DE102014008173A1 - Magnetfeldmessvorrichtung - Google Patents
Magnetfeldmessvorrichtung Download PDFInfo
- Publication number
- DE102014008173A1 DE102014008173A1 DE102014008173.7A DE102014008173A DE102014008173A1 DE 102014008173 A1 DE102014008173 A1 DE 102014008173A1 DE 102014008173 A DE102014008173 A DE 102014008173A DE 102014008173 A1 DE102014008173 A1 DE 102014008173A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- magnetic field
- rotation
- magnet
- axis
- measuring device
- 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.)
- Granted
Links
Images
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
-
- 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
-
- 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
- G01D5/244—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 characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/245—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 characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
- G01D5/2451—Incremental encoders
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Magnetfeldmessvorrichtung aufweisend einen Halbleiterkörper mit einer parallel zu einer x-y Ebene ausgebildeten Oberfläche, wobei die x-Richtung und die y-Richtung zueinander orthogonal ausgebildet sind, und aufweisend einen Magnet mit einer parallel zu der x-y Ebene ausgebildeten planen Haupterstreckungsfläche, wobei entlang der Haupterstreckungsfläche die Richtung der Magnetisierung aufgrund von zwei aneinanderliegenden Magnetpole wechselt, wobei der Magnet gegenüber dem IC-Gehäuse um eine in einer z-Richtung ausgebildeten Drehachse, drehbar ist und die z-Richtung orthogonal auf der x-y-Ebene ausgebildet ist, und wobei eine gedachte Verlängerung der Drehachse den Magneten die Haupterstreckungsfläche des Magneten durchdringt, und wobei die Oberfläche des Halbleiterkörpers von der Haupterstreckungsfläche des Magneten in z-Richtung beabstandet ist, und der Halbleiterkörper, an der Oberfläche drei voneinander beabstandete Magnetfeldsensoren aufweist und die Magnetfeldsensoren jeweils die gleiche Komponente des Magnetfeldes messen und der erste Magnetfeldsensor und der dritte Magnetfeldsensor jeweils den gleichen Abstand zu einem zweiten Magnetfeldsensor aufweisen, und wobei innerhalb der Projektion der Haupterstreckungsfläche entlang der gedachten Verlängerung der Drehachse alle Magnetfeldsensoren angeordnet sind, und alle Magnetfeldsensoren zu der gedachten Verlängerung der Drehachse einen Abstand aufweisen, wobei zu der gedachten Verlängerung der Drehachse der erste Magnetfeldsensor und der dritte Magnetfeldsensor jeweils den gleichen Abstand aufweisen.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Magnetfeldmessvorrichtung.
- Aus der
EP 0 916 074 B1 , derEP 1 182 461 A2 , derWO 2009/05237 A1 EP 2 584 304 A1 , derDE 199 46 935 A1 , derUS 6 917 193 B1 und derDE 10 2007 041 230 B3 sind unterschiedliche Ansätze zur Ausbildung einer Magnetfeldmessvorrichtung bekannt. Des Weiteren sind aus derUS 2011/0046906 A1 US 2007/0 229 060 A1 - Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung anzugeben, die den Stand der Technik weiterbildet.
