运动数据检测电路、检测装置及检测系统专利检索-...测量所产生的电流或电压辐度专利检索查询-专利查询网

IPRDB

API 数据接口

专利申请

使用指引 chat嘟嘟

会员体验

联系我们

交流群

现在联系顾问~

运动数据检测电路、检测装置及检测系统
申请号	CN202210178471.6	申请日	2022-02-25	公开(公告)号	CN114593668B	公开(公告)日	2023-08-08
申请人	苏州纳芯微电子股份有限公司;			发明人	袁辅德;
摘要	本发明揭示了一种运动数据检测电路、检测装置及检测系统，其中检测电路包括信号处理模块、开关模块、第一感测支路、第二感测支路和第三感测支路；第一感测支路、第二感测支路和第三感测支路分别包括具有相同磁敏特性的第二感测元件、第一感测元件和第三感测元件，且沿运动数据检测电路的相对运动方向间隔设置；开关模块控制第二感测支路和第三感测支路可选地并联设置于第一感测支路和信号处理模块之间；信号处理模块接收第一感测支路的电信号分别与第二感测支路的电信号和第三感测支路的电信号的差异信号，对应计算携带有相对运动数据的输出信号。本发明提供的检测电路，能够兼顾抗干扰和敏感，且输出数据全面，实现状态异常自检。
权利要求	1.一种运动数据检测电路，其特征在于，包括信号处理模块、开关模块、第一感测支路、第二感测支路和第三感测支路；所述第一感测支路连接所述信号处理模块，所述第二感测支路和所述第三感测支路并联设置于所述第一感测支路与所述信号处理模块之间；所述第一感测支路、所述第二感测支路和所述第三感测支路分别包括具有相同磁敏特性的第一感测元件、第二感测元件和第三感测元件，所述第二感测元件、所述第一感测元件和所述第三感测元件沿所述运动数据检测电路的相对运动方向间隔设置；所述开关模块配置为控制所述第二感测支路和所述第三感测支路可选地接入所述第一感测支路和所述信号处理模块之间；所述信号处理模块配置为接收第一感测支路的电信号分别与第二感测支路的电信号和第三感测支路的电信号的差异信号，对应计算携带有相对运动数据的输出信号；其中，所述相对运动数据包括相对速度数据和相对方向数据至少其中之一。 2.根据权利要求1所述的运动数据检测电路，其特征在于，所述第一感测支路一端连接所述信号处理模块，另一端连接电源或地电平其中之一；所述第二感测支路和所述第三感测支路分别配置为一端连接所述信号处理模块，另一端连接所述电源或所述地电平其中另一。 3.根据权利要求1所述的运动数据检测电路，其特征在于，所述开关模块包括分别串接于所述第二感测支路和所述第三感测支路的第一开关和第二开关，所述第一开关和所述第二开关配置为联动，单次切换后第一开关和第二开关其中之一闭合，且其中另一断开。 4.根据权利要求1所述的运动数据检测电路，其特征在于，所述信号处理模块包括数据运算单元；所述开关模块配置为，在第一状态下控制所述第二感测支路导通，且所述第三感测支路断开，并与所述第一感测支路产生第一差异信号，和在第二状态下控制所述第二感测支路断开，且所述第三感测支路导通，并与所述第一感测支路产生第二差异信号；所述数据运算单元配置为接收并根据所述第一差异信号和所述第二差异信号，计算所述相对运动数据。 5.根据权利要求4所述的运动数据检测电路，其特征在于，所述第一差异信号包括所述第一感测支路上第一电压信号和所述第二感测支路上第二电压信号的第一电压差值，所述第二差异信号包括所述第一电压信号和所述第三感测支路上第三电压信号的第二电压差值。 6.根据权利要求4所述的运动数据检测电路，其特征在于，所述相对运动数据包括相对速度数据；所述数据运算单元配置为根据第一差异信号和第二差异信号至少其中之一，计算所述相对速度数据；所述相对运动数据包括相对方向数据；所述数据运算单元配置为根据第一差异信号和第二差异信号之差，计算所述相对方向数据。 7.根据权利要求4所述的运动数据检测电路，其特征在于，所述信号处理模块包括运算放大器和参考电压源，所述第一感测支路连接所述运算放大器的正相输入端和反相输入端其中之一，所述参考电压源连接所述运算放大器的正相输入端和反相输入端其中另一。 8.根据权利要求1所述的运动数据检测电路，其特征在于，所述第一感测元件包括感测主体以及位于感测主体延伸方向两端的导电端子，所述感测主体配置为具有高磁导率材料，所述感测主体的内部电流以所述感测主体的延伸方向为流向，且受外加磁场作用对应输出电信号。 9.根据权利要求8所述的运动数据检测电路，其特征在于，所述感测主体中间隔且贯穿设置有多个导体件，将所述感测主体分割形成多个高磁导率区域，并使所述内部电流具有与所述感测主体延伸方向呈45°的偏折角。 10.根据权利要求8所述的运动数据检测电路，其特征在于，所述运动数据检测电路包括磁场发生装置，所述磁场发生装置配置为向所述感测主体输出辅助磁场，使所述内部电流具有与所述感测主体延伸方向呈45°的偏折角。 11.根据权利要求1所述的运动数据检测电路，其特征在于，所述第一感测元件包括依次层叠设置的反磁层、第一软磁层、非磁性层和第二软磁层；所述反磁层配置为相邻原子磁矩反平行排列，所述第一软磁层和所述第二软磁层配置为具有低矫顽力，所述反磁层对所述第一软磁层形成磁偏压作用，所述第二软磁层的磁化方向受外加磁场作用对应输出电信号。 12.一种运动数据检测装置，其特征在于，包括权利要求1‑11任一项所述的运动数据检测电路。 13.一种运动数据检测系统，其特征在于，包括磁性编码器以及权利要求12所述的运动数据检测装置；所述运动数据检测装置配置为利用相对运动形成的磁通量变化，检测并输出所述相对运动数据；所述磁性编码器配置为直线型条状或圆环状，包括交替排列的至少第一磁性元件和第二磁性元件，所述第一磁性元件和所述第二磁性元件的极性配置为相反。
