基于多磁头磁电阻效应传感器的位置测量方法及传感器与流程

本申请涉及安防，尤其涉及一种基于多磁头磁电阻效应传感器的位置测量方法及传感器。

背景技术：

1、磁电阻效应传感器（tunnel magneto resistance，tmr）利用磁性多层膜材料的隧道磁电阻效应对磁场进行感应，可用于测量磁场、电流、位移等物理量。

2、现有技术中，直线型tmr传感器是一个磁头搭配一个磁条，磁头与磁条发生相对位移产生磁场变化，然后输出电信号变化来计量位移量。

3、但是，现有的这种直线型tmr传感器，磁条的长度较长，导致整个传感器会占用较大的空间。

技术实现思路

1、本申请提供一种基于多磁头磁电阻效应传感器的位置测量方法及传感器，用于解决现有直线型tmr传感器磁条长度较长的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种基于多磁头磁电阻效应传感器的位置测量方法，所述多磁头磁电阻效应传感器包括一个磁条和至少两个磁头，所述磁条与作动部件固定连接，所述作动部件可带动所述磁条在腔体内沿设定方向滑动，每个磁头沿所述设定方向设置于所述腔体的不同位置处，所述磁条的长度略大于相邻磁头之间的间距，所述方法包括：

3、获取所述作动部件带动所述磁条在所述腔体内沿所述设定方向滑动过程中，各个磁头根据监测到的磁场变化所输出的电信号；

4、基于所述电信号，确定所述作动部件在所述腔体内的位置信息。

5、在第一方面的一种可能设计中，所述磁条的长度略大于相邻磁头之间的间距与误差阈值之和。

6、在第一方面的另一种可能设计中，所述确定所述作动部件在所述腔体内的位置信息，包括：

7、获取所述作动部件带动所述磁条滑动结束时目标磁头所输出的目标电信号，所述磁条在滑动结束时处于所述目标磁头的量程范围内；

8、基于所述目标电信号，获取所述磁条在单个磁场周期内的具体位置，所述磁条由多个n极和s极周期组成，相邻的n极和s极组成一个周期距离，所述磁条每滑动一个周期距离，对应的经历一个磁场周期；

9、获取所述作动部件在带动所述磁条滑动时所经历的磁场周期的总数量；

10、基于所述磁场周期的总数量、周期距离和所述具体位置，确定所述磁条在所述腔体内的滑动总距离；

11、基于所述滑动总距离，确定所述作动部件在所述腔体内的位置信息。

12、在第一方面的再一种可能设计中，所述获取所述作动部件在带动所述磁条滑动时所经历的磁场周期的总数量，包括：

13、在相邻磁头的量程交叉范围内构建坐标参考原点，并控制所述磁条滑动至所述坐标参考原点，处于所述坐标参考原点时所述磁条所经历的磁场周期的总数量为设定初始值；

14、在所述作动部件带动所述磁条在所述相邻磁头的量程范围内滑动时，若所述磁头向正方向滑动，则在所述磁条每滑动一个周期距离时，将所述磁场周期的数量在所述设定初始值的基础上累加一次；

