CN107548463B - 用于将测量对象上的磁性材料偏磁化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将测量对象上的磁性材料偏磁化的偏磁体，所述测量对象在偏磁化之后输入测量设备的传感器排中，以测量所述测量设备的周围环境的磁性特性，其中，偏磁体的磁化不是均匀的。

Description

用于将测量对象上的磁性材料偏磁化的方法

本发明涉及一种用于将测量对象上的磁性材料偏磁化或者说加偏磁的偏磁体，所述测量对象在偏磁化之后输入用于测量磁性特性的测量设备的传感器排中。本发明同样涉及一种测量设备，用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性，其具有传感器排，所述传感器排具有至少一个沿排方向延伸的磁阻的传感器元件，所述传感器元件能够测量在其周围环境中的磁性特性。本发明还涉及一种用于将测量对象上的磁性材料偏磁化的方法，所述测量对象具有带第一矫顽磁力的第一磁性材料和带第二矫顽磁力的第二磁性材料，所述第二矫顽磁力小于第一矫顽磁力，其中，测量对象在偏磁化之后输入测量设备的用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性的传感器排中。

本发明的可能的应用领域是检验单据或者纸，尤其是钞票、支票或者其它纸张是否存在磁性特征，尤其是检验单据或者纸是否具有特殊的、之前确定的磁性特征。

有价文件可以具有软磁性的安全性特征和/或硬磁性的安全性特征。硬磁性的安全性特征可以由具有较高剩磁和较高矫顽磁力的材料制造。软磁性的安全性特征可以由具有较高剩磁但较低矫顽磁力的材料制造。永磁体尤其由硬磁性材料制造。软磁性材料是能够轻易地在磁场中磁化的铁磁性材料。与之相关的磁性极化(磁化)可以例如通过电流在电流流过的线圈中或者通过存在永磁体产生。由此产生的极化在软磁性材料中导致比在空气中从外部作用的磁场高很多倍的磁通密度。软磁性材料通常具有小于1000A/m的矫顽磁力。但是软磁性材料具有与硬磁性材料类似的饱和磁化值，因此它们在饱和状态下不能与硬磁性材料区分开。

由硬磁性的安全性特征出发，不需要存在外部磁场地产生磁场，只要硬磁性材料之前被完全并且明确地磁化。所述磁场在更长的时间内保持存在。但随着时间，统计学的过程导致硬磁性材料可能去磁。例如钞票在其使用中通常受到碰撞或者起皱。这可能导致硬磁性材料的去磁。因此为了测量硬磁性的安全性特征相宜的是，通过偏磁体为硬磁性的安全性特征施加新的(明确和持久的)磁化。硬磁性的安全性特征可以在较长的时间间隔内、至少在测量的时间段内保持新施加的磁化。

钞票上的特殊的安全性特征是铁磁性的安全线或者说防伪线(参见DE 16 96 245A1)。在实践中，为了形成安全线例如使用铁磁性材料，但其既可以具有较小的矫顽磁力也可以具有较大的矫顽磁力。因此用于检验这种钞票的测量设备在特别优选的实施形式中设计用于识别由具有较小矫顽磁力的材料制成的安全线和由具有较大矫顽磁力的材料制成的安全线。

由WO 2010/006801 A1已知一种测量设备，其用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性，其具有传感器排，所述传感器排由至少两个布置在沿排方向延伸的排中的磁阻的传感器元件和产生磁性辅助场的辅助场设备组成，所述磁性辅助场具有沿排方向指向的磁场分量，其场强沿排方向变化，其中，沿排方向的场强变化曲线在形成传感器排的传感器元件的至少两个沿排方向依次布置的传感器边缘上不具有过零点和/或不具有最大值或者最小值。在此处描述的测量设备中，可以在优选实施形式中设置偏磁体，其布置在传感器排之前。通过所述偏磁体可以对具有硬磁性模式的测量对象进行磁化，测量对象首先导引通过所述偏磁体。如果测量对象接着导引通过所述传感器排，则传感器排可以识别出所述硬磁性模式。

在由WO 2010/006801 A1已知的测量设备中，可以在优选实施形式中设置两个沿待测量对象的读取方向依次布置的传感器排，它们用于确定不同的特征。在此基于这种考虑，即为了识别磁性模式，需要对钞票进行偏磁化，然而只识别硬磁性模式的传感器排在测量时不允许具有偏磁化场，而为了识别软磁性模式，需要在测量位置上具有用于传感器排的较强的偏磁化场。在此处描述的实施形式中，硬磁性和软磁性的模式可以通过以下方式识别，即，偏磁化场作用在第一传感器排的区域中并且磁性特征几乎被完全磁化并且实现对软磁性和硬磁性的模式的识别并且同时用于对硬磁性结构进行偏磁化。如果接着将钞票导引通过第二传感器排，在第二传感器排的区域中偏磁化场不再作用，则第二传感器排可以单独地识别纯硬磁性的模式。

由EP 0 977 015 B1已知一种测量设备，其用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性。在这种测量设备中，设有测量元件(磁性探测元件)和辅助场磁体(偏磁体)。此外，在此处已知的设备中设有形式为磁体12(参见图4)的偏磁体。如在EP 0 977 015 B1的第[0042]和[0043]段中所述，有价文件上的磁性材料必须在其被识别之前磁化。为此，在EP0 977 015 B1中设置形式为磁体12的偏磁体。

引入具有多个硬磁性安全特征的有价文件，其中硬磁性的安全特征之一由具有第一矫顽磁力的第一磁性材料构成并且第二安全性特征由具有第二矫顽磁力的第二磁性材料构成。此外，引入具有组合安全特征的有价文件，它们通过具有较高矫顽磁力的彼此紧密布置的材料在具有较低矫顽磁力的材料旁边制造(组合的安全特征)。在这种有价文件中，安全特征的存在可以通过测量设备确定，所述测量设备沿有价文件的运行方向具有多个传感器排和多个偏磁体。通过第一偏磁体可以在相同的方向上偏磁化所有安全特征。由此能够通过测量设备首先确定，待检验的有价文件是否具有所有待确定的安全特征的完整数量。如果随即在之后的具有第二偏磁体(其产生比第一偏磁体弱的场)的测量设备中这样偏磁化有价文件，使得具有低矫顽材料的安全特征沿相反的方向被磁化，则能够在之后的传感器排中确定，哪些安全特征是高矫顽和它们处于有价文件上的位置。由高矫顽材料制成的安全特征一如既往地通过原始的偏磁化过程沿第一方向偏磁化并且可以由传感器排识别。具有低矫顽材料的安全特征或者组合式安全特征被反磁化或者彼此在其磁化中抵消(组合式安全特征，其中高矫顽材料成分一如既往地沿第一方向并且低矫顽材料成分沿相对的方向磁化，因此组合场剧烈减弱)。这些安全特征不能由第二传感器排直接识别。通过比较第一传感器排的测量结果(存在于有价文件上的安全特征的绝对数量)和第二传感器排的测量结果(由高矫顽材料制成的安全特征的数量和位置)能够在这种测量布局中确定，有价文件上的哪些安全特征由高矫顽材料制成并且哪些由低矫顽材料制成。此外，在这种方式中形成的测量设备的结构沿有价文件的运行方向非常长。然而，在大量的应用领域中，尤其是在自动取款机中，通常用于具有偏磁体和双排传感器排的测量设备的空间较少。

在此背景下，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种测量设备，其能够在有价文件上良好地识别由高矫顽材料和低矫顽材料制成的安全特征。

该技术问题通过按照权利要求1所述的偏磁体以及按照权利要求8所述的测量设备和按照权利要求12所述的用于使测量对象上的磁性材料偏磁化的方法解决。有利的实施形式在从属权利要求和说明书中给出。

