KR20170059442A - 자기 센서에서 자기 간섭의 능동적 밸런싱/소거를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

자기 센서에서 자기 간섭의 능동적 밸런싱/소거를 위한 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170059442A
KR20170059442A KR1020177007856A KR20177007856A KR20170059442A KR 20170059442 A KR20170059442 A KR 20170059442A KR 1020177007856 A KR1020177007856 A KR 1020177007856A KR 20177007856 A KR20177007856 A KR 20177007856A KR 20170059442 A KR20170059442 A KR 20170059442A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stator
magnetic field
magnet
magnetic
sensor
Prior art date
Application number
KR1020177007856A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102198156B1 (ko
Inventor
지안 쑤
아론 세이볼드
Original Assignee
본스인코오포레이티드
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 본스인코오포레이티드 filed Critical 본스인코오포레이티드
Publication of KR20170059442A publication Critical patent/KR20170059442A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102198156B1 publication Critical patent/KR102198156B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0017Means for compensating offset magnetic fields or the magnetic flux to be measured; Means for generating calibration magnetic fields
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/12Mechanical 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/12Mechanical 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
    • G01D5/244Mechanical 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 characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/24428Error prevention
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/101Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/007Environmental aspects, e.g. temperature variations, radiation, stray fields
    • G01R33/0076Protection, e.g. with housings against stray fields
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/025Compensating stray fields

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

제1 자기 필드를 가지는 제1 자석을 포함하는 감지 시스템. 일 실시예에서, 감지 시스템은 또한 제1 자기 필드를 수용하기 위해 구성된 제1 고정자와 제1 자기 필드를 수용하기 위해 구성된 제2 고정자를 포함한다. 제1 컬렉터는 제1 고정자로부터 제1 자기 필드를 수집하기 위해 구성되며, 제2 컬렉터는 제2 고정자로부터 제1 자기 필드를 수집하기 위해 구성되고, 자기 감지 소자는 제1 자기 필드를 감지하기 위해 구성된다. 또한 감지 시스템은 제2 자기 필드를 가지는 제2 자석, 제3 자기 필드를 가지는 제3 자석을 포함한다. 제3 자석은 제3 자기 필드가 제2 자기 필드에 대칭하도록 위치설정된다.

Description

자기 센서에서 자기 간섭의 능동적 밸런싱/소거를 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ACTIVE BALANCING/CANCELLATION OF MAGNETIC INTERFERENCE IN A MAGNETIC SENSOR}
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2014년 9월 26일에 출원된 미국 가출원 번호 62/055,791의 혜택을 주장하며, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 포함된다.
기술 분야
본 발명의 실시예는 자기 센서, 특히 토크 및/또는 각센서 또는 토크 및/또는 인덱스 센서에서의 자기 간섭을 밸런싱하는 것 및/또는 소거하는 것에 관한 것이다.
토크 및 각 센서는 통상적으로 자기 감지 소자를 포함한다. 자기 감지 소자는 일반적으로 자석 또는 다른 자기 구성 요소를 포함한다. 종종 센서들 중 하나에서의 자석은 다른 센서에서의 감지 소자와 간섭한다. 이러한 간섭은 "크로스 토크(cross-talk)"로서 지칭된다. 무엇보다도, 크로스 토크는 부정확한 센서 측정값으로 이어질 수 있다.
크로스 토크를 감소시키기 위해, 두 센서간의 거리가 물리적으로 증가될 수 있거나 자기적 차폐가 센서들 중 어느 하나 또는 둘 모두에 사용될 수 있다. 이러한 해법 모두는 부피가 큰/거대한 센서 패키지 또는 열등한 센서 성능을 초래할 수 있다.
본 발명의 실시예는, 일례로 제1 자기 필드를 가지는 제1 자석을 포함하는 감지 시스템을 제공함으로써 이러한 문제점의 영향을 해결하거나 감소시키는 것을 돕는다. 또한 감지 시스템은 제1 자기 필드를 수용하기 위해 구성된 제1 고정자; 제1 자기 필드를 수용하기 위해 구성된 제2 고정자; 제1 고정자로부터 제1 자기 필드를 수집하기 위해 구성된 제1 컬렉터; 그리고 제2 고정자로부터 제1 자기 필드를 수집하기 위해 구성된 제2 컬렉터를 포함한다. 자기 감지 소자는 제1 자기 필드를 감지하기 위해 구성된다. 또한 감지 시스템은 제2 자기 필드를 가지는 제2 자석; 그리고 제3 자기 필드를 가지는 제3 자석을 포함한다. 제3 자석은 제3 자기 필드가 제2 자기 필드에 대칭하도록 위치설정된다.
