磁傳感器系統的製作方法

2023-07-08 19:40:26 2

本公開總體涉及磁傳感器系統的領域，更具體地，涉及使用磁傳感器的線性測量系統。

背景技術：

在許多傳統測量系統中，使用了磁傳感器(諸如霍爾傳感器)。例如，對於用於座椅扣的傳統拉力傳感器，可以使用霍爾傳感器和兩個磁體來產生指示拉力的變化水平的輸出信號。典型地，在這樣的系統中，霍爾傳感器位於兩個磁體的中心。隨著拉力的施加，霍爾傳感器沿著兩個磁體之間的中心線線性地行進，並且產生輸出信號。

許多傳統磁傳感器系統(包括許多傳統拉力傳感器)的線性受到傳感器和磁體的布置的限制。具體地，傳感器的線性經常被限制在距兩個磁體的中點非常近的位置。在這樣的傳統系統中的這一有限的線性範圍限制了由磁傳感器進行的測量的可靠性和準確性，由此限制了這樣的傳統系統的有用性。

為了提高傳統磁傳感器系統的線性範圍，可以使用較大的磁體。然而，使用較大的磁體可能引入顯著的尺寸負擔，而尺寸負擔在這樣的系統的設計和使用期間必須被考慮。在許多實例中，採用較大的磁體使傳統磁傳感器系統不能配合在這樣的系統被典型用於的緊湊的空間或者受約束的空間中。

技術實現要素：

提供這一發明內容來以簡化的形式介紹一系列概念，這些概念以下在具體實施方式中被進一步描述。這一發明內容不意圖識別所要求保護的主題的關鍵特徵或必要特徵，也不意圖作為確定所要求保護的主題的範圍的幫助。

於是，需要可以提供擴大的線性範圍而不需要較大的磁體的磁傳感器系統。

各種實施例總體涉及具有擴大的線性範圍的改善的磁傳感器系統。各種實施例提供可以被應用於任何測量系統(包括線性位移或線性距離測量系統)的具有擴大的線性範圍的改善的磁傳感器系統。各種實施例提供包括一個或多個傳感器以及兩個或更多個磁體的磁傳感器系統。各種實施例提供包括從位於兩個具有相反極性的磁體之間的中心線偏置的傳感器的磁傳感器系統。各種實施例提供包括第一傳感器和第二傳感器的磁傳感器系統，其中第一傳感器從位於兩個具有相反極性的磁體之間的中心線偏置，第二傳感器在與第一傳感器相反的方向上從中心線偏置。

附圖說明

通過示例的方式，現在將參考附圖描述所公開的裝置的具體實施例，其中：

圖1例示了傳統磁傳感器系統。

圖2例示了第一示例性磁傳感器系統。

圖3例示了由在圖2中描繪的第一示例性磁傳感器系統提供的擴大的線性範圍。

圖4例示了第二示例性磁傳感器系統。

圖5例示了在圖2中描繪的第一示例性磁傳感器系統和在圖4中描繪的第二示例性磁傳感器系統的可能的變化。

圖6例示了第三示例性磁測量系統。

圖7例示了由在圖6中描繪的第三示例性磁傳感器系統提供的擴大的線性範圍。

圖8例示了第四示例性磁傳感器系統。

圖9例示了本公開的磁傳感器系統的示例性結果。

圖10例示了用於本公開的磁傳感器系統的多個磁體的示例性布置。

具體實施方式

現在，以下將參考示出優選的實施例的附圖，更充分地描述本公開。然而，可以以許多不同的形式實施本公開，並且不應該認為本公開限於本文闡述的實施例。相反地，提供這些實施例以使得本公開將是全面並且完整的，並且將把本公開的範圍完全傳遞給本領域技術人員。在所有附圖中，相似的附圖標記指相似的元件。