本发明的基本思想在于，使用其磁化不均匀的偏磁体。偏磁体的非均匀(不均匀)的磁化使得由偏磁体产生的磁场在其方向和/或其强度方面在待检验的测量对象可以导引通过的平面中改变，尤其优选连续地改变。尤其优选地，非均匀的磁化导致由其产生的磁场在偏磁体的周围环境的某些区域中集中。如果处于硬磁性材料上的磁场低于硬磁性材料的矫顽磁力，则硬磁性材料的磁化沿这样一个方向冻结或固定，该方向是从外部所施加磁场在低于矫顽磁力的时间点所指向的方向。这意味着具有不同矫顽磁力的硬磁性安全特征的磁化在沿着测量对象运动的不同位置上通过由偏磁体产生的磁场被冻结或固定。具有不均匀磁化的偏磁体的特殊磁场使得由偏磁体产生的磁场在不同的场强下指向不同的方向。由此能够为第一安全特征的高矫顽材料赋予第一磁化方向，而为低矫顽材料赋予与之不同的磁化方向。如果结合这种偏磁体使用针对不同的磁化角产生不同的信号曲线形状的传感器排，则能够实现，当这些材料被按照本发明的偏磁体磁化时，明确地识别在一个测量对象上的有不同矫顽性的材料。通过这种偏磁体也能够实现，识别由组合式材料制成的安全特征。如果在各相应材料的磁化冻结或固定的时间点(在低于各相应材料的矫顽磁力的时间点)的磁化方向选择为，使得它们不彼此错移180°地指向，则组合式安全特征中的磁化相互不抵消，因此组合式安全特征也可以通过传感器排识别出来。

本发明的目标尤其在于，针对用于测量测量设备周围环境的磁性特性的具有传感器排(具有至少一个沿排方向延伸的磁阻式的能测量其周围环境的磁性特性的传感器元件)的测量设备，建议一种特殊的偏磁体。在本发明的上下文中，偏磁体尤其理解为能够使有价纸件上的安全特征的硬磁性材料磁化的磁体。迄今在有价文件、尤其在钞票上使用的用于安全特征的硬磁性材料通常以具有小于100kA/m，典型为50kA/m的场强的磁场磁化。因此，偏磁体理解为这样的磁体，其在测量对象能够导引通过它周围环境的平面中，至少在一点产生具有所述强度的磁场。在由现有技术已知的测量设备中，部分地除了用于磁化硬磁性安全特征以便测量的偏磁体之外，还设有辅助场磁体，它们只用于在传感器排中使用特殊类型的磁阻传感器时产生用于这种类型的传感器的辅助场。偏磁体通常与这些辅助场磁体的区别在于，由它们产生的偏磁化磁场比由辅助场设备产生的磁场强四倍。在优选的实施形式中，偏磁化磁场和由辅助场设备产生的磁场的主要区别在于作用方向。此外，在具有偏磁体和辅助场磁体的测量设备中通常采取措施以将由偏磁体产生的磁场与传感器排屏蔽开，如在EP 0 977 015 B1中的“磁性屏蔽件22”。

按照本发明的偏磁体的特征在于，偏磁体的磁化不是均匀的。术语“均匀”在用于表征偏磁体的磁化的本发明中不理解为例如在棒状磁体中在表面或者棱边区域中出现的棒状磁体磁化相对于其通常连续地从一个端部指向另一端部的棒状磁体磁化有轻微偏差。不均匀磁化例如是这样的磁化，其中磁化从偏磁体的表面朝向偏磁体的对置表面旋转大于45°，尤其优选大于90°，尤其优选大于180°。偏磁体的不均匀磁化尤其理解为如其在海尔贝克阵列中产生的磁化。海尔贝克阵列由永磁体部段组成，其磁化方向彼此沿阵列纵轴线的方向分别倾斜或倾翻90°。由此，磁场线在磁场导向倾翻方向一侧上紧密地聚集到一起，这提高了磁通密度。在对置侧，磁场线比在未受干扰的磁体中松散，因此磁场在较小的距离下就已经减弱或者说完全消失，因为南北极分别交替。然而，本发明的偏磁体不局限于这种单独的永磁体的磁化方向朝向阵列纵轴线倾斜90°的情形。偏磁体的不均匀磁化也可以在具有相互连接的永磁体的实施形式中通过以下方式实现，即其磁化方向彼此处于不同于90°的、例如更小或者更大的角度中。此外，海尔贝克磁体(海尔贝克阵列)在K.Halbach的Nuclear Instruments and methods 169(1980),1-10的“Design of permanentmultipole magnets with oriented rare earth cobalt material”中或者在K.Halbach的Journal de Physique,1983,44(C1),pp.C1-211,C1-216的“Permanent magnetundulators”中或者在K.Halbach的Nuclear Instruments and methods 187(1981)109-117的“Physical and optical properties of rare earth cobalt magnets”中描述。

所要求的偏磁体的不均匀磁化例如在海尔贝克阵列中应在偏磁体的固体中产生。偏磁体的不均匀磁化不理解为如在马蹄形磁体中产生的磁化。在马蹄形磁铁中的一段的磁化方向相对于对置段的磁化旋转180°，以致人们可以极其泛泛地认为马蹄形磁体的磁化是不均匀的。然而，马蹄形磁体的磁化的不均匀性通过以下方式产生，即两个通过自由空间明确地彼此分隔的磁体段的磁化是不同的。在马蹄形磁体中，在各相应的段内部(在各个相应的固体区段内部)，磁化也是均匀的。对于按照本发明的偏磁体要求，各相应固体内部的磁化是不均匀的。

在一种优选实施形式中，偏磁体设计为，使得

-偏磁体的指向第一方向的磁化分量的分布在偏磁体沿第一方向的延伸上不是均匀的，并且

-偏磁体的指向垂直于第一方向的第二方向的磁化分量的分布在偏磁体沿第二方向的延伸上不是均匀的，并且

-偏磁体的指向既垂直于第一方向也垂直于第二方向的第三方向的磁化分量的分布在偏磁体沿第三方向的延伸上是均匀的。

业已证明，偏磁体的磁化的不均匀性只需要关于一个平面产生，而沿第三方向的不均匀性不是必须的。在此，偏磁体的指向第三方向的磁化分量的在沿第三方向的偏磁体延伸上的均匀分布也理解为这样的磁化，其中沿第三方向指向的分量基本上为0，也就是偏磁体的磁化只在第一方向和第二方向上具有分量。

在一种优选实施形式中，偏磁体具有高度、宽度和长度，其中，长度大于高度并且大于宽度，并且第一方向沿高度方向指向，第二方向沿宽度方向指向并且第三方向沿偏磁体的长度方向指向。尤其在用于检验有价文件、尤其优选是钞票的测量设备中，将棒状的、或者一般来说设计为长条的磁体用作偏磁体。业已证明，磁化的不均匀性主要需要存在于高度方向和宽度方向上，而沿这种偏磁体的长度延伸方向不是很需要。尤其优选的是，在棒状的偏磁体中，沿偏磁体的长度方向的磁场分量基本上为0。

在一种优选实施形式中，所述偏磁体具有第一磁体和第二磁体，所述第一磁体和第二磁体相互连接以形成偏磁体，其中，第一磁体的磁化的沿第一方向的磁化分量的分布是均匀的，并且第一磁体的磁化的沿第二方向的磁化分量的分布是均匀的，并且第一磁体的磁化的沿第三方向的磁化分量的分布是均匀的，并且第二磁体的磁化的沿第一方向的磁化分量的分布是均匀的，并且第二磁体的磁化的沿第二方向的磁化分量的分布是均匀的，并且第二磁体的磁化的沿第三方向的磁化分量的分布是均匀的，并且其中，

-第一磁体沿第一方向的磁化分量的分布不同于第二磁体沿第一方向的磁化分量的分布和/或

-第一磁体沿第二方向的磁化分量的分布不同于第二磁体沿第二方向的磁化分量的分布和/或

-第一磁体沿第三方向的磁化分量的分布不同于第二磁体沿第三方向的磁化分量的分布。

通过这种布置可以实现海尔贝克阵列的复杂形状，其中永磁体不是必须具有彼此处于90°夹角中的磁化。

第一磁体和第二磁体可以是棒状磁体，其磁化沿高度方向和/或宽度方向延伸。尤其优选地，沿纵向的磁化分量基本上为零。

形成偏磁体的第一磁体与第二磁体的连接可以通过粘接实现，方式为第一磁体例如粘接在第二磁体上。也可以考虑的是，将第一磁体和第二磁体通过嵌入浇铸质量中而相互连接以形成偏磁体。也可以考虑的是，将第一磁体和第二磁体通过压入框架或者其它形状中而形状配合地相互连接以形成偏磁体。

在一种优选实施形式中，所述第一磁体沿第三方向的磁化分量的分布与第二磁体沿第三方向的磁化分量的分布相同。由此可以在优选的实施形式中实现所存在的要求，即沿第三方向的磁化分量均匀地分布或者为0。这尤其也可以通过以下方式实现，即第一磁体的沿第三方向的磁化分量为0并且第二磁体的沿第三方向的磁化分量为0。

