CN1954194A - 传感器元件和相关的角度测量系统 - Google Patents

Abstract

为了提供一种磁阻传感器元件(100，110)，其通过至少一个电源端(10，14)，和至少一个参考端(12，16)能够被分别提供至少一个电源电压(VCC；VCC1，VCC2)和至少一个电源电流(i；i1，i2)，其中，被设置成电源电压(VCC；VCC1，VCC2)的下降方向或电源电流(i；i1，i2)流动的方向(D；D1，D2)与得到的内部磁场(H_res)的方向之间的角度(α；α1，α2)的函数的差动电压(V_out；V_out1，V_out2)能够在至少第一抽头电极(20，24)和至少第二抽头电极(22，26)之间被抽取，并且其中，通过叠加固有磁化(H₀)和至少一个外部磁场(H_ext)给出得到的内部磁场(H_res)的方向，其可以被产生而不具有易磁化方向并且其中工艺上引起的偏移被最小化或者消除，该磁阻传感器元件(100，110)被设计成平坦的，特别是电源电压的下降是连续的。

Description

传感器元件和相关的角度测量系统

技术领域

本发明涉及如权利要求1前序部分所述的磁阻传感器元件。

技术领域

非接触角度测量主要应用于磁阻传感器。因为磁阻传感器所基于的固态效应是角度效应：

测量磁场的传感器元件(所谓的A(各向异性)M(磁)R(阻)传感器)是基于各向异性磁阻效应的。

目前，如文件DE10104453A1中的例子所描述的，AMR角度传感器主要被设计为全惠斯登电桥。这样一个全惠斯登电桥的转换函数由下面方程给出

$\frac{v_{\mathrm{out}}}{V_{\mathrm{cc}}}=\frac{1}{2}\·\frac{\mathrm{\Δ\ρ}}{{\mathrm{\ρ}}_{\⊥}}\·\cos \left(2\mathrm{\α}\right)+V_0$

但是，不利的是在制造惠斯登电桥电路的单独的窄而长的电阻期间存在工艺上的公差。这些公差导致了电阻的不可避免的不对称性，因此出现了电偏移V₀。这些偏移已经以每伏几毫伏(mV/V)存在并且几乎是由近似每伏12毫伏(12mV/V)的惠斯登电桥的AMR效应Δρ/ρ_⊥确定的信号幅度的幅度级，因此在后续的信号调节和处理的过程中去除这样的偏移需要极高程度的复杂性。

到此为止已知的电桥的又一个缺点是线或条形电阻具有不可忽视的固有(或内部)场强H₀

$H_0=\frac{t}{w}\·M,$

其中t：线或条形电阻的厚度，

    w：线或条形电阻的宽度，

M：坡莫合金的饱和磁化(近似800千安/米)，通过方程

$\sin \left(\mathrm{\α}\right)=\frac{H_y}{\frac{H_x}{\cos \left(\mathrm{\α}\right)}+H_0}$

在内部磁化角和外部磁场角之间导致了差别。电桥输出电压的奇次谐波以及因此附加的振荡角误差由此产生。

所以，在惠斯登电桥电路中，电阻是以分离的长条形式设计的并且具有易磁化方向的电阻的特殊设计影响了磁性转移特性，基于惠斯登电桥电路原理的磁阻传感器在其输出信号中呈现了不期望的分散(scattering)；特别地，惠斯登电桥电路的特别地受高度影响并且因此是有问题的边缘区域与惠斯登电桥电路的内部区域的比率削弱了磁阻传感器的输出信号。

基于上面提到的缺点和短处以及对略述的现有技术的了解，本发明的一个目的是提供一种可以被产生而不具有易磁化方向(preferredmagnetic direction)的磁阻传感器元件并且使其中因工艺引起的偏移被最小化甚至完全消除。