圖1例示了傳統磁傳感器系統100。傳統磁傳感器系統100包括第一磁體102、第二磁體104和磁傳感器106。第一磁體102和第二磁體104可以以距離108分開。如在圖1中示出的，對於第一磁體102和第二磁體104中的每個的北極(northpole)和南極(southpole)，第一磁體102和第二磁體104可以以相對於彼此相反的方式取向。這樣，第一磁體102和第二磁體104可以被考慮為具有相反的極性。

磁傳感器106可以位於第一磁體102和第二磁體104之間的中間。磁傳感器106可以穿過路徑110。路徑110可以與第一磁體102和第二磁體104平行。路徑110可以等分距離108，以使得傳感器106以相同的距離與第一磁體102和第二磁體104中的每個分開。

磁傳感器106可以檢測由第一磁體102和第二磁體104提供的磁通量密度。由第一磁體102和第二磁體104提供的磁通量密度可以沿著路徑110變化。於是，在傳感器106穿過路徑110時，傳感器106可以檢測磁通量密度的改變。傳感器106可以基於檢測的磁通量密度和/或磁通量密度的改變產生信號。

由傳感器106產生的信號的線性範圍顯著地受到傳統磁傳感器系統100的布置的限制。這樣，在傳統磁傳感器系統100中，僅在傳感器106限於第一磁體102和第二磁體104的中點附近的位置時，傳感器106可以可靠地輸出線性信號。這一有限的線性範圍極大地減少了傳統磁傳感器系統100在所需要的距離上基於測量的磁通量密度可靠地提供信號的能力。為了提高線性範圍，可以增大第一磁體102和第二磁體104的尺寸。然而，在這樣做時，傳感器106的移動可能變得過於受約束並且/或者傳統磁傳感器系統100可能變得太大而不能被用於磁傳感器系統被典型用於的受限的區域。

圖2例示了示例性磁傳感器系統200。示例性磁傳感器系統200包括第一磁體202、第二磁體204和磁傳感器206。磁傳感器206可以是用於檢測或測量磁通量密度的任何類型的傳感器，諸如霍爾傳感器。

如在圖2中示出的，第一磁體202和第二磁體204以間隙距離208分開。第一磁體202和第二磁體204可以具有相同的尺寸和形狀。作為示例，第一磁體202和第二磁體204可以是圓柱形磁體或者可以是矩形磁體。第一磁體202和第二磁體204可以取向為或定位為彼此平行。

為了便於解釋，在圖2中提供了取向軸210。如作為示例並且僅為了說明的目的示出的，取向軸210包括「x」軸和「y」軸，其可以被考慮為分別表示水平方向和豎直方向。如所示出的，第一磁體202和第二磁體204可以相對於「x」軸水平地分開。第一磁體202和第二磁體204還可以相對於「y」軸豎直地分開。

等值線212可以表示由第一磁體202和第二磁體204提供的磁通量密度的分量。作為示例，等值線212可以表示由第一磁體202和第二磁體204提供的磁通量密度的「x」分量的幅值的變化(相對於豎直軸210)。傳感器206可以測量由等值線212表示的磁通量密度的變化。就是說，傳感器206可以測量由等值線212表示的磁通量密度的「x」分量。

作為示例，第一磁體和第二磁體可以是具有相同尺寸的圓柱形磁體，其直徑近似為4.4毫米(mm)並且長度為6mm。進一步地，磁體之間的間隙距離208可以近似為5.0mm。此外，等值線212可以表示在從-0.4特斯拉(t)到0.4t的範圍中的磁通量密度的x分量(使得不示出幅值大於0.4t或小於-0.4t的磁通量密度的x分量的等值線)。在圖2中示出的「+」和「-」符號可以分別表示由第一磁體202和第二磁體204提供的磁通量密度的x分量的正值和負值。