在优选的实施形式中，在第一磁体与第二磁体之间布置有使磁通集中的中间板。这种尤其可以由铁磁性材料、例如铁或者结构钢材制成，其具有较高的渗透性和较高的饱和磁通密度。

之前也描述了本发明的实施形式，其中偏磁体由第一和第二材料组成。如在其它情况下也在海尔贝克阵列中可行的是，偏磁体也可以由多个单独部件组成，例如通过接合三个、四个、五个或者更多的永磁体。

在优选的实施形式中，按照本发明的偏磁体可以由唯一的磁体构成并且不通过接合多个单独磁体提供。这种偏磁体在这种制造方法中产生，其中在磁体本身磁化时使用在磁体体积上不均匀的磁场。对于永磁体的磁化已知的是，根据所期望的磁化方式使用特殊设计的磁化线圈。本身的磁化借助电流脉冲实现，其大多由电容器放电馈送。如果将例如通电的导体、尤其是沿着直线延伸的导体用作磁化线圈，则在电流脉冲中产生围绕导体的不均匀磁场。如果将用于偏磁体的待磁化材料置入所述不均匀磁场中，则使偏磁体不均匀地磁化。

按照本发明的测量设备用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性，所述测量设备具有至少一个传感器排，所述传感器排具有至少一个沿排方向延伸的磁阻的传感器元件，所述传感器元件能够测量在其周围环境中的磁性特性。按照本发明的测量设备具有至少一个按照本发明的偏磁体。

作为用于偏磁体的材料尤其优选使用包含各向同性的硬铁素体和稀土的磁体。

在优选的实施形式中，由按照本发明的偏磁体产生的磁场在在平面的第一位置具有第一磁场强度和第一磁场方向，并且在平面的第二位置具有小于第一磁场强度的第二磁场强度和与第一磁场方向相差不等于180°的差角、尤其优选相差小于180°的第二磁场方向。尤其优选地，第一磁场强度大于第一磁性材料的矫顽磁力，尤其优选大于300kA/m。尤其优选地，第二磁场强度小于第一磁性材料的矫顽磁力，尤其优选小于100kA/m，但大于第二磁性材料的矫顽磁力，尤其优选大于30kA/m。在优选的实施形式中，由偏磁体产生的磁场的磁场强度沿着将平面中的第一位置和第二位置相连的线在第一位置之后下降，并且在到第二位置之前第一磁场强度不再上升。磁场强度在朝向第二位置的路径上的下降不需要是连续的并且不需要是持续下降的。尤其优选的是，磁场强度也沿着线不再超过第一磁场强度，所述线与将第一和第二位置相连的线对齐地从第二位置出发地指向。差角尤其优选小于180°，特别优选小于145°并且尤其优选约为90°。

在特别优选的实施形式中，偏磁体构造为，使得所有单独的磁体部分的偶极矩的总和抵消，因此总磁场基本上只具有多极矩。这个特别的优点在于，在这种布置中，磁场随着距离的增大特别快地减弱，因此在较小的距离中传感器排或者其它设备部件已经不再能产生实质的磁性影响。

在优选的实施形式中，偏磁化设备具有两个按照本发明的偏磁体，它们叠置并且在之间形成缝隙，有价文件可以导引通过所述缝隙。在这种实施形式中也存在这样的优点，即在这种布置中，整体由偏磁化设备产生的偏磁化磁场随着距离的增大特别快地减弱，因此在较小的距离中传感器排或者其它设备部件就已经不再能产生实质的磁性影响。

在按照本发明的测量设备中，设置传感器排，其具有至少一个沿排方向延伸的磁阻的传感器元件，所述传感器元件能够测量其周围环境中的磁性特性。传感器元件尤其可以这样设计用于测量其周围环境中的磁性特性，使得其具有“各向异性”磁阻效应(AMR-Effekt)或者“巨”磁阻效应(GMR-Effekt)。但传感器元件也可以具有其它效应，例如巨磁阻抗效应(GMI)、隧道磁阻抗效应(TMR)或者霍尔效应。

传感器元件尤其优选地具有四个或者多个连接为惠斯通电桥的单独的桥阻或者两个或多个连接为半个惠斯通电桥的单独的桥阻。

传感器元件具有宽度和长度以及高度，其中，高度小于宽度并且高度小于长度，并且排方向沿传感器元件的宽度方向或者长度方向指向。

在优选的实施形式中，传感器元件具有磁阻，其中，由磁阻整体占据的空间具有宽度和长度以及高度，其中，高度小于宽度并且高度小于长度，并且排方向沿传感器元件的宽度方向或者长度方向指向。可以考虑的是，在具有磁阻的传感器元件中设置其它组件作为部分传感器元件，如用于在磁阻上施加电压或者测量电压的电导线。所述导线可以沿高度方向引出并且使得传感器元件到达相对较大的高度，其例如也可以与宽度一致。在这种构造形式中优选的是，至少由磁阻占据的空间满足前述设计规则。

也可以规定，传感器可以分组，也就是多个传感器布置为线形结构或者线形组，以形成传感器排。传感器元件的布置结构或者组可以布置在壳体中。一个组或者一个壳体中的相邻的传感器元件具有相同距离。用于形成排的壳体可以尤其这样彼此间隔，使得彼此相邻的壳体或者组的相邻传感器元件具有与传感器元件彼此在壳体中的距离相同的距离，以形成排。

本发明的优点已经通过沿排方向延伸的磁阻传感器元件实现。在此，在沿排方向延伸的、具有四个或者多个连接为惠斯通电桥的单独桥阻的传感器元件中，沿排方向的延伸理解为，至少两个这种单独磁阻沿排方向并排地布置。然而特别优选地，传感器排具有至少两个磁阻式传感器元件，它们沿排方向依次地布置。传感器排的长度并且因此所使用的磁阻式传感器元件的数量取决于需要进行的测量。为了测量欧元钞票，传感器排例如可以具有多于5个、多于8个、多于10个、尤其优选多于20个、例如多于31个并且优选90个传感器元件。

为了形成传感器排，(只要存在)，将传感器元件布置为一排。尤其优选地，传感器元件处于一条线上。但也可以考虑的是，单独排的传感器元件相对于沿排方向指向的轴不同地布置，因此单独传感器的纵向中轴线不再全部处于一条线上。然而尤其优选地，这样布置的传感器元件布置为，使得它们朝向排方向观察部分地重叠。

在优选的实施形式中，将多个传感器元件组合为一个组件，例如布置在共同的支架结构上。这种组件在以下称为传感器。传感器可以例如具有两个、三个、四个或者更多的传感器元件。但也可行的是，传感器通过唯一一个传感器元件构成。

按照本发明的测量设备适用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性。测量设备的周围环境的磁性特性尤其理解为测量设备的周围环境中的磁场的磁场强度、测量设备的周围环境中的磁场的磁场方向或者也可以例如是测量设备的周围环境中的磁场的场强或者磁场方向的改变。周围环境的磁性特性例如理解为当环绕测量设备的磁场由于叠加了由钞票的磁性图案产生的磁场而改变时，环绕测量设备的磁场的场强和磁场方向的改变。在优选的实施形式中，传感器排设计为，使得其只探测所述测量设备的周围环境的磁性特性的空间和/或时间的改变。

在一种优选实施形式中，传感器元件设计为，使得其只能够沿称为测量方向的直角坐标系方向测量所述测量设备的周围环境的磁性特性，其按照定义也包括场强的改变，或者在备选实施形式中，只能够沿直角坐标系的处于称为传感器测量平面的平面中的两个方向测量。

在一种优选实施形式中，按照本发明的测量设备设计用于测量票券或者纸张、尤其是钞票或者支票的磁性结构，并且具有适当的器件以使票券或者纸张至少在与传感器排相邻的区域中至少在测量平面中从传感器排旁运动经过。在此，票券或者纸张运动的方向称为读取方向。传感器元件尤其优选地设计为，使得测量方向与读取方向一致，也就是传感器元件只能够沿读取方向测量其周围环境的磁性特性。

