DE102017202835B4

DE102017202835B4 - Sensor element and sensor device

Info

Publication number: DE102017202835B4
Application number: DE102017202835.1A
Authority: DE
Inventors: Lothar Geisbusch
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2019-05-09
Anticipated expiration: 2037-02-23
Also published as: DE102017202835A1

Abstract

Sensorelement mit einem Grundkörper (27; 37; 47; 57; 117), der eine elektrisch isolierende Trägerfläche aufweist, auf der mehrere elektrisch leitfähige Messabschnitte (28; 38; 48; 58; 118) aus amorphem magnetisierbarem Metallmaterial angeordnet sind, wobei die Messabschnitte (28; 38; 48; 58; 118) jeweils mit elektrisch leitfähigen Leitabschnitten (29; 39, 40; 49, 50; 59, 60; 119, 120, 121, 122) als elektrische Reihenschaltung zu einer Messbahn (23 bis 26; 33 bis 36; 43 bis 46; 53 bis 56; 113 bis 116) verbunden sind, bei der die Messabschnitte (28; 38; 48; 58; 118) in einer Reihe zumindest abschnittsweise längs eines Messwegs (31; 41; 51; 61; 123) und mit wenigstens einer vorgebbaren Teilung längs der Reihe angeordnet sind, wobei wenigstens zwei Messbahnen (23 bis 26; 33 bis 36; 43 bis 46; 53 bis 56; 113 bis 116) längs des Messwegs (31; 41; 51; 61; 123) parallel zueinander angeordnet sind und/oder Messabschnitte (28; 38; 48; 58; 118) unterschiedlicher Messbahnen (23 bis 26; 33 bis 36; 43 bis 46; 53 bis 56; 113 bis 116) längs des Messwegs (31; 41; 51; 61; 123) in unterschiedlicher Teilung angeordnet sind.

A sensor element comprising a base body (27; 37; 47; 57; 117) having an electrically insulating support surface on which a plurality of electrically conductive measuring sections (28; 38; 48; 58; 118) of amorphous magnetizable metal material are arranged (28, 38, 48, 58, 118) are each provided with electrically conductive guide sections (29, 39, 40, 49, 50, 59, 60, 119, 120, 121, 122) as a series electrical connection to a measuring track (23 to 26; 33 to 36, 43 to 46, 53 to 56, 113 to 116), in which the measuring sections (28; 38; 48; 58; 118) are arranged in a row at least in sections along a measuring path (31; 41; 51; 61 123) and at least one predetermined pitch along the row, at least two measuring tracks (23 to 26, 33 to 36, 43 to 46, 53 to 56, 113 to 116) along the measuring path (31; 41; 51; 61, 123) are arranged parallel to one another and / or measuring sections (28; 38; 48; 58; 118) of different measuring paths (23 to 26; 33 b is 36; 43 to 46; 53 to 56; 113 to 116) are arranged along the measuring path (31; 41; 51; 61; 123) at different pitches.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sensorelement sowie eine Sensoreinrichtung mit einem derartigen Sensorelement, wobei die Sensoreinrichtung zur Ermittlung einer Position einer Magnetfeldquelle längs eines Bewegungswegs ausgebildet ist.The invention relates to a sensor element and a sensor device having such a sensor element, wherein the sensor device is designed to determine a position of a magnetic field source along a movement path.

Die US 2013/0181705 A1 offenbart ein Magnetoimpedanz-Sensorelement mit einem Substrat, das aus einem nichtmagnetischen Material gebildet ist, einer Mehrzahl von magnetosensitiven Körpern und einer Mehrzahl von Erfassungsspulen 3. Die magnetosensitiven Körper sind aus einem amorphen Material hergestellt und sind auf dem Substrat befestigt und elektrisch miteinander verbunden. Die Erfassungsspulen sind jeweils um die magnetosensitiven Körper gewickelt und elektrisch miteinander verbunden. Das Magnetoimpedanz-Sensorelement gibt eine Spannung aus, die einer Magnetfeldstärke entspricht, die von der Erfassungsspule auf die magnetosensitiven Körper wirkt, indem ein Impulsstrom oder ein Hochfrequenzstrom durch die magnetosensitiven Körper geleitet wird.The US 2013/0181705 A1 discloses a magneto-impedance sensor element having a substrate formed of a non-magnetic material, a plurality of magnetosensitive bodies, and a plurality of detection coils 3 , The magnetosensitive bodies are made of an amorphous material and are fixed on the substrate and electrically connected to each other. The detection coils are respectively wound around the magnetosensitive bodies and electrically connected to each other. The magneto-impedance sensor element outputs a voltage corresponding to a magnetic field strength acting from the detection coil to the magnetosensitive bodies by passing a pulse current or a high frequency current through the magnetosensitive bodies.

Aus der EP 1 975 637 B1 ist ein Erfassungssensor für magnetische Substanzen bekannt, der ein Magnetfelderfassungselement zur Erfassung einer Änderung eines magnetischen Feldes sowie einen Vormagnetisierungsmagneten, der ein Vormagnetisierungsfeld für das Magnetfelderfassungselement erzeugt, umfasst, wobei das Magnetfelderfassungselement an einer Seite des Vormagnetisierungsmagneten und auf einer Ebene angeordnet ist, die sich mit einer Nord-Süd-Achse des Vormagnetisierungsmagneten an einem Punkt mit Ausnahme eines Mittelpunktes zwischen dem Nordpol und dem Südpol davon schneidet, so dass eine Normale der Ebene in eine Richtung der Nord-Süd-Achse zeigt und eine Magnetfelderfassungsrichtung parallel zu der Ebene ausgerichtet ist.From the EP 1 975 637 B1 For example, there is known a magnetic substance detecting sensor comprising a magnetic field detecting element for detecting a change of a magnetic field and a biasing magnet generating a bias field for the magnetic field detecting element, the magnetic field detecting element being disposed on a side of the biasing magnet and on a plane coinciding with a north-south axis of the bias magnet intersects at a point except for a center point between the north pole and the south pole thereof so that a normal of the plane is in a north-south axis direction and a magnetic field detection direction is aligned parallel to the plane.

Die CN 1 01 699 309 A offenbart eine Riesen-Magnetoimpedanz-Effektsensorsonde auf der Basis einer doppellagigen, flexiblen Leiterplatte, bei der zwei gerade Drähte mit einer Länge vorgesehen sind, die größer als eine kritische Länge eines magnetischen Legierungsdrahts gewählt ist wobei die zwei Drähte an einem ersten Ende durch Durchkontaktierungen miteinander verbunden sind und an einem zweiten Ende jeweils mit einer Kontaktfläche verbunden, um ein Abtastsignal bereitzustellen. Einer der Drähte weist in der Mitte eine Lücke auf, wobei die freien Enden des Drahts mit einem mittleren Abschnitt eines magnetischen Legierungsdrahtes verbunden sind, der entlang der Drahtrichtung ausgerichtet ist und auf der Oberfläche der flexiblen Leiterplatte mittels eines nichtviskosen Isolierfilms befestigt ist. Die Riesen-Magnetoimpedanz-Effektsensorsonde hat einen Empfindlichkeitsbereich von 10 MHz bis 30 MHz sowie konsistente Messeigenschaften und eine starke Anti-Interferenz-Leistung.The CN 1 01 699 309 A discloses a giant magneto-impedance effect sensor probe based on a two-ply flexible printed circuit board in which two straight wires are provided having a length greater than a critical length of a magnetic alloy wire, wherein the two wires are interconnected at a first end by vias are each connected at a second end to a contact surface to provide a scanning signal. One of the wires has a gap in the middle, with the free ends of the wire connected to a central portion of a magnetic alloy wire aligned along the wire direction and fixed to the surface of the flexible circuit board by a non-viscous insulating film. The giant magneto-impedance effect sensor probe has a sensitivity range of 10 MHz to 30 MHz as well as consistent measurement characteristics and strong anti-interference performance.

Aus der DE 10 2011 110 074 A1 ist eine Vorrichtung zur Erfassung von Magnetfeldern, insbesondere zur Positionserfassung von Objekten, bekannt. Die Vorrichtung umfasst ein, vorzugsweise längliches, weichmagnetisches Material, welches mit einer Elektronik verbunden ist, wobei durch die Elektronik die Impedanz des weichmagnetischen Materials ermittelt/gemessen wird. Die Impedanz des weichmagnetischen Materials wird durch ein äußeres Magnetfeld eines Messobjekts beeinflusst, so dass die Position des Messobjekts, das sich in Anordnung zum weichmagnetischen Material befindet, in Abhängigkeit von der ermittelten Impedanz berechnet werden kann. Die lokale Änderung der Impedanz beruht hierbei auf einer Veränderung der magnetischen Permeabilität des weichmagnetischen Materials in Abhängigkeit vom Magnetfeld und somit in Abhängigkeit von der Position des Messobjekts.From the DE 10 2011 110 074 A1 is a device for detecting magnetic fields, in particular for position detection of objects known. The device comprises a, preferably elongated, soft magnetic material, which is connected to an electronics, wherein the impedance of the soft magnetic material is determined / measured by the electronics. The impedance of the soft magnetic material is influenced by an external magnetic field of a measurement object, so that the position of the measurement object that is in alignment with the soft magnetic material can be calculated as a function of the determined impedance. The local change in the impedance is based on a change in the magnetic permeability of the soft magnetic material as a function of the magnetic field and thus as a function of the position of the measurement object.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Sensorelement sowie eine Sensoreinrichtung bereitzustellen, die kostengünstig herzustellen sind.The object of the invention is to provide a sensor element and a sensor device, which are inexpensive to manufacture.

Diese Aufgabe wird für ein Sensorelement der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass das Sensorelement einen Grundkörper mit einer elektrisch isolierenden Trägerfläche aufweist, auf der mehrere elektrisch leitfähige Messabschnitte aus amorphem, magnetisierbarem Metallmaterial angeordnet sind, wobei die Messabschnitte jeweils mit elektrisch leitfähigen Leitabschnitten verbunden sind und wobei die Messabschnitte längs eines, insbesondere geradlinigen, Messwegs angeordnet sind.This object is achieved for a sensor element of the type mentioned with the features of claim 1. It is provided that the sensor element has a base body with an electrically insulating support surface on which a plurality of electrically conductive measuring sections are arranged made of amorphous, magnetizable metal material, wherein the measuring sections are each connected to electrically conductive guide sections and wherein the measuring sections along one, in particular rectilinear, Measuring path are arranged.

