磁传感器、状态检测装置及方法与流程

1.本发明涉及测试测量技术领域，尤其涉及一种磁传感器、状态检测装置及方法。


背景技术：

2.对物体进行当前状态的检测，特别是对其运动状态或位置状态相关数据进行检测的技术，在工业、汽车、商用领域扮演着重要的角色，具体可以实现各种系统的监测与报警，如空转滑动等、各种自动的动作回授控制，如动作或姿态控制、或各种操作的触发等。特别地，可以通过对磁信号的测量来实现当前状态的检测，具体可以用磁介质制备待测物体或将磁性材料设置于待测物体处，如此，具有非接触量测、优异的抗震动、抗磨损与抗油污特性，以及能够提供足够的精准度与反应速度等优点。
3.现有技术中提供的技术方案，一方面，基于磁感线的分布规律，通常需要将传感器配置为至少具有水平的感测方向，才能够完成状态检测，考虑到传感器精度和市面上对垂直磁传感器更广的应用现状，此种方案无疑会增加造价成本、损害检测结果的准确度；另一方面，不论磁传感器具有垂直还是水平的感测方向，都有可能受到另一种感测方向的干扰而导致检测效果恶化。


技术实现要素：

4.本发明的目的之一在于提供一种磁传感器，以解决现有技术中磁传感器制造和使用限制多，无法抵抗其他干扰而精度低的技术问题。
5.本发明的目的之一在于提供一种状态检测装置。
6.本发明的目的之一在于提供一种状态检测方法。
7.为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种磁传感器，包括：感测组件，包括磁聚集元件及靠近其延展面设置的若干感应元件；基板，至少两个所述感测组件设置于所述基板的承载面处；在所述磁传感器靠近待测磁体时，至少在第一状态下，所述感测组件其中之一靠近待测磁体的第一磁极，所述感测组件其中另一相对远离所述第一磁极。
8.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述磁聚集元件的延展面贴靠所述基板的承载面；所述感应元件设置于对应的磁聚集元件与所述基板之间。
9.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述感应元件对应单个感测组件设置有n个；其中n≥2；所述感应元件相对于对应的磁聚集元件的中心轴呈对称布置；在n为奇数时，所述感应元件其中之一的中心轴与对应的磁聚集元件的中心轴对齐，其他(n-1)个感应元件相对于该磁聚集元件的中心轴呈对称布置。
10.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述待测磁体设置于所述磁传感器高度方向上的一侧；在所述第一状态下，所述感测组件相对于所述待测磁体的磁极分界面对称。
11.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述待测磁体设置于所述磁传感器高度方向上的一侧；在所述第一状态下，第一感测组件靠近所述第一磁极且包括沿第一方向布置的第一感应元件组，第二感测组件远离所述第一磁极且包括沿所述第一方向布置的第二感
应元件组；所述第一感应元件组处执行第一运算形成的第一中间信号、所述第二感应元件组处执行所述第一运算形成的第二中间信号，或所述第一中间信号和第二中间信号执行第二运算形成的第一输出信号，至少其中之一用于计算所述待测磁体的第一状态数据。
12.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一运算与所述第二运算互为逆运算；所述第一运算为叠加运算，所述第二运算为差动运算；所述第一方向与所述待测磁体处对应于所述感应元件的部位的运动方向基本垂直；所述第一感测组件包括第一磁聚集元件，所述第一感应元件组至少包括沿所述第一方向设置于所述第一磁聚集元件的两侧的两个感应元件；所述第二感测组件包括第二磁聚集元件，所述第二感应元件组至少包括沿所述第一方向设置于所述第二磁聚集元件两侧的两个感应元件。
13.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述待测磁体设置于所述磁传感器宽度方向上的一侧，在所述第一状态下，所述感测组件与所述待测磁体在所述磁传感器高度方向上基本对齐。
14.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述待测磁体设置于所述磁传感器宽度方向上的一侧；在所述第一状态下，第一感测组件相对远离所述第一磁极且包括沿第一方向布置的第一感应元件组，第二感测组件靠近所述第一磁极且包括沿所述第一方向布置的第二感应元件组；所述第一感应元件组处执行第二运算形成的第一中间信号、所述第二感应元件组处执行所述第二运算形成的第二中间信号，或所述第一中间信号和第二中间信号执行所述第二运算形成的第一输出信号，至少其中之一用于计算所述待测磁体的第一状态数据。
15.作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述第一状态下，所述第一感测组件还包括沿第二方向布置的第三感应元件组，所述第二感测组件还包括沿所述第二方向布置的第四感应元件组；所述第三感应元件组处执行第二运算形成的第三中间信号、所述第四感应元件组处执行所述第二运算形成的第四中间信号，或所述第三中间信号和第四中间信号执行所述第二运算形成的第二输出信号，至少其中之一用于计算所述待测磁体的第一状态数据；其中，所述第二运算为差动运算；所述第一方向与所述第二方向相互垂直；所述第一方向与所述待测磁体处对应于所述感应元件的部位的运动方向基本垂直；所述第一感测组件包括第一磁聚集元件，所述第一感应元件组包括沿所述第一方向设置于所述第一磁聚集元件的两侧的两个感应元件，所述第三感应元件组包括沿所述第二方向设置于所述第一磁聚集元件的两侧的两个感应元件；所述第二感测组件包括第二磁聚集元件，所述第二感应元件组至少包括沿所述第一方向设置于所述第二磁聚集元件两侧的两个感应元件，所述第四感应元件组至少包括沿所述第二方向设置于所述第二磁聚集元件两侧的两个感应元件。
16.作为本发明一实施方式的进一步改进，若干所述感应元件配置为具有相同的结构，且/或若干所述感测组件配置为具有相同的结构；所述感应元件在对应的磁聚集元件处的投影，至少部分与其延展面重叠。
17.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述磁传感器还包括：基准组件，包括磁聚集元件及靠近其延展面设置的基准元件；其中，至少一个基准元件的中心在对应的磁聚集元件的延展面上的投影，位于该磁聚集元件的延展面的对称轴处；至少一个所述基准组件设置于所述基板的承载面处。
18.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述基准元件设置于对应的磁聚集元件与
所述基板之间；所述待测磁体设置于所述磁传感器高度方向上的一侧；在所述第一状态下，所述基准组件的磁聚集元件的延展面的对称轴，位于所述待测磁体的磁极分界面所在平面处。
19.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述待测磁体设置于所述磁传感器高度方向上的一侧；在所述第一状态下，第一基准组件包括中心位于待测磁体的磁极分界面所在平面处的第一基准元件，第二基准组件包括中心位于所述磁极分界面所在平面处的第二基准元件；所述第一基准元件与所述第二基准元件设置于基板的不同位置处；所述第一基准元件处形成的第五中间信号、所述第二基准元件处形成的第六中间信号，或所述第五中间信号和第六中间信号执行第二运算形成的第三输出信号，至少其中之一用于计算所述待测磁体的第一状态数据。
20.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述待测磁体设置于所述磁传感器高度方向上的一侧；所述基准元件在所述基板上设置有一个；在所述第一状态下，第一感测组件靠近所述第一磁极且包括沿第一方向布置的第一感应元件组，第二感测组件远离所述第一磁极且包括沿所述第一方向布置的第二感应元件组；所述第一感应元件组处执行第一运算形成的第一中间信号、所述第二感应元件组处执行所述第一运算形成的第二中间信号、所述基准元件处形成的第七中间信号、所述第一中间信号和所述第七中间信号执行第二运算形成的第四输出信号，或所述第二中间信号和所述第七中间信号执行所述第二运算形成的第五输出信号，至少其中之一用于计算所述待测磁体的第一状态数据。
21.作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述第一状态下，第一感测组件靠近所述第一磁极；所述第一感测组件与所述第一磁极具有第一相对距离，所述基准组件与所述第一磁极具有第二相对距离，所述第二相对距离近似等于或略大于所述第一相对距离。
22.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述感应元件与所述基准元件配置为具有相同的结构，且/或所述感测组件与所述基准组件配置为具有相同的结构；所述基准元件在对应的磁聚集元件处的投影，至少部分与其延展面重叠。
23.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述感应元件的感测方向垂直于对应的磁聚集元件的延展面。
24.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述感应元件包括至少一个霍尔单元；所述霍尔单元处的电荷偏转电极用于形成第一霍尔输出，所述霍尔单元处的电荷排斥电极用于形成第二霍尔输出；所述感测组件以所述第一霍尔输出和所述第二霍尔输出，作为对应的感应元件的信号输出。
25.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述感应元件包括两个霍尔单元或四个霍尔单元；若干霍尔单元处的电荷偏转电极相互连接、电荷排斥电极相互连接、供电电极相互连接，且参考电极相互连接。
26.为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种状态检测装置，包括上述任一种技术方案所述的磁传感器；所述状态检测装置配置为：根据所述磁传感器的输出，确定待测磁体当前的状态数据；其中，所述状态数据包括角度、速度、加速度、旋转行程长度至少其中之一。
27.作为本发明一实施方式的进一步改进，所述状态检测装置还包括：存储模块，用于存储状态校正信息；输出处理模块，耦合至所述磁传感器，用于接收并根据所述磁传感器的