发明内容

通过具有权利要求1中详细说明的特征的磁阻传感器元件，通过具有权利要求6中详细说明的特征的角度传感器，以及通过具有权利要求10中详细说明的特征的角度测量系统实现该目的。本发明的有优势的实施例和有利的发展在各个从属权利要求中被说明。

本发明基于的事实是磁阻传感器元件以二维结构设计形式设计并且特别是平坦的。因此使用至少一个平坦的，尤其是各向异性的M(磁)R(阻)元件代替多个线或条形的电桥电阻(-->形成惠斯登电桥)。

该磁阻传感器元件的二维结构或平坦设计与惠斯登电桥相比具有两个主要优点，即

-由工艺引起的较小的电偏移V₀和

-由内部磁场H₀引起的较小的角度误差。

因此，按照本发明，实现了没有易磁化方向的布局(在根据现有技术的AMR惠斯登电桥中，这样的易磁化方向会引起振荡角误差)。

在输出信号里出现的不期望的分散因而可通过对传感器元件的平坦设计消除。而且，由于传感器元件的平坦设计，磁阻传感器元件的电源电压有利地持续下降。

根据本发明的一个特别优选的实施例，固有磁场H₀有低的场强，以便得到的内部磁化H_res基本上被平行于外部磁场H_ext定位(aligned)。

此外，在根据本发明的传感器元件的一个有利的实施例中，差动电压的梯度的方向基本上垂直于电源电压的下降方向或电源电流流动的方向定向。

有利地，传感器元件至少部分地由至少一种铁磁性合金，例如坡莫合金形成。镍铁合金坡莫合金(Ni₈₀Fe₂₀)提供了高磁导率而同时具有低的场强和低的滞损耗的优点。这样一种铁磁性结构的磁性能能够通过外部形状来修整(tailored)。此外，当通过磁场时，坡莫合金具有改变一些百分比的欧姆电阻的特性。

在本发明的一个基本实施例中，传感器元件可以设计成具有四个或更多的极，尤其是具有一个电源端和一个信号抽头。在这种情况下，传感器元件有利地具有至少一个接地点用于形成一个固定的电压电势。

在本发明的一个有利的实施例中，传感器元件可以设计成实质上是矩形或实质上是圆形。独立地或者与此相结合，传感器元件有利地不具有易磁化定向。

本发明进一步涉及一种具有至少一个上述类型的传感器元件的用于测量磁场强度，特别是磁场强度的时间梯度的角度传感器。

这样一个角度传感器也可以如此设计以至不仅仅一个单电源电压能被应用或不仅仅一个单电源电流流动；而是，在一个有利的实施例中角度传感器可以如此设计以至第一电源电压的下降方向或第一电源电流的流动方向相对于第二电源电压的下降方向或第二电源电流的流动方向被旋转或偏移了一个预定的角度，例如45度。

关于这一点，角度传感器可以有利地具有

-被分配给第一电源电压或第一电源电流的第一传感器元件和另外的

-被分配给第二电源电压或第二电源电流的第二传感器元件。

可选的，在角度传感器的一个有利的实施例中，例如通过在每种情况下被旋转或偏移所述预定角度例如45度的端子，第一电源电压或第一电源电流和第二电源电压或第二电源电流也可以被分配给同一个传感器元件。

