CN108369110B - 磁转数计以及用于确定能够借助该转数计求取的转数的方法 - Google Patents

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Abstract

一种磁转数计，其用于确定由旋转元件(4)产生的外部磁场的待确定的旋转的可预给定的数量n、亦或旋转的磁极转子的能够运动经过的磁极的数量n、亦或能够运动经过的线性的磁性标尺的能够运动经过的磁极的数量，所述磁转数计包括旋转传感器(2)，所述旋转传感器包括磁畴壁导轨，这些磁畴壁导轨由开放螺线或自身闭合的多圈环构成，所述开放螺线或自身闭合的多圈环由GMR层堆叠或具有局部存在的TMR层堆叠的软磁性层构成，并且180°磁畴壁能够引入到所述开放螺线或自身闭合的多圈环中且能够——通过测量可预给定的螺线区段或环区段的电阻——定位，其中，唯一的畴壁或至少两个磁畴壁如此引入到这些畴壁导轨中，使得所述至少两个畴壁——在外部磁场以大于360°的角度旋转的情况下所述畴壁从第一位置至第二位置的位置改变方面——被彼此以大于360°的所定义的距离间隔开并且持续地彼此如此间隔开，在这些畴壁导轨中和上设置有所定义的布置的电接通部，所述接通部连同所属的、由其检测的畴壁导轨区段连接成独立的但能够共同读取的惠斯通半桥，其中，由这些惠斯通半桥求取的电阻特性作为信号电平作为表格全部存储在存储器(9)中，为了求取当前的转数，对于每个允许的旋转i(0≤i≤n)，所述信号电平能够持续地与存储在另一存储器(10)中的呈表格形式的期望值模型进行比较，对于待确定的转数i，输出所测量的电阻特性与所述存储器(10)中的期望值模型相一致的转数，所述转数通过相应的处理单元(11)求取。

Description

磁转数计以及用于确定能够借助该转数计求取的转数的方法
技术领域
本发明涉及一种磁转数计、以及一种用于确定外部磁场的能够借助该转数计求取的转数的方法，该磁转数计能够应用于各种各样的技术领域中、尤其有利地应用于汽车和变速器结构中，这是因为该转数计可以小型化地构造并且可以无电流地运行。
背景技术
原则上，用于在使用磁畴壁(DW)的情况下无接触和无功率地计数旋转的转数计是本身已知的，并且例如在DE 10 2008 063 226 A1、DE 10 2010 022 611 A1、DE 10 2011075 306 A1以及DE 10 2013 018 680 A1中详细描述。
在上述文献中公开的转数计的共同之处在于：
所使用的传感器系统由至少一个传感器元件以及至少一个外部磁场构成，其中，要么传感器元件无接触地运动经过磁场或在磁场处旋转，要么磁场无接触地运动经过传感器元件或在传感器元件处旋转。该传感器元件至少部分地具有层结构，该层结构由至少一个硬磁性层和至少一个软磁性层构成，所述硬磁性层与所述软磁性层由非磁性层隔开。在传感器系统的运行中，磁场在传感器元件处旋转或运动经过传感器元件(或相反)仅可以变化软磁性层的磁化，而不能变化硬磁性层的磁化。由此，传感器元件中的软磁性层的磁化将会定向成完全或部分地更容易平行于或更容易反向平行于硬磁性层的磁化。磁化的这种不同的取向导致不同导轨区段中的电阻不同，这能够借助GMR效应或TMR效应读取。
在软磁性层内部，两个不同的磁化区域通过磁畴壁(DW)彼此分离。
在传感器系统运行的情况下，外部磁场(例如通过旋转)的位置改变在传感器元件中导致存在于传感器元件中的磁畴壁的无功率运动。
所读取的DW位置配属于一对一确定的、能够借助具体转数计求取的旋转(转数)并且在分析处理电子装置中求取。在优选实施方式中，多个传感器元件或传感器元件的多个部分彼此电连接成惠斯通电桥或惠斯通半桥，由此抑制温度对磁阻信号的影响。
根据DE 10 2008 063 226 A1的转数计在几何上由菱形螺线构成，所述菱形螺线在一端终止于大的面中。所述大的、优选圆形的面充当畴壁发生器(DWG)，并且由与螺线相同的材料层组合构成。在每180°的磁场旋转或180°的传感器元件旋转之后，在该畴壁发生器中，在面-螺线的过渡部处产生所谓的180°畴壁。该180°DW迁移(wandern)到螺线中。在磁场沿螺线旋转方向旋转的情况下，将所产生的180°畴壁输送到螺线末端，或在磁场沿与螺线旋转方向相反的方向旋转的情况下，将DW输送到DWG。在此，从螺线首次达到DWG处的180°DW与同时在DWG中产生的180°DW湮灭(annihilieren)。因此，可以通过连续旋转磁场而逐步从畴壁消除螺线。传感器元件相对于位置固定安装的磁体系统运动等效于磁场在位置固定的传感器元件处旋转。
根据DE 10 2011 075 306 A1的转数计由具有相反指向的旋转方向的、具有末端处的各一个DWG的两个菱形螺线构成，或该转数计由如下两个螺线的组合构成：所述两个螺线具有在末端处或在中间的仅一个DWG。
根据DE 10 2008 063 226 A1和DE 10 2011 075 306 A1的转数计的共同之处在于，在每个所探测的半转的情况下，每个螺线中的180°畴壁的数量变化1。
这与具有至少一个具有至少一个交叉点的自身闭合的环的转数计(DE 10 2013018 680 A1)或具有至少一个具有至少一个电桥的自身闭合的环的转数计(DE 10 2010022 611 A1)不同。在这些转数计的情况下，将一个螺线的两个末端彼此连接成自身闭合的环。在n匝的情况下，该直接连接交叉(n-1)匝。因此，两匝螺线成为具有一个交叉点的环，并且三匝螺线成为具有两个交叉点的环。每匝最多可以接收两个畴壁，使得在具有n匝的环的情况下，最多可以存在2n个畴壁。
在闭合的环中，在常规的计数工作中不产生或消除DW。畴壁的消除或产生将会导致计数错误并且必须被排除。具有至少一个闭合的环的转数计要求，在初始化过程中，将畴壁的准确数量写入到传感器元件中。
具有带有DWG的开放螺线的转数计的一些实施方式可以被机械地初始化。在具有n匝的螺线的情况下，这例如通过将传感器元件或传感器系统的外部磁体运动至少n转来实现，以便给螺线完全填充畴壁。随后以相反的方向旋转n转将螺线中的畴壁清空。对于向右和向左计数旋转的应用，为了在中间位置中进行初始化，以n转最大程度地给螺线填充畴壁，并且随后以相反方向旋转2/n转，直到n/2的畴壁被清空。在具有闭合环的转数计的情况下，例如通过如下方式来实现所述初始化：借助磁场脉冲给闭合的环完全填充畴壁，该磁场脉冲的强度高于环的成核场强HNuk，并且随后消除畴壁。畴壁的消除是通过分别两个畴壁的湮灭来实现的。为此，在磁场旋转期间，通过电流感应的场、所谓的奥斯特场Hoerstedt将一个DW保持(钉固(spinnen))在印制导线下方，并且基于磁场旋转将另一DW输送到所钉固的DW处，使得这两个畴壁湮灭。如果例如通过指向左的磁场将DW输送至印制导线，则电流感应的磁场必须指向右，以便与DW运动的指向相反。在足够大的反向场的情况下，DW运动在印制导线处停止，并且DW被钉固。如果使奥斯特场对于下一个至少180°的磁场旋转保持不变，则由此将第二DW输送至印制导线。该第二DW与第一个所钉固的DW湮灭。因此，通过连续地继续旋转作用的磁场和电流感应的DW钉固点(DW-Pinnen)，可以始终依次消除闭合的环中的两个DW，直到达到畴壁的用于运行传感器系统的期望预给定的数量。
上述所有转数计的共同之处在于，旋转的计数无功率地通过将畴壁输送到闭合的环中或通过借助产生或消除畴壁而输送到开放螺线中来实现。通过传感器元件中的一对一的DW位置和/或DW数量，也可以无功率地实现对所计数的旋转的存储。
相反地，读取传感器元件需要功率。在优选实施方式中，为此使用巨磁阻效应(GMR)或隧道磁电阻效应(TMR)，其中，根据现有技术，多个传感器元件或传感器元件的多个部分连接到惠斯通半桥或惠斯通电桥中。
视磁化而定，传感器元件在不同区段中具有不同的电阻或不同的电位，如果该传感器元件或传感器元件的一部分连接到惠斯通半桥或惠斯通电桥中，则所述不同的电阻或不同的电位是可读取的。为了读取磁化状态，将测量电流引导通过传感器元件(或惠斯通电(半)桥)，并且将测量结果与所定义的阈值进行比较。取决于是否超过或低于阈值可以决定：测量结果是否相应于例如“DW存在于该半桥中”的状态。
在根据DE 10 2008 063 226 A1的转数计中，已经首次将具有半匝单个接通的菱形形状引入到惠斯通半桥中。这种具有正方形形状的特别有利的构型使用每匝四个彼此成90°角的板桥。每两个板桥与四分之一圆或四分之一圆状的多边形引线彼此连接。该四分之一圆覆盖有电接通部，所述电接通部如此覆盖邻接的板桥的附加部分，使得所有板桥的未接通的部分在电接通部之间优选一样长。每匝的四个板桥连连接到两个惠斯通半桥中。参考方向处于菱形或正方形的对角线上并且垂直于Vcc接通部与gnd接通部之间的连线。由此，对于每个场角(Feldwinkel)，始终能够仅借助一个正方形(菱形)的螺线来实现至所计数的转数的一对一的(eineindeutig)配属。这能够实现，如在出版物《IEEE Transactionson Magnetics》(第45卷，第10期，第3792-3795页，2009年)示出的那样，对于所有能够借助传感器计数的旋转，可以借助所计数的旋转实现磁化的一对一的配属。
这种几何形状可以实现能够求取n>10的转数的转数计。技术上的实现是在Novotechnik公司的“RSM 2800”传感器系统中：使用正方形螺线来计数直至16转。