如在圖2中示出的，第一磁體202和第二磁體204可以取向為彼此相反。具體地，第一磁體202可以取向為使其北極向上取向(相對於取向軸210)，並且第二磁體204可以取向為使其北極向下取向(相對於取向軸210)。可以將第一磁體202的取向(如在圖2中示出的)考慮為第一取向或狀態，並且可以將第二磁體204的取向(如在圖2中示出的)考慮為第二取向或狀態。這樣，第一磁體202可以與提供第一極性(或者根據第一極性取向)相關聯，並且第二磁體204可以與提供第二極性(或者根據第二極性取向)相關聯。於是，如在圖2中示出的，第一磁體202和第二磁體204可以取向為具有相對於彼此相反的極性。

圖2進一步示出了中心線或中心路徑214、左線或左路徑216以及右線或右路徑218。僅為說明和解釋的目的，「左」線216和「右」線218被考慮為這樣取向(例如，相對於取向軸210)。中心線214可以與第一磁體202和第二磁體204平行。作為示例，中心線214可以與第一磁體202和第二磁體204的中心豎直軸平行。中心線214可以位於第一磁體202和第二磁體204之間的中心，以使得中心線214和第一磁體202之間的距離與中心線214和第二磁體204之間的距離相等(例如，中心線214可以等分間隙距離208)。

左線216可以從中心線214偏置。具體地，左線216可以以距離220從中心線214偏置。如在圖2中示出的，左線216可以位於相對於中心線214，距第一磁體202較近的位置。

相似地，右線218可以從中心線214偏置。具體地，右線218可以以距離222從中心線214偏置。如在圖2中示出的，右線218可以位於相對於中心線214，距第二磁體204較近的位置。

偏置距離220和222可以是任何距離。例如，偏置距離220和222可以相等，以使得左線216從中心線214偏置的量與右線218和中心線214之間的偏置相等。左線216和右線218可以與中心線214平行，並且因此也與第一磁體202和第二磁體204平行(例如，與第一磁體202的中心豎直軸和第二磁體204的中心豎直軸平行)。作為示例，偏置距離220可以近似為1.25mm，並且偏置距離222也可以近似為1.25mm。

對於示例性磁傳感器系統200，傳感器206可以被沿著由右線218示出的路徑定位(如在圖2中示出的)，或者可以被沿著由左線216示出的路徑定位。這樣，左線216和右線218每個都可以被考慮為傳感器線。傳感器線216和218被布置使得在傳感器206位於傳感器線216或218上時，傳感器206將與兩個磁體202和204中的一個較近。例如，在傳感器206位於傳感器線216上時，對於沿著傳感器線216的所有位置，傳感器206將保持距第一磁體202近於第二磁體204。相似地，在傳感器206位於傳感器線218上時，對於沿著傳感器線218的所有位置，傳感器206將保持距第二磁體204近於第一磁體202。

為了測量或檢測由第一磁體202和第二磁體204提供的磁通量密度(或者磁通量密度的改變)，當第一磁體202和第二磁體204保持在固定的或靜止的位置時，傳感器206可以被沿著傳感器線214和216中的任一條移動。替代地，當第一磁體202和第二磁體204被一致移動時，傳感器206可以位於傳感器線216或218中的任一條上，並且可以保持在固定的或靜止的位置。在這樣的場景下，第一磁體202和第二磁體204可以沿著與傳感器線216和218平行的路徑(沿著第一磁體202和第二磁體204的中心豎直軸)移動。

作為示例，第一磁體202和第二磁體204的位置可以被相對於傳感器206固定。進一步地，可以將傳感器206定位為穿過由傳感器線218指示的路徑。當傳感器206穿過由傳感器線218指示的路徑時，傳感器206可以測量或檢測由第一磁體202和第二磁體204提供的磁通量密度(例如，磁通量密度的x分量)。傳感器206可以基於檢測的磁通量密度產生或生成電信號。例如，傳感器206可以對應於相對較弱的檢測的磁通量密度，產生幅值相對較低的信號，並且可以對應於相對較強的檢測的磁通量密度，產生幅值相對較高的信號。如在圖2中示出的，作為示例，傳感器206可以在傳感器線218的下端處檢測磁通量密度的負值，並且可以在傳感器線218的上端處檢測磁通量密度的正值(例如，相對於取向軸210)。

