DE2908599A1

DE2908599A1 - Magnetischer umlaufkodierer

Info

Publication number: DE2908599A1
Application number: DE19792908599
Authority: DE
Inventors: Susumu Ito; Kaoru Toki
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1978-03-06
Filing date: 1979-03-05
Publication date: 1979-09-20
Also published as: GB2016144B; FR2419506B1; CA1136240A; FR2419506A1; GB2016144A; JPS54118259A; US4274053A

Description

-β- , 2·#%§39

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung "bezieht sich auf einen magnetischen Umlaufkodierer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher magnetischer Umlaufkodierer bzw. magnetisches Tachometer dient zum Erfassen des Drehwinkelschrittes und der Winkelgeschwindigkeit einer drehbaren Welle.

Bei vielen industriellen Anwendungsbereichen ist es oft erforderlich, einen Winkelschritt und/oder eine momentane Winkelgeschwindigkeit einer drehbaren Welle, die b&pw. mit einem Motor oder einem Getriebe verbunden ist, genau und zuverlässig zu messen. Insbesondere werden solche Anforderungen im Bereich der Präzisionsmaschinen gestellt, so daß eine hohe Genauigkeit ebenso wie eine große Zuverlässigkeit unabdingbar sind. Bezüglich solcher wünschenswerter Meßvorrichtungen, die diesen Anforderungen genügen, sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, die auf einer digitalen Steuerung basieren.

Ein Beispiel einer solchen herkömmlichen Vorrichtung ist ein optischer Umlaufkodierer, der eine Glasscheibe mit einer Vielzahl von Fotoschlitzen, eine oder mehrere Leuchtdioden (LED) und eine oder mehrere lichtempfindliche (Foto-)Dioden aufweist. Die Ifotoschlitze werden im allgemeinen mittels folgender Verfahrensschritte auf der Glasscheibe vorgesehen: Zuerst wird ein geeigneter Metallfilm durch Dampfablagerungstechniken auf die Scheibe platiert, dann wird ein Fotolack bzw. Fotoresist auf dem Metallfilm durch Beschichtung aufgebracht und dann selektiv belichtet und entwickelt, und schließlich werden die nicht belichteten Bereiche chemisch geätzt. Die Leuchtdiode und die Fotodiode werden an gegenüberliegenden Seiten der Glasscheibe zum Abtasten bzw. Erfassen t.r ßotationszustände der Scheibe angeordnet.

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— ι —

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Dieser optische Kodierer bringt jedoch einige Schwierigkeiten mit sich:

(1) Er erfordert eine im höchsten Maße genaue Belichtungstechnik und sehr geschickte Ätztechnik, damit die I'otoschlitze auf der gesamten Oberfläche der Scheibe ohne Aberration ■vorgesehen werden können;

(2) es ist praktisch sehr schwierig, das Zentrum der i'otoschlitze mit dem der die rotierende Welle aufnehmenden Bohrung genau einzustellen bzw. in Obereinstimmung zu bringen;

(3) um ein genaues und festes Aufnehmen eier rotierenden Welle zu erreichen, muß solch eine Bohrung genau hergestellt und fein bearbeitet werden;

(4-) infolgedessen ist der Kodierer zum Erreichen der eingangs beabsichtigten Resultate kostspielig; und

(5) darüber hinaus ist der Kodierer bezüglich äußerer Erschütterungen leicht verletzlich.

In "IBM Technical Disclosure Bulletin", Band 16, Nr. 1, Juni 1973, S_eite 260, hat man deshalb ein magnetisches Tachometer vorgeschlagen. Das Tachometer enthält eine Scheibe, die ein magnetisches Medium auf einer Oberfläche nahe ihrem Umfang trägt, und einen Magnetflußwandler. Der Meßwertwandler erfaßt magnetische Signale, die auf dem magnetischen Medium aufgezeichnet sind, und bestimmt daraus die Rotationsgeschwindigkeit der Scheibe und damit auch die Kotationsgeschwindigkeit der Welle, mit der die Scheibe verbunden ist. Der oben genannte Artikel beschreibt jedoch nur die Möglichkeit einer solchen Realisierung, ohne eine genaue Beschreibung zu geben.

Ein weiteres Beispiel eines bekannten magnetischen Umlaufkodierers

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ist in der US-PS 40 39 936 beschrieben. Dieser Kodierer enthält eine Vielzahl iron dünnen, plattenähnlichen Permanentmagneten, eine mit einer Welle versehene drehbare Trommel und einen das Magnetfeld erfassenden Meßwertwandler. Die Permanentmagnete sind am äußeren Umfang der Trommel angeordnet, wobei jeweils zwei benachbarte Magnete entgegengesetzte Magnetisierungsrichtungen besitzen. Der das Hagnetfeld abtastende bzw. erfassende fießwertwandler ist nahe der Umlaufbahn der Magnete ortsfest angeordnet. Es ist anerkannt, daß diese bekannte Vorrichtung einige Vorteile besitzt: Sie hält äußeren Erschütterungen stand und die Trommel kann in ihren Abmessungen genau hergestellt werden, so daß sie frei von unerwünschten mechanischen Vibrationen ist. Sie ist jedoch zum direkten Messen der Absolutwerte einer Winkelverschiebung bzw. -Schrittes, um die die Welle sich drehend, fortschreitet, ungeeignet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen magnetischen Umlaufkodierer der eingangs genannten Art zu schaffen, der in Absolutwerten die Drehwinkelschritte und die Winkelgeschwindigkeit einer rotierbaren Welle genau und zuverlässig messen kann und der genau herstellbar und einbaubar ist und der großen Erschütterungen ohne weiteres standhält.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem magnetischen Umlaufkodierer der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruches Λ angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigen;

