 회로의 증폭되지 않은 출력 신호에 대한 그래프(700)를 도시한다. 그래프(700)는 회전(°)에 대한 브리지 출력의 결과로서 계산된 데이터를 나타낸다. 도 8은 일 실시예에 따라 AMR 브리지 회로(예를 들어, 브리지 회로(602, 604))에 대한 전형적인 증폭된 출력 신호의 그래프(800)를 도시한다. SIN(2θ) 함수를 내포하는 AMR 브리지로부터의 신호는 매 180도마다 반복한다는 것에 유의하여야 한다. 360도 감지 능력은 바이어스 자석(예를 들어, 도 3의 자석(308))의 N극 및 S극 사이를 구분하기 위하여 홀(Hall) 스위치를 부가함으로써 용이하게 달성될 수 있다.
마이크로프로세서를 이용하여 센서 신호를 처리하기 위한 절차가 구현될 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 일반적으로, 도 3에 도시된 시스템(300)과 같은 자기 감지 시스템은 자기장을 회전시키고 센서 신호를 판독함으로써 25℃에서 캘리브레이션 될 수 있다. 캘리브레이션 동안 아래의 사항들이 계산된다:
·오프셋 A = (신호 A의 최대값 + 신호 A의 최소값)/2
·오프셋 B = (신호 B의 최대값 + 신호 B의 최소값)/2
·크기 A = (신호 A의 최대값 - 신호 A의 최소값)/2
·크기 B = (신호 B의 최대값 - 신호 B의 최소값)/2
·N = 크기 A / 크기 B
실제 동작 동안, 신호는 마이크로 프로세서의 A/D 핀으로 공급되고, 다음의 식이 위치를 결정하는데 사용된다:
·신호 A = 전압 A - 오프셋 A
·신호 B = 전압 B - 오프셋 B
·각도 = ATAN(신호 A/(신호 B*N))/2
이 접근 방법의 배후에 있는 아이디어는 모든 공통 모드 효과는 자기 보상 방식으로 제거된다는 것이다. 예를 들어, 브리지 신호 A 및 B는 온도에 대하여 동일한 양으로 가변한다. 이것이 발생하는 경우, 신호 A 및 신호 B가 분할될 때 오차가 제거된다.
따라서, 도 9는 일 실시예에 따라 위에서 나타난 바와 같은 신호 처리 알고리즘을 구현한 결과로서 생성된 데이터를 나타내는 그래프(900)를 도시한다. 식에 표시된 "ATAN"의 결과 값은 도 9에 도시된 선(902)을 통해 그려질 수 있다는 것에 유의하라.
도 10은 일 실시예에 따라 구현될 수 있는 바이어스 자석(100) 구성을 도시한다. 도 10에서, 2개의 도면이 제공된다. 바이어스 자석(100)의 상면도(102)는 그 측면도(104)와 함께 도시된다. 도 11은 다른 실시예에 따라 구현될 수 있는 링 자석(1100) 구성을 도시한다. 도 11에서 단면도(1102), 상면도(1104), 사시도(1106) 및 단면도(1100)를 포함하는 링 자석(1100)에 대한 4개의 도면이 제공된다는 점에 유의하여야 한다. 일반적으로, 링 자석(1100)은 중앙 개구부(1101)를 포함한다. 도면(1104)에서, 자화 방향(1103)이 도시된다. 일반적으로, 도면(1102)은 링 자석(1100)의 단면 A-A를 나타낸다. 도 10에 도시된 링 자석(1100)은 도 2에 도시된 링 자석(202)과 유사하다는 점에 유의하여야 한다.
도 12는 바람직한 실시예에 따른 4 브리지 45° 회전형 AMR 어레이(1200)를 위한 다이의 레이아웃을 도시한다. 시스템(1200)은 일반적으로 휘스톤 브리지 구성인 부품(1202, 1204, 1206, 1208)으로 전기적으로 연결된 자기저항 소자들로 이루어진 4개의 브리지 회로로 이루어진다. 따라서, 시스템(1200)은 바이어스 자석 또는 자기 바이어스 회로가 내부에서 축에 대하여 회전하는 회전형 AMR 감지 구성을 구현할 수 있으며, 바람직하게는 AMR 브리지 또는 브리지 회로 상에 생성된 자기장은 시계의 침들과 유사하게 중심에 대하여 회전하는 자기 벡터에 가깝다. 2개 이상의 AMR 브리지는 시스템(1200)의 구성 내에서 구현될 수 있다.
도 13은 바람직한 실시예에 따라 구현될 수 있는 회전형 AMR 어레이 시스템(1300)을 도시한다. 도 12 및 13에서 동일하거나 유사한 부분 또는 요소들은 동일한 도면 부호로 표시된다는 점에 유의하여야 한다. 따라서, 도 12에 도시된 시스템(1200)은 시스템(1300)과 관련되어 사용될 수 있다. 시스템(1200)의 회전은 위치들(1301, 1303, 1307, 1305)에 의해 표시된다. 처음에, 위치(1301)는 -22.5도의 각 위치를 나타내며, 다음으로 위치(1303)는 -7.5도의 각 위치를 나타낸다. 화살표(1302, 1304, 1306)는 다양한 회전 위치에서의 결과 바이어스 자기장 또는 자기 벡터에 대한 각 회전을 나타낸다. 위치(1307)은 +7.5도의 각 위치를 나타내며, 위치(1305)는 +22.5도의 각 위치를 나타낸다. 자기 벡터는 도 13에서 화살표(M)로 표시된다. 바이어스 자석 또는 자기 회로가 각도를 이루며 회전할 때, 다이 상의 결과에 따른 자기장은 시계의 침과 유사하게 회전하는 균일한 벡터로 나타난다.
도 14는 일 실시예에 따라 구현될 수 있는 4 브리지 45도 회전형 AMR 어레이에 대한 차동 브리지 신호를 나타내는 그래프(1400)를 도시한다. 따라서, 그래프(1400)는 도 13에 도시된 각 운동의 결과로서 수집될 수 있는 하나의 가능한 데이터 세트를 나타낸다. 이에 따라, 그래프(1400)는 그래프(1300)와 관련된다. 전술한 예시들이 4 브리지 45°센서 구성을 설명하지만, 2와 같거나 더 큰 임의의 개수의 브리지가 실시예들에 따라 구현될 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 또한, 0 내지 180도 사이의 임의의 회전 각도가 이러한 회전형 AMR 어레이 감지 구성을 위하여 사용될 수 있다. 180도가 각 구성에 대한 회전 각도 한계로 간주되는 이유는 퍼몰로이(permalloy)(즉, AMR)가 SIN(2θ)에 비례하는 응답을 가지며 출력이 매 180도마다 반복하기 때문이라는 점을 유의하여야 한다.
도 15는 일 실시예에 따라 반원형 패턴으로 배열된 AMR 브리지 회로(1502, 1504, 1506, 1508, 1510, 1510, 1512, 1514) 시스템(1500)을 도시한다. 도 16은 다른 실시예에 따라 타원형 패턴으로 배열된 AMR 브리지 회로(1502, 1504, 1506, 1508, 1510, 1510, 1512, 1514) 시스템(1600)을 도시한다.
도 17는 일 실시예에 따라 반원형 패턴으로 배열된 AMR 브리지 회로(1702, 1704, 1706, 1708, 1710, 1712, 1714) 시스템(1700)을 도시한다. 도 16은 다른 실시예에 따라 타원형 패턴으로 배열된 AMR 브리지 회로(1702, 1704, 1706, 1708, 1710, 1712, 1714) 시스템(1800)을 도시한다.
전술한 바에 근거하여, 본 명세서에서 설명된 실시예들은 중심 위치를 갖는 다이가 제공되고 복수의 자기저항 브리지 회로가 다이 상에 배치되고 구성되는 방법 및/또는 시스템을 설명한다. 그 다음, 복수의 브리지 출력 신호를 생성하기 위하여 다이의 중심 위치의 축에 대하여 회전하는 자기장을 갖는 자기저항 브리지 회로(즉, 트랜스듀서)를 바이어스 하는데 자기 바이어스 부품이 사용된다. 그 다음, 브리지 출력 신호는 위치 데이터를 결정하기 위하여 처리될 수 있다.