所有这些转数计的共同之处在于，传感器系统的场H在运行中必须处于Hmin与Hmax之间的“磁窗”以内，其中，Hmin必须大于最大固定场Hdepinn，并且Hmax必须小于传感器元件的成核场HNuk：
Hdepinn<Hmin≤H≤Hmax<HNuk
最大场Hmax和最小场Hmin由应用程序预给定。此外，所有这些转数计的共同之处在于，传感器元件在应用程序的最大场Hmax和最小场Hmin的情况下在一定的例如小于10-7错误概率方面被适当测试。在该磁窗内，畴壁被可靠地输送。为了在所有场角的情况下确保信号至所计数的转数的一对一的配属，在具有DWG的菱形螺线的情况下不用读取所有惠斯通电桥。在此，足够的是：从螺线尖端依次读取所有惠斯通电桥直到达到如下匝：输送到螺线中的第一个DW存在于该匝中。这借助电位跳变来识别。然而，在此强制性需要读取每个所读取的惠斯通半桥之后的半匝，即根据现有技术始终以180°分辨率进行读取。有利的是，该传感器元件可以输出半转。然而不利的是，该传感器元件需要接通所有半桥，从而需要大的芯片面积，该芯片面积因此基本上由接合接通部的空间需求所确定，每个结合接通部都大约需要实际传感器元件数量级的空间需求。
接下来将如下几何区域称为“畴壁位置(DW位置)”：畴壁在螺线或环内部在该几何区域中存在的时间最长。在正方形或菱形螺线中，该畴壁位置
Figure BDA0001691425110000051
是四分之一圆或类似四分之一圆的多边形引线，所述多边形引线分别将两个直线板桥彼此连接起来。为了使DW经过四分之一圆，外部的磁场必须转过90°加上典型地5°至20°的滞后角。只要DW被输送至四分之一圆板桥的过渡部，并且存在的场固定DW，则DW以每秒几百米的速度在几百ns内经过板桥。在所述非常短的时间内，外部磁场的旋转可以忽略不计。
在正方形螺线(或正方形环)的情况下，每匝存在四个四分之一圆并且因此存在四个DW位置(DW-Lage)，所述DW位置以两个惠斯通半桥的电接通部覆盖。Vcc接通部处于一个DW位置上，gnd接通部处于相对置的DW位置上，并且两个处于中间的DW位置分别以中间接通部覆盖。
在上述根据现有技术的所有转数计中，与惠斯通半桥-中间接通部接通的DW位置具有180°的角距离。
通过选择参考磁化在GMR层堆叠中的方向，如果DW位于中间接通部下方的DW位置中，则惠斯通半桥处于中间电位中，如果DW位于Vcc接通部或gnd接通部下方的DW位置中，则该惠斯通半桥处于高电位或低电位中。对于TMR层堆叠来说，这可以更加灵活地选择。
对于每180°的磁场旋转来说，存储在传感器元件中的畴壁在无错误的运行中被输送到相邻的惠斯通半桥中。在此，在具有恒定DW数量的转数计中，DW布置(DW-Anordnung)以180°的角距离在传感器元件中移动，并且在具有一个DWG的螺线的情况下，螺线中的畴壁数量附加地以一个DW改变。所述运动的验证通过惠斯通电桥或半桥的读取来实现。因为两个相邻的惠斯通半桥的在相应中间接通部下方的DW位置具有180°的角距离，所以读取电子装置使用“180°读取算法”，该读取算法以180°分辨率分析旋转，而与读取电子装置仅输出整转数还是输出半转数无关。对所有惠斯通半桥的读取需要所有中间接通部连接到接合接通部上。以下将该接通方案称为“180°接通”。
根据DE 102010022611 A1和DE 10 2013 018 680 A1的互质(teilerfremd)传感器元件也使用180°接通。
该180°接通的决定性缺点在于，每个传感器元件需要大的芯片面积，以便放置所需的接合接通部，其中，尤其在用于大于10的转数的转数计的情况下，接合接通部的数量基本上确定芯片面积并且因此确定每个芯片的成本。接合接通部的数量能够通过多路复用电压源被降低。在具有1个畴壁发生器(DWG)和16匝的螺线情况下，在所有16匝的共同的电压源的情况下在总体上需要34个接通部：1个Vcc接通部、1个gnd接通部以及用于32个惠斯通半桥的16x2个中间接通部。在四路复用的情况下，相反地在总体上仅还需要16个接通部：4对Vcc和gnd接通部以及4x2个中间接通部，其中，每个接通部分别接通四匝。通过快速依次接通四个Vcc-gnd对，因此能够在中间接通部处依次单个地读取四个接通的匝的电位。在具有多路复用电压源的构型中，不是所有的惠斯通半桥都处于相同的电位上，使得在测量惠斯通半桥的情况下，(在此三匝的、亦或惠斯通半桥的)并联连接的电位可能影响测量结果。在DE 10 2010 010 893 B4中，已经将转数计与如下电路进行组合：该电路借助参考电桥补偿由于并联连接的电位而产生的影响。在具有1个DW和16匝的螺线的情况下，具有参考电桥的有利连接需要一个附加的第17接通部。
发明内容
本发明的任务在于，说明一种磁转数计以及一种用于确定能够借助该转数计求取的转数的方法，该转数计能够在很大程度上实现接合接通部(Bondkontakt)的较少数量，因此，该转数计能够在较小的芯片面积上、并且因此成本有利地制造。
所述任务通过权利要求1、2和8的说明的特征来解决。本发明的有利构型是相应从属权利要求的主题。
本发明的本质在于，首先设置一种磁转数计，其用于确定外部磁场的待确定的旋转的可预给定的数量，该外部磁场通过旋转元件、亦或磁极转子(Polrad)、亦或线性的磁性标尺(magnesitscher Maβstab)来产生，
·该磁转数计包括磁畴壁导轨，这些畴壁导轨由开放螺线或自身闭合的多圈环构成，其由GMR层堆叠或具有局部存在的TMR层堆叠的软磁性层构成，
·180°磁畴壁能够引入到其中且能够——通过测量可预给定的螺线区段或环区段的电阻——相应于已知的现有技术定位，
·其中，根据本发明，然而在此，唯一的畴壁或至少两个磁畴壁如此引入到这些畴壁导轨中，使得唯一的畴壁或至少两个磁畴壁通过用于产生、钉固或所定义地消除畴壁的机构——在旋转磁场以大于360°的角度旋转的情况下所述畴壁从第一位置至第二位置的位置改变方面——被彼此以大于360°的所定义的距离间隔开并且持续地彼此如此间隔开，
·在这些畴壁导轨上如此设置有电接通部，使得这些畴壁导轨呈对角线相对置地由各一个Vcc接通部和各一个gnd接通部共同检测或对于多路复用读取以多个Vcc接通部和gnd接通部的组检测(erfassen)，
·以处于Vcc接通部和gnd接通部上方的对角线为基准，仅仅在一侧设置有电接通部，
·这些电接通部在所提及的Vcc接通部与gnd接通部之间基本上居中地使各一个匝或在多路复用读取的情况下使多匝在每个处于中间的畴壁区段上接通并且
·所提及的接通部连接成单独的、优选能够并联读取的惠斯通半桥或在多路复用读取的情况下连接成能够快速依次、几乎同时读取的惠斯通半桥，
·其中，由惠斯通半桥求取的电阻特性作为信号电平以表格形式全部存储在一存储器中，为了连续求取当前的转数，将所述信号电平持续地与存储在另一存储器中的、相应于具体转数的、呈表格形式的期望值模型进行比较。
替代于借助通过连接成惠斯通半桥的电位测量来读取传感器元件，本发明还设置，通过测量所有匝的(TMR)电阻来读取传感器元件。为此，要么使每个单个的匝与各一个gnd接通部和各一个Vcc接通部接通，要么在具有多路复用读取的优选实施方式中，与一个共同的gnd接通部和各一个匝上的各一个Vcc接通部接通或与一个共同的Vcc接通部和各一个匝上的各一个gnd接通部接通。gnd接通部和Vcc接通部优选在在对角线上彼此相对置地布置。图14示出该连接的一种实施方式。在此，所求取的电阻例如像在具有惠斯通半桥的连接时那样作为信号电平以表格形式全部存储在存储器中，为了求取当前的转数，将所述信号电平持续与存储在另一存储器中的、相应于具体转数的呈表格形式的期望值模型进行比较。
相应于现有技术，优选实施方式包括旋转角度传感器(亦或象限传感器(Quadrantensonsor))，以便通过预先选择场角象限(Feldwinkelquadrant)，将测量值仅与那些与所测量的场角象限相关联的期望值模型进行比较。这使所需比较的最大数量降低到四分之一，并且因此加速了转数确定。
通过如下方式将对于转数确定所需的比较的最大数量进一步保持得很低：在常规的计数运行中，DW数量保持恒定，由此，对于每转和每场角象限存在仅恰好各一个可能的信号模型，并且因此仅必须分别存储一个用于比较的期望值模型。
根据本发明，在此，构成这些畴壁导轨的开放螺线或自身闭合的多圈环基本上菱形地构造，其中，所提及的接通部检测菱形的角区域。此外，在使用两个相邻畴壁的情况下，所定义的间距优选确定成540°。
替代使用GMR层堆叠，根据本发明也能够实现，这些畴壁导轨由软磁性材料——例如坡莫合金——制成并且将Vcc接通部和gnd接通部布置在TMR层堆叠上，该TMR层堆叠设置在畴壁导轨上、例如在中间。相反地，电中间接通部在此也直接在菱形的角区域中接通软磁畴壁导轨。
所使用的用于确定转数的方法的本质在于，借助分析处理电子装置来实现对所计数的旋转的确定，该分析处理电子装置执行所有读取的惠斯通半桥的信号(或在电阻测量的情况下所有匝的电阻)与所存储的表格的比较，在该表格中，对于每个可计数的旋转存储有惠斯通半桥的相应信号(或所有匝的电阻)。也就是说，分析处理电子装置将如下情况作为所计数的旋转进行输出：其中，开放螺线或自身闭合的多圈环的从1匝至n匝的所测量的信号电压中的模型与所存储的对于1匝至n匝的信号模型一致。基于在具有正方形螺线或自身闭合的正方形环的优选实施方式中的90°角，电位在磁场旋转分别90°之后发生变化，使得至少对于每个90°的场角区域(场角象限)存储一个相应的期望值模型，为了与转数计信号进行比较，借助角度传感器(亦或象限传感器)的测量值选择该期望值模型。