在一种优选实施形式中，使用辅助场设备以及所述或多个偏磁体。它们可以由一个或多个构件、例如永磁体构成。尤其优选地，按照本发明的辅助场设备通过具有局部变化的磁化分布的单独磁体构成，尤其优选通过极条构成。在一种优选实施形式中，辅助场设备和/或偏磁体具有永磁体。然而，偏磁体和/或辅助场设备也可以具有产生期望的磁场的电线圈。

在一种优选实施形式中，传感器元件沿排方向等距地布置。在特别优选的实施形式中，第一传感器元件与相邻的传感器元件之间的距离、在两个传感器元件的中点之间的距离方面在1至10mm之间，优选在2至5mm之间并且尤其优选为3.5mm。在特别优选的实施形式中，芯片具有两个沿排方向依次布置的传感器元件，并且在不计壳体的情况下沿排方向的长度为1.5至9mm，优选2至3mm并且尤其优选为2.5mm。在一种优选实施形式中，芯片的边缘与相邻芯片的边缘的距离小于1.5mm，并且尤其优选地小于1.1mm。

在备选的实施形式中，传感器元件布置为，使得布置在一个芯片上的两个相邻的传感器元件的两个边缘之间的距离小于没有布置在一个芯片上的相邻传感器元件的两个边缘之间的距离。两个芯片之间的距离通常由将芯片连接在载体板上的技术预设。这些技术所需的空间通常大于将两个磁阻式传感器元件布置在芯片上所需的空间。由此可以提高测量设备的敏感度，使得将传感器元件安装在芯片上和将芯片安装在电路板上的过程均能够按照相应使用的技术尽可能紧密地进行。

传感器元件在芯片上的制造优选通过平面技术、半导体技术或者微型系统技术的方法实现。

辅助场设备尤其可以由塑料复合的硬铁氧体或者被浇铸或挤压的稀土元素磁铁或者由烧结的稀土元素磁铁或者其它永磁体材料制造。辅助场设备可以具有永磁体布置结构，它们在非磁性状态下安装在载体板上并且之后才被共同磁化。

在一种优选实施形式中，具有一排并列布置的磁体(其中磁化交替)的辅助场设备相对于传感器排布置为，使得从一个磁体到相邻磁体的过渡部布置在至少一个传感器元件相对于其沿排方向的延伸的中心。由此以简单的方式实现了，场强变化曲线沿排方向在形成传感器排的传感器元件的依次布置的传感器边缘处不具有过零点和/或不具有最大值或者最小值。

在特别优选的实施形式中，测量设备设计用于识别票券或者纸张、尤其是钞票的磁性结构，并且具有适当的器件以使票券或者纸张至少在与传感器排相邻的区域中在测量平面中从传感器排旁运动经过。测量平面是当票券或者纸张被检验时所处的平面。相对地，传感器平面理解为这样的平面，在所述平面中相应设计的磁阻式传感器能够测量其周围环境的特性。传感器平面是传感器元件的对于测量有效的元件所处的平面并且它们在该处测量作用在其上的磁场的特性。测量平面与传感器平面相间隔。然而，待检验的测量对象运动经过测量平面也使得在传感器测量平面中作用在传感器元件上的磁场改变。因此，对于在传感器测量平面中作用在传感器元件上的磁场特性的改变的观察也能够推断出例如磁性或者可磁化的材料穿过测量平面的事件。

适用于使票券或者纸张运动的器件尤其是辊子，它们在其间形成可以保持票券或者纸张的辊缝。如果使用两组这种辊子，并且在相应组的辊子之间形成的辊缝相应地彼此定向，则票券或者纸张可以在两个辊子组之间在平面中从传感器排旁运动经过。同样地，票券或者纸张可以在传送带上从传感器排旁运动经过，所述传送带例如是具有橡胶表面的传送带或者由流水线组成的传送带。

在一种优选实施形式中，测量设备具有器件，以使票券或者纸张至少在与传感器排相邻的区域中在测量平面中从传感器排旁运动经过。在这种优选实施形式中，偏磁体的影响由其产生的磁场的特性和其相对于传感器排的布置选择为，使得通过偏磁体产生的磁场的场强沿直角坐标系的所有方向在测量平面的位置上大于在传感器排的位置上。在使用基本上只能在称为传感器测量平面的平面中测量其周围环境的磁性特性的传感器元件的实施形式中，在优选实施形式中，通过偏磁体产生的磁场的场强沿直角坐标系的所有方向在测量平面的位置上大于在传感器测量平面的位置上。

在优选的实施形式中，传感器排、偏磁化设备和辅助场设备集成在壳体中。尤其优选地，传感器排、偏磁化设备和辅助场设备集成在印制电路板上。但偏磁化设备和/或辅助场设备也可以是壳体的组成部分。在优选的实施形式中，壳体具有用于固定保护板的设备，所述保护板保护传感器排和/或偏磁化设备以防磨损。

在备选的实施形式中，传感器排和可能设置的辅助场设备组合为一个组件，尤其优选组合在壳体中，而偏磁化设备设计为单独的组件，尤其优选布置在本身的壳体中。业已证明，本发明的认知也可以用于对存在的用于测量测量设备周围环境的磁性特性的测量设备进行加装。所述存在的测量设备通常具有传感器排并且必要时具有辅助场设备，它们例如通过布置在壳体中组合为一个组件。本发明的优点在这些存在的测量设备中也可以通过以下方式实现，即，将存在的组件连接在按照本发明的偏磁体之前作为独立的组件。例如，存在的自动取款机可以通过以下方式加装，即在不改变具有传感器排和可能存在的辅助场设备的组件的情况下，将按照本发明的偏磁体安装在自动取款机中。在这种实施形式中甚至可以考虑，具有传感器排和可能存在的辅助场设备的现有组件已经具有独自的偏磁体，其可以是按照本发明的偏磁体，但通常不是。在这种实施例中，按照本发明的、作为单独组件连接在传输路径中的偏磁体可以适当地(也就是统一地)使钞票偏磁化，并且通过组件本身的偏磁体产生的磁场可以这样使不同材料的磁化相反地磁化，使得不同的材料可以在现有的磁场传感器中被区分开。

在优选的实施形式中，传感器排由壳体包围。尤其优选地，传感器排由这样的壳体包围，所述壳体的与测量对象接触的面允许与测量对象具有尽可能小的距离并且耐磨地设计。在优选的实施形式中，传感器排由这样的壳体包围，所述壳体的除与测量对象接触的壁之外的其它壁是磁性屏蔽件。在优选的实施形式中，辅助场设备集成在传感器壳体中。

在优选的实施形式中，传感器排可以通过插头接触。

在优选的实施形式中，辅助场设备的一部分设计为单独的桥电阻上的元件。

在优选的实施形式中，偏磁体具有高度、宽度和长度，其中，长度大于高度并且大于宽度，并且其中，偏磁体的纵向延伸平行于排方向定向。

在优选的实施形式中，测量设备具有按照本发明的第一偏磁体和按照本发明的第二偏磁体，其中，第二偏磁体在垂直于第一偏磁体的纵向延伸并且垂直于排方向指向的通过方向中从第一偏磁体出发布置在传感器排后方。由此，测量设备可以用于测量从一侧或者另一侧导引至传感器排的测量对象。

在优选的实施形式中，传感器元件具有宽度和长度以及高度，其中，高度小于宽度并且高度小于长度，并且排方向沿传感器元件的宽度方向或者长度方向指向。具有按照本发明的偏磁体的偏磁化设备和与偏磁化设备不同的辅助场设备(其在传感器排延伸的区域中产生磁性辅助场)布置为，使得偏磁体沿垂直于排方向的方向与传感器排间隔地布置并且沿平行于排方向的方向延伸，其中，

-磁阻的传感器元件基本上只能够在直角坐标系的称为测量方向的方向上或者基本上只能够在称为传感器测量平面的、通过直角坐标系的两个垂直的测量方向形成的平面中测量其周围环境的磁性特性，

-在只由一个偏磁体构成的偏磁化设备中，偏磁体的影响由其产生的磁场的特性和其相对于传感器排的布置以及由辅助场设备产生的辅助场选择为，使得由通过偏磁化设备产生的磁场和辅助场的叠加形成叠加磁场，其指向排方向的场分量的强度至少在传感器排上的位置上大于垂直于排方向并且不沿传感器元件的高度方向指向的场分量的强度，或者

-在由多个偏磁体构成的偏磁化设备中，偏磁体的影响由其产生的磁场的特性和其相对于传感器排的布置以及由辅助场设备产生的辅助场选择为，使得由通过偏磁化设备产生的磁场和辅助场的叠加形成叠加磁场，其指向排方向的场分量的强度至少在传感器排上的位置上大于垂直于排方向并且不沿传感器元件的高度方向指向的场分量的强度。

在这种实施形式中，使用一个或多个形成传感器排的磁阻式传感器元件，它们基本上只能够在直角坐标系的称为测量方向的方向上或者在称为传感器测量平面的、通过直角坐标系的两个垂直的测量方向形成的平面中测量其周围环境的磁性特性。设计为芯片的基于磁阻效应的传感器元件由此可以设计为，使得它们在芯片平面内探测沿测量方向的磁场分量。这种设计为芯片的基于磁阻效应的传感器元件可以只或者基本上确定作用在传感器元件上的磁场的处于芯片平面中的唯一场分量的场强是否改变。这例如可以通过所谓的旋转彩柱(Barberpole)的设计实现，其例如在Dibbern,U.(2008)MagnetoresistiveSensors,in Sensors Set:A Comprehensive Survey(eds W.

