CZ300974B6 - Zarízení a zpusob urcování magnetického pole - Google Patents
Zarízení a zpusob urcování magnetického pole Download PDFInfo
- Publication number
- CZ300974B6 CZ300974B6 CZ20012692A CZ20012692A CZ300974B6 CZ 300974 B6 CZ300974 B6 CZ 300974B6 CZ 20012692 A CZ20012692 A CZ 20012692A CZ 20012692 A CZ20012692 A CZ 20012692A CZ 300974 B6 CZ300974 B6 CZ 300974B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- magnetic field
- determined
- auxiliary
- auxiliary magnetic
- angle sensor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
Zarízení k urcení magnetického pole pokud jde o jeho intenzitu a smer na alespon jednom mericím míste (10) obsahuje první prostredek, který k urcovanému magnetickému poli (5) superponuje pomocné magnetické pole (6), u nehož je známa alespon intenzita, a druhý prostredek, který na mericím míste (10) merí alespon smer výsledného magnetického pole (7) vyplývajícího ze superpozice magnetického pole (5), které má být urceno, a alespon dvou pomocných magnetických polí (6), prikládaných zejména po sobe. U zpusobu k urcovacímu magnetickému poli (5) se superponuje alespon jedno pomocné magnetické pole (6), u nehož je známa alespon jeho intenzita, a že potom se na tomto mericím míste (10) urcí výsledné magnetické pole (7), vytvorené z urcovaného magnetického (5) a pomocného magnetického pole (6), alespon z hlediska jeho smeru pro alespon dve ruzná pomocná magnetická pole (6).
Description
Zařízení a způsob určování magnetického pole
Oblast techniky
Vynález se týká zařízení a způsobu určování magnetického pole a zejména se týká určování intenzity směru uvedeného magnetického pole v bezprostřední blízkosti povrchu magnetu, jak je uvedeno v nezávislých patentových nárocích.
Dosavadní stav techniky
Měření magnetických polí nebo pouze složek magnetických polí, vycházejících kolmo k povrchu magnetů, je možné s velkou přesností realizovat známým způsobem pomocí Hallových sond nebo pomocí prostorových desek, použitých jako senzorů, jelikož uvedené prvky jsou citlivé na složky magnetického pole, které jsou kolmé na povrch použitých senzorů. Při použití uvedených senzorů je ovšem možné jednoduše a opakovaně měřit složky magnetického pole, které jsou orientovány rovnoběžně s povrchem magnetů, pouze v relativně velké vzdálenosti od měřeného objektu, zpravidla ve vzdálenosti řádově několika milimetrů, jelikož musí být orientovány kolmo na povrch magnetu.
Ze stavu techniky známé měřicí postupy a měřicí senzory, založené na Hallově jevu, jsou popsány například ve článku Nová alternativní řešení Čidel pro měření počtu otáček v osobních automobilech, využívající magnetorezistivního jevu“, vydaném roku 1984 v nakladatelství
VDIVerlag v VDlBericht s Číslem 509. Krom toho jsou již také známy Hallovy sondy pro měření polí, která jsou orientována tangenciálním způsobem k povrchu magnetu, ajsou popsána v dokumentu „Senzory a materiály“, 5, 2 (1992), strana 91 až 101, MYU, Tokio, přičemž velmi dobře jsou také popsány ve článku od autorů M. Parajape, L. Ristica a W. Allegretta, obsaženém v uvedeném dokumentu, jehož název zní „Simulace, návrh a výroba vertikálních Hallových sond pro měření dvoudimenzionálních magnetických polí“.
Kromě senzorů, které jsou založeny na základě Hallova jevu, jsou z dosavadního stavu techniky též známy takzvané AMR a GMR úhlové senzory, které jsou založeny na magnetorezistivním jevu (zkratky pochází z anglických názvů: GMR = giant magneto rezistance, AMR = anisotropic magneto resistance) a pomocí kterých je možné jednodušším způsobem měřit složky magnetického pole, jenž jsou orientovány rovnoběžně s povrchem senzoru.
Podobné senzory, popsané například v dokumentech DE 195 43 562 Al a DE 44 08 0T8, jsou však ve svém pracovním rozsahu citlivé pouze na směr měřeného magnetického pole a jsou schopné měřit jeho intenzitu pouze v omezené míře. Zároveň je třeba říci, že teplotní závislost méřené amplitudy podobného senzoru je značná, což ve svém důsledku může vést ke vzniku podstatných chyb měření. Jinak u známých AMR nebo GMR úhlových senzorů činí přesnost úhlového měření, tedy přesnost měření při určování směru vnějšího, respektive senzorem snímaného magnetického pole, přibližně 0,50, přičemž narozdíl od měření intenzity je uvedené měření úhlu teplotně závislé pouze v zanedbatelné míře.
