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Europäisches Patentamt

Dual Z-axis magnetoresistive angle sensor

Patentnummer:US10690515B2
IPC Hauptklasse:G01D000516
Anmelder:
Erfinder:
Anmeldung:17.02.17
Offenlegung:18.08.14
Patenterteilung:23.06.20

Abstract / Hauptanspruch
A dual Z-axis magnetoresistive angle sensor comprising a circular permanent magnet encoding disc, two Z-axis magnetoresistive sensor chips, and a PCB, two Z-axis magnetoresistive sensors are placed on the PCB. The magnetic sensing directions of the Z-axis magnetoresistive sensors are orthogonal to the substrate. Each Z-axis magnetoresistive sensor chip comprises a substrate and at least one magnetoresistive sensor located on the substrate. The magnetic field sensitive direction of the magnetoresistive sensor is perpendicular to the substrate. The magnetoresistive sensor comprises a flux concentrator and a magnetoresistive sensor unit. The magnetoresistive sensor unit is connected electrically into a push-pull structure. The push arm and pull arm of the magnetoresistive sensor are respectively located at two side positions equidistant from Y-axis central line and above or below the flux concentrator. The circular permanent magnet encoding disc has a magnetization direction parallel to the diameter direction. When the circular permanent encoding disc rotates, a magnetic field measurement angle is calculated via orthogonal magnetic fields measured by the two z-axis magnetoresistive sensor chip. The magnetic field measurement angle can be used for representing a rotation angle of the circular permanent magnetic encoding disc. This dual Z-axis magnetoresistive angle sensor's structure is simple, and it also has the characteristics of high sensitivity and high spatial flexibility.

A dual Z-axis magnetoresistive angle sensor, comprising a circular permanent magnet encoding disc (3), two Z-axis magnetoresistive sensor chips (1, 2) and a PCB (5), two Z-axis magnetoresistive sensors (9) being located on the PCB (5), the magnetic field sensitive directions of the Z-axis magnetoresistive sensors (9) being orthogonal. The Z-axis magnetoresistive sensor chips (1, 2) each comprise a substrate (8) and at least one magnetoresistive sensor (9) located on the substrate (8), the magnetic field sensitive direction of the magnetoresistive sensor (9) being perpendicular to the substrate (8), the magnetoresistive sensor (9) comprising a flux concentrator (6) and magnetoresistive sensing units (7), the magnetoresistive sensing units (7) being electrically connected into a push-pull structure, a push arm and a pull arm of the push-pull structure being respectively located at two side positions equidistant from a Y-axis central line and above or below the flux concentrator (6). The circular permanent magnet encoding disc (3) is provided with a magnetisation direction parallel to the diameter direction, and when the permanent magnet encoding disc (3) rotates, a magnetic field measurement angle is calculated via orthogonal magnetic fields measured by the two Z-axis magnetoresistive sensor chips (1, 2), and may be used for representing a rotation angle of the circular permanent magnet encoding disc (3). The present invention has a simple structure, high sensitivity and high spatial flexibility.

L'invention concerne un capteur d'angle magnéto-résistif d'axe Z double, comprenant un disque d'encodage à aimant permanent circulaire (3), deux puces de capteur magnéto-résistif d'axe Z (1, 2), et une carte de circuit imprimé (5). Deux capteurs magnéto-résistifs d'axe Z (9) sont situés sur la carte de circuit imprimé (5). Les directions sensibles au champ magnétique des capteurs magnéto-résistifs d'axe Z (9) sont orthogonales. Les puces de capteur magnéto-résistif d'axe Z (1, 2) comprennent chacune un substrat (8) et au moins un capteur magnéto-résistif (9) placé sur le substrat (8). La direction sensible au champ magnétique du capteur magnéto-résistif (9) est perpendiculaire au substrat (8). Le capteur magnéto-résistif (9) comprend un concentrateur de flux (6) et des unités de détection magnéto-résistives (7). Les unités de détection magnéto-résistives (7) sont connectées électriquement selon une structure symétrique, un bras pousser et un bras tirer de la structure symétrique étant respectivement situés au niveau de deux positions latérales équidistantes d'une ligne au centre d'axe Y et au-dessus ou en-dessous du concentrateur de flux (6). Le disque d'encodage à aimant permanent circulaire (3) a une direction de magnétisation parallèle à la direction diamétrale. Lorsque le disque d'encodage à aimant permanent (3) tourne, un angle de mesure de champ magnétique est calculé via des champs magnétiques orthogonaux mesurés par les deux puces de capteur magnéto-résistif d'axe Z (1, 2), et peut être utilisé pour représenter un angle de rotation du disque d'encodage à aimant permanent circulaire (3). La présente invention présente une structure simple, une sensibilité élevée et une souplesse spatiale élevée.

一种双Z轴磁电阻角度传感器,包括圆形永磁码盘(3)、两个Z轴磁电阻传感器芯片(1、2)和PCB(5),两个Z轴磁电阻传感器(9)位于PCB(5)上,其磁场敏感方向正交,所述Z轴磁电阻传感器芯片(1、2)包括衬底(8)以及位于衬底(8)之上的至少一个磁电阻传感器(9),其磁场敏感方向垂直于所述衬底(8),所述磁电阻传感器(9)包括通量集中器(6)和磁电阻传感单元(7),所述磁电阻传感单元(7)电连接成推挽式结构,其推臂和挽臂分别位于所述通量集中器(6)上方或下方的距离Y轴中心线等距离的两侧位置,所述圆形永磁码盘(3)具有平行于过直径方向的磁化方向,其旋转时,两个Z轴磁电阻传感器芯片(1、2)所测量的正交磁场计算出磁场测量角,可以用于表征圆形永磁码盘(3)的旋转角度,具有结构简单,灵敏度高,空间灵活性高的特点。

US10690515B2


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