本发明进一步涉及到一种非接触角度测量系统，其有

-至少一个上述类型的角度传感器和

-至少一个电路布置，尤其是至少一个集成电路，其可以被提供角度传感器至少一个的输出信号并且被提供用于评估该输出信号。

本发明最后涉及使用上述类型的至少一个传感器元件和/或上述类型的至少一个角度传感器和/或上述类型的至少一个角度测量系统

-用于在测量至少一个曲轴角时检测至少一个参考标记，

-用于检测金属物体，

-用于测量旋转速度和/或电流，

-用于检测弱磁场，例如用于检测汽车或机器的活动组件例如，至少一个驱动器，至少一个金属杆，至少一个凸轮，至少一个车轮或至少一个大齿轮中的小的运动和/或变化，，

-用于检测和/或控制交通移动，

-用于导航目的，例如使用至少一个罗盘，或

-用于非接触角度测量。

上述类型的磁阻传感设备(或磁阻传感器元件)和/或上述类型的角度传感器和/或上述类型的角度测量系统也可以被有利地用于

-近程传感器，

-运动传感器或

-位置传感器。

在这种情况下，在将被检测的物体相对于外部磁场源的位置变化时，利用产生传感器元件的一个成比例的电压信号的外部磁场是有利的。

附图说明

如上所述，有多种可能性用于有利地配置和发展本发明的教导。在这方面，一方面参照根据权利要求1，权利要求6和权利要求10的权利要求，另一方面本发明的更进一步的实施例、特征和优点将会在下面特别参照如图1到6中所示的多个实施例的示意性实现进行更详细地说明。

图1示意性地示出了根据本发明的磁阻传感器元件实施例的第一举例。

图2图表性地示出了相对于图1的传感器元件的标准化的输出信号绘制的电源电流和外部磁场之间的角度。

图3示意性地示出了根据本发明的磁阻传感器元件实施例的第二举例。

图4示意性地示出了根据本发明的非接触角度测量系统的实施例的一个举例，具有根据本发明的具有图1或图3的两个传感器元件的一个角度传感器的实施例的举例，其中两个传感器元件以45度角的偏移彼此设置。

图5图表性地示出了在每种情况下相对于图4的传感器元件的标准化的输出信号绘制的将被确定的角度α1和α2。

图6示意性地示出了根据本发明的磁阻传感器元件实施例的第三举例。

图7A示意性地示出了根据现有技术的所谓的双桥形式的角度传感器。

图7B示意性地示出了根据现有技术的用于图7A的角度传感器的惠斯登电桥的电路布置。

具体实施方式

在图1到图7B中同样的标号提供给同样或近似的结构、元件或特征。

下面给出了根据本发明的传感器元件100的实施例的三个举例。为了避免多余的重复，下面关于本发明的结构、特征和优点的解释涉及(除非另外的声明)

-图1所示的磁阻传感器元件100的实施例的第一举例

-和图3所示的磁阻传感器元件100的实施例的第二举例

-以及图6所示的磁阻传感器元件100的实施例的第三举例

在图1所示的实施例的第一举例中，传感器元件100被设计成一个平坦的、实质上是矩形的A(各向异性)M(磁)R(阻)元件，其中在这种情况下，AMR效应被示出大于其50倍。

这个AMR元件100通过电源端10并且通过处于地电势GND的参考端12被分别提供电源电压VCC(在下文也被作为V_cc给出)和由电源电压VCC产生的电源电流i。在这种情况下，端10和12是彼此相对的并且在每种情况下近似设置在具有宽度w的AMR元件100侧的中心。

AMR元件100的原理是基于这样的事实，即通过叠加AMR元件100的固有磁化H₀与外部磁场H_ext，产生了一个作为结果的内部磁场H_res。

由于在如图1所示的AMR元件100中，特有的固有场强H₀是低的(<-->无易磁化方向)，得到的内部磁场H_res甚至以低的场强近似平行于外部磁场H_ext定位，也就是说，得到的内部磁化H_res的方向与外部磁场H_ext的方向一致。因此AMR元件具有在外部磁场方向的传导率

和垂直其的传导率ρ_⊥。

根据在方向D(＝预定义的电流流动方向或电源电压VCC和地电势GND之间也就是说电源端10和参考端12之间的电压下降的方向)和外部磁场H_ext方向(＝实质上得到的内部磁场H_res的方向)之间的角度α，在AMR100中设置一个差动电压V_out(所谓的伪霍尔电压)，上述电压用下列方程以对电源电压VCC进行标准化的形式来说明：