具体包括：判断所述待测磁体是否位于所述磁传感器高度方向上的一侧；若是，则确认所述磁传感器中基准组件的数量是否等于1；其中，所述基准组件包括磁聚集元件及靠近其延展面设置的基准元件；所述基准元件的中心在对应的磁聚集元件的延展面上的投影，位于该磁聚集元件的延展面的对称轴处；所述基准组件设置于所述基板的承载面处；若是，则接收所述第一中间信号、所述第二中间信号和第七中间信号；其中，所述第一中间信号于所述第一感应元件组处执行第一运算形成，所述第二中间信号于所述第二感应元件组处执行所述第一运算形成，所述第七中间信号于所述基准元件处形成；所述基准元件的中心位于待测磁体的磁极分界面所在平面处；所述第一运算与所述第二运算互为逆运算；所述“根据所述第一中间信号和所述第二中间信号，至少执行第二运算，确定所述待测磁体的第一状态数据”具体包括：对所述第一中间信号和所述第七中间信号执行所述第二运算，得到第四输出信号；对所述第二中间信号和所述第七中间信号执行所述第二运算，得到第五输出信号；根据所述第四输出信号和所述第五输出信号，计算所述第一状态数据。
33.与现有技术相比，本发明提供的磁传感器通过在感应元件附近设置磁聚集元件，能够调整感应元件处的磁感线方向，从而适应于具有不同感测方向的感应元件，解除磁传感器的制造和使用限制；本发明提供的磁传感器通过设置与待测磁体上第一磁极具有不同相对位置关系的两组感测组件，能够相互之间形成对照，达到抗干扰的效果。
附图说明
34.图1是本发明一实施方式中磁传感器与待测磁体第一位置关系示意图。
35.图2是本发明一实施方式中磁传感器与待测磁体第二位置关系示意图。
36.图3是本发明一实施方式中磁传感器的结构示意图。
37.图4是本发明一实施方式中感测组件或基准组件的第一实施例的结构示意图。
38.图5是本发明一实施方式中感测组件或基准组件的第一实施例沿图4第一剖视线r1的剖面图。
39.图6是本发明一实施方式中感测组件或基准组件的第二实施例的结构示意图。
40.图7是本发明一实施方式中感测组件或基准组件的第三实施例的结构示意图。
41.图8是本发明一实施方式中基准组件的第四实施例的结构示意图。
42.图9是本发明第一实施方式中磁传感器的结构示意图。
43.图10是本发明第一实施方式中磁传感器沿图9第二剖视线r2的剖面图。
44.图11是本发明第一实施方式中感测组件或基准组件沿图9第二剖视线r2的剖面在第三方向磁场下的磁感线分布图。
45.图12是本发明第一实施方式中感测组件或基准组件沿图9第二剖视线r2的剖面在第一方向磁场下的磁感线分布图。
46.图13是本发明第一实施方式中基准组件沿图9第三剖视线r3的剖面在第三方向磁场下的磁感线分布图。
47.图14是本发明第一实施方式中基准组件沿图9第三剖视线r3的剖面在第一方向磁场下的磁感线分布图。
48.图15是本发明第一实施方式中状态检测装置的结构示意图。
49.图16是本发明第一实施方式中无干扰时磁传感器输出磁信号波形图。
50.图17是本发明第一实施方式中有干扰时磁传感器输出磁信号波形图。
51.图18是本发明第二实施方式中磁传感器的结构示意图。
52.图19是本发明第二实施方式中磁传感器沿图18第四剖视线r4的剖面图。
53.图20是本发明第二实施方式中状态检测装置的结构示意图。
54.图21是本发明另一实施方式中磁传感器的结构示意图。
55.图22是本发明第三实施方式中磁传感器的结构示意图。
56.图23是本发明第三实施方式中状态检测装置的结构示意图。
57.图24是本发明第四实施方式中磁传感器的结构示意图。
58.图25是本发明第四实施方式中状态检测装置的结构示意图。
59.图26是本发明一实施方式中感应元件或基准元件的第一实施例的结构示意图。
60.图27是本发明一实施方式中感应元件或基准元件的第二实施例的结构示意图。
61.图28是本发明一实施方式中感应元件或基准元件的第三实施例的结构示意图。
62.图29是本发明一实施方式中感测组件或基准组件的第五实施例的结构示意图。
63.图30是本发明一实施方式中状态检测方法的步骤示意图。
64.图31是本发明一实施方式中状态检测方法的第一实施例的步骤示意图。
65.图32是本发明一实施方式中状态检测方法的第二实施例的步骤示意图。
66.图33是本发明一实施方式中状态检测方法的第三实施例的步骤示意图。
67.图34是本发明第一实施方式中测试测量系统的结构示意图。
68.图35是本发明第二实施方式中测试测量系统的结构示意图。
69.图36是本发明第三实施方式中测试测量系统的结构示意图。
具体实施方式
70.以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
71.需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
72.用于进行角度、行程、速度和方向等状态数据检测的传感器，可以被广泛应用于多种场景下，例如对机械装置中齿轮旋转量的测量，对阀门开关行程大小的测量。基于此，可以实现对汽车等包含轮状器件的装置进行空转滑动检测，也可以实现对自动化产线的动作反馈检测。
73.为了适应多种困难的工作状况，有必要利用一种非接触测量、具有抗震动性能和抗油污性能，且精准度高、反应速度快的状态数据测量方式，从而，利用磁传感器进行检测是较优的选择。磁传感器通常可以分为以霍尔效应为原理制成的元器件，以及以磁阻效应为原理制成的元器件。前者具有与cmos(complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体)工艺兼容性强、尺寸小和性价比高的优势，后者则具有更高的灵敏
度、更小的ic(integrated circuit，集成电路)功耗和更高的检测精度。不管是上述任何一种磁传感器或其他未提及到的、可以用于感测物理数据的传感器，均可以以其自身优势为有益效果，替换应用于本发明在下文中提供的任何实施方式。
74.在对待测磁体或含有待测磁体的物体进行检测时，磁传感器与待测磁体之间可以具有如图1和/或图2所示的相对位置关系。
75.待测磁体900可以相对静止，磁传感器100可以通过检测待测磁体900在其上形成的磁场分布情况，判断待测磁体900当前的位置或姿态。待测磁体900可以绕一轴自转，磁传感器100可以根据磁场变化，确定待测磁体900的自转角度、自转速度或自转路径等状态。待测磁体900可以绕一轴或一物体公转，磁传感器100可以根据磁场变化，确定待测磁体900的公转角度、公转速度、公转路径等状态。
76.当然，其他场景下，待测磁体900的运动还可以是平移。或者，待测磁体900保持相对静止，而磁传感器100相对待测磁体900发生平移或旋转；换言之，上述待测磁体900的运动，可以解释为待测磁体900与磁传感器100发生相对运动，故而两者其中之一发生运动或两者均发生运动，也包含于本发明的保护范围内。
77.如图1所示，磁传感器100可以设置于待测磁体900在第三方向z上的一侧；在定义第三方向z为“上”，第三方向的反方向为“下”时，磁传感器100可以设置于待测磁体900的上方或下方。
78.在磁传感器100和待测磁体900在磁传感器100的高度方向上间隔设置时，待测磁体900可以解释为，设置于磁传感器100的高度方向上的一侧。在一种实施例中，第三方向z及其反方向可以与磁传感器100的高度方向解释为相同的概念。
79.过待测磁体900的中心可以做一磁体中心轴，过磁传感器100的中心可以做一传感器中心轴。所述“中心”可以是待测磁体900或磁传感器100的几何中心或重心，对于待测磁体900而言，优选为其磁极分界面的中心。在待测磁体900包括两个磁极时，所述磁极分界面指向两个磁极的交界面；在待测磁体900由磁单极子构成时，所述磁极分界面可以是待测磁体900的任何一个表面。
80.所述磁体中心轴与所述传感器中心轴可以重合；换言之，待测磁体900的中心与磁传感器100的中心可以对齐。所述“对齐”可以是在第一方向x、第二方向y或第三方向z上对齐，也可以是在磁传感器100的高度方向或宽度方向上对齐。例如，可以认为磁传感器100的高度方向即为第三方向z，可以过磁传感器100的中心做一平行于第一方向x且平行于第二方向y的传感器平面；此时，磁传感器100的中心与待测磁体900的中心在磁传感器100的宽度方向上对齐，可以被解释为：待测磁体900的中心在所述传感器平面上的投影，与磁传感器100的中心重合。
81.如图2所示，磁传感器100可以设置于待测磁体900在第一方向x上的一侧；在定义第一方向x为“左”，第一方向的反方向为“右”时，磁传感器100可以设置于待测磁体900的左侧或右侧。磁传感器100可以设置于待测磁体900在第二方向y上的一侧；在定义第二方向y为“前”，第二方向的反方向(如图10至14和图19中的附图标记-y)为“后”时，磁传感器100可以设置于待测磁体900的前方或后方。
82.在磁传感器100和待测磁体900在磁传感器100的宽度方向上间隔设置时，待测磁体900可以解释为，设置于磁传感器100的宽度方向上的一侧。在一种实施例中，第一方向x
及其反方向、第二方向y及其反方向-y可以与磁传感器100的宽度方向解释为相同的概念。
83.待测磁体900的中心与磁传感器100的中心可以在第三方向z上对齐，也可以是在磁传感器100的高度方向上对齐。例如，可以认为磁传感器100的高度方向即为第三方向z，可以过磁传感器100的中心做一平行于待测磁体900的磁极分界面的传感器平面；此时，磁传感器100的中心与待测磁体900的中心在磁传感器100的高度方向上对齐，可以被解释为：待测磁体900的中心在所述传感器平面上的投影，与磁传感器100的中心重合。
84.本发明一实施方式提供一种状态检测装置，包括一种磁传感器100。
85.所述状态检测装置可以配置为：根据磁传感器100的输出，确定待测磁体900当前的状态数据。其中，所述状态数据包括待测磁体900当前所处角度、待测磁体900的角度变化、待测磁体900的运动速度或运动加速度或待测磁体900自转或公转所发生的旋转路径的长度，至少其中之一。虽然后文以将所述状态数据界定为待测磁体900以其磁体中心轴自转所形成的角度数据为例进行说明，但本发明实际所支持的状态数据检测范围，并不局限于此。
86.如图15、图20、图23和图25所示，一种实施方式中，所述状态检测装置还包括存储模块82和输出处理模块81。
87.存储模块82用于存储状态校正信息。所述状态校正信息可以解释为用于校正状态数据的信息；在状态检测装置后级还设置有其他受控设备，该受控设备配置为根据状态检测装置输出的状态数据，实现自身或后级设备控制、校正的实施方式中，所述状态校正信息也可以解释为用于实现对所述受控设备或其后级设备校正的信息。
88.一种实施方式中，输出处理模块81耦合至所述磁传感器。特别是可以耦合至其感测组件，例如耦合至第一感测组件的第一感应元件组中感应元件31和感应元件32，或耦合至第二感测组件的第二感应元件组中感应元件51和感应元件52。
89.输出处理模块81用于接收所述磁传感器的输出信号，可以是单个感测组件的输出信号，也可以是单个感应元件的输出信号；输出处理模块81用于根据上述输出信号计算所述状态数据，所述状态数据可以包括与待测磁体900的第一状态对应的第一状态数据。
90.另一种实施方式中，输出处理模块81分别耦合至所述磁传感器和存储模块82。输出处理模块81用于接收并根据所述磁传感器的输出信号计算所述状态数据；输出处理模块81还用于根据所述状态校正信息调整所述状态数据。