Pig. 1 eine perspektivische Ansicht eines magneti

schen Umlaufkodierers gemäß einem ersten . bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

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Fig. 2a-h Kurvendiagramme zur Erläuterung der Funk

tionen des ersten Ausführungsbeispieles gemäß i'ig. 1 ,

Fig. 2i eine Tabelle, die die Adresseninformation

zeigt, welche den zurückgelegten V/inkelschritt des umlaufenden Teiles gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel angibt,

Fig. 3, 4· und S ,jeweils eine perspektivische Ansicht eines

zweiten, dritten bzw. vierten bevorzugten Äusfuhrungsbeispieies vorliegender Erfindung,

i'ig. 6a-h Kurvendiagramme zur iCrläurerung der iunktion

des dritten und des vierten Ausführungsbeispieles ,

Fig. 6i eine Tabelle, die die Adresseninformation

zeigt, welche den zurückgelegten Winkelschritt des umlaufenden Teils des dritten bzw. vierten Ausführungsbeispieles angibt,

Fig. 7 eine schematische, perspektivische Ansicht

eines fünften Ausführungsbeispieles vorliegender Erfindung,

Fig. Sa-η Kurvendiagramme zur Erläuterxxng des fünften

Ausführungsbeispieles,

Fig. 81 eine Tabelle, die die Adresseninformation

zeigt, welche den zurückgelegten Winkelschritt des umlaufenden Teils des fünften Ausführungsbeispieles angibt,

Fig. 9s~c jeweils eine schematische, perspektivische

Ansicht eines Magnetfeld-Detektors, der ü"b-

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liehe Vorspannungsmittel beinhaltet und der bei vorliegender Erfindung Verwendung findet,

Fig. 10a und b ge eine schematische, perspektivische Ansicht eines Magnetfeld-Detektors, der eine Vorrichtung hoher Auflösung beinhaltet und der bei vorliegender Erfindung Verwendung findet,

Fig. 11a in vergrößerter Darstellung eine perspekti

vische Ansicht eines Bereichs des sechsten Ausführungsbeispieles vorliegender Erfindung,

Fig. 11c in vergrößerter Darstellung eine perspekti

vische Ansicht eines Bereichs einer Variante des sechsten Ausführungsbeispieles vorliegender Erfindung,

Fig. 11b, d-k Kurvendiagramme zur Erläuterung der Ausführungsbeispiele der Figuren 11a und c,

Fig. 111 eine Tabelle, die die Adresseninformation

zeigt, welche den zurückgelegten Winkelschritt des umlaufenden Teils des Ausführungsbeispieles der Fig. 11a bzw. 11c angibt,

Fig. 12 ■ eine schematische, perspektivische Ansicht

eines siebten Ausführungsbeispieles vorliegender Erfindung,

Fig. 13a eine ^chematische, perspektivische Ansicht

eines achten Ausführungsbeispieles vorliegender Erfindung,

- 11 -

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i'ig. 13b-d jeweils eine schematische, perspektivische

Ansicht von Varianten des achten Ausfünrungsbeispieles vorliegender Erfindung,

Fig. 14a und b Kurvendiagramme sur Erläuterung eines geciäß

vorliegender Erfindung verwendeten Verfahrens zur Impulserzeugung,

Fig. 15 ein Blockschaltbild eines in der vorliegen

den Srfind.ung enthaltenen die Rotationszustände erfassenden Detektors,

Fig. 16 eine schematische, perspektivische Ansicht,

teilweise aufgebrochen, eines von einem Gehäuse umschlossenen magnetischen Umlaufkodierers , und

Pig. 17 eine perspektivische Ansicht der Anwendung

eines magnetischen Umlaufkodierers gemäß einem Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung bei einem Motor.

Gemäß dein in, IPig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung trägt ein trommel artiges Rotations- bzxf. Umlaufteil 2 eine mit seiner mittigen Achse fest verbundene drehbare Welle 1, die mit einer Achse verbindbar ist, welche von einer rotierenden Vorrichtung oder Element, wie bspw. einem nicht dargestellten Motor oder Getriebe vorsteht. Ein magnetisches Medium 3 ist über den im wesentlichen gesamten Umfang der Trommel 2 vorgesehen und in Trommellängsrichtung in fünf in Umfangsrichtung verlaufende Bahnen bzw. Spuren 21-25 unterteilt, Jede der fünf Bahnen 21-25 ist in Umfangsrichtung der Trommel 2 in magnetische Abschnitte unterteilt. Jeder magnetische Abschnitt dieser Bahnen ist bezüglich seiner benachbarten Abschnitte entgegengesetzt gerichtet magnetisiert, wie dies durch die mit Pfeilspitzen versehenen, gestrichelten Li-

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nien dargestellt ist. Ein Magnetfeld-Detektor 4* ist in der der Umlaufbahn des Mediums 3 vorgesehen und an dieser Stelle unterhalb der irommel 3 fest angeordnet. Der ftagnetfeld-Detektor enthält eine Grundplatte 4, fünf ferromagnetische Widerstandselemente bzw. ferromagnetoresistive Elemente 11-14 (die im folgenden teilweise als «R bezeichnet werden), zehn leitende Streifen 5? di mit den betreffenden magnetischen Widerstandselementen verblenden sind, und Leitungen 6 zum Verbinden des Detektors 4' mit einem äußeren Schaltkreis, nämlich einem die Rotationszustände erfassen den Detektor 8 (im folgenden einfach als Rotationsdetektor bezeichnet). Der Rotationsdetektor 8 besitzt Ausgangsklemmen 7· Die Magnetisierung M der magnetischen Widerstandselemente spricht auf den Magnetstreufluß von der Spur bzw. Bahn an und ändert dadurch seine Richtung.

Die Funktionen des ersten Auführungsbeispieles seien anhand der Figuren 2a bis i erläutert, wobei angenommen wird, daß nur drei magnetische Widerstandselemente 11-13 vorgesehen sind. Es ist gedoch nicht schwierig, die Betrachtung auch auf die anderen magnetischen Widerstandselemente 14 und. 15 auszudehnen. Jedes magnetische Widerstandselement 11-13 ändert seinen elektrischen Widerstand in Abhängigkeit vom auftretenden Magnetfeld als Funk-tion eines Winkels ψ , der durch die Richtung der Magnetisierung Κ und die eines Abtaststromes Is, der durch die magnetischen Widerstand selemente fließt, bestimmt ist. Die Widerstandsänderung des magnetischen Widerstandselementes wird quantitativ ausgedrückt durch:

R₀ = -ΔΚ · sin² φ

wobei Rq = der Widerstand des magnetischen Widerstandselementes bei einer Magnetisierung M parallel zum Abtaststrom Is, und AR = ein konstanter Widerstandswert des magnetischen Widerstandselementes bzw. magnetoresistiven Elementes.

Die magnetischen Signale, die auf den Abschnitten der Bahnen 21 bis 23 aufgezeichnet sind, ändern sich in Funktion des Win-

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kelabstandes bzw. -Schrittes θ der Welle 1, wie in. Fig.. .2a dargestellt. Andererseits ändern sich die Magnetfeldstärken EL· (21', 22' und 23"), die von den B_ahnen 21, 22 und 23 herrühren, als Funktion des Winkelabstandes Θ, wie in Fig. 2b dargestellt. Hc, beeinflußt die Magnetisierung K des magnetischen Widerstandselementes in der W_pise, daß sie senkrecht zum Abtaststrom Is gemacht wird, so daß die magnetischen Widerstandselemente 11, 12 und 13 Spannungssignale 11', 12' und 13' erzeugen, cie sich in funktion von θ ändern und die in den Figuren 2c, d bzw. e dargestellt sind. Diese opannungssignale 11' bis 13' werden dann in entsprechende Impulszüge 11" bis 13" mit Hjlfe einer Schwellenxfertspannung V^, umgewandelt, welche etwa gleich deren Mittelwerte angesetzt wird; diese Signale sind in den Figuren 2f, g bzw. h dargestellt. Es sei angenommen, daß der obere und der untere Pegel der Impulse eine logische "1" bzw. "O" ist; dann erhält man drei Folgen von Bits, wie dies in der Tabelle der Fig. 2i dargestellt ist. Die Tabelle zeigt, daß der Winkelabstand, der einer Periode des Impulszuges 13" entspricht, für jedes ^θ (minimale Winkelbestimmungseinheit) unterschiedlich adressiert ist. Dies bedeutet also, daß, wenn die gesamten 360° unterschiedlich adressiert sind, der Winkelabstand bzw. -schritt, um den sich die Welle 1 weiterbewegt, dadurch genau erfaßt werden kann, daß man die Adresse kennt. Es sei bemerkt, daß die Einheit &Θ gleich der Hälfte des kürzesten Magnetabschnittes (d.h., Bitlänge) der Bahnen ist. Kit anderen Worten, die kürzeste Bitlänge kann durch zwei 2&θ ausgedrückt werden. Man Ist nun in der Lage, die Einheit Δ θ dadurch tatsächlich zu bestimmen, daß man die Anzahl der Bahnen bzw. Spuren kennt. Wenn diese Anzahl gleich m ist, dann erhält man 2^m Adressen, so daß die ganzen 360° in 2^m Adressen aufgeteilt x^erden können, so daß 4Θ = 360°/2^m gilt. Bei diesem Ausführungsbeispiel gilt,, da m =. 5: 49 = 36ö^Q/2^ = 11,25°. Andererseits kann die Bitlänge der Bahnen 21 bis 23-wie folgt bestimmt werden:

- 14- -

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-^- 1908539

P₂₁ = 2ΔΘ = 2 (2irr₂₁/2^m) = 2iTr₂₁/2^m"¹

P₂₂ = 2·2δ& = 2tr ^T2?/^2TCi~²
P₀, = 4 · 2a 6 = 2 1Tr_oz/2^ffl"³

wobei Pp₁, Ppp und Pp,. die Bitlängen der Bahnen 21, 22 bzw. 23 und r_o1, r₂₂ und rp^ die inneren Radien der Bahnen 21, 22 bzw. 23 sind, wobei in diesem Falle r_o1 = rp_O = r^, und m = 5.