J.Hesse andJ.N.Zemel),Wiley-VCH Verlag GmbH,Weinheim,Germany中描述。如果沿排方向布置多个这种传感器元件，则传感器元件可以设计为，使得测量方向垂直于排方向定向。在平面薄层技术中制造的磁阻式传感器几乎对垂直于芯片平面的场分量、尤其对作用在芯片上的磁场的垂直于芯片平面的场分量的场强的改变是不敏感的。

叠加磁场理解为当没有进行待测量的、影响传感器排的周围环境的磁性特性的措施(如钞票从传感器排旁导引经过)时，作用在传感器排上的场。叠加磁场相应地是持续地作用在传感器排上的、由通过偏磁化设备产生的偏磁化磁场和通过辅助场设备产生的辅助场的叠加形成的磁场。叠加磁场在优选的实施形式中不随时间变化。

在优选的实施形式中建议的叠加磁场选择使得偏磁化磁场不会不利地影响辅助场对传感器排的作用。

按照优选实施形式要求，产生这样的叠加磁场，其沿排方向指向的场分量的强度至少在传感器排的位置上大于垂直于排方向并且不沿传感器元件的高度方向指向的场分量的强度。在此，术语“强度”尤其理解为场分量的绝对值，其与场分量在该位置处是否沿场分量的正向或者沿场分量的负向指向无关。

在一个偏磁体或者多个偏磁体的情况下均可以尤其规定，叠加磁场(由通过偏磁化设备产生的磁场和辅助场的叠加形成)的沿排方向的场分量的强度至少在传感器排上的位置上小于沿传感器元件的高度方向指向的场分量的强度。因此可以实现，偏磁化设备、偏磁体的影响由其产生的磁场的特性和其相对于传感器排的布置以及由辅助场设备产生的辅助场选择为，使得由通过偏磁化设备产生的磁场和辅助场的叠加形成的叠加磁场的沿排方向指向的场分量的强度至少在传感器排的一个位置上大于垂直于排方向作用并且不沿传感器元件的高度方向指向的场分量的强度，并且沿排方向指向的场分量的强度至少在传感器排的一个位置上小于沿传感器元件的高度方向指向的场分量的强度。尤其可以规定，偏磁化设备和辅助场设备在空间上彼此分隔开地布置。

可以实现在功能上“分隔”场分量。用于传感器元件的辅助场可以沿排方向定向。测量磁场可以沿待测量对象(例如钞票或者纸张)的运动方向，也就是垂直于排方向但不沿传感器元件的高度延伸方向定向。偏磁化可以沿传感器元件的高度定向。在此优选地，沿排方向的场分量较小，其中，沿运动方向的场分量在没有对象的情况下尽可能为零并且在存在对象的情况下取决于对象，并且尤其优选地，沿传感器元件的高度方向的场分量选择得非常大。

在优选的实施形式中，形成传感器排的传感器元件这样布置和设计，使得它们基本上只能沿排方向测量周围环境的磁性特性，或者在基本上只能沿称为传感器测量平面的、通过直角坐标系的两个垂直测量方向形成的平面中测量其周围环境的磁性特性的传感器元件中，排方向是测量方向之一。

在同样优选的备选实施形式中，形成传感器排的传感器元件这样布置和设计，使得它们基本上只能沿垂直于排方向的方向测量周围环境的磁性特性。如前所述可行的是，沿排方向布置多个设计为芯片的、基于磁阻效应的传感器元件，因此传感器元件设计为，使得敏感的测量方向垂直于排方向(并且不沿传感器元件的高度方向)定向。

在优选的实施形式中，在传感器排的位置的至少50％上，尤其在至少60％上并且尤其优选在至少70％上，叠加磁场的指向排方向的场分量的强度大于叠加磁场的垂直于排方向并且不沿传感器元件的高度方向指向的场分量的强度。

在优选的实施形式中，在所述位置上，叠加磁场的沿排方向指向的场分量的强度比垂直于排方向并且沿传感器元件的高度方向指向的叠加磁场的场分量的强度小10倍，尤其优选小100倍，

在偏磁化设备的这种设计中可以实现这样的优点，即由辅助场设备产生的辅助场沿测量方向或者在传感器测量平面(通过传感器元件对磁性特性的测量限制在所述平面上)中可以不受其它磁场的叠加干扰地通过偏磁化设备产生。本发明的这方面带来的优点尤其是，通过偏磁体可以实现期望的对象磁化，而不会显著影响传感器元件的测量特性，所述对象应影响测量设备的周围环境的磁性特性以便能够通过测量设备对其进行测量。

由此扩展设计的测量设备提供了这样的优点，即，为了使硬磁性材料偏磁化的必要措施和为了识别软磁性材料的必要措施可以与为了传感器运行所需的辅助场分布分隔开。偏磁体可以作为第一磁性功能组至少磁化硬磁性材料，并且如果期望地，在其测量时磁化软磁性材料。辅助场设备作为第二磁性功能组可以提供沿排方向指向的辅助场磁场分量的分布，其实现了尽可能敏感和无缝地证明磁性安全特征。

由此扩展设计的测量设备提供的另一优点在于，辅助场设备尤其优选地可以设计具有一个或多个这样小的辅助场磁体，使得辅助场设备只满足这样的功能，即提供沿排方向指向的辅助场磁场分量的分布，其实现了尽可能敏感和无缝地证明磁性安全特征。进行了实验，将辅助场设备设计为，使得由其产生的辅助场也能够在测量时磁化软磁性材料。为此必要的是，使用具有至少一个辅助场磁体的辅助场设备，其中由其产生的磁场不仅在传感器元件的区域内，而且也在待检验的测量对象所处的或者移动经过的区域内发挥效果。尤其需要使用这样的辅助场磁体，其磁场在待检验的测量对象所处的或者移动经过的区域内发挥效果，所述效果足够使软磁性材料在测量时磁化。业已证明，为此必须使用相对较大的辅助场磁体。因为其允许按照本发明的测量设备这样设置辅助场设备，使得其只满足这样的功能，即提供沿排方向指向的辅助场磁场分量的分布，其实现了尽可能敏感和无缝地证明磁性安全特征，所以辅助场设备可以设计得特别紧凑。

在特别优选的实施形式中，首先反方向磁化的辅助场磁体在共同的工序中与传感器焊接在载体板上。辅助场磁体优选在焊接之后被磁化。

在优选的实施形式中，在由一个偏磁体构成的偏磁化设备中，偏磁体的影响由其产生的磁场的特性和其相对于传感器排的布置选择为，如果观察排方向，在传感器排的传感器元件的任何位置上都不会有通过偏磁体产生的磁场的场强不在三个方向中的任何方向上，但至少尤其不在直角坐标系的两个方向中的任何方向上强于由辅助场设备产生的磁场在直角坐标系的相应方向上的场强。在优选的实施形式中，在由多个偏磁体构成的偏磁化设备中，偏磁体的影响由其产生的磁场的特性和偏磁体的相对于传感器排的布置选择为，如果观察排方向，在传感器排的传感器元件的任何位置上都不会有通过由偏磁体分别单独产生的磁场叠加产生的磁场的场强不在三个方向中的任何方向上，但至少尤其不在直角坐标系的两个方向中的任何方向上强于由辅助场设备产生的磁场在测量方向上的场强。