- Die Aufgabe wird durch eine Magnetfeldmessvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
- Gemäß dem Gegenstand der Erfindung wird eine Magnetfeldmessvorrichtung bereitgestellt, aufweisend einen Halbleiterkörper mit einer parallel zu einer x-y Ebene ausgebildeten Oberfläche, wobei die x-Richtung und die y-Richtung zueinander orthogonal ausgebildet sind, und aufweisend einen Magnet mit einer parallel zu der x-y Ebene ausgebildeten planen Haupterstreckungsfläche, wobei entlang der Haupterstreckungsfläche die Richtung der Magnetisierung aufgrund von wenigstens zwei aneinanderliegenden Magnetpole wechselt, und wobei der Magnet gegenüber dem Halbleiterkörper um eine in einer z-Richtung ausgebildeten Drehachse, drehbar ist und die z-Richtung orthogonal auf der x-y-Ebene ausgebildet ist, und wobei eine gedachte Verlängerung der Drehachse die Haupterstreckungsfläche des Magneten, vorzugsweise in dem Flächenschwerpunkt des Magneten durchdringt, und wobei die Oberfläche des Halbleiterkörpers von der Haupterstreckungsfläche des Magneten in z-Richtung beabstandet ist, und der Halbleiterkörper, an der Oberfläche drei voneinander beabstandete vorzugsweise monolithisch integrierte Magnetfeldsensoren aufweist und die Magnetfeldsensoren jeweils die gleiche Komponente des Magnetfeldes messen und der erste Magnetfeldsensor und der dritte Magnetfeldsensor jeweils den gleichen Abstand zu einem zweiten Magnetfeldsensor aufweisen, und wobei bei einer vorzugsweise isometrischen Projektion von der Haupterstreckungsfläche entlang der gedachten Verlängerung der Drehachse oder entlang der Drehachse alle Magnetfeldsensoren innerhalb der Projektionsfläche angeordnet sind, und alle Magnetfeldsensoren zu der gedachten Verlängerung der Drehachse oder zu der Drehachse einen Abstand aufweisen, wobei zu der gedachten Verlängerung der Drehachse der erste Magnetfeldsensor und der dritte Magnetfeldsensor jeweils den gleichen Abstand aufweisen. Es sei angemerkt, dass im Folgenden unter der Bezeichnung „entlang der gedachten Verlängerung der Drehachse” eine Anordnung von den Magnetfeldsensoren „unterhalb” des Magneten beschrieben ist. Entsprechend ist mit der Bezeichnung „entlang der Verlängerung der Drehachse” eine Anordnung von den Magnetfeldsensoren „oberhalb” des Magneten bezeichnet. Ferner wird vorliegend mit dem Begriff der „z-Richtung” sowohl eine Richtung entlang der positiven z-Richtung auch die entgegengesetzte Richtung also in einer minus z-Richtung verstanden.
- Untersuchungen haben gezeigt, dass der Abstand der Magnetfeldsensoren zu dem Halbleiterkörper in der z-Richtung, d. h. zu der gedachten Verlängerung der Drehachse oder zu der Drehachse kleiner als 10 cm, vorzugsweise kleiner als 5 cm und höchst vorzugsweise kleiner als 1 cm ist. Des Weiteren sei angemerkt, dass der Magnet in der x-y Ebene wenigstens zwei Pole aufweist. Es versteht sich, dass die beiden Magnetpole, also der Nordpol und der Südpol vorzugsweise die gleiche Fläche in der x-y Ebene aufweisen. Anders ausgedrückt weist der Magnet hinsichtlich der x-y Ebene eine sogenannte diametrale Magnetisierung auf.
- In einer Weiterbildung weist der Magnet entlang der Haupterstreckungsfläche vorzugsweise vier Magnetpole, besonders bevorzugt sechs Magnetpole und höchst vorzugsweise acht Magnetpole auf. Anders ausgedrückt, der Magnet weist entlang der Haupterstreckungsfläche eine Segmentierung aus vier oder mehr Magnetpolen auf. Vorzugsweise sind die Segmente gleich groß ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Magnetpole des Magneten einseitig entlang der Haupterstreckungsfläche kurzgeschlossen. Der Kurzschluss lässt sich insbesondere mittels einer ferromagnetischen Platte ausführen. Hierzu wird die Platte derart angebracht, dass auf einer der Oberflächen entlang der Haupterstreckungsfläche ein magnetischer Kraftschluss zwischen den Magnetpolen und der Platte ausgebildet wird. Durch die Platte lässt sich eine Ausbreitung des Magnetfeldes einseitig nahezu vollständig unterdrücken. In einer bevorzugten Weiterbildung sind die Magnetpole als Halbach Array ausgeführt.
- Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es, dass die Magnetfeldmessvorrichtung eine sehr kompakte Anordnung aufweist, d. h. mehrere Magnetfeldsensoren lassen sich nunmehr auf einem einzigen Halbleiterkörper integrieren. Ein anderer Vorteil ist, dass sich auf dem Halbleiterkörper auch eine in der Oberfläche des Halbleiterkörpers integrierte Schaltung ausbilden lässt, wobei die integrierte Schaltung vorzugsweise in einer elektrischen Wirkverbindung mit den drei Magnetfeldsensoren steht und der Halbleiterkörper in ein IC-Gehäuse integriert ist. Des Weiteren lässt sich in dem IC auch ein Auswertealgorithmus integrierten. Hierdurch lässt sich eine kostgünstige Magnetfeldmessvorrichtung herstellen, um beispielsweise mittels Differenzmessungen von den Signalen von jeweils zwei Magnetfeldsensoren störende magnetische Gleichfelder, welche genau nicht von dem Magneten der Messanordnung erzeugt sind, auszublenden. Des Weiteren lässt sich aus zwei Differenzmessungen der Verlauf der Magnetfeldstärke des Magneten ermitteln. Durch einen Vergleich mit gespeicherten Werten, lässt sich die Lage des Halbeleiterkörpers in Bezug auf den Magneten ermitteln. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei einer Drehung des Magneten um die Drehachse sich der Drehwinkel α in Bezug zu dem Halbleiterkörper gemäß der Formel: aus dem Verlauf der Amplitude W ableiten lässt, wobei der Term Az/A1 ein Korrekturterm für die Abweichung der Lage des zweiten Magnetfeldsensors ist und wobei sich W(α) aus den Differenzsignalen fr(α) und fl(α) der drei Sensorsignale gemäß der Formel:
- Es sei angemerkt, dass im Allgemeinen ein Sinus- oder Kosinusförmiger Verlauf gegeben ist und sich die Ermittlung des Drehwinkels zuverlässig und einfach durchführen lässt.
- In einer Weiterbildung weist zu der gedachten Verlängerung der Drehachse der zweite Magnetfeldsensor einen kleineren Abstand oder eine größeren Abstand als der erste Magnetfeldsensor auf. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die drei Magnetfeldsensoren entlang einer Verbindungsgeraden angeordnet sind und der zweite Magnetfeldsensor zwischen den beiden anderen Magnetfeldsensoren vorzugsweise in der Mitte der Verbindungsgeraden angeordnet ist. Hierdurch lässt sich der Aufwand für die Justage der Halbleiterkörpers bzw. des IC-Gehäuse bezüglich der Lage zu der gedachten Verlängerung zu der Drehachse beträchtlich reduzieren und eine kostengünstige Magnetfeldmesseinrichtung zur Ermittlung des Drehwinkels herstellen.
- In einer anderen Weiterbildung sind an genau drei Stellen auf dem Halbleiterkörper Magnetfeldsensoren vorgesehen. Untersuchungen haben gezeigt, dass es ausreichend ist, an genau drei Positionen vorzugsweise genau drei Magnetfeldsensoren auszubilden. Es ist bevorzugt, wenn der Halbleiterkörper in der x-y Ebene eine viereckige Form aufweist und die drei Magnetfeldsensoren im Wesentlichen oder exakt entlang einer Diagonale in dem Viereck angeordnet sind. Ein Vorteil ist, dass sich hierdurch teure Chipfläche einsparen lässt und gelichzeitig der Abstand zwischen den Magnetfeldsensoren vergrößert.
- Es versteht sich, dass die Magnetfeldsensoren gleich ausgerichtet sind, d. h. die Magnetfeldsensoren bestimmen jeweils die gleiche Komponente des Magnetfelds des Magneten. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Magnetfeldsensoren als Hallsensoren, vorzugsweise als Hallplatten und höchst vorzugsweise als vertikale Hallsensoren ausgebildet.
- In einer anderen Ausführungsform weist der Magnet eine kreisförmige und scheibenförmige Ausbildung auf. Insbesondere ist der Magnet in der X-Y-Ebene als Kreis ausgebildet ist, wobei der Radius des Kreises vorzugsweise größer als der Abstand zwischen dem ersten Magnetfeldsensor und dem zweiten Magnetfeldsensor ist. In einer anderen Ausführungsform ist der Radius auch größer als die Länge der Verbindungslinie zwischen dem ersten Magnetfeldsensor und dem dritten Magnetfeldsensor.
