DE19800444A1 - Magnetisches Erfassungsgerät - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein äußerst empfindliches magnetisches Erfassungsgerät zur Erfassung von Verschiebungen, Umdrehungen und dergleichen eines zu erfassenden Gegenstands, unter Verwendung der Änderung der Magnetoresistenz (Widerstandsänderung) in einem Magnetoresistenzeffektelement.

Bislang wurde ein Magnetsensor infolge seiner Kompaktheit in weitem Maße eingesetzt. Der magnetische Sensor ist mit einem Vormagnetisierungsmagneten versehen und arbeitet so, daß er die Verschiebungen, Umdrehungen und dergleichen eines Gegenstands, der aus einem magnetischen Material besteht, unter Verwendung einer Widerstandsänderung in einem Magnetoresistenzeffektelement feststellt.

Beispielsweise zeigt die japanische Veröffentlichung eines ungeprüften Patents (Kokai) Nr. 3-195970 einen magnetischen Sensor der voranstehend genannten Art nach dem Stand der Technik. Fig. 1 zeigt das Meß- oder Erfassungsprinzip, welches der magnetische Sensor einsetzt, der in der Veröffentlichung Nr. 3-915970 beschrieben ist. Der magnetische Sensor in Fig. 1 ist mit einem Vormagnetisierungsmagneten 15 versehen, der ein Vormagnetisierungsmagnetfeld 13 in Richtung auf ein Zahnrad 11 als zu erfassenden Gegenstand erzeugt, der aus magnetischem Material besteht.

Ein isolierendes Substrat 17a ist in einer Ebene senkrecht zur Richtung des Vormagnetisierungsfeldes 13 angeordnet, und mit Magnetoresistenzeffektelementen 16a, 16b versehen. Magnetische Kraftlinien in dem Vormagnetisierungsfeld, welches von dem Vormagnetisierungsmagneten 15 erzeugt wird, werden durch Hügel und Täler des Zahnrads 11 periodisch moduliert und in ein sinusförmiges Signalmuster umgewandelt, entsprechend den Relativpositionen der Zähne des Zahnrades 11.

Ein Ablenkwinkel θ des Vormagnetisierungsfeldes 13 ändert sich entsprechend der Bewegung des Zahnrades 11. Bei dieser Anordnung wird die Bewegung des Zahnrades 11 dadurch erfaßt, daß die Änderung der Magnetfeldstärke in der Richtung des Ablenkwinkels erfaßt wird, die durch eine Änderung des Magnetfeldwinkels hervorgerufen und in der Ebene des Elements 16b erzeugt wird, und zwar als Widerstandsänderung in dem Element 16b.

Fig. 2 zeigt die zweite Form des magnetischen Sensors, der in der Veröffentlichung Nr. 3-195970 beschrieben ist. In Fig. 2 ist das Magnetoresistenzeffektelement 16b auf einem isolierenden Substrat 17b in einer Ebene angeordnet, welche die Richtung des Vormagnetisierungsfeldes 13 und die Bewegungsrichtung des Zahnrades 11 enthält.

Bei dieser Form ändert sich, infolge von Änderungen eines Winkels, der durch eine Magnetrichtung infolge der magnetischen Ablenkung und eine momentane Richtung in dem Magnetoresistenzeffektelement 16b aufgespannt wird, die Magnetoresistenz des Elements 16b in Reaktion auf Zustandsänderungen des Vormagnetisierungsfeldes 13, die durch die Bewegung des Zahnrades 11 hervorgerufen werden.

In beiden Fällen der voranstehend geschilderten ersten und zweiten Formen des magnetischen Sensors ist daher die Richtung des Vormagnetisierungsfeldes 13 eine Richtung in Bezug auf das Zahnrad 11, und wird der Effekt genutzt, daß sich die Richtung des Magnetfeldes 13 zur Bewegungsrichtung des Zahnrades 11 in Reaktion auf die Bewegung des Zahnrades 11 auslenkt.

Allerdings wird bei dem konventionellen magnetischen Sensor, wenn ein Luftspalt zwischen dem Zahnrad 11 und den Magnetoresistenzeffektelementen 16a, 16b größer wird, die Empfindlichkeit des magnetischen Sensors verringert, da der Ablenkwinkel abrupt abnimmt.

Um eine Verringerung der Empfindlichkeit des Sensors zu verhindern hat die Anmelderin bereits eine, noch nicht veröffentlichte, Anmeldung mit dem Titel "Magnetisches Erfassungsgerät" in der japanischen Patentanmeldung Nr. 8-172499 eingereicht. Das bislang unveröffentlichte magnetische Erfassungsgerät ist in Fig. 3 gezeigt.

In Fig. 3 erzeugen sowohl ein erster Magnet 25a als auch ein zweiter Magnet 25b Vormagnetisierungsfelder in Richtung auf das Zahnrad 11. Der zweite Magnet 26b ist so angeordnet, daß er dem ersten Magneten 25a so gegenüberliegt, daß jeder Pol dieses Magneten 25a einer anderen Art eines Pols des zweiten Magneten 25b gegenüberliegt. Weiterhin sind der erste und zweite Magnet 25a, 25b entlang der Bewegungsrichtung des Zahnrades 11 angeordnet.

Das Magnetoresistenzeffektelement 16 ist in dem Magnetfeld zwischen dem ersten Magneten 25a und dem zweiten Magneten 25b angeordnet und liegt in einer Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung des Zahnrades 11, zur Erzeugung einer Widerstandsänderung durch Zustandsänderungen des Vormagnetisierungsfeldes in Reaktion auf die Bewegung des Zahnrades 11.

Bei dem Magnetoresistenzeffektelement 16 ist, wie in Fig. 4 gezeigt, das Magnetoresistenzeffektelement 16b mit dem Magnetoresistenzeffektelement 16a in Reihe geschaltet. Das Element 16a ist in einer Richtung senkrecht zur Richtung X angeordnet, die zum Zahnrad 11 hinweist, und das Element 16b ist entlang der Richtung X angeordnet.

Bei dem magnetischen Erfassungsgerät mit dem voranstehend geschilderten Aufbau wird, wie in Fig. 5 gezeigt, das Vormagnetisierungsfeld in Bewegungsrichtung des Zahnrades 11 in einem Raum erzeugt, der zwischen dem ersten Magneten 25a und dem zweiten Magneten 25b vorhanden ist. Infolge der Bewegung des Zahnrades 11 wird das Vormagnetisierungsfeld abgelenkt und moduliert durch den Ablenkwinkel θ zur Richtung X, die zum Zahnrad 11 hinzeigt.

Das Magnetoresistenzeffektelement 16a, welches in der Richtung senkrecht zur Richtung X angeordnet ist, die zum Zahnrad 11 hinzeigt, erzeugt daher die Widerstandsänderung infolge der Zustandsänderung des Vormagnetisierungsfeldes in Reaktion auf die Bewegung des Zahnrades 11. Daher wird die Verringerung der magnetischen Modulation in Bezug auf den Luftspalt zwischen dem Zahnrad 11 und dem Magnetoresistenzeffektelement 16a relativ verringert, wodurch die Empfindlichkeit in Bezug auf den Luftspalt verbessert werden kann.

Obwohl es vorzuziehen ist, das magnetische Erfassungsgerät von Fig. 3 zu verkleinern, wird darauf hingewiesen, daß es erforderlich ist, die Magneten 25a, 25b in Bewegungsrichtung des Zahnrades 11 dünner auszubilden, und die Entfernung zwischen den Magneten 25a und 25b zu diesem Zweck zu verringern.

Eine derartige Verringerung der Dicke der Magneten 25a, 25b macht es allerdings unmöglich, eine ausreichenden Magnetfeldstärke sicherzustellen. Alternativ hierzu wird, wenn die Entfernung zwischen dem Magneten 25a, 25b verringert wird, die magnetische Änderung verringert. Daher sinkt die Empfindlichkeit des Sensors wesentlich ab.

Beispielsweise ändert sich in einem Fall, in welchem die Entfernung zwischen zwei Magneten, die jeweils eine Dicke von 2 mm aufweisen, 4 mm beträgt, wie durch Markierungen ⚫ in Fig. 6 gezeigt ist, die Empfindlichkeit von etwa 65 mV auf etwa 7 mV in Bezug auf einen erfaßten Spalt von 0 bis 3 mm. Weiterhin ändert sich in einem Fall, in welchem die Entfernung zwischen zwei Magneten, die jeweils eine Dicke von 1 mm aufweisen, 2 mm beträgt, wie durch Markierungen x in Fig. 6 gezeigt ist, die Empfindlichkeit von etwa 40 mV auf etwa 5 mV bei einem festgestellten Spalt von 0,5 bis 2 mm. Daher ist es unmöglich, das in den Fig. 14 bis 16 gezeigte magnetische Erfassungsgerät zu miniaturisieren.

Weiterhin hängt die Intensität des Magnetfeldes H wesentlich von der Position der Richtung X ab. Wenn daher das Magnetoresistenzeffektelement 16 in dem Vormagnetisierungsfeld angeordnet wird, wird ein Unterschied des magnetischen Arbeitspunktes bei einem identischen Magnetoresistenzeffektelement 16a hervorgerufen, abhängig von der Position. Bei dem Magnetoresistenzeffektelement 16a ändert sich der Widerstand durch die Magnetfeldstärke, wie in Fig. 7 gezeigt ist.

Da sich das Magnetfeld in einem vorbestimmten Bereich mit dem Arbeitspunkt als Zentrum infolge der Bewegung des Zahnrades 11 ändert, ändert sich auch entsprechend der Widerstand. Beispielsweise weisen das Magnetoresistenzeffektelement (der Abschnitt) MRE1 an der am nächsten am Zahnrad 11 gelegenen Seite, das Magnetoresistenzeffektelement (Abschnitt) MREA an einem Punkt A, und das Magnetoresistenzeffektelement (Abschnitt) MREn an der am weitesten vom Zahnrad 11 entfernten Seite jeweilige Arbeitspunkte auf, wie sie in Fig. 7 dargestellt sind.

In Bezug auf die Änderungen des Widerstandswertes in Bezug auf Änderungen der Magnetfeldstärke in einem identischen Bereich stellt der Abschnitt MRE1 den kleinsten Wert dar, der Abschnitt MREA einen mittleren Wert, und der Abschnitt MREn den größten Wert, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Die Widerstandsänderung des Magnetoresistenzeffektelementes 16a zeigt eine in Fig. 9 dargestellte Signalform, infolge des Aufbaus der Abschnitte MRE1 bis MREn. Da die sich ergebende Signalform die in der Figur gezeigten Verzerrungen aufweist, tritt daher die Schwierigkeit auf, daß sich kein stabiles Sensorausgangssignal erzielen läßt.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Bereitstellung eines kompakten magnetischen Erfassungsgerätes mit hoher Empfindlichkeit, welches stabile Sensorsignale ohne Erzeugung einer Signalformverzerrung erzeugen kann.

Das voranstehend geschilderte Ziel kann gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein magnetisches Erfassungsgerät erreicht werden, welches aufweist:
einen Vormagnetisierungsmagneten, der ein Magnetfeld zu einem Gegenstand mit einer magnetischen Substanz erzeugt;
eine Magnetoresistenzvorrichtung, die so angeordnet ist, daß sie dem Vormagnetisierungsmagneten gegenüberliegt, und an eine Poloberfläche des Vormagnetisierungsmagneten auf einer Seite des Gegenstands angrenzt, und in einer Ebene im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Gegenstands angeordnet ist, zur Erzeugung einer Änderung des Widerstandswertes infolge einer Änderung des Magnetfeldes in Reaktion auf die Bewegung des Gegenstands.

Gemäß der Erfindung werden ein Vormagnetisierungsfeld, welches vom Vormagnetisierungsmagneten zum Gegenstand verläuft, und ein anderes Vormagnetisierungsfeld in Bewegungsrichtung des Gegenstands erzeugt. Da die Magnetoresistenzvorrichtung so angeordnet ist, daß sie dem Vormagnetisierungsmagneten gegenüberliegt, und an die Poloberfläche an der Seite des Gegenstands angrenzt, und in der Ebene im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Gegenstands angeordnet ist, wird daher das Vormagnetisierungsfeld, welches in der Bewegungsrichtung des Gegenstands vorhanden ist, zur dem Gegenstand gegenüberliegenden Richtung durch die Bewegung nach Durchgang durch die Magnetoresistenzvorrichtung moduliert.

Da die Größe der Modulation gegen das Vormagnetisierungsfeld ein Maximum in der Nähe der Poloberfläche des Vormagnetisierungsmagneten auf der Seite des Gegenstands annimmt, ist es darüber hinaus möglich, bei der Magnetoresistenzvorrichtung eine hohe Änderung des Widerstands mit hoher Empfindlichkeit hervorzurufen, infolge der Anordnung der Magnetoresistenzvorrichtung in dieser Position, und darüber hinaus kann das magnetische Erfassungsgerät durch die Verwendung eines einzigen Magneten miniaturisiert werden.

Zusätzlich zu den voranstehenden Merkmalen zeichnet sich die vorliegende Erfindung dadurch aus, daß die Magnetoresistenzvorrichtung eine erste Magnetoresistenzvorrichtung aufweist, bei welcher mehrere erste Magnetreluktanzmikrolemente einander gegenüberliegend in einer ersten Richtung, die zum Gegenstand hinweist, angeordnet und miteinander in Reihe geschaltet sind, die ersten Magnetoresistenzmikroelemente jeweils längliche Muster bilden, die in einer zweiten Richtung im wesentlichen senkrecht zur ersten Richtung verlaufen, wobei die Breite der ersten Magnetoresistenzmikroelemente in der ersten Richtung kleiner ist als die Abmessungen der länglichen Muster in der zweiten Richtung, und zwar um eine vorbestimmte Länge.

Da die jeweiligen Magnetoresistenzmikroelemente ein längliches Muster bilden, welches in der zweiten Richtung im wesentlichen senkrecht zur ersten Richtung angeordnet ist, die zum Gegenstand hinweist, wird gemäß dem voranstehend geschilderten Merkmal der Erfindung die Widerstandsänderung infolge einer Änderung des Zustands des Vormagnetisierungsfeldes erzeugt, die der Bewegung des Gegenstands entspricht.

Da die Breite der ersten Magnetoresistenzmikroelemente in der ersten Richtung kleiner ist als die Abmessungen der länglichen Muster in der zweiten Richtung, und zwar um die vorbestimmte Länge, ist es darüber hinaus möglich, eine Änderung des Magnetfeldes in der ersten Richtung infolge einer verringerten Entfernung zwischen den benachbarten ersten Magnetoresistenzmikroelementen zu verringern, so daß die Unterschiede der jeweiligen Widerstandswerte der ersten Magnetoresistenzmikroelemente in Bezug auf die Magnetfeldstärke verringert werden können.

Anders ausgedrückt ist es infolge einer Verringerung von Positionsunterschieden unter den Arbeitspunkten der Magnetoresistenzmikroelemente möglich, die Unterschiede der Widerstandsänderung unter den ersten gegenseitigen Magnetoresistenzmikroelementen zu verringern, wodurch Sinussignalformen ohne Signalformverzerrung zur Verfügung gestellt werden, die identisch sind. Da die Signalform eines Summenwiderstands, die durch Zusammensetzen jeweiliger Signal formen von Widerständen der ersten Magnetoresistenzmikroelemente erhalten werden kann, eine Sinussignalform ohne Signalformverzerrung zeigt, ist es möglich, stabile Sensorsignale ohne Signalformverzerrung zu erhalten. Es wird darauf hingewiesen, daß im Zusammenhang mit dem voranstehend geschilderten Merkmal die ersten Magnetreluktanzelemente vorzugsweise mit einer Anschlußklemme versehen sind, welcher elektrische Energie zugeführt wird.

Zusätzlich zu den voranstehend geschilderten Merkmalen zeichnet sich das magnetische Erfassungsgerät gemäß der Erfindung dadurch aus, daß die Magnetoresistenzvorrichtung weiterhin eine zweite Magnetoresistenzvorrichtung aufweist, die in Reihe mit der ersten Magnetoresistenzvorrichtung geschaltet ist, und benachbart einer Poloberfläche des Vormagnetisierungsmagneten auf der Seite des Gegenstands angeordnet ist, wobei die zweite Magnetoresistenzvorrichtung mehrere zweite Magnetoresistenzmikroelemente aufweist, die entlang der zweiten Richtung nebeneinanderliegend angeordnet sind, und jeweils Muster bilden, die in der zweiten Richtung verlaufen, mit Abmessungen, die im wesentlichen gleich der Breite der ersten Magnetoresistenzmikroelemente sind.

Das voranstehend geschilderte Merkmal der Erfindung führt dazu, da die zweite Magnetoresistenzvorrichtung aus den mehreren zweiten Magnetoresistenzmikroelementen besteht, die nebeneinanderliegend entlang der zweiten Richtung angeordnet sind, so daß sie kurze Muster bilden, daß die Widerstandsänderung in Reaktion auf die Änderung des Magnetfeldes relativ klein ist, verglichen mit der Widerstandsänderung der ersten Magnetoresistenzvorrichtung, so daß sich ein konstanter Widerstandswert ergibt. Daher ist es möglich, ein Ausgangssignal entsprechend der Widerstandsänderung der ersten Magnetoresistenzvorrichtung von einer mittleren Anschlußklemme zwischen der ersten Magnetoresistenzvorrichtung und der zweiten Magnetoresistenzvorrichtung zur Verfügung zu stellen. Es wird darauf hingewiesen, daß im Zusammenhang mit dem voranstehend geschilderten Merkmal die zweiten Magnetoresistenzmikroelemente vorzugsweise eine Masseanschlußklemme aufweisen. Besonders bevorzugt ist die Magnetoresistenzvorrichtung zwischen den ersten Magnetreluktanzelementen und den zweiten Magnetreluktanzelementen mit einer Ausgangsklemme des magnetischen Erfassungsgeräts versehen.

Zusätzlich zu den voranstehend geschilderten Merkmalen zeichnet sich das magnetische Erfassungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch aus, daß die Magnetoresistenzvorrichtung weiterhin aufweist:
eine dritte Magnetoresistenzvorrichtung, die mit der zweiten Magnetoresistenzvorrichtung verbunden ist, und so angeordnet ist, daß sie sich entlang der zweiten Richtung erstreckt, und an die Poloberfläche des Vormagnetisierungsmagneten an der Seite des Gegenstands anschließt, wobei die dritte Magnetoresistenzvorrichtung identisch zur ersten Magnetoresistenzvorrichtung aufgebaut ist; und
eine vierte Magnetoresistenzvorrichtung, die an die dritte Magnetoresistenzvorrichtung und die erste Magnetoresistenzvorrichtung angeschlossen ist, und so angeordnet ist, daß sie entlang der zweiten Richtung verläuft, und an die Poloberfläche des Vormagnetisierungsmagneten auf der Seite des Gegenstands anschließt, wobei die vierte Magnetoresistenzvorrichtung einen identischen Aufbau wie die zweite Magnetoresistenzvorrichtung aufweist.

Das voranstehend geschilderte Merkmal der Erfindung führt dazu, da die erste Magnetoresistenzvorrichtung bis zur vierten Magnetoresistenzvorrichtung entlang der zweiten Richtung angeordnet sind, daß es möglich ist, die Abmessungen der ersten bis vierten Magnetoresistenzvorrichtung in der ersten Richtung relativ zu verringern. Da die Phasendifferenz des mittleren elektrischen Potentials unter der jeweiligen ersten bis vierten Magnetoresistenzvorrichtung 180° beträgt, zeigt daher ein mittleres elektrisches Potential ein hohes Sensorausgangssignal.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 eine Perspektivansicht eines magnetischen Erfassungsgerät nach dem Stand der Technik als ein erstes Beispiel;

Fig. 2 eine Perspektivansicht des magnetischen Erfassungsgeräts nach dem Stand der Technik als anderes Beispiel;

Fig. 3 eine Perspektivansicht des magnetischen Erfassungsgeräts nach dem Stand der Technik als weiteres Beispiel;

Fig. 4 eine schematische Darstellung von Magnetoresistenzeffektelementen des magnetischen Erfassungsgerätes gemäß Fig. 3;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Ablenkwinkels eines Magnetfeldes bei dem magnetischen Erfassungsgerät von Fig. 3;

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Beziehung zwischen der Empfindlichkeit und dem festgestellten Spalt des magnetischen Erfassungsgeräts von Fig. 3, wobei zwei Magneten dünner ausgebildet sind, während ein dazwischen vorhandener Spalt verringert wird;

Fig. 7 eine schematische Darstellung des jeweiligen magnetischen Arbeitspunktes von Elementen MRE des Magnetoresistenzeffektelements von Fig. 4;

Fig. 8 eine schematische Darstellung der jeweiligen Widerstandsänderung entsprechend den jeweiligen Elementen MRE von Fig. 4;

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Änderung des Summenwiderstandswertes der jeweiligen Widerstände, welche den jeweiligen Elementen MRE von Fig. 4 entsprechen;

Fig. 10 eine Perspektivansicht eines magnetischen Erfassungsgerätes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 eine schematische Darstellung der Verteilung der magnetischen Kraftlinien eines Vormagnetisierungsmagneten, welcher das magnetische Erfassungsgerät gemäß der ersten Ausführungsform bildet;

Fig. 12 eine Querschnittsansicht des magnetischen Erfassungsgerätes, welches mit dem Vormagnetisierungsmagneten und einem Magnetoresistenzeffektelement gemäß der ersten Ausführungsform versehen ist;

Fig. 13 eine schematische Darstellung des Aufbaus des Magnetoresistenzeffektelements gemäß der ersten Ausführungsform;

Fig. 14 eine schematische Darstellung der Beziehung zwischen der Empfindlichkeit und dem festgestellten Spalt des magnetischen Erfassungsgerätes gemäß der ersten Ausführungsform;

Fig. 15 eine schematische Darstellung des jeweiligen magnetischen Arbeitspunktes von Elementen MRE1 bis MRE3 des Magnetoresistenzeffektelements von Fig. 13;

Fig. 16 eine schematische Darstellung der jeweiligen Widerstandsänderungen des jeweiligen Elements MRE1 bis MRE3;

Fig. 17 eine schematische Darstellung der Änderung des Summenwiderstandswertes der jeweiligen Elemente MRE1 bis MRE3;

Fig. 18 eine schematische Darstellung eines Magnetoresistenzeffektelements in Vollbrückenschaltung nach dem Stand der Technik;

Fig. 19 eine schematische Darstellung von Signalformen mittlerer Spannungen an mittleren Anschlußklemmen des Magnetoresistenzeffektelements in Vollbrückenschaltung nach dem Stand der Technik;

Fig. 20 eine schematische Darstellung des Aufbaus des Magnetoresistenzeffektelements gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 21 eine schematische Darstellung von Signalformen mittlerer Spannungen an mittleren Anschlußklemmen des Magnetoresistenzeffektelements in Vollbrückenschaltung gemäß der zweiten Ausführungsform; und

Fig. 22 eine schematische Darstellung eines Vergleichs der Differenz der mittleren Spannung des konventionellen Magnetoresistenzeffektelements in Vollbrückenschaltung mit jener des Magnetoresistenzeffektelements in Vollbrückenschaltung gemäß der zweiten Ausführungsform.

Erste Ausführungsform

Fig. 10 zeigt ein magnetisches Erfassungsgerät gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Das magnetische Erfassungsgerät von Fig. 10 weist die Form eines magnetischen Sensors auf, der für ein Zahnrad 11 als zu erfassender, sich drehender Gegenstand vorgesehen ist. Auf der rechten Seite des Zahnrades 11 sind ein Vormagnetisierungsmagnet 25a und ein Magnetoresistenzeffektelement 18 angeordnet.

Der Vormagnetisierungsmagnet 25, der ein magnetisches Vormagnetisierungsfeld in Richtung auf das Zahnrad 11 erzeugt, welches ein magnetisches Material aufweist, ist mit dem Nordpol (N) an der Seite des Zahnrades 11 versehen.

Das Magnetoresistenzeffektelement 18 besteht aus einem Magnetoresistenzeffektelement 18a und einem Magnetoresistenzeffektelement 18b. Weiterhin ist das Magnetoresistenzeffektelement 18 so angeordnet, daß es dem Vormagnetisierungsmagneten 25a gegenüberliegt, und an eine Poloberfläche des Vormagnetisierungsmagneten 25a auf der Seite des Zahnrades 11 anschließt, und in einer Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung des Zahnrades 11 angeordnet ist. Infolge dieser Anordnung erzeugt das Element 18 eine Änderung des Widerstandswertes, die durch Zustandsänderungen des Vormagnetisierungsfeldes hervorgerufen wird, entsprechend der Bewegung des Zahnrades 11.

Fig. 11 zeigt die Verteilung der magnetischen Kraftlinien des Vormagnetisierungsmagneten 25a. Die magnetischen Kraftlinien des Vormagnetisierungsmagneten 25a oder, anders ausgedrückt, das Vormagnetisierungsfeld, umfassen ein Magnetfeld, welches von dem Nordpol N zum Zahnrad 11 verläuft, ein Magnetfeld, welches von dem Nordpol N zur Bewegungsrichtung des Zahnrades 11 verläuft, sowie ein Magnetfeld, welches von dem Nordpol N bis zum Südpol S verläuft.

Das Magnetoresistenzeffektelement 18 ist in dem Vormagnetisierungsfeld angeordnet, welches in Bewegungsrichtung des Zahnrades 11 verläuft, und an einem Ort B in der Nähe der Poloberfläche des Vormagnetisierungsmagneten 25a auf der Seite des Zahnrades 11 angeordnet. Es wird darauf hingewiesen, daß das Vormagnetisierungsfeld in Bewegungsrichtung des Zahnrades 11 mit wachsender Entfernung von der Poloberfläche des Vormagnetisierungsmagneten 25a allmählich abnimmt.

Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht eines verwirklichten magnetisches Erfassungsgerätes (Magnetsensors), welches mit dem Magnetoresistenzeffektelement 18 und dem Vormagnetisierungsmagneten 25a versehen ist. In Fig. 12 ist im Zentrum eines Außengehäuses 12 mit Horizontalabmessungen von 55 mm an der Außenseite und einer Dicke von 0,5 mm ein Isoliersubstrat 20 mit einer Dicke von beispielsweise 0,5 mm aufgenommen, auf welchem einige elektronische Bauteile 21 angebracht sind, beispielsweise eine integrierte Schaltung (IC), Widerstände, Kondensatoren, usw.

Der Vormagnetisierungsmagnet 25a mit einer Dicke von beispielsweise 2 mm ist zwischen einer linken Wand (in der Figur) des Außengehäuses 12 und dem isolierenden Substrat 20 angeordnet, während das Magnetoresistenzeffektelement 18 mit einer Dicke von beispielsweise 0,5 mm zwischen einer rechten Wand des Außengehäuses 12 und dem isolierenden Substrat 20 angeordnet ist.

Fig. 13 zeigt den Aufbau des Magnetoresistenzeffektelementes 18. Bei dem Element 18 ist das Magnetoresistenzeffektelement 18b an das Magnetoresistenzenzeffektelement 18a angeschlossen. Das Magnetoresistenzeffektelement 18a weist eine Anschlußklemme (a) auf, an welche drei Muster aus länglichen Elementen MRE1, MRE2 und MRE3 als Mikro-Magneto­ resistenzvorrichtungen in Reihe angeschlossen sind, und welcher elektrische Energie zugeführt wird. In der Figur sind die Elemente MRE1, MRE2 und MRE3 so angeordnet, daß sie in Vertikalrichtung Y verlaufen, also in der Richtung senkrecht zu einer Richtung X, die zum Zahnrad 11 hin zeigt.

Die Entfernung von dem Element MRE1 bis zum Element MRE3 in Richtung X ist ausreichend klein. Die Musterabmessungen (also die Vertikallänge) des Magnetoresistenzeffektelements 18a betragen beispielsweise ein Mehrfaches bis das Dutzendfache der voranstehend erwähnten Entfernung von dem Element MRE1 bis zum Element MRE3 in der Richtung X.

Andererseits weist das Magnetoresistenzeffektelement 18b etwa zehn bis zwanzig Elemente MRES auf, die mehrere kurze Muster in der Horizontalrichtung X bilden, und miteinander in Reihe geschaltet sind, sowie eine Masseklemme (c). Bei dem Element 18 werden Sensorausgangssignale über eine zentrale Anschlußklemme (b) erzeugt. Die Abmessungen (also die Länge in Richtung X) der kurzen Muster sind etwas größer als die Abmessungen in Richtung X von dem Element MRE1 zum Element MRE3 (also Länge in Richtung X).

Das Magnetoresistenzeffektelement 18a ist in der Richtung senkrecht zur Richtung X angeordnet, die zum Zahnrad 11 hin zeigt, während das Magnetoresistenzeffektelement 18b in Richtung X angeordnet ist. In jedem Magnetoresistenzeffektelement 18a, 18b ändert sich der Widerstandswert in Abhängigkeit von einem Winkel, der durch die Richtung eines elektrischen Stroms, der durch das Element selbst hindurchgeht, und eine andere Richtung des Magnetfeldes aufgespannt wird, und in Abhängigkeit von der Magnetfeldstärke.

Im Falle eines Winkels von 90°, der durch die Stromrichtung und die Magnetfeldrichtung aufgespannt wird, ändert sich beim Magnetoresistenzeffektelement 18a der Widerstandswert entsprechend der Größe der Magnetfeldstärke in der Richtung X, die zum Zahnrad 11 hinweist.

Im Falle eines Winkels von 0° zwischen der Stromrichtung und der Magnetfeldrichtung ändert sich der Widerstandswert des Magnetoresistenzeffektelements 18b nicht, ist also unabhängig von der Größe der Magnetfeldstärke. Da sich in diesem Fall nur der Widerstandswert des Magnetoresistenzeffektelements 18a ändert, wird das Ausgangssignal des Elements 18a verwendet.

Bei dem voranstehend geschilderten magnetischen Erfassungsgerät wird nicht nur das Vormagnetisierungsfeld, welches zum Zahnrad 11 hinweist, sondern auch das Vormagnetisierungsfeld in Bewegungsrichtung des Zahnrades 11 von dem Vormagnetisierungsmagneten 25a erzeugt.

Da das Magnetoresistenzeffektelement 18 so angeordnet ist, daß es dem Vormagnetisierungmagneten 25a gegenüberliegt, und an die Poloberfläche des Magneten 25a auf der Seite des Zahnrades anschließt, und darüber hinaus in der Ebene im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Zahnrades 11 angeordnet ist, wird das Vormagnetisierungsfeld in Bewegungsrichtung des Zahnrades 11 in Richtung X durch die Bewegung des Zahnrades 11 (Auftreten einer Auslenkung) moduliert, welches durch das Magnetoresistenzeffektelement 18 hindurchgeht. Durch die Bewegung des Zahnrades 11 ändert sich daher die Vormagnetisierungsmagnetfeldkomponente, die in Richtung des Zahnrades 11 zeigt.

Weiterhin sind die Elemente MRE1 bis MRE3, welche das Magnetoresistenzeffektelement 18a bilden, in einer Ebene angeordnet, die im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Zahnrades 11 verläuft (also in einer Ebene parallel zu gegenüberliegenden Magnetoberflächen des Magneten 25a), und sind in einer Richtung Y senkrecht zur Richtung X angeordnet. Entsprechend der Bewegung des Zahnrades 11 ändert sich daher der Widerstandswert des Magnetoresistenzeffektelementes 18a entsprechend der sich ändernden Magnetfeldstärke in Richtung X, da der Winkel, der durch die Stromrichtung und die Magnetfeldrichtung aufgespannt wird, etwa 90° beträgt.

Da die Stärke der Modulation des Vormagnetisierungsfeldes (die Änderung des Magnetfeldes infolge der Bewegung des Zahnrades 11) einen Maximalwert in der Nähe der Poloberfläche des Vormagnetisierungsmagneten 25a auf der Seite des Zahnrades zeigt, führt die voranstehend geschilderte Anordnung des Magnetoresistenzeffektelementes 18 dazu, daß eine große Widerstandsänderung erhalten wird, wodurch es möglich wird, ein magnetisches Erfassungsgerät mit hoher Empfindlichkeit zur Verfügung zu stellen.

Fig. 14 zeigt die Beziehung zwischen dem festgestellten Spalt und der Empfindlichkeit des Magnetoresistenzeffektelementes. In Fig. 14 bezeichnet eine Linie, welche Markierungen ∇ verbindet, die Beziehung des Magnetoresistenzeffektelementes 18 mit Abmessungen von 30 µm in Richtung X. Aus der Figur wird deutlich, daß die Empfindlichkeit einen Wert von etwa 23 mV im Falle des ermittelten Spaltes mit 2 mm zeigt, wogegen die Empfindlichkeit einen Wert von etwa 70 mV im Falle des festgestellten Spaltes von 0,5 mm zeigt.

Im Gegensatz hierzu zeigt bei dem konventionellen magnetischen Erfassungsgerät von Fig. 6 die Empfindlichkeit einen Wert von etwa 5 mV im Falle des festgestellten Spaltes von 2 mm, während die Empfindlichkeit einen Wert von etwa 42 mV im Falle des festgestellten Spaltes von 0,5 mm zeigt, wie durch Markierungen x dargestellt ist. Hieraus wird deutlich, daß die Empfindlichkeit des Geräts gemäß der ersten Ausführungsform wesentlich höher ist als jene des konventionellen Gerätes.

In Fig. 14 bezeichnet eine Linie, welche Markierungen ⚫ verbindet, die Beziehung des Magnetoresistenzeffektelementes 18 mit Abmessungen von 90 µm in Richtung X, wobei ebenfalls eine Empfindlichkeit von etwa 12 mV im Fall des festgestelltes Spaltes von 2 mm auftritt. Dagegen zeigt in dem konventionellen magnetischen Erfassungsgerät von Fig. 6 die Empfindlichkeit einen Wert von etwa 5 mV im Falle des festgestellten Spaltes von 2 mm, wie durch Markierungen x dargestellt ist. Eine Linie, welche die Markierungen x von Fig. 14 verbindet, gibt die Beziehung des Magnetoresistenzeffektelementes 18 mit Abmessungen von 300 µm in Richtung X an, wobei ebenfalls eine Empfindlichkeit von etwa 6 mV im Falle des festgestellten Spaltes von 2 mm auftritt.

Aus den voranstehend geschilderten Ergebnissen wird deutlich, daß die Empfindlichkeit des Magnetoresistenzeffektelementes 18 desto höher ist, je kleiner die Abmessungen in Richtung X sind. Hierdurch ist es möglich, die Empfindlichkeit des Elements in Bezug auf den festgestellten Spalt zu verbessern, und die Abhängigkeit der Empfindlichkeit von dem Spalt des Vormagnetisierungmagneten 25a auszuschalten.

Darüber hinaus ist es infolge der Verwendung des einzigen Vormagnetisierungsmagneten 25a möglich, das magnetische Erfassungsgerät zu verkleinern. Im Falle des Magnetsensors von Fig. 12 betragen die horizontalen Außenabmessungen des Außengehäuses 12 nur 5 mm, selbst wenn der Vormagnetisierungsmagnet 25a, das Isoliersubstrat 20, das Magnetoresistenzeffektelement 18 und die mehreren Elektronikbauteile 21, die Signalverarbeitungsschaltungen bilden, in dem Außengehäuse 12 angebracht sind, wodurch ein derartig kompakter Sensor zur Verfügung gestellt wird, wie er bislang nicht erzielt werden konnte. Unter Verwendung der einzelnen Vormagnetisierungsmagneten 25a ist es darüber hinaus möglich, die Dicke des Magneten zu erhöhen, und damit die Magnetfeldstärke.

Wie aus Fig. 11 hervorgeht, ist das Magnetoresistenzeffektelement 18 in dem divergierenden Vormagnetisierungsfeld angeordnet. Daher ist eine Differenz des Magnetfeldes vorhanden, welches das Magnetoresistenzeffektelement 18 feststellt, in Abhängigkeit von dessen Ort in der Ebene. Da die Verringerung der Empfindlichkeit und die Signalformverzerrung von der Positionierung des Elements 18 herrühren ist es wünschenswert, das Magnetoresistenzeffektelement 18 in dem gleichförmigen Magnetfeld anzuordnen.

Bei einem normalen Vormagnetisierungsmagneten 25a ist die Divergenz des Vormagnetisierungsfeldes in Richtung Y senkrecht zur Richtung X so klein, daß sie vernachlässigt werden kann, verglichen mit der Divergenz des Vormagnetisierungsfeldes in Richtung X. Infolge der Erfassung des Vormagnetisierungsfeldes in Richtung X ist es darüber hinaus erforderlich, die Änderung des Vormagnetisierungsfeldes, welches auf das Magnetoresistenzeffektelement 18a einwirkt, in der Richtung X zu verringern.

In dieser Situation ist es durch Ausbildung derartiger länglicher Muster, die aus den Elementen MRE1 bis MRE3 des Magnetoresistenzeffektelements 18a bestehen, und durch Verringerung der Entfernung in Richtung X von den Elementen MRE1 bis MRE3 im Vergleich mit derselben Entfernung in Richtung Y möglich, die Magnetfeldverteilung in Richtung X zu verkleinern. Daher liegen, wie aus Fig. 15 hervorgeht, die jeweiligen Widerstandswerte der Elemente MRE1, MRE2, MRE3 in Bezug auf die Magnetfeldstärke nahe beieinander.

Anders ausgedrückt ist es möglich, die Unterschiede unter den Arbeitspunkten in dem Magnetoresistenzeffektelement 18a zu verringern. Wenn daher das Magnetfeld in einem vorbestimmten Bereich mit den Zentren der jeweiligen Arbeitspunkte für die Elemente MRE1, MRE2 und MRE3 variiert wird, entstehen aus den sich ergebenden Widerstandsänderungen in Abhängigkeit von der Zeit identische Sinussignalformen ohne Verzerrungen, und mit geringen Unterschieden zwischen den Elementen MRE1, MRE2 und MRE3.

Fig. 17 zeigt eine Sinussignalform ohne Verzerrung des Summenwiderstands (der vereinigten Widerstände), die aus den jeweiligen Signalformen der Elemente MRE1, MRE2 und MRE3 zusammengesetzt ist. Der dargestellte Summenwiderstand gibt daher bei der vorliegenden Ausführungsform den Widerstandswert des Magnetoresistenzeffektelementes 18a an. Da das Sensorausgangssignal infolge der Änderung des Widerstandswertes erhalten wird, ist es wie voranstehend erwähnt möglich, ein stabiles Sensorausgangssignal ohne Verzerrungen zu erzielen. Da die Schwankungen des Vormagnetisierungsfeldes in der Richtung senkrecht zur Richtung X klein sind, gibt es nur einen kleinen Einfluß infolge von Verlängerung der Muster in der erstgenannten Richtung.

Obwohl bei der ersten Ausführungsform das Magnetoresistenzeffektelement 18 durch das Magnetoresistenzeffektelement 18a und das Magnetoresistenzeffektelement 18b gebildet wird, kann bei einer abgeänderten Ausführungsform beispielsweise nur das Magnetoresistenzeffektelement 18a eingesetzt werden. Dies liegt daran, daß die Widerstandsänderung in Bezug auf die Änderung des Magnetfeldes, die entsprechend der Bewegung des Zahnrades 11 hervorgerufen wird, nur durch das Magnetoresistenzeffektelement 18a bestimmt wird.

Weiterhin ist zwar bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform der durch die Muster des Magnetoresistenzeffektelementes 18a und die Richtung X zum Zahnrad 11 hin aufgespannte Winkel auf 90° eingestellt, jedoch kann der Winkel auf einen anderen Winkel in der nähe von 90° geändert werden, beispielsweise 80°.

Zweite Ausführungsform

Als nächstes wird ein magnetisches Erfassungsgerät gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei der ersten Ausführungsform verwendet das Gerät ein Magnetoresistenzeffektelement 18 in sogenannter Halbbrückenschaltung, welches aus dem Magnetoresistenzeffektelement 18a und dem Magnetoresistenzeffektelement 18b besteht.

Im Gegensatz hierzu verwendet das Gerät gemäß der zweiten Ausführungsform ein Magnetoresistenzeffektelement in Vollbrückenschaltung, welches aus zwei Magnetoresistenzeffektelementen 18 des Halbbrückentyps besteht. In Fig. 18 ist ein Magnetoresistenzeffektelement in Vollbrückenschaltung nach dem Stand der Technik dargestellt.

Bei dem dargestellten Magnetoresistenzeffektelement sind ein Ende eines Magnetoresistenzeffektelements 16a1 mit vertikalen Mustern und ein Ende eines Magnetoresistenzeffektelements 16b1 mit horizontalen Mustern gemeinsam an die mittlere Klemme (a) angeschlossen. Das andere Ende des Magnetoresistenzeffektelements 16b1 und ein Ende eines Magnetoresistenzeffektelements 16a2 mit vertikalen Mustern sind gemeinsam an eine mittlere Klemme (d) angeschlossen.

Das andere Ende des Magnetoresistenzeffektelements 16a2 und ein Ende eines Magnetoresistenzeffektelementes 16b2 mit horizontalen Mustern sind gemeinsam an die mittlere Klemme (b) angeschlossen. Das andere Ende des Magnetoresistenzeffektelementes 16b2 und das andere Ende des Magnetoresistenzeffektelementes 16a1 sind gemeinsam an die mittlere Klemme (c) angeschlossen.

Fig. 19 zeigt die Änderung des mittleren elektrischen Potentials Va, welches von der Klemme (a) des voranstehend geschilderten Magnetoresistenzeffektelements in Vollbrückenschaltung abgenommen wird, sowie eine andere Änderung des mittleren elektrischen Potentials Vb, welches von der Klemme (b) dieses Elements abgenommen wird.

Da bei dem Magnetoresistenzeffektelement in Vollbrückenschaltung mit dem voranstehend geschilderten Aufbau vier Magnetoresistenzeffektelemente 16a1 bis 16b2 mit beträchtlich großen Abmessungen in Richtung X angeordnet sind, weicht die Phasendifferenz des mittleren elektrischen Potentials der jeweiligen mittleren Klemmen in nachteiliger Weise von 180° ab, zusätzlich zu der voranstehend geschilderten Schwierigkeit der Signalformverzerrung des Sensorausgangssignals.

Um in einer derartigen Situation eine Phasendifferenz von 180° zu erzielen, verwendet die zweite Ausführungsform das in Fig. 20 gezeigte Magnetoresistenzeffektelement in Vollbrückenschaltung. Bei dem dargestellten Element ist ein Ende eines Magnetoresistenzeffektelementes 18a1 mit vertikalen Mustern und ein Ende eines Magnetoresistenzeffektelementes 18b1 mit horizontalen Mustern, angeordnet in der Richtung Y, an die mittlere Klemme (a) angeschlossen.

Das andere Ende des Magnetoresistenzeffektelementes 18b1 und ein Ende eines Magnetoresistenzeffektelementes 18a2 mit vertikalen Mustern, angeordnet in der Richtung Y, sind an die mittlere Klemme (d) angeschlossen. Das andere Ende des Magnetoresistenzeffektelementes 18a2 und ein Ende eines Magnetoresistenzeffektelementes 18b2 mit horizontalen Mustern, angeordnet in der Richtung Y, sind an die mittlere Klemme (c) angeschlossen.

Die Magnetoresistenzeffektelemente 18a1, 18a2 sind identisch aufgebaut wie das Magnetoresistenzeffektelement 18a von Fig. 13, während die Magnetoresistenzeffektelemente 18b1, 18b2 identisch mit dem Magnetoresistenzeffektelement 18b aufgebaut sind. Wiederum sind vier Magnetoresistenzeffektelemente 18a1, 18a2, 18b1, 18b2 in der Nähe der Poloberfläche des Vormagnetisierungsmagneten 25a an der Seite des Zahnrades 11 angeordnet.

Fig. 21 zeigt die Änderung des mittleren elektrischen Potentials Va, welches von der Klemme (a) des vorliegenden Magnetoresistenzeffektelements in Vollbrückenschaltung abgenommen wird, sowie eine andere Änderung des mittleren elektrischen Potentials Vb, welches von der Klemme (b) abgenommen wird.

Bei dem voranstehend geschilderten Magnetoresistenzeffektelement in Vollbrückenschaltung ist es möglich, da vier Magnetoresistenzeffektelemente 18a1 bis 18b2 mit kurzen Abmessungen in der Richtung X vorgesehen sind, die Signalformverzerrung des Sensorausgangssignals auszuschalten, und eine Phasendifferenz des mittleren elektrischen Potentials der jeweiligen mittleren Klemmen von 180° zu erzielen.

Hierbei ist der Änderung der Spannungsdifferenz, die durch Subtrahieren des mittleren elektrischen Potentials Vb an der Klemme (b) von dem mittleren elektrischen Potential Va an der Klemme (a) erhalten wird, in Abhängigkeit von der Zeit in Fig. 22 dargestellt. Aus dieser Figur wird deutlich, daß bei dem herkömmlichen Element die Differenz der mittleren Spannung relativ gering ist, da die Phasendifferenz zwischen den mittleren elektrischen Potentialen Va und Vb von 180° abweicht (vgl. Fig. 19). Aus diesem Grund weist das herkömmliche Element kleine Sensorausgangssignale auf.

Im Gegensatz hierzu ist bei dem Magnetoresistenzeffektelement gemäß der vorliegenden Erfindung die Differenz der mittleren Spannungen relativ groß, da die Phasendifferenz zwischen den mittleren elektrischen Potentialen Va und Vb 180° beträgt, wie in Fig. 22 dargestellt ist. Wird daher das Magnetoresistenzeffektelement gemäß Fig. 20 eingesetzt, so ist es möglich, hohe Sensorausgangssignale ohne Signalformverzerrung zu erzielen.

Es wird darauf hingewiesen, daß bei einer abgeänderten Ausführungsform das voranstehend geschilderte Magnetoresistenzeffektelement in Vollbrückenschaltung auf dem isolierenden Substrat 20 angebracht sein kann, auf welchem die elektronischen Bauteile 21 und dergleichen bei der ersten Ausführungsform angeordnet sind.

Claims (7)

1. Magnetisches Erfassungsgerät, welches aufweist:
einen Vormagnetisierungsmagneten, der ein Magnetfeld zu einem Gegenstand hin erzeugt, der eine magnetische Substanz aufweist; und
eine Magnetoresistenzvorrichtung, die so angeordnet ist, daß sie dem Vormagnetisierungsmagneten gegenüberliegt, und an eine Poloberfläche des Vormagnetisierungsmagneten an einer Seite des Gegenstands anschließt, und in einer Ebene im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Gegenstands angeordnet ist, zur Erzeugung einer Änderung des Widerstandswertes infolge einer Änderung des Magnetfeldes in Reaktion auf eine Bewegung des Gegenstands.

2. Magnetisches Erfassungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetoresistenzvorrichtung eine erste Magnetoresistenzvorrichtung aufweist, bei welcher mehrere erste Magnetoresistenzmikroelemente nebeneinanderliegend entlang einer ersten Richtung angeordnet sind, die zum Gegenstand hin zeigt, und miteinander in Reihe geschaltet sind, wobei die ersten Magnetoresistenzmikroelemente jeweils längliche Muster bilden, die in einer zweiten Richtung verlaufen, die im wesentlichen senkrecht zur ersten Richtung ist, und die Breite der ersten Magnetoresistenzmikroelemente in der ersten Richtung geringer ist als die Abmessungen der länglichen Muster in der zweiten Richtung, und zwar um eine vorbestimmte Länge.

3. Magnetisches Erfassungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Magnetoresistenzeffektelemente mit einer Anschlußklemme versehen sind, welcher elektrische Energie zugeführt wird.

4. Magnetisches Erfassungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetoresistenzvorrichtung weiterhin eine zweite Magnetoresistenzvorrichtung aufweist, die mit der ersten Magnetoresistenzvorrichtung in Reihe geschaltet ist, und in der Nähe einer Poloberfläche des Vormagnetisierungsmagneten auf der Seite des Gegenstands angeordnet ist, wobei die zweite Magnetoresistenzvorrichtung mehrere zweite Magnetoresistenzmikroelemente aufweist, die nebeneinanderliegend entlang der zweiten Richtung angeordnet sind, und jeweils Muster bilden, die in der zweiten Richtung verlaufen, mit Abmessungen, die im wesentlichen gleich der Breite der ersten Magnetoresistenzmikroelemente sind.

5. Magnetisches Erfassungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Magnetoresistenzmikroelemente mit einer Masseanschlußklemme versehen sind.

6. Magnetisches Erfassungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetoresistenzvorrichtung zwischen den ersten Magnetoresistenzeffektelementen und den zweiten Magnetoresistenzeffektelementen mit einer Ausgangsklemme des magnetischen Erfassungsgeräts versehen ist.

7. Magnetisches Erfassungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetoresistenzvorrichtung weiterhin aufweist:
eine dritte Magnetoresistenzvorrichtung, die an die zweite Magnetoresistenzvorrichtung angeschlossen ist, und so angeordnet ist, daß sie entlang der zweiten Richtung verläuft, und an die Poloberfläche des Vormagnetisierungsmagneten an der Seite des Gegenstands anschließt, wobei die dritte Magnetoresistenzvorrichtung identisch zur ersten Magnetoresistenzvorrichtung aufgebaut ist; und
eine vierte Magnetoresistenzvorrichtung, die an die dritte Magnetoresistenzvorrichtung und die erste Magnetoresistenzvorrichtung angeschlossen ist, und so angeordnet ist, daß sie entlang der zweiten Richtung verläuft, und an die Poloberfläche des Vormagnetisierungsmagneten an der Seite des Gegenstands anschließt, wobei die vierte Magnetoresistenzvorrichtung identisch zur zweiten Magnetoresistenzvorrichtung aufgebaut ist.