Vorzugsweise weist das amorphe Metallmaterial weichmagnetische Eigenschaften auf.Preferably, the amorphous metal material has soft magnetic properties.

Bei amorphen Metallen sind die Atome nicht in einer kristallinen Gitterstruktur angeordnet, sondern weisen eine zumindest scheinbar regellose Anordnung auf. Amorphe Metalle, die auch als metallische Gläser bezeichnet werden, können beispielsweise hergestellt werden, indem eine Abkühlung einer Metallschmelze mit einer hohen Abkühlrate (10 Millionen Kelvin pro Sekunde) vorgenommen wird. Alternativ können amorphe Metalle, insbesondere dünne amorphe Schichten und amorphe Bänder, durch chemische Gasphasenabscheidung oder Sputterdeposition hergestellt werden. Die regellose Anordnung der Atome begünstigt bei amorphen Metalle weichmagnetische Eigenschaften, sie weisen ohne äußere Einflüsse wie externe Magnetfelder eine niedrige Koerzitivfeldstärke, eine hohe relative Permeabilität (relative Permeabilität > 5000, insbesondere > 10000) und damit verknüpft einen vergleichsweise hohen spezifischen elektrischen Widerstand auf, der in einem Bereich von 1,2 bis 1,5 Millionstel Ohmmeter liegt. Der sehr hohe spezifische Widerstand zusammen mit der sehr hohen Permeabilität führt bei höheren Frequenzen zum Skin-Effekt und damit zu einer messbar erhöhten FlächenimpedanzIn amorphous metals, the atoms are not arranged in a crystalline lattice structure, but have an at least seemingly random arrangement. For example, amorphous metals, also referred to as metallic glasses, can be made by cooling a molten metal at a high cooling rate (10 million Kelvin per second). Alternatively, amorphous metals, particularly thin amorphous layers and amorphous ribbons, can be made by chemical vapor deposition or sputter deposition. The random arrangement of the atoms promotes soft magnetic properties in the case of amorphous metals, they have a low coercive force, a high relative permeability (relative permeability> 5000, in particular> 10000) and, associated therewith, a comparatively high specific electrical resistance, without external influences such as external magnetic fields. which ranges from 1.2 to 1.5 millionths of an ohmmeter. The very high resistivity together with the very high permeability leads to skin effect at higher frequencies and thus to a measurably increased surface impedance

Bei Vorhandensein eines externen Magnetfelds tritt im Einwirkungsbereich des Magnetfelds durch Sättigungseffekte über Veränderung des Skin-Effekts eine lokale Reduzierung der relativen Permeabilität ein, die in einer Flächenimpedanzänderung für den jeweiligen Messabschnitt aus amorphem, magnetisierbarem Metallmaterial resultiert. Diese Flächenimpedanzänderung kann ermittelt werden und kann bei geeigneter Anordnung der Messabschnitte für eine Positionsbestimmung genutzt werden.In the presence of an external magnetic field, a local reduction in relative permeability occurs in the area of action of the magnetic field due to saturation effects via alteration of the skin effect resulting in a change in surface area for the respective measuring section of amorphous, magnetizable metal material. This change in surface impedance can be determined and, with a suitable arrangement of the measuring sections, can be used for a position determination.

Ferner ist vorgesehen, dass die Messabschnitte jeweils mit elektrisch leitfähigen Leitabschnitten, vorzugsweise aus kristallinem Metallmaterial, insbesondere aus Kupfer, verbunden sind, wobei die Leitabschnitte für eine elektrische Verbindung der Messabschnitte untereinander sowie mit einer Ansteuerschaltung bei Verwendung des Sensorelements in einer Sensoreinrichtung ausgebildet sind.It is further provided that the measuring sections are each connected to electrically conductive guide sections, preferably of crystalline metal material, in particular of copper, wherein the guide sections for electrical connection of the measuring sections are formed with each other and with a drive circuit when using the sensor element in a sensor device.

Hierbei ist vorteilhaft, dass die Leitabschnitte, die vorzugsweise aus einem kristallinen, elektrisch leitenden Metallmaterial hergestellt sind, nur in geringfügiger Weise, vorzugsweise nur in verschwindender Weise, durch externe Magnetfelder beeinflusst werden. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Leitabschnitte keine relevanten magnetischen Eigenschaften aufweisen, so wie dies beispielsweise für Kupfer der Fall ist. Somit ist eine Impedanzänderung für die längs des Messwegs angeordneten und durch Leitabschnitte elektrisch miteinander verbundenen Messabschnitte zumindest nahezu vollständig durch die Wechselwirkung eines oder mehrerer der Messabschnitte mit dem oder den Magnetfeldern bestimmt.It is advantageous that the guide sections, which are preferably made of a crystalline, electrically conductive metal material, are only slightly influenced, preferably only in a vanishing manner, by external magnetic fields. This is the case in particular if the guide sections have no relevant magnetic properties, as is the case for copper, for example. Thus, an impedance change for the measurement path along the measurement path and electrically interconnected by guide sections is at least almost completely determined by the interaction of one or more of the measurement sections with the magnetic field (s).

Da ein derartiges Sensorelement, insbesondere als wesentliche Komponente eines Positionssensors eingesetzt werden kann, ist vorgesehen, dass die Messabschnitte längs eines Messwegs angeordnet sind. Vorzugsweise korrespondiert eine Geometrie des Messwegs mit einem Bewegungsweg des Messelements, dessen Position mit Hilfe einer entsprechenden Sensoreinrichtung ermittelt werden soll. Vorzugsweise ist der Messweg linienförmig, insbesondere geradlinig oder bogenförmig, insbesondere kreisabschnittsförmig ausgebildet.Since such a sensor element, in particular as an essential component of a position sensor can be used, it is provided that the measuring sections are arranged along a measuring path. Preferably, a geometry of the measuring path corresponds to a movement path of the measuring element whose position is to be determined with the aid of a corresponding sensor device. Preferably, the measuring path is linear, in particular rectilinear or arcuate, in particular circular segment-shaped.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Messabschnitte stoffschlüssig auf der elektrisch isolierenden Trägerfläche aufgebracht sind. Die Verbindung zwischen den Messabschnitten und der Trägerfläche kann insbesondere durch einen Laminierprozess oder einen Klebeprozess verwirklicht werden. Um eine kostengünstige Herstellung des Sensorelements zu gewährleisten, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Messabschnitte sowie die Leitabschnitte jeweils als Folienlage auf die Trägerfläche aufgebracht werden und anschließend durch eine Abfolge fotochemischen Prozessen zur Entwicklung von Abdeckungsstrukturen und Ätzvorgängen zur Entfernung von nicht abgedeckten Bereichen der Folienlagen, strukturiert werden, ohne dass hierfür eine separate Handhabung einzelner Messabschnitte erforderlich ist. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Messabschnitte und gegebenenfalls auch die Leitabschnitte aus einem Folienmaterial hergestellt sind, das eine Dicke von 10 bis 40 Mikrometer vorzugsweise 25 Mikrometer, aufweist.It is preferably provided that the measuring sections are applied in a material-locking manner on the electrically insulating carrier surface. The connection between the measuring sections and the carrier surface can be realized in particular by a lamination process or an adhesive process. In order to ensure a cost-effective production of the sensor element, it is preferably provided that the measuring sections and the guide sections are each applied as a film layer on the support surface and then by a sequence of photochemical processes for the development of cover structures and etching processes to remove uncovered areas of the film layers structured without the need for separate handling of individual measuring sections. Particularly preferably, it is provided that the measuring sections and possibly also the guide sections are made of a film material which has a thickness of 10 to 40 micrometers, preferably 25 micrometers.

Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass die Messabschnitte eine einheitliche Geometrie aufweisen, insbesondere rechteckig ausgebildet sind, und dass die Messabschnitte in gleicher Teilung längs des Messwegs angeordnet sind. Hierdurch werden unerwünschte Verzerrungen eines äußeren Magnetfelds, das von einer beispielhaft als Permanentmagnet ausgebildeten Magnetfeldquelle bereitgestellt werden kann, vermieden. Durch die Vermeidung derartiger Verzerrungen wird eine Genauigkeit einer Positionsmessung mit einer Sensoreinrichtung, die mit einem derartigen Sensorelement ausgerüstet ist, begünstigt.Preferably, it is further provided that the measuring sections have a uniform geometry, in particular are rectangular, and that the measuring sections are arranged in the same pitch along the measuring path. This avoids unwanted distortions of an external magnetic field that can be provided by a magnetic field source designed by way of example as a permanent magnet. By avoiding such distortions, an accuracy of a position measurement with a sensor device, which is equipped with such a sensor element, favors.

Zweckmäßig ist es, wenn wenigstens zwei Leitabschnitte beabstandet zueinander am jeweiligen Messabschnitt angeordnet sind. Hierbei dienen die Leitabschnitte einer elektrischen Kontaktierung des Messabschnitts, dessen elektrischen Eigenschaften, insbesondere seine Impedanz, mit Hilfe einer geeigneten, über die Leitabschnitte gekoppelten Ansteuerschaltung ermittelt werden kann. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der jeweilige Messabschnitt rechteckig ausgebildet ist und die Leitabschnitte an benachbarten oder diagonal gegenüberliegenden Ecken bzw. Kanten des Messabschnitts angeordnet sind. Besonders bevorzugt bilden mehrere Messabschnitte und jeweils zugeordnete Leitabschnitte eine elektrische Reihenschaltung, die sich insbesondere längs des Messwegs erstreckt. It is expedient if at least two guide sections are arranged at a distance from one another at the respective measuring section. In this case, the guide sections serve for electrical contacting of the measuring section, whose electrical properties, in particular its impedance, can be determined with the aid of a suitable drive circuit coupled via the guide sections. It is preferably provided that the respective measuring section is rectangular and the guide sections are arranged on adjacent or diagonally opposite corners or edges of the measuring section. Particularly preferably, a plurality of measuring sections and respectively associated guide sections form an electrical series circuit, which extends in particular along the measuring path.