다양한 자기저항 어레이 알고리즘 및 방법이 브리지 출력 신호를 처리하는데 이용될 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 실시예들의 범위 및 폭을 제한하지 않으면서 본 명세서에 나타난 바와 같이, 이러한 MR 알고리즘 및 방법은 다수의 신호를 처리하기 위하여 다이의 중심 축에 대하여 회전하는 자기장으로 바이어스된 다중 브리지 트랜스듀서와 결합될 수 있다. 브리지 출력 신호를 처리하는데 이용될 수 있는 MR 어레이 알고리즘 및/또는 방법의 일례는 1996는 12월 31일 도날드 R. 크란에 허여되고 허니웰 인터내셔널 잉크에 양도된 미국 등록 특허 제5,589,769호 "복수의 출력 신호값을 수신하고 그 출력 신호값을 곡선으로 피팅하기 위한 회로를 포함하는 위치 검출 장치"에 개시되어 있다.
미국 등록 특허 제5,589,769호는 본 명세서에서 원용되며, 경로를 따라 움직 이는 부재의 위치를 결정하기 위한 장치를 설명한다. 미국 등록 특허 제5,589,769호에서, 자석은 가동 부재에 부착되고, 자기장 트랜스듀서 어레이가 그 경로에 인접하게 배치된다. 자석이 트랜스듀서를 접근하고 통과하고 멀어짐에 따라, 트랜스듀서는 가변하는 임의의 트랜스듀서를 대표하는 단일 특성 곡선에 의해 표시될 수 있는 출력 신호를 제공한다. 가동 부재의 위치를 결정하기 위하여, 트랜스듀서는 전자적으로 스캔되며, 데이터는 자석에 상대적인 근접성을 나타내는 출력을 갖는 트랜스듀서 그룹으로부터 선택된다. 그 다음, 곡선-피팅 알고리즘이 특성 곡선에 대한 최상의 데이터 피팅을 결정하기 위하여 사용된다. 위치 축을 따라 특성 곡선을 배치함으로써, 자석의 위치 및 이에 따른 가동 부재의 위치가 결정될 수 있다.
브리지 출력 신호를 처리하는데 이용될 수 있는 MR 어레이 알고리즘 및/또는 방법에 대한 다른 예는 2000년 8월 1일 괴츠 등에게 허여되고 역시 허니웰 인터내셔널 잉크에 양도된 미국 등록 특허 제6,097,183호 "센서의 비선형 영역에 대한 보정 기능을 구비한 위치 검출 장치"에 개시되어 있다. 미국 등록 특허 제6,097,183호는 상대적으로 긴 자석 및/또는 작은 센서 간격을 필요로 하지 않는 위치 결정 장치를 설명한다. 바람직하게는, 이것은 센서의 비선형성에 의해 야기되는 잔류 오차를 보정하기 위하여 보정 메카니즘을 제공함으로써 달성될 수 있다. 바람직하게는, 보정 메카니즘은 기설정된 함수를 갖는 잔류 오차에 근사화하며, 잔류 오차를 상쇄하기 위하여 상기 기설정된 함수에 대응하는 보정 인수를 적용한다.
미국 등록 특허 제6,097,183호에 나타난 바와 같이, 자석은 유한한 길이의 기설정된 경로를 따라 움직이는 가동 부재에 부착될 수 있다. 자기장 트랜스듀서 어레이는 상기 기설정된 경로에 인접하여 배치될 수 있다. 트랜스듀서는 자석이 각 트랜스듀서를 접근하고 통과하고 멀어짐에 따라 2극 출력 신호를 제공한다. 자석의 위치 및 이에 따른 가동 부재의 위치를 결정하기 위하여, 트랜스듀서는 전자적으로 스캔될 수 있으며, 자석에 대한 상대적인 근접을 나타내는 출력을 갖는 트랜스듀서 그룹으로부터 데이터가 선택될 수 있다.
그 다음, 기설정된 방법으로 선택된 트랜스듀서의 출력 신호값의 크기를 나눔으로써 비(ratio)가 계산될 수 있다. 그 다음, 자석의 위치가 그 비에 보정 인수를 적용함으로써 결정될 수 있다. 바람직하게는, 보정 인수는 트랜스듀서의 비선형성을 적어도 일부 보정한다.
바람직하게는, 비를 결정하기 이하여, 2개의 인접한 트랜스듀서가 양의 출력 신호값 "A"을 갖는 제1 트랜스듀서와 음의 출력 신호값 "B"를 갖는 제2 트랜스듀서(이들이 바뀔 수 있지만)로 선택된다. 출력 신호값(A, B)를 이용하여, 전술한 바와 같이, 제1 및 제2 트랜스듀서에 대한 상대적인 자석 위치에 관련된 비가 계산될 수 있다.