因此，即使在允许的±45°滞后(Hysterese)的情况下，施加到环或螺线中的磁化模型也能够实现对所计数的旋转的一对一的确定。出于运行安全性原因，始终选择如下场强(例如Hmin的120％)：其中，实际滞后始终显著小于±30°。
以下将根据本发明的布置——将电中间接通部布置在菱形传感器元件的一侧上、或布置在关于连接Vcc接通部和gnd接通部的对角线的一侧上——称为360°接通，因为借助传感器元件所计数的并且存储在传感器元件中的转数以360°分辨率被读取。根据本发明，在螺线形或环形传感器元件中，可以初始化相同的磁化模型(MM)。在此，用于360°接通的优选MM具有两个畴壁，所述两个畴壁彼此之间具有540°角距离，如在接下来的特定描述中详细实施的那样，其能够实现对所计数的转数的一对一的确定并且其能够简单地初始化。另一根据本发明的MM由仅一个唯一的DW构成，将其同样将写入(einschreiben)到根据本发明的具有两个尖的开放末端的螺线中，其中，如在接下来的关于该实施方式的特定描述中详细描述的那样，该螺线同样设有上述360°接通。
附图说明
以下有利的、但不限制本发明的实施例和附图旨在更详细地阐述上文以及本发明。附图示出：
图1示出根据本发明的转数计的重要组件；
图2示出具有根据本发明的接通装置的所需传感器元件的构型的第一原理性示例；
图3a根据图2示出根据本发明优选设置的磁化模型的写入；
图3b根据图2示出根据本发明同样可能的磁化模型的写入，该磁化模型由仅一个畴壁构成；
图4示出具有根据本发明的接通装置的所需传感器元件的构型的第二原理性示例；
图5根据图4以旋转传感器的完整芯片视图的形式示出所实现的接合接通部节省的示例；
图6示出根据本发明设置的并且布置在旋转传感器上的接通部的连接，以用于构成根据图4的示例的惠斯通电桥；
图7示出具有根据本发明的接通装置和输出畴壁位置的所需传感器元件的构型的第三原理性示例；
图8示出在外部磁场三转之后的根据图7的畴壁位置；
图9示出信号电平序列，所述信号电平序列由对于根据图7和图8的四个示例性象限设置的360°惠斯通接通部限获得；
图10示出确定旋转的流程与所属组件相关联的流程图；
图11示出根据图1的转数计与磁极转子组合；
图12示出根据图1的转数计与线性的磁性标尺组合；
图13a和13b示例性地示出根据图4的实施方式，该实施方式在此具有TMR接通部以及根据本发明的360°接通；
图14示出图13a的传感器元件，该传感器元件具有根据本发明的用于测量电阻的接通装置。
具体实施方式
以下根据任意附图来描述具有根据本发明的360°接通的转数计的根据本发明的构型，所述360°接通能够在每个场角的情况下实现对整数转数的一对一的读取。
首先，图1示出这种转数计系统1的重要组件，该转数计系统具有根据本发明的转数计1a以及磁体系统4，所述磁体系统具有北极(N)和南极(S)，该磁体系统安装在转轴5上。转数计1a由如下主要部件构成：旋转传感器US 2、360°角度传感器WS 3以及电子装置6。传感器2和3位置固定地安装并且探测角位置和旋转磁场的转数。电子装置6包括用于传感器2和3以及用于处理测量值的电压源7、用于角度传感器3的测量值的存储器8、用于旋转传感器2的测量值的存储器9、用于旋转传感器2的以表格形式存储的期望值的存储器10以及处理单元11，该处理单元将存储器8和9中的测量值与存储器10的表格值进行比较并且输出每个测量的结果。
本发明的第一特征在于旋转传感器2的根据本发明的构造，根据图2中示例性的并且简化的图示来阐述该旋转传感器。在此，尤其应该在新型接通连接方面示出根据本发明的构型。在该示例中，传感器元件2由三匝的正方形螺线20构成，其末端是变尖的。尖端21是外匝的末端，另一尖端22是最内匝的末端。相应于现有技术，该螺线例如由显示出GMR效应的磁性层堆叠构成。参考方向28处于正方形匝的对角线上。第一最外匝由板桥31、32、33和34构成，第二中间匝由板桥41、42、43和44构成，并且第三最内匝由板桥51、52、53和54构成。所提及的板桥(Steg)中的每个与分别相邻的、连接的板桥成90°。仅为了说明实际特性示出，板桥之间的连接是四分之一圆或类似四分之一圆的多边形引线302(在放大的圆301中示出)，该连接由与板桥相同的层堆叠构成。这些多边形引线(Polygonzug)是正方形螺线的“角”并且同时构成上述畴壁位置(DW位置)。对于外部的旋转磁场的大场角区域，畴壁固定在DW位置中，所述外部旋转磁场由根据图1的磁体系统4产生。为了将DW输送通过四分之一圆，外部磁场必须旋转90°加上典型地5°至20°的滞后角。在输送通过板桥的情况下，磁场几乎不旋转，因为DW以每秒几百米通过板桥。因此，DW在100ns以内从一个四分之一圆到达下一个四分之一圆。因此在时间上观察，畴壁实际在整个时间上固定在DW位置中。第一最外匝因此包括DW位置35、36、37、38，第二匝包括DW位置45、46、47、48，第三匝包括DW位置55、56、57、58。
示例性的螺线设有电接通部，更确切地说在左上设有一个共同的gnd接通部70，在右下设有一个共同的Vcc接通部80，并且根据本发明在图2中在右上设有仅仅三个中间接通部91、93、95。因此，根据权利要求在螺线的一半处形成假象的对角线，该对角线延伸通过Vcc接通部和gnd接通部。此外，图2示出具有变窄部26的印制导线25，该印制导线用于初始化传感器元件。通过电位测量和连接成三个惠斯通半桥来读取传感器元件2的磁化状态：
板桥33和34与中间接通部91、gnd接通部70以及Vcc接通部80构成惠斯通半桥W1；板桥43和44与中间接通部93、gnd接通部70以及Vcc接通部80构成惠斯通半桥W2；板桥53和54与中间接通部95、gnd接通部70以及Vcc接通部80构成惠斯通半桥W3。
根据图2的传感器元件2应该以六个畴壁(黑色的圆)首先完全填充，所述六个畴壁例如已经在场脉冲(该场脉冲具有高于传感器元件2的成核场强的场强)之后在参考方向28的磁化方向上产生：
在第一最外匝中，DW111位于DW位置36中，并且DW112位于DW位置38中，
在第二中间匝中，DW113位于DW位置46中，并且DW114位于DW位置48中，
在第三最内匝中，DW115位于DW位置56中，并且DW116位于DW位置58中。
所提及的三个半桥由于所述DW位置以及参考方向28的位置而处于中间电位中。在cw(顺时针)方向上的磁化方向示出为深灰色，并且在ccw(逆时针)方向上的磁化方向示出为浅灰色。附加地，在每个板桥中，磁化方向借助箭头表示。GMR层堆叠的参考方向28是正方形螺线的对角线，并且在示例中从左下指向右上。
为了实现本发明所基于的两个相邻畴壁的所定义的间距>360°的标准，还必须消除至少两个DW。这接下来根据图3来描述。为清楚起见，图2中示出的螺线仅具有三匝。如果选择该螺线结构形式，则实际的传感器元件通常具有十至三十个这种匝。
参考图2，图3a示出传感器元件2，其中，已经初始化如下磁化模型：该磁化模型在两个相邻畴壁之间具有540°的角距离，这能够实现根据图2的用于一对一旋转计数的360°接通。然而，在设置的接通的情况下，具有畴壁的螺线的完全占据不适用于一对一的旋转计数，应该根据图3a更详细地描述用于初始化根据本发明所需的磁化模型的可能性，该可能性以六个步骤实现：
1.在安装用于计数n转(在此例如3转)的传感器系统之前，将在此未示出的机械末端止挡件解锁，并且将外部磁场在ccw方向上旋转n+1转(在此4转)，由此，所有可能存在的畴壁、亦或在图2中示出的六个畴壁通过尖端21离开螺线。接下来，将传感器元件旋转到期望的零位置中(在此指用于在cw方向上计数n/2转并且在ccw方向上计数n/2转的中间位置中)，并且闭锁末端止挡件；
2.随后通过在匝中在变窄部26下方流过印制导线25的电流流动实现两个畴壁的成核(Nukleation)。电流感应出的奥斯特场(Oerstedtfeld)处于传感器元件2的成核场强以上。通过(相应于图1的)磁体4的指向参考方向28的磁场将成核的两个畴壁输送到DW位置46中和DW位置48中；
3.在关断通过印制导线25的电流流动的情况下，将外部磁场在ccw方向上旋转360°，由此，将两个成核的DW从DW位置46输送到DW位置36中，并且从DW位置48输送到DW位置38中；
4.随后，重新通过在匝中在变窄部26下方流过印制导线25的电流流动实现两个畴壁的成核。电流感应出的奥斯特场处于传感器元件2的成核场强以上。通过(相应于图1的)磁体4的指向参考方向28的磁场将一个DW输送到DW位置46中，并且将另一DW输送到DW位置48中；
5.在如此程度上降低通过印制导线25的电流流动，直到由传感器系统以及由奥斯特场在变窄部26下方最终所得的磁场(平行于板桥42存在并且指向DW位置46)处于传感器元件的最小运动场强以下。通过270°-cw旋转，将DW从DW位置46并且将DW从DW位置38输送直至变窄部26，它们在那里湮灭。同时，将DW从DW位置36输送到DW位置45中，并且将DW从DW位置48中输送到DW位置57中；
6.在关断奥斯特场之后，进行90°-ccw旋转，由此，将DW从DW位置45输送到DW位置38中，并且将DW从DW位置57中输送到DW位置56中。在图3中，这些畴壁称为(DW位置38中的)DW111，并且称为(DW位置56中的)DW112。借助交叉点标注出所产生的DW空隙DWL221和DWL222。