Alternativ ist vorgesehen, dass der Leitabschnitt zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, entlang des jeweiligen Messabschnitts, insbesondere entlang einer längsten Kante des jeweiligen Messabschnitts, erstreckt ist. In diesem Fall dient der jeweilige Messabschnitt nicht zu Messzwecken, vielmehr ist ein derartiger Messabschnitt vorgesehen, um ein Magnetfeld der Magnetfeldquelle zu homogenisieren. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn benachbart zu einem derart mit Leitabschnitten gekoppelten Messabschnitt weitere Messabschnitte vorgesehen sind, die mit beabstandet zueinander angeordneten Leitabschnitten ausgerüstet sind und deren Impedanzänderung für die Positionsbestimmung herangezogen wird. Vorzugsweise erstreckt sich der Leitabschnitt als dünne, folienartige Schicht parallel zu einer größten Oberfläche des jeweiligen Messabschnitts.Alternatively, it is provided that the guide section is extended at least in sections, preferably completely, along the respective measuring section, in particular along a longest edge of the respective measuring section. In this case, the respective measuring section is not used for measuring purposes, but such a measuring section is provided to homogenize a magnetic field of the magnetic field source. This is of particular importance if, adjacent to a measuring section coupled to guide sections, further measuring sections are provided, which are provided with guide sections spaced apart from one another are equipped and their impedance change is used for the position determination. Preferably, the guide section extends as a thin film-like layer parallel to a largest surface of the respective measuring section.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das weichmagnetische amorphe Metallmaterial als Folie auf den Grundkörper aufkaschiert oder auflaminiert wird und anschließend eine spanende Strukturierung, beispielsweise durch Fräsen, oder eine abtragende physikalische Strukturierung, beispielsweise durch Laserabtragen, oder eine abtragende chemische Strukturierung, beispielsweise durch Ätzen, vorgenommen wird. Zum Zeitpunkt der Aufbringung des amorphen Metallmaterials können die Leitabschnitte bereits auf dem Grundkörper aufgebracht sein, insbesondere durch Aufkaschieren einer Kupferschicht und anschließendes photochemisches Abtragen oder galvanischen Aufbau. Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Leitabschnitte nach der Aufbringung des amorphen Metallmaterials aufgebracht und gegebenenfalls strukturiert werden. Hierzu kann ebenfalls ein bereichsweises photochemisches Abtragverfahren verwendet werden.It is particularly preferably provided that the soft magnetic amorphous metal material is laminated or laminated onto the base body as a foil and then a chip-shaped structuring, for example by milling, or an ablating physical structuring, for example by laser ablation, or an ablative chemical structuring, for example by etching becomes. At the time of application of the amorphous metal material, the guide sections may already be applied to the base body, in particular by laminating a copper layer and subsequent photodegradation or galvanic construction. Additionally or alternatively it can be provided that the guide sections are applied after the application of the amorphous metal material and optionally structured. For this purpose, an area-wise photochemical removal method can likewise be used.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mehrere Messabschnitte mit zugeordneten Leitabschnitten eine zumindest abschnittsweise längs des Messwegs ausgebildete Messbahn bilden. Dabei ist vorgesehen, dass sämtliche Messabschnitte der Messbahn mit Leitabschnitten elektrisch zu wenigstens einer Reihenschaltung von Messabschnitten verbunden sind, wobei wahlweise vorgesehen sein kann, dass einzelne Messabschnitte entlang ihrer gesamten Erstreckung in einer Raumrichtung mit einem Leitabschnitt elektrisch verbunden sind oder mit beabstandet zueinander angeordneten Leitabschnitten gekoppelt sind. Mit Hilfe einer derartigen Messbahn kann bei Verwendung des entsprechenden Sensorelements in einer Sensoreinrichtung, insbesondere durch eine Impedanzmessung für die Messbahn, ermittelt werden, ob sich eine Magnetfeldquelle an einer vorgebbaren Position längs der Messbahn befindet oder ob dies nicht der Fall ist. Dabei kann die Messbahn geradlinig oder bogenförmig oder als Aneinanderreihung mehrerer bogenförmiger Abschnitte ausgebildet sein.According to the invention, a plurality of measuring sections with associated guide sections form a measuring track formed at least in sections along the measuring path. It is provided that all measuring sections of the measuring path with guide sections are electrically connected to at least one series connection of measuring sections, wherein optionally can be provided that individual measuring sections along its entire extent in a spatial direction with a guide portion are electrically connected or coupled with spaced apart arranged guide sections are. When using the corresponding sensor element in a sensor device, in particular by means of an impedance measurement for the measurement path, it is possible with the aid of such a measurement path to determine whether a magnetic field source is at a specifiable position along the measurement path or if this is not the case. In this case, the measuring path can be formed in a straight line or arcuate or as a series of several arcuate sections.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass Messabschnitte von wenigstens zwei Messbahnen in einer Reihe längs des Messwegs aufgereiht angeordnet sind und jeweils einer Messbahn zugehörige Messabschnitte mit wenigstens einer vorgebbaren Teilung längs der Reihe angeordnet sind. Hierdurch wird eine kompakte Gestaltung der Messbahnen ermöglicht, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Messabschnitte der unterschiedlichen Messbahnen in der Art eines Reisverschlusses jeweils alternierend längs der Reihe angeordnet sind. Alternativ ist vorgesehen, dass die Messabschnitte der unterschiedlichen Messbahnen in unterschiedlicher Teilung längs der Reihe angeordnet sind, wobei die Messabschnitte der jeweiligen Messbahn vorzugsweise gleichartige Geometrie aufweisen. Messabschnitte der unterschiedlichen Messbahnen können unterschiedliche Geometrien aufweisen. In der Praxis kann vorgesehen sein, dass die Messabschnitte sämtlicher Messbahnen mit gleicher Geometrie in gleicher Teilung längs der Reihe angeordnet sind und mit Hilfe der jeweiligen Leitabschnitte die elektrische Zuordnung zur jeweiligen Messbahn erfolgt.It is further provided according to the invention that measuring sections of at least two measuring tracks are arranged in a row along the measuring path, and in each case measuring sections belonging to a measuring path are arranged with at least one predeterminable division along the row. In this way, a compact design of the measuring tracks is made possible, wherein it is preferably provided that the measuring sections of the different measuring tracks are arranged alternately along the row in the manner of a rice closure. Alternatively, it is provided that the measuring sections of the different measuring tracks are arranged in different pitch along the row, wherein the measuring sections of the respective measuring track preferably have the same geometry. Measuring sections of the different measuring paths can have different geometries. In practice, it can be provided that the measuring sections of all measuring paths with the same geometry are arranged in the same pitch along the row and with the aid of the respective guide sections, the electrical assignment to the respective measuring path takes place.

Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mehrere Messbahnen parallel zueinander angeordnet sind und/oder Messabschnitte unterschiedlicher Messbahnen in unterschiedlicher Teilung angeordnet sind. Durch diese Maßnahmen kann durch Abtastung der Impedanzen der einzelnen Messbahnen, die durch die Magnetfeldquelle lokal beeinflusst werden, eine Positionsbestimmung bei Verwendung eines derartigen Sensorelements in einer Sensoreinrichtung erzielt werden. Beispielhaft ist vorgesehen, dass die parallelen Messbahnen in unterschiedlicher Weise mit den jeweils zugeordneten Leitabschnitten elektrisch verbunden sind und/oder eine unterschiedliche Teilung der Messabschnitte aufweisen, sodass zumindest jeweils innerhalb eines vorgebbaren Abschnitts des Messwegs eine eindeutige Positionsermittlung möglich ist.Further, the invention provides that a plurality of measuring tracks are arranged parallel to each other and / or measuring sections of different measuring tracks are arranged in different pitch. By means of these measures, a position determination can be achieved by using such a sensor element in a sensor device by scanning the impedances of the individual measuring paths, which are locally influenced by the magnetic field source. By way of example, it is provided that the parallel measuring paths are electrically connected in different ways to the respectively assigned guide sections and / or have a different graduation of the measuring sections, so that an unambiguous position determination is possible at least within a predeterminable section of the measuring path.

Vorteilhaft ist es, wenn wenigstens ein, insbesondere mit mehreren Leitabschnitten elektrisch verbundener, Leitabschnitt parallel zu der wenigstens einen Messbahn erstreckt ist. Vorzugsweise ist dieser Leitabschnitt bei Verwendung des Sensorelements in einer Sensoreinrichtung mit einem Erdungspotenzial verbunden und dient somit bei einer Ansteuerung des Sensorelements mit einem hochfrequenten Ansteuersignals zum zumindest teilweisen Abfangen von ausgesendeten elektromagnetischen Wellen, die sich ansonsten als Störsignal in der Umgebung der Sensoreinrichtung bemerkbar machen würden. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass Messbahnen beidseitig von parallelen Leitabschnitten berandet werden.It is advantageous if at least one guide section, in particular electrically connected to a plurality of guide sections, extends parallel to the at least one measuring track. When using the sensor element in a sensor device, this guide section is preferably connected to a ground potential and thus serves to at least partially capture emitted electromagnetic waves when the sensor element is driven by a high-frequency drive signal, which would otherwise be noticeable as an interference signal in the surroundings of the sensor device. Preferably, it is provided that measuring paths are bounded on both sides by parallel guide sections.

Vorteilhaft ist es, wenn der Grundkörper als flexible Trägerfolie ausgebildet ist, die die elektrisch isolierende Trägerfläche bildet. Exemplarisch ist der Grundkörper als Polyimid-folie ausgebildet, die in der Elektronikindustrie für flexible Leiterplatten eingesetzt wird und die somit die Messabschnitte und die Leitabschnitte tragen kann. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die aus den Messabschnitten und den Leitabschnitten gebildeten Messbahnen in einem Endlosverfahren auf die flexible Trägerfolie aufgebracht werden können und somit eine Länge des Sensorelements frei wählbar ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Anordnung der Messabschnitte und der Leitabschnitte auf der Trägerfolie in einer Weise gewählt ist, dass unabhängig von einer Position einer Schnittkante für die Trägerfolie stets eine vorteilhafte elektrische Kontaktierung mit einer Ansteuerschaltung einer Sensoreinrichtung gewährleistet werden kann.It is advantageous if the main body is designed as a flexible carrier foil, which forms the electrically insulating carrier surface. By way of example, the main body is designed as a polyimide film, which is used in the electronics industry for flexible printed circuit boards and thus can carry the measuring sections and the guide sections. Particularly preferably, it is provided that the measuring paths formed from the measuring sections and the guide sections can be applied to the flexible carrier foil in an endless process and thus a length of the sensor element can be selected freely. Especially It is advantageous if the arrangement of the measuring sections and the guide sections on the carrier film is selected in such a way that an advantageous electrical contact with a drive circuit of a sensor device can always be ensured regardless of a position of a cut edge for the carrier film.

Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem zweiten Aspekt durch eine Sensoreinrichtung gelöst, die zur Ermittlung einer Position einer Magnetfeldquelle längs eines Bewegungswegs ausgebildet ist und die ein Sensorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7 sowie eine Ansteuerschaltung für eine elektrische Verbindung mit wenigstens zwei Leitabschnitten des Sensorelements zur Auswertung von elektrischen Impedanzen wenigstens zweier Messabschnitte umfasst. Die Sensoreinrichtung ist hierbei für Auswertung einer Wechselwirkung des Sensorelements mit einem Magnetfeld einer Magnetfeldquelle, insbesondere einem Magnetfeld eines Permanentmagneten, ausgebildet. Damit ermöglicht die Sensoreinrichtung eine Positionsbestimmung für die Magnetfeldquelle längs eines Bewegungswegs, der vorzugsweise mit einem Messweg für das Sensorelement übereinstimmt. In Abhängigkeit von der Gestaltung der Messabschnitte und der Leitabschnitte ermöglicht die Sensoreinrichtung eine inkrementale oder eine absolute Positionsbestimmung für die Magnetfeldquelle. Bei der Sensoreinrichtung ist wenigstens eine Ansteuerschaltung mit wenigstens zwei Leitabschnitten elektrisch verbunden, die ihrerseits mit mehreren Messabschnitten verbunden sind, um eine Auswertung von elektrischen Impedanzen der Messabschnitte zu ermöglichen und daraus einen Rückschluss auf die Position der Magnetfelder längs des Bewegungswegs ziehen zu können.The object of the invention is achieved according to a second aspect by a sensor device which is designed to determine a position of a magnetic field source along a movement path and a sensor element according to one of claims 1 to 7 and a drive circuit for an electrical connection with at least two guide portions of the sensor element for evaluating electrical impedances of at least two measuring sections. In this case, the sensor device is designed to evaluate an interaction of the sensor element with a magnetic field of a magnetic field source, in particular a magnetic field of a permanent magnet. Thus, the sensor device enables a position determination for the magnetic field source along a movement path, which preferably coincides with a measurement path for the sensor element. Depending on the design of the measuring sections and the guide sections, the sensor device enables an incremental or an absolute position determination for the magnetic field source. In the case of the sensor device, at least one drive circuit is electrically connected to at least two guide sections, which in turn are connected to a plurality of measuring sections in order to enable an evaluation of electrical impedances of the measuring sections and to draw conclusions about the position of the magnetic fields along the movement path.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Sensoreinrichtung ist vorgesehen, dass das Sensorelement einem Aktorgehäuse zugeordnet ist und dass in dem Aktorgehäuse ein beweglich gelagertes Aktorglied aufgenommen ist, das mit einer Magnetfeldquelle ausgerüstet ist.In an advantageous development of the sensor device is provided that the sensor element is associated with an actuator housing and that in the actuator housing, a movably mounted actuator member is received, which is equipped with a magnetic field source.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:

1 eine rein schematische Darstellung eines Aktors, der mit einer Sensoreinrichtung zur Ermittlung einer Position eines Aktorglieds längs eines Bewegungswegs ausgebildet ist,
2 eine erste Ausführungsform eines Sensorelements mit einer Querschnittsdarstellung der Messbahnen,
3 eine zweite Ausführungsform eines Sensorelements mit einer Querschnittsdarstellung der Messbahnen,
4 eine dritte Ausführungsform eines Sensorelements in einer Draufsicht,
5 eine vierte Ausführungsform eines Sensorelements in einer Draufsicht und mit einer schematischen Darstellung einer Ansteuerschaltung zur Auswertung des Sensorelements, und
6 eine fünfte Ausführungsform eines Sensorelements in einer Draufsicht.

Advantageous embodiments of the invention are illustrated in the drawing. Hereby shows:

1 a purely schematic representation of an actuator which is formed with a sensor device for determining a position of an actuator member along a movement path,
2 A first embodiment of a sensor element with a cross-sectional representation of the measuring paths,
3 A second embodiment of a sensor element with a cross-sectional representation of the measuring paths,
4 a third embodiment of a sensor element in a plan view,
5 a fourth embodiment of a sensor element in a plan view and with a schematic representation of a drive circuit for evaluation of the sensor element, and
6 A fifth embodiment of a sensor element in a plan view.

Ein in der 1 rein schematisch dargestellter Aktor 1 ist beispielhaft als Pneumatikzylinder ausgebildet und zur Bereitstellung einer linearen Antriebsbewegung vorgesehen. Hierzu umfasst der Aktor 1 einen linearbeweglich in einem Aktorgehäuse 2 aufgenommenen Arbeitskolben 3, der mit einer Kolbenstange 4 gekoppelt ist, die das Aktorgehäuse 2 endseitig durchsetzt. Der Arbeitskolben 3 bildet zusammen mit dem Aktorgehäuse 2 eine größenvariable Arbeitskammer 5 aus, die in nicht näher dargestellter Weise mit einem Arbeitsfluid beaufschlagt werden kann. Hierdurch wird eine Druckkraft auf den Arbeitskolben 3 ausgeübt, die zu einer Bewegung des Arbeitskolbens 3 längs eines rein exemplarisch geradlinigen Bewegungswegs 6 führt. Der nur schematisch dargestellte Arbeitskolben 3 ist hierfür rein exemplarisch kreiszylindrisch ausgebildet und abdichtend in dem Aktorgehäuse 2 aufgenommen. In einem zentralen Bereich des Arbeitskolbens 3 ist eine als Ringmagnet ausgebildete Magnetfeldquelle 7 angeordnet, die zur Bereitstellung eines nicht näher dargestellten magnetischen Flusses dient. Die Magnetfeldquelle 7 ist vorzugsweise als Permanentmagnet ausgebildet, sodass keine äußere Energieversorgung für die Bereitstellung des Magnetfelds erforderlich ist.An Indian 1 purely schematically illustrated actuator 1 is exemplified as a pneumatic cylinder and provided to provide a linear drive movement. This includes the actuator 1 a linearly movable in an actuator housing 2 recorded working piston 3 that with a piston rod 4 is coupled to the actuator housing 2 interspersed at the end. The working piston 3 forms together with the actuator housing 2 a variable-size working chamber 5 from, which can be acted upon in a manner not shown with a working fluid. As a result, a compressive force on the working piston 3 exercised, leading to a movement of the working piston 3 along a purely exemplary straight-line path of movement 6 leads. The working piston shown only schematically 3 is purely exemplary circular cylindrical and sealing in the actuator housing 2 added. In a central area of the working piston 3 is a magnetic field source designed as a ring magnet 7 arranged, which serves to provide a magnetic flux, not shown. The magnetic field source 7 is preferably designed as a permanent magnet, so that no external power supply for the provision of the magnetic field is required.

An einer Außenoberfläche 8 des Aktorgehäuses 2 ist eine Sensoreinrichtung 9 angeordnet, die zur Bereitstellung eines Sensorsignals in Abhängigkeit von einer Position des Arbeitskolbens 3 längs des Bewegungswegs 6 dient. Die Sensoreinrichtung 9 umfasst rein exemplarisch eine Ansteuerschaltung 10, die beispielhaft in einem quaderförmigen Gehäuse 11 aufgenommen ist. Ferner umfasst die Sensoreinrichtung 9 ein Sensorelement 12, das beispielhaft als schmaler Folienstreifen ausgebildet ist und sich mit seiner größten Ausdehnung längs des Bewegungswegs 6 über die Außenoberfläche 8 des Aktorgehäuses 2 erstreckt. Nachfolgend werden unterschiedliche Ausführungsformen für ein derartiges Sensorelement 12 näher beschrieben, die sich im Wesentlichen durch die Anordnung von Messabschnitten und Leitabschnitten voneinander unterscheiden.On an outer surface 8th of the actuator housing 2 is a sensor device 9 arranged to provide a sensor signal in response to a position of the working piston 3 along the path of movement 6 serves. The sensor device 9 purely by way of example comprises a drive circuit 10 , the example in a cuboid housing 11 is included. Furthermore, the sensor device comprises 9 a sensor element 12 , which is exemplified as a narrow film strip and with its largest extent along the path of movement 6 over the outer surface 8th of the actuator housing 2 extends. Hereinafter, different embodiments for such a sensor element 12 described in more detail, which differ from each other essentially by the arrangement of measuring sections and guide sections.

Jedes der nachstehend näher beschriebenen Sensorelemente 22, 32, 42 ,52 und 112 ist für eine elektrische Kopplung mit der Ansteuerschaltung 10 vorgesehen, hierzu weist die Ansteuerschaltung 10 an ihrem Gehäuse 11 rein exemplarisch eine Buchse 15 auf. Die Buchse 15 ist vorzugsweise zur werkzeuglosen elektrischen Kontaktierung und endseitigen mechanischen Festlegung des jeweiligen Sensorelements 12, 22, 32, 42, 52,, 112 insbesondere als ZIF-Buchse (Zero-Insertion-Force-Buchse) ausgebildet.Each of the sensor elements described in more detail below 22 . 32 . 42 . 52 and 112 is for electrical coupling to the drive circuit 10 provided for this purpose, the drive circuit 10 on her case 11 purely exemplary one Rifle 15 on. The socket 15 is preferably for tool-free electrical contacting and end-side mechanical fixing of the respective sensor element 12 . 22 . 32 . 42 . 52 ,, 112 in particular designed as a ZIF socket (Zero Insertion Force socket).

Bei der in 2 dargestellten ersten Ausführungsform eines Sensorelements 22 sind rein exemplarisch die Querschnitte von vier Messbahnen 23, 24, 25, 26 dargestellt, die in nicht näher gezeigter Weise auf einer elektrisch isolierenden Trägerfolie 27 parallel, vorzugsweise mit gleichem Abstand zueinander, angeordnet sind. Die Trägerfolie 27 dient als Grundkörper für die Messbahnen 23, 24, 25, 26 und ist insbesondere als Polyimid-Folie, die beispielsweise unter dem Handelsnamen Kapton vertrieben wird, ausgebildet. Bei dem Sensorelement 22 gemäß der 1 ist jede der Messbahnen 23 bis 26 als nicht maßstäblich dargestellter Schichtaufbau aus einem durchgehend ausgebildeten, elektrisch leitfähigen Messabschnitt 28 und jeweils elektrisch an den Messabschnitt 28 angekoppelten Leitabschnitten 29 ausgebildet. Rein exemplarisch sind die einzelnen Leitabschnitte 29 der jeweiligen Messbahn 23 bis 26 jeweils derart in die Trägerfolie 27 eingebettet, dass Isolierabschnitte 30 zwischen den längs der jeweiligen Messbahn erstreckten Leitabschnitten 29 ausgebildet sind. Hierdurch wird erreicht, dass ein in den Messabschnitt 29 eingekoppeltes, insbesondere hochfrequentes, elektrisches Signal zumindest abschnittsweise ausschließlich durch den Messabschnitt 28 geleitet wird. Der Messabschnitt 28 ist als amorphes Metallmaterial mit weichmagnetischen Eigenschaften ausgebildet, somit ist seine Impedanz von einem externen Magnetfeld, wie es insbesondere von der in 1 dargestellten Magnetfeldquelle 7, die in der 2 rein schematisch als rechteckiger Magnetwirkungsbereich 16 eingezeichnet ist, bereitgestellt werden kann, lokal beeinflussbar.At the in 2 illustrated first embodiment of a sensor element 22 are purely exemplary of the cross sections of four measuring tracks 23 . 24 . 25 . 26 represented, in a manner not shown in detail on an electrically insulating carrier film 27 parallel, preferably with the same distance from each other, are arranged. The carrier foil 27 serves as a base for the measuring tracks 23 . 24 . 25 . 26 and is particularly formed as a polyimide film sold, for example, under the trade name Kapton. In the sensor element 22 according to the 1 is each of the measuring tracks 23 to 26 not shown to scale layer structure of a continuously formed, electrically conductive measuring section 28 and each electrically to the measuring section 28 coupled guidance sections 29 educated. By way of example, the individual lead sections are 29 the respective measuring track 23 to 26 in each case in the carrier film 27 embedded that insulating sections 30 between the guide sections extending along the respective measuring path 29 are formed. This ensures that one in the measuring section 29 coupled, in particular high-frequency, electrical signal at least in sections exclusively by the measuring section 28 is directed. The measuring section 28 is formed as an amorphous metal material with soft magnetic properties, thus its impedance from an external magnetic field, as in particular of the in 1 illustrated magnetic field source 7 in the 2 purely schematic as a rectangular magnetic field of action 16 is located, can be provided locally influenced.

Die lokale magnetische Beeinflussung der Messabschnitte 28 führt bei Einwirkung einer magnetischen Flussdichte, die oberhalb eines materialspezifischen Schwellwerts für den jeweiligen Messabschnitt 28 angesiedelt ist, zu einer lokalen magnetischen Sättigung, wodurch eine Änderung der relativen Permeabilität des jeweiligen Messabschnitts 28 eintritt. Durch diese lokale Änderung der relativen Permeabilität verändert sich auch die Flächenimpedanz des jeweiligen Messabschnitts 28, sofern dies in einem Bereich des Messabschnitts 28 der Fall ist, in dem der Messabschnitt 28 lediglich auf einem Isolierabschnitt 30 aufliegt. Sofern die lokale Änderung der relativen Permeabilität des jeweiligen Messabschnitts 28 aufgrund der Lage des Magnetwirkungsbereichs 16 in einem Bereich eintritt, in dem der Messabschnitt 28 in unmittelbarem elektrischen Kontakt mit dem Leitabschnitt 29 befindet, ergibt sich keine messtechnisch nutzbare Änderung einer Gesamtimpedanz der jeweiligen Messbahn 23, 24, 25, 26. Die Änderung der Gesamtimpedanz der jeweiligen Messbahn 23, 24, 25, 26 kann durch Beaufschlagung der jeweiligen Messbahnen 23 bis 26 mit einem hochfrequenten Signal, beispielsweise mit einer Frequenz von 1 Megahertz, ermittelt werden. Eine Veränderung der Impedanz der jeweiligen Messbahn 23 bis 26 wird mittels der Ansteuerschaltung 10 ermittelt, die endseitig an den Messbahnen 23 bis 26 angeschlossen ist.The local magnetic influence of the measuring sections 28 when exposed to a magnetic flux density, which is above a material-specific threshold for the respective measuring section 28 is settled to a local magnetic saturation, whereby a change in the relative permeability of the respective measuring section 28 entry. This local change in the relative permeability also changes the area impedance of the respective measuring section 28 if this is in an area of the measuring section 28 the case is where the measuring section 28 only on an insulating section 30 rests. If the local change in the relative permeability of the respective measuring section 28 due to the location of the magnetic field of action 16 occurs in an area where the measuring section 28 in direct electrical contact with the guide section 29 is found, there is no metrologically usable change in a total impedance of the respective measuring path 23 . 24 . 25 . 26 , The change of the total impedance of the respective measuring track 23 . 24 . 25 . 26 can by applying the respective measuring tracks 23 to 26 be detected with a high-frequency signal, for example, with a frequency of 1 megahertz. A change in the impedance of the respective measuring path 23 to 26 is by means of the drive circuit 10 determined, the end to the measuring tracks 23 to 26 connected.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Isolierabschnitte 30 der einzelnen Messbahnen 23 bis 26 in ihrer Ausdehnung entlang des Messwegs 31 derart angeordnet und ausgebildet sind, dass die Magnetfeldquelle 7 jeweils nur bei einer der Messbahnen 23 bis 26 zu einer signifikanten Impedanzänderung führt, während die übrigen Messbahnen 23 bis 26 zumindest nahezu unbeeinflusst hinsichtlich ihrer Impedanz verbleiben. Hierdurch kann zumindest eine relative Position der Magnetfeldquelle 7 durch Auswertung der jeweiligen Impedanzen der Messbahnen 23 bis 26 durch die Ansteuerschaltung 10 ermittelt werden. Beispielhaft kann das Sensorelement 22 somit für eine inkrementelle Positionsmessung eingesetzt werden.It is preferably provided that the insulating sections 30 the individual measuring tracks 23 to 26 in their extent along the measuring path 31 are arranged and configured such that the magnetic field source 7 in each case only one of the measuring tracks 23 to 26 leads to a significant impedance change, while the remaining measurement paths 23 to 26 remain at least almost unaffected in terms of their impedance. As a result, at least one relative position of the magnetic field source 7 by evaluation of the respective impedances of the measuring tracks 23 to 26 through the drive circuit 10 be determined. By way of example, the sensor element 22 thus be used for an incremental position measurement.

Bei der in 3 dargestellten zweiten Ausführungsform eines Sensorelements 32 sind ebenfalls rein exemplarisch vier Messbahnen 33, 34, 35, 36 vorgesehen, die jeweils in einer Querschnittsdarstellung gezeigt sind und die jeweils auf einer gemeinsamen Trägerfolie 37 aufgebracht sind. Abweichend von dem in der 2 dargestellten Sensorelement 22 sind beim Sensorelement 32 die Messabschnitte 38 jeweils als kurze Folienabschnitte aus amorphen, weichmagnetischem Metallmaterial, insbesondere mit rechteckiger Grundfläche, ausgebildet. Ferner ist vorgesehen, dass die Messabschnitte 38 der einzelnen Messbahnen 33 bis 36 jeweils in gleicher Teilung längs des Messwegs 41 angeordnet sind. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass die Messabschnitte 38 sämtlicher Messbahnen 33 bis 36 jeweils in gleicher Teilung längs des Messwegs 41 angeordnet sind. Abweichend von der ersten Ausführungsform des Sensorelements 22 sind bei der zweiten Ausführungsform des Sensorelements 32 unterschiedlich lange Leitabschnitte 39, 40 vorgesehen, die bereichsweise in die Trägerfolie 37 eingebettet sind. Beispielhaft ist bei jeder der Messbahnen 33 bis 36 eine wiederkehrende Abfolge eines langen Leitabschnitts 39, auf den rein exemplarisch acht Messabschnitte 38 aufgebracht sind, die mittels des langen Leitabschnitts 39 vollflächig elektrisch miteinander verbunden sind, und eines kurzen Leitabschnitts 40, der rein exemplarisch zwei Messabschnitte 38 elektrisch miteinander verbindet, vorgesehen. Übereinstimmend mit der ersten Ausführungsform des Sensorelements 22 gemäß der 2 ist auch beim Sensorelement 32 ein Versatz zwischen den längs des Messwegs 41 angeordneten kurzen Leitabschnitten 40 für die unterschiedlichen Messbahnen 33 bis 36 vorgesehen. Somit ist gewährleistet, dass bei Beaufschlagung des Sensorelements 33 mit einem durch den Magnetwirkungsbereich 16 symbolisierten Magnetfeld einer in 3 nicht dargestellten Magnetfeldquelle stets nur zwei Messabschnitte 38, die mit dem kurzen Leitabschnitt 40 elektrisch miteinander verbunden sind, und die zu jeweils einer Messbahn 33 bis 36 zugehörig sind, in die magnetische Sättigung gelangen und in der Folge eine Veränderung ihrer Permeabilität und Impedanz erfahren.At the in 3 illustrated second embodiment of a sensor element 32 are also purely exemplary four measuring tracks 33 . 34 . 35 . 36 provided, which are each shown in a cross-sectional view and each on a common carrier film 37 are applied. Notwithstanding that in the 2 illustrated sensor element 22 are at the sensor element 32 the measuring sections 38 each formed as a short film sections of amorphous, soft magnetic metal material, in particular with a rectangular base. It is further provided that the measuring sections 38 the individual measuring tracks 33 to 36 each at the same pitch along the measuring path 41 are arranged. By way of example, it is provided that the measuring sections 38 all measuring tracks 33 to 36 each at the same pitch along the measuring path 41 are arranged. Notwithstanding the first embodiment of the sensor element 22 are in the second embodiment of the sensor element 32 different lengths of lead sections 39 . 40 provided in some areas in the carrier film 37 are embedded. An example is at each of the measuring tracks 33 to 36 a recurring sequence of a long lead 39 , on the purely exemplary eight measuring sections 38 are applied, by means of the long Leitabschnitts 39 are fully electrically connected to each other, and a short Leitabschnitts 40 , the purely exemplary two measuring sections 38 electrically connected to each other, provided. Consistent with the first embodiment of the sensor element 22 according to the 2 is also at the sensor element 32 an offset between the along the measuring path 41 arranged short guide sections 40 for the different measuring tracks 33 to 36 intended. This ensures that when the sensor element is acted upon 33 with one through the magnetic field of action 16 symbolized magnetic field of a 3 not shown magnetic field source always only two measuring sections 38 that with the short lead section 40 are electrically connected to each other, and each to a measuring path 33 to 36 are associated, get into the magnetic saturation and experience a change in their permeability and impedance.