Výhoda uvedených senzorů však spočívá v tom, zeje možné použít je i například v bezprostřední blízkosti povrchu magnetu vytvářejícího měřené magnetické pole, přičemž v praxi je obvyklá velikost odstupu menší než 1 mm. Za tím účelem uvádím znovu odkaz na článek „Neue altemati50 ve Lůsungen fůr Drehzahlsensoren im Kraftfahrzeug auf magnetoresistiver Basis“ („Nová alternativní řešení čidel pro měření počtu otáček v osobních automobilech, využívající magnetorezistívního jevu“), viz VDI-Bericht c.509,1984, nakladatelství VDl-Verlag.
L.Z, JWTfiU tiĎ
Funkce AMR úhlových senzorů a GMR úhlových senzorů a jejich použití pri měření magnetických polije rovněž podrobně popsána v publikaci Sensors and Actuators A21-A23, „A Thin
Film Magnetoresistive Angle Detector“, 1990. str. 795 až 798.
Ze spisu US 4 866 384 je známé zobrazovací zařízení pro zjišťování směru magnetického pole, které pracuje jako kompas. Intenzita magnetického pole není tímto zařízením zjistitelná.
Ve spise US 5 859 754 je popsáno použití AMR úhlových senzorů a GMR úhlových senzorů pro zjišťování změn magnetického toku ve čtecí hlavě.
io
Ve spise US 5 103 174 jsou konečně pomocí jemného hrotu, který je pohyblivý v důsledku piezoelektrického efektu, zjišťovány na základě tunelového efektu nejmenší změny přezkušovaného materiálu jako funkce okolních podmínek, například pokud jde o teplotu, tlak nebo magnetická a elektrická pole.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení k určení magnetického pole pokud jde o jeho inten20 žitu a směr na alespoň jednom měřicím místě, podle vynálezu, jehož podstatou je, že obsahuje první prostředek, který k magnetickému poli superponuje pomocné magnetické pole, u něhož je známa alespoň jeho intenzita, a druhý prostředek, který na měřicím místě měří alespoň směr výsledného magnetického pole vyplývajícího ze superpozice magnetického pole, které má být určeno, a alespoň dvou pomocných magnetických polí, přikládaných zejména po sobě.
Prvním prostředkem je s výhodou dvojice Helmholtzových cívek. Druhým prostředkem je s výhodou GMR úhlový senzor nebo AMR úhlový senzor.
První prostředek a druhý pro středek jsou s výhodou integrovány do jedné součásti. GMR úhlový 30 senzor nebo AMR úhlový senzor obsahuje s výhodou zařízení pro vytváření pomocného magnetického pole.
Určované magnetické pole je s výhodou vyvoláváno magnetem a zejména vystupuje z povrchu magnetu.
Výše uvedené nedostatky dále odstraňuje způsob určení magnetického pole pokud jde o jeho intenzitu a směr na alespoň jednom měřicím místě, podle vynálezu, jehož podstatou je, že k určovanému magnetickému poli se superponuje alespoň jedno pomocné magnetické pole, u něhož je známa alespoň jeho intenzita, a že potom se na tomto měřicím místě určí výsledné magnetické pole, vytvořené z určovaného magnetického pole a pomocného magnetického pole, alespoň z hlediska jeho směru pro alespoň dvě různá pomocná magnetická pole.
Určované magnetické pole se s výhodou vypočítá ze stanoveného směru výsledných magnetických polí.
Výpočet určovaného magnetického pole na měřicím místě se s výhodou provede prostřednictvím numerické metody při použití intenzit pomocných magnetických polí a směrů výsledných magnetických polí. Pro zlepšení numerické stability této metody se použije více určení výsledného magnetického pole s různými pomocnými magnetickými poli.
Výsledné magnetické pole a určované magnetické pole mají s výhodou různý směr.
Pro vytvoření pomocného magnetického pole se s výhodou použije dvojice Helmholtzových cívek. Pro určení směru výsledného magnetického pole se s výhodou použije AMR úhlový sen55 zor nebo GMR úhlový senzor.
-2Pomocné magnetické pole sc s výhodou vytvoří pivSucuuicívíui zařízen; integrovaného de GMR úhlového senzoru nebo AMR úhlového senzoru.
Pomocné magnetické pole se s výhodou superponuje tak, že určované magnetické pole a pomocné magnetické pole se uspořádají alespoň přibližně kolmo vůči sobě. Určované magnetické pole se s výhodou vyvolá magnetem.
Zařízení a způsob určení magnetického pole podle vynálezu se od dosavadního stavu techniky io liší tou výhodou, že se jimi umožní určování prakticky libovolných magnetických polí na zvoleném měřicím místě, pokud jde o jejich intenzitu a směr. Zvlášť výhodné přitom je, že tím i magnetická pole nebo komponenty magnetického pole, které jsou orientovány paralelně s povrchem magnetu vytvářejícího tyto komponenty magnetického pole, popřípadě z něho vystupují, mohou být uspořádány až těsně u povrchu tohoto magnetu.