$\frac{v_{\mathrm{out}}\left(\mathrm{\&alpha;}(i,H_{\mathrm{ext}})\right)}{V_{\mathrm{cc}}}=f\&CenterDot;\frac{w}{1}\&CenterDot;\frac{1}{2}\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&Delta;\&rho;}}{{\mathrm{\&rho;}}_{\&perp;}}\&CenterDot;\cos \left(2\mathrm{\&alpha;}(i,H_{\mathrm{ext}})\right),$

其中f：(几何学)0和1之间的校正因子，

    w：AMR传感器元件100的宽度(横向于VCC-GND来定义)，

    i：AMR传感器元件100的长度(沿着VCC-GND定义)，

由于外部磁场H_ext有一个给定的磁场角，因此在AMR元件100中设置了不同的传导率，例如当AMR元件100被移动时。这些传导率能够以差动电压输出信号V_out的形式抽取(tapped)。

为此目的，AMR元件100有两个抽头电极20，22，彼此相对放置，即

-一个正的抽头电极20

(用于抽取正的差动电压V_out的抽头V+)和

-一个负的抽头电极22

(用于抽取负的差动电压V_out的抽头V-)。

两个抽头电极20，22在每种情况下近似地设置在具有长度1的AMR元件侧的中心。

在图1中，AMR传感器100的等势线用不同的颜色显示。在每种情况下彩条的外部界限对应于一条等势线，其中，从满电源电压VCC(＝100％VCC)到地电势GND(＝0％VCC)的压降再次由图1右手边的条显示。

图2显示了AMR元件100的(标准化的)输出信号V_out和外部磁场H_ext或得到的内部磁场H_res的角度α之间的关系。

这个关系归因于这样的事实，即当施加外部磁场H_ext时，磁导体的电阻R或特定阻抗ρ改变：当以平行于磁导体的面并垂直于磁导体中流动的电流i的方向施加外部磁场H_ext时，磁导体的内部磁场H_res的向量将旋转角度α。磁导体的电阻R或特定阻抗ρ因此能根据下述方程与角度α建立关系：

其中

：材料常数，

ρ_⊥：材料常数，

AMR元件100的差动输出信号V-或V+与sin2α成比例，这就是图1所示的AMR元件100能检测90度角范围的原因(比较图2)。

在图2中，外部磁场的角度α(相对于电流i流动的方向D)被绘制在横坐标上并且如图1所示的AMR元件100的标准化的差动输出电压V_OUT被绘制在纵坐标上。AMR元件100的所示的输出信号的幅度是9.5mv/V，近似地对应于AMR效应的80％(大约12mv/V)。

一个平坦的AMR角度传感器元件100的转移特性对应于已知的惠斯登电桥的转移特性(比较现有技术)。AMR角度传感器元件100的转移函数由此表示为

$\frac{v_{\mathrm{out}}}{V_{\mathrm{cc}}}=\frac{1}{2}\&CenterDot;\frac{\mathrm{\&Delta;\&rho;}}{{\mathrm{\&rho;}}_{\&perp;}}\&CenterDot;\cos \left(2\mathrm{\&alpha;}\right)+V_0.$

假定略微降低的幅度，与由线形独立的电阻组成的全电桥的情况相比，对于平坦的和/或两维AMR结构100由于制造影响产生的偏移V₀显著降低。因此，使用平坦的AMR元件100代替线形电阻(比较现有技术的图7A和图7B)减少不期望的电偏移同时具有可比的有用的幅度。结果，当制造AMR角度传感器时，效率能被提高并且后续信号处理的复杂性能够被降低。

新颖的二维AMR元件100的进一步的优点是它们可以被产生而没有易磁化定向。在传统的惠斯登电桥中，这样的易磁化定向将导致振荡角误差，其幅度达到0.3度。

此外，由于所述的AMR元件100的平坦设计，电偏移的温度系数也较低。

图3示出了无易磁化定向的平坦的AMR元件100。平坦的AMR元件100由圆形的坡莫合金(AMR)层组成，其中相应的电极，即电源端10，正的抽头电极20，参考端12和负的抽头电极22，在每种情况下被以逆时针方向彼此偏移90度的设置在圆形坡莫合金(AMR)层上。

