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Die gegenständliche Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erfassen der Daten eines magnetisch codierten Datenträgers mit einem Sensor und mit einer an diesen angeschlossenen Auswertelektronik, wobei die vom Sensor durch dessen Bewegung längs des Datenträgers aufgenommenen Daten in der Auswertelektronik verarbeitet werden.
Aus der AT 399 410 B ist eine Einrichtung bekannt, welche zur Erfassung, Speicherung und Auswertung der Daten eines magnetisch codierten Datenträgers dient. Diese Einrichtung besteht aus einem tragbaren Gerät, welches mit einem magnetfeldempfindlichen Sensor und mit einer Auswertelektronik ausgebildet ist. Bei Bewegung des magnetfeldempfindlichen Sensors längs eines magnetisch codierten Datenträgers werden dessen Daten mittels des Sensors erfasst, von welchem sie an die Auswertelektronik abgegeben werden, in der sie weiter verarbeitet werden.
Bekannte Sensoren, wie z. B. Leseköpfe, weiche auch in Tonbandgeräten verwendet werden, sind deshalb nachteilig, da der Kopfspalt deshalb sehr genau entlang der Codierung geführt werden muss, da er ein grosses Längen/Breitenverhättnis von 2 mm Länge und 100 um Breite aufweist. Wird die Länge stark vermindert, dann ist zwar die Genauigkeit der Lage des Sensors gegenüber dem Datenträger weniger massgeblich, jedoch nimmt die Empfindlichkeit des Lesekopfes stark ab. Zudem ist die induzierte Spannung geschwindigkeitsabhängig.
Aus der EP 0 561 124 A 1 ist weiters eine Einrichtung zur Feststellung von Betrugsversuchen an einer Vorrichtung zum Lesen und Beschreiben einer Chip-Karte bekannt. Diese bekannte Einrichtung enthält ein Kontaktierungselement, eine mit diesem gekoppelte Resonanzeinheit, eine Messeinrichtung, einen Impedanzwandler und einen Resonator.
Über die besondere Ausbildung des als Kontaktierungselementes bezeichneten Sensors ist jedoch in dieser Literaturstelle keine Aussage enthalten.
Der gegenständlichen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, bei welcher die dem bekannten Stand der Technik anhaftenden Nachteile vermieden werden. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erzielt, dass der Sensor durch ein von einem hochfrequenten Strom durchflossenes, weichmagnetisches Element, z. B. in Form eines Drahtes, eines Bandes oder einer Beschichtung, bei welchem der Effekt der gigantischen Magnetoimpedanz auftritt, gebildet ist.
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B.schmales, kurzes Bändchen oder eine aufgedampfte oder gesputterte Schichte eines Materials verwendet werden, welche Elemente den Effekt der gigantischen Magnetoimpedanz (GMI) aufweisen. Ein derartiger Sensor weist einerseits eine hinreichend hohe Empfindlichkeit auf, um die vom magnetisch codierten Sensor ausgehenden Magnetfelder zu detektieren.
Andererseits kann er genügend miniaturisiert hergestellt werden, sodass die sehr kleinen Strukturen von ca. 100 um, welche bei der Codierung Verwendung finden, aufgelöst werden können. Auf diese Weise kann ein Erfassungs-, Speicher- und Auswertegerät geschaffen werden, durch weiches magnetisch codierter Datenträger gelesen werden können, ohne dass das Lesegerät genau längs der Datenträger geführt werden muss.
Vorzugsweise ist der Sensor an einem der freien Enden eines stabförmigen Trägers angeordnet, weicher in einem länglichen Gehäuse angeordnet ist. Dabei kann der stabförmige Träger eine der Stimflächen des Gehäuses durchsetzen und in diesem verschiebbar geführt sein.