브리지 출력 신호를 처리하는데 이용될 수 있는 MR 어레이 알고리즘 및/또는 방법의 또 다른 예는 2004년 10월 19일 웨인 A. 램 등에 허여되고 허니웰 인터내셔널 잉크에 양도된 미국 등록 특허 제6,806,702호 "자기 각 위치 센서 장치"에 개시되어 있다. 미국 등록 특허 제6,806,702호는 그 전문이 본 명세서에서 원용되며, 회전하는 베이스와 이 회전하는 베이스 상에서 서로 근접하여 배치된 2 이상의 자석의 사용을 포함하는 각 위치 감지 장치 및 방법을 설명한다. 자석은 일반적으로 균일한 자기장을 생성하기 위하여 서로 평행하고 반대로 자화된다. 센서는 센서가 균일한 자기장에 접촉하여 회전하는 베이스와 관련된 각 위치에서의 변화를 감지하도록 2개의 자석 외부에 배치된다.
센스는 역시 자석의 외부에 배치된 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 실장될 수 있다. 이러한 센서는, 예를 들어, 홀 센서 또는 자기저항 센서로서 구성될 수 있다. 센서가 자기저항 센서로서 구현된다면, 이러한 자기저항 센서는 자기저항 브리지 회로 내에 배열된 복수의 자기저항을 포함할 수 있다. 이 대신에, 자기저항 센서는 휘트스톤 브리지 구성에서 서로 집적된 2개의 자기저항 브리지 회로를 포함할 수 있으며, 자기저항 브리지 회로 각각은 4개의 자기저항을 포함한다. 본 명세서에 설명된 센서는, 예를 들어, 집적 회로로서 구성될 수 있다.
전술한 방법들은 위치 데이터를 결정하기 위하여 브리지 출력 신호를 처리하기 위한 기술을 개시한다는 점에 유의하여야 한다. 이러한 기술들은 설계 고려에 따라 하나의 모듈 또는 모듈 그룹에 연계하여 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그래밍 분야에서, "모듈"은 특정 작업을 수행하거나 특정 추상적 데이터형을 구현하는 루틴 및 데이터 구조의 집합으로서 일반적으로 구현될 수 있다. 모듈은 일반적으로 2개의 부분으로 이루어진다. 첫째, 소프트웨어 모듈은 상수, 데이터형, 변수, 루틴 및 다른 모듈이나 루틴에 의해 접근될 수 있는 이와 유사한 것들을 리스트할 수 있다. 둘째, 소프트웨어 모듈은 전용(private, 즉, 그 모듈에만 접근가능한)일 수 있으며, 그리고 모듈이 기초하는 루틴 또는 서브루틴을 실제로 구현하는 소스 코드를 포함하는 구현(implementation)으로서 구성될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 본 명세서에서 사용된 바와 같은 모듈이라는 용어는 소프트 모듈 또는 그 구현을 말한다. 이러한 모듈들은 통신 매체 및 기록가능한 매체를 포함하는 단일-보유(single-bearing) 매체를 통해 구현될 수 있는 프로그램 제품을 이루기 위하여 개별적으로 또는 함께 사용될 수 있다.
따라서, 예를 들어, 위치 데이터를 결정하기 위하여 복수의 브리지 출력 신호를 처리하기 위한 처리 모듈이 중심 위치를 갖는 다이와 관련하여 제공될 수 있으며, 복수의 자기저항 브리지 회로는 이 다이 상에 배치되고 그리고/또는 구성된다. 또한, 이러한 모듈은 복수의 브리지 출력 신호를 생성하기 위하여 다이의 중심 위치의 축에 대하여 회전하는 자기장으로 복수의 자기저항 브리지 회로를 바이어스하기 위한 자기 바이어스 부품과 관련되어 제공될 수 있으며, 복수의 자기저항 브리지 회로는 자기 바이어스 부품을 이용하여 바이어스된다. 처리 모듈과 함께 이러한 부품들은 "시스템"을 이룬다고 일컬어 질 수 있다.