在按照本发明的用于将测量对象上的磁性材料偏磁化的方法中，所述测量对象具有带第一矫顽磁力的第一磁性材料和带第二矫顽磁力的第二磁性材料，所述第二矫顽磁力小于第一矫顽磁力，按照本发明的方法规定，测量对象通过偏磁体的偏磁化场从第一点向第二点并且随即向第三点导引，其中，

-在第一点处的偏磁化场的场强大于第一矫顽磁力并且大于第二矫顽磁力，

-在第二点处的偏磁化场的场强大于第二矫顽磁力，并且在离开第二点之后下降到低于第一矫顽磁力，并且在测量对象从第二点向第三点运动时不再上升超过第一矫顽磁力，并且在第二点处的偏磁化场的场方向沿第一方向指向，并且

-偏磁化场的场强在到达第三点时下降到低于第二矫顽磁力，并且在测量对象从第三点向传感器排运动时不再上升超过第二矫顽磁力，并且在第三点处的偏磁化场的场方向沿不同于第一方向的第二方向指向。第二方向尤其不与第一方向呈180°的角度地指向。

尤其优选地，按照本发明的测量设备用于检验票券或者纸张，尤其是钞票、支票或者其它纸是否存在磁性特征，尤其检验票券或者纸张是否具有特殊的、之前确定的磁性特征。另一可能的应用领域是检验铁磁性或者运动的导电对象的不规则性或者材料误差。

以下根据只显示本发明的实施例的附图详细阐述本发明。在附图中：

图1以示意图示出按照第一实施形式的测量设备的立体图，其用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性；

图2以示意图示出按照第二实施形式的测量设备的立体图，其用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性；

图3示出测量设备的传感器元件的基本结构的立体图；

图4示出不属于本发明的测量设备的示意性侧视图，其用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性并且具有两个均匀磁化的偏磁体，其中画出了由偏磁体产生的磁场的磁场线；

图5示出按照本发明的用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性的测量设备的一种实施形式的示意性侧视图，其具有两个不均匀磁化的偏磁体，其中画出了由偏磁体产生的磁场的磁场线；

图6示出显示由按照图4的测量设备和按照图5的测量设备的偏磁体产生的磁场沿有价文件运动经过测量设备的路径的场强的绝对值的变化曲线的图；

图7示出按照本发明的用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性的测量设备的一种实施形式的示意性侧视图，其具有两个不均匀磁化的偏磁体，其中画出了由偏磁体产生的磁场的磁场线；

图8示出显示由按照图7的测量设备的偏磁体产生的磁场沿有价文件运动经过测量设备的路径的场强的绝对值的变化曲线的图；

图9示出按照本发明的用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性的测量设备的另一实施形式的示意性侧视图，其具有两个不均匀磁化的偏磁体，其中画出了由偏磁体产生的磁场的磁场线；

图10示出显示由按照图9的测量设备的偏磁体产生的磁场沿有价文件运动经过测量设备的路径的场强的绝对值的变化曲线的图；

图11示出按照本发明的用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性的测量设备的与图5所示类似的实施形式的示意性侧视图，其具有两个不均匀磁化的偏磁体，其中画出了由偏磁体产生的磁场的磁场线；

图12示出显示由按照图11的测量设备的偏磁体产生的磁场沿有价文件运动经过测量设备的路径的场强的绝对值的变化曲线的图；

图13示出按照本发明的用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性的测量设备的另一实施形式的示意性侧视图，其具有两个不均匀磁化的偏磁体，其中画出了由偏磁体产生的磁场的磁场线；

图14示出显示由按照图13的测量设备的偏磁体产生的磁场沿有价文件运动经过测量设备的路径的场强的绝对值的变化曲线的图；

图15示出按照本发明的用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性的测量设备的另一实施形式的示意性侧视图，其具有两个不均匀磁化的偏磁体，其中画出了由偏磁体产生的磁场的磁场线；

图16示出显示由按照图15的测量设备的偏磁体产生的磁场沿有价文件运动经过测量设备的路径的场强的绝对值的变化曲线的图；

图17示出按照本发明的用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性的测量设备的另一实施形式的示意性侧视图，其具有两个不均匀磁化的偏磁体，其中画出了由偏磁体产生的磁场的磁场线；

图18示出显示由按照图17的测量设备的偏磁体产生的磁场沿有价文件运动经过测量设备的路径的场强的绝对值的变化曲线的图；

图19示出按照本发明的用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性的测量设备的另一实施形式的示意性侧视图，其具有两个不均匀磁化的偏磁体，其中画出了由偏磁体产生的磁场的磁场线；

图20示出显示由按照图19的测量设备的偏磁体产生的磁场沿有价文件运动经过测量设备的路径的场强的绝对值的变化曲线的图；

图21示出按照本发明的用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性的测量设备的另一实施形式的示意性侧视图，其具有不均匀磁化的偏磁体，其中画出了由偏磁体产生的磁场的磁场线并且其总偶极矩为零；

图22示出显示由按照图21的测量设备的偏磁体产生的磁场沿有价文件运动经过测量设备的路径的场强的绝对值的变化曲线的图；

图23示出按照本发明的测量设备的另一实施形式的局部的示意性侧视图，其只具有一个由唯一的磁体块构成的偏磁体，其不均匀的磁化导致单侧的磁场集中并且

图24示出按照本发明的用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性的测量设备的一种实施形式的示意性侧视图，其具有四个不均匀磁化的偏磁体，其中画出了由偏磁体产生的磁场的磁场线。

在图1和图2中示出测量设备的两个实施形式，其用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性，也就是用于检验票券或者纸张、尤其是钞票、支票或者其它纸是否存在磁性特征的测量设备，尤其检验票券或者纸张是否具有特殊的、之前确定的磁性特征。

在图1和图2中显示的测量设备分别具有传感器排2，其由传感器元件1组成。如图3所示，传感器元件1具有安装在基底3上的磁阻式桥电阻4，它们连接为惠斯通电桥。所述桥电阻4具有AMR(各向异性磁阻)效应。通过桥电路，传感器元件1可以测量其周围环境的磁性特性，尤其是场分量的场强改变。在图1和图2中示出的传感器排具有七个沿排方向并列布置的传感器元件1。

在图1和图2中示出的测量设备分别具有辅助场设备5，其在传感器排2延伸的区域中产生磁性辅助场。

在图1和图2中还示出具有安全特征9的有价文件8。

此外，在图1和图2中示出的测量设备分别具有偏磁化设备。在图1所示的实施形式中，偏磁化设备具有偏磁体6，其沿垂直于排方向的方向与传感器排1相间隔地布置并且沿平行于排方向的方向延伸。图2所示的实施形式具有偏磁化设备，其具有第一偏磁体6，所述第一偏磁体沿垂直于排方向的方向与传感器排1相间隔并且沿平行于排方向的方向延伸。此外，图2所示的实施形式具有带第二偏磁体7的偏磁化设备，所述第二偏磁体沿与第一偏磁体6和传感器排1相间隔所沿的方向相反的方向与传感器排1相间隔地布置。

在以下附图中，出于直观性原因没有显示在图1和图2中示出的布置有传感器元件1和偏磁体6、7的载体。

在图4中示意性示出的、不属于本发明的测量设备具有沿有价文件的运动方向布置在传感器排2之前的和沿运动方向布置在传感器排2之后的偏磁体16和17。所述偏磁体16和17具有均匀的磁化并且设计为长条形的块状磁体(纵向延伸进入纸平面)。在图4中画出的磁场线显示了一般在均匀磁化中出现的(磁体边缘处)磁场线与严格平行走向(分布)的边缘偏差。在图4中还画出了平面E，有价文件8在所述平面中导引通过测量设备，在图4中为从左向右。沿偏磁体16和17的纵向指向的磁场分量的值(进入纸平面的磁场分量)基本上为零。

