[0039] 如上所述,圖1中所示的實(shí)施例包括僅單個另一傳感器元件130。然而,在傳感器 100或電路110的其它實(shí)施例中,可采用超過一個另一傳感器元件130。因此,可使用多個 另一傳感器元件130,并且例如該另一傳感器元件130禪合至感測電路170。
[0040] 返回到傳感器布置120,應(yīng)注意,傳感器布置120可被配置成產(chǎn)生下列信號,該信 號指示物理量關(guān)于方向190的空間變化。為了例示該變化,在圖1的下部,沿方向190將物 理量例示為指向上的箭頭,其長度指示相應(yīng)的物理量。
[0041] 可選地,傳感器布置120可包括能夠感測圖1中例示的該種物理量空間變化的單 個傳感器元件200。然而,在其它實(shí)施例中,傳感器布置120可包括多個傳感器元件200,該 多個傳感器元件200對物理量敏感,并且被布置成使得傳感器元件200能夠產(chǎn)生指示上面 概述的空間變化的信號。
[0042] 為了更精確,在圖1中所示的實(shí)施例中,傳感器布置120包括沿方向190至少部分 空間移位的四個傳感器元件200-1,…,200-4。由于它們沿方向190的空間布置,所W可能 禪合傳感器元件200, W便傳感器元件布置120能夠產(chǎn)生指示物理量沿方向190的空間變化 的上述信號,允許差分測量所述物理量。
[0043] 該里,傳感器元件200被布置成形成半橋210-1、210-2。兩個半橋210每個都分別 包括至少兩個傳感器元件200-U200-2和200-3、200-4, W及分別禪合在該至少兩個傳感 器元件200之間的節(jié)點(diǎn)220-U220-2。可在半橋210的節(jié)點(diǎn)220處獲得指示物理量的空間 變化的信號。
[0044] 圖1中所示的電路110的兩個半橋和傳感器100可彼此獨(dú)立地運(yùn)行。因此,實(shí)施 例可具體實(shí)施為僅一個或更多獨(dú)立使用的半橋210。然而,在圖1中所示的實(shí)施例中,傳感 器元件布置120包括并聯(lián)連接W形成全橋的兩個半橋210。結(jié)果,全橋能夠提供指示可分別 在兩個半橋210-U210-2的節(jié)點(diǎn)220-U220-2處獲得的空間變化的信號。自然,也可能具 體實(shí)施超過兩個半橋W形成全橋。
[0045] 由于傳感器元件200的布置,所W沿方向190,可將可在相應(yīng)半橋210的節(jié)點(diǎn)220 處獲得的信號視為指示物理量町和恥的差,并且因此,指示差分量Bc-B^換句話說,在節(jié) 點(diǎn)220處,示出取決于Bc-B^的差分信號。應(yīng)注意,圖1的下部中示出的最右側(cè)箭頭代表作 用在另一傳感器元件130上的物理量。
[0046] 因此,供電電路140提供的電流SS1可取決于傳感器元件200-1,…,200-4感測 的物理量。因此,電流SS1中可包括作用在傳感器布置120的該些傳感器元件200上的物 理量平均值230的信息。取決于將感測的物理量,傳感器元件200 W及另一傳感器元件130 可W是能夠檢測相應(yīng)的物理量的任何傳感器元件。例如,傳感器元件200 W及另一傳感器 元件130可W是磁場傳感器元件、溫度傳感器元件、壓力傳感器元件、光檢測傳感器元件或 對機(jī)械接觸或應(yīng)力敏感的傳感器元件。
[0047] 僅舉幾個例子,例如,磁場敏感傳感器元件可包括各向異性磁阻傳感器元件 (AMR)、巨磁阻傳感器元件佑MR)、隧穿磁阻傳感器元件(TMR)、超巨磁阻傳感器元件(EMR)、 橫向霍爾傳感器元件或垂直霍爾傳感器元件。當(dāng)然,當(dāng)將感測其它物理量時,也可能為壓力 傳感器、溫度傳感器等等。當(dāng)然,將感測的物理量可能受允許間接感測該物理量的另一物理 量的影響。例如,雖然所使用的傳感器元件200、130對特定物理影響敏感,因此,對特定物 理量敏感,但是將感測或測量的物理量可僅間接地影響傳感器元件130、200, W導(dǎo)致該物理 影響可由相應(yīng)的傳感器元件130、200檢測。
