DE2532985A1 - Vorrichtung zur ermittlung der richtung eines magnetfeldes - Google Patents

Description

„ D-B MÖNCHEN 22

Dipl.-ing. H. MITSCHERLlCH steirsiorfstraße 10 Dipl.-In₉. K. GUNSCHMANN

Dr. r.r. not. W. KÖRBER Dipl.-In«. J. SCHMIDT-EVERS

PATENTANWÄLTE ^

Sony Corporation
7-35 Kitashinagawa
6-Chome
Shinagawa-ku
Tokyo , Japan

Patentanmeldung

Vorrichtung zur Ermittlung der Richtung eines Magnetfeldes

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 umrissen ist. Mehr ins einzelne gehend betrifft die Erfindung eine magneto-resistive Vorrichtung, die geeignet ist, die Winkellage eines rotierenden Teiles zu ermitteln bzw. festzustellen, sowie eine betriebsbereite Detektorvorrichtung zur Ermittlung der Stellung eines Läufers.

In der Technik ist es üblich, die Winkellagen des Läufers eines elektrischen Motors, wie z. B, eines bürstenlosen elektrischen Motors, zu ermitteln, um dadurch dessen Geschwindigkeit und/oder Winkellage zu steuern. Als typisches Beispiel sei auf derartige Detektoren hingewiesen, die in Plattenspielern, Magnetbandgeräten, Videorekordern und dgl. verwendet werden, um eine hochgenaue Geschwindigkeits- und/oder Lagesteuerung der rotierenden Einzelteile ausführen zu können. Andere Anwendungen finden sich z. B. bei bürstenlosen Motoren von Geschwindigkeitsmessern.

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Im Anwendungsfalle eines bürstenlosen Motors kann die Stellung des Rotors mittels magneta-elektrischer Wandler ermittelt werden, van die Ströme zu steuern, die in die Ständerwicklung des Motors fließen. Der magneto-elektrische Wandler kann z.B. ein Halbleiterwandler sein, wie z. B. ein Halbleiter-Hallgenerator, ein Baagneto-resistives Halbleiter "bauelement oder ein planarer Hallgenerator. Der magneto-elektrische Wandler kann andererseits auch ein ferromagnetischer Wandler sein, so z.B. ein ferramagpetisch-es, magnetoresistives Bauelement.

Die Teiaperatarctoarakteristik eines Halbleiterwandlers zeigt unerwünschte Effekte, da die Anzahl und die Beweglichkeit der Ladungsträger sich in weitem Maße mit der Temperatur ändern. Wenn solche Halbleiterwandler verwendet werden, ist dementsprechend im allgemeinen eine Temperaturkompensation erforderlich. Darüber hinaus ist das von dem Halbleiterwandler erzeugte Ausgangssigaal abhängig von der Intensität des magnetischen Feldes_f das zu ermitteln ist und das Ausgangssignal ändert sich entsprechend. Eine Folge davon ist, daß im Falle der Verwendung eines Baibleiterwandlers als Schaltelement für die Ermittlung der Richtung des Magnetfeldes, z. B. bei einem bürstenlosen· Motor, ein zusätzlicher Schaltkreis vorgesehen sein miß, ras die Genauigkeit des Wandl eraus gangs signals zu verbessern und um eine Begrenzung zu bewirken, um damit solche Effekte auf ein Minimum zu drücken, die auf Intensitätsänderungen des Feldes beruhen. Solche zur Kor^=>>+"-T und Kompensation des Halbleiterwandlers zu verwendenden Schaltkreise sind kostspielig und kompliziert.

Demgegenüber¹ haben ferromagnetische Wandler eine TemperaturcharaJfcteristilc* die nicht zu den oben beschriebenen nachteiligen Effekten führt, weil der Widerstand des ferromagnetischen Wandlers; sieb heu? wenig mit der Temperatur ändert. Darüber hinaus wirÄ der· ferromagnetische Wandler von dem Magnetfeld gesättigt, so daß das Ausgangssignal relativ unempfindlich gegen Intensitätsänderungen des Magnetfeldes ist, womit eine selbstbegrenzende Wirkung vorliegt. Dementsprechend

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sind ferromagnetische Wandler als schaltende Elemente vorteilhafter als Harbleiterwandler zu verwenden, wenn die Richtung des Magnetfeldes zu ermitteln ist.

Ein wie 'übliches magnetoresistives Bauelement mit zwei Anschlüssen hat den Nachteil, daß die im Falle der Abwesenheit eines einwirkenden Magnetfeldes auftretende unsymmetrische Spannung mehrere Größenordnungen größer ist als die Ausgangsspannung, die dann auftritt, wenn ein Magnetfeld ermittelt wird, und zwar obwohl die Aus gangs spannung "beträchtlich hoch ist. Außerdem müssen bei einem solchen Bauelement auf der Temperatur beruhende Änderungen kompensiert werden.

Einige der voranstehend erwähnten Probleme, die im Zusammenhang mit der Messung und der Ermittlung von Magnetfeldern auftreten, sind durch kürzlich vorgeschlagene Vorrichtungen behoben worden. Ein solcher Vorschlag ist in der US-Patentschrift 3 405 355 beschrieben, die ein Magnetometer beschreibt, bei dem ein magnetisches Dünnschichtelement mit magnetoresistiven Eigenschaften verwendet ist. Die Beziehung zwischen dem (spezifischen) Widerstand des Materials der Dünnschicht und dem Rotationswinkel der Magnetisierung innerhalb der Schicht wird dazu verwendet, äußere magnetische Felder zu messen. Wenn ein Vormagnetisierungsfeld, vergleichbar mit einer Vorspannung, auf die magnetoresistiven Schichten einwirkt, können Felder mit hoher Intensität gemessen werden.

Ein anderer Vorschlag ist in einer anhängigen US-Patentanmeldung 487 282 vom 10.7.1974 beschrieben, die auf denselben Anmelder zurückgeht. In dieser Anmeldung ist ein magnetoresistives Bauelement beschrieben, bei dem schichtförmige Streifen eines ferromagnetischen Metalls in zueinander senkrechter Konfiguration auf einem isolierenden Substrat derart angeordnet sind, daß durch die in Reihe geschalteten Streifen der Strom in Richtungen fließt, die im wesentlichen senkrecht zueinander sind. Diese senkrecht zueinander angeordneten Streifen können entweder auf derselben Seite oder auf einander gegenüberliegenden Seiten des Substrats angeordnet sein.