如在本发明的范畴内所要求的那样，在该示例中设置的两个畴壁111和112关于外部磁场的cw旋转彼此之间具有540°的距离。
在本发明的其他构型中，图3b示出根据图2的传感器元件，该传感器元件具有如下磁化模型：其具有仅一个唯一的畴壁。螺线20的在图3b中示出的畴壁导轨与在图3a中示出的畴壁导轨相同。在图3b中示出的具有gnd接通部70、Vcc接通部80以及中间接通部91、93、95的360°接通与根据图2示出的360°接通相同。与根据图2和图3a的实施方式相反，在根据图3b的示例中，不需要具有变窄部26的印制导线25，所述变窄部用于初始化具有唯一的DW的磁化模型MM。在该示例中，该初始化例如以四个步骤实现：
1.在安装用于计数n转(在此例如三转)的传感器系统之前，将传感器元件置于磁场中，该磁场处于成核场强上方并且例如在参考磁化28的方向上示出。由此，在每个匝中成核两个DW，所述两个DW占据如下DW位置：该DW长度处于从左下到右上的对角线上；
2.接下来，将在此未示出的机械末端止挡件解锁，并且将(图1中示出的磁体4)外部磁场在cw上旋转270°。由此，图2中示出的并且位于DW位置58中的DW116通过尖端22离开螺线。同时，将在图2中示出的DW115从DW位置56中输送到DW位置65中，使得其位于最后的具有尖端22的直线区段前方；
3.通过三个ccw旋转，将DW从DW位置56中置于DW位置35中，其中，在该输送期间，位于该DW位置前面的所有畴壁连续通过尖端21离开螺线。如果所述DW位于DW位置35中，则该DW是螺线中唯一剩余的DW。该DW在图3b中称为DW111a。
4.接下来将DW111a输送到传感器元件的零位置中。如果零位置是DW位置35(用于计数三个cw旋转)，则借助闭锁终端止挡件来完成初始化。如果零位置是用于在cw方向上计数1.5转且用于在ccw方向上计数1.5转的DW位置47，则以1.5个cw旋转将DW111a从DW位置35中输送到DW位置47中，并且闭锁末端止挡件。为了计数三个ccw旋转，以三个cw旋转将DW111a从DW位置35中输送到DW位置65中。
根据图3b的构型的优点在于，不采用印制导线25，并且因此不采用所属的两个接合接通部。然而缺点在于纯机械初始化，该初始化必须以高角度精度进行。通过在DW成核情况下和/或在螺线空转情况下的错误定位，很容易发生：要么所有DW离开螺线，使得不能实现旋转计数，要么替代一个DW而是使两个畴壁彼此以角距离180°保留在螺线中，使得不能实现一对一的旋转计数。然而原则上，在设置的匝数比在示例中列举的更高的情况下，也能够实现根据图3b的构型。在本发明的范畴内的用于产生或所定义地消除畴壁的待设置的机构在本实施方式中穿过外部磁场，该外部磁场在DW产生的情况下具有高于成核场强的场强，并且用于矫正不期望的畴壁的机械机构由两侧开口的螺线构成。
根据图4的第二原理性实施例用于表征在本发明的范畴内所使用的旋转传感器2的构造在使用的畴壁导轨方面的多样性。
图4示出旋转传感器2的根据本发明的另一原理性构型，该旋转传感器2在此由旋转的闭合环27构成。借助具有变窄部26的印制导线25已经初始化具有两个畴壁DW111和DW112的磁化模型，该两个畴壁之间的角距离是540°。构成环27的GMR层堆叠的参考方向28是正方形螺线的对角线，并且从左下指向右上。与图2中的螺线类似地，该环与共同的gnd接通部70、共同的Vcc接通部80以及四个中间接通部91、93、95、97电接通，这些中间接通部在右半部分位于Vcc接通部与gnd接通部之间的对角线上方。
在此，也通过借助四个惠斯通半桥的电位测量来读取传感器元件的磁化状态：
具有中间接通部91、gnd接通部70以及Vcc接通部80的板桥33和34构成惠斯通半桥WHB1；
具有中间接通部93、gnd接通部70以及Vcc接通部80的板桥43和44构成惠斯通半桥WHB2；
具有中间接通部95、gnd接通部70以及Vcc接通部80的板桥53和54构成惠斯通半桥WHB3；
具有中间接通部97、gnd接通部70以及Vcc接通部80的板桥63和64构成惠斯通半桥WHB4。
每匝与惠斯通半桥连接。
即使在该示例中，在cw方向上考虑，两个相邻的畴壁DW111与DW112之间的距离也是540°。
图5根据图4在旋转传感器的完整的芯片中示出用于所实现的根据任务所期望的接合接通部节省(Bondkontakteinsparung)的示例。图5在具有接合接通部的芯片202上示出图4中的旋转传感器2。GMR层堆叠的参考方向28是正方形螺线的对角线，并且从左下指向右上。接合接通部270连接gnd接通部70、接合接通部291连接中间接通部91，接合接通部293连接中间接通部93，接合接通部295连接中间接通部95，接通部297连接中间接通部97，接合接通部280连接Vcc接通部80，接合接通部225a和225b连接具有窄位置26的印制导线25的末端。接合接通部的大小和数量基本上决定芯片大小。通过根据本发明的360°接通，已经在该示例中节省四个接合接通部。该效果在传感器2中设置较高匝数用于计数更大的转数的情况下更加明显。在用于30转的转数计的情况下，在新型接通情况下、即在根据本发明的“360°接通”的情况下，仅还需要最多32个(Vcc+gnd+30个中间接通部)接合接通部，而不是如在现有技术中目前需要62个那样(即：Vcc+gnd+60个中间接通部)，或在5路复用的情况下仅还需要16个(即：5个Vcc+5个gnd+6个中间接通部)接合接通部，而不是22个接合接通部(即：5个Vcc+5个gnd+12个中间接通部)。在此未详细描述的对惠斯通半桥信号多路复用读取相继以MHz范围内的时钟频率实现，而测量间隔处于kHz的范围内，因此几乎是同时的。这伴随着接合接通部降低到48％或27％。因为芯片面积基本上由与螺线接通部连接的接合接通部的大小和数量所决定，这导致每个传感器元件的芯片面积减小25％或10％，这例如已经借助布线模拟(Layout-Simulation)示例性地求取。
图6示出根据图4和5的旋转传感器2在惠斯通电桥WB1至WB4中的连接，其中，根据图2中使用的板桥编号，已经借助Rij给板桥电阻编号。板桥电阻构成惠斯通半桥。将这些板桥电阻例如与两个附加的未包括在传感器元件中的外部的非磁阻固定电阻连接成惠斯通全桥，所述外部的非磁阻固定电阻例如在图6中设有参考电阻名称后缀“ref”：
惠斯通电桥WB1由电阻133(R33)、134(R34)、233(Rref33)以及234(Rref34)构成。电阻133和134是环27的第一最外匝中的板桥。参考电阻233和234是位于传感器元件外部的固定电阻；
惠斯通电桥WB2由电阻143(R43)、144(R44)、243(Rref43)以及244(Rref44)构成。电阻143和144是环27的第二匝中的板桥。参考电阻243和244是位于传感器元件外部的固定电阻；
惠斯通电桥WB3由电阻153(R53)、154(R54)、253(Rref53)以及254(Rref54)构成。电阻153和154是环27的第三匝中的板桥。参考电阻253和254是位于传感器元件外部的固定电阻；
惠斯通电桥WB4由电阻163(R63)、164(R64)、263(Rref63)以及264(Rref64)构成。电阻163和164是环27的第四最内匝中的板桥。参考电阻263和264是位于传感器元件外部的固定电阻。
在本发明的范畴内，如也在所有其他示例中那样，现在几乎同时检测所有惠斯通电桥的信号电平并且以表格形式持续存储在存储器9中，因此可以用于接下来与存储器10中的以象限形式
Figure BDA0001691425110000171
存储的期望值进行比较。
本发明的第三原理性实施例在图7中示出。图7示出旋转传感器2，该旋转传感器由螺线20构成，该螺线由两个几乎一样大的具有相同旋转方向的部分螺线构成。在该示例中，尖端21和22构成螺线的末端。GMR层堆叠的参考方向28沿正方形螺线的对角线取向，并且从左下指向右上(参见螺线中心的箭头)。在该示例中，借助五个惠斯通半桥WHB1至WHB5来读取螺线：
·WHB1，其在gnd接通部71、中间接通部91以及与Vcc接通部81之间具有板桥(匝1)；
·WHB2，其在gnd接通部71、中间接通部93以及与Vcc接通部81之间具有板桥(匝2)；
·WHB3，其在gnd接通部72、中间接通部95以及与Vcc接通部81之间具有板桥(匝3)；
·WHB4，其在gnd接通部72、中间接通部97以及与Vcc接通部81之间具有板桥(匝4)；
·WHB5，其在gnd接通部72、中间接通部99以及与Vcc接通部81之间具有板桥(匝5)。
在该示例中，已经通过具有变窄部26的电接通部25将具有两个畴壁的磁化模型如已经描述的那样初始化，所述两个畴壁之间的角距离是540°。在该示例中，畴壁DW111与DW112之间的距离应该代表转数零。在DW111与DW112之间存在两个DW空隙DWL221和DWL222，所述两个DW空隙通过两个畴壁的湮灭而产生，使得在相邻的畴壁DW111与DW112之间在cw方向上设有距离>360°、在此又540°。WHB1和WHB2中的板桥的磁化方向是ccw，并且WHB3、WHB4和WHB5中的板桥的磁化方向是cw。基于GMR层堆叠的参考方向28，五个惠斯通半桥的信号电平例如是：
·WHB1(匝1)：L
·WHB2(匝2)：L
·WHB3(匝3)：H
·WHB4(匝4)：H
·WHB5(匝5)：H