说明书全文	运动数据检测电路、检测装置及检测系统技术领域 [0001] 本发明涉及测试测量技术领域，尤其涉及一种运动数据检测电路、检测装置及检测系统。背景技术 [0002] 在工业、汽车和商用场景中，如何实现对物体运动数据的检测，特别是对机械装置旋转角度、位移长度和运动速度等数据的精准检测和排障，是本领域关注的重点。通用的做法在于利用磁场相互作用进行上述物理数据的测量，以发挥磁感测技术的非接触测量特性、强抗振动和强抗油污性能的优势，极大程度上减小物理数据检测对相应传感器的损耗。 [0003] 现有技术中提供的技术方案在于，利用磁传感器和磁性器件的配合实现上述测量目的，具体而言，磁性器件被设置于待检测对象上，并将磁传感器靠近该磁性器件设置，从而，在待检测对象发生运动或其他足以使物理数据改变的动作时，磁传感器接收到来自磁性器件的磁通量变化情况，可以对应分析至少得到待检测对象的运动数据。 [0004] 但由于外界磁场的干扰，和/或其他用于结合分析物理数据的对照磁传感器的设置，在分析物理数据变化方向(特别是运动方向)时，往往会配置足以求取表征此种变化的变化数据的电路结构，致使原始数据的损失和传感器的敏感度降低；如若不采用此种电路结构，则无法分析当前状态情况得到物理数据。由此可见，现有技术难以兼顾全面的数据输出，以及避免原始数据损失、保持高敏感度这两方面需求。发明内容 [0005] 本发明的目的之一在于提供一种运动数据检测电路，以解决现有技术中运动数据检测电路感测数据不全面，感测敏感度低，无法进行状态异常自检的技术问题。 [0006] 本发明的目的之一在于提供一种运动数据检测装置。 [0007] 本发明的目的之一在于提供一种运动数据检测系统。 [0008] 为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种运动数据检测电路，包括信号处理模块、开关模块、第一感测支路、第二感测支路和第三感测支路；所述第一感测支路连接所述信号处理模块，所述第二感测支路和所述第三感测支路并联设置于所述第一感测支路与所述信号处理模块之间；所述第一感测支路、所述第二感测支路和所述第三感测支路分别包括具有相同磁敏特性的第一感测元件、第二感测元件和第三感测元件，所述第二感测元件、所述第一感测元件和所述第三感测元件沿所述运动数据检测电路的相对运动方向间隔设置；所述开关模块配置为控制所述第二感测支路和所述第三感测支路可选地接入所述第一感测支路和所述信号处理模块之间；所述信号处理模块配置为接收第一感测支路的电信号分别与第二感测支路的电信号和第三感测支路的电信号的差异信号，对应计算携带有相对运动数据的输出信号。 [0009] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一感测支路一端连接所述信号处理模块，另一端连接电源或地电平其中之一；所述第二感测支路和所述第三感测支路分别配置为一端连接所述信号处理模块，另一端连接所述电源或所述地电平其中另一。 [0010] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述开关模块包括分别串接于所述第二感测支路和所述第三感测支路的第一开关和第二开关，所述第一开关和所述第二开关配置为联动，单次切换后第一开关和第二开关其中之一闭合，且其中另一断开。 [0011] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述信号处理模块包括数据运算单元；所述开关模块配置为，在第一状态下控制所述第二感测支路导通，且所述第三感测支路断开，并与所述第一感测支路产生第一差异信号，和在第二状态下控制所述第二感测支路断开，且所述第三感测支路导通，并与所述第一感测支路产生第二差异信号；所述数据运算单元配置为接收并根据所述第一差异信号和所述第二差异信号，计算所述相对运动数据。 [0012] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一差异信号包括所述第一感测支路上第一电压信号和所述第二感测支路上第二电压信号的第一电压差值，所述第二差异信号包括所述第一电压信号和所述第三感测支路上第三电压信号的第二电压差值。 [0013] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述相对运动数据包括相对速度数据；所述数据运算单元配置为根据第一差异信号和第二差异信号至少其中之一，计算所述相对速度数据；所述相对运动数据包括相对方向数据；所述数据运算单元配置为根据第一差异信号和第二差异信号之差，计算所述相对方向数据。 [0014] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述信号处理模块包括运算放大器和参考电压源，所述第一感测支路连接所述运算放大器的正相输入端和反相输入端其中之一，所述参考电压源连接所述运算放大器的正相输入端和反相输入端其中另一。 [0015] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一感测元件包括感测主体以及位于感测主体延伸方向两端的导电端子，所述感测主体配置为具有高磁导率材料，所述感测主体的内部电流以所述感测主体的延伸方向为流向，且受外加磁场作用对应输出电信号。 [0016] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述感测主体中间隔且贯穿设置有多个导体件，将所述感测主体分割形成多个高磁导率区域，并使所述内部电流具有与所述感测主体延伸方向呈45°的偏折角。 [0017] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述运动数据检测电路包括磁场发生装置，所述磁场发生装置配置为向所述感测主体输出辅助磁场，使所述内部电流具有与所述感测主体延伸方向呈45°的偏折角。 [0018] 作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一感测元件包括依次层叠设置的反磁层、第一软磁层、非磁性层和第二软磁层；所述反磁层配置为相邻原子磁矩反平行排列，所述第一软磁层和所述第二软磁层配置为具有低矫顽力，所述反磁层对所述第一软磁层形成磁偏压作用，所述第二软磁层的磁化方向受外加磁场作用对应输出电信号。 [0019] 为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种运动数据检测装置，包括上述任一种技术方案所述的运动数据检测电路。 [0020] 为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种运动数据检测系统，包括磁性编码器以及上述任一种技术方案所述的运动数据检测装置；所述运动数据检测装置配置为利用相对运动形成的磁通量变化，检测并输出所述相对运动数据；所述磁性编码器配置为直线型条状或圆环状，包括交替排列的至少第一磁性元件和第二磁性元件，所述第一磁性元件和所述第二磁性元件的极性配置为相反。 [0021] 与现有技术相比，本发明提供的运动数据检测电路，通过设置两组与第一感测支路并联的感测支路，并将两条感测支路可选地接入电路中，由于三组感测支路并联且间隔设置，因此可以通过电信号之间的差异信号计算得到区分于变化数据的绝对数据，并利用两组绝对数据运算得到携带有相对运动数据的输出信号，在保持高抗干扰能力和高敏感度的前提下，达到输出数据全面完整的技术效果，并能应对多种工况下的状态异常自检。附图说明 [0022] 图1是本发明一实施方式中运动数据检测系统的结构原理图； [0023] 图2是本发明一实施方式中运动数据检测系统的磁性编码器的局部放大示意图； [0024] 图3是本发明一实施方式中运动数据检测装置部分结构示意图； [0025] 图4是本发明一实施方式中运动数据检测电路的结构示意图； [0026] 图5是本发明一实施方式中运动数据检测电路的感测元件输出的电信号跟随相对运动距离的变化示意图； [0027] 图6是本发明一实施方式中运动数据检测电路一具体示例中开关模块的动作时序示意图； [0028] 图7是本发明一实施方式中运动数据检测电路一具体示例中运算放大器输出的中间数据跟随相对运动距离的变化示意图； [0029] 图8是本发明另一实施方式中运动数据检测电路的结构示意图； [0030] 图9是本发明另一实施方式中运动数据检测电路一具体示例中加减处理单元的数据输出跟随相对运动距离的变化示意图； [0031] 图10是本发明一实施方式中运动数据检测电路的第一感测元件的第一实施例的结构示意图； [0032] 图11是本发明一实施方式中运动数据检测电路的第一感测元件输出的初始数据跟随外加磁场的变化示意图； [0033] 图12是本发明一实施方式中运动数据检测电路的第一感测元件的第二实施例的结构示意图； [0034] 图13是本发明一实施方式中运动数据检测电路的第一感测元件的第三实施例的结构示意图； [0035] 图14是本发明另一实施方式中运动数据检测电路的第一感测元件的结构示意图； [0036] 图15是本发明另一实施方式中运动数据检测电路的第一感测元件加第一外加磁场时的结构及电阻变化示意图； [0037] 图16是本发明另一实施方式中运动数据检测电路的第一感测元件加第二外加磁场时的结构及电阻变化示意图； [0038] 图17是本发明另一实施方式中运动数据检测电路的第一感测元件加第三外加磁场时的结构及电阻变化示意图； [0039] 图18是本发明另一实施方式中运动数据检测电路的第一感测元件不加外加磁场时的结构及电阻变化示意图。具体实施方式 [0040] 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。 [0041] 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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0042] 用于进行角度、行程、速度和方向等物理数据量测的运动数据检测电路，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，可以实现对骑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。 [0043] 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、反应速度快的物理数据测量方式，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。 [0044] 本发明提供一种运动数据检测系统，如图1所示，包括磁性编码器100，以及运动数据检测装置200，其中，磁性编码器100和运动数据检测装置200至少其中之一可以被设置于待检测物品上，从而使运动数据检测装置200利用相对运动形成的磁通量变化，产生至少一种信号输出，以供操作者获取分析，得到相对运动数据。其中，所述信号输出可以是直接检测并输出所述相对运动数据，也可以是输出用于计算所述相对运动数据的基础数据。 [0045] 在一种实施方式中，所述相对运动数据可以是任一可通过相对运动被产生或被获取的物理数据，也可以是任一可通过磁效应作用产生或获取的物理数据，本发明并不限定所述运动数据检测系统的具体应用场景，任何可通过所述运动数据检测系统的内在结构达成的用途，均在本发明的保护范围内。 [0046] 磁性编码器100可以包括至少一对相互靠近设置的第一磁性元件和第二磁性元件，磁感线经由第一磁性元件和第二磁性元件其中之一发射，并收敛于第二磁性元件和第一磁性元件其中另一。基于此，运动数据检测装置200与所述磁感线区域至少部分接触，且磁性编码器100和运动数据检测装置200在该接触部分的至少一个延伸分量上可以发生相对运动，以使运动数据检测装置200能够检测到磁通量变化。 [0047] 当然，上述定义设置于磁性编码器100中的第一磁性元件和第二磁性元件可以配置为分体设置的多个部分，也可以配置为一体式形成的磁性器件中具有不同磁性的至少两个磁性区域(也即第一磁性区域和第二磁性区域)。为了扩大检测范围，磁性编码器100上的第一磁性元件和第二磁性元件，可以配置有交替排列的多个，排列方向至少在磁性编码器100和运动数据检测装置200的相对运动方向存在延伸分量。如此，从磁感线的角度观察可知，多个第一磁性元件和第二磁性元件所形成的磁感线呈多个弧线形，相邻磁感线的发射收敛方向相反，在磁性编码器100与运动数据检测装置200发生相对运动时，运动数据检测装置200捕获该相邻的相反磁信号或间隔设置的相同磁信号，以分析得到相对运动数据。 [0048] 以磁性编码器100的第一磁性元件具有N极极性，第二磁性元件具有S极极性，磁性编码器100和运动数据检测装置200的相对运动由运动数据检测装置200的移动而产生为例，运动数据检测装置200可以沿第一方向y移动，磁性编码器100的第一磁性元件N和第二磁性元件S可以在第一方向y上交替排列，运动数据检测装置200所受磁场方向在第一磁性元件N与两侧的第二磁性元件S之间的变化，可以如图2中的箭头指向所示。具体地，磁场在任一第一磁性元件N与相邻的第二磁性元件S的交界处配置为水平沿第一方向y或与第一方向y相反的方向施加于运动数据检测装置200上，同时，磁场在逐步靠近第一磁性元件N的中部时，会被配置为与第一方向y或其相反方向的夹角逐步增大，直至在第一磁性元件N的中部呈现近乎垂直于第一磁性元件N发出的状态。 [0049] 隔离观察沿第一方向y移动的运动数据检测装置200，在逐渐靠近第一磁性元件N的过程中，运动数据检测装置200受磁场作用程度逐渐增大，磁场作用方向旋转90°；在逐渐远离第一磁性元件N的过程中，运动数据检测装置200受磁场作用程度逐渐减小，磁场作用方向继续旋转90°，以致与初始位置所受磁场作用方向形成180°的角度变化。基于此，运动数据检测装置200在与磁性编码器100发生相对运动时，至少会在其中一个磁性元件(可以是第一磁性元件，也可以是第二磁性元件)处形成一个正弦和/或余弦波的电信号输出。从而，运动数据检测系统中的任一装置(例如上位机或中央处理器等，也可以是运动数据检测装置200自身)可以配置为采集该电信号或经过处理的该电信号，从而根据电信号的幅值、多个电信号的幅值差异或其他数据计算所受磁场作用的大小，以判断位置和移动方向，根据电信号的相位、多个电信号的相位差异或其他数据，计算所受磁场作用的变化速度以得到速度信息。 [0050] 当然，磁性编码器100不仅可以配置为如图1所示的直线型条状，还可以配置为圆环状，以套设于发生相对旋转运动的机械工件上，进行至少旋转速度和旋转方向等物理数据的检测。由此可见，本发明并不限制磁性编码器100的具体形状，只要足以在其与运动数据检测装置200的相对运动方向上或与该相对运动方向具有较小偏移角度的方向上存在延伸分量即可。概括而言，磁性编码器可以配置为圆环状和/或直线型条状，其上设置有多个磁性区域和/或其自身由多个磁性元件组成，包括交替排列的第一区域、第二区域和/或交替排列的第一磁性元件、第二磁性元件。其中，第一磁性区域和第二磁性区域的极性配置为相反，第一磁性元件和第二磁性元件的极性配置为相反，磁性编码器100基于此产生方向交替变化的磁场。 [0051] 运动数据检测装置200中，为了实现前文所述电信号的输出，需要配置有至少一个输出电信号随磁场变化而同步变化的检测器件，然而单个检测器件存在输出数据单一，无法进行比较，难以分析得到多种物理数据的技术问题。从而，本发明一实施方式提供如图3所示，设置于运动数据检测装置200中的至少部分运动数据检测电路，图3中将运动数据检测装置200设置于直角坐标系中，以方便描述，当然本发明提供的运动数据检测电路并不局限于设置在运动数据检测装置200中这一种配置情况，也并不局限于仅能对运动相关的数据进行检测。 [0052] 设置于运动数据检测装置200中的运动数据检测电路可以被具体配置为，包括至少第一感测支路21、第二感测支路22和第三感测支路23，上述至少三条感测支路优选配置为分布于运动数据检测装置200上的多个不同位置，从而获取不同位置处的磁场情况以转化为可分析处理的电信号。在一种实施方式中，第二感测支路22、第一感测支路21和第三感测支路23沿第一方向y依次排列。优选地，第一方向y为运动数据检测装置200(或称运动数据检测电路)的相对运动方向，可以是运动数据检测装置200的长度方向。如此，可以在相对运动发生过程中，获取同一时刻下相对运动方向上不同位置的磁场情况，以及不同时刻相对运动方向上同一位置的磁场变化，以得到用于形成相对运动数据的大量数据。 [0053] 进一步地，第一感测支路21包括第一感测元件210，第二感测支路22包括第二感测元件220，第三感测支路23包括第三感测元件230。在一种具体的实施方式中，第一感测元件210、第二感测元件220和第三感测元件230分别串联在第一感测支路21、第二感测支路22和第三感测支路23中，且配置为具有磁传感器的功能，以对上文所述的磁场情况进行检测，并可以配置为沿与第一方向y垂直的第二方向x延伸。 [0054] 具体地，第二感测元件220、第一感测元件210和第三感测元件230沿运动数据检测电路的相对运动方向间隔设置。优选地，三个感测元件在第二方向x上处于相同的位置，从而可以形成13的矩阵形式排列，足以获得多角度多位置的磁场情况并对应生成电信号。 [0055] 当然，上述第二感测元件220、第一感测元件210和第三感测元件230并不必然限定其依次排列的顺序，只要能够相互形成对照、满足三感测支路相互位置关系，通过比较足以计算得到相对运动数据等物理数据即可。同时，上述至少三个感测元件还可以进一步配置为自身位置可调节，这是因为三个感测元件之间并不存在支路或元器件层面的共用情况，相互间不形成限制，支路间距越大输出信号越弱，间距越小输出信号越强。 [0056] 因此，用户可以根据需要选择性增大/缩小设置于两侧的感测元件(在一种实施方式中为第二感测元件220和第三感测元件230)的间距，和/或增大/缩小设置于中间位置的感测元件(在一种实施方式中为第一感测元件210)分别相对于两侧的感测元件的间距，以使不同感测元件之间或不同感测支路之间形成更为明显的磁场差异或磁场变化量，能够进一步提升运动数据检测装置200或运动数据检测电路的磁场敏感度。 [0057] 进一步地，当所有感测元件配置为具有同向变化和/或反向变化的磁敏特性时，每个感测元件可以分别表征其在运动数据检测电路(或运动数据检测装置200)上位置的磁场情况，单条感测支路可以依据其中包含的感测元件进行磁场情况的输出。为了说明上述特征，继续如图3所示，将第一方向y作为直角坐标系的横坐标，并将第二方向x作为直角坐标系的纵坐标，定义第二感测元件220具有横坐标y1，第一感测元件具有横坐标y2，第三感测元件具有横坐标y3。在感测元件沿第二方向x延伸，且几何中心位于纵坐标x1所在水平线上时，例如第二感测元件220的电信号输出可以用于表征运动数据检测装置200(或运动数据检测电路)上坐标为(y1，x1)处的磁场情况，且/或例如第一感测元件210的电信号输出可以用于表征运动数据检测装置200上坐标为(y2，x1)处的磁场情况，且/或例如第三感测元件230的电信号输出可以用于表征运动数据检测装置200上坐标为(y3，x1)处的磁场情况。 [0058] 当然，上述三条感测支路可以配置为以其任一位置作为输出节点，向同一或不同处理模块输出电信号，以实现磁场情况的差异输出。例如在第一感测支路21和第二感测支路22之间，若第一感测元件210和第二感测元件220的磁敏特性相同，且以第一感测元件210和第二感测元件220相连一端的节点作为输出节点，可以得到两个感测元件采集磁场情况的差异输出，产生对应第一感测支路21的电信号与第二感测支路22的电信号的差异信号，输出至后端进行运算。 [0059] 又如在第一感测支路21和第三感测支路23之间，若第一感测元件210和第三感测元件230的磁敏特性相同，且以第一感测元件210和第三感测元件230相连一端的节点作为输出节点，可以得到两个感测元件采集磁场情况的差异输出，产生对应第一感测支路21的电信号与第三感测支路23的电信号的差异信号，输出至后端进行运算。 [0060] 具体地，定义第一感测元件210和第二感测元件220之间包括第一节点212，并可以如图3所示，具有位于横坐标y1和横坐标y2中间位置的横坐标；定义第一感测元件210和第三感测元件230之间包括第二节点213，并可以如图3所示，具有位于横坐标y2和横坐标y3中间位置的横坐标。至少一个简单处理模块配置为连接上述第一节点212和第二节点213至少其中之一，以获得表征对应位置磁场情况的电信号。 [0061] 基于上述节点连接配置关系，在一种实施方式中，运动数据检测电路可以被具体设置为用于输出位于不同位置的、区分于磁场变化数据的绝对磁场数据之间的差值的电信号。在此种实施方式下，至少上述第一感测元件210、第二感测元件220和第三感测元件230配置为具有相同的磁阻效应系数，所述磁阻效应系数可以被概括为上文的磁敏特性中的一种。 [0062] 所述磁阻效应系数可以配置为正值，对应磁敏特性为电阻随磁场情况的增强而增大，所述磁阻效应系数也可以配置为负值，对应磁敏特性为电阻随磁场情况的增强而减小。 [0063] 如此，位于不同位置的感测元件面对外部磁场的变化，会对应产生仅存在位置区分信息的电信号，三条感测支路形成的两个节点，可以用于输出至少三个不同位置处两两之间的磁场情况差异，以供后续处理模块进行计算。具体地，第一节点212输出位于坐标(y1，x1)处的第二感测元件220与位于坐标(y2，x1)处的第一感测元件210之间的磁场情况差异，第二节点213输出位于坐标(y2，x1)处的第一感测元件210与位于坐标(y3，x1)处的第三感测元件230之间的磁场情况差异。由于上述磁场情况差异是由至少三个不同位置上的磁场的绝对数据作差得到的，因此选择调用上述节点其中任一，均具有更好的数据完整性；又因为第二感测支路22、第一感测支路21和第三感测支路23本身即处于不同位置，因此两节点的输出可以用于计算各种待检测数据，具有更广泛的适用性。 [0064] 优选地，至少将第一感测元件210和第二感测元件220在第一方向y上的间距，与第一感测元件210和第三感测元件230在第一方向y上的间距配置为相等，以使其具有动作变化一致性更高、结构更对称的优势。 [0065] 进一步地，在第一节点212和第二节点213作为输出节点接入后续处理模块、电路形成完整电路后，相当于第一感测支路21连接至所述后续处理模块，而分别与第一感测支路21形成上述第一节点212和第二节点213的第二感测支路22和第三感测支路23，则对应为并联设置于第一感测支路21与所述后续处理模块之间。此时，根据后续处理模块的数量配置以及电路结构，可以至少形成两种技术方案。