Vorzugsweise ist an diesem Träger auch die Auswertelektronik angeordnet
Nach weiteren bevorzugten Merkmalen ist der stabförmige Träger gegenüber dem Gehäuse entgegen der Wirkung einer Feder verschiebbar. Weiters kann nahe dem Sensor ein Magnet zur Aktivierung des magnetisch codierten Datenträgers vorgesehen sein. Zudem können eine analoge Auswertelektronik, welche einen Oszillator, einen Demodulatur und einen Verstärker enthält, und eine digitale Auswertelektronik, welche einen A/D-Wandler und einen Mikrocomputer enthält, vorgesehen sein.
Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 eine erfindungsgemässe Einrichtung, in Seitenansicht,
Fig. 2 ein Detail dieser Einrichtung, in Seitenansicht und teilweise aufgebrochen, in gegenüber
Fig. 1 vergrössertem Massstab,
Fig. 3 ein Detail der Darstellung gemäss Fig. 2, in Seitenansicht und teilweise aufgebrochen, in gegenüber Fig. 2 vergrössertem Massstab,
Fig. 4 eine analoge Auswertelektronik, in Form eines Blockschaltbildes, und
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Fig. 5 eine digitale Auswertelektronik in Form eines Blockschaltbildes.
In Fig. 1 ist ein Gerät 1 dargestellt, welches zur Aufnahme und Auswertung der Daten eines magnetisch codierten Datenträgers 2 dient. Derartige Datenträger 2 sind z. B. an Orten angebracht, welche einer periodischen Überwachung unterzogen werden. Mittels des Gerätes 1, welches tragbar ausgebildet ist, können die Daten des Datenträgers 2 erfasst werden, wodurch die Ergebnisse und Daten der Kontrollvorgänge erfasst und gespeichert werden können.
Das Gerät 1 besteht aus einem Gehäuse, welches an seinem dem Datenträger 2 zugeordneten freien Ende mit einem Sensorelement 3 ausgebildet ist. Das Gerät 1 ist weiters mit einem Anzeigefeld 11 und mit Steuertasten 12, durch welche Eingaben bewirkt werden können, ausgebildet.
Wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist das Sensorelement 3, welches an seinem freien Ende sich kegelförmig verjüngend ausgebildet ist, mit einem Hohlraum ausgebildet, in welchem ein stabförmiger Träger 31 für den eigentlichen Sensor angeordnet ist Dieser Träger 31 durchsetzt das freie Ende des Sensorelementes 3 in einer Bohrung. Dabei steht der Träger 31 unter Wirkung einer Druckfeder 32. Am freien Ende des Trägers 31 befindet sich der Sensor, dessen Ausbildung nachstehend erläutert ist. Vom Träger 31 gehen Leitungen ab, welche zu einer im Gerät 1 befindlichen Auswertelektronik 34 führen.
Am Träger 31 befinden sich einerseits der Sensor und andererseits ein erster Teil der Auswertelektronik. Der Sensor und der erste Teil der Auswertelektronik, welche somit miteinander fest verbunden sind, sind innerhalb des Gehäuses entgegen der Wirkung der Druckfeder 32 verschiebbar angeordnet. Auf diese Weise wird verhindert, dass bei einem Hinunterfallen od. dgl. des Gerätes der Sensor beschädigt oder zerstört wird.
Durch die feste Verbindung bleibt zudem die Impedanz zwischen dem Sensor und der Auswertelektronik unverändert.
Wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist der stabförmige Träger 31 mit einer zylindrischen Bohrung ausgebildet, in weicher sich der eigentliche Sensor 4, ein Magnetelement 5 und die zur Auswertelektronik führenden Leitungen befinden. Der Sensor 4 ist durch ein von einem hochfrequenten Strom durchflossenes, weichmagnetisches Element in Form eines Drahtes oder eines Bandes, in welchem der Effekt der gigantischen Magnetoimpedanz, der sog. GMI-Effekt, auftritt, gebildet. Dieser Effekt besteht darin, dass sich die Impedanz eines von hochfrequentem Strom durchflossenen, weichmagnetischen Elementes in Abhängigkeit von einem äusseren Magnetfeld zufolge des dadurch modulierten Skin-Effektes ändert.