與傳感器206位於中心線214上時相比(或者與傳統磁測量系統100的傳感器106相比)，傳感器206位於傳感器線216或218中的一個上時，可以具有擴大的線性範圍。不管傳感器206是否被相對於第一磁體202和第二磁體204的移動固定，或者不管傳感器206相對於第一磁體202和第二磁體206的固定的定位是否移動，均可提供傳感器206的擴大的線性範圍，其中該擴大的線性範圍由傳感器206位於傳感器線216或218中的一個上提供。如以上提及的，如在圖2中示出的，傳感器206可以測量磁通量密度/磁場的x分量。

與中心線214相比，通過將傳感器線216和218取向為穿過或覆蓋等值線212的較大的在等值線212之間具有尺寸相同或相似的間隙或距離的區域，可以為傳感器206提供擴大的線性範圍。等值線212可以表示由第一磁體202和第二磁體204提供的磁通量密度(例如，磁通量密度的x分量)的不同幅值。於是，相鄰的等值線212之間的間隙或距離可以表示相鄰的等值線212之間的幅值的不同。在相鄰的等值線212之間的間隙保持固定或近似為相同尺寸時，在這樣的區域上，與在間隙距離變化的區域上相比，由傳感器206產生的信號可以保持線性或較接近線性。

作為示例，在圖2中示出了中心線214的等值線間隙距離224。如可以在圖2中看出的，等值線間隙距離224(在圖2中示出為「δy」)在沿著第一磁體202和第二磁體204之間的中心線214的中心區域中保持完全均勻。然而，在中心線214的頂端和底端處，等值線212之間的間隙增大，使得等值線間隙距離224可觀地變化。由於傳感器的線性範圍依賴於間隙距離224保持近似均勻，穿過中心線214的傳感器將具有非常有限的線性範圍。

相反地，與中心線214相比，由傳感器線216和218穿過的等值線212之間的間隙在較長的距離上保持近似均勻，特別是在傳感器線216和218的端部處。就是說，與中心線214相比，等值線212之間的間隙在傳感器線216和218的端部處保持更均勻。結果是，在傳感器206沿著傳感器線216或218中的一個測量磁通量密度時，與沿著中心線214測量磁通量密度相比，擴大了傳感器的線性範圍。

於是，磁傳感器系統200提供增進的線性磁測量系統。與傳統磁傳感器系統100相比，通過將傳感器206定位為從中心線214偏置，可以擴大傳感器206的線性範圍(例如，就檢測磁通量密度與產生指示檢測的磁通量密度的輸出信號之間的關係而言)。

圖3例示了由示例性磁傳感器系統200提供的擴大的線性範圍。具體地，圖3相對於沿著中心線214以及傳感器線216和218的距離示出測量的磁通量密度(例如，磁通量密度的x分量)。曲線302可以表示由沿著中心線214定位的傳感器測量的磁通量。曲線302的線性範圍由第一端306-a和第二端306-b指示，並且表示位於中心線214上的傳感器的線性範圍。相較而言，曲線304可以表示由沿著傳感器線216或218定位的傳感器(例如，傳感器206)測量的磁通量。曲線304的線性範圍由第一端308-a和第二端308-b指示，並且表示位於傳感器線216或218上的傳感器(例如，傳感器206)的線性範圍。曲線302和30可以基於以上討論的示例性圓柱形磁體的形狀和尺寸(例如，直徑為4.4mm並且長度為6mm的圓柱形)、示例性間隙距離208(5.0mm)以及示例性偏置距離220和222(各1.25mm)。