在所述后续处理模块仅配置有一个的实施方式中，第一节点212和第二节点213可以相接后接入所述后续处理模块的输入侧；在所述后续处理模块可以配置为至少两个时，第一节点212和第二节点213可以分别接入所述后续处理模块中的两个的输入侧。 [0066] 基于此，运动数据检测电路还可以进一步包括一信号处理模块4，如图4所示，信号处理模块4可以作为上述任何所述后续处理模块的一种具体实施方式，因而，第一感测支路21连接信号处理模块4，第二感测支路22和第三感测支路23并联设置于第一感测支路21和信号处理模块4之间。 [0067] 结合图3至图5所示，图5示出了第一感测元件210、第二感测元件220和第三感测元件230对信号处理模块4的输出(在一种实施方式中可以是电压信号U)，随相对运动距离L的变化曲线。由此可见，在沿第一方向y与所述磁性编码器发生相对运动，且与其发出的磁感线存在接触的情况下，不同感测元件会形成具有不同且存在相位差的、正弦或余弦形式的电信号输出，在不存在各向异性或无规律变化的外界磁场干扰的情况下，输出电信号的波形往往具有一致性(例如幅值和变化趋势一致)，并且由于三条感测支路上的感测元件被配置为具有相同的磁敏特性(可以是相同的磁阻效应系数)，因此应对外部干扰磁场而在中间节点处输出的磁场情况差异会始终为0，从而仅保留基于所述磁性编码器的信号，此点也说明了本发明提供的运动数据检测电路具有强抗干扰能力。需要注意地，虽然附图中(不仅限于图5中)给出的输出为电压U或Vout，但本发明并不限定感测支路的输出只能为电压信号或电压数据，任何足以表征磁场情况的电信号，均可以替换地应用于本发明中。 [0068] 基于此，上述相位差携带了位于不同位置的不同感测元件在移动过程中受磁场作用变化而对应形成的变化信息，第一节点212和第二节点213输出至少两项变化信息的差异，因而可以利用上述电信号波形和相位差进行处理，以得到待检测物理数据或携带有待检测物理数据的其他经过中间处理后的信号。 [0069] 为了简化电路配置，降低成本消耗，优选将第一节点212和第二节点213相接后作为一个节点向信号处理模块4进行数据输出。在该实施方式中，为了实现三条支路上采集电信号的两两比对，本发明一实施方式中提供的运动数据检测电路还包括开关模块3。所述开关模块3配置为控制第二感测支路22和第三感测支路23其中之一可选地接入所述第一感测支路21和信号处理模块4之间，保证在同一时刻下，第二感测支路22和第三感测支路23其中之一与第一感测支路21形成并联输入，避免信号处理模块4输入电信号的混乱。当然在其他实施方式中，开关模块也可以具有其他配置，例如将第二感测支路22和第三感测支路23均断开的初始化状态配置，或将第二感测支路22和第三感测支路23同时接入，但可选地屏蔽其中一条支路，使其不对电路形成输出(例如将其两端电位拉至低电平)，均可以达到预期技术效果。 [0070] 与此相对应地，信号处理模块4可以配置为接收第一感测支路21的电信号分别与第二感测支路22的电信号和第三感测支路23的电信号的差异信号，对应计算携带有相对运动数据的输出信号。作为补充解释地，三条感测支路分别形成如图5所示波形的电信号，信号处理模块4得以用第一节点212(或称第二节点213)输入的图5中标号210和标号220两种波形复合形成的差异波形，以及标号210和标号230复合形成的差异波形，计算得到携带有目标的相对运动数据的输出信号。 [0071] 继续如图3和图4所示，在一种实施方式中，三条感测支路形成回路的连接方式可以是，第一感测支路21一端连接信号处理模块4，另一端连接电源Vdd或地电平GND其中之一。对应地，第二感测支路22配置为一端连接信号处理模块4，另一端连接电源Vdd或地电平GND其中另一，第三感测支路23配置为一端连接信号处理模块4，另一端连接电源Vdd或地电平GND其中另一。 [0072] 具体地，第一感测支路21可以包括远离第一节点212和第二节点213设置的第三节点211，第二感测支路22可以包括远离第一节点212设置的第四节点221，第三感测支路23可以包括远离第二节点213设置的第五节点231。在一种实施方式中，上述节点可以配置为第三节点211连接电源Vdd，第四节点221和第五节点231连接地电平，如此可以实现上文所述的并联回路的建立。 [0073] 而所述开关模块3，在一种具体的实施方式中可以配置为包括，分别串接于第二感测支路22和第三感测支路23的第一开关31和第二开关32。在运动数据检测电路配置为，第二感测支路22和第三感测支路23同一时刻下选择其一接入电路的实施方式中，第一开关31和第二开关32可以配置为联动，单次切换后第一开关31和第二开关32其中之一闭合，且其中另一断开，从而保证不同状态下，第二感测支路22和第三感测支路23只有其中之一接入电路。当然，在有必要时，开关模块3还可以包括第三开关，设置于第一感测支路21中，用于根据需要控制第一感测支路21的通断，此时，当然可以将第一开关31和第二开关32同时闭合，所述第三开关断开，利用信号处理模块4获取第二感测支路22和第三感测支路23输出电信号之间的差异信号。 [0074] 图6示出了第一开关31和第二开关32的动作时序，可知第一开关31和第二开关32可以被具体配置为交替闭合，同时，为了保证后续所述信号处理模块或其他处理模块能够正常运算响应，相邻的第一开关31和第二开关32闭合动作之间，优选配置为包括一延时时间，防止后续所述信号处理模块响应不及时导致的数据错乱，当然在所述信号处理模块配置为高性能的实施方式中，第一开关31和第二开关32的动作时序的占空比可以配置为相等且和为100％。 [0075] 此外，在一种实施方式中，信号处理模块4可以包括用于处理中间数据并生成所述输出信号的数据运算单元40。