DE102007023385A1 - Device for non-contact detection of linear or rotational movements - Google Patents

Device for non-contact detection of linear or rotational movements Download PDF

Info

Publication number
DE102007023385A1
DE102007023385A1 DE102007023385A DE102007023385A DE102007023385A1 DE 102007023385 A1 DE102007023385 A1 DE 102007023385A1 DE 102007023385 A DE102007023385 A DE 102007023385A DE 102007023385 A DE102007023385 A DE 102007023385A DE 102007023385 A1 DE102007023385 A1 DE 102007023385A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sensor
chip sensor
chip
coordinate system
magnetic field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102007023385A
Other languages
German (de)
Inventor
Wolfgang Welsch
Christian Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102007023385A priority Critical patent/DE102007023385A1/en
Priority to PCT/EP2008/054165 priority patent/WO2008141860A1/en
Priority to JP2010508759A priority patent/JP2010527454A/en
Priority to CN200880016468A priority patent/CN101688790A/en
Publication of DE102007023385A1 publication Critical patent/DE102007023385A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • 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
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung von Linear- oder Rotationsbewegungen, insbesondere zur Erfassung der Rotation eines Fahrzeugrades. Die Messvorrichtung arbeitet mit einem ortsfesten magnetoresistiven Chipsensor (14) und einer diesem unter Freilassung eines Luftspaltes (13, 23) benachbarten Magnetfeldgebereinrichtung (10, 22), deren einzelne Magnetsegmente (12, 24) in ihrer Polung wechselweise im Wesentlichen in z-Richtung eines dreidimensionalen x/y/z-Koordinatensystems (17, 25, 27) magnetisiert sind, wobei der Chipsensor (14) mit seinen Großflächen (16) im Wesentlichen in der x/y-Ebene oder in der x/z-Ebene des Koordinatensystems (17, 25, 27) oder in einer Zwischenlage zu diesen Ebenen ausgerichtet ist. Hierbei liegen die Messrichtung und die Großfläche (16) des Chipsensors (14) jeweils in x-Richtung des x/y/z-Koordinatensystems.The invention relates to a device for non-contact detection of linear or rotational movements, in particular for detecting the rotation of a vehicle wheel. The measuring device operates with a stationary magnetoresistive chip sensor (14) and a magnetic field transmitter device (10, 22) adjacent to it leaving an air gap (13, 23), whose individual magnet segments (12, 24) alternate in polarity essentially in the z direction of one three-dimensional x / y / z coordinate system (17, 25, 27) are magnetized, wherein the chip sensor (14) with its large areas (16) substantially in the x / y plane or in the x / z plane of the coordinate system ( 17, 25, 27) or aligned in an intermediate position to these planes. In this case, the measuring direction and the large area (16) of the chip sensor (14) each lie in the x direction of the x / y / z coordinate system.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung von Linear- oder Rotationsbewegungen, insbesondere zur Erfassung der Rotation eines Fahrzeugrades, mit einem ortsfesten magnetoresitiven Chipsensor und einer diesem unter Freilassung eines Luftspaltes benachbarten, beweglichen Magnetfeldgebereinrichtung.The The invention is based on a device for non-contact Detection of linear or rotational movements, in particular for Detecting the rotation of a vehicle wheel, using a stationary magnetoresistive Chipsensor and this one, leaving an air gap adjacent, movable magnetic encoder means.

Aus der DE 103 57 149 A1 ist bereits eine Vorrichtung bekannt, welche eine Magnetsensoranordnung aufweist mit einer magnetfeldempfindlichen Sensorschicht in einem integrierten GMR-Spin-Valve-Mehrschichtsystem, dessen magnetfeldempfindliche Sensorelemente zu einer Messbrücke verschaltet sind und dessen elektrischer Widerstand in Abhängigkeit von einem äußeren Magnetfeld veränderbar ist. Die Sensorelemente sind hierbei jeweils aus Schichtsystemen aufgebaut, welche aus dünnen, abwechselnd magnetisierten und nicht magnetisierten Metallschichten bestehen, bei denen eine starke Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes von einem angelegten Magnetfeld aufgrund spinabhängiger Elektronenstreuung vorliegt. Hierbei wird eine weichmagnetische Detektionsschicht durch eine nichtmagnetische Zwischenschicht von einer magnetisch härteren Schicht getrennt. Die nichtmagnetische Zwischenschicht weist eine derartige Schichtdicke auf, dass nur eine geringe magnetische Koppelung zwischen den beiden magnetischen Schichten über die nichtmagnetische Zwischenschicht erfolgt, wodurch man erreicht, dass die Magnetisierungsrichtung der weichmagnetischen Detektionsschicht schon sehr kleinen externen Magnetfeldern folgt. Die einzelnen Schichtsysteme sind entweder paarweise zur Differenzmessung oder vorzugsweise als Vierergruppe zu einer Wheatstoneschen Messbrücke verschaltet und dabei in einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet, derart, dass ein homogenes Magnetfeld kein Brückensignal bewirkt. Eine Veränderung des Magnetfeldes im Bereich des vorgegebenen Abstands erzeugt jedoch ein Brückensignal entsprechend der Magnetisierung einer Magnetfeldgebereinrichtung, deren Polpaarabstand etwa dem vorgegebenen Gradiometerabstand der Brückenschaltung entspricht.From the DE 103 57 149 A1 An apparatus is already known which has a magnetic sensor arrangement with a magnetic field-sensitive sensor layer in an integrated GMR spin valve multilayer system whose magnetic field-sensitive sensor elements are connected to a measuring bridge and whose electrical resistance in response to an external magnetic field is variable. The sensor elements are each constructed of layer systems which consist of thin, alternately magnetized and non-magnetized metal layers, in which a strong dependence of the electrical resistance of an applied magnetic field due to spin-dependent electron scattering is present. Here, a soft magnetic detection layer is separated by a non-magnetic intermediate layer of a magnetically harder layer. The nonmagnetic intermediate layer has such a layer thickness that only a small magnetic coupling between the two magnetic layers takes place via the nonmagnetic intermediate layer, which ensures that the magnetization direction of the soft magnetic detection layer follows very small external magnetic fields. The individual layer systems are connected either in pairs for differential measurement or preferably as a group of four to form a Wheatstone measuring bridge and are arranged at a predetermined distance from one another such that a homogeneous magnetic field does not cause a bridge signal. A change in the magnetic field in the region of the predetermined distance, however, generates a bridge signal corresponding to the magnetization of a magnetic field sensor device whose pole pair spacing corresponds approximately to the predetermined gradiometer spacing of the bridge circuit.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat gegenüber bekannten Vorrichtungen den Vorteil, dass ein Sensor realisiert werden kann, welcher bei im Wesentlichen identischer Bauform die Detektierung der Drehzahl eines Multipolrades sowohl bei axialer als auch bei radialer Magnetisierung oder auch bei Messungen an einer Multipol-Lineareinheit ermöglicht. Dabei wird vorzugsweise die hohe Empfindlichkeit von grundsätzlich bekannten Sensoren in der Chipebene genutzt, insbesondere von GMR- oder TMR-Sensoren. Hiermit lassen sich Messanordnungen für Linear- oder Rotationsbewegungen realisieren, deren Chipebene parallel oder senkrecht zur Oberfläche der Multipolanordnung oder in einer beliebigen Winkellage dazwischen liegt. Im Falle von Rotationsbewegungen kann die gleiche Sensorausführung sowohl in Verbindung mit axial magnetisierten wie auch mit radial magnetisierten Multipolrädern verwendet werden und hierdurch die Variantenvielfalt der Sensorbauformen verringert werden, wodurch sich höhere Stückzahlen mit niedrigeren Fertigungskosten und eine einfachere Lagerhaltung ergeben. Gegenüber bekannten Messanordnungen mit Hallsensoren, welche nur die Messung der Komponente der magnetischen Flussdichte senkrecht zur Chipebene erlauben, können der Einbauraum verringert und durch den Wegfall der Beinchenbiegung des integrierten Schaltkreises um 90° sowohl Werkzeug- als auch Prozesskosten eingespart werden. Zusätzlich sind eine Qualitätsverbesserung und eine höhere Produktionsausbeute erzielbar, da Beschädigungen am Sensor durch eine notwendige Biegung für unterschiedliche Einbaulagen vermieden werden.The inventive device with the features of the independent claim has over known Devices have the advantage that a sensor can be realized which with essentially identical design, the detection the speed of a multipole wheel both axial and at radial magnetization or even measurements on a multipole linear unit allows. In this case, preferably the high sensitivity of basically known sensors used in the chip level, in particular GMR or TMR sensors. This allows measuring arrangements realize for linear or rotational movements whose Chip plane parallel or perpendicular to the surface of the multipole assembly or in any angular position in between. In the case of rotational movements can be the same sensor design both in conjunction used with axially magnetized as well as radially magnetized multipole wheels and thereby reduce the variety of sensor designs be, resulting in higher volumes with lower Resulting in production costs and easier storage. Across from known measuring arrangements with Hall sensors, which only the measurement the component of the magnetic flux density perpendicular to the chip plane allow the installation space can be reduced and by the Elimination of the leg bend of the integrated circuit by 90 ° both Tool and process costs can be saved. additionally are a quality improvement and a higher production yield achievable, since damage to the sensor by a necessary Bending for different mounting positions can be avoided.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen vorgeschlagenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Um eine hohe Messempfindlichkeit der Vorrichtung zu gewährleisten eignen sich als Sensoren vorzugsweise GMR-Spin-Valve-Sensoren oder hochempfindliche TMR-Sensoren.By those proposed in the dependent claims Measures are advantageous developments and improvements the device specified in the independent claim possible. Around to ensure a high measuring sensitivity of the device are suitable as sensors preferably GMR spin valve sensors or highly sensitive TMR sensors.

Hinsichtlich der Bauweise des Chipsensors ist es besonders zweckmäßig, wenn der IC des Sensors in dessen vorderem Bereich nahe der von den elektrischen Anschlussleitungen abgewandten Kante des Sensors angeordnet ist, sodass auch bei einer Einbaulage des Chips mit seinen Großflächen senkrecht zur Ausrichtung der magnetischen Geberelemente ein kleiner Luftspalt und eine hohe Messempfindlichkeit realisierbar werden.Regarding the design of the chip sensor, it is particularly useful if the IC of the sensor in its front area near the of the electrical connection lines facing away from the edge of the sensor is arranged so that even with a mounting position of the chip with his Large areas perpendicular to the orientation of the magnetic Encoder elements a small air gap and a high sensitivity become feasible.

Zur Erzielung einer besonders kompakten, Raum sparenden Bauform bei der Erfassung von Rotationsbewegungen, beispielsweise innerhalb eines Radlagers, ist es vorteilhaft, wenn die Magnetfeldgebereinrichtung als axial magnetisiertes Polrad ausgebildet ist, wodurch sich die Erstreckung des Sensors in dieser Richtung deutlich verkürzen lässt. Andererseits kann durch eine radiale Magnetisierung von flachen Magnetsegmenten der Durchmesser der Sensoreinheit reduziert werden.to Achieving a particularly compact, space-saving design the detection of rotational movements, for example within a wheel bearing, it is advantageous if the magnetic encoder means is formed as an axially magnetized pole wheel, whereby the Significantly shorten the extension of the sensor in this direction leaves. On the other hand, by a radial magnetization reduced by flat magnet segments of the diameter of the sensor unit become.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are in illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

Es zeigenIt demonstrate

1 das Prinzip einer Messvorrichtung mit einer axial ausgerichteten Magnetfeldgebereinrichtung in Form eines axial magnetisierten Multipolrades, 1 the principle of a measuring device with an axially oriented magnetic field transmitter device in the form of an axially magnetized multipole wheel,

2 das Prinzip einer Messvorrichtung mit einer radial ausgerichteten Magnetfeldgebereinrichtung und 2 the principle of a measuring device with a radially oriented magnetic encoder means and

3 eine perspektivische Prinzipdarstellung einer Messvorrichtung, welche die Anordnung eines Chipsensors wahlweise parallel oder senkrecht zur Ausrichtung der Elemente der Gebereinrichtung zeigt, wobei die Großfläche des Chipsensors jeweils in Messrichtung ausgerichtet ist. 3 a perspective schematic diagram of a measuring device, which shows the arrangement of a chip sensor optionally parallel or perpendicular to the orientation of the elements of the transducer device, wherein the large surface of the chip sensor is aligned in each case in the measuring direction.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

In 1 ist das Prinzip einer Messvorrichtung mit einer axial wirkenden Magnetfeldgebereinheit in Form eines axial magnetisierten Multipolrades 10 dargestellt, dessen einzelne Magnetsegmente 12 senkrecht zur Zeichenebene eine geringe Dicke aufweisen und in ihrer trapezförmigen Gestalt kreisringförmig angeordnet sind. Von dem gesamten Multipolrad 10 ist nur ein Ausschnitt dargestellt, wobei sich die einzelnen Magnetsegmente 12 mit jeweils wechselnder Polung aneinander reihen. Ein magnetoresistiver Chipsensor 14 ist etwa mittig über den Magnetsegmenten 12 angeordnet, derart, dass er unter Freilassung eines axialen Luftspaltes 13 mit seinen Großflächen parallel zu den Oberflächen der Magnetsegmente 12 in Messrichtung ausgerichtet ist. Der für die Messung relevante, von den Magnetsegmenten 12 erzeugte Fluss ist mit Bx bezeichnet und parallel zu den Großflächen 16 des Chipsensors 14 gerichtet. Die Bezeichnung des magnetischen Flusses Bx entspricht der x-Achse eines x/y/z-Koordinatensystems 17, wobei die Magnetisierungsrichtung der Segmente 12 der z-Richtung und die Ausrichtung der Großflächen 16 des Chipsensors 14 der x/y-Ebene entspricht.In 1 is the principle of a measuring device with an axially acting magnetic field generator unit in the form of an axially magnetized multipole wheel 10 represented, whose individual magnet segments 12 have a small thickness perpendicular to the plane and are arranged in an annular shape in their trapezoidal shape. From the entire multipole wheel 10 only a section is shown, with the individual magnet segments 12 with each alternating polarity string together. A magnetoresistive chip sensor 14 is approximately centered over the magnet segments 12 arranged such that it releases an axial air gap 13 with its large surfaces parallel to the surfaces of the magnet segments 12 aligned in the measuring direction. The relevant for the measurement, of the magnet segments 12 flow generated is labeled Bx and parallel to the large areas 16 of the chip sensor 14 directed. The designation of the magnetic flux Bx corresponds to the x-axis of an x / y / z coordinate system 17 , wherein the magnetization direction of the segments 12 the z-direction and the orientation of the large areas 16 of the chip sensor 14 corresponds to the x / y plane.

Die in 1 nur anhand ihrer wesentlichen Messelemente dargestellte Vorrichtung ermöglicht die berührungslose Erfassung von Rotationsbewegungen, insbesondere die Erfassung der Rotation eines Fahrzeugrades, welche beispielsweise zur Steuerung der Bremswirkung in Antiblockiersystemen oder bei der elektronischen Fahrzeugstabilisierung benötigt werden. Anstelle einer kreisringförmigen Anordnung der Magnetsegmente 12 ist jedoch auch eine lineare Ausrichtung der Segmente möglich zur Erfassung von Linearbewegungen. Die Stromversorgung des Chipsensors 14 erfolgt über zwei Zuleitungen 18 und 20 über die in bekannter Weise auch die Sensorsignale bereitgestellt werden.In the 1 Only shown on the basis of their essential measuring elements device allows the contactless detection of rotational movements, in particular the detection of the rotation of a vehicle wheel, which are needed for example to control the braking effect in anti-lock braking systems or electronic vehicle stabilization. Instead of a circular arrangement of the magnet segments 12 However, a linear alignment of the segments is possible for detecting linear movements. The power supply of the chip sensor 14 via two supply lines 18 and 20 be provided in a known manner, the sensor signals.

2 zeigt eine ähnliche Anordnung wie 1, wobei der Chipsensor 14 gleich aufgebaut und gestaltet ist wie in 1. In dieser Anordnung mit einem radial magnetisierten Multipolrad 22 mit wechselnd gepolten Magnetsegmenten 24 ist der Chipsensor 14 unter Freilassung eines Luftspaltes 23 mit seinen Großflächen 16 in der x/z-Ebene des x/y/z-Koordinatensystems 25 ausgerichtet, wobei die Messrichtung und der von dem Chipsensor 14 erfasste Magnetfluss Bx wiederum in x-Richtung des Koordinatensystems weisen. Bei dieser radialen Ausrichtung der Magnetsegmente 24 kann der Chipsensor 14 in unveränderter Bauform wie bei einer axialen Magnetisierung der Magnetsegmente 12 gemäß 1 benutzt werden. Der Sensor 14 ist in beiden Anwendungen bei 1 und 2 vorzugsweise als GMR-(Giant Magneto Resistance)-Sensor in bekannter Weise aufgebaut und wird daher hier nicht näher beschrieben. Die Schichtsysteme des Sensors sind vorzugsweise in der ebenfalls bekannten Spin-Valve-Ausführung gestaltet, wodurch sich eine erhöhte Empfindlichkeit des Sensors realisieren lässt. Eine sehr vorteilhafte Gestaltung des Chipsensors 14 ist auch die Bauform als TMR-(Tunnel Magneto Resistance)-Sensor, welcher ebenfalls eine sehr hohe Messgenauigkeit aufweist. Grundsätzlich sind jedoch für die Messungen auch Sensoren in der AMR-(Anisotrop Magneto Resistance)-Bauform verwendbar. 2 shows a similar arrangement as 1 where the chip sensor 14 the same structure and design as in 1 , In this arrangement with a radially magnetized multipole wheel 22 with alternating polarized magnet segments 24 is the chip sensor 14 leaving an air gap 23 with its large areas 16 in the x / z plane of the x / y / z coordinate system 25 aligned, with the measuring direction and that of the chip sensor 14 detected magnetic flux Bx again point in the x direction of the coordinate system. In this radial alignment of the magnet segments 24 can the chip sensor 14 in unchanged design as in an axial magnetization of the magnet segments 12 according to 1 to be used. The sensor 14 is included in both applications 1 and 2 preferably constructed as a GMR (Giant Magneto Resistance) sensor in a known manner and will therefore not be described here. The layer systems of the sensor are preferably designed in the likewise known spin valve design, as a result of which an increased sensitivity of the sensor can be realized. A very advantageous design of the chip sensor 14 is also the design as a TMR (Tunnel Magneto Resistance) sensor, which also has a very high measurement accuracy. In principle, however, sensors in the AMR (Anisotropic Magneto Resistance) design can also be used for the measurements.

3 zeigt nochmals in schematisierter Darstellung die beiden Möglichkeiten der Anordnung der Chipsensoren 14 einerseits parallel zur Oberfläche der Magnetfeldgebereinrichtung gemäß 1 und andererseits senkrecht zur Oberfläche der Magnetfeldgebereinrichtung gemäß 2. In beiden Anordnungen ist der für die Messung relevante Fluss Bx, beziehungsweise die Flussänderung, in x-Richtung des x/y/z Koordinatensystems 27 ausgerichtet und verläuft parallel zu den Großflächen 16 der Chipsensoren 14. 3 shows again in a schematic representation of the two possibilities of the arrangement of the chip sensors 14 on the one hand parallel to the surface of the magnetic field generator device according to 1 and on the other hand perpendicular to the surface of the magnetic field generating device according to 2 , In both arrangements, the flux Bx relevant for the measurement, or the flux change, is in the x-direction of the x / y / z coordinate system 27 aligned and runs parallel to the large areas 16 the chip sensors 14 ,

Beim Einbau des Chipsensors 14 in der senkrechten Ausrichtung zur Oberfläche der Magnetsegmente 12 entsprechend der rechten Darstellung in 3 ist es wichtig, dass der in dem Chipsensor 14 verbaute IC möglichst weit vorne nahe der Kante 26 im Sensor liegt. Er kann so einen großen Luftspaltbereich abdecken, obwohl sich entsprechend der Position des IC gegenüber der Magnetoberfläche im Gegensatz zur parallelen Ausrichtung der Luftspalt vergrößert. Durch eine entsprechende Gestaltung und die hohe Empfindlichkeit, insbesondere von GMR-Sensoren, kann jedoch im Vergleich zu Hallsensoren eine Reduktion des Messbereichs bei der senkrechten Montage über der Messoberfläche praktisch vollständig ausgeglichen werden.When installing the chip sensor 14 in the vertical orientation to the surface of the magnet segments 12 according to the right-hand illustration in 3 it is important that in the chip sensor 14 installed IC as far forward near the edge 26 located in the sensor. It can thus cover a large air gap area, although increases in accordance with the position of the IC relative to the magnetic surface in contrast to the parallel orientation of the air gap. By means of a corresponding design and the high sensitivity, in particular of GMR sensors, however, a reduction of the measuring range in the case of vertical mounting over the measuring surface can be virtually completely compensated in comparison to Hall sensors.

In der Ausführung gemäß 3 ist der Chipsensor 14 mit jeweils vier Anschlussleitungen 28, 30, 32, 34 dargestellt zur Verdeutlichung eines inneren Aufbaus mit einer Wheatstone-Brückenschaltung mit vier Widerstandsbereichen, welchen an zwei Verbindungspunkten eine Versorgungsspannung zugeführt wird und zwischen zwei weiteren Verbindungspunkten in der Brückendiagonale in bekannter Weise ein Messwert abgegriffen wird.In the execution according to 3 is the chip sensor 14 each with four connecting cables 28 . 30 . 32 . 34 illustrated to illustrate an internal structure with a Wheatstone bridge circuit with four resistance regions, which is supplied at two connection points, a supply voltage and between two other connection points in the bridge diagonal in a known manner a measured value is tapped.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt eine Ausführungsform eines magnetoresistiven Chipsensors 14 dar, welche bei der Bewegung gegenüber den Magnetsegmenten 12 oder 24 in x-Richtung der angegebenen Koordinatensysteme die Messung sowohl bei radialer als auch bei axialer oder linearer Ausrichtung der Magnetsegmente ermöglicht. Dadurch lassen sich unter Beibehaltung der Messrichtung die in den 1 bis 3 gezeigten Messanordnungen zur Erfassung der Änderung der magnetischen Flussdichte Bx mit ein und demselben Sensor 14 realisieren. Hierdurch können Einbausituationen bedient werden, für die bisher unterschiedliche Sensorausführungen erforderlich waren.The device according to the invention represents an embodiment of a magnetoresistive chip sensor 14 which, when moving against the magnet segments 12 or 24 in the x direction of the specified coordinate systems, the measurement allows both radial and axial or linear alignment of the magnet segments. As a result, while maintaining the measuring direction in the 1 to 3 shown measuring arrangements for detecting the change of the magnetic flux density Bx with one and the same sensor 14 realize. As a result, installation situations can be operated for the previously different sensor designs were required.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 10357149 A1 [0002] - DE 10357149 A1 [0002]

Claims (7)

Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung von Linear- oder Rotationsbewegungen, insbesondere zur Erfassung der Rotation eines Fahrzeugrades, mit einem ortsfesten magnetoresitiven Chipsensor (14) und einer diesem unter Freilassung eines Luftspaltes (13, 23) benachbarten, beweglichen Magnetfeldgebereinrichtung, deren einzelne Magnetsegmente (12, 24) in ihrer Polung wechselweise im Wesentlichen in z-Richtung eines dreidimensionalen x/y/z-Koordinatensystems (17, 25, 27) magnetisiert sind, wobei der Chipsensor (14) mit seinen Großflächen (16) im Wesentlichen in der x/y-Ebene oder in der x/z-Ebene des Koordinatensystems (17, 25, 27) oder in einer Zwischenlage zu diesen Ebenen ausgerichtet ist, derart, dass die Messrichtung und die Großfläche (16) des Chipsensors (14) in x-Richtung des Koordinatensystems (17, 25, 27) verlaufen.Device for the contactless detection of linear or rotational movements, in particular for detecting the rotation of a vehicle wheel, with a stationary magnetoresistive chip sensor ( 14 ) and a this with the release of an air gap ( 13 . 23 ) adjacent, movable magnetic field sensor device whose individual magnetic segments ( 12 . 24 ) in their polarity alternately substantially in the z-direction of a three-dimensional x / y / z coordinate system ( 17 . 25 . 27 ) are magnetized, the chip sensor ( 14 ) with its large areas ( 16 ) substantially in the x / y plane or in the x / z plane of the coordinate system ( 17 . 25 . 27 ) or is aligned in an intermediate position to these planes, such that the measuring direction and the large area ( 16 ) of the chip sensor ( 14 ) in the x-direction of the coordinate system ( 17 . 25 . 27 ). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Chipsensor (14) ein GMR(Giant Magneto Resistance)-Sensor ist.Device according to claim 1, characterized in that the chip sensor ( 14 ) is a GMR (Giant Magneto Resistance) sensor. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Chipsensor (14) als GMR-Spin Valve-Sensor ausgebildet ist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the chip sensor ( 14 ) is designed as a GMR spin valve sensor. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Chipsensor (14) ein TMR(Tunnel Magneto Resistance)-Sensor istDevice according to claim 1, characterized in that the chip sensor ( 14 ) is a TMR (Tunnel Magneto Resistance) sensor Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldgebereinrichtung als radial magnetisiertes Mulipolrad (22) ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic field generator device as radially magnetized Mulipolrad ( 22 ) is trained. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldgebereinrichtung als axial magnetisiertes Multipolrad (10) ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the magnetic field generator device as an axially magnetized multipole wheel ( 10 ) is trained. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der IC des Chipsensors (14) in dessen vorderem Bereich nahe der von den elektrischen Anschlussleitungen (18, 20; 28–34) abgewandten Kante (26) des Sensors angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the IC of the chip sensor ( 14 ) in its front area near that of the electrical connection lines ( 18 . 20 ; 28 - 34 ) facing away edge ( 26 ) of the sensor is arranged.
DE102007023385A 2007-05-18 2007-05-18 Device for non-contact detection of linear or rotational movements Ceased DE102007023385A1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007023385A DE102007023385A1 (en) 2007-05-18 2007-05-18 Device for non-contact detection of linear or rotational movements
PCT/EP2008/054165 WO2008141860A1 (en) 2007-05-18 2008-04-07 Device for the contact-free detection of linear or rotational movements
JP2010508759A JP2010527454A (en) 2007-05-18 2008-04-07 Device for non-contact detection of linear or rotational movement
CN200880016468A CN101688790A (en) 2007-05-18 2008-04-07 Device for the contact-free detection of linear or rotational movements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007023385A DE102007023385A1 (en) 2007-05-18 2007-05-18 Device for non-contact detection of linear or rotational movements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007023385A1 true DE102007023385A1 (en) 2008-11-20

Family

ID=39592748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007023385A Ceased DE102007023385A1 (en) 2007-05-18 2007-05-18 Device for non-contact detection of linear or rotational movements

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2010527454A (en)
CN (1) CN101688790A (en)
DE (1) DE102007023385A1 (en)
WO (1) WO2008141860A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011066969A1 (en) * 2009-12-04 2011-06-09 Hirschmann Automotive Gmbh Hall-based rotational angle measuring system, in particular for hand-operated throttles
DE102011079633A1 (en) 2011-07-22 2013-01-24 Robert Bosch Gmbh Magnetic sensor for measuring a magnetic field of a magnetic multipole and associated device for determining motion parameters
DE102011079631A1 (en) 2011-07-22 2013-01-24 Robert Bosch Gmbh Device for determining motion parameters
DE102018106438A1 (en) 2017-12-13 2019-06-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Sensor arrangement with a Multipolencoder and rotary bearing with such a sensor arrangement
DE102019120790A1 (en) * 2019-08-01 2021-02-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Sensor arrangement with multipole encoder and rotation bearing
DE102021118230A1 (en) 2021-07-14 2023-01-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Device for non-contact detection of movements

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015102013A1 (en) * 2015-02-12 2016-08-18 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Sensor device with a torque sensor device and an incremental sensor device and motor vehicle with such a sensor device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10357149A1 (en) 2003-12-06 2005-06-30 Robert Bosch Gmbh The magnetic sensor system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0660824B2 (en) * 1985-08-14 1994-08-10 株式会社日立製作所 Absolute position detector
US6246233B1 (en) * 1994-12-30 2001-06-12 Northstar Technologies Inc. Magnetoresistive sensor with reduced output signal jitter and temperature compensation
JP3397026B2 (en) * 1995-12-06 2003-04-14 トヨタ自動車株式会社 Magnetic rotation detector
JP2001124589A (en) * 1999-10-22 2001-05-11 Asahi Optical Co Ltd Surveying machine mounted with magnetic encoder
DE102004047770B4 (en) * 2004-09-30 2014-08-21 Infineon Technologies Ag Sensor for generating an output signal due to a measuring magnetic field and method for matching and for operating such
JP4288676B2 (en) * 2005-09-30 2009-07-01 日立金属株式会社 Magnetic encoder

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10357149A1 (en) 2003-12-06 2005-06-30 Robert Bosch Gmbh The magnetic sensor system

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011066969A1 (en) * 2009-12-04 2011-06-09 Hirschmann Automotive Gmbh Hall-based rotational angle measuring system, in particular for hand-operated throttles
DE102011079633A1 (en) 2011-07-22 2013-01-24 Robert Bosch Gmbh Magnetic sensor for measuring a magnetic field of a magnetic multipole and associated device for determining motion parameters
DE102011079631A1 (en) 2011-07-22 2013-01-24 Robert Bosch Gmbh Device for determining motion parameters
WO2013013854A1 (en) 2011-07-22 2013-01-31 Robert Bosch Gmbh Magnetic sensor for measuring a magnetic field of a magnetic multipole and corresponding device for determining motion parameters
WO2013013855A1 (en) 2011-07-22 2013-01-31 Robert Bosch Gmbh Device for determining motion parameters
US9612135B2 (en) 2011-07-22 2017-04-04 Robert Bosch Gmbh Device for determining motion parameters
DE102018106438A1 (en) 2017-12-13 2019-06-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Sensor arrangement with a Multipolencoder and rotary bearing with such a sensor arrangement
DE102019120790A1 (en) * 2019-08-01 2021-02-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Sensor arrangement with multipole encoder and rotation bearing
DE102021118230A1 (en) 2021-07-14 2023-01-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Device for non-contact detection of movements
WO2023284907A1 (en) 2021-07-14 2023-01-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Device for the contactless detection of movements

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008141860A1 (en) 2008-11-27
CN101688790A (en) 2010-03-31
JP2010527454A (en) 2010-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018114131A1 (en) Stray field-robust magnetic position sensor arrangement
DE102007025000B3 (en) Magnetic field sensor for monitoring wheel movement in anti-skid system of automobiles, has magnetic field sensor arrangement and magnet body
EP2156143B1 (en) Magnetic field sensor
DE102008030334B4 (en) Method for low-interference non-contact measurement of high currents and associated high-current sensor
DE102014103190A1 (en) Sensors, systems and methods for detecting fault current
WO2011036196A1 (en) Method for analyzing signals from an angle sensor
DE102007013755A1 (en) Indicator element for a magnetic rotary encoder
EP1725837A1 (en) Magnet sensor arrangement
DE102007023385A1 (en) Device for non-contact detection of linear or rotational movements
EP1725836A1 (en) Magnetic sensor arrangement
DE102013207159A1 (en) MAGNETIC SENSOR
DE10158053A1 (en) sensor arrangement
DE102009022821A1 (en) Methods and systems for magnetic field detection
DE112016000720B4 (en) Sensor arrangement for position detection and method for assisting in determining the position of an object
DE102015106521A1 (en) Magnetic field sensor device
DE102015100226A1 (en) Magnetic field sensor and magnetic field detection method
DE19612422C2 (en) Potentiometer device with a linearly displaceable control element and signal-generating means
DE102021126775A1 (en) ZERO GAUSS MAGNET FOR DIFFERENTIAL, ROTATION-INDENSITIVE MAGNETIC SPEED SENSORS
DE102015013022A1 (en) Magnetic field measuring device
DE102013222073A1 (en) Position measuring device
DE102014110438B4 (en) XMR sensor device
DE102015100191A1 (en) Magnetism detection element and rotation detector
EP0867692B1 (en) Device for contact-free determination of an object's position and use of the device
DE102019215947A1 (en) MEASURING ARRANGEMENT AND SENSOR PACKAGE
DE10230510B4 (en) sensor arrangement

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20131031

R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final