Jiná výhodná provedení vynálezu vyplývají ze znění závislých patentových nároků.
Jako pomocné magnetické pole, které je potřeba pro měření požadovaného, respektive určovaného magnetického pole, je možné s výhodou použít prakticky libovolným způsobem vyvolané
2o pomocné magnetické pole, avšak je nutné znát alespoň jeho intenzitu, výhodné je však znát i jeho intenzitu i směr. K vyvolání tohoto pomocného magnetického pole je možné s výhodou použít dvojici Helmholtzových cívek, v jejichž vnitřním prostoru se nachází laditeíné homogenní magnetické pole, u kterého je známa intenzita a směr a jehož charakteristiky je možné nadefinovat jednoduchým způsobem, například pomocí proudu v cívkách.
Při měření směru výsledného magnetického pole, které vzniklo superpozicí pomocného magnetického pole a určovaného magnetického poleje možné s velkou výhodou použít z dosavadního stavu techniky známý a komerčně dostupný AMR úhlový senzor nebo GMR úhlový senzor.
Přitom je také velmi výhodné, když je do AMR nebo GMR úhlového senzoru současně integrováno také zařízení, jakým je například cívka, s jejíž pomocí je možné vygenerovat definované a laditeíné magnetické pole, které slouží k vygenerování pomocného magnetického pole, díky čemuž již není nutné používat externí konstrukční prvky, jakým je například dvojice Helmholtzových cívek.
Dále je také velmi výhodné podrobit používaný GMR nebo AMR úhlový senzor před začátkem samotného měření zvoleného magnetického pole, vycházejícího například z povrchu magnetu, procesu kalibrace a otestování, jenž spočívají v tom, že za nepřítomnosti uvedeného magnetuje GMR nebo AMR úhlovým senzorem na odpovídajících měřicích místech proměřeno vyvolané pomocné magnetické pole, přičemž je změřena intenzita uvedeného pole nebo jeho intenzita a také směr a to pro různé velikosti parametrů, které mají vliv na velikost charakteristik vyvolaného pomocného magnetického pole. Při měření pomocného magnetického pole je také s výhodou možné použití Hadovu sondu. Díky tomuto zkušebnímu měření pomocného magnetického pole jsou potom známy charakteristiky uvedeného pomocného magnetického pole v závislosti na růz45 ných hodnotách parametrů pomocného magnetického pole (například v závislosti na proudu v budících cívkách), které následujícím měření zvoleného magnetického pole, během kterého je magnet, jenž vyvolává určované magnetické pole, umístěn například na dříve proměřené místo. Určení zvoleného magnetického pole proběhne jednoduchým a výhodným způsobem tím, že ze zjištěného směru magnetického pole, které bylo změřeno na uvažovaném měřicím místě a které vzniklo superpozicí pomocného magnetického pole a neznámého určovaného magnetického pole, jsou na základě charakteristik pomocného magnetického pole vypočteny charakteristiky neznámého určovaného magnetického pole.
Směr superponovaného magnetického pole je na měřicím místě změřen pro alespoň dvě různá pomocná magnetická pole a za použití z dosavadního stavu techniky známých numerických
-3CZ JUU7/4 bO metod je přednostně za použití počítačových programů provedeno vyhodnocení intenzity a směru neznámého určovaného magnetického pole. Za účelem zvýšení numerické stability a přesnosti měření je toto numerické vyhodnocení výhodně provedeno na základě naměřených hodnot, získaných z většího měření superponovaného magnetického pole pro různé druhy pomocných mag5 netických polí. Dále je s ohledem na přesnost měření a z numerických důvodů velmi výhodné, když jsou pomocná magnetická pole orientována přibližně kolmo na předpokládaný směr určovaného magnetického pole.
Způsob podle předloženého vynálezu je velmi výhodné použít pro určení magnetického pole, vycházejícího z povrchu magnetu, přičemž je velmi výhodné jej použít pro-určení magnetického pole, orientovaného v podstatě rovnoběžně s povrchem magnetu a nacházejícího se v bezprostřední blízkosti povrchu tohoto magnetu. Uvedený způsob měření je možné sériově použít například pro měření kvality magnetů.
Přehled obrázků na výkresech
Příklady provedení vynálezu budou dále blíže popsány v následujícím popise, přičemž bude použito doprovodných obrázků.
Obr. 1 schematickým způsobem zobrazuje zařízení pro měření magnetického pole.
Obr. 2 ukazuje označení směry různých přítomných magnetických polí.