- Untersuchungen haben gezeigt, dass sich die Magnetfeldmessvorrichtung insbesondere zur Detektion des Drehwinkels des mit der Achse oder mit einer Welle starr verbundenen Magneten verwenden lässt. Ein Vorteil ist, dass durch die Beabstandung der Magnetfeldsensoren zu dem Magneten, der Drehwinkel einer ruhenden Achse oder insbesondere der Welle als auch der Drehwinkel einer sich drehenden Achse bestimmen lässt, sofern der Magnet starr mit der Achse bzw. Welle gekoppelt ist. Anders ausgedrückt, die Magnetfeldmessvorrichtung lässt sich zur Detektion des Drehwinkels der Welle verwenden. Hierzu werden die Signale der Magnetfeldsensoren mit einem differentiellen Auswerteverfahren verarbeitet, d. h. aus den Signalunterschieden zwischen dem ersten Magnetfeldsensor und dem zweiten Magnetfeldsensor und dem zweiten Magnetfeldsensor und dem dritten Magnetfeldsensor lässt sich der Drehwinkel der Achse oder insbesondere der Welle bestimmen. Insbesondere bei einer Start-Stop Automatik eines Kraftfahrzeugs lässt sich hierdurch die Stellung der Kurbelwelle bzw. die Stellung der Nockenwelle auch bei einem ruhenden Motor bestimmen. Ein Anschalten des Motors lässt sich hierdurch erleichtern.
- Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Hierbei werden gleichartige Teile mit identischen Bezeichnungen beschriftet. Die dargestellten Ausführungsformen sind stark schematisiert, d. h. die Abstände und die lateralen und vertikalen Erstreckungen sind nicht maßstäblich und weisen, sofern nicht anders angegeben auch keine ableitbaren geometrischen Relation zueinander auf. Darin zeigt die:
-
1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Magnetfeldmessvorrichtung, -
2 ein Schnitt entlang einer Drehachse in einer Z-Richtung der Ausführungsform der1 , -
3 eine Ausführungsform mit einem Magneten mit insgesamt sechzehn Magnetpolen, -
4 eine Ausführungsform des Magneten mit acht Magnetpolen und einer einsseitigen magnetischen Kurzschlussplatte. - Die Abbildung der
1 zeigt eine Draufsicht auf einen Magneten10 mit zwei Magnetpolen12 und18 , wobei die einzelnen Kreissegmente der Magnetpole gleich groß ausgeführt sind. Es versteht sich, dass bei den zwei Magnetpolen12 und18 jeweils ein Nordpol und ein Südpol ausgebildet sind. Des Weiteren ist ein erster in der x-y Ebene ausgebildeter Magnetfeldsensor20 und ein zweiter in der x-y Ebene ausgebildeter Magnetfeldsensor25 und ein dritter in der x-y Ebene ausgebildeter Magnetfeldsensor30 in der Oberfläche eines Halbleiterkörpers40 ausgebildet. Der Halbleiterkörper40 ist unterhalb des Magneten angeordnet, wobei mit unterhalb ein Abstand von dem Magneten entlang einer Z-Richtung bzw. in Richtung einer gedachten Verlängerung einer Drehachse50 verstanden wird. Die Magnetfeldsensoren20 ,25 und30 sind jeweils voneinander beabstandet und als Hallsensoren ausgeführt und weisen jeweils eine in einer Z-Richtung ausgebildete Haupterstreckungsfläche auf, wobei in der dargestellten X-Y-Ebene jeweils nur eine Ansicht auf eine schmale Seitenfläche der Hallsensoren, wobei die Hallsensoren vorzugsweise als Hallplatten ausgeführt sind, sichtbar. - In der Abbildung der
