18内。圆柱形封装218是由软磁性材料或者半软磁性材料形成的。
[0037]更具体地参考图7，第二导体214的末端(描述为214a和214b)，延伸到圆柱形封装218的外面。阻抗匹配器件30和信号发生器20电连接到第二导体214的一个末端(例如，末端214a)，同时阻抗匹配器件32以及信号接收器27电连接到第二导体214的另一个末端(例如,末端214b)。
[0038]图8-9是示出位置传感器10的附加实施例的框图。如所描述的，位置传感器10可以包括下表面和上表面被导电层17覆盖的衬底16，其可以操作以将波导与环境隔离。位置传感器的面对磁体的一侧被称作活跃侧。位置传感器10还包括沉积在位置传感器10的活跃侧的磁性材料18的第一层。线圈215螺旋地包络磁性材料18的第一层，层17以及衬底16。在某些示例中，线圈215应该与层17隔离，例如，线会包括电绝缘涂层。磁性材料18A的第二层在位置传感器10的活跃侧覆盖线圈215。位置传感器10还包括第二导电层17A，例如，覆盖全部结构的薄铜片或者条带或者箔。在某些示例中，磁体22和位置传感器10的活跃侧之间的距离应足以使波导局部饱和(例如，使得磁性材料18或者18A饱和)并且可以是大约6mm (取决于磁体的强度)。
[0039]图10是示出位置传感器10的附加实施例的框图。如所描述的，位置传感器10可以包括衬底16,其中磁性材料18被定位于靠近衬底16,且导电层17沉积在衬底16和磁性材料18之间。可以是锯齿形的，螺旋形的，或者其它形状构造的另一个导电层215被蚀刻或者以其他方式被沉积在衬底16上。导电层215便于将位置传感器10与感测系统100电连接。在图10中所述的该位置传感器10可以便于实现有效长度类似于针对图6-7所述的有效长度的波导。
[0040]尽管本发明参考某些实施例公开，对于所述的实施例的许多修改，改变以及变化在不脱离本发明的领域和范围的情况下是可能的，如在所附权利要求中所界定的。因此，本发明旨在不被限制于所述实施例，而是限制于由以下权利要求，以及其等同物，的语言所界定的完整范围。
【主权项】
1.一种位置感测系统，包括: 延伸的行程位置传感器，包括: 波导，其具有给定的特征阻抗；以及 磁性材料，其被定位于紧密邻近所述波导，所述磁性材料包括软磁性材料或者半软磁性材料； 信号发生器，其通信地耦合到所述波导和信号接收器，所述信号发生器被配置以生成第一信号并且将所述第一信号传递到所述波导以及所述信号接收器。 一个或者多个阻抗匹配器件，其电耦合到所述波导并且所述一个或者多个阻抗匹配器件被配置使得所述波导与所述信号发生器和所述信号接收器阻抗匹配； 磁体，其相对于所述延伸的行程位置传感器是可移动的，所述磁体被配置以生成足够使所述磁性材料局部饱和的磁场，其中所述磁性材料配置以引起所述波导中的阻抗不连续以使得所述第一信号在所述阻抗不连续点处被反射并且被传递到所述信号接收器；以及 位置传感器电路，其通信地耦合到所述信号接收器，所述位置传感器电路被配置以部分地基于由所述信号接收器接收的所述第一信号以及所反射的信号来确定磁体相对于所述延伸的行程位置传感器的位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述磁体包括永磁体或者电磁体。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述波导是微带线波导，带状线波导或者矩形波导中的一个。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述磁性材料包围所述波导。
5.根据权利要求1所述的系统，所述延伸的行程位置传感器还包括沉积在所述波导上的第一导电层，所述第一导电层电耦合至所述信号发生器和所述信号接收器。
6.根据权利要求5所述的系统，所述延伸的行程位置传感器还包括沉积在所述波导和所述磁性材料之间的第二导电层，所述第二导电层被配置以为所述波导屏蔽电干扰。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述第二导电层是接地的。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述波导包括导电芯，其中导电线缠绕所述导电芯，并且所述磁性材料包括被配置以在其中容纳所述导电芯的圆柱形封装。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述导电线的第一端部电耦合到所述信号发生器并且所述导电线的第二端部电耦合至所述信号接收器。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述信号发生器被配置以重复地生成一系列的脉冲。
11.一种延伸的行程位置传感器，包括: 波导，其具有给定的特征阻抗，所述波导被配置以接收第一信号；以及 磁性材料，其被定位于紧密邻近所述波导，所述磁性材料包括软磁性材料或者半软磁性材料，其中所述磁性材料被配置以当所述磁性材料被局部磁场所饱和时引起波导中的阻抗不连续，所述阻抗不连续被配置使得所述第一信号在所述阻抗不连续点处被反射。
12.根据权利要求11所述的传感器，其中所述波导是微带线波导，带状线波导或者矩形波导中的一个。
13.根据权利要求11所述的传感器，其中所述磁性材料包围所述波导。
14.根据权利要求11所述的传感器，还包括沉积在所述波导上的第一导电层，所述第一导电层电耦合到所述信号发生器以及所述信号接收器。
15.根据权利要求14所述的传感器，还包括沉积在所述波导和所述磁性材料之间的第二导电层，所述第二导电层被配置以为所述波导屏蔽电干扰。
16.根据权利要求15所述的传感器，其中所述第二导电层是接地的。
17.根据权利要求11所述的传感器，其中所述波导包括导电芯，其中导电线缠绕所述导电芯，并且所述磁性材料包括被配置以在其中容纳所述导电芯的圆柱形封装。
18.一种确定可移动物体的位置的方法，包括: 由信号发生器生成第一信号； 将所述第一信号传递到延伸的行程位置传感器的波导，所述延伸的行程位置传感器包括波导以及被定位于紧密邻近所述波导的磁性材料，所述磁性材料包括软磁性材料或者半软磁性材料； 将磁体移动到紧密邻近所述延伸的行程位置传感器，所述磁体被配置以生成足够使得所述磁性材料局部饱和的磁场，其中所述磁性材料配置以引起波导中的阻抗不连续以使得所述第一信号在所述阻抗不连续点处被反射； 将所反射的信号传递到信号接收器，以及 基于所接收的第一信号以及所接收的反射信号来确定所述可移动物体的位置。
19.根据权利要求18所述的方法，其中确定所述可移动物体的位置包括: 测量所述第一信号的生成以及所述反射信号的接收之间的时间延迟；以及 将所述时间延迟与所述可移动物体的位置相关联。
20.根据权利要求18所述的方法，其中确定所述可移动物体的位置包括: 测量所述第一信号和所述反射信号之间的相位差；以及 将所述相位差与所述可移动物体的位置相关联。
【专利摘要】描述了一种位置感测系统，其包括被定位于靠近一定数量的软磁性材料或者半软磁性材料的波导。磁体，相对于波导和磁性材料是可移动的，该磁体被定位于邻近磁性材料处并且被配置以生成足够使得磁性材料局部饱和的局部磁场。该饱和的磁性材料操作以改变在饱和点处的波导的特征阻抗，特征阻抗的改变引起信号在阻抗不连续点处被反射。描述了用于将第一信号传递到波导的信号发生器，和用于接收第一信号和/或反射信号的信号接收器，以及用于基于第一信号和反射信号确定波导相对于磁体的位置感测处理器或者电路。
【IPC分类】G01D5-243, G05D3-12, G01B7-00
【公开号】CN104583729
【申请号】CN201380042776
【发明人】B·约翰森
【申请人】保险丝公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年8月13日
【公告号】EP2698612A2, EP2698612A3, US20150211888, WO2014028469A1