Jede der Grenzlinien, die die Hagnetabschnitte unterteilen, ist durch die gestrichelten Linien in Fig. 1 dargestellt und entspricht den Mulldurchgangspunkten der Fig. 2a. Die Bezugsziffern 21a bis 25a der Fig. 1 bezeichnen diejenigen Grenzlinien, die der Bezugslinie (Θ = O) am nächsten sind. Es ist wichtig, anzumerken, daß diese Grenzlinien 21a bis 25a jeweils von der Bezugslinie (Θ = 0) um δ@/2-,ΑΘ,2-49fcd9 und 8ΛΘ, also um (4^Q/2) 2 ~ , wobei m■= 1, 2, ... 5, abweichen. Somit stimmen bei θ = 0 ihre Phasen dann überein, wenn die Signale 11', 12' und 13' bezüglich Vq in Impulszüge 11", 12" bzw. 13" umgewandelt werden.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist die trommel 2 der Fig. 1 durch ein scheibenartiges Umlaufteil ersetzt, das jedoch mit •derselben Bezugsziffer versehen ist. Bei dieser Modifikation ist das magnetische Medium 3 auf einer Seitenfläche der Scheibe 2 vorgesehen und d.er Magnetfeld-Detektor 4' ist in seiner Position derart versetzt, daß die magnetischen Wid-erstandselemente dem Medium 3 gegenüber liegen. Die Anordnung der Fig. 3 funktioniert genauso wie das erste Ausführungsbeispiel der Fig. 1, so daß eine detaillierte Ebschreibung entbehrlich ist.

Die in den Figuren 4 und 5 dargestellten dritten und vierten Ausführungsbeispiele sind Modifikationen bzw. Varianten des ersten und zweiten Ausführungsbeispieles. Der Bequemlichkeit halber sei der Winkel zwischen der Oberfläche der magnetischen Widerstandselemente und der des Mediums 3 mit J^ bezeichnet. Das

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erste und das zweite Ausführungsbeispiel sind so abgewandelt, daß der Winkel S sich von O bis etwa 90 ändert. Eei diesen Varianten reagieren die magnetischen Widerstandselemente auf das Magnetfeld in Richtung der s-Achse und die Signale, die von den magnetischen Widerstandselementen abgeleitet werden, weichen in derselben Richtung um die Hälfte der entsprechenden Bitlänge ab, wie dies in Fig. 6b dargestellt.

Die Figuren 6a bis i entsprechen den Figuren 2a bis i; die Funktionen dieser Varianten sind im wesentlichen mit denen des ersten und zweiten Ausführungsbeispieles identisch, so daß der Klarheit wegen eine weitere Beschreibung entbehrlich ist. Wenn auch der Winkel S willkürlich ist, bevorzugt man doch einen Wert von 0° oder 90°, um unerwünschte Überlagerungen der resultierenden Wellenformen zu vermeiden.

In Fig. 7 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung schematisch dargestellt. Wie zuvor in Verbindung mit Fig. 1 angegeben, kann der Winkelabstand bzw. -schritt von 36C° durch fünf Bahnen 21 bis 25 unterschiedlich adressiert werden. Andererseits kann dieses Ausführungsbeispiel eine solche Adressierung auch durch nur vier Bahnen 21 bis 24 erreichen. Zu diesem Zweck wird ein magnetisches Widerstandselement 16 hinzugefügt und in einer Flucht parallel zum magnetischen Widerstandselement 14 angeordnet.

Die Funktionen der Anordnung der Fig. 7 seien im einzelnen anhand der Fig. 8a bis i erörtert. Fig. 8a zeigt fünf Wellenformen, die die Intensitäten und die Eichtungen der Eagnetsignale, die auf den Bahnen 21 bis 24 aufgezeichnet sind, als Funktion von θ angeben. Diese Magnetsignale errichten im Bereich der magnetischen Widerstände 11 bis 14 und 16 ein magnetisches Wechselfeld, wenn sich das umlaufende Teil 2 dreht. In Fig. 8b bezeichnen die Bezugsziffern 21' bis 24' Kurven, die die Magnetfeldintensitäten, die an den magnetischen Widerstandselementen 11 bis 14 in Rich-

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tung der x-Achse (E ) anliegen, als Funktion von" Θ zeigen. Die magnetischen Widerstandselemente 11 bis 14 reagieren auf H (21' bis 24') und erzeugen entsprechende Spannungsänderungen, die durch die Kurven 11' bis 14' in Fig. 8c dargestellt sind. Hinsichtlich des magnetischen Widerstandselementes 16 sei bemerkt, daß (1) obwohl in Fig. 7 nicht dargestellt, eine Vorspannungsvorrichtung in der Rahe des magnetischen Widerstandselementes 16 vorgesehen ist, damit die vom magnetischen Widerstandselement 16 abgeleitete Spannung dieselbe Phase wie die dort vorhandene Feldstärke H hat, und daß (2) das magnetische Widerstandselement 16 so angeord.net ist, daß es vom magnetischen Widerstandselement 14 einen Abstand von 2&Q besitzt. Somit ändert sich die Spannung über dem magnetischen Widerstand.selement 16 entsprechend einer Kurve 16' gemäß Fig. 8c, wobei angemerkt sei, daß die Kurve 16' die liull-Achse bei den Winke lab st and en 0°, 180°, 360°, ... schneidet. Die Spannungen 11' bis 14' und 16' werden dann bezüglich einer Schwellenspannung V^ (Fig. 8c) in Impulszüge V^_-1X₁ bis V ^, _q bzw. V.^^ gemäß den Figuren 8d bis h amgewandelt. V/ie weiter oben bereits erwähnt, erhält man, wenn das hohe und das niedrige Niveau der Impulse einer logischen "1" bzw. "O" entspricht, fünf Folgen von Bits, wie sie in der Tabelle der Fig. 8i dargestellt sind. Dies bedeutet, daß die gesamten 360° in 32 Winkelabschnitte unterteilt sind, von denen jeder durch 5 Bits adressiert ist. Demgemäß v/erden die Drehwinkelabstände bzw. -schritte der Welle 1 in digitaler Form dadurch abgetastet, daß man die Adressen kennt.