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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Ermittlung der Richtung eines Magnetfeldes anzugeben, die ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Ergebnis erbringt, und zwar insbesondere die Vorteile üblicher magnetoresistiver Bauelemente zeigt, ohne jedoch deren voranstehend angegebene Nachteile aufzuweisen. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll eine relativ große Änderung des Ausgangssignals abhängig von der Richtungsänderung des Magnetfeldes erreichbar sein, wobei die Empfindlichkeit vorzugsweise den Charakter einer Schaltfunktion haben soll, die besonders vorteilhaft für die Ermittlung der Winkellage eines rotierenden Teils ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll ein Ausgangssignal liefern, das von der Richtung des Magnetfeldes abhängen soll, jedoch relativ unempfindlich gegenüber der Feldstärke des zu ermittelnden Feldes und im wesentlichen temperaturunabhängig sein soll.

Die voranstehende Aufgabe wird durch eine wie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 umrissene Vorrichtung gelöst, die erfindungsgemäße gekennzeichnet ist, wie dies im Kennzeichen des Anspruches 1 angegeben ist und weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Mit der Erfindung ist eine Vorrichtunggpschaffen, mit der die Richtung eines Magnetfeldes mittels einer magnetoresistiven Vorrichtung zu ermitteln ist, die einen stationären Vormagnetisierungsmagneten hat, der in seiner Dickenrichtung derart magnetisiert ist, daß aneinander angrenzende Polflächen des Magneten vorhanden sind, die zusammen in einer Ebene liegen und die zueinander entgegengesetzte Polarität haben, die ein magnetoresistives Element hat, das aus wenigstens zwei Schichtstreifen aus ferromagnetischem Material gebildet sind, wobei diese Streifen im wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet sind, um zueinander senkrechte hauptsächliche Stromleitungsbahnen zu bilden, und wobei die Streifen auf einem Substrat angeordnet bzw. abgeschieden sind, das parallel

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zu und benachbart den Polflächen ist, womit ein Vormagnetisierungsfluß des Vormagnetisierungsmagneten zu einer mit vorgegebenem Winkel erfolgenden Einwirkung auf das magnetoresistive Bauelement gebracht wird.

Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt eine Kombination eines magnetoresistiven Bauelementes mit einem Vormagnetisierungsmagneten vor.

Bei einer Anwendung der Erfindung wirkt auf die erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem magnetoresistiven Bauelement auf dieses ein zu ermittelndes Magnetfeld ein, das beispielsweise von einem rotierenden Magneten herrührt, der in Richtung seiner Dicke magnetisiert ist, wobei dessen Magnetfeld mit einem Winkel einwirkt, der verschieden von einem vorgegebenen Winkel ist. Auf das magnetoresistive Bauelement wirkt ein resultierender Pluß ein, der aus dem Vormagnetisierungsfluß des Vormagnetisierungsmagneten und dem einem Signal entsprechenden Fluß des rotierenden Magneten besteht. Vorzugsweise ist die Intensität des resultierenden Flusses so groß, daß er zur Sättigung der ferromagnetischen Schichtstreifen genügt. Dementsprechend braucht die Flußintensität der einzelnen Magneten nicht so hoch zu sein, daß die jeweilige Flußintensität allein bereits die Sättigung erreicht. Wenn z. B. der dem Signal entsprechende Fluß senkrecht zu dem Vormagnetisierungsfluß ist, braucht die Flußintensität eines jeden einzelnen Magneten nur 1/\/2 der zur Sättigung des magnetoresistiven Bauelementes erforderlichen Flußintensität (AOr^ 50 Oersted) zu betragen. Da die Magnetflüsse parallel zur Oberfläche des ferromagnetischen Metallstreifens auf das magnetoresistive Bauelement zur Einwirkung gebracht werden, läßt sich die Gesamtheit der Streifen in einem gleichförmigen Magnetfeld anordnen, soweit die Oberfläche des magnetoresistiven Bauelementes ausreichend klein gemacht wird. Entsprechend erhält man aus dem magnetoresistiven Bauelement optimale Ausgangssignale.

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Da die Oberfläche der ferromagnetischen Metallstreifen parallel zu den Polflächen des Vormagnetisierungsmagneten und des signalgebenden Magneten sind, können gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Vielzahl magnetoresistiver Bauelemente auf einem isolierenden Substrat angeordnet oder ausgebildet werden. Bei Anwendung der vorliegenden Erfindung bleibt es bei Veränderung oder gewisser Abweichung der Richtung und der Höhe des Signalflusses und des Vormagnetisierungsflusses das Ausgangssignal des magnetoresistiven Bauelementes im wesentlichen unbeeinflusst.

Zusammengefaßt läßt sich sagen, daß bei der Erfindung erste und zweite ferromagnetische Streifen verwendet werden, die sich auf einem Substrat befinden und zueinander senkrechte Strombahnen bilden. Die Streifen sind in Reihe hintereinander geschaltet, womit ein Ausgangsanschluß an der Stelle ihrer Verbindung miteinander vorliegt. Zusätzlich ist ein stationärer Vormagnetisierungsmagnet in Nachbarschaft der magnetoresistiven Vorrichtung, die aus diesen Streifen besteht, derart angeordnet, daß dieser Magnet einen Vormagnetisierungsfluß liefert, der auf die Vorrichtung mit einem vorgegebenen Winkel einwirkt. Wenn durch diese Streifen ein Strom fließt, wird ein Ausgangssignal mit einer Amplitude erzeugt, die sich in Abhängigkeit von der Richtung ändert, mit der ein externes Magnetfeld, z. B. das eines rotierenden Magneten, angelegt wird bzw. einwirkt.

Weitere Erläuterungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Figuren hervor.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht des Betriebs eines magnetoresistiven Bauelementes, wie es im Zusammenhang mit der Erfindung verwendet wird.

Pig. 2 zeigt ein Ersatzschaltbild zu Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Aufsicht eines magnetoresistiven Bauelements, das sich für eine Ausführungsform der Erfindung verwenden läßt.

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Fig. 4 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen Änderung der Ausgangsspannung des magnetoresistiven Bauelementes und der Richtung eines auf das Bauelement einwirkenden Magnetfeldes.

Pig. 5A und 5B zeigen schematische Ansichten zu Beispielen magnetischer Felder, die auf ein der Erfindung gemäßes magnetoresistives Bauelement einwirken.

Fig. 6a und 6B zeigen in Aufsicht und im Querschnitt die räumlichen Verhältnisse bezüglich des magnetoresistiven Bauelementes und des stationären Vormagnetisierungsmagneten, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorliegen.

Fig. 7A und 7B zeigen in Aufsicht und im Querschnitt einen rotierbaren Magneten, wie er "bei einer Ausführungsform der Erfindung zur Anwendung kommt.

Fig. 8 zeigt einen Querschnitt einer Aus führungs form eines "burstenlosen Motors, \n dem gemäß einer Anwendung der Erfindung ein magnetoresistives Bauelement vorgesehen ist.

Fig. 9 zeigt eine andere Ausführungsform eines magnetoresistiven Bauelementes, wie es im Rahmen der Anwendung der Erfindung benutzt wird.

Fig. 10 zeigt im Zusammenhang mit einer anderen Ausführungsform der Erfindung eine Aufsicht der relativen Stellung zwischen einem stationären Vormagnetisierungsmagneten und einem magnetoresistiven Bauelement nach Fig. 9.

Fig.11A und 11B zeigen eine Aufsicht und einen Querschnitt, aus denen ersichtlich ist, wie gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung das magnetoresistive Bauelement auf einer gedruckten Schaltungsplatte angebracht bzw. befestigt ist.

Zur Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele sei auf die Figuren verwiesen, in denen durchweg übereinstimmende Bezugszeichen verwendet sind. In Fig. 1 ist ein magnetoresistives Bauelement 1 gezeigt, das ein Paar Streifen A und B hat, die aus ferromagnetischem Material gebildet sind und

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magnetoresistiven Effekt zeigen. Die Longitudinalrichtung des Streifens A ist senkrecht zu derjenigen des Streifens B. Streifen A und B sind elektrisch in Reihe miteinander geschaltet. Stromzufiihrungsanschlüsse 2 und 3 sind mit den einander gegenüberliegenden Enden der Streifen A und B verbunden. Ein Ausgangsanschluß 4 ist mit einem Verbindungs-Schaltungspunkt verbunden, der durch die Verbindung der Streifen miteinander gebildet ist. Zwischen den Stromzuführungsanschliissen 2 und liegt eine Versorgungsstromquelle 5. Ein Stromversorgungsanschluß 3 ist mit einem Bezugspotential, wie z. B. Masse, verbunden. Das ganze magnetoresistive Bauelement bildet einen Prüf-Schaltkreis 6 zur Feststellung des Vorhandenseins eines Magnetfeldes.

Es sei angenommen, daß ein Magnetfeld H vorliegt, das eine genügend hohe Intensität hat, um die Streifen A und B zu sättigen und das auf die Streifen in einem Winkel θ bezogen auf die Längsrichtung des Streifens A, einwirkt. Im allgemeinen ist der Widerstand eines gesättigten ferromagnetischen Materials anisotrop. Das heißt, daß der Widerstand eines solchen Materials in der Richtung der Magnetisierung größer ist als in der dazu senkrechten Richtung. Dementsprechend können die (spezifischen) Widerstände ^ . und ^g der Streifen A und B durch die Voigt-Thomson-Formel wiedergegeben werden:

?_A(Ö) = JiSIn²Q₊^COS²G (1)

cos²9 + 9« sin²0 (2)

in denen ?J. der Widerstand des ferromagnetischen Streifens A oder B ist, wenn dieser mittels eines Magnetfeldes gesättigt ist, das senkrecht zur Längsrichtung des jeweiligen Streifens gerichtet ist. Jn ist der Widerstand des ferromagnetischen Streifens, wenn dieser durch ein Magnetfeld gesättigt ist, das parallel zur Längsrichtung des Streifens ist.

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Fig. 2 zeigt ein Ersatzschaltbild des magnetoresistiven Bauelementes nach Fig. 1. Am Ausgangsanschluß 4 läßt sich eine Spannung V(9) durch Spannungsteilung erhalten, wobei diese Spannung durch die Gleichung gegeben ist:

in der V der Spannungswert der Versorgungsspannungsquelle 5 ist.

Durch Einsetzen der Gleichungen (1) und (2) in die Gleichung (3) und durch Umordnung der Ausdrücke erhält man:

V Λ?

⁸ \

in der Δ?= ?„ - f j. ist.

In Gleichung (4) stellt der erste Ausdruck einen konstanten Spannungswert V₀ dar, der eine Funktion der Versorgungsspannung V = V /2 ist. Der zweite Ausdruck gibt die Abweichung vom konstanten Spannungswert an, die auf den Einfluß des Magnet feldes H zurückgeht. Diese Änderung der Ausgangsspannung wird als ν(θ) angegeben. Wenn der Widerstand des ferromagnetischen Streifens A bzw. B bei Abwesenheit des Feldes H mit f ausgedrückt wird, und wenn 2 <ξ =?ii ⁺ SX ist, dann kann wie folgt geschrieben werden:

- cos 2Θ ·ν_ο (5)

Es sei darauf hingewiesen, daß gemäß Gleichung (5) V(Q) jeweils maximalen positiven oder negativen Wert, der dem Betrag nach das Maximum der Änderung der Ausgangsspannung ist, bei Winkeln für θ mit 0°, 90°, 180° und 270° annimmt, nämlich dort wo cos 2Θ = - 1 ist.

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Nachfolgend wird anhand der Fig. 3 eine Ausf ührungsf orm eines magnetoresistiven Bauelementes 1 beschrieben, das den obigen Gleichungen genügt. Zum Beispiel durch übliche Vakuum-Aufdampftechnik ist ein dünner Film bzw. eine dünne Schicht aus ferromagnetischem Material auf beispielsweise einem elektrisch isolierenden Substrat 7 abgeschieden. Die Schicht ist angenähert 600 bis 1000 Sngström dicht. Typische Beispiele für das Substrat 7 sind ein Glasplättchen, ein Deckplättchen, eine Photo-Trockenplatte oder dgl. Es können auch andere geeignete Materialien verwendet werden. Die dünne Schicht wird dann so geätzt, daß ferromagnetische Streifen A und B entstehen, die Zick-Zack-Form oder Serpentinenform (wie dargestellt) haben oder in Streifen vorliegen. Die Streifen A und B werden zusammen mit den Anschlüssen 2, 3 und 4 gebildet. Die ferromagnetischen Streifen A und B haben eine Anzahl hauptsächlicher Stromleiter 8 und 9 und zugehörige Verbindungsanteile 10 und 11. Die Stromleiter 8 und 9 sind im wesentlichen senkrecht zueinander. Wie aus Fig. 3 zu ersehen, leiten die Streifen A elektrischen Strom vorwiegend in Vertikalrichtung und die Streifen B leiten dementsprechend den Strom vorwiegend in Horizontalrichtung. Die Richtungen können auch miteinander vertauscht sein. Es sei darauf hingewiesen, daß auch andere überwiegend zueinander senkrechte Richtungen für die Stromleitung vorgesehen sein können. Die letzte Leitungsbahn 8a der Stromleiter 8 ist mit der ersten Leitungsbahn 9a der Stromleiter 9 in Reihe geschaltet. Die Verbindung zwischen den Leitungsbahnen 8a und 9a ist mit dem Anschluß 4 verbunden.

Aufgrund der in Fig. 3 dargestellten Anordnung ist die wirksame Länge und dementsprechend der Widerstand des magnetoresistiven Bauelementes 1 vergrößert. Gleichzeitig läßt sich damit die Gesamtgröße des magnetoresistiven Bauelementes auf ein Minimum bringen. Als Folge davon ergibt sich eine Verringerung des Leistungsverbrauches und die Änderung der Ausgangsspannung V(ö) läßt sich vergrößern. Diese Umstände sind besonders vorteilhaft.

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Die Art und Weise in der das magnetoresistive Bauelement 1 im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird nachfolgend beschrieben. Die. Gleichung (4) läßt sich graphisch wie in Fig. 4 gezeigt darstellen. Wie ersichtlich, ist die Ausgangsspannung V(G) dann gleich V /2, wenn das Magnetfeld H in Bezug auf die Streifen in einem Winkel von G = 45° angelegt ist bzw. einwirkt. V(G) ist bei G = 45° gleich 0, da dann cos2G = 0 ist. Die Ausgangsspannung V(G) ist ein Minimum oder ein Maximum bei den Winkeln G = 0° und = 90 .

Um aus dem magnetoresistiven Element maximale Ausgangsleistung herauszuholen, wird ein stationärer Vormagnetisierungsfluß (Grundwert des Flusses) mit einer Feldstärke Hg vorgesehen, der auf das magnetoresistive Bauelement mit einem Winkel von 9 = 45° einwirkt. Es sei angenommen, daß ein einem Signal entsprechender Magnetfluß eine Feldstärke H_n hat, der auf das Bauelement in einer Richtung, einwirkt, die vorzugsweise senkrecht zu dem Feld Hg des Vormagnetisierungsflusses ist, wie dies in Fig. 5A gezeigt ist. Das Feld der Vormagnetisierung und das des Signals bilden ein resultierendes Feld mit der Richtung Gy und der Feldstärke Hy. Der Winkel Gy des resultierenden Feldes und die Feldstärke desselben können ausgedrückt werden durch:

-1 l%i

+ 45 (5).'

4^{+ h}f ⁽⁶⁾·

Wenn die Feldstärkewerte der Vormagnetisierung und des Signals gleich groß sind, d. h. H_n = H-g, dann ist Gy = 90°. Die resultierende Feldstärke Hy ist dann gleich (Ό H₃) = (f2 H_n).

Es sei nunmehr angenommen (siehe Fig. 5B), daß der Magnetfluß des Signals eine Feldstärke Hg hat, mit der er auf das magnetoresistive Bauelement 1 in einer Richtung einwirkt, die entgegengesetzt derjenigen des Feldes H_n ist. Das sich

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bei dieser Vormagnetisierung und Feldstärkewert des Signals ergebende resultierende Feld hat jetzt eine Richtung Θ, und einen Feldstärkewert H, . Der Winkel Θ, und der Feldstärke-

h h

wert K des resultierenden Flusses können ausgedrückt werden durch:

. I Ης Ι

*⁵°

^HS

Wenn die Feldstärkewerte der Vormagnetisierung und des Signals gleich groß sind, d. h. Hg = H^, dann ist &, = 0°, und die resultierende Feldstärke H_h = (γ"2 Hg) = (*fz H_g).

Es sei nunmehr auf die Figuren 6A und 6B verwiesen, in denen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit einem magnetoresistiven Bauelement beschrieben ist, auf das man einen stationären Vormagnetisierungsfluß mit einer Feldstärke H-r, einwirken läßt und das dazu verwendet wird, Signal-Flüsse ILj., Ho festzustellen. Fig. 6A zeigt die zueinander relativen Stellungen von drei magnetoresistiven Bauelementen 1a, 1b und 1c und eines stationären Vormagnetisierungsmagneten 12. Fig. 6B zeigt einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie VIB - VIB. Einem Beispiel gemäß ist der Magnet 12 eine Scheibe, die aus plastischem magnetischem Material hergestellt ist, z. B. aus einem magnetischen Pulver, das in einem Polyester fein verteilt ist, wobei das Pulver in Dickenrichtung magnetisch ausgerichtet ist. Damit ergibt sich, daß, wie in Fig.6A gezeigt, die obere Oberfläche von Anteilen des Magneten die eine Polari- ■ tat und die untere Oberfläche desselben der Anteile dazu entgegengesetzte Polarität hat. In einer Aus führungs form ist der Magnet 12 kreisrund und hat propellerförmige Sektoren, wobei die "Propellerblätter" von fächerförmigen Sektoren unterbrochen sind, wie dies bildlich aus Fig. 6 zu ersehen ist. Auf der oberen Oberfläche sind die Nordpole auf den Propellerblättern ausgebildet und die Südpole liegen benachbart und wechseln sich mit den Nordpolen ab. Auf der unteren Oberfläche

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des Magneten 12 liegen die Nord- und Südpole in denjenigen Bereichen, in denen auf der oberen Oberfläche Süd- und Nordpole jeweils gegenüberliegen. Auf diese Weise ist ein stationärer Vormagnetisierungsfluß über eine jede der Grenzen zwischen benachbarten Nordpol- und Südpolflächen erzeugt, wie dies durch die Pfeile Hg in der Figur gezeigt ist. Die drei magnetoresistiven Bauelemente la, 1b und 1c sind in der Nachbarschaft dieses stationären Vormagnetisierungsmagneten 12 in regelmäßigen Winkelabständen voneinander mit 120° an ausgewählten Grenzen angeordnet, wie dies in Fig. 6A zu sehen ist. Die Oberflächen der ferromagnetischen Metallstreifen A und B der drei magnetoresistiven Bauelemente 1a, 1b und 1c, und dementsprechend auch die Oberflächen der Substrate, sind parallel zur Oberfläche des Magneten 12, d. h. parallel zu dessen Polflächen. Die drei Bauelemente 1a, 1b und 1c sind in Bezug auf die Grenzen zwischen den Flächen der Nordpole und der Südpole winkelmäßig derart verteilt, daß der konstante Vormagnetisierungsfluß H„ auf ein jedes der drei Bauelemente bezüglich eines Stromleiters, wie z. B. der Stromleitungsbahn 8, in einem Winkel von 45° einwirkt. Das Vormagnetisierungsfeld wirkt (in der Ebene) parallel auf die Streifen A und B ein.

Fig. 7A zeigt eine Aufsicht eines rotierbaren Magneten 13, der so ausgebildet ist, daß er einen einem Signal entsprechenden Magnetfluß liefert. Der Magnet 13 kann auf einem rotierbaren Teil befestigt sein, dessen (Winkel-)Stellung somit zu ermitteln ist. Fig. 7B zeigt einen Querschnitt entlang der Linie VIIB - VIIB. Der Magnet 13 ist scheibenförmig und besteht aus einem kreisförmigen, magnetischen Plastikmaterial, das in Dickenrichtung magnetisiert ist. Es sei darauf hingewiesen, daß der Magnet 13 gleich bzw. ähnlich dem Magneten 12 für die Vormagnetisierung ist und somit mit Polflächen ausgerüstet ist, die in einer Oberflächenebene des Magneten 13 derart angeordnet sind, daß sie ein Magnetfeld Hg, H„ erzeugen. Dieses Feld entspricht dem voranstehend erwähnten Signalfeld und verläuft quer zu den Magnet-

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polflächen und ist so angeordnet, daß es auf die magnetoresistiven Bauelemente 1a, 1b und 1c parallel zu deren jeweiligem Substrat einwirkt. Wie zu sehen, unterscheidet sich die Konfiguration des Magneten 13 der dargestellten Ausführungsform von derjenigen des Magneten 12 nach den Figuren 6A und 6B. Der Magnet 13 ist zirkulär und ist hier mit zwei Sätzen oder Paaren halbkreisförmiger Magneten entgegengesetzter Polarität ausgebildet. Diese Paare sind konzentrisch zueinander. Es ergeben sich somit Grenzen zwischen der einander benachbarten Nord- und Südpölfläche des äußeren ringförmigen Paares und Grenzen zwischen der Süd- und Nordpolfläche des inneren Ringpaares. Außerdem liegen Grenzen zwischen den einander konzentrischen halbkreisförmigen Nord- und Siidpolflachen und Süd- und Nordpolflächen vor, wie diese auf der linken und der rechten Seite der Fig. 7A zu sehen sind.

In Fig. 8 ist eine AusfUhrungsform eines bürstenlosen Motors 16 dargestellt, der eine Detektoreinrichtung für die Rotationoder Winkelstellung hat, wobei diese Einrichtung drei magnetoresistive Bauelemente 1a, 1b und 1c aufweist. Bei dieser Ausführungsform sind der stationäre Magnet 12 für die Vormagnetisierung und der rotierende Signalmagnet 13 konzentrisch oder auf einer Achse zueinander und befinden sich in einem Abstand mit ihren Sei-ten einander parallel gegenüberliegend angeordnet. Die drei Bauelemente 1a, 1b und 1c befinden sich zwischen dem Magneten 12 und dem Magneten 13 derart, daß die Oberflächen der ferromagnetischen Metallstreifen A und B der drei Bauelemente 1a, 1b, 1c parallel zu den Magnetfeldern sind, die von den beiden Magneten 12, 13 erzeugt werden. Die Bauelemente sind auf einer gedruckten Schaltungsplatte 14 angebracht und liegen in ihrer Stellung durch synthetisches Kunstharz 15 befestigt fest. Die Schaltungsplatte 14 ist an einem Gehäuse 17 des bürstenlosen Motors 16 befestigt. Der permanentmagnetische Rotor oder Läufer 18 ist auf einer Welle 21 befestigt und liegt in dem Motorgehäuse 17 befindlichen Feldmagneten 19a und 19b gegenüber. Um die Feldmagneten 19a und 19b sind Magnetspulen 20a und 20b herumgewickelt. Die Läuferwelle 21 ist mittels der

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Lager 22a und 22"b rotierend gelagert und sie trägt den Signalmagneten 13.

Die wie in den Figuren 7A und 7B gezeigten Signalflüsse H„ und H_s des rotierenden Magneten 13 wirken auf die magnetoresistiven Bauelemente 1a, 1b und 1c ein. Sobald der Magnet 13 von der Welle 21 der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform rotiert, wirken die dem Signal entsprechenden Magnetflüsse H^ und Hg abwechselnd auf jedes der drei Bauelemente 1a, 1b und 1c ein. Dementsprechend wirken auf die magnetoresistiven Bauelemente abwechselnd die resultierenden Flüsse Hy und H, ein, die die resultierenden Vektoren des Vormagnetisierungsflusses Eg und des Signalflusses H^, Hg sind. Diese sind gleich den in den Figuren 5A und 5B gezeigten resultierenden Flüssen.

Wenn man die Kombination des in den Figuren 6A und 6B gezeigten stationären Vormagnetisierungsmagneten 12 und in den Figuren 7A und 7B gezeigten rotierenden Magneten 13 betrachtet, stellt man fest, daß dann, wenn der resultierende Fluß H^ auf das eine magnetoresistive Bauelement, beispielsweise auf das Bauelement 1a, einwirkt, der resultierende Fluß H, auf die anderen Bauelemente 1b und 1c einwirkt. Dementsprechend erhält man das maximale Ausgangssignal aus dem Bauelement 1a dann, wenn der Signalfluß H^ auf das Bauelement 1a in einem Winkel von 90°, bezogen auf den Vormagnetisierungsfluß Hg einwirkt, so daß Q = 90° ist. Zur gleichen Zeit erhält man aus den Bauelementen 1b und 1c (siehe Figuren 4 und 5A und 5B) das minimale Ausgangssignal, weil der Signalfluß Hg auf die Bauelemente 1b und 1c mit einem Winkel von -90°, bezogen auf den Vormagnetisierungsfluß H-g, einwirkt, so daß Θ, = 0° beträgt. Maximales Ausgangssignal und minimale Ausgangssignale treten abwechselnd an den Bauelementen 1a, 1b und 1c auf und sind somit Funktionen der Winkelstellung der Läuferwelle 21, da diese den Magneten 13 dreht. Aus den magnetoresistiven Bauelementen 1a, 1b und 1c können dementsprechende Impuls-Ausgangssignale entnommen werden.

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Im Hinblick auf die vorangehend dargelegte Grundlage des Betriebs einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es ersichtlich, daß die Anordnung der Magnetpole des stationären Vormagnetisierungsmagneten 12 und des rotierenden Signalmagneten 13, die jeweils in Dickenrichtung magnetisiert sind, nicht auf die in den Figuren 6A, 6B, 7A und 7B dargestellte Ausführungsformen beschränkt ist. Es können zahlreiche Abwandlungen und Abänderungen ins Auge gefaßt werden.

Fig. 9 zeigt eine andere Ausführungsform eines magnetoresistiven Bauelementes, das zusammen mit der Erfindung verwendbar ist. Bei dieser Ausführungsform hat das magnetoresistive Bauelement zwei Paare ferromagnetischer Metallstreifen A und B, die miteinander in Brückenschaltung verbunden sind. Die zwei Paare des ferromagnetischen Metallstreifens A und B sind auf einem gemeinsamen isolierenden Substrat abgeschieden. Stromzuführungsanschlüsse 101 und 102 und Ausgangsanschlüsse 103 und 104 sind mit dem Bauelement 100 verbunden, wie dies schematisch dargestellt ist.

Wenn man das magnetoresistive Bauelement 100 zum Peststellen eines Magnetfeldes verwendet, haben die Ausgangssignale an den Ausgangsanschlüssen 103 und 104 zueinander entgegengesetzte Phase. Dementsprechend ist/für viele Anwendungen ausreichend, lediglich den einen oder den anderen Ausgangsanschluß zu verwenden, und zwar abhängig von der gewünschten Polarität des Ausgangssignals. Einem Beispiel gemäß kann das Ausgangssignal, z. B. des Ausgangsanschlusses 104, bezüglich seiner Phase invertiert werden und dann dem Ausgangssignal des Ausgangsanschlusses 103 addiert werden, um ein resultierendes Ausgangssignal vorgegebener Polarität, jedoch mit gegenüber der normalen Amplitude doppeltem Wert zu erzeugen. Sinngemäß kann auch das Ausgangssignal des Anschlusses 103 in seiner Phase invertiert und dem Ausgangssignal des Anschlusses 104 addiert werden.

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Fig. 10 zeigt eine andere Ausfiihrungsform eines stationären Vormagnetisierungsmagneten, der dazu verwendet werden kann, den magnetoresistiven Bauelementen 100 ein Vormagnetisierungsfeld zuzuführen. Ein scheibenförmiger stationärer Vormagnetisierungsmagnet 105, der in seiner Dickenrichtung magnetisiert ist, hat, wie hier gezeigt, Halbkreisform und ist mit abwechselnden Polflächen auf seiner Oberfläche ausgerüstet, wie dies zu sehen ist. Benachbart dem Magneten 105 und in einem Winkel von 60° voneinander getrennt, sind drei magnetoresistive Elemente 100a, 100b, 100c derart angeordnet, daß sie sich an jeweils einer der Grenzen der Polflächen dieses Vormagnetisierungsmagneten befinden. Außerdem sind diese Bauelemente in Bezug auf die Grenzen jeweils in einem Winkel von 45° angeordnet und das Brücken-Ausgangssignal des jeweiligen magnetoresistiven Bauelementes wird von den Ausgangsanschlüssen 103 und 104 mit entgegengesetzten Polaritäten abgenommen. Mit der Ausführungsform nach Fig. 10 kann ein Betrieb ausgeführt werden, der äquivalent demjenigen der Ausführungsform nach Fig. 6A ist, bei der die drei Bauelemente 1a, 1b, 1c dem Grundwert-Magneten benachbart in regelmäßigen Winkelintervallen von 120° angeordnet sind. Bei Verwendung der Konfiguration nach Fig. 10 können die drei magnetoresistiven Bauelemente 100a, 100b, 100c auf einer gedruckten Schaltungsplatte aufgebaut sein, womit die Stromzuführung und die Signalabnahme vereinfacht ist und womit der dafür erforderliche Raum auf ein Minimum gebracht ist, so daß eine günstige Raumausnutzung erreicht ist.

Nachfolgend wird ein Stellungsdetektor mit einer magnetoresistiven Vorrichtung nach Fig. 10 anhand der Figuren 11A und 11B beschrieben. Fig. 11A zeigt eine Aufsicht auf eine magnetoresistive Vorrichtung und Fig. 11B ist ein Querschnitt gemäß der Linie XIB - XIB nach Fig. 11A. Mit elektrischen Leitern sind Drahtmuster oder Verdrahtungen 106a und 106b ausgebildet, die auf einer keramischen Grundplatte 107 abgeschieden oder aufgebracht sind. Die elektrischen Leiter können durch Ätzung oder in anderer Weise auf der Platte 107 gemäß üblicher Technologie hergestellt sein. Die magnetoresistiven Bauelemente

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10Oa, 100t), 100c sind an vorgegebenen Stellen auf der Grundplatte 107 durch irgendeinen üblichen Herstellungsprozeß räumlich fest angebracht. Dies kann z. B. durch eine Face-Down-Bondingtechnik ausgeführt sein. Auf diese Weise sind die Anschlüsse .101, 102, 103 und 104 eines jeden der Bauelemente 100a, 100b, 100c elektrisch mit den Verdrahtungsmustern 106a und 106b mit mechanischen Verbindungen 108a und 108b verbunden, wie dies auch näher aus der Figur 11B zu ersehen ist.

Der stationäre Vormagnetisierungsmagnet 105 ist auf der Grundplatte-107 unter Verwendung eines Abstandsstückes 109 befestigt. Das Abstandsstück kann aus einem Acryl-Kunstharz bestehen und die Form eines Halbkreises haben, der der Form des Magneten 105 entspricht. In dem Abstandsstück 109 sind Aussparungen 109a, 109b und 109c zur Aufnahme der Bauelemente 100a, 100b und 100c vorgesehen. Es sind zusätzliche Leiter 120 zur Verdrahtung vorgesehen, die fie Verdrahtungen 106a und 106b mit einem integrierten Schaltkreis 121 verbinden. Die Verdrahtungen 120 können auf der Grundplatte 107 abgeschieden sein. Der Schaltkreis 121 kann einen die Wellenform bildenden Schaltkreis, einen Verstärker und/oder einen anderen signalverarbeitenden Schaltkreis haben. Weitere Leiter bilden Verdrahtungen 122, die aus dem Schaltkreis 121 herausführen, um das Ausgangssignal, des Schaltkreises 121 einer weiteren Vorrichtung zuzuführen und den Schaltkreis mit einer zugehörigen Versorgungsspannungsquelle zu verbinden.

Wie aus Fig. 11B zu ersehen, befindet sich der rotierende Magnet 123 der gleich dem zusammen mit der Fig. 7A beschriebenen Signalmagneten 13 sein kann, mit vorgegebener Entfernung im Abstand von und parallel zur Grundplatte 107. Der Magnet 123 rotiert zusammen mit irgendeinem Teil, dessen Position zu ermitteln ist. Für einen Anwendungsfall kann der Magnet 123 beispielsweise an der Läuferwelle eines bürstenlosen Motors befestigt sein. Die Betriebsweise einer Ausführungsform nach Fig. 11B ist gleich derjenigen anderer erfin-

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dungsgemäßer Ausführungsformen. Eine weitere diesbezügliche Beschreibung erübrigt sich somit.

Die im Zusammenhang mit den dargestellten Ausführungsformen gegebene Beschreibung stellt keine Beschränkung der Erfindung auf derartige Ausführungsformen dar. Der einschlägige Fachmann vermag mit Kenntnis der vorangehenden Beschreibung weitere Ausgestaltungen der Erfindung vorzunehmen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen und selbst erfinderisch tätig werden zu müssen. Die Anwendung der Erfindung auf die Peststellung der Winkellage eines Läufers eines Motors ist nur ein Anwendungsbeispiel und stellt ebenfalls keine Beschränkung der Erfindung dar. Es ist ersichtlich, daß die Erfindung auch für andere Anwendungen in Frage kommt, in denen die Richtung eines Magnetfeldes für irgendeinen Zweck zu ermitteln ist.

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Claims (14)

1. PATENTANSPRÜCHE

   My Vorrichtung zur Ermittlung der Richtung eines magnetischen Feldes, die ein magnetoresistives Bauelement mit einem isolierenden Substrat hat, das erste und zweite schichtförmige Streifen aus ferromagnetischem Metall auf dem Substrat hat, mit denen jeweils eine erste und eine zweite hauptsächliche Stromleitungsbahn gebildet sind, die senkrecht zueinander sind, bei dem die Enden dieser Streifen elektrisch miteinander verbunden sind und damit eine Verbindung bilden, das mit den einander gegenüberliegenden Enden der Streifen verbundene Stromzuführungsanschlüsse hat und das einen Ausgangsanschluß hat, der mit der Verbindung zwischen diesen Streifen zur Abnahme eines Ausgangssignals verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein stationärer Vormagnetisierungs-Magnet (12, 105) vorgesehen ist, der benachbart dem magnetoresistiven Bauelement (1,100) angeordnet ist und der ein Vormagnetisierungsfeld (Eg) "in dem magnetoresistiven Bauelement (1,100) mit einem vorgegebenen Winkel (θ) bezogen auf eine Stromleitungsbahn (A,B), einwirken läßt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Winkel (θ) 45° in Bezug auf die Stromleitungsbahn (A,B) beträgt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vormagnetisierungsfeld (H_B),das von dem Vormagnetisierungsmagneten (12,105) geliefert wird, parallel zu dem Substrat (7) ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetoresistive Bauelement (IOO) auf einer gedruckten Schaltungsplatte (14,107) ausgebildet oder aufgebracht ist und auf dieser Platte mittels synthetischem Kunstharz fixiert ist.

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5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vormagnetisierungsmagnet (12,105) scheibenförmig ist und in Richtung seiner Dicke magnetisiert ist (Figuren 6, 10, 11), wobei die Ebene dieses Vormagnetisierungsmagneten (12,105) parallel zum magnetoresistiven Bauelement (1,100) ist und einander abwechselnde Magnetpole (N, S) hat, die auf der Oberfläche des Magneten vorliegen und wobei wenigstens ein magnetoresistives Bauelement (1,100) sich benachbart einer Grenze befindet, die durch zwei dieser Magnetpole gebildet ist (N, S, Figuren 6, 10, 11).
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vormagnetisierungsfeld (Hg) und das zu ermittelnde Feld (Hg, EL.) ein resultierendes Feld (Hy) bilden, dessen Feldstärke zur Sättigung des magnetoresistiven Bauelementes (1,100) ausreichend hoch ist und das eine Richtung (Qy, 9. ) hat, wobei das Ausgangssignal (V(Q)) eine Funktion dieser Richtung (Qy, Q, ) ist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetfeld (Hg, Η«·), dessen Richtung zu ermitteln ist, durch einen rotierbaren Magneten (13) erzeugt ist, der auf einer rotierenden Welle (21) angebracht ist und mit dieser rotiert, wobei dieser Rotationsmagnet (13) einen magnetischen Fluß (Hg, H^) liefert und in dem magnetoresistiven Bauelement (1,100) abhängig von der Winkelstellung der Welle (21) einwirken läßt, wobei das Ausgangssignal (V(Q)) des magnetoresistiven Bauelementes (1,100) eine Funktion des resultierenden Vektors (Hy) ist, der sich aus den magnetischen Flüssen des Vormagnetisierungsmagneten (12,105) und des rotierbaren Magneten (13) ergibt.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierbare Magnet (13) benachbart dem magnetoresistiven Element (1,100) ist und sein Magnetfluß (Hg, H^) auf das Bauelement (1,100) parallel zu dessen Substrat (7) einwirkt.

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9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder-8, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetoresistive Bauelement (1,100) zwischen dem Vormagnetisierungsmagneten (12,105) und dem rotierbaren Magneten (13) angeordnet ist.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierbare Magnet (13) einander benachbarte Nordpol- und Südpolflächen (Fig. 7) hat, die im wesentlichen parallel zum Substrat (7) sind.
11. 11. Aufbau mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Ermittlung der Stellung eines rotierenden Teils, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vormagnetisierungsmagnet (12,105) zur Lieferung eines Vormagnetisierungsfeldes (Eg) vorgesehen ist, der im wesentlichen scheibenförmig ist und einander benachbarte Polflächen abwechselnder Polarität in einer ersten Ebene gelegen (Figuren 6, 10, 11) hat, mit denen ein Vormagnetisierungsfeld (H^) erzeugt wird, das quer zu den jeweiligen Grenzen ist, die von den einander benachbarten Polflächen gebildet sind, daß eine Anzahl magnetoresistiver Bauelemente (1a,1b,1c,100a,100b,100c) vorgesehen sind, die ein jedes auf einem isolierenden Substrat (7) angeordnet sind und die erste und zweite ferromagnetische schichtförmige Streifen (A,B) auf dem Substrat (7) haben, womit eine erste (8) und eine zweite (9) hauptsächliche Stromleitungsbahn gebildet ist, die senkrecht zueinander sind und wobei die Streifen (A,B) in Reihe geschaltet sind (Figuren 1, 2, 3, 5) und eine zwischen den Streifen liegende Verbindung (4) bilden, von der ein Ausgangssignal (ν(θ)) abzuleiten ist^und die Stromzuführungsanschlüsse (2,3) haben, daß diese Anzahl magnetoresistiver Bauelemente (1a,1b,1c,100a,100b,100c) wenigstens zu einigen der Grenzen (Fig. 6, 10, 11) benachbart angeordnet sind, die durch die aneinander grenzenden Polflächen gebildet sind, wobei die isolierenden Substrate (7) im wesentlichen parallel zu dieser ersten Ebene sind und wobei diese Bauelemente in einem Winkel (θ) zu den jeweiligen Grenzen ausgerichtet sind, womit das Vormagnetisierungsfeld

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    parallel zu den jeweiligen Substraten ist und zu einer Stromleitungsbahn (8,9) einen vorgegebenen Winkel (ö) hat, daß ein rotierbares Teil (21) benachbart den magnetoresistiven Bauelementen (1a,1b,1c,100a,100b,100c) vorgesehen ist, wobei dieses rotierbare Teil (21) einen damit rotierbaren Magneten (13) hat, der wenigstens zwei aneinander grenzende Polflächen entgegengesetzter Polarität hat, die in einer zweiten, zur ersten Ebene (Figuren 7, 8, 11) parallel liegenden Ebene sind und ein Signalfeld (Hg, H^) erzeugen, das quer zu diesen Polflächen (N, S) liegt und wobei dieser Magnet (13) derart rotierbar ist, daß das Signalfeld (Hg, H„) sich in Bezug auf die magnetoresistiven Bauelemente (1a,1b,1c,100a,100b,100c) dreht, und daß die Vormagnetisierungsfeider (H-g) und die Felder (Hg, K_n-) des Magneten (13) ein resultierendes Feld (H„) erzeugen, das eine rotierende Komponente (Qy, Θ, ) hat, womit das Ausgangssignal (V(Q)) eine Funktion (Fig. 4) dieser rotierenden Komponenten (θ_ν, Qj₁) ist.
12. 12. Aufbau nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Vormagnetisierungsmagnet (12) kreisförmig und stationär ist (Figuren 6, 8) und daß die magnetoresistiven Bauelemente (1a,1b,1c) zu ausgewählten Grenzen zwischen Polflächen des Vormagnetisierungsmagneten (12) benachbart angeordnet sind.
13. 13- Aufbau nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Vormagnetisierungsmagnet (105) ein Sektor eines Kreises ist (Figuren 8, 10, 11) und stationär angeordnet ist.
14. 14. Aufbau nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetoresistiven Elemente (1a,1b,1c,100a, 100b,100c) auf einer gemeinsamen gedruckten Schaltungsplatte (14,107) angeordnet sind und daß der Vormagnetisierungsmagnet (12,105) auf dieser Schaltungsplatte (14,107) über diesen magnetoresistiven Bauelementen liegend angebracht ist, wobei die Verbindungen (4) und die Stromzuführungsanschlüsse der magnetoresistiven Bauelemente in Kontakt (108a, 108b) mit Stromzuführungen (i06a,106b) sind, die->^ich auf der Schaltungsplatte (107) befinden.

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