图3所示的AMR元件100的输出信号的幅度是11.5mV/V并且因而比图1所示的AMR元件100的输出信号的幅度高近似五分之一(比较图2)。

本发明也包含下述可能性

-组合多个AMR传感器元件100、110(比较图4)或

-使用多于两个的电极20、22、24、26来抽取差动电压(比较图6)。

图4显示了一种非接触角度测量系统400的实施例，其具有角度传感器200的实施例的一个举例。角度传感器200具有第一AMR传感器元件100和第二AMR传感器元件110，其中这两个传感器元件100、110彼此之间相对地旋转一定的角度，也就是45度。

在这样的一种布置中，AMR传感器元件100和110的输出信号210、212和214、216彼此之间表现出90度的相位偏移，因为AMR传感器元件100的输出信号210、212成比例于sin2α且旋转45度角的AMR传感器元件110的输出信号214、216成比例于cos2α。

这样一种传感器元件100、110的布置因而使检测180度角度范围成为可能(比较图5)。在图5中，外部磁场H_ext的角度α被绘制在横坐标上并且图4所示的AMR元件100、110的标准化的差动输出电压V_OUT绘制在纵坐标上。

角度测量系统400除了角度传感器200外还具有集成电路300用于评估传感器元件100和110的输出信号210、212和214、216；该电路布置依次具有

-第一模/数转换器320，它可以被供第一传感器元件100的输出信号210、212和输入缓冲器310的第一输出信号312，和

-第二模/数转换器330，它可以被供第二传感器元件110的输出信号214、216和输入缓冲器310的第二输出信号314。

为了确定来自于模/数转换器320和330的第一输出信号322和332的角度α1或α2，集成电路300还具有一个算术单元340，其被设置在两个模/数转换电路320、330的下游。

此外，为了适应将要输出的曲线特性，提供一个适应单元350，其可以被提供模/数转换器320和330的第二输出信号324和334和算术单元340的输出信号342，所述适应单元连接在算术单元340和数/模转换器360之间。

被同样地被分配给集成电路300的这个数/模转换器360可以被提供适应单元350的输出信号352。为了缓冲存储集成电路300的输出信号372，提供一个输出缓冲器370，其可以被提供数/模转换器360的输出信号362。

最后，集成电路布置300具有

-振荡器或时钟发生器单元380，

-测试/调整单元382用以测试和/或比较确定的值，及

-复位单元384。

图6显示了磁阻传感器元件100的实施例的第三举例。这个平坦的AMR元件100被设计成圆形并且有总共四个抽头电极20、22和24、26用于分别抽取差动电压V_out1和V_out2。

第一、正的抽头电极20和第二、负的抽头电极22彼此相对设置且在每种情况下相对于

-被分配给抽头电极20、22的电源端10，和

-被分配给抽头电极20、22的参考端12偏移90度。

通过电源电极10和参考端12将相对于地电势GND1的第一电源电压VCC1应用到AMR元件100。

第三、正的抽头电极24和第四、负的抽头电极26同样地彼此相对设置并且在每种情况下相对于

-被分配给抽头电极24、26的电源端14，和

-被分配给抽头电极24、26参考端16偏移90度。

通过电源电极14和参考端16将相对于地电势GND2的第二电源电压VCC2应用到AMR元件100。

第三抽头电极24因此相对于电源电压VCC2或电流i2是第一抽头电极；第四抽头电极26因此相对于电源电压VCC2或电流i2是第二抽头电极。

电极14、16、和24、26在每种情况下相对于电极10、12和20、22以顺时针的方向偏移45度设置。图6中所示的实施例的第三举例因此近似对应于图4中所示的角度传感器200的一个综合的实施例。(在图4所示的角度传感器200中，电极14、16和24、26被分配给第二传感器元件110，其中第二传感器元件110关于具有电极10、12和20、22的第一传感器元件100在顺时针方向上被旋转45度)。