Es sei nun eine Vorspannungsvorrichtung bzw. - anordnung erörtert, die beim magnetischen Widerstandselement 16 der Fig. 7 anwendbar ist.

Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, daß man, wenn der Abtaststrom Is durch das magnetische Widerstandselement unter einem Winkel von 45° relativ zur Richtung der Magnetisierung M des magnetischen Widerstandselementes fließt, die folgenden Vorteile erhält:

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(1) Die Magnetflußempfindlichkeit der magnetischen Widerstandselemente wächst und

(2) die Widerstandsänderung des magnetischen Widerstandselementes, d.h. die vom magnetischen Widerstandselement abgeleitete Spannung besitzt dieselbe Phase wie die Änderung des Magnetfeldes, das senkrecht zum durch das magnetische Widerstandselement fließenden Abtaststrom Is angelegt ist.

Dieses Vorspannungsverfahren sei nun im einzelnen anhand der Figuren 9a bis c beschrieben, wobei das magnetische Widerstandselement 10 dem MH 16 entspricht.

Gemäß i'ig. 9a ist ein leitender Film 31 an der Grundplatte 4 vorgesehen, auf welcher ein Isolierfilm 3Q und das magnetische Widerstandselement 10 (Breite D, Länge W) übereinander geschichtet angeordnet sind. Ein Strom eines vorbestimmten Wertes wird an den leitenden Film 31 über die Klemmen 32 vom liotationsdetektor 8, der in Fig. 9a nicht dargestellt ist, angelegt. Das Magnetfeld, das durch diesen Strom aufgebaut wird, bewirkt, daß die Magnetisierung I: des magnetischen Widerstandselementes 10 sich in einem Winkel von 45 relativ zum durch das magnetische Widerstandselement 10 fließenden Abtaststrom Is richtet. Somit erzeugt das magnetische Widerstandselement 10 dort, wo es dem wechselnden Magnetfeld ausgesetzt ist, eine Spannungsänderung, die in Phase mit der Änderung des Magnetfeldes "gleich ist, das senkrecht zum Abtaststrom Is angelegt ist. Die so aufgebaute Spannung wird dann über die leitenden Streifen 5 und die Klemmen 6 abgeleitet.

In Fig. 9h ist der leitende Film 31 der Fig. 9a durch einen hartmagnetischen Film 33 ersetzt. Das Magnetfeld, das über dem Film 33 besteht, bewirkt, daß sich die Richtung der Magnetisierung K un einen Winkel von 45° relativ zu der Richtung des Abtaststromes Is neigt.

In Fig. 9c bedecken die leitenden Streifen 34- das magnetische Widerstandselement derart, daß jede ihrer Längsachsen relativ

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zur Yorzugsach.se (easy axis) des magnetischen Wxderstandselementes 10 um einen Winkel von 45 geneigt ist. In den Bereichen zwischen den Leiterstreifen fließt der Abtaststrom Is von einem Streifen zum benachbarten, und zwar in einer Richtung senkrecht Ku den Leiterstreifen 34, wobei er einen Winkel von 45 mit der /orzugsach.se bildet, während die Magnetisierung M des magnetischen Widerstandselementes 10 durch die Streifen 34 nicht beeinflußt ist. Infolgedessen kann die Richtung der Magnetisierung M um 45° relativ zur folgenden Richtung des Abtaststromes Is winklig versetzt werden. Die Anordnung der Fig. 9c ist in einem Artikel mit dem Titel "THE BARBER POLE, A LINEAR MAGNET0RE3ISTIYE HEAD" von K.E. Kuijk et al, veröffentlicht in IEEE Transaction on Magnetics, Band MAG-11, Kr. 5, September 1975, Seiten 1215 bis 1217, offenbart.

In den Figuren 10a und b sind zwei Magnetfeldabtastteile des Detektors 4' schematisch dargestellt, wobei zwei Dünnfilme 35 aus hochpermeablem Material in jedem Falle zum Erhöhen der Auflösung des magnetischen Widerstandselementes vorgesehen sind. Wenn auch das Vorsehen der I'ilme 35 als solches bekannt ist, so bringt es doch in Anwendung auf vorliegende Erfindung beträchtliche Vorteile. In Fig. 10a sind die beiden Dünnfilme 35 auf der Grundplatte 4 in einer Ebene mit dem magnetischen Widerstandselement 10 angeordnet. Diese Anordnung ist üblich, wenn die Oberflächen der magnetischen Widerstandselemente und des Mediums 13 parallel zu einander verlaufen, v/ie dies in den Figuren 1 und 3 gezeigt ist. Gemäß Fig. 10b jedoch sind die Dünnfilme 35 derart schichtweise übereinander angeordnet, daß sie das magnetische Widerstandselement 10 über Isolierschichten 30 zwischen sich halten; diese Anordnung kann bei der vorliegenden Erfindung dort angewendet werden, wo die Oberflächen der magnetischen Widerstandselemente senkrecht zur Oberfläche des Mediums 3 verlaufen, wie dies in Fig. 4 und 5 dargestellt ist. In beiden Fällen sollten die Dünnfilme 35 längs der Richtung der Magnetisierung der auf dem Umlaufteil 2 aufgezeichneten magnetischen Signale angeordnet sein. Insoweit wie diese Anordnungen die Auflösung

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äer magnetischen Widerstandselemente erhöhen können, können die Bitlängen der Bahnen des Mediums 3 in ihrer Länge reduziert werden, wobei dennoch eine große Auflösung oder hohe Auslesespannungen erhalten bleiben. Deshalb kann die Rotationstrommel oder -scheibe 2 im Durchmesser verringert werden, ohne daß die Auflösung nachteilig beeinflußt wird. Obwohl einer der beiden Filme 35 weggelassen werden kann, ist es praktisch, beide zu verwenden. Diese Anordnungen können bei vorliegender Erfindung zusammen mit denen der Fig. 9a bis c angewendet werden.

Das sechste und das siebte Ausführungsbeispiel vorliegneäer Erfindung seien anhand der Figuren 11a und e beschrieben. Wenn es auch in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht gezeigt ist, so ist doch ein YorSpannungsmittel der Fig. 9a, b oder c bei den magnetischen Widerstandselementen 41 bis 43 angewendet, um ihre Magnetisierung(srichtung)en M um 45° relativ au den betreffenden Abtastströmen Is zu neigen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Grenzlinien 21a, 22a und 23a derart angeordnet, daß sie auf der Bezugslinie (Θ = O) angeordnet sind. Infolgedessen ändern sich die Intensitäten und die Richtungen der Magnetsignale, die auf den Spuren bzw. Bahnen 21 bis 23 aufgezeichnet sind, als Funktion von Θ, wie in den Figuren 11b und d dargestellt. Daraus folgt deshalb, daß gemäß den Figuren 11f bis h die magnetischen Widerstandselemente 41 bis 43 Spannungen 41' bis 43' erzeugen, von denen jede die Null-Linie bei Q=O kreuzt. Diese Spannungen 41'-43' werden kann anhand des Schwellenwertes Y₀ in Impulszüge 41" bis 43" umgex«/andelt, wie dies in den Figuren 11 i bis k dargestellt ist, wodurch der Winkelabstand, der einer Periode des Impulszuges 43", d.h. 360° entspricht, durch 8-Bit-Codes unterschiedlich adressiert werden kann, wie dies in der Tabelle der Fig. 111 dargestellt ist. Es versteht sich von selbst, daß dann, wenn mehr als vier Bahnen vorgesehen sind, die ganzen 360° enger adressiert werden können. Die Anordnungen der Figuren 11a bis c entsprechen denen der Figuren 1 und 4. Es versteht sich, daß das Yorspannungsmittel auch bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 und 4 Verwendung finden kann.

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Pig. 11e zeigt Kurven, die die Magnetfeldxntensitaten in Richtung der z-Achse zeigen, die an die magnetischen Wicerstandselemente 41 bis 43 der Fig. 11c angelegt sind.

Bei der in Fig. 12 dargestellten Modifikation "bzw. Varianten des umlaufenden Teils 2 ist das Medium 3 auf der Innenfläche eines zylindrischen Umlaufteils 36 angeordnet. Wenn es auch nicht dargestellt ist, so sollte der Kagnetfelddetektor 4 ' entsprechend d.em modifizierten Umlauf teil ausgebildet und in der ftähe des Mediums 3 angeordnet sein. Diese Modifikation ist zum Schutz des i-iediums 3 geeignet.

Die Figuren 13a bis d zeigen weitere Varianten des Umlaufteils 2, bei denen das Magnetmedium 3 durch eine Vielzahl von Permanentmagneten 50 ersetzt ist, von denen ,jeder einem Magnetabschnitt entspricht.

Das Umlaufteil der Fig. 13a und c entspricht dem der Fig. 1 bzw. 3, mit der Ausnahme, daß fünf Stoßlinien der Magnete längs der Bezugslinie (Θ = 0) in einer- Flucht angeordnet sind. Diese Anordnungen der Figuren 13a und c werden dort verwendet, wo das Vorspannungsmittel der 'Fig. 9 bei den magnetischen Widerstandselementen angewendet wird. Die Umlauf teile der Figuren 13b und. d sind Varianten der Umlaufteile der Fig. 13a bzw. c. Wie dargestellt, sind, die Fermanentmagnete in den Figuren 13b und d auf jeder Spur bzw. Bahn in einem Abstand von einander angeordnet, der der Länge des jeweiligen Permanentmagneten entspricht.

Wenn solche Anordnungen gemäß den Figuren 13a bis d bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 1, 3, 4, 5 und 7 angewendet werden, sollten die Magnete 5^G derart umgeordnet werden, daß sie dasselbe Magnetfeld wie das Umlaufteil der obigen Ausführungsbeispiele erzeugen. Die Permanentmagnete 50 sind an ihren zugeordneten Bereichen mittels eines geeigneten Klebers befestigt.

