DE102005039280A1

DE102005039280A1 - Universeller Sensorchip

Info

Publication number: DE102005039280A1
Application number: DE200510039280
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr. Acker
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2005-08-19
Filing date: 2005-08-19
Publication date: 2007-02-22
Also published as: WO2007020154A1

Abstract

Es wird eine integrierte Schaltung mit Magnetfeldsensoren (1), insbesondere für Bauteile in Kraftfahrzeugen, vorgeschlagen, bei welcher auf dem gleichen Substrat Strukturen für mindestens zwei magnetfeldempfindliche Sensorelemente (3), welche so angeordnet sind, dass ein magnetisches Feld nach Größe und/oder Richtung ortsaufgelöst gemessen werden kann, und elektronische Bauelemente (2), welche zumindest eine teilweise Verarbeitung und Auswertung der Signale der Sensorelemente durchführen, aufgebracht sind und bei welcher eine anwendungsspezifische Auswahl und/oder Verarbeitung und/oder Auswertung der Signale der Sensorelemente durchführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltung mit Magnetfeldsensoren (Sensorchip) zur ortsaufgelösten Messung eines Magnetfeldes sowie deren Verwendung in Kraftfahrzeugen und Maschinen.
Die DE 39 05 613 C2 offenbart eine als dreidimensionale integrierte Schaltung ausgeführte Magnetfelderfassungsvorrichtung, welche in einer ersten Elementebene eine Mehrzahl von Magnetfeldsensoren, welche in Form eines im wesentlichen rechteckigen Feldes mit einer Mehrzahl von Sensoren in Längs- und Querrichtung angeordnet sind, und in einer zweiten Elementebene Schaltungen umfasst. Diese Magnetfelderfassungsvorrichtung eignet sich vorzugsweise zur Auslesung von magnetischen Datenträgern.
Andere bekannte integrierte Schaltungen mit mehreren Magnetfeldsensoren sind ebenfalls für spezielle Anwendungen konzipiert und ausgelegt.
In der Automobil- und Maschinenbauindustrie sind Sensoren, bei denen mechanische und geometrische Größen mit Hilfe von Magnetfeldern gemessen werden, sehr verbreitet. Sie zeichnen sich insbesondere durch Robustheit gegenüber Verschmutzung im Vergleich zu anderen Sensoren aus. Bei Verwendung magnetfeldempfindlicher Sensoren auf magnetoresistiver oder galvanomagnetischer Basis ist eine monolithische Integration dieser Elemente mit elektronischen Schaltungen auf dem gleichen Substrat möglich.
Bei der Verwendung solcher integrierter Schaltungen mit Sensoren machen schon geringe Unterschiede in der Messaufgabe, z.B. bei Weg- oder Winkelsensoren, oder in den von außen vorgegebenen Randbedingungen der Anwendung, z.B. Messbereich oder zulässiger Bauraum, eine spezifische Konstruktion des Sensorchips für die entsprechende Anwendung erforderlich. Die Nachteile solcher sogenannter ASICs (Application Specific Integrated Circuits), nicht nur im Bereich der Sensorik, liegen in der langen Entwicklungszeit, den hohen Entwicklungskosten und der relativ geringen Flexibilität bei einer Änderung des Entwurfs. Einen Ausweg stellt die Verwendung von programmierbaren Bausteinen dar, welche bei rein digitalen Schaltungen sehr erfolgreich sind, da alle digitalen Grundschaltungen aus wenigen Typen von Layoutelementen durch angepasste Beschaltung generiert werden können, welche jedoch für analoge Schaltungen, und damit auch für Sensorstrukturen im Layout von Sensorchips, noch nicht erfolgreich sind, weil hier sehr viele unterschiedliche Strukturen kombiniert werden müssen.
Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine integrierte Schaltung mit Magnetfeldsensoren, insbesondere einen Sensorchip, für die Messung mechanischer und geometrischer Größen mit Hilfe von Magnetfeldern zur Verfügung zu stellen, welche für eine Vielzahl von Anwendungen und Messgrößen ohne zeit- und/oder kostenintensive Modifikationen geeignet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die integrierte Schaltung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, auf der Chipfläche zwei oder mehrere magnetfeldempfindliche Sensorelemente anzuordnen, welche auf dieser Fläche ein Gitter von Magnetfeld-Messorten bilden, um so ein – für eine spezielle Anwendung des Sensorchips spezifisches – Magnetfeld nach Größe und/oder Richtung an für die Anwendung relevanten Orten zu messen, und in einer elektronischen Schaltung nach Auswahl, Aufbereitung und Auswertung der Sensorsignale entsprechend der gewünschten Anwendung Informationen über die gesuchte(n) Messgröße(n) zu erhalten. Die Flexibilität in der Verwendung des Sensorchips kann insbesondere durch programmierbare elektronische Bauteile gegeben sein.
Der Fertigungsprozess der integrierten Schaltung kann in jeder Technologie erfolgen, in welcher Sensor- und elektronische Bauelemente auf demselben Substrat, monolithisch integriert hergestellt werden können, insbesondere in CMOS-, bipolarer oder BiCMOS-Technologie.
Die magnetfeldempfindlichen Sensorelemente der erfindungsgemäßen integrierten Schaltung werden auf dem Substrat abgeschieden oder sind Teil des Substrats. Dabei nutzen sie zur Magnetfeldmessung magnetoresistive Effekte, insbesondere AMR (Anisotrope-Magneto-Resistance) oder GMR (Giant Magneto-Resistance), oder Elemente für galvanomagnetische Effekte, insbesondere Hall-Element, Magnetotransistor, MAGFET oder Split-Current-Widerstand.
Bei der erfindungsgemäßen integrierten Schaltung wird das Magnetfeld an einem Magnetfeld-Messort nach Größe und/oder Richtung gemessen. Dies geschieht pro Messort durch genau ein Sensorelement oder eine Sensorgruppe, welche insbesondere für ein bis drei Koordinatenrichtungen der Empfindlichkeit je mindestens ein Sensorelement enthält. Dabei können die Sensorarten gemischt werden, um Kombinationen von Koordinatenrichtungen der Empfindlichkeit zu erhalten, die mit einer Sensorart nicht möglich sind, z.B. in lateraler Richtung ein AMR-Sensor, in vertikaler Richtung ein Hall-Sensor.
Zur ortsaufgelösten Messung des Magnetfeldes werden zwei oder mehrere magnetfeldempfindliche Sensorelemente und/oder Sensorgruppen auf der Fläche des Sensorchips verteilt angeordnet. Vorzugsweise erfolgt eine Anordnung in Form eines (m × n)-Gitters mit m >= 2 Zeilen und n >= 1 Spalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Sensorelemente oder -gruppen in einem orthogonalen und äquidistanten Gitter über der Fläche der integrierten Schaltung angeordnet.
Zur anwendungsspezifischen Verarbeitung und Auswertung der Sensorsignale wird bevorzugt ein Multiplexer verwendet, der frei programmierbar durch ein Steuerwerk die Signale der Sensorelemente auf eine Signalverarbeitungsschaltung und ein Rechenwerk überträgt, so dass im Rechenwerk anwendungsrelevante Informationen über die Größe und/oder Richtung des Magnetfeldes gesammelt werden, welche durch die Programmierung des Rechenwerks zu einer Information über die für die entsprechende Anwendung des Sensorchips zu messende Größe oder Größen verrechnet werden.
Bevorzugt werden alle Schaltungsteile auf dem erfindungsgemäßen Sensorchip integriert. Entsprechend der vielfältigen Anwendungsgebiete des Sensorchips kann es auch sinnvoll sein, nur einen Teil der Schaltungsteile auf dem Sensorchip zu realisieren und einige Aufgaben der Signalverarbeitung von Bauelementen wie z.B. einem Mikrocontroller, welcher bereits für andere Steuerungs- und Regelaufgaben im Gesamtsystem vorhanden ist, ausführen zu lassen.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil liegt in der großen Flexibilität des Sensorchips bezüglich verschiedener Anwendungsmöglichkeiten. Je nach Programmierung ist er für alle Anwendungen und Messgrößen geeignet, für welche die Fläche des Sensorgitters und die Anzahl der Magnetfeld-Messorte ausreichend ist, um durch rechnerische Kombination der ortsaufgelösten Magnetfeldmessungen einen im Rahmen des Messbereichs eindeutigen Messwert der Messgröße zu erhalten. Damit macht er die Vorteile der Programmierbarkeit von integrierten Schaltungen, wie geringe Entwicklungs- und Testkosten, schnelle und risikoarme Bemusterung und schnelle Fehlerbehebung, für das Gebiet der Magnetfeldsensorik nutzbar. Durch die Integration von Sensorelementen und elektronischen Bauteilen auf einem Substrat sind geringe Herstellungskosten möglich.
Der Sensorchip findet seine Verwendung insbesondere in ortsaufgelösten Messungen der Größe und/oder Richtung von Mag netfeldern als solchen, welche mit einfachen Sensoren nicht möglich sind.
Eine bevorzugte Verwendung des Sensorchips liegt in der Messung von mechanischen Größen wie Lage und Bewegung, insbesondere Weg- und Winkelmessungen, von Körpern, insbesondere Bauteilen von Kraftfahrzeugen und Maschinen mit Hilfe von Magnetfeldern. Insbesondere die Verwendung des erfindungsgemäßen Sensorchips als Lenkwinkelsensor oder Federwegsensor sei genannt.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung der Figuren.
Es zeigen
1 eine schematische Darstellung eines Beispiels einer erfindungsgemäßen integrierten Schaltung mit Magnetfeldsensoren (Sensorchip),
2 eine schematische Darstellung eines Beispiels einer elektronischen Schaltung des Sensorchips,
3 schematische Darstellungen zur beispielgemäßen Verwendung des Sensorchips als linearer Wegsensor,
4 eine schematische Darstellung zur beispielgemäßen Verwendung des Sensorchips als Winkelsensor, und
5 eine schematische Darstellung zur beispielgemäßen Verwendung des Sensorchips als Winkelsensor mit Getriebe.
1 zeigt eine bevorzugte Ausführung der integrierten Schaltung. Auf dem Sensorchip 1 sind neun Sensorelemente 3 in Form eines (3 × 3)-Gitters angeordnet, wobei jedes Sensorelement 3 die Magnetfeldmessung an einem Messort des Gitters vornimmt. Die Sensorelemente bestehen z.B. aus Vollbrücken (Wheatstone-Brücke), welche aus NiFe-Widerständen gebildet sind, die aufgrund des AMR-Effekts magnetfeldempfindlich sind.
Neben magnetoresistiven Sensorelementen wie AMR- oder GMR-Sensoren können z.B. auch Hall-Sensorelemente verwendet werden. Die AMR-Sensorelemente können auch mit der sogenannten Barber-Pole-Struktur versehen sein. Diese Struktur kann im Sinne einer Maskenprogrammierung einem Sensorchip am Ende des Produktionsprozesses hinzugefügt werden.
Das Sensorgitter kann mit weichmagnetischen, flussleitenden Strukturen, sogenannten Flusskonzentratoren, ausgestattet sein, welche den magnetischen Fluss gezielt den magnetfeldempfindlichen Gebieten zuführen und/oder die Richtung des Flusses so umlenken, dass er besser mit der Empfindlichkeitsrichtung der Sensorelemente übereinstimmt. Die Flusskonzentratoren werden durch Abscheidung ferromagnetischen Materials auf dem Substrat hergestellt.
Die übrige Fläche 2 des Sensorchips 1 in 1 steht für die elektronische Schaltung zur Verfügung, welche in 2 schematisch dargestellt ist. Um eine einfache Fertigungs-Technologie zu erhalten, werden den Sensorelementen und den Bauelementen der elektronischen Schaltung getrennte Flächen auf dem Chip zugewiesen, gleiches gilt für die Sensorelemente unterschiedlicher Art. Damit wird erreicht, dass die Anforderungen an die Kompatibilität der Prozesse zur Schichtherstellung handhabbar bleiben und die Schichten keine Stufen beinhalten, die durch Schichtränder vorangegangener Prozessschritte auf der Chipoberfläche erzeugt wurden. Um die Chipfläche möglichst gut auszunutzen, können die Sensorelemente unterschiedlicher Art und/oder Bauelemente der Schaltung alternativ auch übereinander (gestapelt) auf der Fläche erzeugt werden. In diesem Fall müssen leistungsfähige Prozessschritte für Planarisierung und Diffusionssperren vorhanden sein.
Wie in 2 abgebildet, ist jedem Sensorelement 3 ein Eingang eines Multiplexers 4 zugeordnet. Wegen der Verwendung von Vollbrücken handelt es sich beispielsgemäß um einen zweikanaligen 9:1-Multiplexer, welcher das Brückensignal als Differenzspannung schalten kann. Der Ausgang des Multiplexers 4 ist mit einer Signalverarbeitungsschaltung 5 verbunden. Diese verstärkt das jeweils anliegende Sensorsignal, führt eine Tiefpassfilterung durch und wandelt das Sensorsignal in ein digitales Signal um, welches im Rechenwerk 6 zwischengespeichert wird. Das Steuerwerk 8 ist so programmiert, d.h. es ist eine entsprechende Programmsequenz im Speicher abgelegt, dass nacheinander alle relevanten Sensorelemente 3 vom Multiplexer 4 zur Signalverarbeitung 5 durch geschaltet werden. Relevant sind die Sensorelemente, welche im Rahmen der speziellen Anwendung des Sensorchips einen Beitrag zum gewünschten Messergebnis liefern. Die anderen Sensorelemente werden nicht durchgeschaltet. Nachdem das Steuerwerk 8 einen Zyklus der programmierten Sequenz durchlaufen hat, waren alle relevanten Eingangskanäle des Multiplexers 4 mindestens einmal zur Signalverarbeitung 5 durchgeschaltet und das Rechenwerk 6 hat alle Daten, um den gewünschten Messwert zu berechnen. Hierfür wird das Rechenwerk 6 ebenfalls programmiert, d.h. in seinem Speicher werden der Berechnungsalgorithmus und gegebenenfalls tabellarische Daten wie Kennfelder abgelegt. Der berechnete Messwert wird dann über eine Schnittstelle 7 weitergeleitet.
Anstelle eines Multiplexers 4, mit welchem die Signale der Sensorelemente nur einzeln weitergeleitet werden, kann auch eine Schaltmatrix verwendet werden, mit welcher die Anschlüsse der Sensorelemente beliebig verschaltet werden können. Dies bietet die Möglichkeit, analoges Rechnen, z.B. durch Summen- und Differenzbildung von Sensorsignalen, noch vor der Digitalisierung durchzuführen oder durch Umpolung der Versorgungsspannung von Sensorelementen deren Offset separat zu messen oder zu kompensieren.
Neben dem Speicher für temporäre Daten im Rechenwerk 6 werden nichtflüchtige Speicher zur Speicherung z.B. der Steuerprogrammsequenz im Steuerwerk 8 und des Berechnungsalgorithmus im Rechenwerk 6 benötigt. Bei Anwendungen z.B. im Labor, bei denen ohne Programmier- und Löschgerät gegebenenfalls über das Businterface programmiert und reprogrammiert werden soll, kommen hierfür vorzugsweise Flash- und EEPROM-Speicher in Frage. Andernfalls sind auch EPROM- und OTP-Speicher oder auch maskenprogrammierte Speicher möglich.
Die Speicher des Sensorchips können in jeder der bekannten Technologien für Halbleiterspeicher ausgeführt werden, es kommt im Wesentlichen darauf an, dass ihre Inhalte mit geringem (Entwicklungs-)Aufwand geändert werden können. Zur Anpassung des Sensorchips an eine neue Anwendung ist nur ein neuer Speicherinhalt zu erzeugen.
Da die Sensorelemente 3 das Magnetfeld z.B. nach Größe und Richtung vermessen können oder da das Sensorgitter in Unterbereiche mit unterschiedlicher Funktion aufgeteilt werden kann, ist es je nach Anwendung wünschenswert, Messwerte zu unterschiedlichen Messgrößen über die Schnittstelle 7 zu übertragen. Die Schnittstelle 7 muss dazu lediglich über die Möglichkeit verfügen, die verschiedenen Ausgangssignale so zu kodieren, dass beim Empfänger eine Zuordnung der Signale möglich ist. Diese Voraussetzung erfüllen viele gängige Bussysteme.
Neben der beispielhaften Integration aller Schaltungsteile 4 bis 8 in den Sensorchip kann auch eine Aufteilung der Funktionen auf zwei oder mehr integrierte Schaltungen sinnvoll sein, wenn z.B. ein Mikrocontroller im Gesamtsystem ohnehin benötigt wird oder die Verwendung eines Controllers geringere Entwicklungskosten für das Gesamtsystem bedeutet. Der Controller kann dann die Aufgaben des Steuer- und Rechenwerks und gegebenenfalls des A/D-Wandlers übernehmen. Dazu ist ein Interface zwischen Controller und Sensorchip erforderlich, mit welchem der Adresseingang des Multiplexers 4 angesteuert werden kann. Eine weitere denkbare Ausführung ist, den Sensorchip mit Steuer- und Rechenwerk und A/D-Wandler zu versehen, aber einen separaten Speicherchip zu verwenden. Der Vorteil bei den beiden beschriebenen Ausführungsarten läge in einer einfacheren Fertigungs-Technologie des Sensorchips, da er keinen eigenen nichtflüchtigen Speicher trägt.
Als weitere Ausführungsformen des Sensorchips lassen sich magnetfelderzeugende, integrierte Leiterbahnstrukturen zur Kennlinienveränderung und -prüfung auf den Sensorchip aufbringen, z.B. Spulen für Flip- und Kompensationsfunktionen. Ebenso ist das Aufbringen von Permanentmagneten, z.B. durch Abscheidung einer Schicht auf dem Chip, denkbar, um z.B. bei AMR-Sensorelementen im Schwachfeldbetrieb das Ummagnetisieren zu verhindern. Zur Unterdrückung von Messfehlern durch Temperaturabhängigkeit kann ein Temperatursensor auf dem Sensorchip integriert werden. In einer weiteren Ausführungsform des Sensorchips wird ein Verstärker mit programmierbarer Verstärkung im Signalpfad integriert, um bei Verwendung von magnetfeldempfindlichen Sensorelementen unterschiedlicher Art sowie bei einheitlicher Art, aber stark unterschiedlichem Abstand zum Encoder, die sehr unterschiedlichen Sensorsignalamplituden zu verstärken. Bei dieser Ausführungsform enthält die Programmsequenz im Steuerwerk zusätzlich für jedes Sensorelement oder jede Sensorgruppe eine Angabe zur Verstärkung.
In 3 sind drei Anwendungen des Sensorchips als linearer Wegsensor dargestellt.
3a zeigt einen inkrementalen Wegsensor mit einer Encoder-Spur. Ein permanentmagnetischer Encoder 9 mit einer abwechselnden Folge von Nord-/Südpolmagnetisierungen überstreicht den gesamten Sensorchip. Jeweils die drei in einer Spalte (vertikal in 3a) angeordneten Sensorelemente messen ein vergleichbares Magnetfeld, die eigentliche Messung geschieht durch Vergleich der Signale von Sensorelemente, welche in Längsrichtung des Encoders (horizontal in 3a) an unterschiedlichen Positionen befinden. Je nach Anforderung der Anwendung können jeweils die Signale der drei vertikal angeordneten Sensorelemente im Rechenwerk gemittelt werden, es kann nur je eines der Sensorelemente pro Spalte verwendet werden oder aus Unterschieden der Signale der Sensorelemente in einer Spalte kann eine Fehleranalyse, z.B. bezüglich eines Versatzes zwischen Sensorchip und Encoder in vertikaler Richtung, durchgeführt werden.
In 3b verfügt der Encoder 9 über zwei getrennte Spuren, deren Magnetisierungsfolgen eine unterschiedliche Periodenlänge haben. Dies entspricht einem üblichen Aufbau eines Sensors, der die absolute Position des Encoders über mehrere Perioden einer Encoderspur bestimmen kann. Die obere und untere Reihe der Sensorelemente 3 werden zur Messung verwendet. Die Reihe der Sensorelemente zwischen den beiden Encoderspuren wird entweder nicht oder z.B. wieder zur Analyse eines Versatzes zwischen Sensorchip und Encoder in vertikaler Richtung verwendet.
In 3c verfügt der Encoder 9 über drei getrennte Spuren unterschiedlicher Periodenlänge. Die dritte Spur wird z.B in Analogie zur zweiten Spur in 3b zur Erweiterung des Messbereichs verwendet.
In 4 ist ein Winkelsensor dargestellt, bei welchem der Winkel 10 des ringförmigen permanentmagnetischen Encoders 9 gemessen wird. Solche Winkelsensoren finden ihre Anwendung z.B. bei der Erfassung der Raddrehzahl in Kraftfahrzeugen. Der beispielgemäße Sensorchip kann zusätzlich z.B. zur Bestimmung des Arbeitsabstandes 11 verwendet werden. Da auf dem Sensorchip viele Messorte zur Verfügung stehen, an denen der Feldvektor des Magnetfeldes des Encoders gemessen werden kann, kann aus den Unterschieden der gemessenen Feldvektoren auf den Arbeitsabstand geschlossen werden. Dieser steht einerseits als weitere Messgröße zur Verfügung, andererseits kann er rechnerisch zur Reduzierung des Einflusses des Abstandes auf die Winkelmessung herangezogen werden. Dies bedeutet selbst bei geringer Genauigkeit oder Auflösung der Abstandsmessung eine deutliche Verbesserung für Präzisionsanwendungen.
In 5 ist ein Absolut-Winkelsensor dargestellt, welcher mit Hilfe des Getriebes aus dem primärseitigen Rad 12 und den zwei Encodern 9 eine eindeutige Messung des Winkels 10 des Rades 12 über mehr als eine Umdrehung des Rades 12 erlaubt. Die permanentmagnetischen Encoder 9 haben leicht unterschiedliche Durchmesser oder, wenn sie in Form von Zahnrädern ausgeführt sind, einen geringen Unterschied in der Zähnezahl. Eine bestimmte Winkelstellung beider Encoder, bestimmt durch die Messung der Magnetfelder der Encoder, tritt dann bei richtiger Auslegung erst nach mehreren Umdrehungen des Rades 12 wieder auf und erlaubt so eine Messung des absoluten Winkels des Rades 12 innerhalb eines bestimmten Bereichs. Der Sensorchip übernimmt in dieser Anwendung die Funktion von zwei herkömmlichen Sensoren.

Claims

Integrierte Schaltung mit Magnetfeldsensoren, insbesondere für Bauteile in Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem gleichen Substrat Strukturen für mindestens zwei magnetfeldempfindliche Sensorelemente, welche so angeordnet sind, dass ein magnetisches Feld nach Größe und/oder Richtung ortsaufgelöst gemessen werden kann, und elektronische Bauelemente, welche zumindest eine teilweise Verarbeitung und Auswertung der Signale der Sensorelemente durchführen, aufgebracht sind und dass eine anwendungsspezifische Auswahl und/oder Verarbeitung und/oder Auswertung der Signale der Sensorelemente durchführbar ist.
Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetfeldempfindlichen Sensorelemente auf dem Substrat abgeschieden werden oder Teil des Substrats sind.
Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetfeldempfindlichen Sensorelemente magnetoresistive oder galvanomagnetische Effekte nutzen.
Schaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur ortsaufgelösten Magnetfeldmessung zwei oder mehrere Sensorelemente und/oder Sensorgruppen, welche insbesondere für jede der ein bis drei zu vermessenden Raumrichtungen aus mindestens einem Sensorelement bestehen und wobei Sensorelemente basierend auf magnetoresistiven oder galvanomagnetischen Effekten gemischt wer den können, über der Fläche der integrierten Schaltung insbesondere in Form eines orthogonalen, insbesondere äquidistanten, Gitters angeordnet werden.
Schaltung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die anwendungsspezifische Auswahl und/oder Verarbeitung und/oder Auswertung der Signale der Sensorelemente durch zumindest teilweise frei programmierbare elektronische Bauelemente erfolgt.
Schaltung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine oder mehrere der folgenden Funktionen in Kombination miteinander durch die elektronischen Bauelemente umfasst wird: Auswahl und Ansteuerung der Signale der einzelnen Sensorelemente; Verstärkung, Signalformung und Wandlung der Sensorsignale; Speicherung der Signale; Verrechnung der Signale; Ausgabe der verrechneten Signale.
Schaltung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bauelemente einen Multiplexer, mit welchem ein Signal des Sensorgitters ausgewählt wird, Signalverarbeitungsschaltungen, welche die Signale aufbereiten, ein programmierbares Rechenwerk, in welchem die Signale gespeichert und/oder verrechnet werden, ein programmierbares Steuerwerk und eine Schnittstelle zur Übertragung der Ausgangssignale umfassen.
Verwendung der Schaltung gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 zur Messung des magnetischen Feldes von mindestens einem Körper an einer oder mehreren Positionen, insbesondere zur Bestimmung der absoluten und/oder relativen Lage und/oder Bewegung und/oder daraus bestimmbarer Größen des Körpers bzw. der Körper, insbesondere zur Weg- und Winkelmessung.