由于所述的图6所示的平坦的传感器元件100的电极布置，实现了与在图4所示的角度传感器200的情况下的可比的技术效果，也就是说由抽头电极20、22和24、26抽取的输出信号V_out1、V_out2展示与图5可比的相位偏移。

为了表明如上所述的发明和现有技术之间的差别，一种已知的所谓双桥形式的角度传感器在图7A中显示。这种角度传感器具有彼此偏移45度的两个惠斯登电桥，其中

-第一惠斯登电桥的电阻R1a、R1b、R1c和R1d和

-第二惠斯登电桥的电阻R2a、R2b、R2c和R2d是关联的。

这样一种的惠斯登电桥的电路布置显示在图7B中。除了四个电阻R1a、R1b、R1c和R1d之外，惠斯登电桥还具有

-一个施加电源电压VCC的电源端，

-一个接地参考端GND，

-一个用于抽取负的输出信号V-或负的差动电压-V_out的抽头电极和

-一个用于抽取正的输出信号V+或正的差动电压+V_out的抽头电极。

参考标记列表：

100    第一磁阻传感器元件，

       特别是第一各向异性的磁阻传感器元件

110    第二磁阻传感器元件，

       特别是第二各向异性的磁阻传感器元件

10     电源端，特别是第一传感器元件100的第一电源端

12     参考端(相对于电源端10)，特别是第一传感器元件100

       的第一参考端(相对于第一电源端10)，例如处于地电势

       GND，特别是处于第一地电势GND1

14     第二传感器元件110的电源端(比较实施例的第二举例，图

       4)或第一传感器元件100的第二电源端(比较实施的第

       三举例，图6)

16     第二传感器元件110(比较实施例的第二举例，图4)的参

       考端(相对于电源端14)，例如处于地电势GND，或第一传

       感器元件100(比较实施例的第三举例，图6)的第二参考

       端(相对于第二电源端14)，例如处于地电势GND2

20     第一传感器元件100的第一、特别是正的抽头电极

22     第一传感器元件100的第二、特别是负的抽头电极(相对于

       第一抽头电极20)

24     第二传感器元件110的第一、特别是正的抽头电极(比较实

       施例的第二举例，图4)或第一传感器元件100的第三、特

       别是正的抽头电极(比较实施例的第三举例，图4)

26     第二传感器元件110(比较实施例的第二举例，图4)的第

       二、特别是负的抽头电极(相对于第一抽头电极24)或第一

       传感器元件100的第四、特别是负的抽头电极(比较实施例

       的第三举例，图6)

200    角度传感器

210    角度传感器200的第一输出信号，

       特别是第一传感器元件100的正的输出信号

212    角度传感器200的第二输出信号，

       特别是第一传感器元件100的负的输出信号

214    角度传感器200的第三输出信号，

       特别是第二传感器元件110的正的输出信号

216    角度传感器200的第四输出信号，

       特别是第二传感器元件110的负的输出信号

300    电路布置，特别是用于评估输出信号210、212、214、216

       的集成电路

310    输入缓冲器

312    输入缓冲器310的第一输出信号

314    输入缓冲器310的第二输出信号

320    第一模/数转换器

322    第一模/数转换器320的第一输出信号

324    第一模/数转换器320的第二输出信号

330    第二模/数转换器

332    第二模/数转换器330的第一输出信号

334    第二模/数转换器330的第二输出信号

340    算术单元

342    算术单元340的输出信号

350    适应单元

352    适应单元350的输出信号

360    数/模转换器

362    数/模转换器360的输出信号

370    输出缓冲器

372    角度测量系统400的输出信号，

       特别是电路布置300的输出信号，

       特别地输出缓冲器370的输出信号

380    振荡器/时钟发生器单元

382    测试/调整单元

384    复位单元

400    非接触角度测量系统

α     在电源电压VCC的下降方向或电源电流i流动的方向D与得

       到的磁场H_res的方向之间的角度

α1    在第一电源电压VCC1的下降方向或第一电源电流i1流动的

          方向D1与得到的磁场H_res的方向之间的角度

α2       在第二电源电压VCC2的下降方向或第二电源电流i2流动

          的方向D2与得到的磁场H_res的方向之间的角度

D         电源电压VCC的下降方向或电源电流i流动的方向

D1        第一电源电压VCC1的下降方向或第一电源电流i1流动的

          方向

D2        第二电源电压VCC1的下降方法或第二电源电流i1流动的

          方向

GND       参考电势，特别是地电势

GND1      第一参考电势，特别是第一地电势

GND2      第二参考电势，特别是第二地电势

H₀        固有磁化，特别是固有磁场

H_ext      外部磁场

H_res      得到的内部磁场

i         电源电流

i1        第一电源电流

i2        第二电源电流

VCC＝Vcc  电源电压，特别是相对于地电势GND

VCC1      第一电源电压，特别是相对于地电势GND1

VCC2      第二电源电压，特别是相对于地电势GND2

V_out      电压差或差动电压

V_out1     第一电压差或第一差动电压

V_out2     第二电压差或第二差动电压

V+        将在第一抽头电极20抽取的特别是正的差动电压V_out

V+1       将在第一抽头电极20抽取的特别是正的差动电压V_out1

V-1       将在第二抽头电极22抽取的特别是负的差动电压V_out1

V+2       将在第一抽头电极24(比较实施例的第二举例，图4)

          或第三抽头电极24(比较实施例的第三举例，图6)抽

          取的特别是正的差动电压V_out2

V-2       将在第二抽头电极26(比较实施例的第二举例，图4)

          或第四抽头电极26(比较实施例的第三举例，图6)抽

          取的特别是负的差动电压V_out2

Claims (12)

1.一种磁阻传感器元件(100，110)，其通过至少一个电源端(10，14)，特别是通过至少第一电源端，并且通过至少一个参考端(12，16)，特别是通过至少第二电源端，例如为地电势(GND；GND1，GND2)能够被分别提供至少一个电源电压(VCC；VCC1，VCC2)和至少一个电源电流(i；i1，i2)，

其中，被设置成电源电压(VCC；VCC1，VCC2)的下降方向或电源电流(i；i1，i2)流动的方向(D；D1，D2)与得到的内部磁场(H_res)的方向之间的角度(α；α1，α2)的函数的差动电压(V_out；V_out1，V_out2)能够在至少第一，特别是正的(V+；V+1，V+2)抽头电极(20，24)和至少第二，特别是负的(V-；V-1；V-2)抽头电极(22，26)之间被抽取，并且

其中，通过叠加固有磁化(H₀)和至少一个外部磁场(H_ext)给出得到的内部磁场(H_res)的方向，

其特征在于，磁阻传感器元件(100，110)被设计成平坦的，特别是电源电压的下降是连续的。

2.如权利要求1所述的传感器元件，其特征在于得到的内部磁化(H_res)实质上平行于外部磁场(H_ext)被定位。

3.如权利要求1或2所述的传感器元件，其特征在于差动电压(V_out；V_out1，V_out2)的梯度的方向实质上垂直于电源电压(VCC；VCC1，VCC2)的下降方向或电源电流(i；i1，i2)流动的方向(D；D1，D2)定向。

4.如权利要求1到3中至少一项所述的传感器元件，其特征在于传感器元件(100，110)至少部分地由至少一种铁磁性合金，例如坡莫合金形成。

5.如权利要求1到4中至少一项所述的传感器元件，其特征在于传感器元件(100，110)

-被设计成具有四个或更多的极和/或

-被设计成实质上是矩形或实质上是圆形和/或

-没有易磁化方向。

6.一种用于测量磁场强度特别是磁场强度的时间梯度的角度传感器，其特征在于如权利要求1到5中至少一项所述的至少一个传感器元件(100，110)。

7.如权利要求6所述的角度传感器，其特征在于第一电源电压(VCC1)的下降方向或第一电源电流(i1)流动的方向相对于第二电源电压(VCC2)的下降方向或第二电源电流(i2)流动的方向被旋转或偏移一预定的角度，例如大约45度。

8.如权利要求7所述的角度传感器，其特征在于组合被分配给第一电源电压(VCC1)或第一电源电流(i1)的第一传感器元件(100)和被分配给第二电源电压(VCC2)或第二电源电流(i2)的第二传感器元件(110)。

9.如权利要求7所述的角度传感器，其特征在于第一电源电压(VCC1)或第一电源电流(i1)和第二电源电压(VCC2)或第二电源电流(i2)被分配给同一个传感器元件(100)。

10.一种非接触的角度测量系统(400)，其特征在于

-如权利要求6到9中至少一项所述的至少一个角度传感器(200)和

-至少一个电路布置(300)，特别是至少一个集成电路，其可以被提供角度传感器(200)的至少一个输出信号(210，212，214，216)并且被提供用于评估所述输出信号(210，212，214，216)。

11.如权利要求10所述的角度测量系统，其特征在于所述电路布置(300)具有

-至少第一模/数转换器(320)，其能被提供

-特别是第一传感器元件(100)的至少一个，特别是第一输出信号(210，212)和

-至少一个输入缓冲器(310)的至少第一输出信号(312)，

-至少另一个模/数转换器(330)，其能被提供

-第二传感器元件(110)的至少一个输出信号(214，216)或特别是第一传感器元件(100)的至少一个，特别是第二输出信号(214，216)和

-所述输入缓冲器(310)的至少第二输出信号(314)

-至少一个算术单元(340)，其能被提供

-第一模/数转换器(320)的至少第一输出信号(322)和

-所述另一个模/数转换器(330)的至少第一输出信号(332)

所述算术单元被提供用于通过至少一种算法，例如通过Cordic算法从模/数转换器(320和330)的第一输出信号(322和332)确定至少一个值，特别是至少一个角度(α；α1，α2)，

-至少一个适应单元(350)，其能够被提供模/数转换器(320和330)的第二输出信号(324和334)和算术单元(340)的输出信号(342)，所述适应单元被提供特别用于适应将被输出的曲线的特性，

-至少一个数/模转换器(360)，其能够被提供适应单元(350)的输出信号(352)，和

-至少一个输出缓冲器(370)，其能够被提供数/模转换器(360)的输出信号(362)并且被提供特别用于缓冲存储输出信号(372)和/或

-至少一个振荡器/时钟发生器单元(380)和/或

-至少一个测试/调整单元(382)，其被提供特别用于测试和/或比较确定的值和/或

-至少一个复位电路(384)

12.使用如权利要求1到5中至少一项所述的至少一个传感器元件(100，110)和/或如权利要求6到9中至少一项所述的至少一个角度传感器(200)和/或在权利要求10或11中所述的至少一个角度测量系统(400)

-用于在测量至少一个曲轴角时检测至少一个参考标记；

-用于检测金属物体；

-用于测量旋转速度和/或电流；

-用于检测弱磁场，例如用于检测汽车或机器的活动组件例如，至少一个驱动器，至少一个金属棒，至少一个凸轮，至少一个车轮或至少一个大齿轮的小的运动和/或变化；

-用于检测和/或控制交通运动，

-用于导航目的，例如使用至少一个罗盘，或

-用于非接触角度测量。

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