Dementsprechend kann bei einer elektrischen Kopplung des Sensorelements 32 mit der in 1 dargestellten Ansteuerschaltung und einer Beaufschlagung der Messbahnen 33 bis 36 mit einem hochfrequenten elektrischen Ansteuersignal eine Impedanzmessung für jede der Messbahnen 33 bis 36 durchgeführt werden, wobei anhand der ermittelten Impedanzen für die einzelnen Messbahnen 33 bis 36 eine relative Position der Magnetfeldquelle längs des Messwegs 41 bestimmt werden kann.Accordingly, with an electrical coupling of the sensor element 32 with the in 1 shown drive circuit and a loading of the measuring tracks 33 to 36 with a high-frequency electrical drive signal, an impedance measurement for each of the measurement paths 33 to 36 be carried out, based on the determined impedances for the individual measuring tracks 33 to 36 a relative position of the magnetic field source along the measurement path 41 can be determined.

Bei der in 4 dargestellten dritten Ausführungsform eines Sensorelements 42 sind rein exemplarisch vier Messbahnen 43, 44, 45, 46 vorgesehen. Abweichend von den Sensorelementen 22 und 32 ist beim Sensorelement 42 eine Anordnung sämtlicher Messabschnitte 48 in einer einzigen, längs des Messwegs 51 erstreckten Reihe vorgesehen. Beispielhaft sind die Messabschnitte 48 sämtlicher Messbahnen 43, 44, 45 und 46 in gleicher Teilung angeordnet. Ferner sind die Messabschnitte 48 der jeweiligen Messbahnen 43, 44, 45 und 46 jeweils paarweise elektrisch miteinander verbunden. Zudem sind die Paare von Messabschnitten der einzelnen Messbahnen 43 bis 46 ebenfalls in gleicher Teilung angeordnet, sodass beispielsweise die Paare von Messabschnitten 48 der ersten Messbahn 43 jeweils dazwischenliegende Paare von Messabschnitten 48 der andren Messbahnen 44, 45 und 46 beranden. Die elektrische Verschaltung der Messabschnitte 48 wird durch lange Leitabschnitte 49 sowie kurze Leitabschnitte 50 gewährleistet. Die kurzen Leitabschnitte 50 verbinden jeweils benachbarte Messabschnitte 48 elektrisch miteinander. Die langen Leitabschnitte 49 sind hingegen zur Verbindung der jeweiligen Paare von Messabschnitten 48 mit weiteren Paaren von Messabschnitten 48, die der jeweils gleichen Messbahn 43 bis 46 zugehörig sind, ausgebildet. Mit dem Sensorelement 42 kann somit eine besonders kompakte Sensoreinrichtung geschaffen werden.At the in 4 illustrated third embodiment of a sensor element 42 are purely exemplary four measuring tracks 43 . 44 . 45 . 46 intended. Deviating from the sensor elements 22 and 32 is at the sensor element 42 an arrangement of all measuring sections 48 in a single, along the measuring path 51 extended row provided. Exemplary are the measuring sections 48 all measuring tracks 43 . 44 . 45 and 46 arranged in the same division. Furthermore, the measuring sections 48 the respective measuring tracks 43 . 44 . 45 and 46 each pair electrically connected together. In addition, the pairs of measuring sections of the individual measuring tracks 43 to 46 also arranged in the same division, so that, for example, the pairs of measuring sections 48 the first measuring track 43 each intermediate pairs of measuring sections 48 the other measuring tracks 44 . 45 and 46 beranden. The electrical connection of the measuring sections 48 is through long lead sections 49 as well as short lead sections 50 guaranteed. The short lead sections 50 each connect adjacent measuring sections 48 electrically with each other. The long lead sections 49 On the other hand, they are used to connect the respective pairs of measuring sections 48 with other pairs of measuring sections 48 , each of the same measuring track 43 to 46 belong, trained. With the sensor element 42 Thus, a particularly compact sensor device can be created.

Bei der in 5 dargestellten vierten Ausführungsform eines Sensorelements 52 sind jeweils zwei Messbahnen 53 und 54 beziehungsweise 55 und 56 derart ineinander verschachtelt angeordnet, dass die jeweiligen Messabschnitte 58 der jeweiligen Messbahnen 53 und 54 bzw. 55 und 56 in einer Reihe längs des Messwegs 61 angeordnet sind. Ferner ist bei dieser Ausführungsform des Sensorelements 52 rein exemplarisch vorgesehen, dass die Messabschnitte 58 innerhalb der paarweise verschachtelt angeordneten Messbahnen 53, 54 bzw. 55, 56 jeweils in gleicher Teilung angeordnet sind.At the in 5 illustrated fourth embodiment of a sensor element 52 each are two measuring tracks 53 and 54 respectively 55 and 56 arranged nested in such a way that the respective measuring sections 58 the respective measuring tracks 53 and 54 or. 55 and 56 in a row along the measuring path 61 are arranged. Furthermore, in this embodiment of the sensor element 52 purely exemplarily provided that the measuring sections 58 within the paired nested measuring tracks 53 . 54 or. 55 . 56 are each arranged in the same division.

Darüber hinaus ist vorgesehen, dass jeweils vier Messabschnitte 58 der jeweiligen Messbahn 53, 54, 55, 56 zu einer Messabschnittsgruppe 62 zusammengefasst sind. Hierbei sind die jeweils außenliegenden Messabschnitte 58 zumindest nahezu vollständig von einem langen Leitabschnitt 59 überdeckt, der sich zusätzlich bis zum jeweils benachbart angeordneten, innenliegenden Messabschnitt 58 erstreckt, um diesen elektrisch zu kontaktieren. Die beiden innenliegenden Messabschnitte 58 der jeweiligen Messabschnittsgruppe 62 sind mittels eines kurzen Leitabschnitts 60 jeweils elektrisch miteinander verbunden.In addition it is provided that in each case four measuring sections 58 the respective measuring track 53 . 54 . 55 . 56 to a section group 62 are summarized. Here are the respective outer measuring sections 58 at least almost completely from a long guide section 59 covered, which in addition to the respectively adjacent, inner measuring section 58 extends to contact this electrically. The two internal measuring sections 58 of the respective measuring section group 62 are by means of a short guiding section 60 each electrically connected.

Ferner ist vorgesehen, dass zwischen Messabschnittsgruppen 62 einer Messbahn 53 bis 56 jeweils eine Messabschnittsgruppe 62 der jeweils anderen Messbahn 53 bis 56 angeordnet ist, um die gewünschte reissverschlussartige Verschachtelung der beiden Messbahnen 53, 54 bzw. 55, 56 zu erreichen. Darüber hinaus ist vorgesehen, dass die Messbahnen 53 und 54 gegenüber den Messbahnen 55 und 56 hinsichtlich der kurzen Leitabschnitte 60 rein exemplarisch um eine zweifache Teilung der Messabschnitte 58 längs des Messwegs 61 zueinander angeordnet sind. Hierdurch wird erreicht, dass ein von der nicht dargestellten Magnetfeldquelle bereitgestellter magnetischer Fluss jeweils nur eines der innerhalb der Messabschnittsgruppen 62 ausgebildetes inneres Paar von Messabschnitten 58, dessen Messabschnitte 58 unmittelbar an dem kurzen Leitabschnitt 60 angrenzen, hinsichtlich der Permeabilität und Impedanz signifikant beeinflusst. Durch diese Maßnahme kann eine inkrementelle Positionsbestimmung für die Magnetfeldquelle längs des Messwegs 61 erfolgen. Darüber hinaus sind die langen Leitabschnitte 59 an einem in der 5 rechts angeordneten ersten Endbereich des Sensorelements 52 mit einer gemeinsamen Leiterbahn 64 elektrisch verbunden, die sich exemplarisch parallel zu einer Stirnseite 65 des Sensorelements 52 erstreckt. Ausgehend von der gemeinsamen Leiterbahn 64 sind beispielhaft drei Leiterbahnen 66 bis 68 rein exemplarisch parallel zu einer längsten Kante 69 und somit auch parallel zum Messweg 61 des Sensorelements 52 und zu dessen Messbahnen 53 bis 56 erstreckt. Dabei sind die Leiterbahnen 66 und 67 jeweils randseitig am Sensorelement 52 angeordnet, während die Leiterbahn 68 mittig zwischen den beiden Paaren von Messbahnen 53, 54 beziehungsweise 55, 56 angeordnet ist. Vorzugsweise ist bei einer elektrischen Verbindung der Leiterbahnen 66 bis 68 mit der Ansteuerschaltung 10, wie sie in der 1 dargestellt ist, eine Verbindung mit einem Erdpotenzial vorgesehen. Dadurch dienen die Leiterbahnen 66 bis 68 als Abschirmung für die Signale, die an einem zweiten Endbereich 70 an Anschlussflächen 71 bis 74 auf die jeweiligen langen Leitabschnitte 59 eingekoppelt werden können. Für die elektrische Kopplung der Leiterbahnen 66 bis 68 mit der Ansteuerschaltung 10 sind diese am zweiten Endbereich 70 mit Anschlussflächen 79 bis 81 versehen.It is further provided that between measuring section groups 62 a measuring track 53 to 56 one group of measuring groups each 62 the other measuring track 53 to 56 is arranged to the desired zipper-like interleaving of the two measuring tracks 53 . 54 or. 55 . 56 to reach. In addition, it is envisaged that the measuring tracks 53 and 54 opposite the measuring tracks 55 and 56 regarding the short lead sections 60 purely exemplary by a two-fold division of the measuring sections 58 along the measuring path 61 are arranged to each other. In this way, it is achieved that a magnetic flux provided by the magnetic field source, not shown, in each case only one of the within the measuring section groups 62 trained inner pair of measuring sections 58 whose measuring sections 58 directly on the short guide section 60 adjacent, significantly influenced in terms of permeability and impedance. By this measure, an incremental position determination for the magnetic field source along the measuring path 61 respectively. In addition, the long lead sections 59 at one in the 5 right arranged first end portion of the sensor element 52 with a common track 64 electrically connected, which is exemplary parallel to a front side 65 of the sensor element 52 extends. Starting from the common track 64 are exemplary three tracks 66 to 68 purely exemplary parallel to a longest edge 69 and thus also parallel to the measuring path 61 of the sensor element 52 and to its measuring tracks 53 to 56 extends. Here are the tracks 66 and 67 each edge of the sensor element 52 arranged while the conductor track 68 in the middle between the two pairs of measuring tracks 53 . 54 respectively 55 . 56 is arranged. Preferably, in an electrical connection of the conductor tracks 66 to 68 with the drive circuit 10 as they are in the 1 is shown, a connection provided with a ground potential. This serves the tracks 66 to 68 as a shield for the signals at a second end 70 at connection surfaces 71 to 74 on the respective long lead sections 59 can be coupled. For the electrical coupling of the conductor tracks 66 to 68 with the drive circuit 10 These are at the second end 70 with connection surfaces 79 to 81 Provided.