본 발명의 다른 실시예는 자기 센서의 자기 필드를 감지하는 방법을 제공한다. 자기 센서는 제1 자기 필드를 가지는 제1 자석, 제1 자기 필드를 수용하기 위해 구성된 제1 고정자, 제1 자기 필드를 수용하기 위해 구성된 제2 고정자를 포함한다. 자기 센서는 제1 고정자로부터 제1 자기 필드를 수집하기 위해 구성된 제1 컬렉터, 제2 고정자로부터 제1 자기 필드를 수집하기 위해 구성된 제2 컬렉터를 추가로 포함한다. 자기 필드를 감지하는 방법은 제2 자석으로부터 제2 자기 필드를 수용하는 것과 제3 자기 필드가 제2 자기 필드에 대칭하도록 제3 자기 필드를 가지는 제3 자석을 위치설정 하는 것을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 제1 자기 센서를 포함하는 감지 시스템을 제공한다. 제1 자기 센서는 제1 자기 필드를 가지는 제1 자석, 제1 자기 필드를 수용하기 위해 구성된 제1 고정자, 제1 자기 필드를 수용하기 위해 구성된 제2 고정자, 제1 고정자로부터 제1 자기 필드를 수집하기 위해 구성된 제1 컬렉터, 제2 고정자로부터 제1 자기 필드를 수집하기 위해 구성된 제2 컬렉터, 제1 자기 필드를 감지하기 위해 구성된 자기 감지 소자를 포함한다. 감지 시스템은 제2 자기장을 가지는 제2 자석을 추가로 포함하고, 제1 고정자와 제2 고정자가 실질적으로 유사한 양의 제2 자기 필드를 수용하도록 위치설정된다.
본 발명의 다른 양태는 상세한 설명과 첨부된 도면을 고려함으로써 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 센서의 단면, 개략도이다.
도 2는 도 1의 센서와 통신하고 이 센서에서 사용하기 위한 제어 시스템의 블록 선도이다.
도 3은 도 1의 센서의 일 부분의 단면, 개략도이며 특정 자기 플럭스 선을 도시한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서의 단면, 개략도이다.
도 5는 도 4의 센서의 일 부분의 단면, 개략도이며 특정 자기 플럭스 선을 도시한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서의 단면 개략도이다.
도 7은 도 6의 센서의 일 부분의 단면 개략도이며 자기 플럭스 선을 추가로 포함한다.
본 발명의 임의의 실시예가 상세하게 설명되기 전에, 본 발명이 후속하는 설명에 제시되거나 후속하는 도면에 도시된 구성요소의 구축 및 배열의 세부사항으로 제한되지 않음을 이해해야 한다. 본 발명은 다른 실시예가 가능하고, 다양한 방식으로 실시 또는 수행될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 제1 센서(100)를 도시한다. 도시된 실시예에서, 제1 센서(100)는 입력 샤프트(105)와 출력 샤프트(110)를 포함하는 차량 조향 시스템과 연계하여 사용된다. 입력 샤프트(105)와 출력 샤프트(110)는 토션 바(미도시)를 통해 연결된다. 토션 바는 사전결정되거나 알려진 양의 비틀림 강성도 또는 비틀림 스프링 상수를 가진다. 출력 샤프트(110)에 대한 입력 샤프트(105)의 회전 운동은 가해진 토크에 비례하는 입력 샤프트(105)와 출력 샤프트(110) 사이의 상대 각변위를 생성한다. 일부 실시예에서, 제1 센서(100)는 입력 샤프트(105)와 출력 샤프트(110) 사이의 토크 및/또는 조향 각을 탐지하거나 감지한다.
센서(100)는 입력 샤프트(105)에 결합된 제1 자석(115), 출력 샤프트(110)에 결합된 제1 및 제2 고정자(120, 125)를 포함한다. 다른 실시예에서, 제1 고정자(120)와 제2 고정자(125)는 입력 샤프트(105)에 결합되지만, 제1 자석(115)은 출력 샤프트(110)에 결합된다.
또한 센서(100)는 제1 컬렉터(130)와 제2 컬렉터(135)를 포함한다. 제1 컬렉터(130)와 제2 컬렉터(135)는 각각 제1 고정자(120)와 제2 고정자(125)에 근접하여(예를 들어, 일 실시예에서 약 0.2mm 내지 약 2.0mm 거리 내에) 위치한다. 제1 및 제2 컬렉터(130, 135)는 각각 제1 고정자(120)와 제2 고정자(125)의 적어도 일 부분에 걸쳐 있다.