读取电子装置同时处理五个半桥的所有所测量的信号电平例如作为匝1至匝5的信号电平序列(SPF)，并且将这些信号电平与存储在存储器10中的期望值进行比较。在示出的示例中，对于图7的SPF是：L/L/H/H/H。对于探测所计数的旋转决定性的是：SPF的与磁化模型MM关联的部分、即与DW111和DW112的位置关联的部分。以下将该部分称为SPF-MM，并且该部分具有两个信号电平L/L。借助将MM输送通过螺线，基于所完成的旋转，也将SPF-MM在SPF内部一对一地重新定位(参照图9)。借助根据图7示出的示例的传感器元件能够一对一地计数三转。
为了便于说明，图8示出三个cw旋转之后的畴壁位置。已经将DW111、DW112以及处于中间的DW空隙DW221和DW222进一步输送给12个DW位置、即3匝，更确切地说输送到图8中示出的位置中。因此，DW111和DW112的位置代表转数3。WHB4和WHB5中的板桥的磁化方向是ccw，并且WHB1、WHB2以及WHB3中的板桥的磁化方向是cw，在此也再次通过畴壁导轨上的箭头表明。360°旋转之后的惠斯通半桥的信号电平是：
·WHB1(匝1)：H
·WHB2(匝2)：H
·WHB3(匝3)：H
·WHB4(匝4)：L
·WHB5(匝5)：L
因此，三转之后的SPF是H/H/H/L/L。与图7的SPF(L/L/H/H/H)相比，具有L/L电平的SPF-MM在SPF内部随着每个所计数的旋转输送到进一步向右的位置中。这与畴壁DW111和DW112在每个所计数的旋转情况下进一步输送到下一匝中相关。具有相同匝旋转方向的两个部分螺线形式的传感器元件2的构造具有如下优点：例如与根据图3的构造相比，总螺线具有较小构造的可能性，并且因此节省所需的芯片面积。
图9旨在与对于每个象限在计数期间所求取的和所存储的信号序列相关联地，说明相应于所施加的畴壁模型的分析处理和评估，图9借助根据图7和图8的示例以重要部分更详细地说明根据本发明的分析处理方法。
图9对于图7和图8中的传感器元件，对于由象限传感器或角度传感器3预给定的场角象限1(图9a)、场角象限2(图9b)、场角象限3(图9c)、场角象限4(图9d)分别示出对于旋转0、1、2和3的对于根据图7的五匝W1至W5的期望值信号电平序列。因此，对于具体所使用的传感器始终存在一对一的模型。对于每个象限存在一个自身特有的(signifikant)SPF-MM，并且对于每转存在各一个自身一对一的SPF。对于象限Q1的特有SPF-MM是L/L，对于象限Q2的特有SPF-MM是M/L，对于象限Q3的特有SPF-MM是L，对于象限Q4的特有SPF-MM是L/M，其中，对于惠斯通半桥信号电平来说，H代表高电平，M代表中电平，L代表低电平。之前所述的特有SPF-MM在图9的表格中分别以中度灰色或深灰色突出显示。这导致：根据本发明，对于每个单个的象限来说，保持存在具有对于所有允许的(即可计数的)旋转的所有SPF的至少一个子表格，所述子表格在图9a至9d中示例性列出。读取电子装置11首先确定该系统恰好存在于其中的场角象限、即旋转的元件4的姿态(例如根据图1)。根据该确定，读取电子装置11寻找所选择的象限所属的子表格，并且随后将所测量的SPF与相应象限的SPF期望值进行比较。在该示例中，这是象限1(图9a)。随后，分析处理电子装置11立即通过比较存储器9中的测量的值与存储器10中保持的期望值信号电平序列，从该子表格中求取所属的转数(SPF一致)，并且随后可以将该转数提供给输出装置/显示器。在示例中，根据图7的信号电平序列相应于转数0，并且根据图8的信号电平序列相应于转数3，例如通过与之前的阐述相比容易看出的那样。如果另一场角象限预给定了所属子表格的选择，则类似地进行上述过程。
图10示意性地在流程图400中示出当转数计系统1求取任意的、但未知的转数时的转数的确定。
·在测量循环开始之后，
·电子装置6在第一步骤中读取角度传感器(WS)2和转数传感器(US)3，并且将值作为值W8(8a)和表格T9(9a)存储在存储器8、9中；
·在第二步骤中，由处理单元11从角度传感器测量值W8(8a)求取所属的场角象限Q1、Q2、Q3或Q4；
·在第三步骤中，对于所求取的象限(例如Q1)，从具有期望值信号电平表格的存储器10中下载对于所求取的象限的、用于允许的旋转i(0≤i≤n)的子表格(例如子表格S1Q1(10a))；
·在第四步骤中，由处理单元11将运行索引(Laufindex)i置0，
·第五步骤是由处理单元11在表格T9(9a)中的所测量的SPF与对于旋转i的(例如子表格S1Q1(10a)中的)期望值SPF之间反复进行比较：
o如果这些值一致，则处理单元11在第六步骤中输出转数i，或
o如果这些值不一致，则在步骤6中将运行索引i增加1，并且
o在第七步骤中检查，是否i>n：
■如果i>n，则处理单元11在第八步骤中输出错误值，
■否则，对于旋转i+1重复第五步骤；
所述测量循环以转数的输出或错误值的输出而结束。仅当所测量的信号电平序列与存储为期望值的信号电平序列之间没有记录到一致性时，才输出错误值。因此同样地，施加到旋转传感器中的畴壁模型通过外部影响、例如通过过强的外部干扰磁场等而发生改变。在这种极其罕见的情况下，必须将所期望的磁化模型重新写入到旋转传感器2中。
借助之前所述的电子部件确定可计数的转数的总流程在明显低于如下时间的时间内进行：其中，外部磁场的作用在旋转传感器2上的方向发生变化。典型地，SPF的测量和分析处理以MHz时钟频率(即在1微秒内)进行，而磁场最高以1kHz旋转。在1微秒内，磁场的方向因此最大旋转0.3°。通过该高分析处理速度也可以实现，在几十纳秒至最多1微秒内能够显示出在无电流的运行中使传感器2中的磁化模型移动而所经历的转数。
根据本发明的重要部件都存在于包括在图1范畴内的并且借助1a标注的真正转数计中，然而，后续附图旨在说明根据本发明的解决方案的广泛应用领域。
因此，图11示出图1中的转数计1a与磁极转子5a的组合，该磁极转子具有磁极4a至4l，而不是根据图1的轴5上的磁体4。当磁极转子5a旋转时，该磁极转子在角度传感器WS3以及旋转传感器US2的位置处产生旋转磁场，该旋转磁场使磁化模型的畴壁在传感器元件2中运动。因此，每个磁极转子的位置相应于一个角度传感器测量值，并且相应于一个转数计测量值。转数计对运动经过的磁极对的数量进行计数。这类似于对根据图1的磁体4的旋转的计数。
图12示出图1中的转数计1a与线性的磁性标尺5b的组合，该线性的磁性标尺具有磁极4a至4l，而不是根据图1的轴5上的磁体4。在该示例中，具有12个磁极(6个北极与6个南极交替)4a至4l的线性的磁性标尺5b也代表具有更多或更少的磁极的其他线性的磁性标尺。如果磁性标尺5b相对于转数计1a在旁边运动，则该磁性标尺在角度传感器WS3和旋转传感器US2的位置处产生旋转磁场，该旋转磁场使所施加的磁化模型的畴壁在传感器元件2中运动。因此，每个磁性标尺位置相应于一个角度传感器测量值以及一个转数计测量值。转数计对运动经过的磁极对的数量进行计数。这类似于对根据图1的磁体4的旋转的计数。
最后，图13a+b示例性地示出具有根据本发明的“360°接通”的TMR接通部的传感器元件2的应用。在该情况下，螺线27由软磁性材料、例如坡莫合金构成。
图13a以俯视图示出示例性的四匝自身闭合环27。通过借助四个惠斯通半桥WHB1至WHB4的电位测量来读取传感器元件2：
·WHB1由具有gnd隧道接通部71的板桥33、具有Vcc隧道接通部81的板桥34以及中间接通部91构成，该中间接通部覆盖板桥33与板桥34之间的四分之一圆形角以及所述板桥的部分；
·WHB2由具有gnd隧道接通部72的板桥43、具有Vcc隧道接通部82的板桥44以及中间接通部93构成，该中间接通部覆盖板桥43与板桥44之间的四分之一圆形角以及所述板桥的部分；
·WHB3由具有gnd隧道接通部73的板桥53、具有Vcc隧道接通部83的板桥54以及中间接通部95构成，该中间接通部覆盖板桥53与板桥54之间的四分之一圆形角以及所述板桥的部分；
·WHB4由具有gnd隧道接通部74的板桥63、具有Vcc隧道接通部84的板桥64以及中间接通部97构成，该中间接通部覆盖板桥63与板桥64之间的四分之一圆形角以及所述板桥的部分(在图13中未标注出的附图标记可以从图14中看出)
图13b以图13a的侧截面示出板桥33，该板桥代表所有具有隧道接通部的板桥。板桥33由软磁性材料501、例如坡莫合金构成，该板桥借助氧化物层504a和504b被保护。在板桥中部存在gnd隧道接通部71。该隧道接通部由坡莫合金层501、隧道势垒502(例如Al2O3或MgO)、硬磁性层堆叠503以及金电极505构成，参考方向(图13a中的28)写入到该硬磁性层堆叠中。在板桥33右部，在坡莫合金501上直接存在由金构成的中间接通部91。在隧道接通部情况下的电流从电极505通过硬磁性层堆叠并且通过势垒502流入到坡莫合金501中。在TMR接通部中的软磁性层与硬磁性层的平行磁化与反向平行磁化之间、即根据畴壁111、112的相应位置，典型的TMR接通部达到>100％的电阻变化。在该示例中，根据本发明的畴壁模型的初始化以及当前转数的分析处理和确定类似于在图5ff中已经描述的磁性标尺，并且因此在此不需要重复。