如在圖3中示出的，曲線304的線性範圍大於或長於曲線302的線性範圍。具體地，位於傳感器線216或218中的一個上的傳感器的線性範圍大於(例如，就距離而言)位於中心線214上的傳感器的線性範圍。因此，位於傳感器線216或218上的傳感器可以提供指示在較長的距離範圍上保持線性的磁通量密度的信號，由此，與由傳感器沿著中心線214進行的這樣的測量相比，提高了磁通量密度測量的可靠性、有用性和/或準確性。對於示例圓柱形磁體尺寸、間隙距離和偏置距離，在傳感器206位於傳感器線216或218上時，與由傳統磁傳感器系統100提供的傳感器(例如，在傳感器被沿著中心線214定位時)的線性範圍相比，可以將傳感器206的線性範圍擴大近似25％。

磁傳感器系統200可以被用於任何基於生成指示磁場密度改變的信號的測量系統。磁場密度改變可以被轉化成有用的電信號，例如，該電信號可以告知車輛的司機或乘員的重量，或者可以指示座椅安全帶的拉力(例如，座椅安全帶是否被扣上或者是否太緊或太松)。總體而言，在圖2中示出的傳感器206可以基於所檢測的依賴於傳感器206相對於第一磁體202和第二磁體204的取向的磁通量密度產生或提供信號，從而提供關於這樣的定位的有用的信息。這樣，磁測量系統200(以及如本文所描述的本公開的任何磁測量系統)可以被用於任何距離或位移測量系統。

圖4例示了第二示例性磁傳感器系統400。如所示出的，第二示例性磁傳感器系統400與第一示例性磁傳感器系統200相似，但包括第二傳感器402。第二傳感器402被沿著傳感器線216定位。第二傳感器402可以是任何磁傳感器，包括例如霍爾傳感器。

磁傳感器系統400可以與磁傳感器系統200相似地作用和運行。然而，在磁傳感器系統400中，傳感器206和402中每個都可以測量或檢測由磁體202和204提供的磁通量密度。具體地，第一傳感器206和第二傳感器402每個都可以測量磁通量密度，使得測量的磁通量密度的x分量可以被相加，並且測量的磁通量密度的y分量可以被抵消。

總體而言，對於許多磁傳感器系統，檢測和測量磁通量密度的一個分量(例如，x分量)而忽略磁通量密度的第二個分量(例如，y分量)，是所期望的。例如，對磁通量密度的y分量的非期望的檢測可能負面地影響對磁通量密度的x分量的準確測量。在各種磁傳感器系統中，磁體和/或磁傳感器之間的未對齊(例如，在製造中或者由於隨著時間的磨損和損壞)可能導致磁傳感器得到或檢測到非期望的磁通量密度的y分量。

通過提供兩個傳感器206和402，磁傳感器測量系統400減輕了這一風險。作為示例，傳感器206和402每個都可以測量由磁體202和204提供的環境的磁通量密度。進一步地，由傳感器206和402檢測的所測量的磁通量密度的x分量可以被相加地測量，而由傳感器206和402檢測的磁通量密度的y分量可以被抵消。

例如，由傳感器206測量的磁通量密度可以具有第一分量和第二分量，分別對應於所期望的x分量測量值和非期望的y分量測量值。進一步地，由傳感器402測量的磁通量密度也可以具有第一分量和第二分量，分別對應於所期望的x分量測量值和非期望的y分量測量值。利用磁傳感器系統400，這些第一測量分量(檢測的磁通量密度的x分量)可以被相加地測量，而第二測量分量(檢測的磁通量密度的y分量)可以被抵消(例如，通過從來自傳感器402的y分量測量值中減去來自傳感器206的y分量測量值)。在這樣做時，磁傳感器測量系統400可以提供改善的磁通量密度測量。

圖5例示了在磁測量系統200和400中描繪的傳感器206和/或402的位置的可能的變化。圖5示出了第一平面502、第二平面504和第三平面506。平面502-506可以與取向軸210(為了說明的目的在圖5中示出)垂直。就是說，平面502-506可以與如在例如圖2和4中示出的等分第一磁體202和第二磁體204並且包含中心線214的平面垂直。平面502可以對應於中心線214。平面504可以對應於左傳感器線516。平面506可以對應於右傳感器線218。具體地，平面502-506可以分別指示中心線214和傳感器線516和518的與取向軸210垂直(並且因此與如在圖2和4中示出的等分第一磁體202和第二磁體204並且包含中心線214的平面垂直)的定位的範圍。