[0048] 傳感器布置120和該至少一個另一傳感器元件130兩者都可進(jìn)一步禪合至用作參 考電勢,諸如地電勢的端子240。應(yīng)注意,該至少一個另一傳感器元件130僅被提供另一供 電信號SS2。換句話說,另一傳感器元件130不被圖1中所示的實(shí)施例中的另外組件偏置。
[0049] 傳感器元件布置120可包括電阻傳感器元件200,電阻傳感器元件200由于作用在 相應(yīng)的傳感器元件200上的物理量的平均值230,而改變它們的電流消耗。當(dāng)然,該也可應(yīng) 用于另一傳感器元件130,或被供應(yīng)另一供電信號SS2的另一傳感器元件130。
[0050] 當(dāng)作用在傳感器布置120的傳感器元件200上的物理量的平均值230改變時,由 于提供供電信號SS1的本質(zhì)上恒定供電電壓的閉環(huán)配置,供電信號SS1的供電電流相應(yīng)地 改變,從而保持供電信號SS1的供電電壓本質(zhì)上恒定。
[0051] 由于另一供電信號SS2的另一供電電流和供電信號SS1的供電電流滿足預(yù)定關(guān) 系,所W例如將通過提供供電電流的按比例復(fù)制,導(dǎo)致平均值230變化的物理量的變化至 少部分地被傳遞給另一傳感器元件130的另一供電信號SS2。結(jié)果,例如,感測電路170可 能能夠在第二節(jié)點(diǎn)130處感測指示物理量的平均值230與作用在另一傳感器元件130上的 物理量的差的電壓。
[0052] 可選地,例如,檢測電路170可被禪合至傳感器布置120,例如分別禪合至半橋 210-U210-2的節(jié)點(diǎn)220-U220-2,從而使得檢測電路170能夠檢測,并且可選地處理半橋 210提供的信號。在該情況下,輸出信號0S可W是作用在傳感器布置120的傳感器元件200 上的平均值230的指示,物理量沿方向190的梯度或另一空間依賴性或變化。
[0053] 圖2示出根據(jù)實(shí)施例的一種用于獲得物理量信息的方法的流程圖。在第一操作 0110中,傳感器布置120被提供供電信號SS1,供電信號SS1包括受閉環(huán)配置的供電電路 140控制的供電電壓。傳感器布置120對物理量敏感。在操作0110中,至少一個另一傳感 器元件130被提供另一供電信號SS2,該另一供電信號SS2包括另一供電電流,W便另一供 電電流的幅度與供電信號SS1的供電電流的幅度滿足上述預(yù)定關(guān)系,其中該至少一個另一 傳感器布置130也對物理量敏感。
[0054] 然而,應(yīng)注意,到目前為止不要求W所述順序執(zhí)行所述操作。例如,操作順序可改 變,至少部分地時間交叉或同時執(zhí)行。也可作為整體或至少部分地重復(fù)處理該操作。
[00巧]如上所述,在大量技術(shù)應(yīng)用中使用傳感器。在一些應(yīng)用中,不僅關(guān)注對實(shí)際物理量 或沿方向190的空間變化的檢測,而且也關(guān)注檢測與傳感器或其傳感器元件相關(guān)的物理量 的速度或運(yùn)動。例如,實(shí)例來自檢測車輪旋轉(zhuǎn),諸如汽車或另一機(jī)動車的車輪的旋轉(zhuǎn),檢測 轉(zhuǎn)向角度及其變化的領(lǐng)域,或類似應(yīng)用。