이러한 처리 모듈은 복수의 자기저항 브리지 회로 중에서 선택된 자기저항 브리지 회로의 복수의 브리지 출력 신호의 비를 계산하고 위치 데이터를 결정하기 위하여 상기 비에 선택된 보정 인수를 적용함으로써 위치 데이터를 결정할 수 있다. 선택된 보정 인수는 다수의 보정 인수들로부터 선택될 수 있다. 다수의 보정인수는, 예를 들어, 정현 함수를 포함하는 기설정된 함수를 따라 전체적으로 감소할 수 있다. 이 대신에, 처리 모듈은 위치 데이터를 결정하기 위하여 복수의 브리지 출력 신호를 하나 이상의 곡선에 피팅하고 곡선(들)의 교차점을 사용한다.
또한, 이러한 처리 모듈은 자기 바이어스 부품이 자기저항 브리지 회로(들)을 접근하고 통과하고 멀어질 때 복수의 자기저항 브리지 회로 중에서 적어도 하나의 자기저항 브리지 회로에 대한 특성 곡선을 결정하고 그 후에 위치 데이터를 결정하기 위하여 이 특성 곡선에 대하여 복수의 브리지 출력 신호를 피팅하도록 구성될 수 있다.
앞에서 개시된 것 및 다른 특성과 기능들의 수정과 그 대체가 많은 다른 상이한 시스템 또는 애플리케이션에 바람직하게 결합될 수 있다. 또한, 다음의 청구범위들에 의해 포함되도록 의도되는 현재 예측되거나 기대할 수 없는 대체, 수정 또는 이에 대한 개선이 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 계속해서 이루어질 수 있다.

Claims (10)

  1. 중심 위치를 갖는 다이를 제공하는 단계;
    상기 다이 상에 복수의 자기저항 브리지 회로를 배치하는 단계;
    복수의 브리지 출력 신호를 생성하기 위하여 상기 복수의 자기저항 브리지 회로를 상기 다이의 상기 중심 위치의 축에 대하여 회전하는 자기장으로 바이어스하는 단계 - 상기 복수의 자기저항 브리지 회로는 자기 바이어스 부품을 이용하여 바이어스됨 - ; 및
    위치 데이터를 결정하기 위하여 상기 복수의 자기저항 브리지 회로를 처리하는 단계;
    를 포함하는 자기 감지 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치 데이터를 결정하기 위하여 상기 복수의 자기저항 브리지 회로를 처리하는 단계는,
    상기 복수의 자기저항 브리지 회로 중에서 선택된 자기저항 브리지 회로의 복수의 브리지 출력 신호의 비를 계산하여 상기 위치 데이터를 결정하는 단계; 및
    상기 위치 데이터를 결정하기 위하여 상기 비에 선택된 보정 인수를 적용하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 감지 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 선택된 보정 인수를 다수의 보정 인수들로부터 선택하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 감지 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 다수의 보정 인수는 기설정된 함수를 따라 전체적으로 감소하는 것을 특징으로하는 자기 감지 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기설정된 함수는 정현 함수를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 감지 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 위치 데이터를 결정하기 위하여 상기 복수의 자기저항 브리지 회로를 처리하는 단계는,
    적어도 하나의 곡선에 상기 복수의 브리지 출력 신호를 피팅하는 단계; 및
    상기 위치 데이터를 결정하기 위하여 상기 적어도 하나의 곡선의 교차 지점을 사용하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 위치 데이터를 결정하기 위하여 상기 복수의 자기저항 브리지 회로를 처리하는 단계는,
    상기 자기 바이어스 부품이 상기 복수의 자기 저항 중 적어도 하나의 자기저항을 접근하고, 통과하고, 멀어짐에 따른 상기 적어도 하나의 자기저항에 대한 특성 곡선을 검출하는 단계; 및
    상기 위치 데이터를 결정하기 위하여 상기 특성 곡선에 상기 복수의 브리지 출력 신호를 피팅하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 방법.
  8. 중심 위치를 갖는 다이를 제공하는 단계;
    상기 다이 상에 복수의 자기저항 브리지 회로를 배치하는 단계;
    복수의 브리지 출력 신호를 생성하기 위하여 상기 복수의 자기저항 브리지 회로를 상기 다이의 상기 중심 위치의 축에 대하여 회전하는 자기장으로 바이어스하는 단계 - 상기 복수의 자기저항 브리지 회로는 자기 바이어스 부품을 이용하여 바이어스되고, 상기 자기 바이어스 부품은 0°와 180° 사이의 각도 범위 중 적어도 하나의 각도로부터 선택된 회전 각도에서 상기 축에 대하여 회전되고, 상기 자기 바이어스 부품은 상기 복수의 브리지 출력 신호를 생성하기 위하여 상기 다이의 상기 중심 위치의 상기 축에 대하여 회전하는 상기 자기장으로 상기 복수의 자기저항 브리지 회로를 바이어스함 - ; 및
    상기 자기 바이어스 부품이 상기 복수의 자기 저항 중 적어도 하나의 자기저항을 접근하고, 통과하고, 멀어짐에 따른 상기 적어도 하나의 자기저항에 대한 특성 곡선을 검출하고, 위치 데이터를 결정하기 위하여 상기 특성 곡선에 상기 복수의 브리지 출력 신호를 피팅함으로써, 상기 위치 데이터를 결정하기 위하여 상기 복수의 브리지 출력 신호를 처리하는 단계;
    를 포함하는 자기 감지 방법.
  9. 중심 위치를 갖는 다이;
    상기 다이 상에 배치된 복수의 자기저항 브리지 회로;
    복수의 브리지 출력 신호를 생성하기 위하여 상기 복수의 자기저항 브리지 회로를 상기 다이의 상기 중심 위치의 축에 대하여 회전하는 자기장으로 바이어스 하는 자기 바이어스 부품; 및
    위치 데이터를 결정하기 위하여 상기 복수의 자기저항 브리지 회로를 처리하는 모듈;
    을 포함하는 자기 감지 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 모듈은,
    상기 복수의 자기저항 브리지 회로 중에서 선택된 자기저항 브리지 회로의 복수의 브리지 출력 신호의 비를 계산함으로써 상기 위치 데이터를 결정하고, 상기 위치 데이터를 결정하기 위하여 상기 비에 선택된 보정 인수를 적용하는 것을 특징으로 하는 자기 감지 시스템.
KR1020077023286A 2005-03-23 2006-03-15 복수의 회전형 자기 센서를 이용한 각 위치 검출 KR20070114314A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/088,104 US7112962B2 (en) 2004-11-18 2005-03-23 Angular position detection utilizing a plurality of rotary configured magnetic sensors
US11/088,104 2005-03-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070114314A true KR20070114314A (ko) 2007-11-30

Family

ID=36609458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077023286A KR20070114314A (ko) 2005-03-23 2006-03-15 복수의 회전형 자기 센서를 이용한 각 위치 검출

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7112962B2 (ko)
EP (1) EP1864088B1 (ko)
JP (1) JP2008534926A (ko)
KR (1) KR20070114314A (ko)
CN (1) CN101180519B (ko)
WO (1) WO2006101981A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010005688A2 (en) 2008-06-16 2010-01-14 Honeywell International Inc. Amr array magnetic design for improved sensor flexibility and improved air gap performance
KR20160089373A (ko) * 2013-11-26 2016-07-27 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 센서 배열체 및 자화 디바이스, 그리고 자동차 제어 디바이스에서의 센서 배열체의 이용

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2444012C (en) * 2005-09-02 2012-02-29 Dynamic Controls Ltd An angular position sensing device
US7339370B2 (en) * 2005-12-09 2008-03-04 Bourns, Inc. Position and torque sensor
US20070251474A1 (en) * 2006-05-01 2007-11-01 Gauthier Daniel G Cam phasing system with mid-range engine shutdown
US7834616B2 (en) 2007-01-29 2010-11-16 Honeywell International Inc. Magnetic speed, direction, and/or movement extent sensor
EP2210065A1 (en) * 2007-10-25 2010-07-28 Sensordynamics AG Method and device for contactless sensing rotation and angular position using orientation tracking
US7619407B2 (en) * 2008-04-10 2009-11-17 Magic Technologies, Inc. Gear tooth sensor with single magnetoresistive bridge
JP5350834B2 (ja) * 2009-02-23 2013-11-27 セイコーインスツル株式会社 磁気検出回路
US8451003B2 (en) 2009-07-29 2013-05-28 Tdk Corporation Magnetic sensor having magneto-resistive elements on a substrate
JP4947321B2 (ja) * 2009-07-30 2012-06-06 Ｔｄｋ株式会社 回転角度検出装置
DE102011115302A1 (de) * 2011-09-29 2013-04-04 Tyco Electronics Amp Gmbh Verfahren zum berührungslosen Messen einer relativen Position mittels eines Hallsensors
US9360345B2 (en) 2011-10-10 2016-06-07 Honeywell International Inc. Extended smart position sensing range using electromagnetics
JP6243602B2 (ja) * 2012-03-22 2017-12-06 旭化成エレクトロニクス株式会社 磁場方向計測装置及び回転角度計測装置
US8816679B2 (en) 2012-07-16 2014-08-26 Honeywell International, Inc. 180-degree arc position encoder with an extended angular position sensing range
JP5365730B1 (ja) * 2012-08-07 2013-12-11 Ｔｄｋ株式会社 回転磁界センサ
US9468363B2 (en) 2013-03-14 2016-10-18 Stryker Corporation Power supply through a single track of discrete electrodes and method therefor
US9377327B2 (en) * 2013-06-28 2016-06-28 Analog Devices Global Magnetic field direction sensor
CN103675718B (zh) * 2013-12-17 2017-01-04 复旦大学 采用余弦函数曲线拟合确定磁感应强度最大值的方法及实现系统
CN103675719A (zh) * 2013-12-17 2014-03-26 复旦大学 采用二阶多项式曲线拟合确定磁感应强度最大值的方法及实现系统
CN103762784A (zh) * 2014-02-18 2014-04-30 苏州八方电机科技有限公司 电动汽车用电机智能控制装置
EP2960666B1 (en) * 2014-06-25 2017-01-25 Nxp B.V. Sensor system with a three half-bridge configuration
US9605976B2 (en) * 2014-12-05 2017-03-28 National Chung Shan Institute Of Science And Technology Multi-tier limit-angle protection device
DE102014119531B4 (de) 2014-12-23 2019-06-27 Infineon Technologies Ag Sensorschaltung
JP2018109518A (ja) * 2015-05-22 2018-07-12 アルプス電気株式会社 回転検出器
US9880026B1 (en) * 2016-07-14 2018-01-30 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor for detecting motion of an object
US10836429B2 (en) * 2016-07-20 2020-11-17 Tdk Corporation Angle sensor and angle sensor system
DE102016124948B4 (de) * 2016-12-20 2019-05-29 Infineon Technologies Ag Magnetische Winkelsensorvorrichtung und Betriebsverfahren
US10550958B2 (en) 2017-02-16 2020-02-04 Honeywell International Inc. Housing cover sealing detection means on a valve control head
CN107806817A (zh) * 2017-11-30 2018-03-16 宁波市鄞州磁泰电子科技有限公司 一种渗碳层厚度的检测装置及方法
CN108267632A (zh) * 2018-04-13 2018-07-10 贵州雅光电子科技股份有限公司 一种基于线圈偏置的amr线性传感器及其设计方法
CN110081813A (zh) * 2018-12-18 2019-08-02 贵州雅光电子科技股份有限公司 一种二倍角正弦波输出的amr传感器芯片的制作方法
JP6908066B2 (ja) * 2019-03-18 2021-07-21 Tdk株式会社 信号処理回路、位置検出装置および磁気センサシステム
CN110974603A (zh) * 2019-12-06 2020-04-10 宿州学院 一种用于下肢康复训练的外骨骼装置的角度传感系统
US11933641B2 (en) 2020-01-15 2024-03-19 Honeywell International Inc. Position detection apparatus, method, and system utilizing an array of magnetic sensors each comprising a sensor signal conditioning circuit
CN114609560B (zh) * 2022-05-09 2022-07-29 四川永星电子有限公司 一种二维amr磁敏传感器及其制备工艺

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4408078A1 (de) * 1994-03-10 1995-09-14 Philips Patentverwaltung Winkelsensor
US5589769A (en) 1994-09-30 1996-12-31 Honeywell Inc. Position detection apparatus including a circuit for receiving a plurality of output signal values and fitting the output signal values to a curve
FR2776064B1 (fr) * 1998-03-10 2000-05-26 Crouzet Automatismes Dispositif de mesure de position angulaire utilisant un capteur magnetique
US6097183A (en) 1998-04-14 2000-08-01 Honeywell International Inc. Position detection apparatus with correction for non-linear sensor regions
US6509732B1 (en) 2000-05-01 2003-01-21 Honeywell International Inc. Enhanced methods for sensing positions of an actuator moving longitudinally
US6633462B2 (en) * 2000-07-13 2003-10-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Magnetoresistive angle sensor having several sensing elements
US20020093332A1 (en) * 2001-01-18 2002-07-18 Thaddeus Schroeder Magnetic field sensor with tailored magnetic response
EP1243897B1 (de) 2001-03-23 2013-12-18 Melexis Technologies NV Magnetischer Weggeber
JP4028971B2 (ja) * 2001-08-28 2008-01-09 アルプス電気株式会社 磁気センサの組立方法
US7208940B2 (en) * 2001-11-15 2007-04-24 Honeywell International Inc. 360-Degree magnetoresistive rotary position sensor
US6757635B2 (en) 2001-12-12 2004-06-29 Balluff, Inc. Programmed method and apparatus for quadrature output sensors
US20040017187A1 (en) * 2002-07-24 2004-01-29 Van Ostrand Kent E. Magnetoresistive linear position sensor
US6806702B2 (en) * 2002-10-09 2004-10-19 Honeywell International Inc. Magnetic angular position sensor apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010005688A2 (en) 2008-06-16 2010-01-14 Honeywell International Inc. Amr array magnetic design for improved sensor flexibility and improved air gap performance
WO2010005688A3 (en) * 2008-06-16 2010-03-18 Honeywell International Inc. Amr array magnetic design for improved sensor flexibility and improved air gap performance
US7772835B2 (en) 2008-06-16 2010-08-10 Honeywell International Inc. AMR array magnetic design for improved sensor flexibility and improved air gap performance
KR20160089373A (ko) * 2013-11-26 2016-07-27 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 센서 배열체 및 자화 디바이스, 그리고 자동차 제어 디바이스에서의 센서 배열체의 이용

Also Published As

Publication number Publication date
EP1864088A1 (en) 2007-12-12
WO2006101981A1 (en) 2006-09-28
WO2006101981A9 (en) 2007-12-27
CN101180519B (zh) 2010-10-27
CN101180519A (zh) 2008-05-14
EP1864088B1 (en) 2017-06-14
US20060103373A1 (en) 2006-05-18
US7112962B2 (en) 2006-09-26
JP2008534926A (ja) 2008-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20070114314A (ko) 복수의 회전형 자기 센서를 이용한 각 위치 검출
EP1931946B1 (en) Position detection utilizing a magnetic sensor array
US6707293B2 (en) 360-degree rotary position sensor having a magnetoresistive sensor and a hall sensor
US6806702B2 (en) Magnetic angular position sensor apparatus
US7208940B2 (en) 360-Degree magnetoresistive rotary position sensor
US20040017187A1 (en) Magnetoresistive linear position sensor
US4589038A (en) Position sensor
KR20080077369A (ko) 360도 범위의 자기 각위치 센서
US7772835B2 (en) AMR array magnetic design for improved sensor flexibility and improved air gap performance
CN107389100A (zh) 离轴磁场角度传感器
US20190242764A1 (en) Magnetic field torque and/or angle sensor
JP2009150795A (ja) 非接触式回転角度検出センサ装置およびその出力補正方法
KR100978707B1 (ko) 자기식 로터리 인코더 및 자기센서에 상대적으로 자석을반복 정렬하는 방법
JP5187538B2 (ja) 磁気センサ
US6522132B1 (en) Linear angular sensor with magnetoresistors
WO2006020626A1 (en) Precision non-contact digital switch
US8125217B2 (en) Magnetoresistive array design for improved sensor-to-magnet carrier tolerances
CN116164778A (zh) 具有主轨道和诺纽斯轨道的位置传感器
JPH09504369A (ja) 磁気抵抗センサの調整方法
JP4506960B2 (ja) 移動体位置検出装置
WO2018041734A1 (en) Device with an encoder and a sensor
JP4773066B2 (ja) 歯車センサ
JP4465513B2 (ja) 位置検出装置
CN117178193A (zh) 磁传感器和磁检测系统
JP2013181770A (ja) 磁気センサの信号検出回路

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E601 Decision to refuse application