為了說明的目的，示出右傳感器線218用於參考。平面506可以包括右線218。如以上提及的，平面506可以與取向軸210垂直。作為示例，平面506可以表示在右傳感器線218沿著「z」方向的放置的可能的變化。平面506(表示在「z」方向上的變化)可以與等分第一磁體和第二磁體202(例如，並且包括磁體202和204中的每個的中心豎直軸)並且與取向軸210平行(並且可以包括中心線214)的平面垂直。根據本公開，傳感器206可以沿著平面506從右傳感器線218偏置。例如，傳感器206可以沿著偏置線508以距離510偏置。替代地，作為示例，傳感器206可以沿著偏置線512以一定的距離在相反的方向上偏置。偏置距離510可以是任何距離，例如1.25mm。

整體而言，圖5意圖在三維中示出磁測量系統200和400中的傳感器206和/或402的定位的變化(並且用於以下描述的本公開的進一步的磁傳感器系統)。總體而言，傳感器206和402可以在與等分第一磁體202和第二磁體204並且與取向軸210平行的平面垂直的方向上偏置。作為示例，傳感器206和/或402可以沿著這一第三軸偏置近似等於或小於偏置距離220和/或222的量。例如，對於傳感器206，偏置距離222可以是1.5mm，並且偏置距離510還可以是1.25mm。這樣，傳感器206可以被沿著傳感器線508(或傳感器線512)定位，用於測量磁通量密度。傳感器402的定位可以相似地變化。如所示出的，平面506可以包含線508、218和512。這樣，平面506可以與如例如在圖2和4中描繪的包含線214、216和218的平面垂直。

圖6例示了第三示例性磁測量系統600。如在圖6中示出的，磁測量系統600與磁測量系統200相似，並且相似地作用。然而，對於磁測量系統600，第一磁體202和第二磁體204的取向與用於磁測量系統200的如在圖2中示出的第一磁體202和第二磁體204之間的取向不同。具體地，第一磁體202根據第三取向或狀態來取向，使其北極被定位為相對於其南極距傳感器線216較近。相似地，第二磁體204根據第四取向或狀態來取向，使其北極被定位為相對於其南極距傳感器線218較近。

如在圖6中示出的，第一磁體202和第二磁體204的定位和取嚮導致第一磁體202和第二磁體204具有相反的極性。進一步地，與磁測量系統200相反，如在圖6中描繪的，傳感器206可以沿著y分量(相對於取向軸210)測量磁通量密度的變化。如在圖6中示出的，磁體202和204的取向使得磁體的北極和南極被取向為與傳感器線214平行。相反地，如在圖6中示出的，磁體202和204的取向使得磁體的北極和南極被取向為與傳感器線214垂直。在這兩種布置中，可以考慮磁體202和204被布置為具有不同的極性。

由取向如圖6的磁體202和204提供的磁通量密度可以與由取向如圖2的磁體202和204提供的磁通量密度不同。具體地，圖2例示了磁通量密度的x分量，而圖6例示了磁通量密度的y分量。這樣，如在圖6中描繪的，由磁體202和204提供的磁通量密度變化由等值線610表示(對應於在圖2中示出的等值線212)。作為示例，等值線610可以表示在從-0.4t到0.4t的範圍中的由圖6中的磁體202和204提供的磁通量密度的y分量(使得不示出幅值大於0.4t或小於-0.4t的磁通量密度的y分量的等值線)。

如相關於圖2所討論的，磁測量系統600的第一磁體202和第二磁體204的形狀和尺寸、間隙距離208、偏置距離220和222以及其它特徵可以變化。作為示例，磁體202和204可以是直徑近似為4.4mm並且長度近似為6mm的圓柱形磁體，其間隙距離208為5.0mm並且偏置距離220和222各為1.5mm。