与此相对应、且不局限于前文所述开关结构配置的开关模块3，可以进一步配置为，在第一状态下控制第二感测支路22导通，且第三感测支路23断开(可以是第一开关31闭合，第二开关32断开)，进而第二感测支路22与第一感测支路21产生第一差异信号；同时，开关模块3进一步配置为，在第二状态下控制第二感测支路22断开，且第三感测支路23导通(可以是第一开关31断开，第二开关32闭合)，进而第三感测支路23与第一感测支路21产生第二差异信号。 [0076] 基于此，数据运算单元40可以被进一步配置为接收所述第一差异信号和所述第二差异信号，并根据所述第一差异信号和所述第二差异信号，计算所述相对运动数据或携带有所述相对运动数据的输出信号。 [0077] 在一种实施方式中，数据运算单元40可以被配置为用于对接收的中间数据信号进行隔离的幅值分析和比较的相位分析，从而在保留不同位置绝对磁场数据的差异值不发生损失的基础上，求取磁场变化数据以供完成相对运动数据的计算。 [0078] 一方面，对于差异信号和电信号的类型，可以分别具体配置为电压差值和电压信号，相较于其他信号类型更稳定且更方便运算。例如，所述第一差异信号可以包括第一感测支路21上第一电压信号和第二感测支路22上第二电压信号的第一电压差值，优选地，所述第一电压差值为上述第一电压信号和第二电压信号之差的绝对值，以方便运算。又例如，所述第二差异信号可以包括所述第一电压信号和第三感测支路23上第三电压信号的第二电压差值，优选地，同样可以保持第二电压差值始终为正值。 [0079] 另一方面，对于相对运动数据内涵的定义，在一种实施方式中可以包括相对速度数据，基于此，数据运算单元40可以配置为根据所述第一差异信号和所述第二差异信号至少其中之一，计算所述相对速度数据，这是由于第一差异信号和第二差异信号其中任一，都表示着所述运动数据检测装置上已知间隔(距离)间磁场的变化情况。而在另一种实施方式中可以包括相对方向数据，基于此，数据运算单元40可以配置为根据第一差异信号和第二差异信号之差，计算所述相对方向数据，这是由于所述第一差异信号和所述第二差异信号是分别根据两条感测支路上的绝对磁场情况作差得到的，由于具有位置差异，因此必然会存在相位差，可以比较相位的先后和差距，或计算角度判断当前相对运动方向。 [0080] 对于所述中间数据，可以是直接由第一节点212(或称第二节点213)输出的差异信号形成，当然也可以对该差异信号进行前处理生成中间数据后，数据运算单元40再利用该中间数据进行相对运动数据的计算。在一种实施方式中，用于执行上述中间数据生成的器件可以是如图4所示的运算放大器41，也即信号处理模块4可以优选包括运算放大器41和参考电压源Vref，进而，第一感测支路21连接运算放大器41的正相输入端和反相输入端其中之一，参考电压源Vref连接运算放大器41的正相输入端和反相输入端其中另一，从而对前端输入的差异信号进行过滤，进一步防止干扰信号的影响，保持波形的平滑和相位数据的正确性。 [0081] 基于此，图7示出了在图6所示动作时序下，运算放大器41输出中间信号的波形，其中运算放大器41在连续所述第一状态下输出的波形平滑处理后近似为图中标号41所示，运算放大器41在连续所述第二状态下输出的波形平滑处理后近似为图中标号42所示。可见，三条感测支路相邻两条之间的差异信号存在几乎相等的幅值，且相位存在差异。此时，可以通过采集运算放大器41或第一节点212(或称第二节点213)在连续第一状态下的输出，或采集运算放大器41或第一节点212(或称第二节点213)在连续第二状态下的输出，或上述任一位置或器件在两连续状态下输出消除相位差异后的叠加输出，作为计算相对速度数据的基础，利用幅值等携带绝对磁场数据的信息，计算并输出携带有相对速度数据的第一输出信号OUT1。对应地，可以通过采集上述任何一种实施方式下，两连续状态下输出之差作为计算相对方向数据的基础，利用相位等携带两组差异信号之间差异的信息，计算并输出携带有相对方向数据的第二输出信号OUT2。 [0082] 作为补充地，本发明提供的运动数据检测电路还可以具体包括诊断处理模块，配置为通过比较输出波形的零点位置，得到外部磁场的干扰信息，和/或配置为连接第一节点210，并将第四节点221和第五节点231其中之一连接电源，其中另一接地，从而通过观察异常磁场强度变化与信号强度变化，判断系统工作状态，如出现外部磁场干扰，则进行异常警示和齿轮磨损安全警示。 [0083] 图8示出了本发明另一种实施方式中的运动数据检测电路，其与前一种实施方式所提供的运动数据检测电路在感测支路、数据运算单元40部分保持一致，可以配置为第一感测支路21上第一感测元件210通过第三节点211连接地电平GND，第二感测支路22上第二感测元件220通过第四节点221连接第一开关31后连接电源Vdd，第三感测支路23上第三感测元件230通过第五节点231连接第二开关32后连接电源Vdd。第一感测支路21上第一感测元件210另一端与第二感测支路22上第二感测元件220另一端之间形成第一节点212，第一感测支路21上第一感测元件210的该另一端与第三感测支路23上第三感测元件230另一端之间形成第二节点213，第一节点213和第二节点214相接并连接至数据运算单元40。数据运算单元40对应生成第一输出信号OUT1和第二输出信号OUT2。 [0084] 而在本实施方式中，运算放大器41和数据运算单元40之间还可以包括加减处理单元42，其配置为对前文所述的、来自运算放大器41的差异信号分别进行减法运算，以及保留或加法运算，从而生成如图9所示的两种输出，其中第一数据输出421是减法运算后获得的，包含用于计算相对方向数据的相位数据的波形，第二数据输出422是保留或加法运算后获得的，包含计算相对速度数据的幅值数据的波形。当然，上述加减法等运算在前一实施方式中当然可以集成至数据运算单元40中执行。 [0085] 值得注意地，本文所涉连接，均可以包括直接连接或间接连接，所述直接连接可以包括有线的电性连接、无线的电信连接和通信连接等，所述间接连接可以包括通过某种元器件或组分间接连接。 [0086] 对于单个感测元件(例如所述第一感测元件)的具体结构及工作原理，本发明结合图10至图18进行细化描述。此处定义感测元件20，可以理解地，感测元件20可以应用于上述任一种实施方式中，从而使上文的运动数据检测电路配置具有下文所述任一种实施方式所提供的技术效果。 [0087] 如图10所示，本发明一实施方式提供的感测元件20的第一实施例，包括感测主体201以及位于感测主体201延伸方向两端设置的导电端子202。其中感测主体201优选配置为具有高磁导率材料，在一种具体的实施方式中配置为坡莫合金带。所述感测主体201的延伸方向即为感测元件20内部电流I的流向，当不存在外加磁场H时，感测元件20内的磁化方向M具有与内部电流I的流向一致的方向，此时感测元件20具有最大的电阻值；而当对感测元件 20施加外加磁场H后，磁化方向M与内部电流I的流向形成电磁偏折角θ，此时利用感测主体 201的高磁导率，可以使感测元件20的电阻值随外加磁场H的增大而减小，从而形成足以测量外界磁场变化并响应输出变化电信号的磁传感器。 [0088] 当然，基于上文描述可知，外加磁场H并非必须与内部电流I的流向相垂直，只需要具有与内部电流I的流向相垂直的分量即可，同时对于其他方向的外加磁场H的情况，结合上文的结构配置可以预期，在此不再赘述。进一步地，图11中公开了感测元件20输出的初始数据跟随外加磁场H的变化曲线图，一方面初始数据可以是电压输出，也可以是其他跟随电阻变化而产生的可以容易测得的数据，另一方面，从图11中可知，外加磁场H在一定强度范围内会使感测元件20的输出工作在线性区，而超过该范围则会使得其输出具有非线性关系。 [0089] 基于此，本发明提供基于该实施方式的第二实施例的感测元件20，其结构如图12所示。经过实验推导可知，使上述电磁偏折角θ满足取值范围[‑45°，+45°]时，感测元件20输出的初始数据会符合线性变化以利于计算。从而，在感测主体201中间隔贯穿设置有多个导体件203，以将感测主体201分割形成多个高磁导率区域，多个导体件203基于其具有比感测主体201更强的导电率而使内部电流I自始具有与感测主体201延伸方向成45°的偏折角。此时，在外加磁场H为0的情况下，磁化方向M与内部电流I的电磁偏折角θ为‑45°，逐渐增加外加磁场H的大小使得磁化方向无限趋向于与感测主体201垂直的状态，磁化方向M与内部电流I的电磁偏折角θ始终小于+45°，如此使感测元件20始终工作在线性区，其输出的初始数据则有利于提升后续分析处理的精确性。 [0090] 为了进一步提升性能，避免或延后感测元件20在高磁场强度区域逆向输出的现象，图13中提供的基于上述实施方式的第三实施例，则在于通过配置永磁体、线圈或其他磁场发生装置，对感测元件20自始叠加与感测主体201延伸方向具有45°夹角的辅助磁场H，从而达到使上述电磁偏折角θ满足线性工作的取值范围的技术效果。 [0091] 在另一种实施方式中，感测元件20还可以具有如图14所示的结构配置，包括由第一侧至第二侧依次层叠设置的反磁层204、第一软磁层205、非磁性层206和第二软磁层207。优选地，反磁层204被具体配置为相邻原子磁矩反平行排列，具有净磁化量为零的性质；第一软磁层205被具体配置为具有较低的矫顽力(例如，小于100kA/m)，从而反磁层204得以对第一软磁层205形成一磁偏压，以将第一软磁层205限定为具有第一磁化方向P；非磁性层 206可以被具体配置为导体，也可以被具体配置为由绝缘材料制成；第二软磁层207被具体配置为具有较低的矫顽力，由于不存在磁偏压作用，第二软磁层207的磁化方向可以随外界或外加磁场方向改变，在外界或外加磁场为零时，第二软磁层207具有第二磁化方向F。 [0092] 图15至图16依次示出了该实施方式中分别对感测元件20施加第一外加磁场、第二外加磁场、第三外加磁场和第四外加磁场时的磁化方向和电阻数值变化情况。 [0093] 其中，图15示出当外加磁场B平行于第一磁化方向P时，第二软磁层207具有与第一磁化方向P相同的第二磁化方向F，此时感测元件20呈现最小的电阻值。图16示出当外加磁场B与第一磁化方向P平行且相反时，第二软磁层207具有与第一磁化方向P相反的第二磁化方向F，此时感测元件20呈现最大的电阻值。图17示出当外加磁场B与第一磁化方向P垂直时，第二软磁层207具有与第一磁化方向P相垂直的第二磁化方向F，此时感测元件20呈现一中间值。图18示出当外加磁场B＝0时，第二软磁层207的净磁化量在第一磁化方向P的方向上投影量为零，从而呈现与图17相同的中间值。 [0094] 基于此，可以通过实施与前一实施方式相同的电性调节和外加辅助磁场调节的方式，使第二磁化方向F在第一磁化方向P上的投影量为零，即可使得磁场感测元件20始终工作在线性区。 [0095] 综上，本发明提供的运动数据检测电路，通过设置两组与第一感测支路并联的感测支路，并将两条感测支路可选地接入电路中，由于三组感测支路并联且间隔设置，因此可以通过电信号之间的差异信号计算得到区分于变化数据的绝对数据，并利用两组绝对数据运算得到携带有相对运动数据的输出信号，在保持高抗干扰能力和高敏感度的前提下，达到输出数据全面完整的技术效果，并能应对多种工况下的状态异常自检。 [0096] 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。 [0097] 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。