DE102009020570B4 - Monolithischer Schaltkreis mit integrierten Sensoren und diesen Schaltkreis umfassende Vorrichtung zur Materialprüfung - Google Patents

Monolithischer Schaltkreis mit integrierten Sensoren und diesen Schaltkreis umfassende Vorrichtung zur Materialprüfung Download PDF

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Abstract

Vorrichtung (10; 100) zur Materialprüfung und/oder Positionsmessung, umfassend
einen monolithischen Schaltkreis (80; 160) mit wenigstens einem integrierten optischen Sensor (81, 84; 170, 180), mit wenigstens einem integrierten magnetischen Sensor (82, 83; 190) und mit einer integrierten Einrichtung zum Auswerten und/oder Verarbeiten der von dem wenigstens einen optischen Sensor (81, 84; 170, 180) und dem wenigstens einen magnetischen Sensor (82, 83; 190) gelieferten Signalen, und
eine magnetooptische Erzeugungseinrichtung (20, 60, 70, 90; 110, 120) zum Erzeugen von optischen und magnetischen Signalen, die wenigstens eine Materialprobe und/oder wenigstens eine physikalische Maßverkörperung (20) aufweist, welche lichtdurchlässige und/oder optisch reflektierende Bereiche sowie magnetische und/oder magnetisierbare Bereiche enthält, wobei
der monolithische Schaltkreis (80, 160) und die magnetooptische Erzeugungseinrichtung (20, 60, 70, 90; 110, 120) derart zueinander angeordnet sind, dass der monolithische Schaltkreis (80, 160) optische und magnetische Signale, welche Informationen von den lichtdurchlässigen und/oder optisch reflektierenden sowie den magnetischen und/oder magnetisierbaren Bereichen...

Description

  • Die Erfindung betrifft einen monolithischen Schaltkreis mit wenigstens einem integrierten optischen Sensor und wenigstens einem integrierten magnetischen Sensor. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Materialprüfung und/oder Positionsmessung, welche einen solchen monolithischen Schaltkreis enthält.
  • Vorrichtungen zur Positionsmessung sind beispielsweise aus der DE 195 06 938 A1 , US 6 763 733 B2 , DE 44 13 098 A1 oder der DE 103 32 413 B1 bekannt.
  • Auf dem Gebiet der Materialprüfung oder Positionsmessung werden verteilte ortsabhängige Inhomogenitäten und Fehlstellen bzw. ortsabhängige, gezielt als Maßverkörperungen eingebrachte Codierungen verwendet, die entweder optisch oder magnetisch abtastbare Bereiche aufweisen. Inhomogenitäten im Material bzw. Codierungen auf Maßverkörperungen können beispielsweise mit einem Fotosensor bzw. einem Hallsensor abgetastet werden. Die Ausgangssignale des Foto- bzw. Hallsensors werden dann in einer separaten Auswerteeinrichtung ausgewertet und verarbeitet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen monolithischen Schaltkreis sowie eine Vorrichtung zur Materialprüfung und/oder Positionsmessung bereit zu stellen, mit denen unterschiedliche physikalische Signale gleichzeitig und an einem gemeinsamen Ort detektiert werden können, so Inhomogenitäten im Material bzw. Codierungen auf Maßverkörperungen durch eine Plausibilitätskontrolle zwischen den unterschiedliche physikalische Signalen erkannt werden können.
  • Ein Kerngedanke der Erfindung ist darin zu sehen, einen monolithischen Schaltkreis zu schaffen, welcher wenigstens zwei integrierte Sensoren aufweist, die unterschiedliche physikalische Größen detektieren können. Wenigstens ein Sensor fungiert als optischer Sensor, während wenigstens ein weiterer Sensor als magnetischer Sensor ausgebildet ist. Denkbar ist auch, dass einer der Sensoren ein kapazitiver Sensor ist.
  • Das oben genannte technische Problem wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 8 gelöst.
