DE102011075306A1 - Sensor element for revolution counter, comprises two helical strips having opposing winding directions, which are connected to respective wall generators that are arranged adjacent to each other - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Sensorelement insbesondere für einen Umdrehungszähler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a sensor element in particular for a revolution counter according to the preamble of claim 1.
Ein derartiges Sensorelement ist aus der
Ein Problem bei dem bekannten Sensorelement besteht darin, dass externe magnetische Störfelder, die unabhängig von dem beispielhaft genannten rotierenden Magneten vorhanden sind, gegebenenfalls einen Einfluss auf das Sensorelement haben und zu einer fehlerhaften Zählung führen. A problem with the known sensor element is that external magnetic interference fields, which are present independently of the exemplarily mentioned rotating magnet, possibly have an influence on the sensor element and lead to an erroneous counting.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Sensorelement zu schaffen, mit dem eine fehlerhafte Zählung erkannt werden kann.The object of the invention is to provide a sensor element with which a faulty count can be detected.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Sensorelement nach dem Anspruch 1.The invention solves this problem by a sensor element according to claim 1.
In dem erfindungsgemäßen Sensorelement kann ohne eine Energieversorgung eine Veränderung der Magnetisierung hervorgerufen und gespeichert werden, wenn ein magnetisches Feld an dem Sensorelement vorbeibewegt wird. Weiterhin weist das erfindungsgemäße Sensorelement zwei spiralförmige Streifen auf, deren Wicklungssinn gegensinnig ist.In the sensor element according to the invention can be caused and stored without a power supply, a change in the magnetization, when a magnetic field is moved past the sensor element. Furthermore, the sensor element according to the invention has two spiral-shaped strips whose winding sense is in opposite directions.
Insbesondere aufgrund des gegensinnigen Wicklungssinns können fehlerhafte Zählungen, die gegebenenfalls durch externe magnetische Störfelder entstehen, von dem erfindungsgemäßen Sensorelement sicher erkannt werden. Der Einsatzbereich des Sensorelements kann dadurch insbesondere auch auf sicherheitsrelevante Anwendungen erweitert werden.In particular, due to the opposite sense of winding faulty counts, which may be caused by external magnetic interference, can be reliably detected by the sensor element according to the invention. The area of use of the sensor element can thereby be extended in particular to security-relevant applications.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die beiden spiralförmigen Streifen jeweils mit einem Wandgenerator verbunden. Dies unterstützt wesentlich die Erzeugung von sogenannten Domänenwänden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die beiden Wandgeneratoren benachbart zueinander angeordnet sind. Gegebenenfalls kann auch ein gemeinsamer Wandgenerator vorhanden sein.In an advantageous embodiment of the invention, the two spiral strips are each connected to a wall generator. This essentially supports the generation of so-called domain walls. It is particularly advantageous if the two wall generators are arranged adjacent to each other. Optionally, a common wall generator may be present.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bilden die beiden spiralförmigen Streifen jeweils ein rautenförmiges Gebilde. Damit wird das Einspeichern der Domänenwände unterstützt.In another advantageous embodiment of the invention, the two spiral strips each form a diamond-shaped structure. This supports the storage of the domain walls.
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.Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, which are illustrated in the figures of the drawing. All described or illustrated features, alone or in any combination form the subject matter of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency and regardless of their formulation or representation in the description or in the drawing.
Die
In der
An dem äußeren Ende jedes der beiden spiralförmigen Streifen
Die Streifen
Aufgrund dieses Schichtaufbaus führt ein sich an dem jeweiligen Gebilde
Ein Vorbeibewegen bzw. Drehen des Magneten in entgegengesetzter Richtung führt zu einem Herauswandern einer Domänenwand aus dem jeweiligen Streifen
Aufgrund der beispielhaft jeweils vorgesehenen vier Wicklungen der Streifen
Zur näheren Erläuterung des Schichtaufbaus und der daraus sowie aus der spiralförmigen Ausbildung resultierenden Funktionsweise der beiden Gebilde
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
In der
Zum Auslesen kann nun eine Spannung an die beiden Enden des spiralförmigen Streifens
Alternativ ist es möglich, dass zum Auslesen die in der
Ebenfalls ist es möglich, aus den einzelnen Messspannungen, insbesondere durch eine Interpretation der aufeinanderfolgenden Messspannungen als binäre Werte, direkt – also ohne die Ermittlung des Gesamtwiderstands – auf die Anzahl der Umdrehungen eines rotierenden Magneten zu schließen. It is also possible to deduce the number of revolutions of a rotating magnet directly from the individual measured voltages, in particular by interpreting the successive measured voltages as binary values, ie without determining the total resistance.
Es wird nun davon ausgegangen, dass in dem links dargestellten Gebilde
Wird nun an dem Sensorelement
Die Anzahl der Domänenwände in dem Gebilde
Wenn nunmehr ein externes magnetisches Störfeld, das unabhängig von dem beispielhaft genannten rotierenden Magneten vorhanden ist, gegebenenfalls einen Einfluss auf das Sensorelement ausübt und eine Domänenwand in einem der beiden Gebilde
Entsprechendes gilt auch umgekehrt, also für denjenigen Fehlerfall, in dem das externe Störfeld eine oder mehrere vorhandene Domänenwände oder Magnetisierungsrichtungen in einem der beiden Gebilde
Wesentlich ist dabei, dass der Wicklungssinn der beiden Streifen
Wäre der Wicklungssinn gleichsinnig ausgebildet, so würde ein externes Störfeld, das unabhängig von dem beispielhaft genannten rotierenden Magneten vorhanden ist, in beiden Gebilden
In der
Im Unterschied zur
Das Sensorelement
Einerseits ist es möglich, die beiden Streifen
Nach der Trennung
Andererseits ist es möglich, beispielsweise den Wandgenerator
Auf diese Weise ist das Sensorelement
Mit dem Sensorelement
In der
Wird nun an dem Sensorelement
Damit verhält sich das Sensorelement
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1740909 B1 [0002, 0018] EP 1740909 B1 [0002, 0018]
- EP 1532425 B1 [0018] EP 1532425 B1 [0018]
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