15、若所述磁头向反方向滑动，则在所述磁条每滑动一个周期距离时，将所述磁场周期的数量在所述设定初始值的基础上累减一次。

16、在第一方面的又一种可能设计中，所述获取所述作动部件在带动所述磁条滑动时所经历的磁场周期的总数量，包括：

17、若所述作动部件带动所述磁条滑出所述相邻磁头的量程范围，则记录划出所述量程范围时所述磁场周期的数量取值；

18、获取所述作动部件带动所述磁条在其他磁头的量程范围内滑动时所经历的磁场周期的子数量；

19、将所述数量取值与子数量之和作为所述磁场周期的总数量。

20、在第一方面的又一种可能设计中，所述基于所述滑动总距离，确定所述作动部件在所述腔体内的位置信息，包括：

21、获取所述磁条滑动至所述坐标参考原点时相邻的磁头分别输出的电信号；

22、基于相邻的磁头分别输出的电信号，确定所述坐标参考原点的位置坐标；

23、基于所述滑动总距离和所述坐标参考原点的位置坐标，确定所述作动部件在所述腔体内的绝对位置坐标。

24、在第一方面的又一种可能设计中，所述确定所述作动部件在所述腔体内的绝对位置坐标，包括：

25、j=kn+r

26、r=t*m+t

27、上式中，j为所述作动部件滑动结束时绝对位置坐标，kn为所述坐标参考原点的位置坐标，t为磁场周期的总数量，m为周期距离，t为具体位置。

28、在第一方面的又一种可能设计中，所述基于所述目标电信号，获取所述磁条在单个磁场周期内的具体位置，包括：

29、t=arctan（a/b）

30、上式中，a为所述目标磁头输出的第一电压值，b为所述目标磁头输出的第二电压值，t为所述具体位置。

31、在第一方面的又一种可能设计中，所述基于所述电信号，确定所述作动部件在所述腔体内的位置信息，包括：

32、获取所述作动部件带动所述磁条从开始滑动至滑动结束所经历的磁场周期的总数量；

33、获取所述作动部件带动所述磁条滑动结束时目标磁头所输出的目标电信号，在滑动结束时所述磁条处于所述目标磁头的量程范围内；

34、基于所述目标电信号，获取所述磁条在单个磁场周期内的具体位置；

35、基于所述具体位置、所述磁场周期的总数量和周期距离，确定所述作动部件的相对位移量，作为所述位置信息。

36、第二方面，本申请实施例提供一种多磁头磁电阻效应传感器，包括：一个磁条和至少两个磁头；所述磁条与作动部件固定连接，所述作动部件可带动所述磁条在腔体内沿设定方向滑动，每个磁头沿所述设定方向设置于所述腔体的不同位置处，所述磁条的长度略大于相邻磁头之间的间距；

37、所述磁头用于根据磁条滑动时检测到的磁场变化，输出电信号，所述电信号用于确定所述作动部件在所述腔体内的位置信息。

38、本申请实施例提供的基于多磁头磁电阻效应传感器的位置测量方法及传感器，通过设置多磁头的方式，将各个磁头的量程接力起来，这样就可以将磁条做得更短，进一步降低设备腔体的长度，从而降低整个设备尺寸，减少空间占用率。

技术特征：

1.一种基于多磁头磁电阻效应传感器的位置测量方法，其特征在于，所述多磁头磁电阻效应传感器包括一个磁条和至少两个磁头，所述磁条与作动部件固定连接，所述作动部件可带动所述磁条在腔体内沿设定方向滑动，每个磁头沿所述设定方向设置于所述腔体的不同位置处，所述磁条的长度略大于相邻磁头之间的间距，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁条的长度略大于相邻磁头之间的间距与误差阈值之和。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述作动部件在所述腔体内的位置信息，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取所述作动部件在带动所述磁条滑动时所经历的磁场周期的总数量，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取所述作动部件在带动所述磁条滑动时所经历的磁场周期的总数量，包括：

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述滑动总距离，确定所述作动部件在所述腔体内的位置信息，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定所述作动部件在所述腔体内的绝对位置坐标，包括：

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标电信号，获取所述磁条在单个磁场周期内的具体位置，包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述电信号，确定所述作动部件在所述腔体内的位置信息，包括：

10.一种多磁头磁电阻效应传感器，其特征在于，包括：一个磁条和至少两个磁头；所述磁条与作动部件固定连接，所述作动部件可带动所述磁条在腔体内沿设定方向滑动，每个磁头沿所述设定方向设置于所述腔体的不同位置处，所述磁条的长度略大于相邻磁头之间的间距；

技术总结
本申请提供一种基于多磁头磁电阻效应传感器的位置测量方法及传感器，涉及安防技术领域，该多磁头磁电阻效应传感器包括一个磁条和至少两个磁头，磁条与作动部件固定连接，作动部件可带动磁条在腔体内沿设定方向滑动，每个磁头沿设定方向设置于腔体的不同位置处，磁条的长度略大于相邻磁头之间的间距，该方法包括：获取作动部件带动磁条在腔体内沿设定方向滑动过程中，各个磁头根据监测到的磁场变化所输出的电信号，基于电信号，确定作动部件在腔体内的位置信息。该方案通过设置多磁头的方式，将各个磁头的量程接力起来，这样就可以将磁条做得更短，进一步降低设备腔体的长度，从而降低整个设备尺寸，减少空间占用率。

技术研发人员：任健,郑波
受保护的技术使用者：杭州海康威视数字技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23