Rein exemplarisch sind bei der vierten Ausführungsform des Sensorelements 52 insgesamt vier unterschiedliche Sensorzonen 75 bis 78 eingezeichnet, in denen längs des Messwegs 61 jeweils eine der Messbahnen 53 bis 56 ihre maximale Empfindlichkeit gegenüber einer äußeren Magnetfeldquelle aufweist. Hierdurch wird auch erkennbar, dass bei der vierten Ausführung eines Sensorelements 52 gemäß der 5 in gleicher Weise wie bei den Sensorelementen 22, 32 und 42 bei der rein exemplarisch vorgesehenen Anzahl von vier Messbahnen und der gezeigten Anordnung der Messbahnen nur innerhalb der vier Sensorzonen 75 bis 78 eine absolute Positionsmessung möglich ist. Sofern bei den dargestellten Sensorelementen 22, 32, 42 und 52 bei ansonsten gleicher Aufbauweise mehr als vier Sensorzonen vorgesehen sind, ist aufgrund von Doppeldeutigkeiten lediglich eine inkrementale Positionsbestimmung möglich. Für eine absolute Positionsmessung muss in diesem Fall eine Vergrößerung der Anzahl von Messbahnen oder andere Maßnahmen getroffen werden.By way of example only, in the fourth embodiment of the sensor element 52 a total of four different sensor zones 75 to 78 drawn in which along the measuring path 61 one each of the measuring tracks 53 to 56 has their maximum sensitivity to an external magnetic field source. As a result, it can also be seen that in the fourth embodiment of a sensor element 52 according to the 5 in the same way as with the sensor elements 22 . 32 and 42 in the purely exemplary provided number of four measuring tracks and the arrangement of the measuring paths shown only within the four sensor zones 75 to 78 an absolute position measurement is possible. If in the illustrated sensor elements 22 . 32 . 42 and 52 otherwise more than four sensor zones are provided in otherwise identical construction, only an incremental position determination is possible due to ambiguities. For an absolute position measurement, an increase in the number of measuring paths or other measures must be taken in this case.

Rein exemplarisch ist das Sensorelement 52 elektrisch mit der Ansteuerschaltung 10 verbunden, deren Blockschaltbild in der 5 enthalten ist. Beispielhaft umfasst die Ansteuerschaltung 10 einen Microcontroller 85, der eine nicht näher dargestellte erste Taktquelle zur Bereitstellung eines Arbeitstakts, insbesondere mit einer Frequenz im Bereich von einem bis mehreren Megahertz, umfasst. Ferner ist der Microcontroller 85 zur Auswertung von Eingangssignalen ausgebildet, die von den Impedanzen der Messbahnen 53 bis 56 des angeschlossenen Sensorelements 52 abhängig sind. Die diesbezüglichen Eingangssignale werden über Signalleitungen 86 und 87 an den Microcontroller 85 bereitgestellt. Der Microcontroller 85 stellt den Takt der nicht näher dargestellten ersten Taktquelle über eine Taktleitung 88, bereit, die mit zwei Abtasthaltegliedern (Sample-and-Hold-Schaltung / S&H-Schaltung) 91 und 92 sowie mit zwei Analog-Digitalwandlern 93 und 94 elektrisch verbunden ist. Ferner ist der Microcontroller 85 rein exemplarisch mit einer weiteren, nicht näher dargestellten zweiten Taktquelle ausgerüstet, die zur Bereitstellung eines Anregungstaktsignals über eine Anregungssignalleitung 107 an die beiden Verstärker 89, 90 ausgebildet ist. Die vorstehend genannten Komponenten sind zusammen mit zwei Symmetrierern 95 und 96 in zwei Messzweigen 97 und 98 angeordnet, von denen nachstehend exemplarisch einer näher beschrieben werden soll.By way of example only, the sensor element 52 electrically with the drive circuit 10 connected, whose block diagram in the 5 is included. By way of example, the drive circuit comprises 10 a microcontroller 85 comprising a first clock source (not shown) for providing a working clock, in particular having a frequency in the range of one to several megahertz. Furthermore, the microcontroller 85 designed for the evaluation of input signals resulting from the impedances of the measuring paths 53 to 56 the connected sensor element 52 are dependent. The relevant input signals are via signal lines 86 and 87 to the microcontroller 85 provided. The microcontroller 85 represents the clock of the first clock source not shown via a clock line 88 ready to use with two sample-and-hold circuits (sample-and-hold circuit / S & H circuit) 91 and 92 as well as with two analog-digital converters 93 and 94 electrically connected. Furthermore, the microcontroller 85 purely by way of example with a further, not shown second clock source equipped to provide an excitation clock signal via an excitation signal line 107 to the two amplifiers 89 . 90 is trained. The above components are together with two baluns 95 and 96 in two measuring branches 97 and 98 arranged, one of which will be described in more detail below by way of example.

Beispielhaft umfasst der erste Messzweig 97 eine Reihenschaltung, die den Verstärker 89, den Symmetrierer 95, das Abtasthalteglied 91 sowie den Analog-Digitalwandler 93 umfasst. Der Symmetrierer 95 erhält hierbei vom Verstärker 89 das verstärkte Taktsignal und stellt dieses über Anschlussleitungen 99 und 100 an die Anschlussflächen 71 und 72 der Messbahnen 53 und 54 zur Verfügung. In gleicher Weise ist im zweiten Messzweig 98 eine elektrische Verbindung über Anschlussleitungen 101 und 102 zwischen dem Symmetrierer 96 und den Anschlussflächen 73 und 74 der Messbahnen 55 und 56 vorgesehen. Der Symmetrierer 95 hat in gleicher Weise wie der Symmetrierer 96 die Aufgabe, Impedanzunterschiede zwischen den beiden Messbahnen 53 und 54 beziehungsweise 55 und 56 zu ermitteln, die auf unterschiedliche Impedanzen in den jeweiligen Messbahnen 53 bis 56 zurückzuführen sind. Die Impedanzunterschiede führen zu einem Ausgangssignal des jeweiligen Symmetrierers 95 und 96, das jeweils über eine Ausgangsleitung 103, 104 an das jeweilige Abtasthalteglied 91, 92 bereitgestellt wird. Die Aufgabe des jeweiligen Abtasthalteglieds 91, 92 besteht darin, das jeweils über die Ausgangsleitung 103, 104 bereitgestellte Ausgangssignal des zugeordneten Symmetrierers 95, 96 kurzzeitig auf einem definierten Wert zu halten, um dem nachgeschalteten Analog-Digitalwandler 93, 94 eine zuverlässige Digitalisierung des analogen Ausgangssignals des jeweiligen Symmetrierers 95, 96 zu ermöglichen. Zwischen dem jeweiligen Abtasthalteglied 91, 92 und dem zugeordneten Analog-Digitalwandler 93, 94 ist jeweils eine Verbindungsleitung 105, 106 vorgesehen, worüber die Bereitstellung des vom jeweiligen Abtasthalteglied 91, 92 bereitgestellten Ausgangssignals an den jeweiligen Analog-Digitalwandler 93, 94 erfolgt.By way of example, the first measuring branch comprises 97 a series circuit connecting the amplifier 89 , the symmetrizer 95 , the sample holder 91 and the analog-to-digital converter 93 includes. The symmetrizer 95 receives from the amplifier 89 the amplified clock signal and provides this via connecting cables 99 and 100 to the connection surfaces 71 and 72 the measuring tracks 53 and 54 to disposal. In the same way, in the second measuring branch 98 an electrical connection via connecting cables 101 and 102 between the balancer 96 and the connection surfaces 73 and 74 the measuring tracks 55 and 56 intended. The symmetrizer 95 has in the same way as the symmetrizer 96 the task, impedance differences between the two measuring tracks 53 and 54 respectively 55 and 56 to determine the different impedances in the respective measuring paths 53 to 56 are attributed. The impedance differences lead to an output signal of the respective balun 95 and 96 , each via an output line 103 . 104 to the respective Abtasthalteglied 91 . 92 provided. The task of the respective Abtasthalteglieds 91 . 92 consists in that via the output line 103 . 104 provided output signal of the associated balun 95 . 96 temporarily to a defined value to the downstream analog-to-digital converter 93 . 94 a reliable digitization of the analog output signal of the respective balancer 95 . 96 to enable. Between the respective Abtasthalteglied 91 . 92 and the associated analog-to-digital converter 93 . 94 is in each case a connecting line 105 . 106 provided, about which the provision of the respective Abtasthalteglied 91 . 92 provided output signal to the respective analog-to-digital converter 93 . 94 he follows.

Der Mikrocontroller 85 kann anhand der Eingangssignale die Impedanzunterschiede in den einzelnen Messbahnen ermitteln und daraus einen Rückschluss auf eine eventuelle lokale Impedanzänderung für eine der Messbahnen 53 bis 56 aufgrund einer Einwirkung eines magnetischen Flusses auf die jeweilige Sensorzone 75 bis 78 und somit auf eine Position der Magnetfeldquelle längs des Messwegs ziehen. Hieraus kann der Mikrocontroller 85 ein Positionssignal ermitteln, das in nicht näher dargestellter Weise an eine nachgelagerte Steuerung bereitgestellt werden kann.The microcontroller 85 can determine the impedance differences in the individual measuring paths based on the input signals and from this a conclusion on a possible local impedance change for one of the measuring paths 53 to 56 due to an influence of a magnetic flux on the respective sensor zone 75 to 78 and thus to a position of the magnetic field source along the measurement path. This can be the microcontroller 85 determine a position signal that can be provided in a manner not shown to a downstream controller.

Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform des Sensorelements gemäß der 5 sind die Messabschnitte und die Leitabschnitte in endlos wiederkehrender Anordnung auf der Trägerfolie angeordnet, sodass das Sensorelement zumindest innerhalb eines vorgebbaren Rasters beliebig lang gewählt werden kann. Ferner wird in diesem Fall die gemeinsame Leiterbahn 64 gemäß der 5 durch eine nicht dargestellte, elektrisch leitende Abschlussklammer ersetzt, die endseitig auf die nicht dargestellte Stirnseite des Sensorelements aufgeschoben wird und die für die elektrische Verbindung der parallel zum Messweg geführten Leiterbahnen mit den Messabschnittsgruppen dient. Hierdurch wird eine vorteilhafte Anpassung des Sensorelements an den jeweiligen Messbedarf ermöglicht.In an embodiment, not shown, of the sensor element according to the 5 the measuring sections and the guide sections are arranged in endlessly recurring arrangement on the carrier film, so that the sensor element can be selected as long as desired, at least within a predeterminable grid. Furthermore, in this case, the common interconnect 64 according to the 5 replaced by an electrically conductive termination clip, not shown, which is pushed onto the end face of the sensor element, not shown, and which serves for the electrical connection of the printed conductors routed parallel to the measuring path to the measuring section groups. As a result, an advantageous adaptation of the sensor element to the respective measuring requirement is made possible.

Bei der Ausführungsform gemäß der 6 sind in ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform gemäß der 5 rein exemplarisch vier nur beispielhaft geradlinig ausgebildete und parallel zueinander auf einer Trägerfolie 117 angeordnete Messbahnen 113, 114, 115 und 116 vorgesehen, wobei jeweils zwei der Messbahnen 113 und 114 sowie 115 und 116 in einander verschachtelt angeordnet sind. Jede der Messbahnen 113, 114, 115 und 116 ist als Anordnung von Messabschnitten 118 sowie Leitabschnitten 119, 120, 121 und 122 ausgebildet. Rein exemplarisch sind die Messabschnitte 118 jeweils rechteckig ausgebildet und in gleicher Teilung entlang des Messwegs 123 angeordnet. Die Leitabschnitte 119, 120, 121 und 122 sind rein exemplarisch jeweils U-förmig ausgebildet, wobei die U-Schenkel der Leitabschnitte 119 und 122 jeweils gleichlang ausgebildet sind, während die U-Schenkel der Leitabschnitte 120 und 121 jeweils unterschiedliche Längen aufweisen.In the embodiment according to the 6 are similar to the embodiment according to the 5 purely by way of example only four exemplarily rectilinear trained and parallel to each other on a carrier foil 117 arranged measuring tracks 113 . 114 . 115 and 116 provided, in each case two of the measuring tracks 113 and 114 such as 115 and 116 are arranged nested in each other. Each of the measuring tracks 113 . 114 . 115 and 116 is as an arrangement of measuring sections 118 as well as guidance sections 119 . 120 . 121 and 122 educated. By way of example only are the measuring sections 118 each rectangular in shape and in the same pitch along the measuring path 123 arranged. The lead sections 119 . 120 . 121 and 122 are purely exemplary in each case U-shaped, wherein the U-legs of the guide sections 119 and 122 are formed the same length, while the U-legs of the guide sections 120 and 121 each have different lengths.

Dabei sind die Leitabschnitte 119, 120 und 121 jeweils zur elektrischen Verbindung benachbart angeordneter Messabschnitte 118 innerhalb von Messabschnittsgruppen 124, 125 ausgebildet, während der Leitabschnitt 122 jeweils zur elektrischen Verbindung gleichartiger Messabschnittsgruppen, also beispielsweise der Messabschnittsgruppen 124 oder der Messabschnittsgruppen 125, ausgebildet ist. Durch die unterschiedliche Länge der jeweiligen U-Schenkel der jeweiligen Leitabschnitte 119, 120, 121 und 122 sowie die gewählte Anordnung der Leitabschnitte 119, 120, 121 und 122 ergibt sich für die freie Messelänge des jeweiligen Messabschnitts 118, die als Abstand zweier Leitabschnitte 119, 120, 121 und 122 am jeweiligen Messabschnitts 118 ermittelt werden kann, rein exemplarisch ein sinusförmiger Verlauf.Here are the lead sections 119 . 120 and 121 each for measuring the electrical connection adjacent arranged 118 within measurement section groups 124 . 125 formed while the lead section 122 each for the electrical connection of similar measuring section groups, so for example the measuring section groups 124 or the section groups 125 , is trained. Due to the different length of the respective U-legs of the respective guide sections 119 . 120 . 121 and 122 as well as the selected arrangement of the guide sections 119 . 120 . 121 and 122 results for the free measuring length of the respective measuring section 118 , which is the distance between two guiding sections 119 . 120 . 121 and 122 at the respective measuring section 118 can be determined, a purely exemplary sinusoidal course.

In Kombination mit einem Phasenversatz zwischen den beiden Messbahnen 113 und 115, der bei der Ausführungsform gemäß der 6 rein exemplarisch 90 Grad beträgt, wird eine vorteilhafte und besonders präzise Auswertung der Impedanzen der jeweiligen Messbahnen 113, 114, 115 und 116 und damit eine vorteilhafte Positionsbestimmung für die längs des Messwegs bewegte, nicht dargestellten Magnetfeldquelle ermöglicht. Rein exemplarisch ist für den Phasenversatz vorgesehen, dass diejenigen Messabschnitte 118 der beiden Messbahnen 113 und 114 mit dem größten Abstand der Leitabschnitte 119, 121 längs des Messwegs 123 auf gleicher Höhe mit den Messabschnitten 118 der beiden Messbahnen 115 und 116 mit dem geringsten Abstand der Leitabschnitte 120, 122 angeordnet sind.In combination with a phase shift between the two measuring tracks 113 and 115 in the embodiment according to the 6 purely exemplary 90 degrees, is an advantageous and very precise evaluation of the impedances of the respective measuring paths 113 . 114 . 115 and 116 and thus enables an advantageous position determination for the magnetic field source, not shown, moved along the measuring path. By way of example, it is provided for the phase offset that those measuring sections 118 the two measuring tracks 113 and 114 with the largest distance of the lead sections 119 . 121 along the measuring path 123 at the same height as the measuring sections 118 the two measuring tracks 115 and 116 with the shortest distance of the lead sections 120 . 122 are arranged.

Ferner ist bei den Messbahnen 113, 114, 115 und 116 rein exemplarisch vorgesehen, dass ein Stromfluss durch die Messabschnitte 118 jeweils quer zum Messweg 123 erfolgt, wobei dies durch die entsprechende Anordnung der Leitabschnitte 119, 120, 121, 122 gewährleistet wird. Hierdurch kann ebenfalls die Empfindlichkeit der jeweiligen Messabschnitts 118 für ein von außen aufgeprägtes Magnetfeld gegenüber der in den 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen erhöht werden.Furthermore, at the measuring tracks 113 . 114 . 115 and 116 purely exemplarily provided that a current flow through the measuring sections 118 each transverse to the measuring path 123 takes place, this by the appropriate arrangement of the guide sections 119 . 120 . 121 . 122 is guaranteed. This also allows the sensitivity of the respective measuring section 118 for an impressed magnetic field from the outside in the 4 and 5 illustrated embodiments can be increased.

Bei einer nicht näher dargestellten Ausführungsform sind die Messabschnitte beispielsweise als Parallelogramme ausgeführt, wobei die Kanten benachbart angeordneter Messabschnitte jeweils parallel zueinander ausgerichtet sind und die Messabschnitte längs des Messwegs vorzugsweise in gleicher Teilung angeordnet sind. Vorzugsweise ist eine elektrische Kontaktierung der Messabschnitte so vorgesehen, dass ein Stromfluss durch die Messabschnitte jeweils parallel zu deren längster Kante erfolgt.In an embodiment not shown in more detail, the measuring sections are designed, for example, as parallelograms, wherein the edges of adjacent measuring sections are aligned parallel to one another and the measuring sections are preferably arranged in the same pitch along the measuring path. Preferably, an electrical contacting of the measuring sections is provided so that a current flow through the measuring sections takes place in each case parallel to their longest edge.

Claims

Sensor element after Claim 1 , characterized in that at least two guide sections (29, 39, 40, 49, 50, 59, 60, 119, 120, 121, 122) are spaced from one another at the respective measuring section (28, 38, 48, 58, 118).

Sensor element after Claim 1 , characterized in that a guide section (29; 39, 40; 49, 50; 59, 60; 119, 120, 121, 122) extends at least in sections along the respective measuring section (28; 38; 48; 58; 118).

Sensor element after Claim 1 or 2 characterized in that a guide section (29; 39, 40; 49, 50; 59, 60; 119, 120, 121, 122) extends completely along the respective measuring section (28; 38; 48; 58; 118).

Sensor element after Claim 4 characterized in that the guide portion (29; 39, 40; 49, 50; 59, 60; 119, 120, 121, 122) is along a longest edge (69) of the respective measuring section (28; 38; 48; 58; 118) ) is extended.

Sensor element after Claim 1 . 2 . 3 or 4 , characterized in that at least one, in particular with a plurality of guide sections (29; 39, 40; 49, 50; 59, 60; 119, 120, 121, 122) electrically connected, the guide portion (66, 67, 68) parallel to the at least a measuring track (23 to 26; 33 to 36; 43 to 46; 53 to 56; 113 to 116).

Sensor element according to one of the preceding claims, characterized in that the base body is designed as a flexible carrier film (27; 37; 47; 57; 117) which forms the electrically insulating carrier surface.

Sensor device for determining a position of a magnetic field source (7) along a movement path (6), comprising a sensor element (22; 32; 42; 52; 112) according to one of the preceding claims, and a drive circuit (10) which is in electrical connection with at least two guide sections (29, 39, 40, 49, 50, 59, 60, 119, 120, 121, 122) are designed for evaluating electrical impedances of at least two measuring sections (28, 38, 48, 58, 118).

Sensor device after Claim 8 , characterized in that the sensor element (22; 32; 42; 52; 112) is associated with an actuator housing (2) and in that the actuator housing (2) accommodates a movably mounted actuator element (3) which is connected to a magnetic field source (7). equipped.