2 ist ein Schnitt entlang der Drehachse50 für die Ausführungsform, abgebildet in der1 , dargestellt. Die Drehachse50 verläuft vorliegend in der Mitte einer in einer z-Richtung ausgebildeten Welle60 . Im Folgenden werden nur die Unterschiede zu der Abbildung der1 erläutert. Vorliegend ist der Magnet10 an einer Stirnseite der Welle angeordnet. In einer gedachten Verlängerung durchstößt die Längsachse der Welle bzw. die Drehachse50 den Magneten10 . Der Halbleiterkörper40 ist vorliegend entweder unterhalb des Magneten10 , d. h. entlang einer gedachten Verlängerung der Drehachse50 – durchgezogene Linie, oder oberhalb des Magneten10 entlang der Drehachse50 – gestrichelte Linie angeordnet. Anders ausgedrückt, der Halbleiterkörper ist in Richtung der Längsachse von dem Magneten10 beabstandet, jedoch ist der Halbleiterkörper40 innerhalb der Fläche einer entlang der z-Achse ausgeführten isometrischen Projektion angeordnet. An der Oberfläche des Halbleiterkörpers40 ist eine nicht dargestellte integrierte Schaltung ausgebildet. Ferner ist der Halbleiterkörper40 in einem IC-Gehäuse angeordnet. - Sobald sich die Welle mit dem Magneten
10 dreht, wird in den Hallplatten eine Hallspannung induziert, sofern die Hallplatten von einem Betriebsstrom durchflossen sind. Mittels eines Algorithmus lässt sich der Drehwinkel der Drehachse ermitteln. - Die
3 zeigt eine Ausführungsform mit einem Magneten10 mit insgesamt sechzehn Magnetpolen, zusammengesetzt zu acht Magnetpolpaaren. Im Folgenden werden nur die Unterschiede zu der Abbildung der2 erläutert. Entlang der Haupterstreckungsfläche wechseln sich jeweils Nordpole und die Südpole insgesamt achtmal ab, d. h. der Magnet ist segmentiert. Hierbei sind die Flächen der Segmente gleich groß. Entlang der Drehachse50 ist jedem Nordpol ein Südpol zugeordnet, d. h. vorliegend ist neben einer sogenannten diametralen Magnetisierung auch ein Polwechsel entlang der Z-Richtung ausgebildet. Der Halbleiterkörper40 – nicht dargestellt – lässt sich sowohl oberhalb als auch unterhalb des Magneten10 anordnen. - Die
4 zeigt eine Ausführungsform des Magneten10 mit acht Magnetpolen und einer einsseitig ausgebildeten magnetischen Kurzschlussplatte70 . Im Folgenden werden nur die Unterschiede zu der Abbildung der3 erläutert. Der Magnet10 ist vorliegend nur diametral magnetisiert. Die Kurzschlussplatte70 ist unterhalb des Magneten10 angeordnet und weist eine im Wesentlichen gleiche, vorzugsweise identische Fläche wie der Magnet10 auf. Zwischen der Kurzschlussplatte70 und der Unterseite des Magneten10 besteht ein magnetischer Kraftschluss. Hierdurch wird die Unterseite des Magneten10 nahezu Magnetfeldfrei. Der Halbleiterkörper40 – nicht dargestellt – lässt sich nur oberhalb des Magneten10 anordnen. - 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 0916074 B1 [0002]
- EP 1182461 A2 [0002]
- WO 2009/05237 A1 [0002]
- EP 2584304 A1 [0002]
- DE 19946935 A1 [0002]
- US 6917193 B1 [0002]
- DE 102007041230 B3 [0002]
- US 2011/0046906 A1 [0002]
- US 2007/0229060 A1 [0002]
Claims (13)
- Magnetfeldmessvorrichtung aufweisend, einen Halbleiterkörper (
40 ) mit einer parallel zu einer x-y Ebene ausgebildeten Oberfläche, wobei die x-Richtung und die y-Richtung zueinander orthogonal ausgebildet sind, einen Magnet (10 ) mit einer parallel zu der x-y Ebene ausgebildeten planen Haupterstreckungsfläche, wobei entlang der Haupterstreckungsfläche die Richtung der Magnetisierung aufgrund von wenigstens zwei aneinanderliegenden Magnetpolen (12 ,18 ) wechselt, und wobei der Magnet (10 ) gegenüber dem Halbleiterkörper (40 ) um eine in einer z-Richtung ausgebildeten Drehachse (50 ), drehbar ist und die z-Richtung orthogonal auf der x-y-Ebene ausgebildet ist, und wobei eine gedachte Verlängerung der Drehachse (50 ) die Haupterstreckungsfläche des Magneten (10 ) durchdringt, und die Oberfläche des Halbleiterkörpers (40 ) von der Haupterstreckungsfläche des Magneten (50 ) in der z-Richtung beabstandet ist, und der Halbleiterkörper (40 ), an der Oberfläche drei voneinander beabstandete Magnetfeldsensoren (20 ,25 ,30 ) aufweist, wobei die Magnetfeldsensoren (20 ,25 ,30 ) jeweils die gleiche Komponente des Magnetfeldes messen und der erste Magnetfeldsensor (20 ,25 ,30 ) und der dritte Magnetfeldsensor (20 ,25 ,30 ) jeweils den gleichen Abstand zu einem zweiten Magnetfeldsensor (20 ,25 ,30 ) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Projektion von der Haupterstreckungsfläche entlang der gedachten Verlängerung der Drehachse (50 ) oder entlang der Drehachse (50 ) alle Magnetfeldsensoren (20 ,25 ,30 ) innerhalb der Projektionsfläche angeordnet sind, und alle Magnetfeldsensoren (20 ,25 ,30 ) zu der gedachten Verlängerung der Drehachse (50 ) oder zu der Drehachse (50 ) einen Abstand aufweisen und der erste Magnetfeldsensor (20 ,25 ,30 ) und der dritte Magnetfeldsensor (20 ,25 ,30 ) jeweils den gleichen Abstand aufweisen. - Magnetfeldmessvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu der gedachten Verlängerung der Drehachse (
50 ) oder zu der Drehachse (50 ) der zweite Magnetfeldsensor (20 ,25 ,30 ) einen kleineren Abstand oder eine größeren Abstand als der erste Magnetfeldsensor (20 ,25 ,30 ) aufweist. - Magnetfeldmessvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Magnetfeldsensoren (
20 ,25 ,30 ) entlang einer Verbindungsgeraden angeordnet sind und der zweite Magnetfeldsensor (20 ,25 ,30 ) zwischen den beiden anderen Magnetfeldsensoren (20 ,25 ,30 ) in der Mitte der Verbindungsgeraden angeordnet ist. - Magnetfeldmessvorrichtung nach einen der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterkörper (
40 ) in der x-y Ebene eine viereckige Form aufweist und die drei Magnetfeldsensoren (20 ,25 ,30 ) im Wesentliche entlang einer Diagonale angeordnet sind. - Magnetfeldmessvorrichtung nach einen der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Oberfläche des Halbleiterkörpers (
40 ) eine integrierte Schaltung ausgebildet ist und die integrierte Schaltung in einer elektrischen Wirkverbindung mit den drei Magnetfeldsensoren (20 ,25 ,30 ) steht und der Halbleiterkörper (40 ) in ein IC-Gehäuse integriert ist. - Magnetfeldmessvorrichtung nach einen der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an genau drei Stellen auf dem Halbleiterkörper (
40 ) Magnetfeldsensoren (20 ,25 ,30 ) vorgesehen sind. - Sensorvorrichtung nach einen der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeldsensoren (
20 ,25 ,30 ) als Hallplatten ausgebildet ist. - Magnetfeldmessvorrichtung nach einen der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (
10 ) eine kreisförmige und scheibenförmige Ausbildung aufweist. - Magnetfeldmessvorrichtung nach einen der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (
10 ) entlang der Haupterstreckungsfläche insgesamt acht Magnetpole aufweist. - Magnetfeldmessvorrichtung nach einen der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetpole des Magneten (
10 ) einseitig entlang der Haupterstreckungsfläche kurzgeschlossen sind. - Magnetfeldmessvorrichtung nach einen der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (
10 ) in der X-Y-Ebene als Kreis ausgebildet ist, wobei der Radius des Kreises größer als der Abstand zwischen dem ersten Magnetfeldsensor (20 ,25 ,30 ) und dem zweiten Magnetfeldsensor (20 ,25 ,30 ) ist. - Verwendung der nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildeten Magnetfeldmessvorrichtung zur Detektion des Drehwinkels des mit der Drehachse (
50 ) oder mit einer Welle (60 ) verbunden Magneten (10 ). - Verwendung der nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildeten Magnetfeldmessvorrichtung zur Ermittlung des Drehwinkels bei des Drehwinkels des mit einer ruhenden Drehachse (
50 ) oder mit einer Welle (60 ) verbunden Magneten (10 ).
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014008173.7A DE102014008173B4 (de) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Magnetfeldmessvorrichtung |
US14/735,444 US9733105B2 (en) | 2014-06-10 | 2015-06-10 | Magnetic field measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014008173.7A DE102014008173B4 (de) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Magnetfeldmessvorrichtung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102014008173A1 true DE102014008173A1 (de) | 2015-12-17 |
DE102014008173B4 DE102014008173B4 (de) | 2022-08-11 |
Family
ID=54705952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102014008173.7A Active DE102014008173B4 (de) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Magnetfeldmessvorrichtung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9733105B2 (de) |
DE (1) | DE102014008173B4 (de) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015209286A1 (de) * | 2015-05-21 | 2016-11-24 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Anordnung und Verfahren zum Messen einer Kraft oder eines Momentes mit mindestens zwei beabstandeten Magnetfeldsensoren |
US20170191561A1 (en) * | 2016-01-04 | 2017-07-06 | Dura Operating, Llc | Shift detection system |
US11874140B2 (en) * | 2016-02-17 | 2024-01-16 | Infineon Technologies Ag | Tapered magnet |
FR3051083B1 (fr) * | 2016-05-04 | 2018-04-27 | Valeo Systemes De Controle Moteur | Composant magnetique pour capteur a effet hall, ensemble electrique et compresseur de suralimentation electrique comprenant un tel composant magnetique |
DE102017202365A1 (de) | 2017-02-15 | 2018-08-16 | Robert Bosch Gmbh | Sensoreinrichtung |
US10539432B2 (en) * | 2018-01-29 | 2020-01-21 | Infineon Technologies Ag | Differential top-read magnetic sensor with low cost back bias magnet |
FR3087256B1 (fr) * | 2018-10-15 | 2020-10-30 | Electricfil Automotive | Methode et systeme capteur de determination d'une position angulaire relative entre deux pieces, et procede de fabrication d'un corps magnetique |
CN115267622B (zh) * | 2022-07-19 | 2023-07-18 | 中国科学院近代物理研究所 | Hall探头感应区空间定位及标定装置及其使用方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19946935A1 (de) | 1999-09-30 | 2001-05-03 | Daimler Chrysler Ag | Vorrichtung zur Strommessung mit magnetfeldempfindlichen Differenzsensoren aus mindestens zwei Hallsensoren |
EP1182461A2 (de) | 2000-08-21 | 2002-02-27 | Sentron Ag | Sensor für die Detektion der Richtung eines Magnetfeldes |
EP0916074B1 (de) | 1997-05-29 | 2003-07-30 | AMS International AG | Magnetischer drehgeber |
US6917193B1 (en) | 2004-01-12 | 2005-07-12 | International Truck Intellectual Property Company, Llc | Distance tolerant leadless current sensor |
US20070229060A1 (en) | 2006-03-30 | 2007-10-04 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Rotation detecting sensor |
WO2009005237A2 (en) | 2007-07-03 | 2009-01-08 | Sk Networks Co., Ltd. | System and method for providing personalized album production |
DE102007041230B3 (de) | 2007-08-31 | 2009-04-09 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Kalibrierbarer mehrdimensionaler magnetischer Punktsensor sowie entsprechendes Verfahren und Computerprogramm dafür |
US20110046906A1 (en) | 2008-05-07 | 2011-02-24 | Comm. A L'ener. Atom. Et Aux Energies Alt. | Structure of a magnetic-field gradient sensor and process for fabricating it in integrated technology |
EP2584304A1 (de) | 2011-10-21 | 2013-04-24 | Micronas GmbH | Verfahren zur Bestimmung eines Abstandes und eine integrierte Magnetfeldmessvorrichtung |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006018627A1 (de) * | 2006-04-21 | 2007-10-25 | Siemens Ag | Magnetischer Drehwinkelgeber |
US8736258B2 (en) | 2007-10-25 | 2014-05-27 | Maxim Integrated Products, Inc. | Method and device for contactless sensing rotation and angular position using orientation tracking |
US8886471B2 (en) * | 2008-06-26 | 2014-11-11 | Infineon Technologies Ag | Rotation sensing method and system |
JP5141780B2 (ja) * | 2011-01-12 | 2013-02-13 | Tdk株式会社 | 回転角度センサ |
JP5785731B2 (ja) | 2011-02-24 | 2015-09-30 | ローム株式会社 | 電子回路、集積回路、ならびにそれらを搭載する磁気検出装置および電子機器 |
US9081041B2 (en) | 2012-04-04 | 2015-07-14 | Allegro Microsystems, Llc | High accuracy differential current sensor for applications like ground fault interrupters |
US9605978B2 (en) * | 2013-11-19 | 2017-03-28 | Infineon Technologies Ag | Off-axis magnetic field angle sensors |
-
2014
- 2014-06-10 DE DE102014008173.7A patent/DE102014008173B4/de active Active
-
2015
- 2015-06-10 US US14/735,444 patent/US9733105B2/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0916074B1 (de) | 1997-05-29 | 2003-07-30 | AMS International AG | Magnetischer drehgeber |
DE19946935A1 (de) | 1999-09-30 | 2001-05-03 | Daimler Chrysler Ag | Vorrichtung zur Strommessung mit magnetfeldempfindlichen Differenzsensoren aus mindestens zwei Hallsensoren |
EP1182461A2 (de) | 2000-08-21 | 2002-02-27 | Sentron Ag | Sensor für die Detektion der Richtung eines Magnetfeldes |
US6917193B1 (en) | 2004-01-12 | 2005-07-12 | International Truck Intellectual Property Company, Llc | Distance tolerant leadless current sensor |
US20070229060A1 (en) | 2006-03-30 | 2007-10-04 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Rotation detecting sensor |
WO2009005237A2 (en) | 2007-07-03 | 2009-01-08 | Sk Networks Co., Ltd. | System and method for providing personalized album production |
DE102007041230B3 (de) | 2007-08-31 | 2009-04-09 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Kalibrierbarer mehrdimensionaler magnetischer Punktsensor sowie entsprechendes Verfahren und Computerprogramm dafür |
US20110046906A1 (en) | 2008-05-07 | 2011-02-24 | Comm. A L'ener. Atom. Et Aux Energies Alt. | Structure of a magnetic-field gradient sensor and process for fabricating it in integrated technology |
EP2584304A1 (de) | 2011-10-21 | 2013-04-24 | Micronas GmbH | Verfahren zur Bestimmung eines Abstandes und eine integrierte Magnetfeldmessvorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20150354984A1 (en) | 2015-12-10 |
US9733105B2 (en) | 2017-08-15 |
DE102014008173B4 (de) | 2022-08-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102014008173B4 (de) | Magnetfeldmessvorrichtung | |
DE102015001553B3 (de) | Sensorvorrichtung | |
DE112012006270B4 (de) | Magnetpositions-Erfassungsvorrichtung | |
DE102014004625A1 (de) | Sensorvorrichtung | |
DE102014005247A1 (de) | Sensorvorrichtung | |
DE102012015792B4 (de) | Verfahren zur Bestimmung eines Drehwinkels | |
DE102008020153A1 (de) | Winkelerfassungsvorrichtung | |
DE102014011245B3 (de) | Magnetfeldmessvorrichtung | |
DE102011116545A1 (de) | Integrierte Magnetfeldmessvorrichtung | |
DE102012222316A1 (de) | Sensorvorrichtung zur Bestimmung mindestens einer Rotationseigenschaft eines rotierenden Elements | |
DE102016202378A1 (de) | Anordnung zur Erfassung der Winkelposition eines drehbaren Bauteils | |
WO2014135453A1 (de) | Magnetischer linear- oder drehgeber | |
DE10139154B4 (de) | Winkelstellungssensor | |
EP3884239B1 (de) | Winkelsensor mit mehrpoligem magnet für eine kraftfahrzeuglenkung | |
DE102015007190B4 (de) | Magnetfeldmessvorrichtung | |
DE102014214677A1 (de) | Magnet-Detektionsvorrichtung und Fahrzeug-Rotations-Detektionsvorrichtung, die damit ausgerüstet ist | |
DE102019127297A1 (de) | Sensorvorrichtung zur Erfassung der Drehwinkelstellung einer drehbeweglichen Welle sowie Lenkungsanordnung eines Fahrzeugs | |
DE112016004970T5 (de) | Magnetismuserfassungsvorrichtung und erfassungsvorrichtung für einen sich bewegenden körper | |
DE102017106655A1 (de) | Störfeldkompensierte Winkelsensorvorrichtung und Verfahren zur störfeldkompensierten Winkelbestimmung | |
DE102014113374B4 (de) | Magnetpositionssensor und Erfassungsverfahren | |
DE102013103445A1 (de) | Magnetischer Linear- oder Drehgeber | |
DE102015104795B4 (de) | Axial mehrpolig magnetisierter Magnet, Vorrichtung mit axial mehrpolig magnetisierten Magneten, Verwendung der Vorrichtung zur Drehwinkelerkennung und Verwendung der Vorrichtung zur elektrischen Kommutierung bei Elektromotoren | |
DE102015013022A1 (de) | Magnetfeldmessvorrichtung | |
DE102017003075B4 (de) | Messsystem zur Drehwinkelbestimmung | |
DE102018221219B4 (de) | Drehsensorvorrichtung für eine Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeugs |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: TDK-MICRONAS GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: MICRONAS GMBH, 79108 FREIBURG, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: KOCH-MUELLER PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH, DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |