磁性角度传感器设备及操作的方法与流程

背景技术：

本发明的实施例涉及允许确定轴的旋转位置或运动的磁性角度传感器布置。

技术实现要素：

第一实施例涉及一种磁性角度传感器设备，包括：

-第一组磁性角度传感器和第二组磁性角度传感器，

-其中第一组磁性角度传感器和敌人组磁性角度传感器位于沿直线不同的位置上，

-其中第一组磁性角度传感器包括至少一个第一类型角度传感器和至少一个第二类型角度传感器，

-其中第二组磁性角度传感器包括至少一个第一类型角度传感器和至少一个第二类型角度传感器，

-其中第一类型角度传感器是敏感的，以检测第一方向上的第一磁场分量，并且第二类型角度传感器是敏感的，以检测第二方向上的第二磁场分量，

-其中基于经检测的第一磁场分量和经检测的第二磁场分量，确定组合的旋转角度。

第二实施例涉及一种磁性传感器设备，包括：

-第一组磁性角度传感器和第二组磁性角度传感器，

-其中第一组磁性角度传感器和第二组磁性角度传感器被彼此分隔布置，

-其中第一组磁性角度传感器包括至少一个第一类型角度传感器和至少一个第二类型角度传感器，

-其中第二组磁性角度传感器包括至少一个第一类型角度传感器和至少一个第二类型角度传感器，

-其中第一组磁性角度传感器中的至少一个第一类型角度传感器基于第一位置处的磁场bx确定第一信号，

-其中第二组磁性角度传感器中的至少一个第一类型角度传感器基于第二位置处的磁场bx确定第二信号，

-其中第一组磁性角度传感器中的至少一个第二类型角度传感器基于第三位置处的磁场by确定第三信号，

-其中第二组磁性角度传感器中的至少一个第二类型角度传感器基于第四位置处的磁场by确定第四信号。

第三实施例涉及一种用于由磁性角度传感器设备确定组合的旋转角度的方法，

-其中磁性角度传感器设备包括

-第一组磁性角度传感器和第二组磁性角度传感器，

-其中第一组磁性角度传感器和第二组磁性角度传感器位于沿直线不同的位置上，

-其中第一组磁性角度传感器包括至少一个第一类型角度传感器和至少一个第二类型角度传感器，

-其中第二组磁性角度传感器包括至少一个第一类型角度传感器和至少一个第二类型角度传感器，

-其中该方法包括

-由第一类型角度传感器检测第一方向上的第一磁场分量，

-由第二类型角度传感器检测第二方向上的第二磁场分量，

-基于经检测的第一磁场分量和经检测的第二磁场分量，确定组合的旋转角度。

第四实施例涉及一种用于由磁性角度传感器设备确定组合的旋转角度的方法，

-其中磁性角度传感器设备包括

-第一组磁性角度传感器和第二组磁性角度传感器，

-其中第一组磁性角度传感器和第二组磁性角度传感器被彼此分隔布置，

-其中第一组磁性角度传感器包括至少一个第一类型角度传感器和至少一个第二类型角度传感器，

-其中第二组磁性角度传感器包括至少一个第一类型角度传感器和至少一个第二类型角度传感器，

-其中该方法包括

-由第一组磁性角度传感器的至少一个第一类型角度传感器基于第一位置处的磁场bx确定第一信号，

-由第二组磁性角度传感器的至少一个第一类型角度传感器基于第二位置处的磁场bx确定第二信号，

-由第一组磁性角度传感器的至少一个第二类型角度传感器基于第三位置处的磁场by确定第三信号，

-由第二组磁性角度传感器的至少一个第二类型角度传感器基于第四位置处的磁场by确定第四信号，

-确定第一信号与第二信号之间的第一差值，

-确定第三信号与第四信号之间的第二差值，

-基于第一差值和第二差值，确定轴的组合的旋转角度。

第五实施例涉及一种可直接加载到数字处理设备的存储器中的计算机程序产品，其包括用于执行如本文描述的方法的步骤的软件代码部分。

第六实施例涉及计算机可读介质，其具有适于使计算机系统执行如本文描述的方法的计算机可执行指令。

附图说明

参考附图示出并阐述实施例。附图用于阐述基本原理，所以只阐述了用于理解基本原理所需的方面。附图不按比例绘制。在附图中，相同的附图标记表示相同的特征。

图1示出了包括被布置用于围绕旋转轴线旋转的轴的示例性解决方案，其中永磁铁布置在(固定到)该轴上并在磁性角度传感器设备上方旋转；

图2示出了基于图1的具有不同角度传感器设备的备选实施例；

图3示出了基于图2的另一实施例，其现在包括两个分离的角度传感器设备。

具体实施方式

本文描述的示例具体涉及磁性角度传感器，其中永磁铁附接到可旋转轴，并且磁场传感器被置于旋转轴线上并且与该磁铁邻近。磁性角度传感器检测沿直径方向指向的可旋转磁场，以及据此推断轴的旋转位置。

可以使用各种传感器，例如各向异性磁电阻器(amr)、巨磁电阻器(gmr)、隧道磁电阻器(tmr)、霍尔效应器件(例如霍尔板、垂直霍尔效应器件)或mag-fet(磁敏场效应晶体管，例如，分裂漏极mag-fet)。

在[1997年6月16日至19日、ieee在芝加哥举办的1997年国际“固态传感器和致动器”会议，m.metz等人提出的：“在单个芯片上使用四个霍尔器件的无接触角度测量”(m.metz,etal.:contactlessanglemeasurementusingfourhalldevicesonsinglechip,1997internationalconferenceonsolid-statesensorsandactuators,chicago,june16-19,1997,ieee)]描述了在单个芯片上使用四个霍尔器件的示例性无接触角度测量设备。

z分量被称为与轴的旋转轴线平行(或沿轴本身)的分量，x-y平面垂直于轴的旋转轴线。x-y-z分量跨越笛卡尔坐标系。

本文参考的示例具体涉及检测磁场x分量的磁场传感器。因此，磁场传感器可以包括霍尔板(也称为hhall)和/或具有对需要确定的磁场敏感的y-z平面的mag-fet。

在直径方向(即在y方向)中(基本上)均匀磁化的永磁铁的的磁场的z分量继而在磁场传感器的管芯的主表面(其对应于x-y平面)上确定，其基本上类似于倾斜平面。然而，z分量的表面不是一个精确的平面；它只在距离旋转轴线小距离内是一个平面。在与旋转轴线相距更远的距离(例如1mm至3mm)处，它稍微偏离平面，并且该表面表现出一些曲率，这导致实际角度传感系统中的角度误差。

在沿着z分量的磁场bz是近似平面的情况下，适用：

ba(x，y)＝c·y+o(x^a，y^a)

其中o(x³，y³)是指在x-y距离中具有3阶主项的小曲率部分。c表示：指示磁铁材料的强度并且还包含磁铁的几何细节的比例常数。

永磁铁以角度在轴上旋转。这导致

以及

x＝r·cosψ，y＝r·sinψ

以下适用：

这对应于纯正弦波，以及如果磁场bz偏离平面，则会导致产生角度误差的高次谐波。

已知的解决方案通过引入更多数量的角度传感器(即，至少八个传感元件)来应对这些高次谐波，其中所有传感元件需要被提供信号线并利用信号线分接，这些信号线根据旋转电流机制周期性地被交换、以消除进一步需要大量mos开关的偏移误差。这样导致使用芯片上较大空间的电路，而这进一步产生寄生电容、电感和电阻，并且需要大量的电力。

然而，本文给出的示例提供了使用较少数量角度传感器的更高效解决方案，并且其允许减少或消除磁性干扰场。

bz平面的定向由梯度dbz/dx和dbz/dy给出，即这些梯度之间的arctan(反正切)提供了bz平面的角度，即

将会有利地知道在旋转轴线上位置处的这些梯度。然而，归因于角度传感器的放置，在传感器和旋转轴线之间存在有限的距离(x和y方向的偏差，由和表示)，这得到：

以及

因此，霍尔板可以放置在围绕旋转轴线的、范围为例如0.5mm至2.5mm的、小的读取半径r上。这允许通过有限差分逼近梯度dbz/dx和dbz/dy。

作为备选，麦克斯韦定律

这意味着不存在磁单极子，并且通过闭合面的总磁通量为零。因此，

以及

因此，可以使用旋转轴线上的两个梯度。这对于布局而言更为方便，因为需要较少的传感器元件来填充读取圆周(readingcircle)，即，围绕旋转轴线。只有两个bx角度传感器和两个by角度传感器就足够了，两者都在旋转轴上被间隔开。磁铁的旋转角度继而可以根据下述来确定：

图1示出了包括布置成围绕旋转轴线102旋转的轴101的示例性解决方案，其中永磁铁103被布置在(固定到)轴101上。箭头104指示在永磁铁103的y方向中的直径磁化。

角度传感器设备105被放置在永磁铁103的下方(例如，在1mm到2mm范围的距离处)，但是其位置永磁铁103附近。角度传感器设备105至少部分地位于旋转轴线102上。根据示例性实施例，旋转轴线102位于包括传感器元件的芯片表面中。

旋转轴线102对应于z轴，y轴是水平轴，以及x轴显露在投影平面中。x轴、y轴和z轴定义笛卡尔坐标系。在此示例中，x方向指向绘图平面。

角度传感器设备105包括霍尔板106、垂直霍尔器件107、霍尔板108和垂直霍尔器件109。霍尔板106的中心和垂直霍尔器件107的中心位于距永磁铁103z1处，并且霍尔板108的中心和垂直霍尔器件109的中心位于距永磁铁103z2处。距离z1和z2之间的差值被表示为dz。

注意，可以使用与永磁铁不同的磁铁：被附接到轴101的磁铁103可以是环形磁铁、块状磁铁、圆锥形磁铁、锥形磁铁、球形磁铁、椭圆形磁铁等。此外，上述的组合可以适用。磁铁的磁化可以是均匀的或不均匀的。例如，磁铁的一半可以在正z方向上磁化，磁铁的另一半可以在负z方向上被磁化。此外还可以选择叠加均匀的直径磁化。

替代永磁铁，可以使用包括有电流流经的导体和/或线圈、和/或可以充当磁通导引(magneticfluxguide)的含铁部件的更复杂的布置。

霍尔板提供与正交影响霍尔板或包括霍尔板的芯片的磁场分量成比例的信号。垂直霍尔器件提供与平行于该芯片的磁场分量成比例的信号。霍尔板和垂直霍尔器件例如在[popovic，radivojes.发表的，2003年由crc出版的霍尔效应器件，例如第5.3和5.4章(popovic，radivojes:halleffectdevices,crcpress,2003,e.g.,chapters5.3and5.4)]中进行了描述。

霍尔板106、垂直霍尔器件107、霍尔板108和垂直霍尔器件109可以各自被称为具有至少一个传感器管芯的角度传感器。具体地，可以使用至少一个霍尔板和至少一个垂直霍尔器件的组来确定磁铁103的角度。在图1的示例中，第一组磁性角度传感器包括霍尔板106和垂直霍尔器件107，以及第二组磁性角度传感器包括霍尔板108和垂直霍尔器件109。

霍尔板106和霍尔板108各自检测x方向中的磁场bx，其中其各自的传感器管芯被布置在y-z平面中。

垂直霍尔器件107和垂直霍尔器件109各自检测在y方向的磁场by。

注意，被布置在yz平面中的传感器管芯用于检测在x方向(经由霍尔板)的磁场bx和在y方向(经由垂直霍尔器件)的磁场by。

因此，霍尔板106、108中的每一个被称为bx传感器，并且霍尔器件107、109中的每一个称为by传感器。

注意，每个bx传感器和/或每个by传感器可以包括至少一个传感器元件。

注意，bx传感器可以包括霍尔板或mag-fet，并且by传感器可以包括磁电阻器，例如amr、gmr、tmr或垂直霍尔器件(也称为vhall或垂直霍尔效应器件)。

优选地，bx传感器和by传感器可以被直接放置在旋转轴线102上。

在图1所示的示例中，霍尔板106(bx传感器)被放置在与永磁铁103相距z1、稍微偏离旋转轴线102的位置处，并且霍尔板108(bx传感器)也被放置与永磁铁103相距z2、稍微偏离旋转轴线102的位置处，其中z2＝z1+dz。

注意，在图1中，霍尔板106、108和垂直霍尔器件107、109被图示为与角度传感器设备105的尺寸相比显得尺寸相当大；在实际用例中，角度传感器可以明显更小。角度传感器设备105可以是芯片。具体地，可以选择将霍尔板106、108和垂直霍尔器件107、109尽可能地靠近旋转轴线102来放置。

图1中未示出的电路(例如，处理单元)接收来自霍尔板106和108的信号，并且计算两个bx传感器位置上bx磁场的差值，该电路对应于梯度计。

因此，垂直霍尔器件107(by传感器)被放置在与永磁铁103相距z1、稍微偏离旋转轴线102的位置处，并且垂直霍尔器件109(by传感器)被放置与永磁铁103相距z2、稍微偏离旋转轴线102的位置处。

该电路接收来自垂直霍尔器件107和109的信号，并计算两个by传感器位置上by磁场的差值。

在图1所示的示例中，霍尔板106和垂直霍尔器件107被放置在相同的z位置处。霍尔板108和垂直霍尔器件109也是如此。作为选择，霍尔板106和垂直霍尔器件107可以位于(稍微)不同的z位置处，和/或霍尔板108和垂直霍尔器件109可以位于(稍微)不同的z位置处。此外，霍尔板106、108之间的距离和垂直霍尔器件107、109之间的距离可以彼此不同(这将导致两个距离dzx和dzy)。利用这种布置，可以将所有霍尔板(h)和所有垂直霍尔器件(v)按照h-v-h-v、h-v-v-h、v-h-h-v或v-h-v-h顺序正确地放置在旋转轴线上。

在bx传感器和by传感器不能位于相同位置的情况下，可以选择将它们布置成使得二者具有公共的质心，即它们可以布置在芯片上的位置使得更接近磁铁的(即，位于z位置z1处)所有bx传感器的重心与位于z位置z1处的所有by传感器的重心重合。此外，布置传感器使得它们的重心位于旋转轴线上是可能的。

注意，重心可以反映传感器元件的所有部分的质量密度是均匀且恒定的，从而重心与几何重心相同。

图2示出了基于图1的备选实施例，其中角度传感器设备105由角度传感器设备201替代。

bx传感器202被放置在旋转轴线102上，并且by传感器203被放置在bx传感器202的左手侧，同时by传感器204被放置在bx传感器202的右手侧。电路(图2中未示出)获取来自传感器202至204的信号，并且确定两个by传感器203、204的by磁场的加权平均。

相应地，bx传感器205被放置在旋转轴线102上，并且by传感器206放置在bx传感器205的左手侧，同时by传感器207放置在bx传感器205的右手侧。该电路获取来自传感器205至207的信号，并且确定by传感器206、207二者的平均by磁场。最后，该系统计算by传感器203、204的平均值与by传感器206、207的平均值之间的第一差值，并且计算bx传感器202和205的第二差值，以及可以使用第一差值和第二差值作为cordic算法的输入来计算磁铁103组合的旋转角度。cordic算法的细节可以在例如https://en.wikipedia.org/wiki/cordic找到。

传感器202至204位于与永磁铁103相距距离z1处，以及传感器205至207位于与永磁铁103相距距离z2处，其中z2＝z1+dz。

有利地，旋转轴线位于分别包含具有传感器202至204或传感器205至207的芯片表面的平面中。旋转轴线不必位于各个传感器的中间。

图3示出了基于图2的另一实施例，其现在包括两个单独的角度传感器设备301和302。角度传感器设备301包括传感器202至204，以及角度传感器设备302包括传感器205至207。传感器202至207关于图2进行了描述。

注意，每个角度传感器设备可以包括至少一个芯片(管芯)，其中该至少一个芯片可以被嵌入外壳中，该外壳提供要被连接到电路的电触点，该电路用于处理角度传感器设备的信号。在此方面，每个角度传感器设备可以包括若干角度传感器，这些角度传感器可以包括至少一个角度传感器元件。

图1至图3所示的传感器具有平行于z轴布置的管芯。bx传感器和by传感器被布置在y-z平面中。因此，传感器管芯可以被安装和/或组装在如英飞凌科技公司(infineontechnologiesag)的pg-sso-3或pg-sso-4封装的带引线封装中。

本文提供的角度传感器设备的优点还在于：它对于干扰更加鲁棒，因为它可以被放置使得其不对杂散场(尤其是轴向磁场分量)做出响应。

本文建议的示例可以具体基于以下解决方案中的至少一个。具体地，可以利用以下特征的组合来达到期望的结果。该方法的特征可以与设备、装置或系统的任何特征进行组合，反之亦然。

提供一种磁性角度传感器设备，包括：

-第一组磁性角度传感器和第二组磁性角度传感器，

-其中第一组磁性角度传感器和第二组磁性角度传感器位于沿直线的不同位置上，

-其中第一组磁性角度传感器包括至少一个第一类型角度传感器和至少一个第二类型角度传感器，

-其中第二组磁性角度传感器包括至少一个第一类型角度传感器和至少一个第二类型角度传感器，

-其中第一类型角度传感器是敏感的，以检测第一方向上的第一磁场分量，并且第二类型角度传感器是敏感的，以检测第二方向上的第二磁场分量，

-其中组合的旋转角度基于经检测的第一磁场分量和经检测的第二磁场分量被确定。

每个磁性角度传感器可以是磁场角度传感器。

特别地，注意，每个第一类型或第二类型的“角度传感器”可以是磁性角度传感器。

磁场是每个点处的矢量。该矢量可以分解成与旋转轴线平行的矢量和与旋转轴线正交的矢量。后者是直径磁场。

磁性角度传感器的第一群组和磁性角度传感器的第二群组可以沿直线被间隔开至少0.5mm。

第一方向和第二方向可以各自与直线正交。第一组和第二组的磁性角度传感器可以位于基板上，其中第一方向或第二方向之一可以(基本上)平行于基板，并且另一方向可以(基本上)与基板正交。

根据实施例，直线平行于或位于旋转轴线上，其中轴围绕旋转轴线可旋转，并且其中磁场源被连接到该轴，其中磁场源提供第一磁场分量和第二磁场分量的至少一部分。

磁场源特别地被刚性附接到该轴。

根据实施例，磁场源包括至少一个永磁铁。

在实施例中，第一组磁性角度传感器和第二组磁性角度传感器位于距磁场源不同的z位置处，其中每个z位置被定义为从磁性角度传感器的位置垂直投影到旋转轴线上的垂直位置。

根据实施例，直线平行于旋转轴线或者位于旋转轴线上，或者直线和旋转轴线之间的角度在-10°至+10°之间。

根据实施例，第一方向基本上正交于第二方向。

根据实施例，第一方向和第二方向跨越基本上正交于直线的平面。

根据实施例，第一类型角度传感器包括以下项中的至少一项：

-霍尔板，

-mag-fet。

根据实施例，第二类型磁性角度传感器包括以下项中的至少一项：

-各向异性磁电阻(amr)，

-巨磁电阻(gmr)，

-隧道磁电阻(tmr)，

-垂直霍尔效应器件。

在根据实施例，第一类型磁性角度传感器和第二类型磁性角度传感器包括以下中的至少一个：

-各向异性磁电阻(amr)，

-巨磁电阻(gmr)，

-隧道磁电阻(tmr)，

-垂直霍尔效应器件，

-霍尔板，

-mag-fet。

根据实施例，组合的旋转角度基于下述确定：第一组角度传感器中的第一类型角度传感器与第二组角度传感器中的第一类型角度传感器之间的第一差值，以及第一组角度传感器中的第二类型角度传感器与第二组角度传感器中的第二类型角度传感器之间的第二差值。

根据实施例，第一组磁性角度传感器被布置在第一芯片上，并且第二组磁性角度传感器被布置在第二芯片上。

根据实施例，第一组磁性角度传感器和第二组磁性角度传感器被布置在单个芯片上。

根据实施例，该设备包括

-具有主表面的半导体基板，

-其中第一类型角度传感器布置为使得第一方向垂直于主表面，

-其中第二类型角度传感器布置为使得第二方向平行于主表面。

根据实施例，第一组磁性角度传感器中的至少一个第一类型角度传感器和第二组磁性角度传感器中的至少一个第一类型角度传感器被布置在基板上，使得第一组磁性角度传感器中的至少一个第一类型角度传感器和第二组磁性角度传感器中的至少一个第一类型角度传感器的重心位于与主表面平行的线上，其中第一组磁性角度传感器中的至少一个第一类型角度传感器和第二组磁性角度传感器中的至少一个第一类型角度传感器的重心不重合。

根据实施例，第一组磁性角度传感器中的至少一个第一类型角度传感器和第二组磁性角度传感器中的至少一个第一类型角度传感器的重心位于直线上，并且被间隔开至少0.5mm。

根据实施例，第一组磁性角度传感器中的至少一个第二类型角度传感器和第二组磁性角度传感器中的至少一个第二类型角度传感器被布置在基板上，使得第一组磁性角度传感器中的至少一个第二类型角度传感器和第二组磁性角度传感器中的至少一个第二类型角度传感器的重心位于一条线上，其中第一组磁性角度传感器中的至少一个第二类型角度传感器和第二组磁性角度传感器中的至少一个第二类型角度传感器的重心不重合。

根据实施例，第一组磁性角度传感器中的至少一个第二类型角度传感器和第二组磁性角度传感器中的至少一个第二类型角度传感器的重心位于直线上，并且被间隔开至少0.5mm。

根据实施例，半导体基板布置为使得半导体基板的主表面平行于直线。

因此，磁场源的磁场可以由半导体基板上的至少一个磁场传感器进行检测。

根据实施例，半导体基板被安装在带引线封装中。

在实施例中，该装置还包括组合电路，组合电路通过以下步骤确定组合的旋转角度：

-确定第一组磁性角度传感器中的至少一个第一类型角度传感器与第二组磁性角度传感器中的至少一个第一类型角度传感器的第一磁场分量之间的第一差值，

-确定第一组磁性角度传感器中的至少一个第二类型角度传感器与第二组磁性角度传感器中的至少一个第二类型角度传感器之间的第二差值，

-基于第一差值和第二差值，确定组合的旋转角度。

组合的旋转角度具体地由函数arctan2(第一差值，第二差值)或arctan2(第二差值，第一差值)来确定。

注意，arctan函数在360度之间存在非单值性(ambiguity)。arctan函数仅在-90°至+90°之间变化。在所使用的示例中，优选-180°至+180°的范围。这可以经由函数arctan2(x，y)来实现，该函数与在x≥0情况下的arctan(y/x)相同。但是，如果x<0，则下述适用：