如同磁測量系統200，磁測量系統600也可以提供傳感器206的增進的或擴大的線性範圍。這可以基於間隙距離604(在圖6中示出為「δy」)例示。如可以在圖6中看出的，間隙距離604在沿著中心線214的中心區域中保持完全均勻，其中中心線214在第一磁體202和第二磁體204之間。然而，在中心線214的頂端和底端處，等值線602之間的間隙增大，使得間隙距離604可觀地變化。相反地，與中心線214相比，由傳感器線216和218穿過的等值線602之間的間隙在較長的範圍上保持近似均勻，特別是在傳感器線216和218的端部處。就是說，與中心線214相比，等值線602之間的間隙在傳感器線216和218的端部處保持更均勻。結果是，在傳感器206沿著傳感器線216或218中的一個測量磁通量密度時，與沿著中心線214測量磁通量密度相比，傳感器的線性範圍擴大。

圖7例示了由示例性磁傳感器系統600提供的擴大的線性範圍。具體地，圖7相對於沿著中心線214以及傳感器線216和218的距離示出測量的磁通量密度(例如，磁通量密度的y分量)。曲線702可以表示由沿著中心線214定位的傳感器測量的磁通量。曲線702的線性範圍由第一端706-a和第二端706-b指示，並且表示位於中心線214上的傳感器的線性範圍。相較而言，曲線704可以表示由沿著傳感器線216或218定位的傳感器(例如，傳感器206)測量的磁通量。曲線704的線性範圍由第一端708-a和第二端708-b指示，並且表示位於傳感器線216或218上的傳感器(例如，傳感器206)的線性範圍。

如在圖7中示出的，曲線704的線性範圍大於或長於曲線702的線性範圍。具體地，位於傳感器線216或218中的一個上的傳感器的線性範圍大於(例如，就距離而言)位於中心線214上的傳感器的線性範圍。因此，位於傳感器線216或218上的傳感器可以提供指示在較長的距離範圍上保持線性的磁通量密度的信號，由此，與由傳感器沿著中心線214進行的這樣的測量相比，提高了磁通量密度測量的可靠性、有用性和/或準確性。對於以上相關於圖6陳述的示例性圓柱形磁體尺寸、間隙距離和偏置距離，在傳感器206位於傳感器線216或218上時，與由傳統磁傳感器系統100提供的傳感器(例如，在傳感器被沿著中心線214定位時)的線性範圍相比，可以將傳感器206的線性範圍擴大近似30％。

圖8例示了第四示例性磁傳感器系統800。如所示出的，第四示例性磁傳感器系統800與第三示例性磁傳感器系統600相似，但包括第二傳感器802。第二傳感器802被沿著傳感器線216定位。第二傳感器802可以是任何磁傳感器，包括例如霍爾傳感器。如相關於磁傳感器系統400解釋的，通過包括兩個傳感器，第四示例性磁傳感器系統800可以改善對由第一磁體202和第二磁體204提供的磁通量密度的第一分量(例如，如相關於圖8示出的y分量)的檢測，而減少來自對磁通量密度的第二分量(例如，如相關於圖8示出的x分量)的檢測的不需要的影響。

傳感器206和802每個都可以測量由磁體202和204提供的環境的磁通量密度。具體地，由傳感器206和802檢測的磁通量密度的y分量可以被相加地測量，而由傳感器206和802檢測的磁通量密度的x分量可以被抵消。例如，由傳感器206測量的磁通量密度可以具有第一分量和第二分量，分別對應於所期望的y分量測量值和非期望的x分量測量值。進一步地，由傳感器802測量的磁通量密度也可以具有第一分量和第二分量，分別對應於所期望的y分量測量值和非期望的x分量測量值。利用磁傳感器系統800，這些第一測量分量(檢測的磁通量密度的y分量)可以被相加地測量，而第二測量分量(檢測的磁通量密度的x分量)可以被抵消(例如，通過從來自傳感器802的x分量測量中減去來自傳感器206的x分量測量)。在這樣做時，磁傳感器測量系統800可以提供改善的磁通量密度測量。