Der Sensor ist dabei durch einen dünnen kurzen Draht mit einer Länge von z. B. 100 pm und einer Dicke von 30 um, einem sehr schmalen, kurzen Bändchen oder einer aufgedampften oder gesputterten Schichte eines Materials gebildet, bei welchem der Effekt der gigantischen Magnetoimpedanz auftritt. Ein derartiger Sensor weist einerseits eine genügend hohe Empfindlichkeit auf, um die vom magnetisch codierten Datenträger ausgehenden Magnetfelder zu detektieren. Andererseits kann er hinreichend miniaturisiert hergestellt werden, dass die sehr kleinen Strukturen von ca. 100 um, weiche bei der Codierung Verwendung finden, aufgelöst werden können.
Auf diese Weise kann ein Erfassungs-, Speicher- und Auswertegerät hergestellt werden, durch weiches auch bei einer nicht sehr genauen Bewegung des Gerätes längs des Datenträgers eine störungsfreie Ablesung und Auswertung der magnetischen Daten gewährleistet wird.
Das Magnetelement 5 dient zur Vormagnetisierung des Sensors 4 bzw. zur Einstellung von dessen Arbeitspunkt. Zudem kann das Magnetelement 5 dazu dienen, mechanisch codierte magnetische Datenträger, welche kein remanentes Magnetfeld aufweisen, lesbar zu machen. Das Magnetelement 5 kann sowohl als Permanentmagnet als auch als Elektromagnet ausgebildet sein.
Es wird in diesem Zusammenhang darauf verwiesen, dass auch das Erdmagnetfeld für die Vormagnetisierung und Detektion des magnetischen Codes herangezogen werden kann. In Fällen, in weichen der Datenträger ein remanentes Feld aufweist, kann das Magnetelement 5 dazu verwendet werden, den Datenträger bei inzwischen eingetretener Entmagnetisierung wieder zu magnetisieren.
Die in Fig. 4 dargestellte analoge Auswertelektronik besteht aus einem an die Auswertschaltung 13 angeschlossenen Oszillator 61, einem Demodulator 62 und einem Verstärker 63. Die in Fig. 5 weiters dargestellte digitale Auswertelektronik enthält einen A/D-Wandier 64, einen
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Mikrocomputer 65 und eine Eingabe-Ausgabeschaltung 66 mit Tastatur und Anzeige, von welcher die Daten an einen externen Computer übertragbar sind
Wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, können die Leitungen 33 in Form von geätzten Leiterbahnen auf einer dünnen Folie ausgebildet sein. Weiters kann der Sensor 4 sowohl als frequenzbestimmender als auch gütebestimmender Bestandteil einer Resonanzschaltung eingesetzt sein Derart stellen entweder die erzeugte Schwingfrequenz oder die Amplitude ein Mass für die zu messende Grösse dar.
Da bei der geschilderten Anwendung hauptsächlich die Änderung der Impedanz des Sensors von Interesse ist, kann neben der Frequenzänderung auch die Phasenänderung der erzeugten Schwingung zur Messung der Änderung der Impedanz herangezogen werden. Zudem ist eine Linearisierung des Sensors mittels Rückkopplung möglich. Als Resonanzschaltung kann ein Colpittsoszillator verwendet werden. Als Demodulator kann eine Phasenregelschaltung, kurz PLL-Schaltung, und als A/D-Wandter kann ein Komparator verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Erfassen der Daten eines magnetisch codierten Datenträgers mit einem
Sensor und einer an diesen angeschlossenen Auswertelektronik, wobei die vom Sensor durch dessen Bewegung längs des Datenträgers aufgenommenen Daten in der
Auswertelektronik verarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4) durch ein von einem hochfrequenten Strom durchflossenenes, weichmagnetisches Element, z. B. in Form eines Drahtes, eines Bandes oder einer Beschichtung, bei weichem der Effekt der gigantischen Magnetoimpedanz auftritt, gebildet ist.