图14示出具有改型的接通的图13a的旋转传感器，在所述情况下读取电阻。将该环与gnd接通部71、72、73、74以及Vcc接通部81、82、83、84电接通，并且在一匝上与各一个gnd接通部和各一个Vcc接通部电接通。为了使用TMR效应，例如必须将Vcc接通部分别接通软磁性层，并且将gnd接通部分别接通硬磁性层(类似于图13b，其中，中间接通部91接通软磁性层501，并且gnd隧道接通部71接通硬磁性层)，或反之。所述接通部可以与图14不同地，不是位于板桥上的角上，而是优选存在于相对置的板桥上。例如Vcc接通部81、82、83、84位于板桥31、41、51、61上，并且gnd接通部71、72、73、74位于板桥33、43、53、63上。
在此，通过测量每个单个匝的电阻来读取传感器元件的磁化状态：
具有gnd接通部71以及Vcc接通部81的板桥31、32、33、34构成外部第一匝W1；
具有gnd接通部72以及Vcc接通部82的板桥41、42、43、44构成第二匝W2；
具有gnd接通部73以及Vcc接通部83的板桥51、52、53、54构成第三匝W3；
具有gnd接通部74以及Vcc接通部84的板桥61、62、63、64构成第四最内匝W4；
在该示例中，两个相邻畴壁DW111与DW112之间在cw方向上观察的距离也是540°。
所有在说明书中、实施例中和/或以下附图中可看出的特征可以单个地、也可以以彼此任意组合的形式对于本发明是重要的。
附图标记列表
1 转数计系统
1a 转数计
2 旋转传感器US
3 角度传感器WS
4 磁体系统
4a、4c、4e、4g、4i、4k 北极
4b、4d、4f、4h、4j、4l 南极
5 转轴
5a 磁极转子
5b 线性的磁性标尺
6 电子装置
7 电压源
8 用于角度传感器的测量值的存储器
8a 角度传感器的测量值W8
9 用于旋转传感器的测量值的存储器
9a 具有旋转传感器的测量值的表格T9
10 用于旋转传感器的以表格形式存储的期望值SPF(信号电平序列)的存储器
10a-10d 具有对于第一至第四场角象限的期望值的子表格
11 处理单元
20 螺线
21、22 螺线的变尖的末端
25 用于初始化磁化模型的印制导线
26 印制导线25中的变窄部
27 多圈自身闭合的环
28 参考磁化的方向
31、32、33、34 最外第一匝的板桥
35、36、37、38 最外第一匝中的DW位置
41、42、43、44 第二匝的板桥
45、46、47、48 第二匝中的DW位置
51、52、53、54 第三匝的板桥
55、56、57、58 第三匝中的DW位置
63、64 第四匝的板桥
65 第四匝中的DW位置
70、71、72、73、74 gnd接通部
80、81、82、83、84 Vcc接通部
91、93、95、97、99 不同匝的中间接通部
111a 在具有1个DW的MM情况下的第一DW
111 在具有2或6个畴壁的MM的情况下的第一DW
112 在具有2或6个畴壁的MM的情况下的第二DW
113 在具有6个畴壁的MM的情况下的第三DW
114 在具有6个畴壁的MM的情况下的第四DW
115 在具有6个畴壁的MM的情况下的第五DW
116 在具有6个畴壁的MM的情况下的第六DW
133 第一匝中的电阻R33(板桥33)
134 第一匝中的电阻R34(板桥34)
143 第二匝中的电阻R43(板桥43)
134 第二匝中的电阻R44(板桥44)
153 第三匝中的电阻R53(板桥53)
154 第三匝中的电阻R54(板桥54)
163 第四匝中的电阻R63(板桥63)
164 第四匝中的电阻R64(板桥64)
202 具有传感器元件2的芯片
221、222 DW空隙
225a 连接到接通部25上的第一接合接通部
225b 连接到接通部25上的第二接合接通部
233 第一匝的外部电阻Rref33
234 第一匝的外部电阻Rref34
243 第二匝的外部电阻Rref43
244 第二匝的外部电阻Rref44
253 第三匝的外部电阻Rref53
254 第三匝的外部电阻Rref54
263 第四匝的外部电阻Rref63
264 第四匝的外部电阻Rref64
270 连接到gnd接通部70的接合接通部
280 连接到Vcc接通部80的接合接通部
291 连接到中间接通部91的接合接通部
293 连接到中间接通部93的接合接通部
295 连接到中间接通部95的接合接通部
297 连接到中间接通部97的接合接通部
301 板桥51与板桥44之间的放大的角
302 类似四分之一圆的多边形引线
400 流程图
501 软磁性层
502 隧道势垒
503 硬磁性层堆叠
504a 绝缘层
505b 绝缘层
505 隧道接通部上的金电极

Claims (9)

1.一种磁转数计，其用于确定由旋转元件(4)产生的外部磁场的待确定的旋转的可预给定的数量n、亦或旋转的磁极转子(5a)的能够运动经过的磁极的数量n、亦或能够运动经过的线性的磁性标尺(5b)的磁极的数量，所述磁转数计包括旋转传感器(2)，所述旋转传感器包括磁畴壁导轨，这些磁畴壁导轨由开放螺线(20)或自身闭合的多圈环(27)构成，所述开放螺线或自身闭合的多圈环由GMR层堆叠或具有局部存在的TMR层堆叠的软磁性层构成，并且180°磁畴壁能够引入到所述开放螺线或自身闭合的多圈环中且能够——通过测量可预给定的螺线区段或环区段的电阻——定位，其特征在于，
唯一的磁畴壁(111a)或至少两个磁畴壁如此引入到这些磁畴壁导轨中，使得所述至少两个磁畴壁(111，112)通过用于产生、钉固或所定义地消除磁畴壁的机构(25，26)——在外部磁场以大于360°的角度旋转的情况下所述磁畴壁从第一位置至第二位置的位置改变方面——被彼此以大于360°的所定义的距离间隔开并且持续地彼此如此间隔开，
在这些磁畴壁导轨上如此设置有电接通部，使得这些磁畴壁导轨呈对角线相对置地由各一个gnd接通部(70，71，72)和各一个Vcc接通部(80，81，82)共同检测或在多路复用读取的情况下以Vcc接通部组和gnd接通部组检测，并且仅仅在一侧且在所述gnd接通部(70，71，72)与Vcc接通部(80，81，82)之间基本上居中地在每个单个的磁畴壁导轨区段上设置有独立的接通部(91，93，95，97，99)，或在多路复用读取的情况下以接通部的组来设置，所述接通部的组作为惠斯通半桥中间接通部使多匝接通，
所述接通部连同所属的、由其检测的磁畴壁导轨区段连接成独立的、但能够共同读取的惠斯通半桥，其中，由这些惠斯通半桥求取的电阻特性作为信号电平作为表格(9a)全部存储在第一存储器(9)中，为了求取当前的转数，对于每个允许的旋转i(0≤i≤n)，所述信号电平能够持续地与存储在第二存储器(10)中的呈表格形式的期望值模型进行比较，
对于待确定的转数i，能够输出在表格(9a)中的所测量的电阻特性与所述第二存储器(10)中的期望值模型相一致的转数，所述转数通过相应的处理单元(11)求取。
2.一种磁转数计，其用于确定由旋转元件(4)产生的外部磁场的待确定的旋转的可预给定的数量n、亦或旋转的磁极转子(5a)的能够运动经过的磁极的数量n、亦或能够运动经过的线性的磁性标尺(5b)的磁极的数量，所述磁转数计包括旋转传感器(2)，所述旋转传感器包括磁畴壁导轨，所述磁畴壁导轨由开放螺线(20)或自身闭合的多圈环(27)构成，所述开放螺线或自身闭合的多圈环由GMR层堆叠或具有局部存在的TMR层堆叠的软磁性层构成，并且180°磁畴壁能够引入到所述开放螺线或自身闭合的多圈环中且能够——通过测量可预给定的螺线区段或环区段的电阻——定位，其特征在于，
唯一的磁畴壁(111a)或至少两个磁畴壁如此引入到这些磁畴壁导轨中，使得所述至少两个磁畴壁(111，112)通过用于产生、钉固或所定义地消除磁畴壁的机构(25，26)——在外部磁场以大于360°的角度旋转的情况下所述磁畴壁从第一位置至第二位置的位置改变方面——被彼此以大于360°的所定义的距离间隔开并且持续地彼此如此间隔开，
在这些磁畴壁导轨上如此设置有电接通部，使得这些磁畴壁导轨呈对角线相对置地由每匝的各一个gnd接通部和各一个Vcc接通部检测或在多路复用读取的情况下由一个共同的gnd接通部(70)且由每匝的各一个Vcc接通部(81，82，83，84)或由一个共同的Vcc接通部且由每匝的各一个gnd接通部检测，
通过所述接通部求取的电阻特性作为信号电平作为表格(9a)全部存储在第一存储器(9)中，为了求取当前的转数，对于每个允许的旋转i(0≤i≤n)，所述信号电平能够持续地与存储在第二存储器(10)中的呈表格形式的期望值模型进行比较，
对于待确定的转数i，能够输出在表格(9a)中的所测量的电阻特性与所述第二存储器(10)中的期望值模型相一致的转数，所述转数通过相应的处理单元(11)求取。
3.根据权利要求1或2所述的磁转数计，其包括角度传感器(3)、亦或象限传感器，其特征在于，所述角度传感器(3)的、亦或所述象限传感器的信号(8a)确定子表格(10a，10b，10c，10d)，表格(9a)中的所测量的电阻特性被与所述子表格进行比较。
4.根据权利要求1或2所述的磁转数计，其特征在于，构成这些磁畴壁导轨的开放螺线或自身闭合的多圈环基本上菱形地构造，其中，所述接通部(70，71，72；80，81，82；91，93，95，97，99)检测这些菱形的角区域。
5.根据权利要求1或2所述的磁转数计，其特征在于，至少两个相邻的磁畴壁(111，112)的所定义的距离确定成540°。
6.根据权利要求1或2所述的磁转数计，其特征在于，这些磁畴壁导轨由两侧具有变尖的末端(21，22)的开放螺线构成。
7.根据权利要求1或2所述的磁转数计，其特征在于，所述用于产生、钉固或所定义地消除磁畴壁的机构由附加的、检测这些磁畴壁导轨的至少一匝的、且在跨接这些磁畴壁导轨的接通位置(26)上逐渐变细地实施的印制导线(25)构成，所述印制导线在电流加载的情况下确保产生足够大小的奥斯特场，电流感应出的奥斯特场处于传感器元件的成核场强以上。
8.一种用于确定能够借助根据权利要求1或2所述的磁转数计求取的整数转数的方法，其特征在于，
首先将仅具有一个唯一的磁畴壁(111a)或具有所定义的磁畴壁间距的磁畴壁模型施加到这些磁畴壁导轨中，其中，确定至少两个相邻磁畴壁(111，112)的距离——在所述旋转元件(4)以大于360°的角度旋转的情况下所述磁畴壁从第一位置至第二位置的位置改变方面——大于360°，
相应于在用于能够借助所述磁转数计求取的所有完整的360°旋转i(0≤i≤n)的第二存储器(10)中的预给定的施加的磁畴壁模型并且相应于所有与其相关的变化的磁畴壁位置，将由这些惠斯通半桥或磁畴壁导轨期望的所有信号电平期望值以表格形式一次性地存储在第二存储器(10)中，
在第一存储器(9)中，将所有当前由这些惠斯通半桥或磁畴壁导轨在当前计数期间所述旋转传感器(2)的测量值存储在所述表格(9a)中，
将所述测量值持续地与所述第二存储器(10)中的相应的信号电平期望值进行比较，及
在两个存储器(9，10)中的表格值一致的情况下，将所述测量值作为所求取的转数i输出。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
在所述第二存储器(10)中，对于每个单个的能够借助所述磁转数计求取的旋转i，将信号电平期望值存储在用于四个场角象限的至少四个子表格(10a，10b，10c，10d)中，
角度传感器(3)的、亦或象限传感器的测量值(W8(8a))决定所属的子表格，
将所述旋转传感器(2)的测量值持续地与所属的子表格进行比较，以便求取所属的转数。
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6855499B2 (ja) * 2015-12-11 2021-04-07 ライプニッツ−インスティテュート フュア フォトニサ テヒノロギエン イー．ファウ． 回転カウンタによって把握可能な回転数を決定するための磁気回転カウンタ及び方法
ES2763529T3 (es) * 2015-12-11 2020-05-29 Leibniz Institut Fuer Photonische Tech E V Cuentarrevoluciones magnético para la autodetección de estados de error al determinar el número de revoluciones detectables con este cuentarrevoluciones
US10782153B2 (en) * 2016-03-08 2020-09-22 Analog Devices Global Multiturn sensor arrangement and readout
US10724844B2 (en) * 2017-12-22 2020-07-28 Infineon Technologies Ag Multi-turn counter sensor
US11248971B2 (en) * 2018-02-02 2022-02-15 Analog Devices International Unlimited Company Magnetic field torque and/or angle sensor
US10830613B2 (en) * 2018-03-26 2020-11-10 Analog Devices Global Unlimited Company Turn count decoding for multi-turn sensors
US20190383645A1 (en) * 2018-06-13 2019-12-19 Analog Devices Global Unlimited Company Initialization state determination of a magnetic multi-turn sensor
US11614341B2 (en) * 2018-06-14 2023-03-28 Analog Devices International Unlimited Company Methods and devices for using multi-turn magnetic sensors with extended magnetic windows
JP6806133B2 (ja) * 2018-12-28 2021-01-06 Tdk株式会社 磁気センサ装置
JP6791237B2 (ja) * 2018-12-28 2020-11-25 Tdk株式会社 磁気センサ装置
US11460521B2 (en) * 2019-03-18 2022-10-04 Analog Devices International Unlimited Company Multiturn sensor arrangement
CN110100548B (zh) * 2019-06-19 2021-08-24 南京农业大学 一种单轨道式施肥机精准定位方法
DE102019119670A1 (de) * 2019-07-19 2021-01-21 Infineon Technologies Ag Umdrehungszähler und Abtasten eines Drehwinkels
US11448528B2 (en) * 2019-08-02 2022-09-20 Analog Devices International Unlimited Company Resettable closed-loop multi-turn magnetic sensor
DE102019218351A1 (de) * 2019-11-27 2021-05-27 Dr. Johannes Heidenhain Gesellschaft Mit Beschränkter Haftung Sensorelement zur Speicherung von Umdrehungs- oder Positionsinformationen
JP2021143969A (ja) 2020-03-13 2021-09-24 Tdk株式会社 磁場検出装置、回転検出装置および電動パワーステアリング装置
US11761793B2 (en) * 2020-05-26 2023-09-19 Analog Devices International Unlimited Company Magnetic sensor package
US11519751B2 (en) * 2020-05-29 2022-12-06 Analog Devices International Unlimited Company Method of monitoring a magnetic sensor
US11637482B2 (en) 2020-10-08 2023-04-25 Analog Devices International Unlimited Company Magnetic sensor system for motor control
EP4248174A1 (en) * 2020-11-20 2023-09-27 Analog Devices International Unlimited Company A magnetic sensing device
DE102020132914A1 (de) * 2020-12-10 2022-06-15 Analog Devices International Unlimited Company Initialisierungsvorrichtung
DE102021200204A1 (de) 2021-01-12 2022-07-14 Festo Se & Co. Kg Fluidische Stellvorrichtung, System und Verfahren
US11460323B2 (en) 2021-02-05 2022-10-04 Analog Devices International Unlimited Company Magnetic field sensor package
US11808610B2 (en) 2021-02-09 2023-11-07 Asahi Kasei Microdevices Corporation Position detection apparatus, position detection system, and position detection method
US20220307865A1 (en) * 2021-03-24 2022-09-29 Analog Devices International Unlimited Company Magnetic sensor system
WO2024074460A1 (en) * 2022-10-04 2024-04-11 Analog Devices International Unlimited Company A tunnel magnetoresistive multi-turn sensor