제1 컬렉터(130)와 제2 컬렉터(135)는 적어도 하나의 자기 감지 소자(140)에 자기적으로 결합된다. "자기적으로 결합된다"는 용어는 일반적으로 제1 구성요소와 제2 구성요소 사이의 자기적 소통으로서 규정될 수 있고, 그래서 제1 구성요소는 제2 구성요소로부터 자기 플럭스를 수용할 수 있으며, 또는 그 반대도 가능하다. 그러한 소통은 사용된 자석의 강도와 구성요소 사이의 거리에 의존한다. 일부 실시예에서, 자기적으로 결합되기 위해, 제1 구성요소는 제2 구성요소로부터 대략 0.2mm 내지 2.0mm의 거리에 있다. 자기 감지 소자(140)는 제1 컬렉터(130)와 제2 컬렉터(135) 사이의, 또는 그 근처의 제1 자석(115)의 제1 자기 플럭스(300)(도 3)를 탐지한다. 일부 실시예에서, 자기 감지 소자(140)는 Hall 효과 센서이다.
또한 도 1은 제2 자기 센서(200)를 도시한다. 제2 센서(200)는 제1 센서(100)에 근접하여 위치하고 제2 자석(205)을 포함한다. 또한 일부 실시예에서, 제2 센서(200)는 제3 및 제4 고정자, 제3 및 제4 컬렉터, 그리고 제2 자기 감지 소자를 포함한다. 그러한 실시예에서, 제3 및 제4 고정자, 제3 및 제4 컬렉터, 그리고 제2 자기 감지 소자는 제1 및 제2 고정자(120, 125), 제1 및 제2 컬렉터(130, 135), 그리고 자기 감지 소자(140)와 실질적으로 유사하다. 일부 실시예에서, 제1 센서(100)와 제2 센서(200)는 회전 각 및 토크 센서와 같은 더 큰 센서 또는 센서 조립체 둘 모두의 부분이다. 일부 실시예에서, 제2 센서(200)는 회전 센서일 수 있지만 제1 센서(100)는 토크 센서일 수 있고, 또는 그 반대도 가능하다.
도시된 실시예에서, 제1 센서(100)는 제3 자석 또는 미러 자석(210)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 미러 자석(210)은 미러 자석(210)의 미러 자기 플럭스(275)(도 3)가 제2 센서(200)의 제2 자석(205)의 제2 자기 플럭스(250)(도 3)에 대칭하도록 제2 자석(205)에 대칭하게 위치설정된다. 일부 실시예에서, 미러 자석(210)은 전체 센서의 부분일 수도 있고 부분이 아닐 수도 있는 제3 센서 내에 추가적으로 사용된다. 다른 실시예에서, 미러 자석(210)은 제2 자석(205)의 제2 자기 플럭스(250)를 상쇄하기 위해서만 사용된다.
제1 고정자(120)는 제1 측부(121), 제2 측부(122), 그리고 제1 주연부(124)를 포함한다. 제2 고정자(125)는 제1 측부(126), 제2 측부(127), 그리고 제2 주연부(129)를 포함한다. 도 1의 실시예에 도시된 바와 같이, 제1 자석(115)은 제1 고정자(120)의 제1 측부(121)와 제2 고정자(125)의 제1 측부(126)에 인접하여 위치설정된다. 게다가, 도시된 바와 같이, 제1 자석(115)은 도시된 기준 좌표 시스템의 x-축에 평행하게 뻗어있는 축방향으로, 제1 고정자(120)와 제2 고정자(125) 사이에 위치설정된다. 도시된 실시예와 같은 일부 실시예에서, 제1 자석(115)은 축방향으로, 제1 고정자(120)의 제2 측부(122)의 제1 표면과 제2 고정자(125)의 제2 측부(127)의 제2 표면 사이에 위치설정된다. 제2 자석(205)은 제2 고정자(125)의 제2 측부(127)에 인접하여 위치설정되고 미러 자석(210)은 제1 고정자(120)의 제2 측부(122)에 인접하여 위치설정된다.
자기 감지 소자(140)는 제어 시스템(212)(도 2)에 전기적으로 결합된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제어 시스템(212)은 메모리(220)와 프로세서(225)를 가지는 제어기(215)를 포함한다. 제어기(215)는 제1 자석(115)의 제1 자기 플럭스(300)에 관하여 자기 감지 소자(140)로부터 신호를 수용한다. 신호는 자기 플럭스의 크기 및/또는 극성에 관한 정보 또는 데이터를 포함할 수 있다. 신호는 아날로그 또는 디지털 신호일 수 있다. 일부 실시예에서, 신호는 자기 플럭스의 변화와 관련된 정보를 제공한다. 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서 제어기(215)는 입력/출력(I/O: input/output) 인터페이스(230) 및 파워 서플라이(235)에 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기(215)는 제2 센서(200)에 추가로 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기(215)는 반도체 칩 상에 부분적으로 또는 전체적으로 구현된다.