  • Diese Merkmale definieren einen monolithischen Schaltkreis, der wenigstens einen integrierten optischen Sensor, wenigstens einen integrierten magnetischen Sensor und eine integrierte Einrichtung zum Auswerten und/oder Verarbeiten der von dem wenigstens einen optischen Sensor und dem wenigstens einen magnetischen Sensor gelieferten Signale aufweist.
  • Ferner ist eine magnetooptische Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen von optischen und magnetischen Signalen vorgesehen, die derart zum monolithischen Schaltkreis angeordnet ist, dass der monolithische Schaltkreis die optischen und die magnetischen Signale detektieren sowie auswerten und/oder verarbeiten kann und für eine Plausibilitätsprüfung verarbeiten kann.
  • Die Plausibilitätsprüfung beruht auf einer Prüfung, ob die detektierten optischen und magnetischen Signale jeweils unabhängig zu einem vergleichbaren Ergebnis führen.
  • Angemerkt sei an dieser Stelle, dass es sich bei dem optischen Sensor um einen Fotosensor und bei dem magnetischen Sensor um einen Hallsensor handeln kann.
  • Mit dem monolithischen Schaltkreis ist es nunmehr möglich, gleichzeitig unterschiedliche physikalische Signale, nämlich optische und magnetische Signale zu detektieren und als zusammengehörende Signale auszuwerten und/oder zu verarbeiten. Hierzu kann der monolithische Schaltkreis in unmittelbarer Nähe der magnetooptischen Erzeugungseinrichtung angeordnet sein.
  • In vorteilhafter Weise kann die Auswerte- und/oder Verarbeitungseinrichtung unter Ansprechen auf die von dem wenigstens einen optischen Sensor und dem wenigstens einen magnetischen Sensor gelieferten Signale Steuersignale erzeugen, die zur Kompensation und/oder Regelung und/oder Steuerung insbesondere von Einflussgrößen, wie z. B. der Temperatur, Alterung und mechanischer Kräfte dienen. Die erzeugten Steuersignale können ferner zur Linearisierung oder zur Kalibrierung des optischen und/oder magnetischen Sensors herangezogen werden.
  • Die magnetooptische Einrichtung weist wenigstens eine Materialprobe und/oder wenigstens eine physikalische Maßverkörperung auf, welche lichtdurchlässige und/oder optisch reflektierende Bereiche sowie magnetische und/oder magnetisierbare Bereiche enthalten. Magnetisierbare Bereiche können je nach Anwendungsfall und Kundenbedarf magnetisiert werden. Wird eine Materialprobe verwendet, kann der monolithische Schaltkreis mittels lichtdurchlässiger und/oder optisch reflektierender Bereiche sowie magnetischer und/oder magnetisierbarer Bereiche Inhomogenitäten oder Fehlstellen in der Materialprobe erkennen.
  • Mit Hilfe des monolithischen Schaltkreises ist es möglich, in einem einzigen Arbeitsvorgang gleichzeitig mehrere unterschiedliche physikalische Signale auf der wenigstens einen Materialprobe bzw. Maßverkörperung abzutasten und diese Signale auszuwerten und/oder zu verarbeiten.
  • Gemäß einer Ausführungsvarianten kann die magnetooptische Einrichtung eine physikalische Maßverkörperung, welche lediglich lichtdurchlässige und/oder optische reflektierende Bereiche aufweist, und eine weitere physikalische Maßverkörperung enthalten, welche lediglich magnetische und/oder magnetisierbare Bereiche aufweist. Die Maßverkörperungen können dann im Abstand zueinander auf einer Welle sitzen.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsvarianten enthält die magnetooptische Einrichtung lediglich eine physikalische Maßverkörperung.
  • Die physikalische Maßverkörperung kann ein Rad, eine Scheibe oder ein Streifen aus magnetischem oder magnetisierbarem Material, zum Beispiel Eisen sein, welches optisch reflektierende oder lichtdurchlässige Bereiche enthält. Das Rad kann als Zahnrad ausgebildet sein.
  • Die einzige physikalische Maßverkörperung kann eine Lochscheibe oder ein Lochstreifen mit magnetischen oder magnetisierbaren Bereichen sein.
  • Alternativ kann die einzige physikalische Maßverkörperung ein Körper sein, welcher lichtdurchlässige und/oder optisch reflektierende Bereiche und magnetische und/oder magnetisierbare Bereiche aufweist.
  • Eine weitere alternative Ausführungsvariante sieht vor, dass die einzige physikalische Maßverkörperung ein Glas- oder Plastikkörper mit magnetisch beschichteten Bereichen ist.
  • Die magnetischen und/oder magnetisierbaren Bereiche bilden wenigstens eine kodierte magnetische Spur, während die lichtdurchlässigen und/oder optisch reflektierenden Bereiche wenigstens eine kodierte optische Spur auf der physikalischen Maßverkörperung bzw. den physikalischen Maßverkörperungen bilden.
  • In Abhängigkeit des Anwendungsfalls können die lichtdurchlässigen und/oder optisch reflektierenden Bereiche sowie die magnetischen und/oder magnetisierbaren Bereiche unterschiedliche, gleiche, komplementäre, redundante oder ergänzende Informationen tragen.
  • Die Vorrichtung kann beispielsweise in einem sicherheitsrelevanten Automatisierungssystem eingesetzt werden. In diesem Fall können die lichtdurchlässigen und/oder optisch reflektierenden Bereiche und die magnetischen und/oder die magnetisierbaren Bereiche gleiche Informationen zur Bestimmung eines Positionswertes tragen. Führen die abgetasteten Bereiche zu unterschiedlichen Ergebnissen in der Auswerte- und/oder Verarbeitungseinrichtung, kann beispielsweise ein Warnsignal erzeugt werden, um das sicherheitsrelevante Automatisierungssystems oder bestimmte Komponenten in einen sicheren Zustand zu fahren.
  • Die lichtdurchlässigen und/oder optisch reflektierenden Bereiche sowie die magnetischen und/oder magnetisierbaren Bereiche können ergänzende Informationen tragen, um eine Feinmessung und Grobmessung zur Positionsbestimmung durchzuführen. Beispielsweise ermöglichen die magnetischen und/oder magnetisierbaren Bereiche eine grobe Positionsbestimmung, während die lichtdurchlässigen und/oder optisch reflektierende Bereiche eine feine Positionsmessung ermöglichen. Werden beide Messwerte geeignet zusammengefasst, ergibt sich ein präziser Gesamtpositionswert.
  • Alternativ oder ergänzend kann der monolithische Schaltkreis derart ausgebildet sein, dass er die optischen und magnetischen Signale, welche die Informationen der lichtdurchlässigen und/oder optisch reflektierenden Bereiche sowie die Informationen der magnetischen und/oder magnetisierbaren Bereiche enthalten, für eine Plausibilitätsprüfung verarbeiten kann. Mit anderen Worten ist der monolithische Schaltkreis in der Lage, zu prüfen, ob die detektierten optischen und magnetischen Signale jeweils unabhängig zu einem vergleichbaren und damit gültigen Ergebnis geführt haben.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Auswerte- und/oder Verarbeitungseinrichtung unter Ansprechen auf die von dem wenigstens einen optischen Sensor und dem wenigstens einen magnetischen Sensor gelieferten Signale einen Positionswert und/oder eine Angabe über die Qualität der physikalischen Maßverkörperung liefern.
  • Beispielsweise können die magnetischen und/oder magnetisierbaren Bereiche einer Maßverkörperung Informationen tragen, welche die Bestimmung der Geschwindigkeit, der Position und/oder der Beschleunigung des überwachten Gegenstandes ermöglichen, während die Information der lichtdurchlässigen und/oder optisch reflektierenden Bereiche der Maßverkörperung dazu dienen können, mechanische Fehler der Maßverkörperung zu erkennen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine beispielhafte Materialprüf- und/oder Positionsmessvorrichtung, in welcher die Erfindung verwirklicht ist, und 2 eine alternative Vorrichtung zur Materialprüfung und/oder Positionsmessung.
  • 1 zeigt eine beispielhafte Materialprüf- und/oder Positionsmessvorrichtung 10. Die Vorrichtung 10 umfasst einen monolithischen Schaltkreis 80, der zwei außen liegende optische Sensoren 81 und 84 sowie zwei innen liegende magnetische Sensoren 82 und 83 aufweisen kann. Die optischen Sensoren 81 und 84 können Fotosensoren sein, während die magnetischen Sensoren 82 und 83 Hallsensoren sein können. Die optischen und magnetischen Sensoren können in dem monolithischen Schaltkreis auch übereinander angeordnet sein. Mit Hilfe des monolithischen Schaltkreises 80, der in der Regel in einem Chipgehäuse untergebracht ist, können nunmehr gleichzeitig und an einem gemeinsamen Ort optische und magnetische Signale detektiert, d. h. abgetastet werden. Die Vorrichtung 10 kann zu diesem Zweck ein als physikalische Maßverkörperung 20 ausgebildetes Zahnrad aufweisen, welches oberhalb des monolithischen Schaltkreises 80 angeordnet sein kann. Das Zahnrad 20 kann beispielsweise aus einem magnetisierbaren Material hergestellt sein. Die Stirnseiten der Zähne 40 des Zahnrades 20 können mit einem optisch reflektierenden Material 50 beschichtet sein. Das Zahnrad 20 weist in der Mitte ein Loch 30 auf, durch das beispielsweise eine nicht dargestellte Antriebsachse durchgesteckt sein kann. Bereits an dieser Stelle sei angemerkt, dass anstelle einer einzigen Maßverkörperung, also eines einzigen Zahnrades auch zwei oder mehrere Zahnräder verwendet werden können, die jeweils nur magnetische oder optische Bereiche bzw. optische und magnetische Bereiche aufweisen können. Mehrere Zahnräder können dann auf einer gemeinsamen Antriebsachse sitzen.
  • Im vorliegenden Beispiel sind links und rechts neben dem monolithischen Schaltkreis 80 jeweils eine Lichtquelle 60 bzw. 70 angeordnet. Unterhalb des monolithischen Schaltkreises 80 ist ein Vormagnetisierungsmagnet, ein sogenannter Bias-Magnet 90 angeordnet, der ein Magnetfeld erzeugt, das in Verbindung mit dem Zahnrad 20 bei dessen Bewegung magnetische Signale liefert, welche von den Hallsensoren 82 und 83 detektiert werden. Bei der dargestellten Anordnung ist also der monolithische Schaltkreis 80 zwischen dem Zahnrad 20 und dem Bias-Magnet 90 angeordnet. Eine derart kompakte Anordnung ist möglich, da der monolithische Schaltkreis 80 für magnetische Felder durchlässig ist.
  • Der monolithische Schaltkreis 80 weist ferner eine Auswerte- und/oder Verarbeitungseinrichtung (nicht dargestellt) auf, welche mit den optischen Sensoren 81 und 84 und den magnetischen Sensoren 82 und 83 verbunden ist.
  • Der monolithische Schaltkreis 80 kann derart ausgebildet sein, dass gleichzeitig die Position des Zahnrades 20 und der Materialzustand, z. B. der Abrieb des Zahnrades 20 überwacht werden kann. Demzufolge können beispielsweise aus den vom Zahnrad 20 und vom Bias-Magnet 90 hervorgerufenen magnetischen Signale die Winkelposition des Zahnrades 20 ermittelt werden, während die optisch reflektierenden Bereiche 50 Informationen über den Zustand des Zahnrads 20 enthalten, die von der Auswerte- und/oder Verarbeitungseinrichtung des monolithischen Schaltkreises 80 entsprechend ausgewertet werden können. Die von den optisch reflektierenden Bereichen 50 zurückgeworfenen Lichtstrahlen werden von den Fotosensoren 81 und 84 detektiert. Die vom Zahnrad 20 und vom Bias-Magnet 90 erzeugten magnetischen Signale werden von den Hall-Sensoren 82 und 83 detektiert. Aus den Ausgangssignalen der optischen Sensoren 81 und 84 ermittelt die Auswerte- und Verarbeitungseinrichtung dann den Zustand des Zahnrads 20. Beispielsweise kann dadurch ein durch Abrieb verformter Zahn entdeckt werden. Die Hallsensoren 82 und 83 hingegen liefern Ausgangssignale, aus denen die Auswerte- und Verarbeitungseinrichtung die Winkelposition des Zahnrads 20 berechnen kann.
  • 2 zeigt eine weitere beispielhafte Vorrichtung 100 zur Materialprüfung und/oder Positionsmessung.
  • Als Maßverkörperung wird beispielsweise eine Plastikscheibe 110 verwendet, die im vorliegenden Beispiel eine äußere codierte magnetische Spur 130 sowie zwei innen liegende optische Spuren 140 und 150 aufweist. Die magnetische Spur 130 kann magnetische Bereiche 131 und 132 enthalten, welche magnetische Nordpole bzw. magnetische Südpole bilden. Die kodierte optische Spur 140 weist lichtdurchlässige Bereiche 147 und lichtundurchlässige Bereiche 145 definierter Länge auf. Die innerste kodierte optische Spur 150 weist ebenfalls lichtdurchlässige Bereiche 155 und lichtundurchlässige Bereiche 157 auf. Unterhalb der Maßverkörperung 110 ist ein monolithischer Chip 160 angeordnet, der zwei integrierte optische Sensoren 170, 180 und einen magnetischen Sensor 190 aufweisen kann. Der magnetische Sensor 190 kann wiederum ein Hall-Sensor sein.
  • Der monolithische Chip 160 ist derart unterhalb der Maßverkörperung 110 angeordnet, dass der integrierte optische Sensor 170 die innen liegende kodierte optische Spur 150 abtasten kann, der optische Sensor 180 die zweite optische Spur 150 abtasten kann und der Hall-Sensor 190 die außen liegende magnetische kodierte Spur 130 abtasten kann. Oberhalb der Maßverkörperung 110 ist eine Lichtquelle 120 positioniert, die die Maßverkörperung 110 beleuchtet, so dass auf der Rückseite der Maßverkörperung, dass heißt auf der dem monolithischen Chip 160 zugewandten Seite optische Signale abgetastet werden können. Die Maßverkörperung 110 weist eine zentrisch angeordnete Öffnung 200 auf, durch die eine Welle geführt sein kann.
  • Die magnetische Spur 130 kann Informationen zur Positionsmessung tragen und/oder zur Materialprüfung der Maßverkörperung 110 verwendet werden. Die Kodierung der optischen Spuren 140 und 150 kann Informationen darstellen, welche eine Bestimmung der Winkelposition der Welle, auf der die Maßverkörperung 110 sitzt, ermöglicht.
  • Die beim Rotieren der Maßverkörperung 110 durch die magnetische Spur 130 erzeugten magnetischen Signale werden vom Hall-Sensor 190 detektiert und die durch die optischen Spuren 140 und 150 erzeugten optischen Signale werden von dem optischen Sensor 170 bzw. dem optischen Sensor 180 abgetastet bzw. detektiert. Eine im monolithischen Chip 160 integrierte Auswerte- und/oder Verarbeitungseinrichtung (nicht dargestellt) ist mit den Sensoren 170, 180 und 190 verbunden. Unter Ansprechen auf die Ausgangssignale der optischen Sensoren 170 und 180 berechnet die Auswerte- und/oder Verarbeitungseinrichtung einen Messwert, aus welchem ein Gesamtpositionswert der Welle ermittelt wird. Unter Ansprechen auf das Ausgangssignal des Hall-Sensors 190 kann die Auswerte- und/oder Verarbeitungseinrichtung den physischen Zustand oder die Grobposition der Maßverkörperung 110 nach einem grundsätzlich unterschiedlichen physikalischen Wirkprinzip überwachen. Eine Beschädigung der Maßverkörperung 110 im Außenbereich würde ein entsprechendes Ausgangssignal des Hall-Sensors 190 hervorrufen, welches von der Auswerte- und/oder Verarbeitungseinrichtung als Beschädigung der Maßverkörperung 110 interpretierbar wurde. Eine von der optischen Messung abweichende und nicht plausible magnetisch bestimmte Grobposition würde als Systemfehler erkannt und verarbeitet werden können.
  • Denkbar ist auch, dass die optischen Spuren 140 und 150 und die magnetische Spur 130 derart kodiert sind, dass die optischen Sensoren 170, 180 sowie der Hall-Sensor 190 Ausgangssignale erzeugen, aus denen die Auswerte- und/oder Verarbeitungseinrichtung Steuersignale erzeugen kann, die zur Kompensation, Regelung und/oder Steuerung insbesondere von Einflussgrößen wie zum Beispiel der Temperatur, der Alterung und mechanischer Kräfte verwendet werden können.
  • Die optischen Spuren 140 und 150 sowie die magnetische Spur 130 können auch derart kodiert sein, dass die optischen Sensoren 170 und 180 sowie der Hall-Sensor 190 Ausgangssignale liefern, die die Auswerte- und/oder Verarbeitungseinrichtung in Steuersignale umsetzen kann, um die optischen Sensoren 170 und 180 und/oder den magnetischen Sensor 190 kalibrieren oder um deren Arbeitskennlinie linearisieren zu können.
  • Die optischen Spuren 140 und 150 sowie die magnetische Spur 130 können auch Informationen tragen, die von den optischen Sensoren 170 und 180 und dem Hall-Sensor 190 in Ausgangssignale umgewandelt werden, aus denen die Auswerte- und/oder Verarbeitungseinrichtung eine Plausibilitätsprüfung durchführen kann. Die Auswerte- und/oder Verarbeitungseinrichtung kann also derart ausgebildet sein, dass sie feststellen kann, ob die gelieferten physikalischen Signale zu gültigen Messergebnissen geführt haben.
  • Denkbar ist ferner, dass die innen liegende optische Spur 150 eine optische Information trägt, die zur Materialprüfung der Maßverkörperung 110 herangezogen werden kann. Die äußere optische Spur 140 und die magnetische Spur 130 können redundante Informationen tragen, aus denen die Winkelposition der Welle berechnet werden kann. In diesem Fall eignet sich die dargestellte Vorrichtung 100 zum Einsatz in sicherheitsbezogenen Automatisierungssystemen, da sowohl der optische Sensor 180 als auch der magnetische Sensor 190 im fehlerfreien Fall die selben Positionswerte liefern müssten. Stellt die Auswerte- und/oder Verarbeitungseinrichtung jedoch fest, dass die vom optischen Sensor 180 und vom Hall-Sensor 190 gelieferten Ausgangssignale nicht übereinstimmen, könnte ein Warnsignal erzeugt werden, welches die sicherheitsrelevante Automatisierungsanlage oder die entsprechenden Komponenten in einen scheren Zustand fährt.
  • Lediglich der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass einer der optischen Sensoren 170 und 180 oder der Hall-Sensor 190 durch einen kapazitiven Sensor ersetzt werden kann. Alternativ könnte auch zusätzlich noch wenigstens ein kapazitiver Sensor im monolithischen Chip 160 integriert sein. Angemerkt sei ferner, dass der in 2 gezeigte monolithische Chip nur beispielhaft zwei optische Sensoren 170, 180 und einen magnetischen Sensor 190 aufweist. Auch die Maßverkörperung 110 kann weitere magnetische und/oder optische Spuren aufweisen.
  • Dank des monolithischen Chips 160, der integrierte optische und magnetische Sensoren enthalten kann, ist es möglich, gleichzeitig nicht nur unterschiedliche physikalische Signale zu detektieren, sondern auch unterschiedliche Informationen abzutasten und auszuwerten, welche von einer Materialprobe und/oder von der mehrspurigen Maßverkörperung 110 geliefert werden.

Claims (8)

  1. Vorrichtung (10; 100) zur Materialprüfung und/oder Positionsmessung, umfassend einen monolithischen Schaltkreis (80; 160) mit wenigstens einem integrierten optischen Sensor (81, 84; 170, 180), mit wenigstens einem integrierten magnetischen Sensor (82, 83; 190) und mit einer integrierten Einrichtung zum Auswerten und/oder Verarbeiten der von dem wenigstens einen optischen Sensor (81, 84; 170, 180) und dem wenigstens einen magnetischen Sensor (82, 83; 190) gelieferten Signalen, und eine magnetooptische Erzeugungseinrichtung (20, 60, 70, 90; 110, 120) zum Erzeugen von optischen und magnetischen Signalen, die wenigstens eine Materialprobe und/oder wenigstens eine physikalische Maßverkörperung (20) aufweist, welche lichtdurchlässige und/oder optisch reflektierende Bereiche sowie magnetische und/oder magnetisierbare Bereiche enthält, wobei der monolithische Schaltkreis (80, 160) und die magnetooptische Erzeugungseinrichtung (20, 60, 70, 90; 110, 120) derart zueinander angeordnet sind, dass der monolithische Schaltkreis (80, 160) optische und magnetische Signale, welche Informationen von den lichtdurchlässigen und/oder optisch reflektierenden sowie den magnetischen und/oder magnetisierbaren Bereichen auf der abzutastenden Materialprobe und/oder der physikalischen Maßverkörperung (20) enthalten, gleichzeitig detektieren und als zusammengehörende Signale auswerten und für eine Plausibilitätsprüfung verarbeiten kann, wobei die Plausibilitätsprüfung darauf beruht, ob die detektierten optischen und magnetische Signale jeweils unabhängig zu einem vergleichbaren Ergebnis führen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und/oder Verarbeitungseinrichtung unter Ansprechen auf die von dem wenigstens einen optischen Sensor (81, 84) und dem wenigstens einen magnetischen Sensor (82, 83) gelieferten Signale Steuersignale zur Kompensation und/oder Regelung und/oder Steuerung von Einflussgrößen wie Temperatur, Alterung und mechanischen Kräften oder zur Linearisierung oder zur Kalibrierung des optischen und/oder magnetischen Sensors erzeugen kann.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die physikalische Maßverkörperung ein Rad, eine Scheibe oder ein Streifen ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die physikalische Maßverkörperung ein Zahnrad (20) aus magnetischem oder magnetisierbarem Material ist, wobei das Zahnrad optisch reflektierende Bereiche (50) enthält.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch reflektierenden Bereiche sowie die magnetischen und/oder magnetisierbaren Bereiche unterschiedliche, gleiche, komplementäre, redundante oder ergänzende Informationen tragen.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und/oder Verarbeitungseinrichtung unter Ansprechen auf die von dem wenigstens einen optischen Sensor und dem wenigstens einen magnetischen Sensor gelieferten Signale einen Positionswert der physikalischen Maßverkörperung und/oder eine Angabe über die Qualität des Materials liefert.
  7. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in einem Sicherheitssystem.
  8. Monolithischer Schaltkreis (80; 160), umfassend wenigstens einen integrierten optischen Sensor (81, 84; 170, 180), wenigstens einem integrierten magnetischen Sensor (82, 83; 190), die derart angeordnet und ausgebildet sind, optische und magnetische Signale, welche Informationen von lichtdurchlässigen und/oder optisch reflektierenden sowie von magnetischen und/oder magnetisierbaren Bereichen auf einer abzutastenden Materialprobe und/oder einer physikalischen Maßverkörperung (20) enthalten, gleichzeitig zu detektieren, ferner umfassend eine integrierte Einrichtung zum Auswerten und/oder Verarbeiten der von dem wenigstens einen optischen Sensor (81, 84; 170, 180) und dem wenigstens einen magnetischen Sensor (82, 83; 190) detektierten Signale, dadurch gekennzeichnet, dass der monolithische Schaltkreis (80; 160) beim Auswerten und Verarbeiten der optischen und der magnetischen Signale eine Plausibilitätsprüfung dahingehend umfasst, ob die detektierten optischen und magnetischen Signale jeweils unabhängig zu einem vergleichbaren und damit gültigen Ergebnis führen.
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