DE102007020463A1

DE102007020463A1 - Sensor zur Vermessung von Feldkomponenten eines elektromagnetischen Feldes

Info

Publication number: DE102007020463A1
Application number: DE102007020463A
Authority: DE
Inventors: Göran SCHUBERT; Matthias Spang; Thomas Mager; Adam Tankielun
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU; Vitesco Technologies Germany GmbH
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2008-11-06
Anticipated expiration: 2027-04-28
Also published as: DE102007020463B4

Abstract

Ein Sensor (60) dient zur Vermessung von Feldkomponenten (Hx, Hy, Hz, Ex, Ey, Ez) eidestens eine Leiterbahn (61 bis 64) zur gleichzeitigen Vermessung von mehr als einer Feldkomponente. An mindestens zwei Leiterbahnen (61 bis 64) des Sensors kann mindestens eine der folgenden Größen abgegriffen werden: Der zwischen den Enden (65 bis 72) der Leiterbahnen (61 bis 64) vorliegende Potentialunterschied (U1 bis U8) und/oder der durch die Leiterbahnen fließende Strom, wobei die mindestens zwei Leiterbahnen (61 bis 64) unterschiedlich im Raum orientiert angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor zur Vermessung von Feldkomponenten eines elektromagnetischen Feldes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiger Sensor in Form einer Ring-Antenne ist theoretisch diskutiert in der Fachveröffentlichung IEEE Transactions an Electromagnetic Compatibility, VOL. EMC-26, NO. 3, August 1984.
Es gibt eine Reihe von Anwendungsgebieten, bei denen mehrere Feldkomponenten eines elektromagnetischen Feldes interessieren. Eine derartige Anwendung ist die Vermessung des elektromagnetischen Nahfelds integrierter Schaltkreise. Da derartige Schaltkreise mitunter mit sehr hohen Frequenzen im Bereich von mehr als 100 Megahertz bis zu mehreren Gigahertz arbeiten, ist es erforderlich, den Messsensor einerseits möglichst einfach aufzubauen, damit eine entsprechende Miniaturisierung möglich ist, und andererseits den Sensor so zu gestalten, dass die interessierenden Feldkomponenten im Rahmen einer einzigen Messung zugänglich sind.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen entsprechenden Sensor zur Vermessung von Feldkomponenten eines elektromagnetischen Feldes bereitzustellen, der einfach aufgebaut ist und die gleichzeitige Messung mehrerer Feldkomponenten erlaubt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Sensor mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein und derselbe Leiterbahnabschnitt einerseits als Teil einer Leiterschleife zur induktiven Vermessung von Komponenten eines Magnetfeldes und andererseits als Teil einer Antenne zur Bestimmung von Komponenten eines elektrischen Feldes herangezogen werden kann. Durch die unterschiedliche Orientierung mehrerer derartiger Leiterbahnen im Raum lassen sich abgreifbare Spannungsmesswerte generieren, die Zugang zu den elektrischen und/oder magnetischen Komponenten des zu vermessenden elektromagnetischen Feldes liefern. Der erfindungsgemäße Sensor lässt sich mit typischen Leiterbahn-Dimensionen insbesondere im Bereich von 50 μm und darunter realisieren, was eine entsprechend hohe Frequenzbandbreite und Ortsauflösung bei der Feldvermessung liefert.
Nach Anspruch 2 angeordnete Leiterbahnen lassen sich insbesondere miniaturisiert herstellen. Beim Träger kann es sich z. B. um eine Leiterplatte handeln. Die Anordnung der Leiterbahnen auf dem Träger kann beispielsweise durch Beschichten geschehen.
Trägermaterialien nach Anspruch 3 sind für die Ausgestaltung des Sensors geeignet. Besonders bevorzugt sind nichtleitende Trägermaterialien mit möglichst kleiner Dielektrizitätskonstante. Beispiele derartiger Materialien sind PTFE oder Kunststoffmaterialien wie Polypropylen, Polyethylen oder Polystyrol.
Ein Sensor mit einer Leiterbahnanordnung nach Anspruch 4 erlaubt eine unabhängige Messung von Feldkomponenten über die einzelnen Schleifenabschnitte. Die zu vermessende Feldkomponente wird in einer räumlich gut definierten Fläche erfasst. Dies wird nachfolgend auch als Flächenmessung bezeichnet.
Bei einem Sensor mit einer Leiterbahnanordnung nach Anspruch 5 sind sehr einfache Leiterbahn-Geometrien möglich. In vielen Fällen ist das zu vermessende Feld über das Volumen ausreichend konstant, so dass die mittelnde Wirkung des Sensors nach Anspruch 5 kein Problem darstellt. Diese Anordnung wird nachfolgend auch als Volumenmessung bezeichnet.
Schleifenformen nach Anspruch 6 haben sich für den Sensor als geeignet herausgestellt. Je nach Leiterbahn-Material, Träger und Herstellungsverfahren für den Sensor ist eine dieser Formen jeweils die am besten geeignete.
Ein Massepotential nach Anspruch 7 erlaubt einen Potentialvergleich insbesondere für elektrische Feldmessungen.
Eine Widerstandsanordnung nach Anspruch 8 erlaubt eine einfache Strommessung.
Eine Widerstandanordnung nach Anspruch 9 erlaubt die gleichzeitige Bestimmung jeweils einer normalen und jeweils einer tangentialen elektrischen und magnetischen Feldkomponente aus einer Differenz- bzw. Summenbildung der Spannungen der zugeordneten Leiterschleifen.
Eine Trägergestaltung nach Anspruch 10 ist gut an Geometrien der Leiterbahnen angepasst, die sich als für die Feldmessung besonders gut geeignet herausgestellt haben.
Eine Leiterbahn-Anordnung nach Anspruch 11 erlaubt die gleichzeitige Messung der x, y, z-Komponenten sowohl des elektrischen Feldes als auch des Magnetfeldes.
Eine Trägeranordnung nach den Ansprüchen 12 und 13 ist besonders gut an vorteilhafte Leiterbahn-Gestaltungen angepasst.
Eine Sensoranordnung nach Anspruch 14 führt zur Möglichkeit, nicht nur die Feldkomponenten des magnetischen und elektrischen Feldes zu bestimmen, sondern auch zur Möglichkeit, eine Symmetrieermittlung des Sensors, also eine Kalibrierung, durchzuführen, da acht Messspannungen zur Bestimmung von sechs Feldkomponenten zur Verfügung stehen.
Mit nach Anspruch 15 ausgebildeten Schleifenabschnitten ist vergleichbar mit der Anordnung nach Anspruch 4 eine Flächenmessung der Felder möglich.
Die Ausführung der Schleifenabschnitte nach Anspruch 16 lässt sich mit geringem Aufwand herstellen. Auch hier ist wiederum eine Volumenmessung möglich.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 schematisch einen Sensor zur Vermessung zweier Feldkomponenten eines Magnetfeldes;
2 schematisch eine weitere Ausführung eines Sensors zur Vermessung zweier Feldkomponenten eines Magnetfeldes;
3 schematisch einen Sensor zur Vermessung zweier Feldkomponenten eines elektrischen Feldes;
4 schematisch eine weitere Ausführung eines Sensors zur Vermessung zweier Feldkomponenten eines elektrischen Feldes;
5 schematisch eine Ausführung eines Sensors zur Vermessung zweier Feldkomponenten eines Magnetfeldes sowie zweier Feldkomponenten eines elektrischen Feldes;
6 schematisch eine weitere Ausführung eines Sensors zur Vermessung zweier Feldkomponenten eines Magnetfeldes sowie zweier Feldkomponenten eines elektrischen Feldes;
7 schematisch den Sensor nach 6, angeordnet auf einem dielektrischen Träger, der in Form zweier Zylinderhälften ausgebildet ist;
8 schematisch eine Ausführung eines Sensors zur Vermessung dreier Feldkomponenten eines Magnetfeldes sowie dreier Feldkomponenten eines elektrischen Feldes mit vier Leiterbahnen, die auf einem hülsenförmig und zumindest an einer Stirnseite abgedeckten dielektrischen Träger verbunden sind;
9 schematisch eine weitere Ausführung eines Sensors zur Vermessung dreier Feldkomponenten eines Magnetfeldes sowie dreier Feldkomponenten eines elektrischen Feldes mit vier Leiterbahnen, die mit einem Träger verbunden sind, der demjenigen nach 8 entspricht;
10 schematisch eine weitere Ausführung eines Sensors zur Vermessung dreier Feldkomponenten eines Magnetfeldes sowie dreier Feldkomponenten eines elektrischen Feldes mit vier quadrantenweise angeordneten und zueinander abgewinkelte, geradlinige Abschnitte aufweisenden Leiterbahnen;
11 schematisch vergrößert den Bereich eines Messsignal-Spannungsabgriffs des Sensors nach 10;
12 schematisch eine zur Ausführung nach 10 ähnliche Ausführung eines Sensors mit vier quadrantenweise angeordneten Leiterbahnen, die zueinander abgewinkelte, gekrümmte sowie bereichsweise geradlinig verlaufende Abschnitte aufweisen; und
13 schematisch vergrößert den Bereich eines Messsignal-Spannungsabgriffs des Sensors nach 12.
Die nachfolgend beschriebenen schematischen Darstellungen verwenden eine Symbolik, die dem Fachmann aus der elektromagnetischen Feldtheorie bekannt ist.
Ein Sensor 1 nach 1 dient zur Messung zweier Feldkomponenten eines Magnetfelds. Zur Verdeutlichung von Lagebeziehungen des Sensors 1 sowie der über diesen der Messung zugänglichen Feldkomponenten ist in der 1 ein kartesisches x-y-z-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Richtung verläuft in der 1 nach rechts. Die y-Richtung verläuft perspektivisch in die Zeichenebene der 1 hinein. Die z-Richtung verläuft nach oben. Die der Messung zugänglichen Magnetfeldkomponenten wer den nachfolgend als H_Norm und H_Tang bezeichnet. Die Magnetfeldkomponente H_Norm verläuft dabei parallel zur z-Richtung. Die Magnetfeldkomponente H_Tang verläuft parallel zur x-y-Ebene.
Der Sensor 1 hat zwei Leiterbahnen 2, 3. Diese sind als jeweils an einer Stelle 4, 5 offene Leiterschleifen ausgebildet. Die beiden Leiterschleifen 2, 3 sind jeweils in zwei erste Schleifenabschnitte 6 und in zwei zweite Schleifenabschnitte 7 unterteilt, die jeweils in etwa halbkreisförmig geformt sind. Die beiden ersten Schleifenabschnitte 6 der beiden Leiterbahnen 2, 3 verlaufen in zueinander parallelen, beabstandeten Ebenen parallel zur y-z-Ebene. In diesem Fall entspricht H_Tang der Feldkomponente H_x. Je nach Rotation des Sensors 1 um die z-Achse kann H_Tang auch der Feldkomponente H_y oder einer Linearkombination aus den beiden Feldkomponenten H_x und H_y entsprechen. Die beiden zweiten Schleifenabschnitte 7 verlaufen in einer gemeinsamen Ebene parallel zur x-y-Ebene. Die von den Schleifenabschnitten 6, 7 umschlossene, in etwa halbkreisförmige Fläche ist für die Schleifenabschnitte 6, 7 gleich groß. Der Sensor 1 nutzt daher eine Flächenmessung.
An den offenen Stellen 4, 5 ist ein Spannungsabgriff möglich. An der offenen Stelle 4 kann eine erste Messspannung U_H1 abgegriffen werden. An der offenen Stelle 5 kann eine zweite Messspannung U_H2 abgegriffen werden. Aus den beiden Messspannungen U_H1 und U_H2 lassen sich Spannungswerte U_Htang und U_Hnorm zusammensetzen, die repräsentativ für die Magnetfeldkomponenten H_Tang und H_Norm sind. Hierbei gilt: UHtang = UH1 + UH2. (1) UHnorm = UH1 – UH2. (2)
Mit dem Sensor 1 lassen sich daher die absoluten Größen und, über die Vorzeichen der Messspannungen U_H1 und U_H2, die Richtungen der Magnetfeldkomponenten H_Tang und H_Norm bestimmen.
Im ersten Schleifenabschnitt 6 wird dabei ein Spannungsanteil induziert, der für die Magnetfeldkomponente H_Tang repräsentativ ist. Im zweiten Schleifenabschnitt 7 wird eine Spannung induziert, die für die Magnetfeldkomponente H_Norm repräsentativ ist. Die beiden Schleifenabschnitte 6, 7 messen also voneinander unabhängig die Magnetfeldbeiträge H_Tang und H_Norm.
Eine weitere Ausführung eines Sensors 8, mit dem die Magnetfeldkomponenten H_Tang und H_Norm gemessen werden können, zeigt schematisch die 2. Elemente, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezeichnungen und Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Der Sensor 8 hat zwei Leiterbahnen 9, 10, die jeweils als an einer Stelle 4, 5 offene, in etwa kreisförmige Leiterschleifen ausgebildet sind. Die beiden Leiterschleifen 9, 10 sind eben ausgeführt, verlaufen also, abgesehen von gegebenenfalls noch fortgesetzten Kontaktierungsabschnitten, jeweils vollständig in einer Ebene. Die Leiterschleife 9 verläuft dabei in einer Ebene, die z. B. um 45° zur x-y-Ebene geneigt verläuft. Die Leiterschleife 10 verläuft in einer hierzu senkrechten Ebene, die ebenfalls um 45° geneigt zur x-y-Ebene verläuft. Andere Neigungswinkel sind jedoch ebenfalls möglich.
Über die offenen Stellen 4, 5 können wiederum Messspannungen U_H1 und U_H2 abgegriffen werden, die, wie oben durch die Gleichungen (1) und (2) festgehalten, die für die Magnetfeldkomponenten H_Tang und H_Norm repräsentativen Spannungen U_HTang und U_HNorm ergeben. Zu den Messspannungen U_H1 und U_H2, die in den Leiterschleifen 9, 10 induziert werden, tragen additiv beide Magnetfeldkomponenten H_Tang und H_Norm bei. Ein für die Magnetfeldkomponenten H_Tang, H_Norm eindeutig korreliertes Messergebnis ergibt sich dann, wenn das Magnetfeld innerhalb des von den Leiterschleifen 9, 10 aufgespannten Messvolumens konstant ist. So benutzt der Sensor 8 eine Volumenmessung.
Die Fläche, die von den Schleifenabschnitten 6, 7 bzw. den Leiterschleifen 9, 10 umschlossen ist, hat eine Größe, die auf die Frequenz des zu vermessenden Magnetfeldes abgestimmt ist. Diese umschlossene Fläche hat insbesondere eine typische Dimension, die deutlich geringer ist als die Wellenlänge des abgestrahlten Magnetfeldes, das heißt die geringer ist als λ/10. Für Magnetfelder extrem hoher Frequenz liegt diese typische Dimension unter 1 mm, z. B. im Bereich von 50 oder 100 μm.
Die Schleifenabschnitte 6, 7 sind teilkreisförmig und die Leiterschleifen 9, 10 kreisförmig ausgebildet. Auch andere Formen der Schleifenabschnitte 6, 7 bzw. der Schleifen 9, 10 sind möglich, z. B. elliptisch, dreieckig, rechteckig oder mehreckig.
3 zeigt schematisch einen Sensor 11 zur Vermessung zweier Feldkomponenten E_Tang und E_Norm eines elektrischen Feldes. Für die Lagebeziehung von E_Tang und E_Norm, zu den Koordinaten x, y, z des auch in der 3 eingezeichneten kartesischen x-y-z-Koordinatensystems gilt, was oben im Zusammenhang mit den Magnetfeldkomponenten H_Tang, H_Norm der Sensor-Ausführungen nach den 1 und 2 erläutert wurde.
Der Sensor 11 weist zwei Leiterbahnen 12, 13 auf. Jede der Leiterbahnen 12, 13 hat zwei lineare Leiterbahnabschnitte 14 und 15, die senkrecht aufeinander stehen und über eine Knickstelle 16 miteinander verbunden sind. Die ersten Leiterbahnabschnitte 14 verlaufen beabstandet zueinander und parallel zur z-Richtung. Die beiden zweiten Leiterbahnabschnitte 15 weisen voneinander fort, wobei sie miteinander fluchten. Die beiden zweiten Leiterbahnabschnitte 15 verlaufen parallel zur Richtung von E_Tang. In der 3 ist der Fall E_Tang = E_x dargestellt. Der Sensor 11 nutzt die Flächenmessung. Die Leiterbahnabschnitte 14 und 15 sind gleich lang, diese gleiche Länge ist jedoch nicht zwingend. Die Länge der Leiterbahnabschnitte 14, 15 bestimmt sowohl die Sensitivität als auch die örtliche Auflösung des Sensors 11. Je länger die Leitungsabschnitte in Richtung einer Feldkomponente ausgebildet sind, desto sensitiver ist der Sensor 11 gegenüber dieser Feldkomponente und desto geringer ist die örtliche Auflösung des Sensors 11 in Bezug auf diese Feldkomponente. Die Leiterbahnabschnitte 14, 15 wirken als Messdipole für die elektrischen Feldkomponenten.
Benachbart zu den freien Enden der Leiterbahnabschnitte 14 ist ein Massepotential 17 angeordnet. Letzteres ist in der 3 als Massemantel schematisch angedeutet. Der Massemantel hat in einem begrenztem Bereich eine Rotationssymmetrie bezüglich der z-Achse. Hierdurch wird eine mögliche parasitäre Einkupplung der tangentialen Feldkomponente E_Tang auf den Mantel so gering gehalten, dass der Beitrag dieser Einkopplung zu den Messspannungen gegenüber den Potentialen der Leiterbahnabschnitte 12 und 13, die vom auf den Leiterbahnabschnitt 15, also auf den zugehörigen Dipol, einfallenden Feld E_Tang hervorgerufen werden, vernachlässigbar bleibt. Zwischen einem Spannungsabgriff 18 des Massepotentials 17 und dem freien Ende 14 der ersten Leiterbahn 12 des Sensors 11 kann eine Messspannung U_E2 abgegriffen werden. Zwischen dem Spannungsabgriff 18 und dem freien Ende 14 der zweiten Leiterbahn 13 des Sensors 11 kann eine Messspannung U_E1 abgegriffen werden. Aus diesen Messspannungen U_E1, U_E2 können gemäß den nachfolgenden Gleichungen Spannungen U_E-Tang, U_ENorm gebildet werden, die für die elektrischen Feldkomponenten E-Tang und E_Norm repräsentativ sind: UETang = UE1 – UE2 (3) UENorm = UE1 + UE2 (4)
Die Richtungen der elektrischen Feldkomponenten E_Tang, E_Norm ergeben sich aus den Vorzeichen der Messspannungen U_ETang, U_ENorm.
4 zeigt schematisch eine weitere Variante eines Sensors 19 zur Bestimmung der elektrischen Feldkomponenten E_Tang, E_Norm. Lagebeziehungen sowie Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die Sensor-Ausführung nach 3 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezeichnungen und Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Anstelle der Leiterbahnabschnitte 14, 15 weisen Leiterbahnen 20, 21 des Sensors 19 Schleifenabschnitte 22, 23 auf, die hinsichtlich ihrer räumlichen Gestaltung und Orientierung den Schleifenabschnitten 6, 7 des Sensors 1 nach 1 entsprechen. Am Ort der offenen Stellen 4, 5 des Sensors 1 nach 1 sind die Leiterbahnen 20, 21 jedoch nicht offen, sondern zu geschlossenen Leiterschleifen miteinander verbunden. Dort, wo beim Sensor 1 die offenen Stellen 4, 5 vorliegen, also im Bereich der größten positiven z-Werte, weisen die Leiterbahnen 20, 21 Potentialabgriffe 24, 25 auf. Über den Potentialabgriff 24 kann die Spannung U_E2 gegen das Massepo tential 17 und über den Potentialabgriff 25 kann die Spannung U_E1 gegen das Massepotential 17 abgegriffen werden. Aus den gemessenen Spannungen U_E1 und U_E2 sind über die oben genannten Gleichungen (3) und (4) die Spannungen U_ETang und U_ENorm und damit die elektrischen Feldkomponenten E_Tang und E_Norm zugänglich.
5 zeigt schematisch einen Sensor 26, der eine Weiterbildung des Sensors 19 nach 4 darstellt. Komponenten und Bezugsgrößen, die denjenigen entsprechen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezeichnungen und Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. Mit dem Sensor 26 sind gleichzeitig die Magnetfeldkomponenten H_Tang, H_Norm und die elektrischen Feldkomponenten E_Tang, E_Norm messbar.
Die Leiterbahnen 20, 21 des Sensors 26 haben jeweils zwei in Reihe geschaltete ohmsche Widerstände 27, 28 (Widerstand R). Die Potentialabgriffe 24, 25 sind jeweils mit Verzweigungspunkten 29 zwischen den beiden Widerständen 27, 28 einer der Leiterbahnen 20, 21 verbunden.
Die Spannungen U_E1, U_E2 können wie beim Sensor 19 nach 4, auch beim Sensor 26 über die Potentialabgriffe 25 und 24 abgegriffen werden. Über die in Reihe geschalteten Widerstände 27, 28 der Leiterbahnen 20, 21 fallen weitere Messspannungen U_H1 und U_H2 ab, die ebenfalls abgegriffen werden können. Diese gemessene Spannung ist ein Maß für den Stromfluss durch die Leiterbahnen 20, 21: I_H1,H2 = U_H1,H2/2R.
Die Spannungen U_ETang, U_ENorm, U_HTang und U_HNorm ergeben sich aus den Messspannungen U_E1, U_E2, U_H1 und U_H2 gemäß den oben aufgeführten Gleichungen (1) bis (4).
6 zeigt schematisch eine weitere Ausgestaltung eines Sensors 30, mit dem ebenfalls zwei Magnetfeldkomponenten H_Tang, H_Norm sowie zwei elektrische Feldkomponenten E_Tang, E_Norm gleichzeitig gemessen werden können. Die beiden noch fehlenden tangentialen Feldkomponenten können nach einer 90°-Drehung des Sensors 30 um die z-Achse gemessen werden. Komponenten und Bezugsgrößen, die denjenigen entsprechen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezeichnungen und Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. Anstelle der Bezeichnung H_Tang wird nachfolgend auch die Bezeichnung H_x/y für die tangentiale Magnetfeldkomponente verwendet. Anstelle von E_Tang wird nachfolgend auch E_x/y für die tangentiale elektrische Feldkomponente verwendet.
Die Leiterbahnen 31, 32 entsprechen ihrer Form nach der Ausbildung der Leiterbahnen 2, 3 nach 1. Am Ort der offenen Stellen 4, 5 der Leiterbahnen 2, 3 des Sensors 1 nach 1 befinden sich beim Sensor 30 offene Stellen 33, 34. Diese offenen Stellen 33, 34 sind von Potentialabgriffen 35, 36, 37, 38 begrenzt, die parallel zueinander in z-Richtung angeordnet sind. Gegen das Massepotential 17 ist am Potentialabgriff 37 eine Spannung U₁, am Potentialabgriff 38 eine Spannung U₂, am Potentialabgriff 35 eine Spannung U₃ und am Potentialabgriff 36 eine Spannung U₄ abgreifbar.
Aus diesen Spannungen U₁ bis U₄ ergeben sich Spannungen U_Etang, U_Enorm, U_HTang und U_HNorm, die für die Feldkomponenten E_Tang, E_Norm, H_Tang und repräsentativ sind, gemäß den folgenden Gleichungen: UETang = –U1 – U2 + U3 + U4 (5) UENorm = U1 + U2 + U3 + U4 (6) UHTang = U1 – U2 + U3 – U4 (7) UHNorm = U1 – U2 – U3 + U4 (8)
7 zeigt schematisch den Sensor 30, bei dem die beiden Leiterbahnen 31, 32 mit einem Träger 39 aus einem nichtleitenden Material verbunden sind. Der Träger 39 ist insbesondere aus Halbleitermaterial, z. B. aus Galliumarsenid (GaAs) oder aus dielelektrischem Material. Bei dem Material des Trägers 39 kann es sich z. B. um ein übliches Leiterplattenmaterial handeln. Die Leiterbahnen 31, 32 sind auf dem Träger 39 angeordnet und können zum Beispiel zum Beschichten aufgebracht werden.
Der Träger 39 hat die Form zweier durch einen Spalt 40 getrennter Zylinderhälften 41, 42. Die Leiterbahn 31 ist mit der Zylinderhälfte 41 und die Leiterbahn 32 mit der Zylinderhälfte 42 verbunden. Die Schleifenabschnitte 23 entsprechen, was ihren Teilkreis-Radius angeht, dem Radius der Zylinderhälften 41, 42. Die Schleifenabschnitte 23 sind am Boden der Zylinderhälften 41, 42 angeordnet. Inklusive der Potentialabgriffe 35 bis 38 haben die Schleifenabschnitte 22 eine Höhe, die der Höhe der Zylinderhälften 41, 42 entspricht. Die Schleifenabschnitte 22 sind an den über den Spalt 40 elektrisch voneinander getrennten Innenwänden des Trägers 39 angeordnet.
8 zeigt schematisch eine weitere Ausführung eines Sensors 43. Komponenten und Bezugsgrößen, die denjenigen entsprechen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezeichnungen und Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Der Sensor 43 hat zwei Paare 44, 45 von Leiterbahnen. Jedes der Paare 44, 45 ist, was die Form der individuellen Leiterbahnen 46, 47, 48, 49 sowie ihre Anordnung zueinander angeht, bis auf die in der 8 fehlenden Potentialabgriffe grundsätzlich so geformt wie die Leiterbahnen 31, 32 der Ausführung des Sensors 30 nach den 6 und 7. Jede der Leiterbahnen 46 bis 49 hat demnach zwei Schleifenabschnitte 22, 23. Die beiden Paare 44, 45 sind zweizählig symmetrisch zueinander angeordnet. Die Anordnung der Paare 44, 45 ist also derart, dass die räumliche Gestaltung eines der Paare 44, 45 durch Drehung des Sensors 43 um eine Symmetrieachse 50 um 90° in die räumliche Gestaltung des anderen der beiden Paare 45, 44 übergeht. Die Symmetrieachse 50 ist gleichzeitig die Längsachse eines hülsenförmigen Trägers 51, mit dem die Leiterbahnen 46 bis 49 verbunden sind. Die Leiterbahnen 46, 47 des Paars 44 sind dabei abschnittsweise mit einer äußeren Mantelwand 52 des Trägers 51 verbunden. Die Leiterbahnen 48, 49 des anderen Paars 45 sind abschnittsweise mit einer inneren Mantelwand 53 des Trägers 51 verbunden. Die Verbindung der Leiterbahnen 46 bis 49 mit dem Träger 51 kann beispielsweise durch Beschichten geschehen.
Den nicht dargestellten Potentialabgriffen beim Sensor 43 benachbarte Abschnitte 54 der Leiterbahnen 46 bis 49, die in einer zur x-y-Ebene parallelen Ebene verlaufen, sind mit einem in der 8 nicht dargestellten Deckel verbunden, der die in der 8 obere Stirnseite des Trägers 39 abdeckt.
Schleifenabschnitte 22 der Leiterbahnen 46 bis 49 sind im Unterschied zu den Schleifenabschnitten 22 der Leiterbahnen 31, 32 nicht teilkreisförmig ausgebildet, sondern verlaufen, ausgehend von den Schleifenabschnitte 23 zunächst geradlinig längs der Mantelwände 52, 53 parallel zur z-Richtung und gehen dann rechtwinklig in Deckel-Abschnitte 54 über.
Mit dem Sensor 43 sind prinzipiell alle Feldkoordinaten H_x, H_y, H_z, E_x, E_y, E_z des zu vermessenden Magnetfeldes und des zu vermessenden elektrischen Feldes gleichzeitig zugänglich. Das Paar 44 erlaubt dabei eine Vermessung von H_x und H_z sowie von E_x und E_z. Das Paar 45 erlaubt eine Messung von H_y und H_z sowie von E_y und E_z. Diese Messung geschieht über den Abgriff von Spannungen an insgesamt acht Potentialabgriffen an den freien Enden der Deckel-Abschnitte 54. Der Sensor 43 nutzt die Flächenmessung.
9 zeigt eine weitere Ausführung eines Sensors 55 zur Vermessung von Feldkomponenten eines Magnetfeldes und eines elektrischen Feldes. Komponenten und Bezugsgrößen, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezeichnungen und Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Vom Sensor 43 unterscheidet sich der Sensor 55 lediglich in der Formgestaltung von Leiterbahnen 56, 57, 58, 59 der Paare 44, 45. Die Leiterbahnen 56, 57 sowie 58, 59 der beiden Paare 44, 45 sind prinzipiell angeordnet wie die Leiterbahnen 9, 10 des Sensors 8 nach 2 und nutzen damit die Volumenmessung. Im Unterschied zu den Leiterbahnen 9, 10 sind die Leiterbahnen 56, 57 sowie 58, 59 nicht teilkreisförmig, sondern folgen der äußeren Mantelwand 53 und der inneren Mantelwand 52 des Trägers 51, mit der sie verbunden sind, bis zum Übergang in die Deckel-Abschnitte 54.
Auch die Paare 44, 45 des Sensors 55 sind, entsprechend dem, was vorstehend zum Sensor 43 ausgeführt wurde, zweizählig symmetrisch. Über in der 9 nicht dargestellte Potentialabgriffe an den freien Enden der Deckel-Abschnitte 54 lassen sich, entsprechend dem, was zum Sensor 43 ausgeführt wurde, wieder acht Messspannungen abgreifen, die in für die Magnetfeldkomponenten H_x H_y, H_z und die elektrischen Feldkomponenten E_x, E_y, E_z repräsentative Spannungswerte umgerechnet werden können.
10 zeigt eine weitere Ausführung eines Sensors 60, mit dem gleichzeitig alle Komponenten E_x, E_y, E_z, H_x, H_y, H_z einer Messung zugänglich sind. Komponenten und Bezugsgrößen, die denjenigen entsprechen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezeichnungen und Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
Der Sensor 60 hat vier Leiterbahnen 61, 62, 63, 64, die quadrantenweise angeordnet sind. Die Anordnung der Leiterbahnen 61 bis 64 ist also derart, dass, wenn der Sensor 60 von oben, also mit Blickrichtung in –z-Richtung betrachtet wird, jede der Leiterbahnen 61 bis 64 einem Quadranten I bis IV in der x-y-Ebene zugeordnet werden kann. Durch eine Vierteldrehung um die Symmetrieachse 50, die parallel zur z-Achse verläuft, gehen die Leiterbahnen 61 bis 64 ineinander über. Die Leiterbahnen 61 bis 64 sind jeweils als im Bereich von Potentialabgriffen 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, die in der 11 dargestellt sind, offene Leiterschleifen ausgeführt. Die Potentialabgriffe 65, 66 sind dabei der Leiterbahn 63 im Quadranten II der x-y-Ebene zugeordnet. Die Potentialabgriffe 67, 68 sind der Leiterbahn 62 im Quadranten I der x-y-Ebene zugeordnet. Die Potentialabgriffe 69, 70 sind der Leiterbahn 64 im Quadranten III der x-y-Ebene zugeordnet. Die Potentialabgriffe 71, 72 sind der Leiterbahn 61 im Quadranten IV der x-y-Ebene zugeordnet. Jede der Leiterbahnen 61 bis 64 ist unterteilt in einen ersten Schleifenabschnitt 73, einen zweiten Schleifenabschnitt 74 und einen dritten Schleifenabschnitt 75. Jeder der drei Schleifenabschnitte 73 bis 75 ist aus zwei rechtwinklig zueinander angeordneten Leiterbahnabschnitten 76 zusammengesetzt. Alle Leiterbahnabschnitte 76 haben die gleiche Länge a.
Die räumlichen Orientierungen der Schleifenabschnitte 73 bis 75 werden nachfolgend anhand der im Quadranten IV der x-y-Ebene angeordneten Leiterbahn 61 beschrieben. Die Orientierungen der Schleifenbahnabschnitte 73 bis 75 der anderen Leiterbahnen 62 bis 64 ergeben sich dann jeweils durch Vierteldrehung um die Symmetrieachse 50. Der erste Schleifenabschnitt 73 der Leiterbahn 61 ist parallel y-z-Ebene orientiert, wobei, ausgehend vom Potentialabgriff 72, ein erster Leiterabschnitt 76 des ersten Schleifenabschnitts 73 zunächst parallel zur –y-Richtung verläuft und dann in einen zweiten Leiterbahnabschnitt 76 des ersten Schleifenabschnitts 73 übergeht, der parallel zur –z-Richtung verlauft. Der zweite Schleifenabschnitt 74 der Leiterbahn 61 verläuft in der x-y-Ebene. Der dritte Schleifenabschnitt 75 der ersten Leiterbahn 61 verläuft in der x-z-Ebene.
An den zweiten Leiterbahnabschnitt 76 des ersten Schleifenabschnitts 73 schließt sich ein erster Leiterbahnabschnitt 76 des zweiten Schleifenabschnitts 74 an, der in +x-Richtung verläuft. Hieran schließt sich der zweite Leiterbahnabschnitt 76 des zweiten Schleifenabschnitts 74 an, der parallel zur +y-Richtung verläuft. Hieran schließt sich der erste Leiterbahnabschnitt 76 des dritten Schleifenabschnitts 75 an, der parallel zur +z-Richtung verläuft. Hieran schließt sich der zweite Leiterbahnabschnitt des dritten Schleifenabschnitts 75 an, der parallel zur –x-Richtung verläuft.
Die vorstehend beschriebene Anordnung der Schleifenabschnitte 73 bis 75 der Leiterbahnen 61 bis 64 bedingt, dass benachbarte Schleifenabschnitte 73, 75 benachbarter Leiterbahnen 61 bis 64 in zueinander parallelen Ebenen verlaufen. Zudem bedingt diese Anordnung, dass die zweiten Schleifenabschnitte 74 der Leiterbahnen 61 bis 64 in einer gemeinsamen Ebene verlaufen, die parallel zur xy-Richtung angeordnet ist.
Auch andere Ausgestaltungen der Leiterbahnabschnitte 76 zur Zusammensetzung von Schleifenabschnitten entsprechend den Schleifenabschnitten 73 bis 75 und 82 bis 84 sind möglich, z. B. elliptische oder mehreckige Gestaltungen.
Die Potentialabgriffe 65 bis 72 haben einen Abstand zueinander, der an die Frequenz der zu vermessenden Felder angepasst ist. Im dargestellten, stark vergrößerten Ausführungsbeispiel des Sensors 60 haben die Potentialabgriffe 65 bis 72 einen Abstand zueinander im Mikrometer-Bereich.
An den Potentialabgriffen 65 bis 72 können gegenüber dem Massepotential 17 insgesamt acht Spannungswerte abgegriffen werden. Nachfolgend wird der am Potentialabgriff 65 abgegriffene Spannungswert mit U₁, der am Potentialabgriff 66 abgegriffene Spannungswert mit U₂, der am Potentialabgriff 67 abgegriffene Spannungswert mit U₃, der am Potentialabgriff 68 abgegriffene Spannungswert mit U₄, der am Potentialabgriff 69 abgegriffene Spannungswert mit U₅, der am Potentialabgriff 70 abgegriffene Spannungswert mit U₆, der am Potentialabgriff 71 abgegriffene Spannungswert mit U₇ und der am Potentialabgriff 72 abgegriffene Spannungswert mit U₈ bezeichnet.
Die nachfolgende Matrixgleichung (9) verdeutlicht den Zusammenhang zwischen den Feldkomponenten E_x, E_y, E_z, H_x, H_Y, H_z mit den Messspannungen U₁ bis U₈:
Die Faktoren k₁ bis k₆₂ und c sind geometrieabhängige Konstanten. Die z-Komponenten E_z1, E_z2, H_z1 und H_z2 sind über zwei unabhängige Gleichungen zugänglich (vgl. die Spalten 3 und 4 sowie 7 und 8 der Matrixgleichung (9)). Dies kann zur Ermittlung der Örtlichkeit der elektrischen Symmetrielinie des Sensors 60 und damit zur Kalibrierung eingesetzt werden. Der Sensor 60 führt wiederum eine Flächenmessung durch.
Bei einer leicht abgewandelten Variante des Sensors 60, die nicht dargestellt ist, haben die Leiterbahnabschnitte 76, die parallel zur z-Richtung verlaufen, eine andere Länge b als alle anderen, parallel zur x- und y-Richtungen verlaufenden Leiterbahnabschnitte 76. Es gilt also im Unterschied zur in der 10 dargestellten Variante mit b = a in der nicht dargestellten Variante b ≠ a.
Über die Veränderung der Länge b gegenüber der Länge a lässt sich die Sensitivität des Sensors 60 bei der Messung normaler, also in z-Richtung verlaufender, und tangentialer, also in x- und y-Richtung verlaufender, Feldkomponenten einer Feldart E, H abgleichen. Die Sensitivität des Sensors 60 gegenüber dem normalen E-Feld ist mit der gegenüber dem tangentialen H-Feld gekoppelt. Ebenso gekoppelt ist die Sensitivität des normalen H-Feldes mit der Sensitivität gegenüber dem tangentialen E-Feld.
Die 12 und 13 zeigen schematisch in Darstellungen, die denen der 10 und 11 entsprechen, eine weitere Ausführung eines Sensors 77 zur Messung der drei Feldkomponenten x, y, z sowohl des Magnetfeldes als auch des elektrischen Feldes.
Vom Sensor 60 nach den 10 und 11 unterscheidet sich der Sensor 77 nach den 12 und 13 lediglich durch die Formgestaltung von Leiterbahnabschnitten 78, 79, 80, 81, deren quadrantenweise Anordnung derjenigen der Leiterbahnen 61 bis 64 entspricht. Die Leiterbahnen 78 bis 81 sind jeweils in einen ersten Schleifenabschnitt 82, einen zweiten Schleifenabschnitt 83 und einen dritten Schleifenabschnitt 84 unterteilt. Hinsichtlich der Orientierung in den Ebenen xy, yz und xz entsprechen die ersten Schleifenabschnitte 82 der Leiterbahnen 78 bis 81 den ersten Schleifenabschnitten 73 der Leiterbahnen 61 bis 64, die zweiten Schleifenabschnitte 83 der Leiterbahnen 78 bis 81 den zweiten Schleifenabschnitten 74 der Leiterbahnen 61 bis 64 und die dritten Schleifenabschnitte 84 der Leiterbahnen 78 bis 81 den dritten Schleifenabschnitten 75 der Leiterbahnen 61 bis 64. Die ersten Schleifenabschnitte 82 und die dritten Schleifenabschnitte 84 der Leiterbahnen 78 bis 81 verlaufen längs einer sich von den Potentialabgriffen 65 bis 72 in –z-Richtung erweiternden Konusfläche. Die ersten Schleifenabschnitte 82 und die dritten Schleifenabschnitte 84 verlaufen dabei im Wesentlichen linear. Die zweiten Schleifenabschnitte 83, die die ersten Schleifenabschnitte 82 mit den dritten Schleifenabschnitten 84 ver binden, beschreiben jeweils Viertelkreise in den vier Quadranten der x-y-Ebene.
Der Zusammenhang der Feldkomponenten E_x, E_y, E_Z, H_x, H_y, H_z mit den über die Potentialabgriffe 65 bis 72 zugänglichen Messspannungen U₁ bis U₈ ist, mit anderen k- und c-Faktoren, derjenige gemäß der obigen Matrixgleichung (9). Im Unterschied zum Sensor 60 nutzt der Sensor 77 wieder die Volumenmessung.
Den Sensorgestaltungen nach den 1 bis 13 ist gemeinsam, dass dort jeweils mindestens zwei Leiterbahnen 2, 3; 9, 10; 12, 13; 20, 21; 31, 32; 46 bis 49; 56 bis 59; 61 bis 64; 78 bis 81 vorliegen, die zueinander unterschiedlich im Raum orientiert angeordnet sind.
Den vorstehend beschriebenen Sensoren ist, den Spannungsabgriffen nachgeordnet, noch eine Messschaltung nachgeschaltet, die einen Verstärker und einen Analysator aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- IEEE Transactions an Electromagnetic Compatibility, VOL. EMC-26, NO. 3, August 1984 [0002]

Claims

Sensor (1; 8; 11; 19; 26; 30; 43; 45; 60; 77) zur Vermessung von Feldkomponenten (H_x, H_y, H_z, E_x, E_y, E_z) eines elektromagnetischen Feldes (H, E) – mit mindestens einer Leiterbahn (2, 3; 9, 10; 12, 13; 20, 21; 31, 32; 46 bis 49; 56 bis 59; 61 bis 64; 78 bis 81) zur gleichzeitigen Vermessung von mehr als einer Feldkomponente, gekennzeichnet durch mindestens zwei Leiterbahnen (2, 3; 9, 10; 12, 13; 20, 21; 31, 32; 46 bis 49; 56 bis 59; 61 bis 64; 78 bis 81), an denen mindestens eine der folgenden Größen abgegriffen werden kann: – der zwischen den Enden (4, 5; 14; 24, 25; 35 bis 38; 54; 65 bis 72) der Leiterbahnen (2, 3; 9, 10; 12, 13; 20, 21; 31, 32; 46 bis 49; 56 bis 59; 61 bis 64; 78 bis 81) vorliegende Potentialunterschied (U_H1, U_H2; U_E1, U_E2, U₁ bis U₄; U₁ bis U₈), – der durch die Leiterbahnen fließende Strom (U_H1·2R, U_H2·2R), wobei die mindestens zwei Leiterbahnen (2, 3; 9, 10; 12, 13; 20, 21; 31, 32; 46 bis 49; 56 bis 59; 61 bis 64; 78 bis 81) unterschiedlich im Raum orientiert angeordnet sind.
Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (2, 3; 9, 10; 12, 13; 20, 21; 31, 32; 46 bis 49; 56 bis 59; 61 bis 64; 78 bis 81) auf einem Träger (39; 51) aus nicht leitendem Material angeordnet sind.
Sensor nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Träger (39; 51) aus Halbleiter- oder dielektrischem Material.
Sensor (1; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Vermessung zweier Magnetfeld-Komponenten (H_x/y, H_z), dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Leiterbahnen (2, 3; 31, 32) vorgesehen sind, die als an einer Stelle (4, 5; 33, 34) offene Leiterschleifen ausgebildet sind, wobei die beiden Leiterschleifen (2, 3; 31, 32) jeweils in zwei erste (6) und zwei zweite (7) Schleifenabschnitte unterteilt sind, die in zueinander senkrecht stehenden Ebenen (xy, yz) verlaufen, wobei jeweils – die beiden ersten Schleifenabschnitte (6) in zueinander parallelen Ebenen und – die beiden zweiten Schleifenabschnitte (7) in einer gemeinsamen Ebene verlaufen.
Sensor (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Vermessung zweier Magnetfeld-Komponenten (H_x/y, H_z) dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Leiterbahnen (9, 10) vorgesehen sind, die als an einer Stelle (4, 5) offene Leiterschleifen ausgebildet sind, wobei die beiden Leiterschleifen (9, 10) eben ausgeführt sind und in zueinander senkrecht stehenden Ebenen verlaufen.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifen (2, 3; 9, 10; 31, 32) und/oder die diesen entsprechenden Leiterbahnen (12, 13; 20, 21; 46 bis 49; 56 bis 59; 61 bis 64; 78 bis 81) folgende Form haben: – kreisförmig, – teilkreisförmig, – elliptisch, – dreieckig, – rechteckig, – mehreckig.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein Massepotential (17), wobei jede der Leiterbahnen (12, 13; 20, 21; 31, 32; 46 bis 49; 56 bis 59; 61 bis 64; 78 bis 81) einen Potentialabgriff (24, 25; 35 bis 38; 65 bis 72) zur Messung ihres Potentials gegen Masse aufweist.
Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer der Leiterbahnen (20, 21) mindestens ein Widerstand (27, 28) angeschlossen ist, so dass der Stromfluss durch die Leiterbahn (20, 21) gemessen werden kann.
Sensor nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Leiterbahnen (20, 21) mindestens zwei in Reihe geschaltete Widerstände (27, 28) aufweist, wobei der erste Potentialabgriff (24, 25) zwischen den beiden Widerständen und der zweite Potentialabgriff über beide Widerstände in Summe erfolgt.
Sensor nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (39) die Form zweier insbesondere durch einen Spalt (40) getrennter Zylinderhälften (41, 42) hat, wobei eine der Leiterbahnen (31) mit der einen Zylinderhälfte (41) und eine andere der Leiterbahnen (32) mit der anderen Zylinderhälfte (42) verbunden ist.
Sensor (43; 55) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass genau vier Leiterbahnen (46 bis 49; 56 bis 59) vorgesehen sind, die zu jeweils zwei Paaren (44, 45) zu je zwei Leiterbahnen (46, 47; 48, 49: 56, 57; 58, 59), zueinander angeordnet nach einem der Ansprüche 4 oder 5, gruppiert sind, wobei die beiden Paare (44, 45) zweizählig symmetrisch, also derart symmetrisch zueinander angeordnet sind, dass die räumliche Gestaltung eines Paares (44) durch Drehung des Sensors (43; 55) um eine Symmetrieachse (50) um 90° in die räumliche Gestaltung des anderen Paares (45) übergeht.
Sensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (51) hülsenförmig ist, wobei eines der beiden Paare (45) zumindest abschnittsweise mit einer inneren Mantelwand (52) des Trägers (51) und das andere (44) der beiden Paare zumindest abschnittsweise mit einer äußeren Mantelwand (53) des Trägers (51) verbunden ist.
Sensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (51) einen Deckel aufweist, der einen hülsenförmigen Grundkörper zumindest an einer Stirnseite abdeckt, wobei Abschnitte (54) der Leiterbahnen (46 bis 49; 56 bis 59) mit dem Deckel verbunden sind.
Sensor (60; 77) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass genau vier Leiterbahnen (61 bis 64; 78 bis 81) vorgesehen sind, die quadrantenweise angeordnet und als an einer Stelle offene Leiterschleifen ausgebildet sind, wobei die Leiterschleifen jeweils in erste (73; 82), zweite (74; 83) und dritte (75; 84) Schleifenabschnitte unterteilt sind, die in zueinander senkrecht stehenden Ebenen (xy; yz; xz) verlaufen, wobei jeweils – Benachbarte (73, 75; 82, 84) der Schleifenabschnitte benachbarter Leiterbahnen (61 bis 64; 78 bis 81) in zueinander parallelen Ebenen (yz, xz) und – weitere Schleifenabschnitte (74; 83) der Leiterbahnen (61 bis 64; 78 bis 81) in einer gemeinsamen Ebene (xy) verlaufen, die senkrecht auf den parallelen Ebenen steht.
Sensor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifenabschnitte (73 bis 75) mit geradlinigen und zueinander abgewinkelten Abschnitten (76), insbesondere rechtwinklig oder mehreckig, ausgeführt sind.
Sensor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifenabschnitte (82 bis 84) geradlinig oder gekrümmt ausgeführt sind.