WO2024074462A1 (en) * 2022-10-04 2024-04-11 Analog Devices International Unlimited Company A tunnel magnetoresistive multi-turn sensor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1695044A (zh) * 2002-08-30 2005-11-09 霍斯特·西德勒两合公司 用于转数计数器的传感元件
DE102008063226A1 (de) * 2008-12-23 2010-07-01 Institut Für Photonische Technologien E.V. Magnetischer Umdrehungszähler
CN101836087A (zh) * 2007-08-27 2010-09-15 实景技术协会研究所 磁性转数计
DE102010010893A1 (de) * 2009-03-10 2010-09-30 Horst Siedle Gmbh & Co. Kg Elektrische Schaltung insbesondere für einen Umdrehungszähler
DE102011075306A1 (de) * 2011-05-05 2012-11-08 Horst Siedle Gmbh & Co. Kg Sensorelement insbesondere für einen Umdrehungszähler

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10162752A1 (de) * 2001-12-20 2003-07-03 Philips Intellectual Property Magnetoresistiver Sensor
DE102004020149A1 (de) * 2004-04-24 2005-11-24 Horst Siedle Gmbh & Co. Kg. Sensorelement für einen Umdrehungszähler
JP4382838B2 (ja) * 2007-07-27 2009-12-16 三菱電機株式会社 磁気検出装置
DE102010022611B4 (de) 2010-06-01 2015-02-19 Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V. Magnetischer Umdrehungszähler
WO2013164361A1 (de) * 2012-04-30 2013-11-07 Fritz Kuebler Gmbh Zaehl- Und Sensortechnik Energieautarker multiturn-drehgeber und verfahren zur ermittlung einer eindeutigen position einer geberwelle mit dem multiturn-drehgeber
DE102013018680B4 (de) * 2013-11-04 2022-05-25 Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V. Magnetischer Sensor zur absoluten Zählung von Umdrehungen oder linearen Wegstrecken
US9958511B2 (en) * 2014-12-08 2018-05-01 Infineon Technologies Ag Soft switching of magnetization in a magnetoresistive sensor
DE102015210586A1 (de) * 2015-06-10 2016-12-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zum Betrieb eines Umdrehungssensors und entsprechender Umdrehungssensor
JP6855499B2 (ja) * 2015-12-11 2021-04-07 ライプニッツ−インスティテュート フュア フォトニサ テヒノロギエン イー．ファウ． 回転カウンタによって把握可能な回転数を決定するための磁気回転カウンタ及び方法
ES2763529T3 (es) * 2015-12-11 2020-05-29 Leibniz Institut Fuer Photonische Tech E V Cuentarrevoluciones magnético para la autodetección de estados de error al determinar el número de revoluciones detectables con este cuentarrevoluciones
US10782153B2 (en) * 2016-03-08 2020-09-22 Analog Devices Global Multiturn sensor arrangement and readout
WO2017163966A1 (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 回転検出装置
DE102017005562B4 (de) * 2016-07-06 2024-06-06 Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V. Magnetischer Umdrehungszähler
US10759276B2 (en) * 2016-07-12 2020-09-01 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Magnetic sensor and detection device using same
JP2019097257A (ja) * 2017-11-20 2019-06-20 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 磁極方向検出装置
US10724844B2 (en) * 2017-12-22 2020-07-28 Infineon Technologies Ag Multi-turn counter sensor
US10830613B2 (en) * 2018-03-26 2020-11-10 Analog Devices Global Unlimited Company Turn count decoding for multi-turn sensors
US10670386B2 (en) * 2018-04-19 2020-06-02 Infineon Technologies Ag Multi-turn counter sensor failure detection
US20190383645A1 (en) * 2018-06-13 2019-12-19 Analog Devices Global Unlimited Company Initialization state determination of a magnetic multi-turn sensor
US11614341B2 (en) * 2018-06-14 2023-03-28 Analog Devices International Unlimited Company Methods and devices for using multi-turn magnetic sensors with extended magnetic windows

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1695044A (zh) * 2002-08-30 2005-11-09 霍斯特·西德勒两合公司 用于转数计数器的传感元件
CN101836087A (zh) * 2007-08-27 2010-09-15 实景技术协会研究所 磁性转数计
DE102008063226A1 (de) * 2008-12-23 2010-07-01 Institut Für Photonische Technologien E.V. Magnetischer Umdrehungszähler
DE102010010893A1 (de) * 2009-03-10 2010-09-30 Horst Siedle Gmbh & Co. Kg Elektrische Schaltung insbesondere für einen Umdrehungszähler
DE102011075306A1 (de) * 2011-05-05 2012-11-08 Horst Siedle Gmbh & Co. Kg Sensorelement insbesondere für einen Umdrehungszähler

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