其以radians(rad)指示。

而且，提供一种磁传感器设备，包括：

-第一组磁性角度传感器和第二组磁性角度传感器，

-其中第一组磁性角度传感器和第二组磁性角度传感器被彼此分隔布置，

-其中第一组磁性角度传感器包括至少一个第一类型角度传感器和至少一个第二类型角度传感器，

-其中第二组磁性角度传感器包括至少一个第一类型角度传感器和至少一个第二类型角度传感器，

-其中第一组磁性角度传感器中的至少一个第一类型角度传感器基于第一位置处的磁场bx确定第一信号，

-其中第二组磁性角度传感器中的至少一个第一类型角度传感器基于第二位置处的磁场bx确定第二信号，

-其中第一组磁性角度传感器中的至少一个第二类型角度传感器基于第三位置处的磁场by确定第三信号，

-其中第二组磁性角度传感器中的至少一个第二类型角度传感器基于第四位置处的磁场by确定第四信号。

注意，磁场bx垂直于磁场by。磁性传感器设备可以具体地包括磁性角度传感器，它们布置在(基本上)平行于y-z平面的平面内，其中x、y和z分量定义笛卡尔坐标系。

进一步注意，磁场bx可以被认为是磁场的任何第一分量，并且磁场by可以被认为是与第一分量正交的磁场的第二分量。

在实施例中，第一信号、第二信号、第三信号和第四信号被提供用于进一步处理。

在实施例中，该设备包括用于下述操作的处理单元

-确定第一信号与第二信号之间的第一差值，

-确定第三信号与第四信号之间的第二差值，

-基于第一差值和第二差值，确定轴的组合的旋转角度。

该轴围绕旋转轴线可旋转地布置。此外，磁场源被连接(例如，固定)到轴，其中磁场源至少在某些旋转位置处提供磁场bx的至少一部分和磁场by的至少一部分。

所呈现的解决方案尤其针对磁性干扰场是鲁棒的，因为差值允许减少或消除基于磁性杂散场的影响。

在实施例中，旋转角度基于c0+c1·arctan(rt)，被确定

其中：

c0是实数，

c1是实数，

rt是第一差值和第二差值的比率。

在实施例中，

-其中第一位置和第二位置在z方向上被间隔开至少0.5mm，

-其中第三位置和第四位置在z方向上被间隔开至少0.5mm。

在实施例中，x方向、y方向和z方向定义笛卡尔坐标系。

此外，提供了一种用于由磁性角度传感器设备确定组合的旋转角度的方法，

-其中磁性角度传感器设备包括：

-第一组磁性角度传感器和第二组磁性角度传感器，

-其中第一组磁性角度传感器和第二组磁性角度传感器位于沿直线的不同位置上，

-其中第一组磁性角度传感器包括至少一个第一类型角度传感器和至少一个第二类型角度传感器，

-其中第二组磁性角度传感器包括至少一个第一类型角度传感器和至少一个第二类型角度传感器，

-其中方法包括：

-由第一类型角度传感器检测第一方向上的第一磁场分量，

-由第二类型角度传感器检测第二方向上的第二磁场分量，

-基于经检测的第一磁场分量和经检测的第二磁场分量，确定组合的旋转角度。

而且，提供了一种由磁性角度传感器设备确定组合的旋转角度的方法，

-其中磁性角度传感器设备包括：

-第一组磁性角度传感器和第二组磁性角度传感器，

-其中第一组磁性角度传感器和第二组磁性角度传感器被彼此分隔布置，

-其中第一组磁性角度传感器包括至少一个第一类型角度传感器和至少一个第二类型角度传感器，

-其中第二组磁性角度传感器包括至少一个第一类型角度传感器和至少一个第二类型角度传感器，

-其中方法包括

-由第一组磁性角度传感器中的至少一个第一类型角度传感器基于第一位置处的磁场bx确定第一信号，

-由第二组磁性角度传感器中的至少一个第一类型角度传感器基于第二位置处的磁场bx确定第二信号，

-由第一组磁性角度传感器中的至少一个第二类型角度传感器基于第三位置处的磁场by确定第三信号，

-由第二组磁性角度传感器中的至少一个第二类型角度传感器基于第四位置处的磁场by确定第四信号，

-确定第一信号与第二信号之间的第一差值，

-确定第三信号与第四信号之间的第二差值，

-基于第一差值和第二差值，确定轴的组合的旋转角度。