[0056] 將在該背景下解決的一種重要挑戰(zhàn)在于檢測典型的不均一物理量相對于傳感器 的運(yùn)動速度和方向。傳感器的傳感器元件通常對相應(yīng)的物理量敏感,并且例如,可傳輸與物 理量成比例的或者具有關(guān)于物理量的另一功能依賴性的單端輸出信號。與差分輸出信號相 比,傳感器元件通常僅提供指示物理量而非物理量的差、梯度等等的信號。
[0057] 因此,為了檢測移動速度和方向,通常使用超過單個傳感器元件的布置。實(shí)例或應(yīng) 用來自于,但是顯然不限于檢測磁極輪或齒輪的旋轉(zhuǎn)、檢測熱波或檢測壓力波,等等。
[0058] 在檢測磁極輪或齒輪旋轉(zhuǎn)的情況下,例如,傳感器可能為巨磁阻傳感器元件 (GMR),并且相關(guān)的物理量為移動或調(diào)制磁場的強(qiáng)度和/或方向。在檢測熱波的情況下,傳 感器元件可能為熱變電阻器,并且將被檢測的物理量為溫度。因此,在檢測壓力波的情況 下,傳感器元件可為壓變電容,物理量為壓力。
[0059] 對于傳輸差分輸出的傳感器元件,諸如霍爾元件,存在解決方案。圖3示出該種解 決方案的簡化方框圖。圖3中所示的電路包括提供信號Bi、B,和Bs的H個霍爾元件300-1、 300-2、300-3,該H個霍爾元件300-1、300-2、300-3沿方向320定向,W便霍爾元件300-2 為右霍爾元件,霍爾元件300-3為中也霍爾元件,并且霍爾元件300-1為左霍爾元件。
[0060] 第一和第二霍爾元件300-U300-2被禪合至差分放大器310,差分放大器310包括 加法塊330,加法塊330從霍爾元件300-2的信號B2減去霍爾元件300-1的信號Bi,W獲得 差分信號地=B2-B1,然后其被用因子gsi放大。
[0061] 電路還包括差分方向計算的另一前置放大器350,另一前置放大器350包括另一 加法塊360,所有H個霍爾元件300-1、300-2、300-3都禪合至該另一加法塊360。該另一 加法塊360計算霍爾元件300-3提供的信號Bs與霍爾元件300-2的信號B2 W及霍爾元件 300-1的信號Bi的算術(shù)平均值的差,W獲得方向信號dedb = Bs -炬2+Bi)/2。該另一前置放 大器350還包括將信號dedir W因子gd放大的另一放大器370。
[0062] 在圖3中所示的實(shí)例中,產(chǎn)生兩條差分信號路徑,一個與右物理量炬C)和左物理 量的差炬右-左物理量Bc-Bj同相,并且另一個在中也。對于單端傳感器元件,如GMR傳 感器元件,能夠使用惠斯通橋配置W獲得差分信號。在圖4中示出一種可能實(shí)施。
[0063] 傳統(tǒng)上,也可使用集中傳感器元件(單核單元)。然而,單核單元可能不能抑制物 理量相對差分量的均勻變化。例如,最終可能不能區(qū)分動態(tài)均勻干擾磁場與移動極輪或另 一所需磁場源導(dǎo)致的差分磁場。該可能在存在外部干擾時,導(dǎo)致傳感器的魯棒性極大受損。
[0064] 圖4中所示的電路在速度路徑400中包括惠斯通橋配置410,惠斯通橋配置410 包括兩個并聯(lián)半橋,兩個并聯(lián)半橋每個都分別包括彼此串聯(lián)禪合的兩個GMR傳感器元件 420-1、420-2和420-3、420-4。在相應(yīng)GMR傳感器元件420的兩個串聯(lián)連接中的每個連接之 間,都禪合節(jié)點(diǎn)430-U430-2,可在被禪合至差分放大器440的該節(jié)點(diǎn)處獲得感測電壓 WM。。在差分放大器440的輸出端處,可獲得指示被施加至GMR傳感器元件420的磁場的 空間變化的輸出信號。例如,該信號可指示產(chǎn)生磁場的磁場源的變化速度,GMR傳感器元件 420受到該磁場。
[0065] 作為全橋的惠斯通橋410被禪合在用于參考電勢450的端子和包括運(yùn)算