메모리(220)는 예를 들어 프로그램 저장 영역과 데이터 저장 영역을 포함한다. 프로그램 저장 영역과 데이터 저장 영역은 판독 전용 메모리("ROM": read-only memory), 랜덤 액세스 메모리("RAM": random access memory)[예를 들어, 동적 RAM("DRAM": dynamic RAM), 동기식 DRAM("SDRAM": synchronous DRAM), 등], 전기적 소거 프로그램 가능 판독 전용 메모리("EEPROM": electrically erasable programmable read-only memory), 플래시 메모리, 하드 디스크, SD 카드 등과 같은 상이한 종류의 메모리 또는 다른 적절한 자기적, 광학적, 물리적 또는 전기적 메모리 디바이스의 조합을 포함할 수 있다. 프로세서(225)는 메모리(220)에 연결되며 소프트웨어 명령어를 실행한다. 센서(100) 및/또는 제어기(215)의 구현예에 포함된 소프트웨어는 제어기(215)의 메모리(220)에 저장될 수 있다. 소프트웨어는 예를 들어 펌웨어, 하나 이상의 애플리케이션, 프로그램 데이터, 필터, 룰러, 하나 이상의 프로그램 모듈 및 기타 실행가능한 명령어를 포함한다. 제어기(215)는 무엇보다도 본 명세서에 설명된 제어 프로세스와 방법에 관련된 명령어를 메모리(220)로부터 검색하고, 수행하기 위해 구성된다. 다른 구성에서, 제어기(215)는 추가적인, 더 적은, 또는 상이한 구성요소들을 포함한다.
I/O 인터페이스(230)는 예를 들어 다른 제어기나 컴퓨터와 같은 주연 디바이스로 제어기(215)를 연결하기 위해 구성된다. I/O 인터페이스(230)는 유선 연결, 무선 연결, 또는 유선 및 무선 연결의 조합일 수 있다. 일부 실시예에서, I/O 인터페이스(230)는 센서(100)와 연관된 측정 데이터를 통신하기 위해 구성된다. 일부 실시예에서, I/O 인터페이스(230)는 제어기(215)를 사용자-인터페이스로 전기적으로 연결하기 위해 사용된다. 파워 서플라이(235)는 센서(100)의 다른 구성요소 뿐만 아니라 제어기(215)에도 공칭 전압을 공급한다. 일부 실시예에서, 파워 서플라이(235)는 (예를 들어, 배터리로부터의)제1 전압에 의해 전원공급되며, 제어기(215)와 센서(100)의 다른 구성요소로 공칭 전압을 제공한다.
도 3은 제2 자석(205)의 제2 자기 플럭스(250)와 미러 자석(210)의 제3 또는 미러 자기 플럭스(275)를 도시한다. 관련 기술에 공지된 바와 같이, 자석은 자기 필드를 발생시키고, 자기 필드는 자기 플럭스 또는 자기 플럭스 선에 의해 도시될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 미러 자기 플럭스(275)는 제2 자기 플럭스(250)에 대칭한다. 그러므로, 제2 자기 플럭스(250)와 미러 자기 플럭스(275)는 서로를 상쇄시킨다. 결과적으로, 감지 소자에 영향을 미치는 유일한 플럭스는 제1 자기 플럭스(300)이다. 즉, 자기 감지 소자(140)는 제1 자기 플럭스(300)만을 탐지한다. 물론, 대칭성이 이상적이지 못한 경우 제2 및/또는 제3 자석으로부터의 소량 또는 미소한 양의 간섭이 발생하게 된다.
작동에서, 토크가 시스템상에 가해지는 경우, 토션 바(미도시)는 입력 샤프트(105)와 출력 샤프트(110) 사이의 상대 각변위를 조정한다. 입력 샤프트(105)와 출력 샤프트(110)의 상대 각변위는 자석(115)[입력 샤프트(105)에 결합됨]과 제1 및 제2 고정자(120, 125)[출력 샤프트(110)에 결합됨] 사이의 각변위와 동등하다. 시스템의 제로 위치는 시스템상에 토크가 가해지지 않거나 제로 토크가 가해지고 자석(115)과 제1 및 제2 고정자(120, 125) 사이에 제로 각변위가 있는 위치이다. 제로 위치에서, 자석(115)과 제1 및 제2 고정자(120, 125)는 자기 필드의 알짜 제로 자기 플럭스 또는 자기 필드의 알짜 제로 축방향 자기 플럭스를 생성한다.
토크가 시스템상에 가해질 때, 자석(115)과 제1 및 제2 고정자(120, 125) 사이에는 각변위가 있다. 자석(115)과 제1 및 제2 고정자(120, 125) 사이의 각변위는 제1 자기 플럭스(300)의 변화(예를 들어, 자기 필드의 자기 플럭스의 크기 및/또는 극성의 변화)를 초래한다. 각변위가 보다 클수록, 자기 플럭스도 더욱 커진다. 제2 회전 방향에서의 제2 각변위는 제1 자기 플럭스(300)가 제1 방향과 반대인 제2 방향을 가지도록 유발하지만, 제1 회전 방향에서의 제1 각변위는 제1 자기 플럭스(300)가 제1 방향을 가지도록 유발한다.
도 4는 제2 자석(205')을 가지는 제2 센서(200')에 근접하여 위치한 제1 센서(100')의 제2 실시예를 도시한다. 도시된 실시예에서, 미러 자석(210')은 미러 자석(210')의 미러 자기 플럭스(275')(도 5)가 제2 자석(205')의 제2 자기 플럭스(250')(도 5)에 대칭하도록 위치설정된다.
도 4의 실시예에 도시된 바와 같이, 제1 자석(115)은 제1 고정자(120)의 제1 측부(121)에 인접하고 제2 고정자(125)의 제1 측부(126)에 인접하여 위치설정된다. 도시된 바와 같이, 제1 자석(115)은 도시된 좌표 시스템의 x 축과 축방향으로 정렬되고 제1 고정자(120)와 제2 고정자(125) 사이에 위치설정된다. 제2 자석(205')은 제2 고정자(125)의 제2 주연부(129)에 인접하여 위치설정되고 미러 자석(210)은 제1 고정자(120)의 제1 주연부(124)에 인접하여 위치설정된다. 또한, 제2 자석(205')과 미러 자석(210')은 센서(100')의 종방향 축에 대해 반경방향으로 정렬된다.
도 5는 제2 자석(205')의 제2 자기 플럭스(250')와 미러 자석(210')의 제3 또는 미러 자기 플럭스(275')를 도시한다. 도시된 바와 같이, 미러 자기 플럭스(275')는 제2 자기 플럭스(250')에 대칭한다. 그러므로, 제2 자기 플럭스(250')와 미러 자기 플럭스(275')는 서로를 상쇄시킨다. 따라서, 자기 감지 소자(140)는 제1 자기 플럭스(300)만을 탐지한다.
도 6은 제2 자석(205")을 가지는 제2 센서(200")에 근접하여 위치한 제1 센서(100")의 제3 실시예를 도시한다. 이 경우, 제2 자석(205")은 최종 필드가 센서(100")의 종방향 축에 대해 대칭하는 방식으로 자화된다. 이러한 실시예에서, 제2 자석(205")은 제1 센서(100")의 제1 고정자 및 제2 고정자(120, 125)로부터 실질적으로 동일한 거리에 위치설정된다. 제2 자석(205")의 그러한 위치설정은 제1 및 제2 고정자(120, 125)와 제1 및 제2 컬렉터(130, 135)에 대칭인 제2 자기 플럭스(250")(도 7)를 초래하고, 그래서 제1 및 제2 고정자(120, 125)와 제1 및 제2 컬렉터(130, 135)는 대략 동일한 자기 플럭스를 수용한다. 그러므로, 자기 감지 소자(140)는 제1 자기 플럭스(300)만을 탐지한다. 도시된 바와 같이, 제2 자석(205")은 제1 및 제2 고정자(120, 125)로부터 반경방향으로 분리된다.
그러므로, 본 발명은 무엇보다도 자기 센서, 특히 토크 및/또는 각 센서에서의 자기 간섭을 밸런싱 및/또는 소거하기 위한 시스템과 방법을 제공한다. 본 발명의 다양한 특징 및 장점이 다음의 청구범위에서 제시된다.

Claims (17)

  1. 감지 시스템이며,
    제1 자기 필드를 가지는 제1 자석;
    제1 자기 필드를 수용하기 위해 구성된 제1 고정자;
    제1 자기 필드를 수용하기 위해 구성된 제2 고정자;
    제1 고정자로부터 제1 자기 필드를 수집하기 위해 구성된 제1 컬렉터;
    제2 고정자로부터 제1 자기 필드를 수집하기 위해 구성된 제2 컬렉터;
    제1 자기 필드를 감지하기 위해 구성된 자기 감지 소자;
    제2 자기 필드를 가지는 제2 자석; 그리고
    제3 자기 필드를 가지는 제3 자석으로서, 제3 자기 필드가 제2 자기 필드에 대칭하도록 위치설정된 제3 자석
    을 포함하는 감지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 자석이 제1 자기 센서의 부분이며 제2 자석이 제2 자기 센서의 부분인 감지 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    제3 자기 필드가 자기 감지 소자의 장소에서 제2 자기 필드를 실질적으로 상쇄하는 감지 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    제1 자석에 결합된 입력 샤프트와 제1 고정자 및 제2 고정자에 결합된 출력 샤프트를 추가로 포함하는 감지 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    자기 감지 소자가 입력 샤프트와 출력 샤프트 사이의 토크에 관한 자기 필드를 감지하기 위해 구성된 감지 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    자기 감지 소자가 입력 샤프트와 출력 샤프트 사이의 위치에 관한 자기 필드를 감지하기 위해 구성된 감지 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    감지 시스템이며,
    제2 자기 필드를 수용하기 위해 구성된 제3 고정자;
    제2 자기 필드를 수용하기 위해 구성된 제4 고정자;
    제3 고정자로부터 제2 자기 필드를 수집하기 위해 구성된 제3 컬렉터;
    제4 고정자로부터 제2 자기 필드를 수집하기 위해 구성된 제4 컬렉터; 그리고
    제2 자기 필드를 감지하기 위해 구성된 제2 자기 감지 소자를 추가로 포함하는 감지 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    제1 자석이 제1 고정자의 제1 측부와 제2 고정자의 제1 측부에 인접하여 위치하고, 제2 자석이 제1 고정자의 제2 측부에 인접하여 위치하고, 제3 자석이 제2 고정자의 제2 측부에 인접하여 위치한 감지 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    제1 자석이 축방향으로 제2 고정자로부터 가장 먼 제1 고정자의 표면과 제1 고정자로부터 가장 먼 제2 고정자의 표면 사이에 축방향으로 위치하는 감지 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    제2 자석이 반경 방향으로 제2 고정자의 주연부에 인접하여 위치하고, 제3 자석이 반경 방향으로 제1 고정자의 주연부에 인접하여 위치하는 감지 시스템.
  11. 감지 시스템이며,
    제1 자기 센서로서,
    제1 자기 필드를 가지는 제1 자석,
    제1 자기 필드를 수용하기 위해 구성된 제1 고정자,
    제1 자기 필드를 수용하기 위해 구성된 제2 고정자.
    제1 고정자로부터 제1 자기 필드를 수집하기 위해 구성된 제1 컬렉터,
    제2 고정자로부터 제1 자기 필드를 수집하기 위해 구성된 제2 컬렉터, 그리고
    제1 자기 필드를 감지하기 위해 구성된 자기 감지 소자
    를 포함하는 제1 자기 센서; 그리고
    제2 자기 필드를 가지는 제2 자석으로서, 제1 고정자와 제2 고정자가 실질적으로 유사한 양의 제2 자기 필드를 수용하도록 위치설정되는 제2 자석
    을 포함하는 감지 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    제2 자석이 제2 자기 센서의 부분인 감지 시스템.
  13. 감지 시스템의 자기 필드를 감지하는 방법이며,
    제1 자석으로 제1 자기 필드를 제공하는 단계;
    제1 고정자로 제1 자기 필드의 적어도 일 부분을 수용하는 단계;
    제2 고정자로 제1 자기 필드의 적어도 일 부분을 수용하는 단계;
    제1 컬렉터로 제1 고정자로부터 제1 자기 필드의 적어도 일 부분을 수집하는 단계;
    제2 컬렉터로 제2 고정자로부터 제1 자기 필드의 적어도 일 부분을 수집하는 단계;
    제2 자석으로부터 제2 자기 필드를 수용하는 단계; 그리고
    제3 자기 필드가 제2 자기 필드에 대칭하도록 제3 자기 필드를 가지는 제3 자석을 위치설정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    제3 자석을 위치설정하는 단계가 자기 감지 소자에서 제2 자기 필드를 상쇄하는 제3 자기 필드를 포함하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    제1 고정자의 제1 측부와 제2 고정자의 제1 측부에 인접한 제1 장소에 제1 자석을 위치설정하는 단계;
    제1 고정자의 제2 측부에 인접한 제2 장소에 제2 자석을 위치설정하는 단계;
    제2 고정자의 제2 측부에 인접한 제3 장소에 제3 자석을 위치설정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    제1 자석을 축방향으로 제2 고정자로부터 가장 먼 제1 고정자의 표면과 제1 고정자로부터 가장 먼 제2 고정자의 표면 사이에 축방향으로 위치설정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    제2 자석을 반경 방향으로 제2 고정자의 주연부와 인접한 제2 장소에 위치설정하는 단계; 그리고
    제3 자석을 반경 방향으로 제1 고정자의 주연부에 인접한 제3 장소에 위치설정하는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
KR1020177007856A 2014-09-26 2015-09-25 자기 센서에서 자기 간섭의 능동적 밸런싱/소거를 위한 시스템 및 방법 KR102198156B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462055791P 2014-09-26 2014-09-26
US62/055,791 2014-09-26
PCT/US2015/052161 WO2016049423A2 (en) 2014-09-26 2015-09-25 System and method for active balancing/cancellation of magnetic interference in a magnetic sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170059442A true KR20170059442A (ko) 2017-05-30
KR102198156B1 KR102198156B1 (ko) 2021-01-05

Family

ID=55582255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177007856A KR102198156B1 (ko) 2014-09-26 2015-09-25 자기 센서에서 자기 간섭의 능동적 밸런싱/소거를 위한 시스템 및 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10302710B2 (ko)
EP (1) EP3198230B1 (ko)
JP (1) JP6590915B2 (ko)
KR (1) KR102198156B1 (ko)
CN (1) CN107110664B (ko)
WO (1) WO2016049423A2 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10591320B2 (en) * 2017-12-11 2020-03-17 Nxp B.V. Magnetoresistive sensor with stray field cancellation and systems incorporating same
DE102018119807A1 (de) 2018-08-15 2020-02-20 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Drehmomentsensorvorrichtung, Verfahren zum Bestimmen eines Drehmoments, Stator und Statoranordnung
EP3754356B1 (en) * 2019-06-21 2023-07-26 Melexis Technologies SA Stray-field-immune magnetic field sensor arrangement, magnetic torque sensor arrangement and method for determining a magnetic flux
WO2021132999A1 (ko) * 2019-12-23 2021-07-01 엘지이노텍 주식회사 센싱 장치
EP3961174A1 (de) 2020-08-26 2022-03-02 Valeo Schalter und Sensoren GmbH Drehmomentsensorvorrichtung, flussleiteranordnung und flussleiter

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3583671B2 (ja) * 1999-10-29 2004-11-04 三菱電機株式会社 トルク検出装置
KR20110055845A (ko) * 2009-11-20 2011-05-26 엘지이노텍 주식회사 차량의 조향토크 및 조향각 검출장치
JP2011209005A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Hitachi Cable Ltd トルクインデックスセンサ
KR20120010695A (ko) * 2010-07-27 2012-02-06 엘지이노텍 주식회사 자계차폐구조를 가진 토크 인덱스 센서
JP2012058195A (ja) * 2010-09-13 2012-03-22 Hitachi Cable Ltd トルクインデックスセンサ
JP2014163831A (ja) * 2013-02-26 2014-09-08 Jtekt Corp 回転角度検出装置

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3287713A (en) 1962-10-12 1966-11-22 Philco Corp Magnetic recording heads utilizing symmetrical windings to avoid cross talk
JPS59142719A (ja) 1983-02-03 1984-08-16 Fujitsu Ltd 薄膜ヘツド
DE3713304A1 (de) * 1987-04-18 1988-11-03 Heldt & Rossi Servoelektronik Einrichtung zur drehwinkel-positionsbestimmung bei drehantrieben
GB9924046D0 (en) * 1999-10-11 1999-12-15 Fast Technology Gmbh Torque measurement apparatus
JP4204294B2 (ja) * 2002-09-30 2009-01-07 株式会社日本自動車部品総合研究所 回転角検出装置
US7350425B2 (en) 2005-09-22 2008-04-01 Continental Automotive Systems Us, Inc. Method of eliminating hysteresis from a magnetoelastic torque sensor
JP4877715B2 (ja) 2005-09-28 2012-02-15 株式会社ジェイテクト トルク検出装置及びこれを用いた電動パワーステアリング装置
EP1938083A2 (en) 2005-10-12 2008-07-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Magnetic sensor device with field compensation
WO2007060568A2 (en) 2005-11-23 2007-05-31 Koninklijke Philips Electronics N. V. Magnetic sensor device with sample chamber
CN101454683A (zh) 2006-05-30 2009-06-10 皇家飞利浦电子股份有限公司 具有自适应场补偿的传感器设备
CN101501500A (zh) 2006-08-15 2009-08-05 皇家飞利浦电子股份有限公司 磁传感器设备
US7726208B2 (en) 2006-11-22 2010-06-01 Zf Friedrichshafen Ag Combined steering angle and torque sensor
JP5056310B2 (ja) * 2007-09-26 2012-10-24 株式会社ジェイテクト トルク検出装置
US8607650B2 (en) * 2008-07-14 2013-12-17 Continental Teves Ag & Co. Ohg Torque sensor arrangement with rotational angle index detection
JP5193110B2 (ja) * 2009-03-31 2013-05-08 日立電線株式会社 トルク・インデックスセンサ
KR101285518B1 (ko) 2009-07-15 2013-07-17 주식회사 만도 토크 앵글 센서 및 이를 구비한 전동식 조향장치
JP5229642B2 (ja) * 2010-08-06 2013-07-03 株式会社デンソー モータ、および、それを用いた電動パワーステアリング装置
US9062989B2 (en) 2010-12-15 2015-06-23 Nxp B.V. Magnetic field sensor for sensing rotation a reference component about the axis of rotation that is independent of alignment between the axis of rotation and the sensors
DE102011106433B4 (de) 2011-07-04 2016-10-13 Integrated Dynamics Engineering Gmbh Integrierbare Magnetfeldkompensation für den Einsatz an Raster- und Transmissionselektronenmikroskopen, Schwingungsisolationssystem sowie Verfahren zum Abbilden, Untersuchen und / oder Bearbeiten einer Probe
KR101863780B1 (ko) * 2011-11-29 2018-06-01 엘지이노텍 주식회사 토크 센서
US9494556B2 (en) 2012-01-13 2016-11-15 Polyresearch Ag Active mechanical force and axial load sensor
JP5675700B2 (ja) 2012-05-25 2015-02-25 株式会社日本自動車部品総合研究所 トルクセンサ
CN203490330U (zh) 2013-09-10 2014-03-19 国家电网公司 电容器局放耦合消噪传感器
JP6327456B2 (ja) 2014-05-19 2018-05-23 株式会社ジェイテクト トルクセンサ及び電動パワーステアリング装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3583671B2 (ja) * 1999-10-29 2004-11-04 三菱電機株式会社 トルク検出装置
KR20110055845A (ko) * 2009-11-20 2011-05-26 엘지이노텍 주식회사 차량의 조향토크 및 조향각 검출장치
JP2011209005A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Hitachi Cable Ltd トルクインデックスセンサ
KR20120010695A (ko) * 2010-07-27 2012-02-06 엘지이노텍 주식회사 자계차폐구조를 가진 토크 인덱스 센서
JP2012058195A (ja) * 2010-09-13 2012-03-22 Hitachi Cable Ltd トルクインデックスセンサ
JP2014163831A (ja) * 2013-02-26 2014-09-08 Jtekt Corp 回転角度検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016049423A2 (en) 2016-03-31
WO2016049423A3 (en) 2017-05-04
US10302710B2 (en) 2019-05-28
US20160091574A1 (en) 2016-03-31
CN107110664B (zh) 2020-03-17
EP3198230A4 (en) 2018-05-16
CN107110664A (zh) 2017-08-29
EP3198230B1 (en) 2023-04-12
KR102198156B1 (ko) 2021-01-05
EP3198230A2 (en) 2017-08-02
JP2017529536A (ja) 2017-10-05
JP6590915B2 (ja) 2019-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102198156B1 (ko) 자기 센서에서 자기 간섭의 능동적 밸런싱/소거를 위한 시스템 및 방법
EP3186131B1 (en) Low-height sensor for measuring torque angle
US8984964B2 (en) Torque measurement device
KR101733310B1 (ko) 자기 검출 장치 및 이를 포함하는 토크 센서
KR101738781B1 (ko) 자기 검출 장치 및 이를 포함하는 토크 센서
JP5375796B2 (ja) 回転角検出装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
CN104039632B (zh) 用于测量转向杆的扭力的扭矩传感器和使用其的测量方法
US8776619B2 (en) Small angle sensor for measuring steering shaft torque
US9746345B2 (en) Apparatus and method for determining a rotation angle of a rotor
KR102142532B1 (ko) 토크 센서
CN107810389B (zh) 带有检测设备的驱动装置和方法
CN105424037A (zh) 具有接口适配器的紧凑型惯性测量单元
KR101717125B1 (ko) 조향 장치용 토크 센서
US11525747B2 (en) Sensing device that prevents magnetic field interference
CN108369111A (zh) 凸轮轴传感轮
KR20170030854A (ko) 액티브 롤 스테빌라이저 및 이의 토크 측정방법
CN105515467A (zh) 用于修正旋转角信号的方法
CN109631956A (zh) 一种电容式传感器及其校正方法
CN102721497A (zh) 传感器线圈总成及具该传感器线圈总成的eps总成
CN107656532A (zh) 减小无人机偏航数据漂移的方法、装置、系统和无人机
JP4902043B2 (ja) トルクセンサの異常検出装置
KR101308337B1 (ko) 차량용 조향각 감지장치
Eidenberger et al. Capacitive sensor setup for the measurement and tracking of edge angles

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant