DE102010010893A1

DE102010010893A1 - Elektrische Schaltung insbesondere für einen Umdrehungszähler

Info

Publication number: DE102010010893A1
Application number: DE102010010893A
Authority: DE
Inventors: Peter Dingler; Manfred Scherzinger
Original assignee: Horst Siedle GmbH and Co KG
Current assignee: Horst Siedle GmbH and Co KG
Priority date: 2009-03-10
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2010-09-30
Anticipated expiration: 2030-03-05
Also published as: DE102010010893B4

Abstract

Es wird eine elektrische Schaltung (30) insbesondere für einen Umdrehungszähler beschrieben. Die Schaltung (30) ist mit einem Sensorelement versehen, in dem ohne eine Energieversorgung eine Veränderung der Magnetisierung hervorrufbar und speicherbar ist, wenn ein magnetisches Feld an dem Sensorelement vorbeibewegt wird. Das Sensorelement weist zwei spiralförmige Streifen auf, deren Wicklungssinn gleichsinnig ist. Die Schaltung (30) ist derart ausgebildet, dass jeweils nur etwa eine Hälfte (A, B) der beiden Streifen von der Schaltung (30) ausgewertet wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltung insbesondere für einen Umdrehungszahler nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 10.
Eine derartige Schaltung ist aus der EP 1 740 909 B1 bekannt und weist ein Sensorelement auf, das spiralförmig ausgebildet ist. Weiterhin weist das Sensorelement einen Schichtaufbau auf, der aus einer weichmagnetischen Schicht, einer unmagnetischen Schicht und einer hartmagnetischen Schicht besteht. Wird ein magnetisches Feld an diesem Sensorelement vorbeibewegt bzw. gedreht, so wird in dem Schichtaufbau eine Veränderung der Magnetisierung hervorgerufen, ohne dass hierzu eine Energieversorgung notwendig ist. Durch die spiralförmige Ausbildung ist das Sensorelement dazu geeignet, mehrere derartige Veränderungen der Magnetisierung zu speichern. Damit können beispielsweise mehrere Umdrehungen eines rotierenden Magneten von dem Sensorelement ohne eine Energieversorgung bleibend gezählt werden.
Zum Auslesen kann eine Spannung an die beiden Enden des spiralförmigen Streifens angelegt werden. Aus dem gemessenen Gesamtwiderstand zwischen den Enden des Streifens kann dann beispielsweise auf die Anzahl der Umdrehungen eines rotierenden Magnetfelds geschlossen werden. Die Genauigkeit dieses Verfahrens ist jedoch eher gering.
Alternativ ist es möglich, dass bestimmte Punkte des spiralförmigen Sensorelements jeweils gemeinsam mit den beiden Polen einer Spannung verbunden werden und dass bestimmte andere Punkte einzeln abgegriffen werden. Aus den abgegriffenen Messspannungen kann dann auf die Anzahl der Umdrehungen eines rotierenden Magneten geschlossen werden.
Ein Beispiel für eine derartige Möglichkeit ist in der DE 10 2008 063 226.0 offenbart. Beispielsweise in den dortigen 9 und 12 sind spiralförmig ausgebildete Rauten vorgesehen, bei denen jede der aufeinanderfolgenden Windungen vier Streifensegmente aufweist, die jeweils etwa rechtwinklig miteinander verbunden sind. An zwei einander gegenüberliegenden Ecken der Rauten sind jeweils alle Streifensegmente über einen großen Kontakt miteinander verbunden. An diesen beiden großen Kontakten wird ein Potential angelegt. An den dazwischen liegenden Ecken auf einer oder auf beiden Seiten der Raute ist jedes Streifensegment mit jeweils einem kleinen Kontakt versehen. Jeweils zwei Streifensegmente bilden einen Spannungsteiler, so dass über die kleinen Kontakte ein Auslesen des Sensorelements möglich ist.
Ein Problem der zuletzt beschriebenen elektrischen Schaltung besteht darin, dass das üblicherweise als separates integriertes Bauteil ausgebildete Sensorelement über eine Vielzahl von Verbindungen mit den übrigen Bauteilen der Schaltung verbunden werden muss. So sind bei n Windungen 2n kleine Kontakte und 2 große Kontakte, also insgesamt 2n + 2 Verbindungen erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Schaltung zu schaffen, bei der das Sensorelement mit einer möglichst geringen Anzahl von Verbindungen in die Schaltung eingebunden ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine elektrische Schaltung nach dem Anspruch 1.
Die erfindungsgemäße Schaltung ist mit einem Sensorelement versehen, in dem ohne eine Energieversorgung eine Veränderung der Magnetisierung hervorrufbar und speicherbar ist, wenn ein magnetisches Feld an dem Sensorelement vorbeibewegt wird. Das Sensorelement weist zwei spiralförmige Streifen auf, deren Wicklungssinn gleichsinnig ist. Die Schaltung ist derart ausgebildet, dass jeweils nur etwa eine Hälfte der beiden Streifen von der Schaltung ausgewertet wird.
Durch die gleichsinnige Wicklung der beiden Streifen stimmt der magnetische Zustand und damit der Widerstand der beiden Streifen immer identisch überein. Zur elektrischen Ermittlung werden die beiden Hälften der beiden Streifen zu einem neuen spiralförmigen Gebilde zusammengesetzt. Aufgrund der beiden Hälften sind die in jeder der beiden Hälften vorhandenen Streifen jedoch elektrisch voneinander getrennt. Diese getrennten Hälften werden dann erfindungsgemäß elektrisch ausgewertet.
Die beiden spiralförmigen Streifen haben in magnetischer Hinsicht eine gleichartige Funktionsweise. Der von jedem der beiden Streifen gebildete Widerstand ist damit ebenfalls gleich. Damit entspricht auch das aus den beiden Hälften zusammengesetzte neue Gebilde hinsichtlich der Widerstände jedem der beiden einzelnen Streifen. Die Auswertung der beiden Hälften stellt somit letztlich eine Auswertung eines der beiden Streifen dar.
Durch die beiden Hälften wird eine elektrische Trennung erreicht. Dies erlaubt eine genaue Ermittlung der Anzahl von Umdrehungen eines rotierenden Magnetfelds, ohne dass hierzu eine Vielzahl von Verbindungen zu dem Sensorelement notwendig sind.
Die Erfindung löst die eingangs genannte Aufgabe auch durch eine elektrische Schaltung nach dem Anspruch 10.
Die erfindungsgemäße Schaltung ist mit einem Sensorelement versehen, in dem ohne eine Energieversorgung eine Veränderung der Magnetisierung hervorrufbar und speicherbar ist, wenn ein magnetisches Feld an dem Sensorelement vorbeibewegt wird. Das Sensorelement weist einen spiralförmigen Streifen auf. Die Schaltung ist derart ausgebildet, dass aufeinanderfolgende Abschnitte des Streifens an unterschiedliche Spannungen anlegbar sind.
Damit können einzelne Abschnitte des spiralförmigen Streifens separat herausgegriffen werden und dort Spannungen angelegt werden. Über einen Verbindungspunkt zweier Abschnitte kann dann eine Ausgangsspannung abgegriffen werden. Die Abschnitte können sequentiell vermessen und daraus dann die Anzahl der Umdrehungen ermittelt werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass einem anderen Abschnitt des Streifens, an dessen zugehörigem Verbindungspunkt die Ausgangsspannung anliegt, dieselbe Ausgangsspannung zusätzlich von außen anlegbar ist, so dass über diesen anderen Abschnitt des Streifens kein Strom fließt. Damit wird der andere Abschnitt elektrisch „deaktiviert”, so dass die Ausgangsspannung nur von dem anfänglichen Abschnitt abhängig ist.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass den Verbindungspunkten eine Messbrücke und ein oder mehrere Halbbrücken zugeordnet sind, wobei die Ausgangsspannung an der Messbrücke abgreifbar ist, und dass eine Referenzbrücke vorgesehen ist, die zu der einen oder den mehreren Halbbrücken parallel geschaltet ist, und an der eine Referenzspannung abgreifbar ist. Mit Hilfe der Referenzbrücke ist es möglich, ohne weiteren Aufwand die Halbbrücken zu kompensieren.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensorelements, 2 zeigt eine elektrische Schaltung, in die das Sensorelement der 1 eingebunden ist, 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensorelements, 4 zeigt eine elektrische Schaltung, in die das Sensorelement der 3 eingebunden ist, 5a, 5b, 5c zeigen verschiedene Zustände der Schaltung der 4, 6 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sensorelements, 7 zeigt eine elektrische Schaltung, in die das Sensorelement der 6 eingebunden ist, und 8a und 8b zeigen ein anders dargestelltes und ein vereinfachtes Schaltbild der elektrischen Schaltung der 7.
In der 1 ist ein Sensorelement 10 dargestellt, das zwei etwa rautenförmige Gebilde 11, 12 aufweist, die entlang einer Längsseite nebeneinander angeordnet sind. Jedes der Gebilde 11, 12 ist aus einem etwa spiralförmig angeordneten Streifen 13, 14 aufgebaut. Beispielhaft weist jedes der beiden rautenförmigen Gebilde 11, 12 etwa vier Wicklungen seiner spiralförmigen Streifen 13, 14 auf. Der Wicklungssinn der beiden spiralförmigen Streifen 13, 14 ist dabei gleichsinnig.
An dem äußeren Ende jedes der beiden spiralförmigen Streifen 13, 14 ist ein Wandgenerator 15, 16 vorhanden, der flächig, insbesondere etwa als Kreisfläche ausgebildet ist. Die beiden Wandgeneratoren 15, 16 sind hinsichtlich der einzelnen Gebilde 11, 12 an derselben Ecke angeordnet und damit nicht zueinander benachbart. Die Streifen 13, 14 und Wandgeneratoren 15, 16 der beiden Gebilde 11, 12 sind unabhängig voneinander aufgebaut und elektrisch und magnetisch voneinander getrennt.
Die Streifen 13, 14 und die Wandgeneratoren 15, 16 der beiden rautenförmigen Gebilde 11, 12 weisen jeweils einen Schichtaufbau auf, der aufeinanderfolgend mindestens eine weichmagnetische Schicht, eine unmagnetische Schicht und eine hartmagnetische Schicht enthält. Die weichmagnetische Schicht bildet dabei die eigentliche Sensorschicht und die hartmagnetische Schicht bildet eine Referenzschicht.
Aufgrund dieses Schichtaufbaus führt ein sich an dem jeweiligen Gebilde 11, 12 vorbeibewegender bzw. sich drehender Magnet in den beiden Wandgeneratoren 15, 16 jeweils zu einer Veränderung der Magnetisierung der Sensorschicht, nicht jedoch der Referenzschicht. In der Sensorschicht der Wandgeneratoren 15, 16 entsteht eine sogenannte Domänenwand, die in die beiden Streifen 13, 14 hineinläuft und dort jeweils zwei Bereiche voneinander trennt, deren Magnetisierung um 180 Grad zueinander gedreht ist. Ein mehrmaliges Vorbeibewegen bzw. Drehen des Magneten führt zu mehreren derartigen Domänenwänden, die in den spiralförmigen Streifen 13, 14 dann ausgehend von dem jeweiligen Wandgenerator 15, 16 hinein wandern. Damit werden die Domänenwände in den beiden Gebilden 11, 12 gespeichert. Die Erzeugung der Domänenwände, wie auch deren Speicherung erfolgt dabei ohne eine Energieversorgung.
Ein Vorbeibewegen bzw. Drehen des Magneten in entgegengesetzter Richtung führt zu einem Herauswandern einer Domänenwand aus dem jeweiligen Streifen 13, 14 und damit zu einer Auslöschung dieser Domänenwand.
Aufgrund der beispielhaft jeweils vorgesehenen vier Wicklungen der Streifen 13, 14 der beiden Gebilde 11, 12 können mit dem Sensorelement 10 somit vier Umdrehungen eines beispielsweise rotierenden Magneten hoch- und heruntergezählt werden.
Zur näheren Erläuterung des Schichtaufbaus und der daraus sowie aus der spiralförmigen Ausbildung resultierenden Funktionsweise der beiden Gebilde 11, 12 wird auf die bereits erwähnten EP 1 740 909 B1 und DE 10 2008 063 226.0 sowie auf die EP 1 532 425 B1 verwiesen. Insbesondere im Hinblick auf Erläuterungen zur Erzeugung und Wanderung von Domänenwänden in den Streifen 13, 14 und Wandgeneratoren 15, 16 der beiden Gebilde 11, 12 wird auf die vorgenannten Druckschriften hingewiesen.
Zum Auslesen beispielsweise der Anzahl der Umdrehungen eines rotierenden Magneten wird der sogenannte GMR- oder TMR-Effekt (GMR = giant magneto resistance, TMR = tunnel magneto resistance) ausgenutzt. Danach unterscheidet sich beispielsweise der Widerstand des Streifens 13 in Abhängigkeit davon, ob die Magnetisierungsrichtung der Sensorschicht etwa parallel oder etwa anti-parallel zur Magnetisierungsrichtung der Referenzschicht ausgerichtet ist. Jede in dem Streifen 13 vorhandene Domänenwand verändert die Magnetisierungsrichtung der Sensorschicht und damit den zwischen den Enden des Streifens 13 vorhandenen Widerstand. Für weitere Erläuterungen wird hierzu wieder auf die bereits genannten Druckschriften verwiesen.
In der 1 sind die durch die Magnetisierungen entstehenden Widerstände innerhalb der beiden Streifen 13, 14 schematisch als Einzelwiderstände in jeder Längsseite der beiden rautenförmigen Gebilde 11, 12 dargestellt.
zum Auslesen beispielsweise der Anzahl der Umdrehungen eines rotierenden Magneten sind die in der 1 mit den Bezugszeichen 18, 19 gekennzeichneten Ecken des rautenförmigen Gebildes 11 mit jeweils einer gemeinsamen Kontaktierfläche 20, 21 miteinander verbunden. In den mit dem Bezugszeichen 22 gekennzeichneten Ecken des Gebildes 11 sind jeweils einzelne Kontaktierflächen 23 vorhanden, mit denen der Streifen 13 in jeder der Ecken 22 abgegriffen wird. Diejenige Hälfte des Gebildes 11, in der die Ecken 22 und damit die Kontaktierflächen 23 vorhanden sind, ist in der 1 mit dem Bezugszeichen A gekennzeichnet. Die Kontaktierflächen 20, 21 sind somit – bildlich ausgedrückt – an den freien Enden der einzelnen Streifen 13 der Hälfte A angeordnet und die Kontaktierflächen 23 etwa in der Mitte zwischen diesen freien Enden der Streifen 13.
Bei dem Gebilde 12 sind die Kontaktierflächen 20, 21 in entsprechender Weise wie bei dem Gebilde 11 vorhanden. Die Kontaktierflächen 23 des Gebildes 11 sind jedoch bei dem Gebilde 12 nicht vorhanden. Statt dessen sind in den mit dem Bezugszeichen 24 gekennzeichneten Ecken des Gebildes 12 jeweils einzelne Kontaktierflächen 25 vorhanden, mit denen der Streifen 14 in jeder der Ecken 24 abgegriffen wird. Diejenige Hälfte des Gebildes 12, in der die Ecken 24 und damit die Kontaktierflächen 25 vorhanden sind, ist in der 1 mit dem Bezugszeichen B gekennzeichnet. Die Kontaktierflächen 20, 21 sind somit wiederum – bildlich ausgedrückt – an den freien Enden der einzelnen Streifen 14 der Hälfte angeordnet und die Kontaktierflächen 25 etwa in der Mitte zwischen diesen freien Enden der Streifen 14.
In der 2 ist eine elektrische Schaltung 30 dargestellt, in der das Sensorelement 10 der 1 eingebunden ist. Dabei ist in der 2 jedoch nur die Hälfte A des Gebildes 11 und die Hälfte B des Gebildes 12 des Sensorelements 10 gezeigt, die jeweils anderen Hälften der Gebilde 11, 12 sind in der 2 jedoch nicht dargestellt. Die beiden in der 2 gezeigten Hälften A und B der beiden Gebilde 11, 12 ergänzen sich zu einem spiralförmigen Gebilde, das den beiden Gebilden 11, 12 der 1 ähnlich ist.
Da die beiden Hälften A und B der beiden Gebilde 11, 12 elektrisch voneinander getrennt sind, besteht das in der 2 dargestellte spiralförmige Gebilde nicht aus durchgehenden Streifen, sondern ist zwischen den Hälften A und B jeweils unterbrochen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die jeweils anderen Hälften der beiden Gebilde 11, 12 weiterhin vorhanden sind, da sie für die magnetische Funktion des Sensorelements 10 notwendig sind. Nur für das elektrische Auslesen der Anzahl der vorhandenen Domänenwände sind diese nicht dargestellten Hälften der Gebilde 11, 12 nicht erforderlich.
Die für die Einbindung der jeweiligen Hälften A und B zuständigen Kontaktierflächen 20, 21, 23 und 25 sind in der 2 dargestellt und entsprechen den entsprechenden Kontaktierflächen der 1.
In jeder der beiden Hälften A und B bilden die beiden Widerstände zweier miteinander verbundener Streifen eine Wheatstone'sche Halbbrücke, die über die Kontaktierflächen 23, 25 gespeist und über die Kontaktierflächen 20, 21 abgegriffen werden kann.
Die Kontaktierfläche 20 der Hälfte A ist über einen Operationsverstärker an einen Eingang 31a eines Prozessors 32 angeschlossen. Entsprechend ist die Kontaktierfläche 21 der Hälfte A über einen Operationsverstärker an einen Eingang 31b des Prozessors 32 angeschlossen. Für die Hälfte B gilt entsprechendes, so dass zwei weitere Eingänge 31c, 31d des Prozessors 32 belegt sind. Die einzelnen Kontaktierflächen 23 der Hälfte A und die einzelnen Kontaktierflächen 25 der Hälfte B sind paarweise miteinander verbunden und dann an Ausgänge 33a, 33b, 33c, 33d des Prozessors 32 angeschlossen.
Es wird darauf hingewiesen, dass die vorstehend genannten Operationsverstärker bei einer entsprechenden Ausgestaltung der elektrischen Schaltung 30 gegebenenfalls auch entfallen können.
Das Sensorelement 10 mit den beiden Gebilden 11, 12 ist vorzugsweise als separates integriertes Bauteil ausgebildet, das über elektrische Verbindungen mit dem Prozessor 32 bzw. sonstigen elektrischen Bauteilen gekoppelt ist.
Es wird angenommen, dass im Betrieb der elektrischen Schaltung 30 sich ein Magnet an dem Sensorelement 10 der 1 vorbeibewegt bzw. vorbeidreht. Dies führt – wie erläutert wurde – in den beiden Gebilden 11, 12 des Sensorelements 10 zu Erzeugung von Domänenwänden. Aufgrund der gleichsinnigen Wicklungsrichtung der beiden Gebilde 11, 12 wandern diese Domänenwände in gleicher Weise in die Streifen 13, 14 der beiden Gebilde 11, 12 hinein bzw. wieder heraus. Im Hinblick auf ihre Widerstände weisen die beiden Gebilde 11, 12 somit immer einen identischen Zustand auf.
Wie erläutert wurde, werden von der elektrischen Schaltung 30 nur der Hälften A und B der beiden Gebilde 11, 12 verwendet. Wesentlich ist, dass dies jedoch nichts an der magnetischen Funktionsweise der beiden Gebilde 11, 12 und damit des gesamten Sensorelements 10 der 1 ändert.
Da – wie erläutert wurde – die beiden Gebilde 11, 12 im Hinblick auf ihre Widerstände immer einen identischen Zustand aufweisen, entspricht auch die aus den beiden Hälften A und B zusammengesetzte Anordnung der 2 hinsichtlich der Widerstände diesem identischen Zustand. Dies bedeutet, dass die Zustände der Widerstände der aus den beiden Hälften A und B zusammengesetzten Anordnung der 2 in jedem Zeitpunkt den Zuständen der Widerstände jeder der beiden Gebilde 11, 12 der 1 identisch entspricht. Damit ist es möglich, durch Messungen von Spannungen an den Kontaktierflächen 20, 21 der aus den beiden Hälften A und B zusammengesetzten Anordnung auf die Anzahl der Umdrehungen des rotierenden Magneten zu schließen.
Im Betrieb der elektrischen Schaltung 30 wird von dem Prozessor 32 beispielsweise an den Ausgang 33a eine Messspannung angelegt und beispielsweise der Ausgang 33b auf Masse gelegt, während die anderen Ausgänge 33c, 33d vorzugsweise hochohmig geschaltet sind. Damit liegt die Messspannung von dem Ausgang 33a über die Kontaktierflächen 23, 25 an vier Widerständen des Sensorelements 10 an. Über die Kontaktierflächen 20, 21 und die Operationsverstärker gelangt die sich jeweils ergebende Messspannung an die Eingänge 31a, 31b, 31c, 31d des Prozessors 32. Diese vier Messspannungen stellen einen ersten Teil der Spannungsverhältnisse an dem Sensorelement 10 dar und werden von dem Prozessor 32 gespeichert.
Danach wird von dem Prozessor an den Ausgang 33b eine Messspannung angelegt, während die anderen Ausgänge 33a, 33c, 33d hochohmig bzw. auf Masse geschaltet sind. Auf diese Weise wird ein zweiter Teil der Spannungsverhältnisse an dem Sensorelement 10 ermittelt und gespeichert.
Sequentiell werden auf diese Weise alle Widerstände des Sensorelements 10 mit Spannungen beaufschlagt, so dass die gesamten Spannungsverhältnisse an dem Sensorelements 10 ermittelt werden können. Aus diesen Spannungsverhältnissen kann dann von dem Prozessor 32 auf die Anzahl der Umdrehungen eines rotierenden Magneten geschlossen werden.
Dieses sequentielle Verfahren wird fortlaufend wiederholt, so dass die aktuelle Anzahl der Umdrehungen des Magneten in jedem Zeitpunkt bekannt ist.
Bei der Schaltung 30 der 2 sind insgesamt acht Verbindungen von dem Sensorelement 10 zu dem Prozessor 32 erforderlich, und zwar vier Verbindungen zu den Eingängen 31,a, 31b, 31c, 31d und vier Verbindungen zu den Ausgängen 33a, 33b, 33c, 33d. Die Anzahl der Verbindungen zu den Eingängen des Prozessors 32 bleibt auch bei einer größeren Anzahl von Windungen des Sensorelements 10 gleich, die Anzahl der Verbindungen zu den Ausgängen des Prozessors entspricht jedoch der Anzahl der Windungen des Sensorelements 10. Bei n Windungen des Sensorelements 10 ergibt sich somit eine Anzahl von n + 4 Verbindungen von dem Sensorelement 10 zu dem Prozessor 32.
In der 3 ist ein Sensorelement 50 dargestellt, das ein etwa rautenförmiges Gebilde aufweist, das aus einem etwa spiralförmig angeordneten Streifen 52 aufgebaut ist. Beispielhaft weist das rautenförmige Gebilde etwa vier Wicklungen seines spiralförmigen Streifens 52 auf. An dem äußeren Ende des spiralförmigen Streifens 52 ist ein Wandgenerator 54 vorhanden, der flächig, insbesondere etwa als Kreisfläche ausgebildet ist. Es versteht sich, dass der Wandgenerator 54 auch eine andersartige Flächengestaltung aufweisen kann, beispielsweise oval oder rechteckig oder dreieckig.
Der Streifen 52 und der Wandgenerator 54 des rautenförmigen Gebildes weist einen Schichtaufbau auf, der aufeinanderfolgend mindestens eine weichmagnetische Schicht, eine unmagnetische Schicht und eine hartmagnetische Schicht enthält. Die weichmagnetische Schicht bildet dabei die eigentliche Sensorschicht und die hartmagnetische Schicht bildet eine Referenzschicht.
Aufgrund dieses Schichtaufbaus führt ein sich an dem Gebilde vorbeibewegender bzw. sich drehender Magnet in dem Wandgenerator 54 zu einer Veränderung der Magnetisierung der Sensorschicht, nicht jedoch der Referenzschicht. In der Sensorschicht des Wandgenerators 54 entsteht eine sogenannte Domänenwand, die in den Streifen 52 hineinläuft und dort zwei Bereiche voneinander trennt, deren Magnetisierung um 180 Grad zueinander gedreht ist. Ein mehrmaliges Vorbeibewegen bzw. Drehen des Magneten führt zu mehreren derartigen Domänenwänden, die in den spiralförmigen Streifen 52 dann ausgehend von dem Wandgenerator 54 hinein wandern. Damit werden die Domänenwände in dem Gebilde gespeichert. Die Erzeugung der Domänenwände, wie auch deren Speicherung erfolgt dabei ohne eine Energieversorgung.
Ein Vorbeibewegen bzw. Drehen des Magneten in entgegengesetzter Richtung führt zu einem Herauswandern einer Domänenwand aus dem Streifen 52 und damit zu einer Auslöschung dieser Domänenwand.
Aufgrund der beispielhaft vorgesehenen vier Wicklungen des Streifens 52 des Gebildes können mit dem Sensorelement 50 somit vier Umdrehungen eines beispielsweise rotierenden Magneten hoch- und heruntergezählt werden.
Zur näheren Erläuterung des Schichtaufbaus und der daraus sowie aus der spiralförmigen Ausbildung resultierenden Funktionsweise des Gebilde wird auf die bereits erwähnten EP 1 740 909 B1 und DE 10 2008 063 226.0 sowie auf die EP 1 532 425 B1 verwiesen. Insbesondere im Hinblick auf Erläuterungen zur Erzeugung und Wanderung von Domänenwänden in dem Streifen 52 und dem Wandgenerator 54 des Gebildes wird auf die vorgenannten Druckschriften hingewiesen.
Zum Auslesen beispielsweise der Anzahl der Umdrehungen eines rotierenden Magneten wird der sogenannte GMR- oder TMR-Effekt (GMR = giant magneto resistance, TMR = tunnel magneto resistance) ausgenutzt. Danach unterscheidet sich der Widerstand des Streifens 52 in Abhängigkeit davon, ob die Magnetisierungsrichtung der Sensorschicht etwa parallel oder etwa anti-parallel zur Magnetisierungsrichtung der Referenzschicht ausgerichtet ist. Jede in dem Streifen 52 vorhandene Domänenwand verändert die Magnetisierungsrichtung der Sensorschicht und damit den zwischen den Enden des Streifens 52 vorhandenen Widerstand. Für weitere Erläuterungen wird hierzu wieder auf die bereits genannten Druckschriften verwiesen.
In der 3 sind die durch die Magnetisierungen entstehenden Widerstände innerhalb des Streifens 52 schematisch als Einzelwiderstände in jeder Längsseite des rautenförmigen Gebildes dargestellt und ausgehend von dem Wandgenerator 54 mit Hilfe der Buchstaben a, b, ..., q durchnummeriert. Jeder der Einzelwiderstände a, b, ..., q entspricht somit einem Abschnitt des Streifens 52.
In der 4 ist eine elektrische Schaltung 60 dargestellt, in der das Sensorelement 50 der 3 eingebunden ist. Dabei ist in der 4 jedoch die Anordnung der Einzelwiderstände a, b, ..., q zeichnerisch anders dargestellt als in der 3. Es wird aber darauf hingewiesen, dass die beiden Darstellungsweisen aus elektrischer Sicht identisch übereinstimmen.
Die elektrische Schaltung 60 weist einen Multiplexer 62 auf. Der Verbindungspunkt der Einzelwiderstände a, b sowie der Verbindungspunkt der Einzelwiderstände e, f ist einem ersten Eingang des Multiplexers 62 zugeführt, der Verbindungspunkt der Einzelwiderstände c, d sowie der Verbindungspunkt der Einzelwiderstände g, h einem zweiten Eingang, der Verbindungspunkt der Einzelwiderstände i, k sowie der Verbindungspunkt der Einzelwiderstände n, o einem dritten Eingang, und der Verbindungspunkt der Einzelwiderstände l, m sowie der Verbindungspunkt der Einzelwiderstände p, q ist einem vierten Eingang des Multiplexers 62 zugeführt.
Der Verbindungspunkt der Einzelwiderstände b, c sowie der Verbindungspunkt der beiden Einzelwiderstände k, l ist an einen ersten Schalter 64 angeschlossen, der Verbindungspunkt der Einzelwiderstände f, g sowie der Verbindungspunkt der beiden Einzelwiderstände o, p ist an einen zweiten Schalter 65 angeschlossen, der Verbindungspunkt der Einzelwiderstände a, q sowie der Verbindungspunkt der beiden Einzelwiderstände h, i ist an einen dritten Schalter 66 angeschlossen, und der Verbindungspunkt der Einzelwiderstände d, e sowie der Verbindungspunkt der beiden Einzelwiderstände m, n ist an einen vierten Schalter 67 angeschlossen.
Bei den vier Schaltern 64, 65, 66, 67 handelt es sich um Umschalter. Einer der beiden Umschaltpole der Schalter 64, 65, 66, 67 ist mit dem Ausgang eines Verstärkers 69 verbunden, der eingangsseitig mit dem Ausgang des Multiplexers 62 verbunden ist. Der andere der beiden Umschaltpole des ersten und zweiten Schalters 64, 65 liegt auf einem ersten und zweiten Potential GND1, GND2 und der andere der beiden Umschaltpole des dritten und vierten Schalters 66, 67 liegt auf einem dritten und vierten Potential VCC1, VCC2.
Anhand der 5a, 5b, 5c wird nachfolgend die Funktionsweise der Schaltung der 4 im Betrieb erläutert.
Zuerst wird der erste Schalter 64 auf das Potential GND1 und der dritte Schalter 66 auf das Potential VCC1 geschaltet, so dass an den beiden Einzelwiderständen a, b eine daraus Spannung anliegt, die der Potentialdifferenz VCC1 – GND1 entspricht. Dieser Zustand der Schaltung 60 ist in der 5a dargestellt. Weiterhin wird der Multiplexer 62 derart beeinflusst, dass sein erster Eingang zu dem Verstärker 68 durchgeschaltet ist. Und schließlich werden der zweite und der vierte Schalter 65, 67 mit dem Ausgang des Verstärkers 68 verbunden. Auch dies ist in der 5a dargestellt.
An dem Verbindungspunkt der Einzelwiderstände a, b liegt somit eine Ausgangsspannung Uout1 an, die über den Verstärker 68 an den Verbindungspunkt der Einzelwiderstände f, g und d, e weitergegeben ist. Durch den Kurzschluss zwischen den Verbindungspunkten der Einzelwiderstände a, b und e, f liegt zwischen den Einzelwiderständen e, f auch die Ausgangsspannung Uout1 an. Damit liegt auf beiden Seiten der Einzelwiderstände e, f dieselbe Ausgangsspannung Uout1 an, so dass über die Einzelwiderstände e, f kein Strom fließt. Die Einzelwiderstände e, f sind damit elektrisch „deaktiviert”, und die Ausgangsspannung Uout1 hängt nur von den Einzelwiderständen a, b ab.
Nunmehr werden die Schalter 64, 65, 66, 67 derart beeinflusst, dass die Schaltung 60 in einen Zustand übergeht, wie er in der 5b gezeigt ist. Dort liegen die Einzelwiderstände e, f an einer Spannung an, die der Potentialdifferenz VCC2 – GND2 entspricht. Über den ersten Eingang des Multiplexers 62 liegt ausgangsseitig eine Ausgangsspannung Uout2 vor. Diese Ausgangsspannung Uout2 liegt über den Verstärker 68 auch auf beiden Seiten der Einzelwiderstände a, b an, so dass über diese Einzelwiderstände a, b kein Strom fließt. Die Ausgangsspannung Uout2 hängt somit allein von den Einzelwiderständen e, f ab.
In entsprechender Weise können weitere Ausgangsspannungen Uout3/4, Uout5/6, Uout7/8 ermittelt werden, die jeweils nur von einem zusammengehörigen Paar der Einzelwiderstände a, b bzw. c, d bzw. e, f bzw. g, h bzw. i, k bzw. l, m bzw. n, o bzw. p, q abhängig sind. Beispielhaft ist dies für die Ausgangsspannung Uout3 nochmals in der 5c dargestellt.
Sequentiell werden auf diese Weise alle Widerstände des Streifens 52 des Sensorelements 50 mit entsprechenden Spannungen beaufschlagt und es werden die jeweils zugehörigen Ausgangsspannungen Uout1/2/3/4/5/6/7/8 gemessen. Aus diesen Ausgangsspannungen kann dann auf die Anzahl der Umdrehungen eines rotierenden Magneten geschlossen werden.
Dieses sequentielle Verfahren wird fortlaufend wiederholt, so dass die aktuelle Anzahl der Umdrehungen des Magneten in jedem Zeitpunkt bekannt ist.
Bei der Schaltung 60 der 4 mit vier Windungen sind insgesamt acht Verbindungen von dem Sensorelement 50 zu dem Multiplexer 62 und den vier Schaltern 64, 65, 66, 67 erforderlich. Sind beispielsweise sechzehn Windungen vorhanden, so sind acht Schalter mit vier VCC- und GND-Potentialen sowie acht Anschlüsse am Multiplexer 62 erforderlich. Dies ergibt für sechzehn Windungen insgesamt sechzehn Verbindungen zu dem Sensorelement 50. Für n Windungen des Sensorelements 50 ergibt sich damit eine Anzahl von n Verbindungen.
Verallgemeinert bedeutet dies, dass für die Anzahl v der Verbindungen die folgende Gleichung gilt: v = 2·n/p + 2·pwobei p die Anzahl der vorhandenen Potentiale darstellt. Insbesondere bei einer größeren Anzahl von Windungen n kann damit durch eine entsprechende Anzahl vorhandener Potentiale die Anzahl der erforderlichen Verbindungen wesentlich reduziert werden. Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung ist damit insbesondere für eine größere Anzahl von Windungen n einsetzbar.
In der 6 ist ein Sensorelement 70 dargestellt, das ein etwa rautenförmiges Gebilde aufweist, das aus einem etwa spiralförmig angeordneten Streifen 72 aufgebaut ist. Beispielhaft weist das rautenförmige Gebilde etwa vier Wicklungen seines spiralförmigen Streifens 72 auf. An dem äußeren Ende des spiralförmigen Streifens 72 ist ein Wandgenerator 74 vorhanden, der flächig, insbesondere etwa als Kreisfläche ausgebildet ist.
Der Streifen 72 und der Wandgenerator 74 des rautenförmigen Gebildes weist einen Schichtaufbau auf, der aufeinanderfolgend mindestens eine weichmagnetische Schicht, eine unmagnetische Schicht und eine hartmagnetische Schicht enthält. Die weichmagnetische Schicht bildet dabei die eigentliche Sensorschicht und die hartmagnetische Schicht bildet eine Referenzschicht.
Aufgrund dieses Schichtaufbaus führt ein sich an dem Gebilde vorbeibewegender bzw. sich drehender Magnet in dem Wandgenerator 74 zu einer Veränderung der Magnetisierung der Sensorschicht, nicht jedoch der Referenzschicht. In der Sensorschicht des Wandgenerators 74 entsteht eine sogenannte Domänenwand, die in den Streifen 72 hineinläuft und dort zwei Bereiche voneinander trennt, deren Magnetisierung um 180 Grad zueinander gedreht ist. Ein mehrmaliges Vorbeibewegen bzw. Drehen des Magneten führt zu mehreren derartigen Domänenwänden die in den spiralförmigen Streifen 72 dann ausgehend von dem Wandgenerator 74 hinein wandern. Damit werden die Domänenwände in dem Gebilde gespeichert. Die Erzeugung der Domänenwände, wie auch deren Speicherung erfolgt dabei ohne eine Energieversorgung.
Ein Vorbeibewegen bzw. Drehen des Magneten in entgegengesetzter Richtung führt zu einem Herauswandern einer Domänenwand aus dem Streifen 72 und damit zu einer Auslöschung dieser Domänenwand.
Aufgrund der beispielhaft vorgesehenen vier Wicklungen des Streifens 72 des Gebildes können mit dem Sensorelement 70 somit vier Umdrehungen eines beispielsweise rotierenden Magneten hoch- und heruntergezählt werden.
Zur näheren Erläuterung des Schichtaufbaus und der daraus sowie aus der spiralförmigen Ausbildung resultierenden Funktionsweise des Gebilde wird auf die bereits erwähnten EP 1 740 909 B1 und DE 10 2008 063 226.0 sowie auf die EP 1 532 425 B1 verwiesen. Insbesondere im Hinblick auf Erläuterungen zur Erzeugung und Wanderung von Domänenwänden in dem Streifen 72 und dem Wandgenerator 74 des Gebildes wird auf die vorgenannten Druckschriften hingewiesen.
Zum Auslesen beispielsweise der Anzahl der Umdrehungen eines rotierenden Magneten wird der sogenannte GMR- oder TMR-Effekt (GMR = giant magneto resistance, TMR = tunnel magneto resistance) ausgenutzt. Danach unterscheidet sich der Widerstand des Streifens 72 in Abhängigkeit davon, ob die Magnetisierungsrichtung der Sensorschicht etwa parallel oder etwa anti-parallel zur Magnetisierungsrichtung der Referenzschicht ausgerichtet ist. Jede in dem Streifen 72 vorhandene Domänenwand verändert die Magnetisierungsrichtung der Sensorschicht und damit den zwischen den Enden des Streifens 72 vorhandenen Widerstand. Für weitere Erläuterungen wird hierzu wieder auf die bereits genannten Druckschriften verwiesen.
In der 6 sind die durch die Magnetisierungen entstehenden Widerstände innerhalb des Streifens 72 schematisch als Einzelwiderstände in jeder Längsseite des rautenförmigen Gebildes dargestellt und ausgehend von dem Wandgenerator 74 mit Hilfe der Buchstaben a, b, ..., q durchnummeriert. Jeder der Einzelwiderstände a, b, ..., q entspricht somit einem Abschnitt des Streifens 72.
In der 7 ist eine elektrische Schaltung 80 dargestellt, in der das Sensorelement 70 der 6 eingebunden ist. Die Anordnung der Einzelwiderstände a, b, ..., q ist dabei in den 6 und 7 gleichartig dargestellt, wobei in der 7 nicht alle Einzelwiderstände a, b, ..., q mit den zugehörigen Buchstaben gekennzeichnet sind.
Gemäß der 7 sind an zwei einander gegenüber liegenden Ecken des Sensorelements 70 insgesamt vier Verbindungspunkte 82, 83, 84, 85 vorhanden. Der Verbindungspunkt 82 befindet sich zwischen den Einzelwiderständen c, d, g, h, der Verbindungspunkt 83 zwischen den Einzelwiderständen l, m p, q, der Verbindungspunkt 84 zwischen den Einzelwiderständen i, k, n, o und der Verbindungspunkt 85 zwischen den Einzelwiderständen a, b, e, f. An den Verbindungspunkten 82, 83, 84, 85 können Ausgangsspannungen abgegriffen werden.
Weiterhin sind an den anderen beiden einander gegenüber liegenden Ecken ebenfalls vier Verbindungspunkte 86, 87, 88, 89 vorhanden. Der Verbindungspunkt 86 befindet sich zwischen den Einzelwiderständen a, h, i, q, der Verbindungspunkt 87 zwischen den Einzelwiderständen d, e, m, n, der Verbindungspunkt 88 zwischen den Einzelwiderständen k, l, b, c und der Verbindungspunkt 89 zwischen den Einzelwiderständen o, p, f, g. An den Verbindungspunkten 86, 87, 88, 89 können vier unterschiedliche Potentiale VCC1, VCC2, GND1, GND2 angelegt werden.
Mit den Verbindungspunkten 86, 87, 88, 89 ist eine Referenzbrücke 91 verbunden. Die Referenzbrücke 91 besteht aus vier Widerständen, die mit jeweils einem Anschluss einen gemeinsamen Verbindungspunkt bilden, an dem die Referenzspannung Ref vorhanden ist. Die anderen Anschlüsse der vier Widerstände sind mit den Verbindungspunkten 86, 87, 88, 89 verbunden, und zwar mit jeweils unterschiedlichen Verbindungspunkten.
Im Betrieb des Sensorelements 70 wird zuerst die Verbindungspunkte 86, 87, 88, 89 – wie in der 7 angegeben – dahingehend mit den vorgegebenen Potentialen beaufschlagt, dass an dem Verbindungspunkt 86 das Potential VCC2, an dem Verbindungspunkt 87 das Potential VCC1, an dem Verbindungspunkt 88 das Potential GND1 und an dem Verbindungspunkt 89 das Potential GND2 anliegt. Auf dieser Grundlage wird eine zugehörige Ausgangsspannung Out1 an dem Verbindungspunkt 82 gemessen.
Die sich nunmehr ergebende Schaltung ist in dem Schaltbild der 8a in einer anderen, übersichtlicheren Weise dargestellt. Die Schaltung der 8a stimmt schaltungstechnisch jedoch mit der Schaltung der 7 überein.
Aus der 8a gehen vier Halbbrücken 93, 94, 95, 96 hervor. Die Ausgangsspannung Out1 ist der ersten Halbbrücke 93 zugeordnet. Da die Ausgangsspannung Out1 gemessen werden soll, wird die erste Halbbrücke 93 nachfolgend auch als Messbrücke 93 bezeichnet.
Fasst man nunmehr die miteinander verbundenen Einzelwiderstände aller vier Halbbrücken 93, 94, 95, 96 sowie die übrigen Einzelwiderstände der zweiten, dritten und vierten Halbbrücke 94, 95, 96 schaltungstechnisch zusammen, so ergibt sich das Schaltbild der 8b. Bei diesem Übergang wird davon ausgegangen, dass jeder der Einzelwiderstände der 8a den Wert R hat, und dass die Widerstände in der 8b aufgrund der Zusammenfassung teilweise davon abweichende Werte besitzen, beispielsweise ½ × R oder dergleichen.
Der wesentliche Unterschied zwischen den Schaltbildern der 8a und 8b besteht darin, dass die zweite, dritte und vierte Halbbrücke 94, 95, 96 der 8a zu einer Ersatz-Halbbrücke 98 in der 8b zusammengefasst sind. Diese Ersatz-Halbbrücke 98 ist in der 8b zum Zwecke einer übersichtlicheren Darstellung im rechten Bereich gezeigt, während die Messbrücke 93 und die Referenzbrücke 91 im linken Bereich vorhanden sind.
Aus der Darstellung der 8b geht hervor, dass die Ersatz-Halbbrücke 98 über einen gemeinsamen Verbindungspunkt 99 mit der Messbrücke 93 und der Referenzbrücke 91 verbunden ist, und dass die Messbrücke 93 und die Referenzbrücke 91 ausgehend von diesem Verbindungspunkt 99 parallel geschaltet sind. Dies ist gleichbedeutend damit, dass die Ersatz-Halbbrücke 98 in gleicher Weise auf die Messbrücke 93 und auf die Referenzbrücke 91 einwirkt. Die von der Messbrücke 93 gelieferte Ausgangsspannung Out1 wird also von der Ersatz- Brücke 98 in gleicher Weise beeinflusst wie die von der Referenzbrücke 91 gelieferte Referenzspannung Ref.
Es wird nunmehr die Differenzspannung Diff1 zwischen der Ausgangsspannung Out1 und der Referenzspannung Ref ermittelt. Diese Differenzspannung Diff1 ist aufgrund der vorstehenden gleichartigen Beeinflussung der Messbrücke 93 und der Referenzbrücke 91 unabhängig von der Ersatz-Brücke 98. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass bei der Differenzspannung Diff1 der Einfluss der Ersatz-Brücke 98 und damit der Einfluss der zweiten, dritten und vierten Halbbrücke 94, 95, 96 kompensiert und damit nicht mehr vorhanden ist.
Nach der Ermittlung der Ausgangsspannung Out1 bzw. der zugehörigen Differenzspannung Diff1 wird auf dieselbe Art und Weise eine Ausgangsspannung an dem Verbindungspunkt 83 gemessen und die zugehörige Differenzspannung ermittelt. Die Potentiale an den Verbindungspunkten 86, 87, 88, 89 werden dabei in gleicher Weise angelegt wie in der 7 angegeben. Danach werden entsprechende Ausgangsspannungen an den Verbindungspunkten 84, 85 gemessen und jeweils zugehörige Differenzspannungen ermittelt. Dabei werden die Potentiale an den Verbindungspunkten 86, 87, 88, 89 in entsprechend angepasster Weise vorgegeben.
Auf diese Weise werden sequentiell alle Einzelwiderstände des Steifens 72 des Sensorelements 70 mit entsprechenden Potentialen beaufschlagt und daraus jeweils zugehörige Ausgangsspannungen bzw. Differenzspannungen ermittelt. Aus diesen Ausgangsspannungen bzw. Differenzspannungen kann dann auf die Anzahl der Umdrehungen eines rotierenden Magneten geschlossen werden.
Dieses Verfahren wird fortlaufend wiederholt, so dass die aktuelle Anzahl der Umdrehungen des Magneten in jedem Zeitpunkt bekannt ist.
Bei der Schaltung 80 der 7 mit vier Windungen sind insgesamt acht Verbindungspunkte von bzw. zu dem Sensorelement 70 vorhanden. Liegen jedoch beispielsweise sechszehn Windungen vor, so sind sechszehn Verbindungspunkte für die Ausgangsspannungen und vier Verbindungspunkte für die anzulegenden Potentiale erforderlich, also insgesamt zwanzig Verbindungspunkte.
Verallgemeinert bedeutet dies, dass für die Anzahl v der Verbindungspunkte die folgende Gleichung gilt: v = 2(p + (n/p))wobei p die halbe Anzahl der vorhandenen Potentiale und n die Anzahl der Windungen ist.
Insbesondere bei einer größeren Anzahl von Windungen n kann durch eine größere Anzahl von Potentialen p die Anzahl der erforderlichen Verbindungspunkte v wesentlich reduziert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1740909 B1 [0002, 0026, 0051, 0072]
- DE 102008063226 [0005, 0026, 0051, 0072]
- EP 1532425 B1 [0026, 0051, 0072]

Claims

Elektrische Schaltung (30) insbesondere für einen Umdrehungszähler, mit einem Sensorelement (10), in dem ohne eine Energieversorgung eine Veränderung der Magnetisierung hervorrufbar und speicherbar ist, wenn ein magnetisches Feld an dem Sensorelement (10) vorbeibewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (10) zwei spiralförmige Streifen (13, 14) aufweist, deren Wicklungssinn gleichsinnig ist, und dass die Schaltung (30) derart ausgebildet ist, dass jeweils nur etwa eine Hälfte (A, B) der beiden Streifen (13, 14) von der Schaltung (30) ausgewertet wird.
Elektrische Schaltung (30) nach Anspruch 1, wobei an den freien Enden der Streifen (13, 14) jeder der beiden Hälften (A, B) jeweils eine gemeinsame Kontaktierfläche (20, 21) vorhanden ist, und wobei zwischen den freien Enden der Streifen (13, 14) jeder der beiden Hälften (A, B) jeweils einzelne Kontaktierflächen (23, 25) vorhanden sind.
Elektrische Schaltung (30) nach Anspruch 2, wobei die einzelnen Kontaktierflächen (23, 25) der beiden Hälften (A, B) paarweise miteinander verbunden sind.
Elektrische Schaltung (30) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die einzelnen Kontaktierflächen (23, 25) dazu vorgesehen sind, das Sensorelement (10) mit einer Messspannung zu beaufschlagen.
Elektrische Schaltung (30) nach Anspruch 4, wobei die Schaltung (30) derart ausgebildet ist, dass die Messspannung zeitlich aufeinanderfolgend an die einzelnen Kontaktierflächen (23, 25) angelegt wird.
Elektrische Schaltung (30) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die gemeinsamen Kontaktierflächen (20, 21) dazu vorgesehen sind, eine Messspannung zu erfassen.
Elektrische Schaltung (30) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Prozessor (32) vorhanden ist, der mit jeweils nur etwa einer Hälfte (A, B) der beiden Streifen (13, 14) verbunden ist.
Elektrische Schaltung (30) nach Anspruch 7, wobei der Prozessor (32) dazu vorgesehen ist, eine Messspannung zu erzeugen und eine Messspannung auszuwerten.
Elektrische Schaltung (30) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jeder der beiden spiralförmigen Streifen (13, 14) eine Anzahl von n Windungen aufweist, und wobei zwischen dem Sensorelement (10) und der Schaltung (30) eine Anzahl von n + 4 Verbindungen vorhanden sind.
Elektrische Schaltung (60, 80) insbesondere für einen Umdrehungszähler, mit einem Sensorelement (50, 70), in dem ohne eine Energieversorgung eine Veränderung der Magnetisierung hervorrufbar und speicherbar ist, wenn ein magnetisches Feld an dem Sensorelement (50, 70) vorbeibewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (50, 70) einen spiralförmigen Streifen (52, 72) aufweist, und dass die Schaltung (60, 80) derart ausgebildet ist, dass aufeinanderfolgende Abschnitte des Streifens (52, 72) an unterschiedliche Spannungen anlegbar sind.
Elektrische Schaltung (60, 80) nach Anspruch 10, wobei das Sensorelement (50, 70) derart ausgebildet ist, dass jeweils zwei Abschnitte des Streifens (52, 72) über einen Verbindungspunkt verbunden sind, an dem eine Ausgangsspannung (Uout1) abgreifbar ist.
Elektrische Schaltung (60) nach Anspruch 11, wobei die Schaltung (60) derart ausgebildet ist, dass an einen Abschnitt des Streifens (52) eine Spannung anlegbar ist, wobei eine von dieser Spannung abhängige Ausgangsspannung abgreifbar ist.
Elektrische Schaltung (60) nach Anspruch 12, wobei die Schaltung (60) derart ausgebildet ist, dass einem anderen Abschnitt des Streifens (52), an dessen zugehörigem Verbindungspunkt die Ausgangsspannung anliegt, dieselbe Ausgangsspannung zusätzlich von außen anlegbar ist, so dass über diesen Abschnitt des Streifens (52) kein Strom fließt.
Elektrische Schaltung (60) nach Anspruch 13, wobei die an dem Verbindungspunkt vorhandene Ausgangsspannung über einen Verstärker (68) an die freien Enden des zugehörigen Abschnitts anlegbar ist.
Elektrische Schaltung (80) nach Anspruch 11, wobei den Verbindungspunkten eine Messbrücke (93) und ein oder mehrere Halbbrücken (94, 95, 96) zugeordnet sind, und wobei die Ausgangsspannung (Out1) an der Messbrücke (93) abgreifbar ist.
Elektrische Schaltung (80) nach Anspruch 15, wobei eine Referenzbrücke (91) vorgesehen ist, die zu der einen oder den mehreren Halbbrücken (94, 95, 96) parallel geschaltet ist, und an der eine Referenzspannung (Ref) abgreifbar ist.
Elektrische Schaltung (80) nach Anspruch 16, wobei eine Differenzspannung (Diff1) zwischen der Ausgangsspannung (Out1) und der Referenzspannung (Ref) ermittelbar ist.