Příklady provedení vynálezu
Obr. I zobrazuje magnet J3 s povrchem 14, ze kterého vychází určované magnetické pole 5 (na obr. 1 je tato skutečnost naznačena pouze schematickým způsobem), které obsahuje zejména složky magnetického pole, jenž ubíhají rovnoběžně s povrchem J4. Dále se předpokládá dvojice Helmholtzových cívek JJ, které vytvářejí pomocné magnetické pole 6 (na obr. 1 je tato skutečnost naznačena schematickým způsobem pomocí zobrazení směru), jehož intenzitu je možné nastavit pomocí vnějších parametrů, jakým je například budící proud cívkami. Magnet J3 je umístěn přibližně ve středu mezi dvěma Helmholtzovými cívkami JJ. Dále se předpokládá z dosavadního stavu techniky již známý a komerčně dostupný AMR úhlový senzor J2. V konkrétním případě se jedná o úhlový senzor KMZ41 firmy Philips Semiconductors z Hamburgu. Místo AMR úhlového senzoru je možné ovšem také použít z dosavadního stavu techniky známý a komerčně dostupný GMR úhlový senzor.
jo AMR úhlový senzor J2 se nachází na měřicím místě JO, které se nachází v bezprostřední blízkosti povrchu J4 magnetu J3. Vzdálenost měřicího místa J3 od povrchu 14 Činí zejména 0,3 mm až 3 mm. Spodní hranice rozsahu vzdálenosti je při tom dána pouze tloušťkou krytu AMR úhlového senzoru J2- Na tomto místě je třeba říci, že obr. 1 není nakreslen v proporcionálním měřítku, jelikož průměr dvojice Helmholtzových cívek JJ je podstatně větší než vzdálenost povrchu
J4 od měřicího místa JJ). V důsledku této skutečnosti jsou zanedbatelné zejména rozdíly v intenzitě a směru pomocného magnetického pole 6 na měřicím místě JO a na povrchu J4.
Obr. 2 zobrazuje směry vznikajících magnetických polí, které jsou znázorněny jako vektory a jsou vždy vyznačeny svojí hodnotou, respektive intenzitou, a svým směrem. Nejprve se prostřed50 nictvím dvojice Helmholtzových cívek JJ vytvoří pomocné magnetické pole 6, které je na grafu rovněž označeno písmenem H. Z magnetu J3 vystupuje určované magnetické pole 5 které je na grafu rovněž označeno písmenem M. Pomocné magnetické pole 6 je přitom v důsledku uspořádání dvojice Helmholtzových cívek JJ s výhodou nejprve orientováno přibližně tak, že jeho směr je přibližně kolmý k předpokládanému směru určovaného magnetického pole 5. Ze super pozice určovaného magnetického pole 5 a pomocného magnetického pole 6 vznikne na měřicím místě
-410 výsledné magnetické pole 7, které je vůči určovanému magnetickému poli 5 a pomocnému magnetickému poli ó natočenu a íia giaíu jč rovňcž označeno písmenem B. Líhc! mez; směrem pomocného magnetického pole 6 a směrem výsledného magnetického pole 7 je na grafu vyznačen jako úhel a. Nejprve neznámý směr určovaného magnetického 5 je vyznačen úhlem g, který se rovněž vztahuje ke směru pomocného magnetického pole 6.
Pro určení magnetického pole 5 se nejprve musí zaručit, že pomocné magnetické pole 6 je alespoň z hlediska své intenzity, s výhodou však z hlediska své intenzity a směru, na měřicím místě JO známé. Provede se to například proměřením nebo kalibrací magnetického pole dvojice ío Helmholtzových cívek H před umístěním magnetu 13 do jejich pole, přičemž proměření a kalibraci je možné provést pomocí Hallovy sondy a/nebo pomocí z dosavadního stavu techniky známého GMR nebo AMR úhlového senzoru. Konkrétní realizace použitého způsob určení nebo kalibrace pomocného magnetického pole 6 při výše uvedených testovacích nebo kalibračních měřeních může být ovšem zcela libovolná. Krom toho je nutné zajistit, aby bylo možné defino15 váným způsobem nastavovat intenzitu pomocného magnetického pole 6, například pomocí nastavení určitých velikostí vnějších parametrů, jakým je například budící proud pomocného magnetického pole 6.
Podstatou měřicího způsobu je skutečnost, že díky definované superpozici pomocného magnetic20 kého pole 6 je v oblasti měřicího místa JO otočen směr výsledného magnetického pole 7 vzhledem ke směru určovaného magnetického pole 5 a směru pomocného magnetického pole 6. Toto pootočení je ale závislé na intenzitě pomocného magnetického pole 6 a také na intenzitě určovaného magnetického pole 5. Na základě znalosti intenzity nebo intenzity a směru pomocného magnetického pole 6 a také na základě měření úhlu a, reprezentujícího míru pootočení, je potom možné vypočítat intenzitu a směr určovaného magnetického pole 5.
Přitom platí následující rovnice, založená na popisu součtu vektorů jednotlivých magnetických polí:
M cos(p) tan(a) + H tan(a) - M sin(g) = 0(1) kde g označuje na počátku neznámý úhel směru určovaného magnetického pole 5, jenž má na počátku rovněž neznámou intenzitu M.
V rovnici (1) je známa intenzita H pomocného magnetického pole 6, která, jak již bylo řečeno ve výše uvedeném popise, byla předem určena například pří měření pomocí Hallovy sondy. Pomocí AMR úhlového senzoru J2 je dále určen úhel a, tedy úhel mezi směrem vzniklého výsledného magnetického pole 7 a směrem pomocného magnetického pole 6. To je možné provést například známým způsobem vyhodnocení sinu a kosinu, popsaném v dokumentu DE 195 43 562.1 Al. Za účelem zjednodušení dalšího postupuje přitom velmi výhodné, když je kromě intenzity pomocného magnetického pole 6 znám také jeho směr, jelikož úhel a je tímto směrem určován.
Při znalosti charakteristik pomocného magnetického pole tak rovnice (1) celkově obsahuje dvě neznámé, jmenovitě a a Μ. V principu by proto k výpočtu obou neznámých postačovala pouze dvě měření pro dvě různá, tedy jinak silná pomocná magnetická pole 6.
Pokud by měl být ve zvláštních případech neznámý rovněž i směr pomocného magnetického pole 6, obsahovala by rovnice (l) ještě třetí neznámou. V této situaci by potom bylo potřeba provést alespoň tři měření pro různě silná pomocná magnetická pole 6, jejichž směiy by však konstantní, jelikož AMR úhlovým senzorem J2 změřený úhel výsledného magnetického pole 7 se potom vztahuje na neznámý, ale konstantní směr pomocného magnetického pole 6, respektive najím definovaný referenční úhel. Tato dodatečná komplikace ztěžuje určení a a M a zároveň vede ke vzniku větších chyb měření. Proto je uvedený způsob měření nevýhodný oproti způsobu měření, využívajícího pomocná magnetická pole 6, u kterých je známa jak jejich intenzita, tak i jejich směr.
-5CL JIHJ974 B6
Za účelem minimalizace možných chyb měření je třeba provést co možná nejvíce měření nebo alespoň více jako dvě, respektive tri měření pro různé intenzity pomocného magnetického pole 6, díky čemuž je potom získán velký počet rovnic (1) s různými hodnotami pro veličiny H a a, ze kterého je pak možné známým způsobem určit numerickými metodami ve všech získaných rovnicích odpovídající hodnoty M a a, přičemž realizace vhodných numerických metod může být implementována jako počítačový program. Tímto způsobem je výsledně získána intenzita a směr určovaného magnetického pole 5.
to Numerická stabilita tohoto způsobu vyhodnocení záleží na počtu měření pro různá pomocná magnetická pole 6 a na velikosti úhlu a. Je lepší, pokud se úhel a co možná nejvíce blíží velikosti 45° v případě, že pomocné magnetické pole 6 a určované magnetické pole 5 jsou orientována navzájem kolmo. V tomto případě je dosaženo největšího rozdílu směrů mezi určovaným magnetickým polem 5 a vzniklým výsledným magnetickým polem 7. Proto je výhodné, když je směr pomocného magnetického pole 6 orientován přibližně kolmo na předpokládaný směr určovaného magnetického pole 5.
Měřicí rozsah výše popsaného způsobu měření a měřicí rozsah odpovídajícího zařízení se nachází v rozmezí od přibližně 5 mT až do přibližně 700 mT. Spodní hranice je přitom dána vlastnostmi použitého GMR nebo AMR úhlového senzoru 12, které určují jakousi minimální intenzitu pole, již je potřeba zajistit, aby se dosáhlo dostatečné saturační magnetizace. Horní hranice je omezena pouze praktickými důvody, jelikož je velmi složité vytvořit znatelně silnější magnetická pole pomocí výše popsaného zařízení. Je však potřeba zdůraznit, že výše popsaný způsob měření není v principu omezen velikostí intenzity určovaného magnetického pole 5.
Při porovnávacích měřeních se ukázalo, že pomocí výše popsaného způsobu zjištěné intenzity a směry magnetických polí, vycházejících z magnetů a nacházejících se ve vzdáleností od přibližně 4 mm až 12 mm od povrchu magnetů 13» se velmi dobře shodují s výsledky měření, která byla provedena pomocí konvenčních Hallových sond, jenž je při těchto vzdálenostech rovněž možné použít. Chyba měření je přitom menší než 1 mT.
Jelikož konkrétní realizace pomocného magnetického pole 6 není podstatná a je naprosto dostačující, když je v měřicím místě známa jeho intenzita ajeho směr, je také možné popsaný příklad provedení předloženého vynálezu realizovat tak, že by použitý AMR úhlový senzor j2 obsahoval dodatečné zařízení pro vygenerování definovaného pomocného magnetického pole 6 nebo že by AMR úhlový senzor J_2 a zařízení pro vygenerování pomocného magnetického pole 6 byli umístěni do jednoho jediného konstrukčního prvku. V tomto případě není nutné používat dvojici Helmholtzových cívek ϋ a jimi vygenerované externí magnetické pole. Uvedeným zařízením může být například cívka, která by byla společně s AMR úhlovým senzorem 12 umístěna do jednoho konstrukčního prvku.
V tuto chvíli je třeba říci, že pro realizaci výše uvedeného způsobu se hodí také jiné senzory, než jakými jsou uvedené GMR nebo AMR úhlové senzory, pokud ovšem tyto jiné senzory jsou na měřicím místě 10 schopny změřit alespoň směr výsledného magnetického pole 7.
Claims (16)
1. Zařízení k určení magnetického pole pokud jde o jeho intenzitu a směr na alespoň jednom měřicím místě (10), vyznačující se tím, že obsahuje první prostředek, který k určovanému magnetickému poli (5) superponuje pomocné magnetické pole (6), u něhož je známa alespoň jeho intenzita, a druhý prostředek, který na měřicím místě (10) měří alespoň směr výsledio ného magnetického pole (7) vyplývajícího ze superpozice magnetického pole (5), které má být určeno, a alespoň dvou pomocných magnetických polí (6), přikládaných zejména po sobě.
2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že prvním prostředkem je dvoj íce Helmholtzových cívek (11).
3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že druhým prostředkem je GMR úhlový senzor nebo AMR úhlový senzor (12).
4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že první prostředek a druhý prostře20 dek jsou integrovány do jedné součásti.
5. Zařízení podle nároku 4, v y z n a č u j í c í se t í m, že GMR úhlový senzor nebo AMR úhlový senzor (12) obsahuje zařízení pro vytváření pomocného magnetického pole (
6).
25 6. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že určované magnetické pole (5)je vyvoláváno magnetem (13) a zejména vystupuje z povrchu (14) magnetu (13).
7. Způsob určení magnetického pole pokud jde o jeho intenzitu a směr na alespoň jednom měřicím místě (10), vyznačující se tím, žekurčovanému magnetickému poli (5) se
30 superponuje alespoň jedno pomocné magnetické pole (6), u něhož je známa alespoň jeho intenzita, a že potom se na tomto měřicím místě (10) určí výsledné magnetické pole (7), vytvořené z určovaného magnetického pole (5) a pomocného magnetického pole (6), alespoň z hlediska jeho směru pro alespoň dvě různá pomocná magnetická pole (6).
35
8. Způsob podle nároku 7, vy znaČu j í cí se t í m , že určované magnetické pole (5) se vypočítá ze stanoveného směru výsledných magnetických polí (7).
9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že výpočet určovaného magnetického pole (5) na měřicím místě (10) se provede prostřednictvím numerické metody při použití
40 intenzit pomocných magnetických polí (6) a směrů výsledných magnetických polí (7).
10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že pro zlepšení numerické stability této metody se použije více určení výsledného magnetického pole (7) s různými pomocnými magnetickými polí (6).
11. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že výsledné magnetické pole (7) a určované magnetické pole (5) mají různý směr.
12. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že pro vytvoření pomocného magne50 tického pole (6) se použije dvojice Helmholtzových cívek (11).
13. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že pro určení směru výsledného magnetického pole (7) se použije AMR úhlový senzor (12) nebo GMR úhlový senzor.
-7cl ουυ^/4 tJt>
14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že pomocné magnetické pole (6) se vytvoří prostřednictvím zařízení integrovaného do GMR úhlového senzoru nebo AMR úhlového senzoru (12).
5
15. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že pomocné magnetické pole (6) se superponuje tak, že určované magnetické pole (5) a pomocné magnetické pole (6) se uspořádají alespoň přibližně kolmo vůči sobě.
16. Způsob podle alespoň jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že io určované magnetické pole (5) se vyvolá magnetem (13).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19903296A DE19903296A1 (de) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung eines Magnetfeldes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20012692A3 CZ20012692A3 (cs) | 2002-01-16 |
| CZ300974B6 true CZ300974B6 (cs) | 2009-09-30 |
Family
ID=7895618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20012692A CZ300974B6 (cs) | 1999-01-28 | 2000-01-26 | Zarízení a zpusob urcování magnetického pole |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6724184B1 (cs) |
| EP (1) | EP1149300B1 (cs) |
| JP (1) | JP2002535686A (cs) |
| AT (1) | ATE237141T1 (cs) |
| AU (1) | AU756176B2 (cs) |
| CZ (1) | CZ300974B6 (cs) |
| DE (2) | DE19903296A1 (cs) |
| WO (1) | WO2000045190A1 (cs) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6937007B1 (en) * | 2003-04-07 | 2005-08-30 | Sauer-Danfoss Inc. | Magnet field symmetry for hall sensor |
| US7757579B2 (en) * | 2004-08-30 | 2010-07-20 | Sauer-Danfoss Inc. | Joystick device with redundant sensor processing |
| US20060197523A1 (en) * | 2005-03-04 | 2006-09-07 | Assurance Technology Corporation | Magnetic screening system |
| US7714570B2 (en) | 2006-06-21 | 2010-05-11 | Allegro Microsystems, Inc. | Methods and apparatus for an analog rotational sensor having magnetic sensor elements |
| DE112008003576T5 (de) * | 2008-01-04 | 2011-01-20 | Allegro Microsystems, Inc., Worcester | Verfahren und Vorrichtung für einen Winkelsensor |
| US20100156397A1 (en) * | 2008-12-23 | 2010-06-24 | Hitoshi Yabusaki | Methods and apparatus for an angle sensor for a through shaft |
| US9679053B2 (en) | 2013-05-20 | 2017-06-13 | The Nielsen Company (Us), Llc | Detecting media watermarks in magnetic field data |
| CN109100664B (zh) * | 2018-06-21 | 2020-07-28 | 山东航天电子技术研究所 | 一种空间小磁场的测量方法 |
| US11519751B2 (en) | 2020-05-29 | 2022-12-06 | Analog Devices International Unlimited Company | Method of monitoring a magnetic sensor |
| DE102020210617A1 (de) * | 2020-08-20 | 2022-02-24 | Infineon Technologies Ag | Magnetfeldbasiertes winkelsensorsystem mit streufeldkompensation und verfahren zur streufeldkompensation |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3715654A (en) * | 1970-06-04 | 1973-02-06 | Us Navy | Crystal magnetometer and gradiometer |
| GB2156530B (en) * | 1984-03-28 | 1987-12-31 | Landis & Gyr Ag | Method and apparatus for measuring a magnetic field |
| JPS63172978A (ja) * | 1987-01-13 | 1988-07-16 | Yokogawa Electric Corp | 磁界強度測定装置 |
| US4866384A (en) * | 1986-05-21 | 1989-09-12 | Gec-Marconi Limited | Relative phase magnetic field direction indicating devices useful as compasses |
| US5103174A (en) * | 1990-02-26 | 1992-04-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Magnetic field sensor and device for determining the magnetostriction of a material based on a tunneling tip detector and methods of using same |
| DE4334708A1 (de) * | 1993-10-12 | 1995-04-13 | Ulrich Dr Barjenbruch | Kompensationsverfahren für Magnetfeldsensoren |
| DE19543562A1 (de) * | 1994-11-22 | 1996-05-23 | Bosch Gmbh Robert | Anordnung zur berührungslosen Drehwinkelerfassung eines drehbaren Elements |
| US5859754A (en) * | 1997-04-03 | 1999-01-12 | Read-Rite Corporation | Magnetoresistive transducer having a common magnetic bias using assertive and complementary signals |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US773937A (en) * | 1903-07-06 | 1904-11-01 | Gen Electric | Testing the magnetic qualities of materials. |
| US2624783A (en) * | 1945-06-04 | 1953-01-06 | Viacheslaw A Nedzel | Apparatus and method for measuring magnetic flux |
| US3235776A (en) * | 1961-07-31 | 1966-02-15 | Indiana General Corp | Permanent magnet stabilizer system and method |
| DE3308717A1 (de) * | 1983-03-11 | 1984-09-13 | elevit Schutzrechtverwertungs- und Vertriebsgesellschaft mbH, 8000 München | Vorrichtung zum ausmessen von magnetfeldern |
| CH661359A5 (de) * | 1983-08-08 | 1987-07-15 | Landis & Gyr Ag | Schaltungsanordnung zur kompensation von schwankungen des uebertragungsfaktors eines linearen magnetfeldsensors. |
| US5126669A (en) * | 1990-11-27 | 1992-06-30 | The United States Of America As Represented By The Administrator, Of The National Aeronautics And Space Administration | Precision measurement of magnetic characteristics of an article with nullification of external magnetic fields |
| DE4116527A1 (de) * | 1991-05-21 | 1992-11-26 | Herbert Prof Dr Koenig | Vorrichtung zur grossraeumigen reduzierung energietechnischer magnetfelder |
| JP2764102B2 (ja) * | 1991-05-24 | 1998-06-11 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 磁気特性測定装置 |
| US5258755A (en) * | 1992-04-27 | 1993-11-02 | Vector Magnetics, Inc. | Two-source magnetic field guidance system |
| DE4408078A1 (de) * | 1994-03-10 | 1995-09-14 | Philips Patentverwaltung | Winkelsensor |
| DE4423429A1 (de) * | 1994-07-05 | 1996-01-11 | Vacuumschmelze Gmbh | Stromsensor nach dem Kompensationsprinzip |
-
1999
- 1999-01-28 DE DE19903296A patent/DE19903296A1/de not_active Ceased
-
2000
- 2000-01-26 JP JP2000596390A patent/JP2002535686A/ja not_active Withdrawn
- 2000-01-26 EP EP00907449A patent/EP1149300B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-26 CZ CZ20012692A patent/CZ300974B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2000-01-26 WO PCT/DE2000/000211 patent/WO2000045190A1/de active IP Right Grant
- 2000-01-26 DE DE50001707T patent/DE50001707D1/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-01-26 AU AU29031/00A patent/AU756176B2/en not_active Ceased
- 2000-01-26 US US09/890,367 patent/US6724184B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-01-26 AT AT00907449T patent/ATE237141T1/de not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3715654A (en) * | 1970-06-04 | 1973-02-06 | Us Navy | Crystal magnetometer and gradiometer |
| GB2156530B (en) * | 1984-03-28 | 1987-12-31 | Landis & Gyr Ag | Method and apparatus for measuring a magnetic field |
| US4866384A (en) * | 1986-05-21 | 1989-09-12 | Gec-Marconi Limited | Relative phase magnetic field direction indicating devices useful as compasses |
| JPS63172978A (ja) * | 1987-01-13 | 1988-07-16 | Yokogawa Electric Corp | 磁界強度測定装置 |
| US5103174A (en) * | 1990-02-26 | 1992-04-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Magnetic field sensor and device for determining the magnetostriction of a material based on a tunneling tip detector and methods of using same |
| DE4334708A1 (de) * | 1993-10-12 | 1995-04-13 | Ulrich Dr Barjenbruch | Kompensationsverfahren für Magnetfeldsensoren |
| DE19543562A1 (de) * | 1994-11-22 | 1996-05-23 | Bosch Gmbh Robert | Anordnung zur berührungslosen Drehwinkelerfassung eines drehbaren Elements |
| US5859754A (en) * | 1997-04-03 | 1999-01-12 | Read-Rite Corporation | Magnetoresistive transducer having a common magnetic bias using assertive and complementary signals |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ20012692A3 (cs) | 2002-01-16 |
| AU2903100A (en) | 2000-08-18 |
| ATE237141T1 (de) | 2003-04-15 |
| WO2000045190A1 (de) | 2000-08-03 |
| DE19903296A1 (de) | 2000-08-24 |
| AU756176B2 (en) | 2003-01-09 |
| EP1149300B1 (de) | 2003-04-09 |
| JP2002535686A (ja) | 2002-10-22 |
| DE50001707D1 (de) | 2003-05-15 |
| US6724184B1 (en) | 2004-04-20 |
| EP1149300A1 (de) | 2001-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10509082B2 (en) | Magnetoresistive sensor systems with stray field cancellation utilizing auxiliary sensor signals | |
| EP3732442B1 (en) | Systems and methods for reducing angle error for magnetic field angle sensors | |
| JP2009535615A (ja) | 磁気センサーデバイスの校正 | |
| CN110864612B (zh) | 磁位置传感器系统和方法 | |
| Cardelli et al. | Surface field measurements in vector characterization of Si-Fe magnetic steel samples | |
| EP3531074A2 (en) | Angular sensor system and method of stray field cancellation | |
| Rigue et al. | A torque magnetometer for thin films applications | |
| CZ300974B6 (cs) | Zarízení a zpusob urcování magnetického pole | |
| US11175160B2 (en) | Magnetic field sensor and method with reduced distortion measurement in sideshaft applications | |
| US7215117B2 (en) | Measurement with a magnetic field | |
| JP5173472B2 (ja) | 磁界校正方法 | |
| US6586930B1 (en) | Material thickness measurement using magnetic information | |
| Mlejnek et al. | Off-center error correction of AMR yokeless current transducer | |
| Kostin et al. | On the advantages of local measurement of coercive force of ferromagnetic objects based on internal field | |
| Postolache et al. | GMR based eddy current sensing probe for weld zone testing | |
| Butin et al. | New NDE perspectives with magnetoresistance array technologies–from research to industrial applications | |
| Nowicki et al. | Temperature error of Hall-effect and magnetoresistive commercial magnetometers | |
| Gobov et al. | Coercimetry with magnetization by a U-shaped electromagnet | |
| Ripka | Improving the accuracy of magnetic sensors | |
| RU2532858C2 (ru) | Способ измерения толщины неферромагнитного электропроводящего покрытия стали | |
| García-Arribas et al. | Evaluation of a thin film giant magneto-impedance electronic compass | |
| Obeid et al. | Eddy current testing for detecting small defects in thin films | |
| CN115031893A (zh) | 一种基于磁各向异性检测残余应力场的校准方法 | |
| Schneider et al. | Temperature calibration of CMOS magnetic vector probe for contactless angle measurement system | |
| RU2375721C1 (ru) | Способ определения магнитного момента объекта |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20000126 |