圖9例示了本公開的磁傳感器系統的示例性結果。曲線902示出了由磁傳感器產生的信號與傳感器相對於兩個相同磁體的豎直位移之間的關係。由磁傳感器產生的信號基於由傳感器檢測的磁通量密度。為了產生示例性結果，將霍爾傳感器放置在從分開兩個相同磁體的中心線偏置0.22mm並且從通過兩個磁體的中心的平面偏置0.55mm處。傳感器相對於磁體移動。對於傳感器相對於兩個磁體的各種豎直位移，記錄由傳感器產生的信號，得到曲線902。如在圖9中示出的，曲線902是線性的，指示隨著傳感器穿過由測試磁體提供的磁通量密度時，由測試傳感器產生的輸出信號是線性的。

圖10例示了可以被用於如本文描述的本公開的磁傳感器系統的多個磁體500的示例性布置。如在圖10中示出的，示出了四個磁體：第一磁體1002、第二磁體1004、第三磁體1006和第四磁體1008。磁體1002-1008可以近似為相同的尺寸和形狀。作為示例，磁體1002-1008中的每個都可以是圓柱形磁體。替代地，磁體1002-1008可以是矩形磁體。如在圖5中進一步示出的，為了說明和解釋的目的，也示出示例性取向軸1010。取向軸包括「x」、「y」和「z」方向，以例示磁體1002-1008的三維布置。

如在圖10中示出的，磁體1002-1008中的每個都豎直取向(例如，相對於取向軸1010的y軸)，但並非限制為如此。第一磁體1002和第二磁體1004相似地取向，使得磁體1002和1004的北極位於磁體1002和1004的南極上方。第三磁體1006和第四磁體1008也相似地取向，使得磁體1006和1008的南極位於磁體1006和1008的北極上方。第一磁體1002和第二磁體1004可以被考慮為以第一方式取向，以提供第一極性，並且第三磁體1006和第四磁體1008可以被考慮為以第二方式取向，以提供相反的第二極性。

在沿著取向軸1010的z軸方向看時，第二磁體1004可以對應於第一磁體202並且第四磁體1008可以對應於如例如在圖2中描繪的第二磁體204。然後，可以將第一磁體1002和第三磁體1006看作位於磁體1004和1008之後的相似地取向的磁體。

在圖10中示出的布置1000可以被用於本文描述的磁測量系統。例如，磁測量系統200和400可以被修改為包括布置1000。進一步地，作為示例，如本文所描述的，通過調整磁體1002-1008的取向，磁測量系統600和800可以被修改為包括布置1000(例如，通過使磁體1002-1008的北極水平取向並且指向彼此)。可以將布置1000擴大到附加的磁體，並且不限於如所示出的四個磁體。進一步地，根據本公開，一個或多個傳感器可以位於磁體1002-1008的中心，使得一個或多個傳感器從與磁體1002-1008中的每個的距離相等的中心豎直軸偏置。在這樣做時，相對於根據本文描述的原理的多種磁布置，可以在磁傳感器的傳統定位上增進一個或多個傳感器的線性範圍。

根據本公開，兩個或更多個磁體之間的間隙距離(例如，在本文描述的系統中)可以基於在系統中使用的磁體的尺寸。進一步地，傳感器從中心線的任何偏置(例如，在與中心線相同的平面內或者與該平面垂直)可以基於磁體的尺寸和/或間隙距離的尺寸，由此使得能夠定位一個或多個傳感器線，從而擴大在本文描述的系統中使用的傳感器的線性範圍。

雖然本公開參考了一定的實施例，但是對所描述的實施例進行多種修改、更改和改變而不背離本公開在所附權利要求中限定的包圍和範圍，是可能的。於是，本公開並不意圖限定所描述的實施例，而是意圖具有由以下權利要求的語言及其等價物限定的充分的範圍。