在图5中示意性示出的测量设备具有沿有价文件的运动方向布置在传感器排2之前和沿运动方向布置在传感器排2之后的偏磁体6和7。所述偏磁体6和7按照海尔贝克阵列的方式通过以下方式制造，即，将具有沿第一方向(在图5中通过向上指向的箭头表示)指向的均匀磁化的第一永磁体10与具有沿第二方向(在图5中通过向右或者向左指向的箭头表示)指向的均匀磁化的第二永磁体11相连。由此形成了这样的偏磁体，其磁化在其固体延伸上旋转了约90°(参见永磁体10的左上部区域中的磁场线定向相对于永磁体11的右下部区域中的磁场线走向分布)。沿偏磁体6和7的纵向指向的磁场分量的值(进入纸平面的磁场分量)基本上为零。在附图中显示的磁场线呈现了由第一永磁体10和第二永磁体11的磁场的叠加形成的偏磁体6的磁场，或者更准确地说，是由偏磁体6产生的磁场与由偏磁体7产生的磁场叠加形成的磁场。

因为永磁体10和11指的是具有(在隔离观察时)均匀磁场的磁体，所以第一磁体10的磁化的沿第一方向(例如竖直方向)的磁化分量的分布是均匀的，并且第一磁体的磁化的沿第二方向(例如从右向左指向的水平方向)的磁化分量的分布是均匀的(也就是基本上为零)，并且第一磁体的磁化的沿第三方向(例如指向纸平面中的水平方向)的磁化分量的分布是均匀的(也就是基本上为零)。第二磁体11的磁化的沿第一方向的磁化分量的分布是均匀的(也就是基本上为零)。第二磁体的磁化的沿第二方向的磁化分量的分布是均匀的(参见永磁体11中的箭头)。第二磁体的磁化的沿第三方向的磁化分量的分布是均匀的(也就是基本上为零)。由此形成了，

-第一磁体沿第一方向的磁化分量的分布不同于第二磁体沿第一方向的磁化分量的分布和

-第一磁体沿第二方向的磁化分量的分布不同于第二磁体沿第二方向的磁化分量的分布。第一磁体沿第三方向的磁化分量的分布等于第二磁体沿第三方向的磁化分量的分布。在两个磁体中，磁化分量沿第三方向基本上等于零。

在图5中可以看出，由偏磁体6和7产生的磁场的磁场线在传感器排2的桥电阻4的区域内基本上竖直地延伸并且因此垂直于传感器排的排方向(延伸到纸平面中)并且垂直于传感器排的宽度(在图5中向右/向左地延伸)。然而因为在直接处于传感器排2上方的平面E的区域中还有一个磁场，所以可以通过所述磁场这样磁化有价文件8上的软磁性结构，使得其能够被传感器排2识别。同样地这也适用于在图7、9、11、13、15的实施形式中的软磁性结构。

图6示出磁场强度沿平面E中的有价文件8导引通过测量设备所沿的路径的值的变化曲线。通过按照图5的测量设备的偏磁体6和7产生的磁场的磁场强度显示为实线。通过按照图4的测量设备的偏磁体16和17产生的磁场的磁场强度显示为虚线。两个磁场具有相同的维度，也就是相同的磁性体积。可以看出，在按照本发明的设备中产生的偏磁化磁场的最大场强相对于传统的块状磁体的最大场强几乎翻倍。

在图7中显示的本发明实施形式与图5的实施形式的不同在于，偏磁体6和7分别通过所有三个永磁体10、11、12组合而成，所述永磁体分别具有均匀的、但沿不同方向指向的磁化。

图8示出磁场强度沿平面E中的有价文件8导引通过测量设备所沿的路径的值的变化曲线。通过按照图7的测量设备的偏磁体6和7产生的磁场的磁场强度显示为实线。有价文件8上的低矫顽磁性材料的矫顽磁力显示为中断线HC_N。有价文件8上的高矫顽磁性材料的矫顽磁力显示为更密的中断线HC_H。细的竖直延伸的虚线显示在平面E中沿着有价文件8导引通过测量设备所沿的路径的点，在所述点上，磁场的值(实线)与低矫顽或者高矫顽的磁性材料的矫顽磁力相交。在所述点上，相应的磁性材料的磁化“固结或冻结”。图8用点划线显示通过按照图7的测量设备的偏磁体6和7产生的磁场沿着平面E中的有价文件8导引通过测量设备所沿的路径的场角的变化曲线。在图8的图形中设置的比例尺在右侧显示角度。对于磁场强度的值没有设置比例尺。如果将细虚线与点划线相交，则由此得到了当磁性材料的磁化“冻结”时磁场所指向的场角。可以看出，磁场在低矫顽磁性材料中与在高矫顽材料中指向不同的方向。在低矫顽材料中角度约为90°，在高矫顽材料中约大于180°。低矫顽材料的“冻结的”磁化因此沿与高矫顽材料的“冻结的”磁化相差约90°的方向指向。

磁性材料的相差90°的磁化能够由传感器排2通过对信号曲线的分析检测。如果在有价文件上设置了由高矫顽材料制成的安全特征和由低矫顽材料制成的安全特征，则传感器排2可以识别其存在性和其沿着传感器排的位置。因为传感器排可以识别磁化的不同方向，所以传感器排也可以识别在所述位置上是否存在由高矫顽材料制成的安全特征和由低矫顽材料制成的安全特征。

也已知具有安全特征的有价文件，所述安全特征由高矫顽材料和低矫顽材料制造。在这些安全特征中，高矫顽材料直接与低矫顽材料相邻地设置。两个形成安全特征的磁性材料的磁化以相同方式进行：高矫顽材料的磁化在沿着平面E的沿着有价文件8的路径的一个点处“冻结”并且得到在该时间点占主要的磁化方向(在图7和图8的例子中约超过180°)，而低矫顽材料的磁化在沿着平面E的沿着有价文件8的路径的另一点处冻结并且得到在该时间点占主要的磁化方向(在图7和图8的例子中约为90°)。因为由此产生的磁性材料磁化的方向只相差约90°并且不例如相差180°地彼此定向，所以磁化不抵消。由两个磁性材料形成的安全特征得到了具有值和可以通过传感器排2识别的磁化方向的总体磁化。由此，按照本发明的测量设备也可以识别由高矫顽材料和低矫顽材料制成的安全特征。

图9示出的本发明实施形式与图7所示的实施形式的区别在于，偏磁体6和7除了总共三个永磁体10、11、12之外还具有板13。所述板13将传感器排2相对于由偏磁体6和7产生的磁场屏蔽，这在比较图7和图9中的磁场线分布和磁场线密度时可以轻易看出。

图11所示的实施形式与图5所示的实施形式类似地构造。它们的区别在于永磁体11的磁化方向。图12示出关于场强和场角的变化曲线的、与图10和图8类似的分析和高矫顽材料或者低矫顽材料的磁化“冻结”的点。

图13所示的本发明实施形式与前述实施形式的区别在于偏磁体6、7的结构。所述偏磁体在按照图13的实施形式中由三个具有不同的均匀磁化的永磁体构成。图14示出关于场强和场角的变化曲线的、与图10和图8类似的分析和高矫顽材料或者低矫顽材料的磁化“冻结”的点。

图15所示的本发明实施形式与前述实施形式的区别在于偏磁体6、7的结构。所述偏磁体在按照图15的实施形式中通过两个具有不同的均匀磁化的永磁体构成，它们的磁化方向旋转180°。布置在形成偏磁体6、7的永磁体10、11之间的板13用于导引磁通。图16示出关于场强和场角的变化曲线的、与图10和图8类似的分析和高矫顽材料或者低矫顽材料的磁化“冻结”的点。

图17所示的实施形式对图15所示的实施形式进行扩展设计。分别设置在偏磁体6和7的边缘上的板14屏蔽传感器排，因此只有非常小的场保留在传感器上。

图19的实施形式显示了与按照图1的实施形式类似的结构，其中只设置一个偏磁体6。所述偏磁体6由三个永磁体以及由设置在边缘侧的板13、14构成，所述永磁体分别具有均匀的、但彼此不同定向的磁化。偏磁体设计为，使得右侧的场几乎立即降低至接近零，以便将空间需求保持尽可能小。因为偏磁体的磁场在其右边缘几乎降低至零，所以偏磁体可以紧邻传感器排2地布置，而不存在偏磁化磁场干扰传感器排2的测量值记录或者干扰传感器排2的辅助场的风险。

图21的实施形式显示了只设有一个偏磁体6的实施形式。所述偏磁体由四个永磁体构成，它们分别具有均匀的、但彼此不同定向的磁化。偏磁体设计为，使得各分量的偶极矩相反地定向，并且由此在和中抵消。由此，这种实施形式只产生高阶的多极场。这种多极场随着距离的增加比偶极场快很多地降低至接近零。由此一方面提高了附近区域的场强，另一方面能够实现与相邻测量设备的较小距离。