91.所述状态检测装置的其他特征将在后文对应磁传感器进行说明，此处不再赘述。下文提供的多种实施例可以是并列的，也可以相互结合构成统一的方案，在该统一的方案中，所述状态检测装置在不同配置方案之间的切换，可以通过设计切换设备来实现，所述切换设备至少可以用于调整模块之间的连接关系。
92.如图3、图6、图9、图10、图18、图19、图21、图22和图24，结合图4、图5、图7、图11、图12所示，本发明一实施方式提供一种磁传感器100，可以应用于上述任一种技术方案所述的状态检测装置中，其上也可以实施一种如后文所述的状态检测方法。
93.磁传感器100可以包括感测组件和基板101。为了简化表达，后文将以第一感测组件300，或第一感测组件300和第二感测组件500为例，通过对第一感测组件300或第二感测组件500的描述，对本发明提供的感测组件进行界定。所述感测组件的界定并不意味着其内部的器件必然进行整体封装，在不进行整体封装的实施方式中，下文对感测组件的描述可
以解释为，对磁传感器100中用于设置所述感测组件所包含器件的区域，也即将感测组件解释为磁传感器100处用于实现感测的区域。
94.所述感测组件包括磁聚集元件及靠近其延展面设置的若干感应元件。例如，第一感测组件300包括第一磁聚集元件30，以及诸如感应元件31或第二感应元件32的若干感应元件。感应元件31和第二感应元件32靠近第一磁聚集元件30的一个延展面设置。一种实施方式中，待测磁体900在该延展面附近的磁场，由于第一磁聚集元件30的聚磁作用，而向该延展面方向偏折。
95.所述磁聚集元件可以由铁磁材料等制备得到，所述铁磁材料优选为坡莫合金、镍铁高导磁合金或金属玻璃。一种较优实施方式中，所述铁磁材料为具有较低矫顽场强的金属玻璃，能够避免发生磁滞效应。所述磁聚集元件的磁化程度可以配置为大致呈各向同性。
96.一种实施方式中，所述磁聚集元件可以在第一方向x和第二方向y所在xy平面处延伸，并形成有较为平整的外观，此时，磁聚集元件的延展面可以与该xy平面平行。磁聚集元件在第三方向z或其高度方向具有较为均匀的厚度，或其中部厚度略大于边缘厚度。
97.相对应地，所述感测组件也可以在与该xy平面平行的平面处延伸，从而，感应元件接收到的磁场偏折幅度，能够与磁场在磁聚集元件的延展面处的偏折幅度保持高度一致。
98.至少两个所述感测组件设置于基板101的承载面。例如，至少第一感测组件300和第二感测组件500设置于基板101的承载面；在其他的实施方式中，可以有第三感测组件同样设置于基板101的承载面，也可以有诸如第一基准组件200或第二基准组件400的基准组件设置于基板101的承载面。
99.所述承载面可以解释为用于承载元器件的表面；单块基板101可以具有一个承载面，也可以具有多个承载面。
100.在磁传感器100靠近待测磁体900时，或称，在磁传感器100对待测磁体900进行检测时，待测磁体900可以具有第一状态。其中，待测磁体900的第一状态可以表征其处于某一当前角度、某一角度变化过程、某一匀速运动过程、某一加速运动过程或经过某一路径长度的旋转过程。作为示例的，待测磁体900的所述第一状态，可以是图9、图18、图22或图24所示出的状态。
101.继续如图3、图6、图9、图10、图18、图19、图21、图22和图24，至少在所述第一状态下，所述感测组件其中之一靠近待测磁体100的第一磁极n，所述感测组件其中另一相对远离第一磁极n。例如，图9或图22提供的实施方式中，第一感测组件300靠近第一磁极n，第二感测组件500相对于第一感测组件300更远离第一磁极n。若待测磁体900以其中心轴自转180度，则第二感测组件500更靠近第一磁极n，第一感测组件300更远离第一磁极n。对于磁单极子制备形成的待测磁体100，其整体可视为一种第一磁极，因此可以进一步解释为：至少存在一个状态，使得其中一个感测组件更靠近待测磁体100，而至少另一个更远离待测磁体100。
102.此外，所述至少两个感测组件的感测方向大致相同；具体地，感测组件中的感应元件的感测方向大致相同。两感测组件执行第二运算后形成携带第一状态数据而消除干扰的检测信号；所述第二运算可以是差动运算。
103.所述磁聚集元件的延展面可以定义为，所述磁聚集元件处靠近基板101的承载面的侧面。当然，本发明并不局限于此，能够实现对感测组件处磁场方向调整的位置设置方
案，均可以替换地实施于本发明中。
104.如此，由于所述感应元件靠近所述磁聚集元件的延展面设置，待测磁体900在该延展面附近的磁场向延展面偏折，即使此处原磁场的磁感应线方向平行于该延展面，也能够因为磁场聚集作用而产生垂直于该延展面方向的分量；此种垂直分量反映在感测组件一侧，使得感测方向始终垂直于延展面的感应元件也能够检测到平行的磁场。当然，当感应元件的感测方向始终平行于延展面，但待测磁体900在磁传感器100处形成的原磁场垂直于延展面时，也能够基于磁聚集元件形成磁场偏折分量；故而，扩大了磁传感器100的使用范围，避免结构调整、成本上涨、精度下降等问题。
105.同时，由于至少在一个状态下两感测组件相对于第一磁极具有不同位置，故而，两感测组件感测沿自身感测方向的磁场分量形成的两组检测信号，因两感测组件与第一磁极的距离不同而存在差异，进而沿感测方向的检测信号能够选择被保留；与此相对应地，沿其他方向的磁场分量通常示为分布较为均匀的干扰磁场，干扰磁场在两感测组件处形成的检测信号大致相同，因此能够被运算消除。
106.可见，本发明提供的磁传感器100，能够兼顾成本、精度优化以及较强抗干扰性能。
107.结合图4、图5、图9至图12、图18、图19、图22、图24，所述磁聚集元件的延展面贴靠基板101的承载面。例如，第一磁聚集元件30的延展面贴靠基板101的承载面，第二磁聚集元件50的延展面贴靠基板101的承载面。如此，相较于感应元件而言，磁聚集元件能够更充分地暴露于磁场中，实现更充分地磁场方向调整。
108.所述感应元件设置于对应的磁聚集元件与基板101之间。例如，第一感应元件组中的感应元件31和感应元件32设置于第一磁聚集元件30与基板101之间；第二感应元件组中的感应元件51和感应元件52设置于第二磁聚集元件50与基板101之间。如此，磁场方向能够更充分得受磁聚集元件的调整，而在感应元件处始终产生符合其感测方向的磁场分量。
109.结合图4至图7、图9至图12、图18、图19、图22、图24和图29所示，所述感应元件对应单个感测组件可以设置有n个。在有检测磁传感器宽度方向上状态数据的需求的场景下，n≥2，从而辅助识别待测磁体900的当前状态。3
110.例如图4和图5所示的实施方式中，n＝2，第一感测组件300包括感应元件33和感应元件34。例如图6、图9至图12、图18、图19、图22和图24所示的实施方式中，n＝4，第一感测组件300包括感应元件31、感应元件32、感应元件33和感应元件34，第二感测组件500包括感应元件51、感应元件52、感应元件53和感应元件54。例如图29所示的实施方式中，n＝3k，其中k是正整数。
111.所述感应元件相对于对应的磁聚集元件的中心呈对称布置；对称布置可以被具体解释为：感应元件相对于过磁聚集元件的中心的任一直线呈轴对称布置，且/或感应元件相对于磁聚集元件的中心在感应元件所在平面上的投影呈中心对称布置。特别是，参考在宽度方向形成的平面xy，感应元件的投影相对于上述任一直线的投影呈轴对称布置，且/或感应元件的投影相对于磁聚集元件的中心的投影呈中心对称布置。如此，使感测组件处感应元件产生的检测信号因遵循其对称而标准位置关系而有规律可循，能够据此进行待测磁体900位置和姿态的判断。
112.如图7示出的实施方式中，n可以是奇数，例如n＝5。此时优选地，所述感应元件其中之一的中心与对应的磁聚集元件的中心对齐，其他(n-1)个感应元件相对于该磁聚集元
件的中心呈对称布置。其中，对称布置的解释参见前文。例如，感应元件35的中心与第一磁聚集元件30的中心对齐，特别是在高度方向或第三方向z上对齐；感应元件31、感应元件32、感应元件33和感应元件34则相对于第一磁聚集元件30的中心对称布置。如此，一方面能够以感应元件35的检测信号作为参考，在第一感测组件300内形成相互对照；另一方面，也能够将感应元件35拆解看待，不影响对干扰磁场的屏蔽效果。
113.如图1、图9至图12和图22所示，待测磁体900设置于磁传感器100高度方向上的一侧；待测磁体900设置于磁传感器100沿第三方向z上的一侧。在所述第一状态下，所述感测组件相对于待测磁体900的磁极分界面对称。例如，图9和图10所示的实施方式中，所述第一状态下，第一感测组件300和第二感测组件500相对于待测磁体900的磁极分界面对称。若将第一状态解释为：待测磁体900运动过程中使所述感测组件相对于待测磁体900的磁极分界面对称的位置状态；则图22所示的实施方式中，待测磁体900以其中心轴顺时针旋转近似45度后即可达到此种第一状态。
114.在此种第一状态下，参考图10至图12所示，沿第三方向z及其反方向的磁场分量，在第一感测组件300处被设置为沿第三方向z的反方向，在第二感测组件500处被设置为沿第三方向z，且两处形成的第三方向z及其反方向上的磁场分量在绝对值上基本相等，如此能够实现检测信号保留原数值得叠加。对于磁传感器100处第一方向x及其反方向的磁场分量，在第一感测组件300和第二感测组件300处均沿第一方向x，且两处形成的第一方向x上的磁场分量基本相等，如此能够实现相互抵消或叠加。
115.参考图11，即使由于第一磁聚集元件30的存在，导致第三方向z及其反方向上的磁场出现沿第一方向x及其反方向的偏折，由于第一感测组件300设置有沿第一方向x间隔设置在第一磁聚集元件30两侧的感应元件31和感应元件32，沿第一方向x及其反方向的偏折磁场分量能够因方向相反而被差动削弱。优选地，感应元件31和第二感应元件32可以相对于第一磁聚集元件30沿第二方向y的对称轴而对称，能够基本实现对偏折磁场分量的完全抵消。其中，第二方向y平行于第一磁聚集元件30的延展面，且与第一方向x垂直。
116.参考图12，即使由于第一磁聚集元件30的存在，导致第一方向x及其反方向上的磁场出现沿第三方向z及其反方向的偏折，由于第一感测组件300设置有沿第一方向x间隔设置在第一磁聚集元件30两侧的感应元件31和感应元件32，沿第三方向z及其反方向的偏折磁场分量能够因方向相反而被差动削弱。优选地，感应元件31和感应元件32可以相对于第一磁聚集元件30沿第二方向y的对称轴在感应元件一侧的投影而轴对称，能够基本实现对偏折磁场分量的完全抵消；其中，第二方向y平行于第一磁聚集元件30的延展面，且与第一方向x垂直。
117.如图9至图12、图15，以及图22、图23所示，待测磁体900设置于磁传感器100高度方向上的一侧。在所述第一状态下，第一感测组件300靠近第一磁极n，第二感测组件500远离第一磁极n。第一感测组件300包括沿第一方向x布置的第一感应元件组；例如，第一感应元件组包括感应元件31和感应元件32。第二感测组件500包括沿第一方向x布置的第二感应元件组；例如，第二感应元件组包括感应元件51和感应元件52。
118.优选地，下述任一种信号可以用于计算对应于待测磁体900的第一状态的第一状态数据：
119.(1)所述第一感应元件组处执行第一运算op1形成的第一中间信号op11；例如，对
感应元件31的检测信号与感应元件32的检测信号执行第一运算op1。
120.(2)所述第二感应元件组处执行第一运算op1形成的第二中间信号op12；例如，对感应元件51的检测信号与感应元件52的检测信号执行第一运算op1。
121.(3)如图9至图12、图15示出的实施方式，第一中间信号op11和第二中间信号op12执行第二运算op2形成的第一输出信号o21。
122.结合图16、图17所示，定义第三方向z为磁场强度的正方向，第一中间信号op11在不考虑干扰时能够生成第一感测组件300处的反向磁场强度-bs，在考虑干扰时能够生成含干扰磁场强度+bi的反向磁场强度(-bs+bi)；第二中间信号op12在不考虑干扰时能够生成第二感测组件500处的正向磁场强度+bs，在考虑干扰时能够生成含干扰磁场强度+bi的正向磁场强度(+bs+bi)。
123.在干扰磁场强度+bi能够通过诸如后文基准组件(诸如第一基准组件200)确认时，即使在考虑干扰的情况下，感测组件处磁场强度也只需要一组感应元件和至少一组基准组件即可确定。而对于不设置基准组件、干扰磁场强度+bi无法直接获知的情形，通过对第一中间信号op11和第二中间信号op12执行运算，也能够保留感测组件处磁场强度并抵消干扰磁场强度。
124.换言之，本发明提供的磁传感器100，只需要两组诸如感测组件的部件即可实现干扰屏蔽，而大幅降低了磁传感器的造价和能耗。
125.一种实施方式中，第一运算op1和第二运算op2互为逆运算。如此，能够辅助消除干扰磁场或对干扰磁场强度进行提取。
126.当第一运算op1为差动运算时，如前文所述，由于在感应元件31和感应元件32处，存在第一方向x上相反的磁场分量(如图11)或第三方向z上相反的磁场分量(如图12)，因此，将两者的检测信号执行差动运算，能够将此种差异放大、抵消其他方向相同的磁场分量，以便分析。
127.基于此，若第二运算op2为叠加运算，则能够将第一感测组件300和第二感测组件500处确定的差异叠加，进一步将其放大以便分析；或者因两组件处磁场方向相反而便于分析两位置处磁场之间的差距。上述两种方案对应效果的产生，取决于分别对两感测组件的感应元件差动运算时的“被减量”与“减量”是否相互对应。
128.当第一运算op1为叠加运算时，如前文所述，由于在感应元件31和感应元件32处，存在第一方向x或沿第三方向x上相反的磁场分量，因此，将两者的检测信号执行叠加运算，能够将此部分磁场消除。
129.基于此，若第二运算op2为差动运算，则能够基于第一感测组件300处沿其感测方向(例如第三方向z的反方向或其高度方向)的磁场与第二感测组件500处沿其感测方向(例如第三方向z或其高度方向)的磁场方向相反，而将实际可用的检测信号叠加，便于对待测磁体900当前状态进行分析。如图16和图17，将第一中间信号op11与第二中间信号op12执行差动运算，不论是否存在干扰磁场，均能够得到磁场强度为out＝2bs的第一输出信号o21。
130.本发明中优选地，第一运算op11为叠加运算，且第二运算op2为差动运算，其他实施方式中同样适用。
131.在待测磁体900进行运动而发生角度变化的过程中，特别是在待测磁体900绕其中心轴发生自转的过程中，待测磁体900除中心轴处其他部位均发生移动而存在对应于该部
位的运动方向。例如，待测磁体900处对应于第一感测组件300的部位运动而存在一运动方向(例如，第二方向的反方向-y)，或称第一感测组件300投影于待测磁体900后所指向的待测磁体900的部位运动而存在一运动方向(例如，第二方向的反方向-y)；基于此，在所述第一状态下，第一方向x可以与该运动方向基本垂直。如此，磁传感器100能够有效检测出待测磁体100诸如旋转角度的状态数据。
132.进一步地，在该实施方式中，第一感测组件300包括第一磁聚集元件30；所述第一感应元件组至少包括沿第一方向x设置的两个感应元件(例如感应元件31和感应元件32)，且这两个感应元件同样可以设置于第一磁聚集元件30的两侧。第二感测组件500包括第二磁聚集元件50；所述第二感应元件组至少包括沿第一方向x设置的两个感应元件(例如感应元件51和感应元件52)，且这两个感应元件同样可以设置于第二磁聚集元件50的两侧。
133.当然，本发明不止局限于此，第一感测组件300也可以包括沿第二方向y设置的两个感应元件(例如感应元件33和感应元件32)，且同样可以位于第一磁聚集元件30两侧；第二感测组件500也可以包括沿第二方向y设置的两个感应元件(例如感应元件53和感应元件54)，且同样可以位于第二磁聚集元件50两侧；第二方向y与第一方向x垂直。上述两种实施方式可以并列实施，也可以同时实施。
134.如图18、图19、图24所示，待测磁体900设置于磁传感器100宽度方向上的一侧；待测磁体900设置于磁传感器100沿第一方向x上的一侧。在所述第一状态下，所述感测组件与待测磁体900在所述磁传感器高度方向(可以是第三方向z)上基本对齐。例如，图19所示的实施方式中，磁传感器100可以通过所述磁聚集元件与待测磁体900在第三方向z上对齐。如此，能够使第三方向z上的磁聚集作用更为均匀。
135.如图18至图20，以及图24、图25所示，待测磁体900设置于磁传感器100宽度方向上的一侧。在所述第一状态下，第一感测组件300相对远离第一磁极n，第二感测组件500靠近第一磁极n。第一感测组件300包括沿第一方向x布置的第一感应元件组，例如，第一感应元件组包括感应元件31和感应元件32；第二感测组件500包括沿第一方向x布置的第二感应元件组，例如，第二感应元件组包括感应元件51和感应元件52。
136.优选地，下述任一种信号可以用于计算对应于待测磁体900的第一状态的第一状态数据：
137.(1)所述第一感应元件组处执行第二运算op2形成的另一第一中间信号op11'；例如，对感应元件31的检测信号与感应元件32的检测信号执行第二运算op2。
138.(2)所述第二感应元件组处执行第一运算op1形成的另一第二中间信号op12'；例如，对感应元件51的检测信号与感应元件52的检测信号执行第二运算op2。
139.(3)上述第一中间信号op11'和上述第二中间信号op12'执行第二运算op2形成的另一第一输出信号o21'。
140.一方面，由于待测磁体900设置于磁传感器100宽度方向上的一侧，感测组件处的磁场方向以第一方向x及其反方向为主，并可能会产生诸如沿第三方向z(或称磁传感器100的高度方向)的磁场分量。由于磁聚集元件的存在，第一感测组件300和第二感测组件500处会形成诸如图12中感应元件31附近的磁场偏折，而由于第一感测组件300中沿第一方向x设置的两个感应元件统一地远离第一磁极n，第二感测组件500中沿第二方向x设置的两个感应元件统一地靠近第一磁极n，即使发生偏折，每个感测组件中两个感应元件在第三方向z
的磁场分量也差距不大。故而，有助于在单个感测组件处，进行磁场分量的消除或磁场分量的提取。
141.另一方面，由于第二感测组件500更靠近第一磁极n，基于磁场分布原理，两感测组件形成的总输出自然存在差异，因此不仅可以判断待测磁体900的当前位姿状态，还可以基于此种总输出的差异运算待测磁体900的当前运动状态。
142.可见，本发明提供的磁传感器100，只需要两组感测组件即可实现对运动状态的检测，能够大幅降低磁传感器的造价和能耗。
143.一种实施方式中，第二运算op2为差动运算。如此，能够消除特定方向的磁场分量，且通过两感测组件的差异确定待测磁体900的状态。
144.在待测磁体900进行运动而发生角度变化的过程中，特别是在待测磁体900绕其中心轴发生自转的过程中，待测磁体900除中心轴处其他部位均发生移动而存在对应于该部位的运动方向。例如，待测磁体900处对应于第二感测组件500的部位运动而存在一运动方向(例如，第二方向的反方向-y)，或称待测磁体900处最靠近于第二感测组件500的部位运动而存在一运动方向(例如，第二方向的反方向-y)；基于此，在所述第一状态下，第一方向x可以与该运动方向基本垂直。如此，磁传感器100能够有效检测出待测磁体100诸如旋转角度的状态数据。
145.进一步地，在该实施方式中，第一感测组件300包括第一磁聚集元件30；所述第一感应元件组至少包括沿第一方向x设置的两个感应元件(例如感应元件31和感应元件32)，且这两个感应元件同样可以设置于第一磁聚集元件30的两侧。第二感测组件500包括第二磁聚集元件50；所述第二感应元件组至少包括沿第一方向x设置的两个感应元件(例如感应元件51和感应元件52)，且这两个感应元件同样可以设置于第二磁聚集元件50的两侧。
146.如图18至图20，以及图24、图25，结合图4至图7、图9和图22，在所述第一状态下，第一感测组件300还包括沿第二方向y布置的第三感应元件组，例如，第三感应元件组包括感应元件33和感应元件34；所述第二感测组件还包括沿第二方向y布置的第四感应元件组，例如，第四感应元件组包括感应元件53和感应元件54。
147.优选地，下述任一种信号可以用于计算对应于待测磁体900的第一状态的第一状态数据：
148.(1)所述第三感应元件组处执行第二运算op2形成的第三中间信号op23；例如，对感应元件33的检测信号与感应元件34的检测信号执行第二运算op2。
149.(2)所述第四感应元件组处执行第二运算op2形成的第四中间信号op24；例如，对感应元件53的检测信号与感应元件54的检测信号执行第二运算op2。
150.(3)第三中间信号op23和第四中间信号op24执行第二运算op2形成的第二输出信号o22。
151.由于第三感应元件组和第四感应元件组的布置方向与第一感应元件组和第二感应元件组的布置方向不同，能够提供第一感测组件在另一方面上的感度。
152.一种实施方式中，所述第二运算为差动运算。第一感应元件组沿第二方向y布置，第二感应元件组沿第二方向y布置，在第二方向y垂直于第一方向x时，感应元件33和感应元件34处的磁场方向可以参考图12中感应元件31处的磁场方向。待测磁体900过其中心做一平行于第一方向x和第三方向z的平面，若感应元件33与感应元件34相对于该平面对称，则
在第一状态下，感应元件33与感应元件34处磁场分布相同，也即，当待测磁体900由所述第一状态开始发生自转，则感应元件33和感应元件34能够灵敏地从两者磁场分布的y差异中，确定待测磁体900的状态变化幅度。
153.一种实施方式中，第一方向x与待测磁体900对应于所述感应元件的部位(特别是靠近第二感测组件500中感应元件51和感应元件52的部位)基本垂直，相当于第二方向y与该部位的运动方向基本相同。如此，能够更灵敏的检测待测磁体900的运动情况。
154.进一步地，在该实施方式中，第一感测组件300包括第一磁聚集元件30；所述第一感应元件组至少包括沿第一方向x设置的两个感应元件(例如感应元件31和感应元件32)，且这两个感应元件同样可以设置于第一磁聚集元件30的两侧；所述第三感应元件组至少包括沿第二方向y设置的两个感应元件(例如感应元件33和感应元件34)，且这两个感应元件同样可以设置于第一磁聚集元件30的两侧。
155.第二感测组件500包括第二磁聚集元件50；所述第二感应元件组至少包括沿第一方向x设置的两个感应元件(例如感应元件51和感应元件52)，且这两个感应元件同样可以设置于第二磁聚集元件50的两侧；所述第四感应元件组至少包括沿第二方向y设置的两个感应元件(例如感应元件53和感应元件54)，且这两个感应元件同样可以设置于第二磁聚集元件50的两侧。
156.当然，在待测磁体900设置于磁传感器100高度方向上的一侧时，如前所述，也可以设置上述第三感应元件组和第四感应元件组，以使第一感测组件300和第二感测组件500获得更多方向的感度。
157.在本发明提供的技术方案中，所述感应元件，特别是设置于同一感测组件中的若干感应元件，可以配置为具有相同的结构，从而保证各方向磁场检测的均匀。在本发明提供的技术方案中，所述感测组件，特别是设置于同一磁传感器100的若干感测组件，可以配置为具有相同的结构，从而保证各个位置磁场检测的均匀。上述两种实施方式可以实施于同一方案中，也可以并列实施于不同的方案中。
158.结合图4至图7所示，一实施方式中，所述感应元件在对应的磁聚集元件处的投影，至少部分与其延展面重叠。例如在图4和图5的实施方式中，感应元件33在第一磁聚集元件30处的投影，存在与第一磁聚集元件30靠近基板101一侧的延展面重叠的部分；优选地，感应元件33在第一磁聚集元件30处的投影，略小于感应元件33靠近第一磁聚集元件30的侧面的面积。在其他的实施方式中，所述感应元件在第一磁聚集元件30处的投影，还可以等于感应元件33靠近第一磁聚集元件30的侧面的面积(诸如图7中感应元件35)。该实施方式中，感应元件34之于第一磁聚集元件30可以同样具有上述配置。在图6和图7提供的实施方式中，感应元件31和感应元件32也可以具有上述配置。
159.如图3至图9、图13、图14、图18、图21、图22、图24所示，一实施方式中，磁传感器100还包括基准组件。为了简化表达，后文将以第一基准组件200为主要描述对象，以对本发明提供的基准组件进行界定。所述基准组件的界定并不意味着其内部的器件必然进行整体封装，在不进行整体封装的实施方式中，下文对基准组件的描述可以解释为，对磁传感器100中用于设置所述基准组件所包含器件的区域，也即将基准组件解释为磁传感器100处用于提供参考的区域。
160.所述基准组件包括磁聚集元件及靠近其延展面设置的基准元件。所述基准元件可
以是一个，也可以是多个。例如，第一基准组件200包括第三磁聚集元件20，以及诸如基准元件25的基准元件。基准元件25靠近第三磁聚集元件20的一个延展面设置。一种实施方式中，待测磁体900在该延展面附近的磁场，由于第三磁聚集元件20的聚磁作用，而向该延展面方向偏折。
161.第三磁聚集元件20可以与前文第一磁聚集元件30和第二磁聚集元件50具有相同的配置，也可以配置为不同。
162.至少一个基准组件设置于基板101的承载面。至少第一基准组件200置于基板101的承载面；在其他实施方式中，可以有第二基准组件400同样设置于基板101的承载面。此外，用于设置所述基准组件的承载面可以与用于设置所述感测组件的承载面相同，在一些实施方式中，也可以不同，并通过调整后续运算处理过程，达到类似的效果。
163.其中，至少一个基准元件的中心在对应的磁聚集元件的延展面上的投影，位于该磁聚集元件的延展面的对称轴处。例如，图7或图8中基准元件25的中心在第三磁聚集元件20的延展面上的投影，位于第三磁聚集元件20的该延展面的对称轴处。如此，能够基于基准组件处大部分磁场分量由于聚磁作用而相互抵消，但始终保留包含外界均匀干扰磁场的特性，从而利用基准组件获知当前干扰磁场的情况，以进行分析或在感测组件输出的信号中针对性消除。
164.参考图13所示，在所述第一状态下，沿第三方向z及其反方向的磁场分量，由于第三磁聚集元件20的存在，而在第三磁聚集元件20靠近待测磁体900一侧聚集，并在第三磁聚集元件20的延展面一侧发散。虽然第三磁聚集元件20使得沿第三方向z及其反方向的磁场分量产生沿第一方向x或其反方向的偏折，但是基于第三磁聚集元件20与基准元件25的相对设置位置，使得基准元件25处磁场始终保持沿第三方向z及其反方向。在第三方向z的磁场分量受到待测磁体900的影响而发生变化时，基准元件25也能够产生较为单一的检测信号，以便与感应元件产生的复合的检测信号形成对应在第三方向z的磁场分量在待测磁体900状态变化过程中保持不变时，第三方向z的磁场仅受到外界干扰磁场的影响，从而便于从感应元件的检测信号中消除干扰磁场的影响。
165.一种实施例中，所述感测组件可以与所述基准组件配置为具有相同或近似的结构，从而保证两种组件输出的信号能够形成准确的对照。
166.图4和图5提供的方案中，第一基准组件200可以包括基准元件23和基准元件24，两者中心在第二磁聚集元件20的延展面上的投影，可以位于该第三磁聚集元件20的延展面的对称轴上(沿第二方向y延伸)；该对称轴还可以替换为过第三磁聚集元件20的中心做出的平行于第二方向y和第三方向z的平面。第三磁聚集元件20还可以包括与该对称轴垂直的另一对称轴(沿第一方向x延伸)或过其中心做出的平行于yz平面的另一平面，基准元件23和基准元件24可以相对于该对称轴或该平面对称。同理，第一感测组件300同样可以包括与基准元件23和基准元件24分别对应的感应元件33和感应元件34。
167.在图6提供的方案中，可以界定基准元件21和/或基准元件22为上述中心位于第三磁聚集元件20的延展面的对称轴处的基准元件，也可以界定基准元件23和/或基准元件24为上述基准元件。同理，第一感测组件300同样可以包括与基准元件21、基准元件22、基准元件23、基准元件24分别对应的感应元件31、感应元件32、感应元件33和感应元件34。
168.在图7提供的方案中，可以界定基准元件21和/或基准元件25和/或基准元件22为
上述中心位于第三磁聚集元件20的延展面的对称轴处的基准元件，也可以界定基准元件23和/或基准元件25和/或基准元件24为上述基准元件。同理，同理，第一感测组件300同样可以包括与基准元件21、基准元件22、基准元件23、基准元件24、基准元件25分别对应的感应元件31、感应元件32、感应元件33、感应元件34和感应元件35。
169.所述基准元件设置于对应的磁聚集元件与所述基板之间。例如，图4和图5中，基准元件24位于第三磁聚集元件20与基板101之间，基准元件23位于第三磁聚集元件20与基板101之间。如此，能够充分接受磁聚集元件的磁场偏折调整。
170.如图1、图9和图10所示，待测磁体900设置于磁传感器100高度方向上的一侧；待测磁体900设置于磁传感器100沿第三方向z上的一侧。在所述第一状态下，所述基准组件的磁聚集元件的延展面的对称轴，位于待测磁体900的磁极分界面所在平面处。例如，图9和图10中，所述第一状态下，第一基准组件200的第三磁聚集元件20的延展面的对称轴，位于待测磁体900的磁极分界面所在平面处；第二基准组件400的第四磁聚集元件40的延展面的对称轴，位于待测磁体900的磁极分界面所在平面处。
171.参考图14所示，在所述第一状态下，沿第一方向x及其反方向的磁场分量，在第一基准组件200靠近第一磁极n和远离第一磁极n的两侧，均沿第一方向x，且由于第三磁聚集元件20的存在，使该方向的磁场分量不经过基准元件25而形成“磁场真空区”，达到屏蔽非感测方向磁场干扰的效果。
172.结合图16和图17所示，当第三磁聚集组件20的延展面的对称轴位于待测磁体900的磁极分界面所在平面处时，第一基准组件200靠近第一磁极n一侧纵向布置的磁场分量沿第三方向z的反方向，第一基准组件200远离第一磁极n(靠近第二磁极s)一侧纵向布置的磁场分量沿第三方向z。如此，纵向布置的磁场分量在第一基准组件200处被内部抵消，从而基准元件25和第二基准组件400中基准元件45的检测信号为0。
173.当出现外界干扰信号时，基准元件25和基准元件45的检测信号输出被叠加并直接呈现干扰磁场强度+bi，故而，可以从基准组件一侧直接获知外界干扰信号，并进行分析或消除。
174.当然，在图22和图23示出的实施方式中，基准组件与待测磁体900也可以不具有上述位置关系，由于其构建的“磁场真空区”使其仅输出沿第三方向z或其反方向的磁场检测信号，因此也能够响应于外部干扰磁场而供感测组件参考。
175.如图9至图15所示，待测磁体900设置于磁传感器100高度方向上的一侧。在所述第一状态下，第一基准组件200包括第一基准元件25，第一基准元件25的中心位于待测磁体900的磁极分界面所在平面；第二基准组件400包括第二基准元件45，第二基准元件45的中心位于待测磁体900的磁极分界面所在平面。
176.优选地，第一基准元件25与第二基准元件26设置于基板的不同位置处。如此，能够相互形成对照，形成更多方向上的感度。
177.优选地，下述任一种信号可以用于计算对应于待测磁体900的第一状态的第一状态数据：
178.(1)第一基准元件25处形成的第五中间信号(图16和图17中以第一基准元件25的编号表示)。
179.(2)第二基准元件45处形成的第六中间信号(图16和图17中以第二基准元件45的
编号表示)。
180.(3)所述第五中间信号和第六中间信号执行第二运算op2形成的第三输出信号o23。
181.在图中示出的第一状态下，所述第五中间信号和所述第六中间信号指示的磁场强度相同，为0或干扰磁场强度+bi。当第二运算op2为叠加运算，则能够放大干扰磁场强度的数值；当第二运算op2为差动运算，则能够抵消干扰磁场。
182.当待测磁体900发生顺时针旋转，而使第一基准元件25处的磁场方向沿第三方向z的反方向布置，且第二基准元件45处的磁场方向沿第三方向z布置，此时所述第五中间信号与所述第六中间信号指示的磁场强度数值相同、方向相反，且携带同向的干扰磁场，例如其中之一为(+bs+bi)，其中另一为(-bs+bi)。若第二运算op2为差动运算，则能够放大指示待测磁体900当前状态的检测信号；若第二运算op2为叠加运算，则能够放大干扰磁场而便于后续分析。
183.如图22和图23所示，待测磁体900设置于磁传感器100高度方向上的一侧。所述基准元件在基板101上设置有一个；例如图中基准元件25在基板101上可以仅设置有一个，而不存在其他基准元件25或基准组件。
184.在所述第一状态下，第一感测组件300靠近所述第一磁极n且包括沿第一方向x布置的第一感应元件组；例如，第一感应元件组包括感应元件31和感应元件32。第二感测组件500远离第一磁极n且包括沿第一方向x布置的第二感应元件组；例如，第二感应元件组包括感应元件51和感应元件52。
185.优选地，下述任一种信号可以用于计算对应于待测磁体900的第一状态的第一状态数据：
186.(1)所述第一感应元件组处执行第一运算op1形成的第一中间信号op11；例如，对感应元件31的检测信号与感应元件32的检测信号执行第一运算op1。
187.(2)所述第二感应元件组处执行第一运算op1形成的第二中间信号op12；例如，对感应元件51的检测信号与感应元件52的检测信号执行第一运算op1。
188.(3)所述基准元件处形成的第七中间信号，例如第一基准元件25处形成的第七中间信号。
189.(4)第一中间信号op11和所述第七中间信号执行第二运算op2形成的第四输出信号o24。
190.(5)第二中间信号op12和所述第七中间信号执行第二运算op2形成的第五输出信号o25。
191.其中，第四输出信号o24和第五输出信号o25生成的过程中，都能够利用第一基准元件25对磁场的单一方向(第三方向z或其反方向)检测特性，消除至少部分干扰磁场的影响。
192.此外，如图22所示，在所述第一状态下，第一感测组件300靠近第一磁极n；第一感测组件300与第一磁极n具有第一相对距离。所述基准组件(例如第一基准组件200)与第一磁极n具有第二相对距离。优选地，所述第二相对距离近似等于或略大于所述第二相对距离。如此，能够避免后续抵消干扰磁场时改变检测信号携带磁场强度数值的正负。
193.所述第一相对距离和所述第二相对距离可以是感测组件的中心与基准组件的中
心与第一磁极n上各点的平均距离；或者可以是其他任何能够大致表示相对远近的距离。
194.所述第一相对距离还可以解释为任何更靠近第一磁极n的感测元件，与第一磁极n的相对距离。如图22，虽然此时第一感测组件300更靠近第一磁极n，但当待测磁体900旋转180度后，第二感测组件500则变更为“更靠近第一磁极n的感测组件”，此时，第一相对距离指代第二感测组件500与第一磁极n的距离。图24同理，其在示出的第一状态下，更靠近第一磁极n的感测组件即为第二感测组件500，因此第一相对距离指代第二感测组件500与第一磁极n的距离。
195.当然，图18至图20所示的实施方式，以及图24和图25所示的实施方式中，也可以对应设置上述基准组件，此处不再赘述。其中，图18至图20所示的实施方式中，基准组件、感应组件与磁传感器100之间的相对位置关系，可以参照图9至图17示出的实施方式配置。其中，图24和图25所示的实施方式中，基准组件、感应组件与磁传感器100之间的相对位置关系，可以参照图22和图23示出的实施方式配置。
196.如图3和图21，本发明实际并不对基准组件和/或感测组件在基板101上的位置做过多限制，附图及对应的文字描述仅在于提供一更优的实施例。在磁传感器100包括的基准组件和感测组件的总数m≥3时，可以通过将上述组件配置为“各中心点不始终共线”即可。例如，图3中第一基准组件200的中心、第一感测组件300的中心、第二基准组件400的中心与第二感测组件500的中心不始终共线，四点依次连接能够形成一四边形。又例如，图21中第一基准组件200的中心、第一感测组件300的中心与第二感测组件500的中心不始终共线，三点依次连接能够形成一三角形。
197.一种实施例中，基准元件，特别是设置于同一基准组件中的基准元件，可以配置为具有相同的结构；一种实施例中，基准组件，特别是设置于同一磁传感器100的若干基准组件，可以配置为具有相同的结构；一种实施例中，感应元件与基准元件，特别是设置于同一磁传感器100的感应元件和基准元件，可以配置为具有相同的结构；一种实施例中，感测组件与基准组件，特别是设置于同一磁传感器100的感应组件和基准组件，可以配置为具有相同的结构。上述四种实施例可以实施于同一方案中，也可以并列实施于不同的方案中。
198.优选地，基准元件在对应的磁聚集元件处的投影，至少部分与其延展面重叠。对于图8提供的优选实施例，基准元件25在第三磁聚集元件20处的投影的面积，与基准元件25靠近第三磁聚集元件20的侧面的面积相等。
199.优选地，所述感应元件的感测方向垂直于对应的磁聚集元件的延展面。以图6为例，感应元件31的感测方向垂直于第一磁聚集元件30。类似地，所述基准元件的感测方向垂直于对应的磁聚集元件的延展面。以图8为例，基准元件25的感测方向垂直于第三磁聚集元件20。
200.当然，在本发明提供的诸如图29所示的实施方式中，单个基准组件或单个基准元件可以包括若干具有不同感测方向的基准元件或感应元件。一种实施例中，第一基准组件200包括感测方向为第一方向x的感应元件ax、感测方向为第二方向y的感应元件ay，和/或感测方向为第三方向z的感应元件az。一种实施例中，第一感测组件300包括感测方向为第一方向x的感应元件ax、感测方向为第二方向y的感应元件ay，和/或感测方向为第三方向z的感应元件az。
201.本发明中，优选地，第一方向x、第二方向y、第三方向z相互垂直。
202.一种实施方式中，上述任一感应元件或基准元件，可以包括至少一个霍尔单元。换言之，上述任一感应元件或基准元件可以遵循霍尔效应而进行磁场检测。
203.如图26至图28所示，向霍尔单元处通入电流i，当霍尔单元处施加磁场时，电流中的电荷收到洛伦兹力而发生偏转，从而朝向某个电极运动且远离另一个电极运动，可以定义相向运动的电极为电荷偏转电极，且定义相背运动的电极为电荷排斥电极。
204.例如图26中，从霍尔单元a0的电极b01向电极b03通入电流i，则电极b04可以定义为电荷偏转电极，电极b02可以定义为电荷排斥电极。基于电荷的积累与施加在霍尔单元a0上的磁场强度有关，因而，此时电极b04和电极b02能够形成携带磁场相关检测信号的输出。
205.换言之，霍尔单元a0处的电荷偏转电极b04用于形成第一霍尔输出，霍尔单元a0处的电荷排斥b02电极用于形成第二霍尔输出。进一步地，所述感测组件以所述第一霍尔输出和所述第二霍尔输出，作为对应的感应元件的信号输出。在单个感测组件内包括多个感应元件时，若干霍尔单元的输出，共同作为对应感测组件的输出。
206.如图27，单个所述感应元件可以包括两个霍尔单元(例如第一霍尔单元a1和第二霍尔单元a2)。若干霍尔单元处的电荷偏转电极(例如，电极b14和电极b24)相互连接、电荷排斥电极(例如电极b12和电极b22)相互连接、供电电极(例如电极b11和电极b21)相互连接，且参考电极(例如电极b13和电极b23，用于接地)相互连接。
207.如图28，单个所述感应元件可以包括四个霍尔单元(例如第一霍尔单元a1、第二霍尔单元a2、第三霍尔单元a3和第四霍尔单元a4)。若干霍尔单元处的电荷偏转电极(例如，电极b14、电极b24、电极b34和电极b44)相互连接、电荷排斥电极(例如电极b12、电极b22、电极b32和电极b42)相互连接、供电电极(例如电极b11、电极b21、电极b31和电极b41)相互连接，且参考电极(例如电极b13、电极b23、电极b33和电极b43，用于接地)相互连接。
208.虽然本发明并未展开描述，但上文提供的任一实施方式的磁传感器100，均具有对应的状态检测装置。如图15、图20、图23和图25所示，输出处理模块81与各自用于产生输出信号的基准元件、基准组件和/或感应元件、感测组件耦合。
209.下面将结合附图重申本发明提供的若干实施方式之间的区别；可以理解地，下述区别并不必然存在，也不必然同时存在。
210.图1和图2分别示出了两种待测磁体900与磁传感器100的位置关系配置。
211.图9至图14，以及图22示出了对应于图1位置关系的两种方案，两种方案中感测组件的数量配置类似，但感测组件设置位置的方案有区别，基准组件设置数量、位置的方案有区别。
212.图18和图19，以及图24示出了对应于图2位置关系的两种方案，两种方案中感测组件的数量配置类似，但感测组件设置位置的方案有区别，基准组件设置数量、位置的方案有区别。
213.图9至图14，以及图18和图19示出的两种方案，在磁传感器100中组件、元件布置方面的配置上相似，且在感测组件和基准组件的数量配置上，与图3对应的方案相似。图22与图24示出的两种方案，在磁传感器100中组件、元件布置方面的配置上相似，且在感测组件和基准组件的数量配置上，与图21对应的方案相似。
214.图4至图7提供了感测组件的三种配置方案，图4至图8提供了基准组件的四种配置方案。上述配置方案的主要区别在于组件的数量，及其在基板101上的布置位置。此外，在一
些实施方式中，感测组件也可以解释为基准组件的一种，具体可以解释为：用于检测待测磁体的状态数据的基准组件。
215.图15、图20、图23和图25提供了四种状态检测装置，分别对应于图9、图18、图22和图24提供的四种实施方式。四种状态检测装置都能够通过运算求得直接携带有待测磁体900的状态信息的信号，或者直接输出对应的状态数据；并且基于磁传感器100的优异性，具有极强的抗干扰性能和普遍适用性。
216.图25至图29提供了若干种感应元件、基准元件的配置方案，但图25至图28提供的方案在于配置霍尔单元，也即感应元件或基准元件的内部连接关系和电路构成；图29提供的方案在于提供多方向感度的感应元件或基准元件，针对感测方向提供了整体性架构，以实现对感测组件或基准组件的拓展配置。
217.当然，本发明实施例之间的区别不局限于此，相似或不同的实施例之间也可以相互解释。相互具有相似点的实施方式并不必然相同，诸如组件数量、设置位置等内容可以根据对应实施方式的发明构思和技艺精神分别进行扩展。
218.本发明一实施方式还提供一种状态检测方法，可以应用于上述任一种技术方案的磁传感器中，也可以应用于磁传感器所对应的状态检测装置中。
219.如图29所示，状态检测方法包括下述步骤。
220.步骤s1，接收第一中间信号和第二中间信号。
221.其中，如图9至图15、图18至图20、图22和图23，或图24和图25所示，所述第一中间信号于第一感测组件300中沿第一方向x布置的第一感应元件组处形成，所述第二中间信号于第二感测组件500中沿所述第一方向x布置的第二感应元件组处形成。
222.所述第一中间信号可以具体是图15或图23中示出的第一中间信号op11，也可以是图20或图25中示出的第一中间信号op11’。所述第二中间信号可以具体是图15或图23中示出的第二中间信号op12，也可以是图20或图25中示出的第二中间信号op12’。
223.第一感测组件300和第二感测组件400其中之一靠近第一磁极n；所述第一感测组件300和第二感测组件400其中另一相对远离第一磁极n。
224.步骤s2，根据第一中间信号和第二中间信号，至少执行第二运算，确定待测磁体的第一状态数据。
225.如此，能够基于感测组件相对于待测磁体900相对位置的配置，以及感测组件内感应元件布置方向的配置，至少根据输出的两组中间信号，相互对照地确定待测磁体900的当前位置、姿态或运动数据。
226.优选地，第二运算op2可以是差动运算，从而能够消除两中间信号携带的同向的干扰磁场，提升整体抗干扰能力。
227.在一种实施方式中，结合图30和图31，状态检测方法可以具体包括步骤。
228.步骤s1，接收第一中间信号和第二中间信号。步骤s1可以具体包括：
229.步骤s11a，判断待测磁体是否位于磁传感器宽度方向上的一侧；
230.若是，则跳转步骤s13a，接收第一中间信号、第二中间信号、第三中间信号和第四中间信号。
231.步骤s2，根据第一中间信号和第二中间信号，至少执行第二运算，确定待测磁体的第一状态数据。步骤s2可以具体包括：
232.步骤s21a，对第一中间信号和第二中间信号执行第二运算，得到第一输出信号。
233.步骤s22a，对第三中间信号和第四中间信号执行第二运算，得到第二输出信号。
234.步骤s23a，根据第一输出信号和第二输出信号，计算第一状态数据。
235.其中，如图18至图20，或图24和图25所示，第一中间信号op11’于所述第一感应元件组处执行第二运算op2形成；第二中间信号op12’于所述第二感应元件组处执行第二运算op2形成；第三中间信号op23于所述第一感测组件中沿第二方向y布置的第三感应元件组处执行第二运算op2形成；第四中间信号op24于第二感测组件中沿第二方向y布置的第四感应元件组处执行第二运算op2形成。
236.一种实施例中，第一方向x与第二方向y相互垂直。
237.一种实施例中，第二运算op2为差动运算。
238.一种实施例中，步骤s23a可以具体是：根据第一输出信号o21’和第二输出信号o22，以及预设的状态校正信息，计算所述第一状态数据。
239.当然，如前文所述，在判断待测磁体位于磁传感器宽度方向上的一侧时，实际上可以只根据第一感应元件组、第二感应元件组，或者只根据第三感应元件组、第四感应元件组完成第一状态数据的计算。换言之，一种实施例中，可以仅接收第一中间信号和第二中间信号、只运算得到第一输出信号，并根据第一输出信号计算第一状态数据；另一种实施例中，可以仅接收第三中间信号和第四中间信号、只运算得到第二输出信号，并根据第二输出信号计算第一状态数据。
240.在一种实施方式中，结合图30和图32，状态检测方法可以具体包括步骤。
241.步骤s1，接收第一中间信号和第二中间信号。步骤s1可以具体包括：
242.步骤s11b，判断待测磁体是否位于磁传感器高度方向上的一侧；
243.若是，则跳转步骤s12b，确认磁传感器中基准组件的数量是否大于1；
244.若是，则跳转步骤s23b，接收第一中间信号、第二中间信号、第五中间信号和第六中间信号。
245.步骤s2，根据第一中间信号和第二中间信号，至少执行第二运算，确定待测磁体的第一状态数据。步骤s2可以具体包括：
246.步骤s21b，对第一中间信号和第二中间信号执行第二运算，得到第一输出信号。
247.步骤s22b，对第三中间信号和第四中间信号执行第二运算，得到第三输出信号。
248.步骤s23b，根据第一输出信号和第三输出信号，计算第一状态数据。
249.其中，如图9至图15所示，所述基准组件(例如第一基准组件200和/或第二基准组件400)包括磁聚集元件及靠近其延展面设置的基准元件。至少一个基准元件的中心在对应的磁聚集元件的延展面上的投影，位于该磁聚集元件的延展面的对称轴处。至少一个所述基准组件设置于基板101的承载面处
250.其中，第一中间信号op11于所述第一感应元件组处执行第一运算op1形成，第二中间信号op12于所述第二感应元件组处执行所述第一运算op1形成，所述第五中间信号于第一基准组件200中第一基准元件25处形成，所述第六中间信号于第二基准组件400中第二基准元件45处形成。
251.一种实施例中，第一基准元件25的中心位于待测磁体900的磁极分界面所在平面处；第二基准元件45的中心位于所述磁极分界面所在平面处。
252.一种实施方式中，第一基准元件25与第二基准元件45设置于基板101的不同位置处。
253.一种实施方式中，第一运算op1与第二运算op2互为逆运算。优选地，第一运算op1为叠加运算，第二运算op2为差动运算。
254.一种实施例中，步骤s23b可以具体是：根据第一输出信号o21和第三输出信号o23，以及预设的状态校正信息，计算所述第一状态数据。
255.在一种实施方式中，结合图30和图33，状态检测方法可以具体包括步骤。
256.步骤s1，接收第一中间信号和第二中间信号。步骤s1可以具体包括：
257.步骤s11c，判断待测磁体是否位于磁传感器高度方向上的一侧；
258.若是，则跳转步骤s12c，确认磁传感器中基准组件的数量是否等于1；
259.若是，则跳转步骤s23b，接收第一中间信号、第二中间信号和第七中间信号。
260.步骤s2，根据第一中间信号和第二中间信号，至少执行第二运算，确定待测磁体的第一状态数据。步骤s2可以具体包括：
261.步骤s21c，对第一中间信号和第七中间信号执行第二运算，得到第四输出信号。
262.步骤s22c，对第二中间信号和第七中间信号执行第二运算，得到第五输出信号。
263.步骤s23c，根据第四输出信号和第五输出信号，计算第一状态数据。
264.其中，如图22和图23所示，所述基准组件(例如，第一基准组件200)包括磁聚集元件及靠近其延展面设置的基准元件。所述基准元件的中心在对应的磁聚集元件的延展面上的投影，位于该磁聚集元件的延展面的对称轴处。所述基准组件设置于基板101的承载面处
265.其中，第一中间信号op11于所述第一感应元件组处执行第一运算op1形成，第二中间信号op12于所述第二感应元件组处执行所述第一运算op1形成，所述第七中间信号于所述基准元件(例如，第一基准元件25)处形成。
266.一种实施例中，所述基准元件的中心位于待测磁体900的磁极分界面所在平面处。
267.一种实施方式中，第一运算op1与第二运算op2互为逆运算。优选地，第一运算op1为叠加运算，第二运算op2为差动运算。
268.一种实施例中，步骤s23b可以具体是：根据第四输出信号o24和第五输出信号o25，以及预设的状态校正信息，计算所述第一状态数据。
269.上述三种技术方案可以先后执行，也可以并列同时进行。对于前者，可以是在判断不满足条件后操作切换电路连接关系，转而执行另一种技术方案。对于后者，可以是单个磁传感器或状态检测装置设置有能够分别满足上述三种技术方案要求的若干套感测组件和/或基准组件。
270.本发明进一步提供若干测试测量系统，如图34至图36，以对本发明提供的磁传感器、状态检测装置的若干使用场景进行描述。但可以理解地，本发明提供的磁传感器、状态检测装置并不局限于下述场景；换言之，不局限于实施在下文提供的测试测量系统中。
271.如图34，测试测量系统可以配置为磁性旋转编码器系统。其中，待测磁体900处形成有旋钮，可以通过旋转旋钮改变待测磁体900上磁极相对于磁传感器100的相对位置，进而完成编码。
272.如图35，测试测量系统可以配置为磁性标尺系统。其中，待测磁体900可以形成为条状；磁传感器100的延展面可以与待测磁体900的延展面平行地设置，两者也可以相互垂
直。待测磁体900作为磁性标尺，磁传感器100作为磁阻磁头(mr，magneto-resistive head)，两者发生相对运动(可以使两者其中之一运动，或同时运动)，如此，能够用于计算磁波数目。
273.如图36，测试测量系统可以配置为磁场发生系统。其中，待测磁体900可以配置为多极磁铁，特别可以是径向多极磁环。该磁场发生系统可以具体用于多极磁环充磁、径向梯度磁场产生或旋转磁场磁导向等场景。基于磁铁极数不同，可以用于诸如家电、电机、编码器等装置中；特别地，在配置为径向8极磁环时，磁场发生系统可以搭载于油电混合汽车中，磁传感器100对应检测其磁场分布情况。
274.可以理解地，本发明的所述第一状态，可以作为待测磁体900的初始状态、终止状态或中间状态等任一相对状态。
275.可以理解地，本发明的待测磁体，可以是条状、盘状或环状等。
276.综上，本发明提供的磁传感器通过在感应元件附近设置磁聚集元件，能够调整感应元件处的磁感线方向，从而适应于具有不同感测方向的感应元件，解除磁传感器的制造和使用限制；本发明提供的磁传感器通过设置与待测磁体上第一磁极具有不同相对位置关系的两组感测组件，能够相互之间形成对照，达到抗干扰的效果。
277.应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
278.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种磁传感器，其特征在于，包括：感测组件，包括磁聚集元件及靠近其延展面设置的若干感应元件；基板，至少两个所述感测组件设置于所述基板的承载面处；在所述磁传感器靠近待测磁体时，至少在第一状态下，所述感测组件其中之一靠近待测磁体的第一磁极，所述感测组件其中另一相对远离所述第一磁极。2.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述磁聚集元件的延展面贴靠所述基板的承载面；所述感应元件设置于对应的磁聚集元件与所述基板之间。3.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述感应元件对应单个感测组件设置有n个；其中n≥2；所述感应元件相对于对应的磁聚集元件的中心轴呈对称布置；在n为奇数时，所述感应元件其中之一的中心轴与对应的磁聚集元件的中心轴对齐，其他(n-1)个感应元件相对于该磁聚集元件的中心轴呈对称布置。4.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述待测磁体设置于所述磁传感器高度方向上的一侧；在所述第一状态下，所述感测组件相对于所述待测磁体的磁极分界面对称。5.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述待测磁体设置于所述磁传感器高度方向上的一侧；在所述第一状态下，第一感测组件靠近所述第一磁极且包括沿第一方向布置的第一感应元件组，第二感测组件远离所述第一磁极且包括沿所述第一方向布置的第二感应元件组；所述第一感应元件组处执行第一运算形成的第一中间信号、所述第二感应元件组处执行所述第一运算形成的第二中间信号，或所述第一中间信号和第二中间信号执行第二运算形成的第一输出信号，至少其中之一用于计算所述待测磁体的第一状态数据。6.根据权利要求5所述的磁传感器，其特征在于，所述第一运算与所述第二运算互为逆运算；所述第一运算为叠加运算，所述第二运算为差动运算；所述第一方向与所述待测磁体处对应于所述感应元件的部位的运动方向基本垂直；所述第一感测组件包括第一磁聚集元件，所述第一感应元件组至少包括沿所述第一方向设置于所述第一磁聚集元件的两侧的两个感应元件；所述第二感测组件包括第二磁聚集元件，所述第二感应元件组至少包括沿所述第一方向设置于所述第二磁聚集元件两侧的两个感应元件。7.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述待测磁体设置于所述磁传感器宽度方向上的一侧，在所述第一状态下，所述感测组件与所述待测磁体在所述磁传感器高度方向上基本对齐。8.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述待测磁体设置于所述磁传感器宽度方向上的一侧；在所述第一状态下，第一感测组件相对远离所述第一磁极且包括沿第一方向布置的第一感应元件组，第二感测组件靠近所述第一磁极且包括沿所述第一方向布置的第二感应元件组；所述第一感应元件组处执行第二运算形成的第一中间信号、所述第二感应元件组处执行所述第二运算形成的第二中间信号，或所述第一中间信号和第二中间信号执行所述第二运算形成的第一输出信号，至少其中之一用于计算所述待测磁体的第一状态数据。9.根据权利要求8所述的磁传感器，其特征在于，在所述第一状态下，所述第一感测组
件还包括沿第二方向布置的第三感应元件组，所述第二感测组件还包括沿所述第二方向布置的第四感应元件组；所述第三感应元件组处执行第二运算形成的第三中间信号、所述第四感应元件组处执行所述第二运算形成的第四中间信号，或所述第三中间信号和第四中间信号执行所述第二运算形成的第二输出信号，至少其中之一用于计算所述待测磁体的第一状态数据；其中，所述第二运算为差动运算；所述第一方向与所述第二方向相互垂直；所述第一方向与所述待测磁体处对应于所述感应元件的部位的运动方向基本垂直；所述第一感测组件包括第一磁聚集元件，所述第一感应元件组包括沿所述第一方向设置于所述第一磁聚集元件的两侧的两个感应元件，所述第三感应元件组包括沿所述第二方向设置于所述第一磁聚集元件的两侧的两个感应元件；所述第二感测组件包括第二磁聚集元件，所述第二感应元件组至少包括沿所述第一方向设置于所述第二磁聚集元件两侧的两个感应元件，所述第四感应元件组至少包括沿所述第二方向设置于所述第二磁聚集元件两侧的两个感应元件。10.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，若干所述感应元件配置为具有相同的结构，且/或若干所述感测组件配置为具有相同的结构；所述感应元件在对应的磁聚集元件处的投影，至少部分与其延展面重叠。11.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述磁传感器还包括：基准组件，包括磁聚集元件及靠近其延展面设置的基准元件；其中，至少一个基准元件的中心在对应的磁聚集元件的延展面上的投影，位于该磁聚集元件的延展面的对称轴处；至少一个所述基准组件设置于所述基板的承载面处。12.根据权利要求11所述的磁传感器，其特征在于，所述基准元件设置于对应的磁聚集元件与所述基板之间；所述待测磁体设置于所述磁传感器高度方向上的一侧；在所述第一状态下，所述基准组件的磁聚集元件的延展面的对称轴，位于所述待测磁体的磁极分界面所在平面处。13.根据权利要求11所述的磁传感器，其特征在于，所述待测磁体设置于所述磁传感器高度方向上的一侧；在所述第一状态下，第一基准组件包括中心位于待测磁体的磁极分界面所在平面处的第一基准元件，第二基准组件包括中心位于所述磁极分界面所在平面处的第二基准元件；所述第一基准元件与所述第二基准元件设置于基板的不同位置处；所述第一基准元件处形成的第五中间信号、所述第二基准元件处形成的第六中间信号，或所述第五中间信号和第六中间信号执行第二运算形成的第三输出信号，至少其中之一用于计算所述待测磁体的第一状态数据。14.根据权利要求11所述的磁传感器，其特征在于，所述待测磁体设置于所述磁传感器高度方向上的一侧；所述基准元件在所述基板上设置有一个；在所述第一状态下，第一感测组件靠近所述第一磁极且包括沿第一方向布置的第一感应元件组，第二感测组件远离所述第一磁极且包括沿所述第一方向布置的第二感应元件组；所述第一感应元件组处执行第一运算形成的第一中间信号、所述第二感应元件组处执行所述第一运算形成的第二中间信号、所述基准元件处形成的第七中间信号、所述第一中间信号和所述第七中间信号执行第二运算形成的第四输出信号，或所述第二中间信号和所述第七中间信号执行所述第二运算形成的第五输出信号，至少其中之一用于计算所述待测
磁体的第一状态数据。15.根据权利要求11所述的磁传感器，其特征在于，在所述第一状态下，第一感测组件靠近所述第一磁极；所述第一感测组件与所述第一磁极具有第一相对距离，所述基准组件与所述第一磁极具有第二相对距离，所述第二相对距离近似等于或略大于所述第一相对距离。16.根据权利要求11所述的磁传感器，其特征在于，所述感应元件与所述基准元件配置为具有相同的结构，且/或所述感测组件与所述基准组件配置为具有相同的结构；所述基准元件在对应的磁聚集元件处的投影，至少部分与其延展面重叠。17.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述感应元件的感测方向垂直于对应的磁聚集元件的延展面。18.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述感应元件包括至少一个霍尔单元；所述霍尔单元处的电荷偏转电极用于形成第一霍尔输出，所述霍尔单元处的电荷排斥电极用于形成第二霍尔输出；所述感测组件以所述第一霍尔输出和所述第二霍尔输出，作为对应的感应元件的信号输出。19.根据权利要求18所述的磁传感器，其特征在于，所述感应元件包括两个霍尔单元或四个霍尔单元；若干霍尔单元处的电荷偏转电极相互连接、电荷排斥电极相互连接、供电电极相互连接，且参考电极相互连接。20.一种状态检测装置，其特征在于，包括权利要求1-19任一项所述的磁传感器；所述状态检测装置配置为：根据所述磁传感器的输出，确定待测磁体当前的状态数据；其中，所述状态数据包括角度、速度、加速度、旋转行程长度至少其中之一。21.根据权利要求20所述的状态检测装置，其特征在于，所述状态检测装置还包括：存储模块，用于存储状态校正信息；输出处理模块，耦合至所述磁传感器，用于接收并根据所述磁传感器的输出信号计算所述状态数据；且/或分别耦合至所述磁传感器和所述存储模块，用于根据所述状态校正信息，调整所述状态数据。22.一种状态检测方法，其特征在于，应用于权利要求1-19任一项所述的磁传感器；所述状态检测方法包括：接收第一中间信号和第二中间信号；其中，所述第一中间信号于第一感测组件中沿第一方向布置的第一感应元件组处形成，所述第二中间信号于第二感测组件中沿所述第一方向布置的第二感应元件组处形成；所述第一感测组件和所述第二感测组件其中之一靠近所述第一磁极，所述第一感测组件和所述第二感测组件其中另一相对远离所述第一磁极；根据所述第一中间信号和所述第二中间信号，至少执行第二运算，确定所述待测磁体的第一状态数据。23.根据权利要求22所述的状态检测方法，其特征在于，所述第二运算包括差动运算。24.根据权利要求22所述的状态检测方法，其特征在于，所述“接收第一中间信号和第二中间信号”具体包括：判断所述待测磁体是否位于所述磁传感器宽度方向上的一侧；若是，则接收所述第一中间信号、所述第二中间信号、第三中间信号和第四中间信号；其中，所述第一中间信号于所述第一感应元件组处执行所述第二运算形成，所述第二中间
信号于所述第二感应元件组处执行所述第二运算形成，所述第三中间信号于所述第一感测组件中沿第二方向布置的第三感应元件组处执行所述第二运算形成，所述第四中间信号于第二感测组件中沿所述第二方向布置的第四感应元件组处执行所述第二运算形成；所述第一方向与所述第二方向相互垂直；所述“根据所述第一中间信号和所述第二中间信号，至少执行第二运算，确定所述待测磁体的第一状态数据”具体包括：对所述第一中间信号和所述第二中间信号执行所述第二运算，得到第一输出信号；对所述第三中间信号和所述第四中间信号执行所述第二运算，得到第二输出信号；根据所述第一输出信号和所述第二输出信号，计算所述第一状态数据。25.根据权利要求22所述的状态检测方法，其特征在于，所述“接收第一中间信号和第二中间信号”具体包括：判断所述待测磁体是否位于所述磁传感器高度方向上的一侧；若是，则确认所述磁传感器中基准组件的数量是否大于1；其中，所述基准组件包括磁聚集元件及靠近其延展面设置的基准元件；至少一个基准元件的中心在对应的磁聚集元件的延展面上的投影，位于该磁聚集元件的延展面的对称轴处；至少一个所述基准组件设置于所述基板的承载面处；若是，则接收所述第一中间信号、所述第二中间信号、第五中间信号和第六中间信号；其中，所述第一中间信号于所述第一感应元件组处执行第一运算形成，所述第二中间信号于所述第二感应元件组处执行所述第一运算形成，所述第五中间信号于第一基准组件中第一基准元件处形成，所述第六中间信号于第二基准组件中第二基准元件处形成；所述第一基准元件的中心位于待测磁体的磁极分界面所在平面处，所述第二基准元件的中心位于所述磁极分界面所在平面处；所述第一基准元件与所述第二基准元件设置于基板的不同位置处；所述第一运算与所述第二运算互为逆运算；所述“根据所述第一中间信号和所述第二中间信号，至少执行第二运算，确定所述待测磁体的第一状态数据”具体包括：对所述第一中间信号和所述第二中间信号执行所述第二运算，得到第一输出信号；对所述第五中间信号和所述第六中间信号执行所述第二运算，得到第三输出信号；根据所述第一输出信号和所述第三输出信号，计算所述第一状态数据。26.根据权利要求22所述的状态检测方法，其特征在于，所述“接收第一中间信号和第二中间信号”具体包括：判断所述待测磁体是否位于所述磁传感器高度方向上的一侧；若是，则确认所述磁传感器中基准组件的数量是否等于1；其中，所述基准组件包括磁聚集元件及靠近其延展面设置的基准元件；所述基准元件的中心在对应的磁聚集元件的延展面上的投影，位于该磁聚集元件的延展面的对称轴处；所述基准组件设置于所述基板的承载面处；若是，则接收所述第一中间信号、所述第二中间信号和第七中间信号；其中，所述第一中间信号于所述第一感应元件组处执行第一运算形成，所述第二中间信号于所述第二感应元件组处执行所述第一运算形成，所述第七中间信号于所述基准元件处形成；所述基准元件的中心位于待测磁体的磁极分界面所在平面处；所述第一运算与所述第二运算互为逆运
算；所述“根据所述第一中间信号和所述第二中间信号，至少执行第二运算，确定所述待测磁体的第一状态数据”具体包括：对所述第一中间信号和所述第七中间信号执行所述第二运算，得到第四输出信号；对所述第二中间信号和所述第七中间信号执行所述第二运算，得到第五输出信号；根据所述第四输出信号和所述第五输出信号，计算所述第一状态数据。

技术总结
本发明揭示了一种磁传感器、状态检测装置及方法，磁传感器包括：感测组件，包括磁聚集元件及靠近其延展面设置的若干感应元件；基板，至少两个所述感测组件设置于所述基板的承载面处；在所述磁传感器靠近待测磁体时，至少在第一状态下，所述感测组件其中之一靠近待测磁体的第一磁极，所述感测组件其中另一相对远离所述第一磁极。本发明提供的磁传感器，能够兼顾抗干扰性能和器件的普遍适用性，解除传统磁传感器制造和使用的限制。传感器制造和使用的限制。传感器制造和使用的限制。


技术研发人员：袁辅德
受保护的技术使用者：苏州纳芯微电子股份有限公司
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/8/9