而且，建议可直接加载到数字处理设备的存储器中的计算机程序产品，其包括用于执行本文所述的方法的步骤的软件代码部分。

此外，建议具有适于使计算机系统执行本文所述的方法的步骤的计算机可执行指令的计算机可读介质。

在一个或多个示例中，本文描述的功能可以至少部分地在诸如专用硬件部件或处理器的硬件中实施。更普遍地，这些技术可以在硬件、处理器、软件、固件或其任何组合中实施。如果在软件中实施，则这些功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过其传送，并由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可以包括计算机可读存储介质，其对应于诸如数据存储介质的有形介质或包括有助于将计算机程序从一个地方传送(例如根据通信协议)到另一个地方的任何介质的通信介质。以这种方式，计算机可读介质通常可以对应于(1)非瞬态的有形计算机可读存储介质或(2)诸如信号或载波的通信介质。数据存储介质可以是可由一个或多个计算机或一个或多个处理器访问、以取回用于实现本公开中描述的技术的指令、代码和/或数据结构的任何可用介质。计算机程序产品可以包括计算机可读介质。

作为示例而非限制，这样的计算机可读存储介质可以包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其他光盘存储器、磁盘存储器或其他磁性存储设备、闪存或任何可以用于以指令或数据结构的形式存储期望的程序代码并且可由计算机访问的其他介质。而且，任何连接被适当地称为计算机可读介质，即，计算机可读传输介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(dsl)或无线技术(诸如，红外线、无线电和微波)从网站、服务器或其他远程源发送指令，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、dsl或无线技术(诸如，红外线、无线电和微波)都包含在介质的定义中。然而，应当理解，计算机可读存储介质和数据存储介质不包括连接、载波、信号或其他瞬态介质，而是备选地指向非瞬态有形存储介质。如本文所使用的，磁盘和盘包括紧凑盘(cd)、激光盘、光盘、数字通用盘(dvd)、软盘和蓝光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而盘通过激光在光学上再现数据。以上的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。

指令可以由一个或多个处理器执行，诸如一个或多个中央处理单元(cpu)、数字信号处理器(dsp)、通用微处理器、专用集成电路(asic)、现场可编程逻辑阵列(fpga)或其他等效的集成或离散逻辑电路。因此，本文所使用的术语“处理器”可以指适于实现本文所描述技术的任何前述结构或任何其他结构。此外，在一些方面，本文所描述的功能性可以提供在配置用于编码和解码的专用硬件和/或软件模块内或并入组合编解码器内。而且，这些技术可以在一个或多个电路或逻辑元件中完整实现。

本公开的技术可以在各种设备或装置中实施，包括无线手机、集成电路(ic)或ic集(例如，芯片集)。在本公开中描述了各种部件、模块或单元，以强调配置用于执行所公开技术的设备的功能方面，但不一定必须由不同硬件单元实施。相反，如上所述，各种单元可以组合在单个硬件单元中，或者由包括如上所述的一个或多个处理器的互操作硬件单元的集合、结合适当的软件和/或固件提供。

尽管已经公开了本发明的各种示例性实施例，但是对于本领域技术人员显而易见的是，可以进行各种改变和修改，其将在不脱离本发明的精神和范围的情况下实现本发明的一些优点。对于本领域技术人员显而易见的是，可以适当地备选执行相同功能的其他部件。应该指出，即使在没有明确提及的情况下，参考特定附图说明的特征也可以与其他附图的特征相结合。此外，本发明的方法可以使用适当的处理器指令，在所有软件实施方式中实现，或在利用实现相同结果的硬件逻辑和软件逻辑的组合的混合实施方式中实现。对本发明构思的这种修改旨在由所附权利要求涵盖。