图23的实施形式显示了只设有一个偏磁体6的实施形式。所述偏磁体由唯一一个磁体块构成，其不均匀的磁化导致单侧的场集中。

图24的实施形式显示，设置为偏磁化设备的一部分的偏磁体也可以布置为，使得两个偏磁体6、7相互叠置并且平面E可以在两个偏磁体6、7之间导引穿过。在图24中示意性示出的测量设备具有一对沿有价文件的运动方向布置在传感器排2之前的偏磁体6和7。形成一对的偏磁体6和7分别具有不均匀的磁化。偏磁体6和7按照海尔贝克阵列的方式这样制造，即将具有沿第一方向(在图24中通过向右上指向的偏磁体7的箭头表示)指向的均匀磁化的第一永磁体与具有沿第二方向(在图24中通过向左上指向的偏磁体7的箭头表示)指向的均匀磁化的第二永磁体相连。由此形成了这样的偏磁体，其磁化在其固体延伸上转向(参见偏磁体7的左上部区域中的磁场线定向相对于偏磁体7的右上部区域中的磁场线走向)。

Claims (14)

1.一种用于将测量对象上的磁性材料偏磁化的方法，所述测量对象具有带第一矫顽磁力的第一磁性材料和带第二矫顽磁力的第二磁性材料，所述第二矫顽磁力小于第一矫顽磁力，其中，测量对象在偏磁化之后输入测量设备的传感器排(2)中，所述测量设备用于测量周围环境的磁性特性，其特征在于，测量对象通过偏磁体(6,7)的偏磁化场从第一点向第二点并且随即向第三点导引，其中，

-在第一点处的偏磁化场的场强大于第一矫顽磁力并且大于第二矫顽磁力，

-在第二点处的偏磁化场的场强大于第二矫顽磁力，并且在离开第二点之后下降到低于第一矫顽磁力，并且在测量对象从第二点向第三点运动时不再上升超过第一矫顽磁力，并且在第二点处的偏磁化场的场方向沿第一方向指向，并且

-偏磁化场的场强在到达第三点时下降到低于第二矫顽磁力，并且在测量对象从第三点向传感器排(2)运动时不再上升超过第二矫顽磁力，并且在第三点处的偏磁化场的场方向沿不同于第一方向的第二方向指向。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，作为所述偏磁体使用用于将测量对象上的磁性材料偏磁化的偏磁体(6,7)，所述测量对象在偏磁化之后输入测量设备的传感器排(2)中，该测量设备用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性，其中，所述偏磁体(6,7)的磁化不是均匀的。

3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，

-偏磁体(6,7)的指向第一方向的磁化分量的分布在偏磁体(6,7)沿第一方向的延伸上不是均匀的，并且

-偏磁体(6,7)的指向垂直于第一方向的第二方向的磁化分量的分布在偏磁体(6,7)沿第二方向的延伸上不是均匀的，并且

-偏磁体(6,7)的指向既垂直于第一方向也垂直于第二方向的第三方向的磁化分量的分布在偏磁体(6,7)沿第三方向的延伸上是均匀的。

4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，所述偏磁体(6,7)具有高度、宽度和长度，其中，长度大于高度并且大于宽度，并且第一方向沿高度方向指向，第二方向沿宽度方向指向并且第三方向沿偏磁体(6,7)的长度方向指向。

5.按权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述偏磁体(6,7)具有第一磁体和第二磁体，所述第一磁体和第二磁体相互连接以形成偏磁体(6,7)，其中，第一磁体的磁化的沿第一方向的磁化分量的分布是均匀的，并且第一磁体的磁化的沿第二方向的磁化分量的分布是均匀的，并且第一磁体的磁化的沿第三方向的磁化分量的分布是均匀的，并且第二磁体的磁化的沿第一方向的磁化分量的分布是均匀的，并且第二磁体的磁化的沿第二方向的磁化分量的分布是均匀的，并且第二磁体的磁化的沿第三方向的磁化分量的分布是均匀的，并且其中，

-第一磁体沿第一方向的磁化分量的分布不同于第二磁体沿第一方向的磁化分量的分布和/或

-第一磁体沿第二方向的磁化分量的分布不同于第二磁体沿第二方向的磁化分量的分布和/或

-第一磁体沿第三方向的磁化分量的分布不同于第二磁体沿第三方向的磁化分量的分布。

6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一磁体沿第三方向的磁化分量的分布与第二磁体沿第三方向的磁化分量的分布相同。

7.按权利要求5所述的方法，其特征在于，在第一磁体与第二磁体之间布置有使磁通集中的中间板。

8.按权利要求2至4之一所述的方法，其特征在于，所述偏磁体(6,7)由唯一的磁体构成并且不是由多个相互连接的磁体构成，其中，通过使用在磁体体积上不均匀的场，所述唯一的磁体在其磁化时获得不均匀的磁化。

9.按权利要求2至4之一所述的方法，其特征在于，仅仅采用唯一一个偏磁体(6)，其由四个永磁体构成，它们分别具有均匀的、但彼此不同定向的磁化，该偏磁体(6)设计为，使得各单独的磁体的偶极矩的总和基本上抵消，因此磁场基本上只具有多极矩。

10.按权利要求2至4之一所述的方法，其特征在于，采用一种测量设备，用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性，该测量设备具有至少一个传感器排，所述传感器排具有至少一个沿排方向延伸的磁阻的传感器元件，所述传感器元件能够测量在其周围环境中的磁性特性，其中，所述偏磁体(6,7)是所述测量设备的部件。

11.按权利要求2至4之一所述的方法，其特征在于，所述偏磁体(6,7)具有高度、宽度和长度，其中，长度大于高度并且大于宽度，并且其中，偏磁体(6,7)的纵向延伸平行于排方向定向。

12.按权利要求2至4之一所述的方法，其特征在于，采用第一偏磁体(6)和第二偏磁体(7)，它们分别能用于将测量对象上的磁性材料偏磁化，所述测量对象在偏磁化之后输入测量设备的传感器排(2)中，该测量设备用于测量所述测量设备的周围环境的磁性特性，其中，所述第一偏磁体(6)和第二偏磁体(7)的磁化都不是均匀的，其中，第二偏磁体(7)在垂直于第一偏磁体(6)的纵向延伸并且垂直于排方向指向的通过方向中从第一偏磁体(6)出发布置在传感器排(2)后方或者垂直于通过方向地布置在第一偏磁体(6)上方。

13.按权利要求2至4之一所述的方法，其特征在于，所述传感器元件(1)具有宽度和长度以及高度，其中，高度小于宽度并且高度小于长度，并且排方向沿传感器元件(1)的宽度方向或者长度方向指向，并且带有具有偏磁体(6,7)的偏磁化设备和与偏磁化设备不同的辅助场设备(5)，所述辅助场设备在传感器排(2)延伸的区域中产生磁性辅助场，其中，偏磁体(6,7)沿垂直于排方向的方向与传感器排(2)间隔地布置并且沿平行于排方向的方向延伸，其中，

-磁阻的传感器元件(1)基本上只能够在直角坐标系的称为测量方向的方向上或者基本上只能够在称为传感器测量平面的、通过直角坐标系的两个垂直的测量方向形成的平面中测量其周围环境的磁性特性，

-在只由一个偏磁体(6,7)构成的偏磁化设备中，偏磁体的影响由其产生的磁场的特性和其相对于传感器排(2)的布置以及由辅助场设备(5)产生的辅助场选择为，使得由通过偏磁化设备产生的磁场和辅助场的叠加形成叠加磁场，其指向排方向的场分量的强度至少在传感器排(2)上的位置上大于垂直于排方向并且不沿传感器元件(1)的高度方向指向的场分量的强度，或者

-在由多个偏磁体(6,7)构成的偏磁化设备中，所述多个偏磁体的影响由它们产生的磁场的特性和它们相对于传感器排(2)的布置以及由辅助场设备(5)产生的辅助场选择为，使得由通过偏磁化设备产生的磁场和辅助场的叠加形成叠加磁场，其指向排方向的场分量的强度至少在传感器排(2)上的位置上大于垂直于排方向并且不沿传感器元件(1)的高度方向指向的场分量的强度。

14.按权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述偏磁体用于将有价文件上的磁性材料偏磁化。

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