Bei den bisher erörterten bevorzugten Ausführungsbeispielen vorliegender Erfindung sind alle magnetischen Widerstandselemente

auf einer einzigen Grundplatte 4 befestigt; sie können jedoch alternativ auch auf mehr als zwei Grundplatten separat vorgesehen sein. Man kann vorteilhafterweise vorsehen, daß die magnetischen Widerstandselemente relativ .zum"umlaufenden Teil 2 vergleichsweise frei angeordnet sein können, jedoch unter den geforderten Bedingungen, wie bspw. der Phasenbeziehung zwischen den resultierenden Signalen. Solche getrennte Anordnungen der magnetischen Widerstandselemente ergeben einige Vorteile-,, die im folgenden angeführt seien. Erstens ist es nicht mehr notwendig, daß die magnetischen Widerstandselemente auf einer.einzigen Grundplatte in einer Flucht liegen, so daß die Gesamtvorrichtung hinsichtlich Aufbau und Einbau und dgl. flexibel wird. Zweitens können mehr als zwei magnetische Widerstandselemente gegenüber einer Bahn vorgesehen sein, so daß mehrere Signale mit derselben Phase erzeugt werden, so daß dann, wenn diese Signale addiert werden, das Signal/fiauschverhältnis angehoben werden kann, mit dem Ergebnis, daß ein Umlaufkodierer hoher Genauigkeit realisiert werden kann.

Für den Rotationsdetektor 8 gibt es zwei Wege zur Erzeugung von Impulszügen, die auf den von den magnetischen Widerstandselementen gelieferten analogen Signalen basieren. Erstens, die analogen Signale werden in Impulszüge aufgrund eines Schwellenwerts Vp umgewandelt, wie dies anhand der Figuren 2c bis e, 6c bis e, 8c und 11 f bis h dargestellt wurde. Das zweite Verfahren besteht darin, zwei Schwellenwerte V_x, und Vp zu verwenden, wie dies in Fig. 14a dargestellt ist, so daß der resultierende Impulszug V gemäß Fig. 14b eine Hysterese besitzt. Versuche ergaben, daß das zweite Verfahren zur Geräuschunterdrückung und bezüglich der Zuverlässigkeit zweckmäßig ist.

Somit erzeugt der Rotationsdetektor 8 nur Impulszüge zum Adressieren des Drehweinkelabstandes bzw. -Schrittes der drehbaren Welle 1. Er kann jedoch auch so aufgebaut werden, daß er, wie in Fig. 15 gezeigt, ein analoges Signal erzeugt, wobei analoge Signale von den magnetischen Widerstandselementen 70 bis 73 über

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Analog-Digital-Konverter 75 bis 78 an einen Digital-Analog-Eonverter 80 geliefert werden, wobei qeder Analog-Digital Konverter mit deir einen Schwellenwert V-. oder mit den beiden Schwellenwerten V- und Vp, welcher als Schmitt-Trigger bezeichnet wird, versehen ist. iJer Konverter 80 erzeugt dann sein Ausgangssignal in analoger Form. In Eig. 15 bezeichnen die Bezugsziffern 81 und 82 ferner Ausgangsklemmen, an denen digitale Signale bzw. ein analoges Signal abgenommen wird.

Fig. 16 ist eine teilweise aufgebrochene Ansicht eines Umlaufkodierers 100, der gemäß vorliegender Erfindung innerhalb eines Gehäuses 60 angeordnet ist. Der Umlaufteil 2 ist mit einem Magnetmedium 3 versehen und mit Hilfe geeigneter Befestigungsmittel 61 an der Welle 1 relativ unverdrehbar befestigt. Eine Vielzahl magnetischer Widerstandselemente ist, obwohl nur das MR 11 bei dieser Ansicht sichtbar ist, auf der Grundplatte 4- vorgesehen und über die leitenden Streifen S und die Leitungen 6 mit Zwischenverbindungen 64- auf einer gedruckten Leiterplatte 63 verbunden. Die ZrV/ischenverbindungespunkte 64 sind mit dem Rotationsdetektor 8 verbunden. Ein Kabel 62 ist zum Ableiten der Ausgangssip;nale vom i-'.agnetkodierer 100 und zum Anlegen der Abtastströme an die Vielzahl magnetischer Widerstandselemente vorgesehen..

Fig. 17 zeigt eine Anwendung eines von einem Gehäuse umschlossenen magnetischen Umlaufkodierers 100 der Fig. 16 bei einem Tiotor. Motoren erzeugen gewöhnlich ein erhebliches Magnetfeld, vor dem der Kodierer abgeschirmt werden sollte. Zu diesem Zweck ist eine Platte 65 zwischen dem Motor 64-' und dem Kodierer 100 vorgesehen. Diese Platte 65 ist vorzugsweise aus Eisen oder Permalloy zum wirksamen Schutz des Kodierers 100 vorgesehen. Wenn bspw. die Platte aus Eisen hergestellt ist und eine Dicke von 0,4 mm besitzt, so kann eine Magnetfeldstärke im Bereich von etwa 100 bis 200 Oersted auf weniger als 5 Oersted reduziert werden.

Im folgenden werden die bei den oben genannten Ausführungsbeispiespielen vorliegender Erfindung beispielsweise verwendeten Materialien, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, beschrieben.

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Das Umlauf- bzw. Drehteil 2 ist vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff hergestellt, wenn es um Herstellungsgenauigkeit und um die Widerstandsfähigkeit gegenüber Erschütterungen geht; will man das Gextficht des Umlaufteils 2 reduzieren, dann ist Aluminium, eine Aluminiumlegierung oder Kunststoff geeignet; muß die Herstellungsgenauigkeit in Betracht gezogen v/erden, so wird Hess ing bevorzugt verwendet und wenn die chemische Beständigkeit eine Rolle spielt, dann ist rostfreier Stahl angebracht.

Das magnetische I-edium 3 erfordert in der Praxis eine koerzitivkraft von über mindestens 100 Oersted, damit man darauf die magnetischen Signale zuverlässig und genau erhält. Zu diesem Zwecke ist das Medium 3 vorzugsweise ein platierter PiIm aus einer Co-P-Legierung oder Go-Li-P-Legierung oder in vorteilhafter Weise dadurch hergestellt, daß magnetische feine Partikel auf der Oberfläche des Umlaufteils 3 mit einem geeigneten Klebemittel gebunden werden. Die magnetischen feinen Partikel enthalten Ferritoxid oder Chromoxid als Hauptbestandteil.

Diese Materialien werden in der Magnetaufzeichnungstechnik in breitem Rahmen verwendet.

Wenn auch _tjedes andere Material, das als Kagnetmedium 3 geeignet ist, für den Permanentmagneten 50 "Verwendung finden kann, so wird bevorzugt aus den folgenden Materialien eines für den Magneten ausgewählt: Bariumferrit mit einer Koerzitivkraft von erheblich über 100 Oersted; ein Kunststoffmagnet, der Eunstgummi enthält, in dem feine Bariumferrit-Partikel gebunden sind; ein Material, das hauptsäschlich aus Eisen, Aluminium, nickel,Kobalt oder den seltenen Erden, oder Kobalt und seltenen Erden besteht.

Die magnetischen Widerstandselemente 10 bis 16 und 41 bis 4-3 werden vorzugsweise aus einem Metall, wie Eisen, Nickel und Kobalt oder voraugsweise aus einer Legierung hergestellt, die hauptsächlich vfenigstens eines dieser genannten Metalle enthält. Unter all diesen Materialien besitzt eine Legierung die über

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40 /ο fcickel oder etwa 5 f° Kobalt enthält, gute magnetoresistive · (magnetische Widerstands-) Eigenschaften und wird deshalb besonders bevorzugt verwendet.

Die leitenden Filme 5i 31 und 34 werden gewöhnlich aus einem Metall wie Gold, Aluminium und Kupfer oder aus einem Dünnfilm hergestellt, der hauptsächlich mindestens ein solches Metall enthält.

Siliziumoxid, Aluminiumoxid oder Glas wird als geeignetes Material für die dünne Isolierplatte 30 verwendet. Der hartmagnetische " JiIm 33 ist vorzugsweise aus einem der Materialien hergestellt, wie sie auch für das magnetische Medium 3 verwendet werden. Die hochpermeable Magnetplatte 35 ist in vorteilhafter Weise aus einer Legierung, bspw. Permalloy, die hauptsächlich Eisen, Nickel usw. enthält, hergestellt. Als Grundplatte wird eine Silizium-Einkristall-Platte oder eine Glasplatte mit glatter Oberfläche bevorzugt verwendet.

Das Ausführungsbeispiel der Pig. 7 wurde unter Berücksichtigung des oben genannten verwirklicht und sei nun im folgenden im einzelnen hinsichtlich der verwendeten'Materialien, Dimensionen, usw. beschrieben. Das trommelartige Umlaufteil 2 ist aus einer Aluminiumlegierung mit einem Durchmesser von 40 mm und- einer Dicke von 10 mm hergestellt. Das magnetische Medium aus einer Co-P-Legierung ist auf die äußere Oberfläche mit einer Dicke von 10 μ platiert und besitzt eine Koerzitivkraft von 250 Oersted. Bei Anwendung eines Magnetaufzeichnungskopfes mit einer Breite von 2,5 mm wurden die magnetischen Signale in vier Spuren auf dem magnetischen Medium 3 aufgezeichnet. Die magnetischen Signale wurden sowohl hinsichtlich ihrer Richtungen als auch hinsichtlich ihrer Abweichungen von 0=0 anhand der Fig. 1 (wobei das Umlaufteil der Fig. 7 mit dem der Fig. 1 identisch ist) ausführlich beschrieben, so daß dies keiner weiteren Beschreibung bedarf. Da der Aufzeichnungskopf eine Breite von 2,5 mm besitzt, folgt daraus, daß jede Bahn bzw. Spur dieselbe Breite, nämlich 2,5 mm besitzt.

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Jedes magnetische Widerstandselement 11 bis 14 und 16 ist ein Dünnfilm aus einer Ni-Fe-Legierung (82 % M und 18 % Fe) und besitzt eine Breite von 20 u, eine Länge von 2 mm und eine Dicke von 500 λ (0,05 P-) · Die magnetischen Widerstandselemente 11 bis 14 wurden auf einer Silizium-Einkristallplatte im Dampfablagerungsverfahren derart vorgesehen, daß sie in einem Intervall von 2,5 mm miteinander fluchten. Bei der in Fig. 9a dargestellten Einheit entspricht das magnetische Widerstandselement 10 dem MR 16 und die Grundplatte 4 ist eine weitere Silizium-Sinkristallplatte. Diese Einheit ist derart angeordnet, daß das magnetische Widerstandselement 16 um einen Abstand von 24® = 15₅7 mm vom magnetischen Widerstandselement 14 angeordnet ist. Die beiden Silizium-Einkristallplatten sind auf der gedruckten Leiterplatte 63 (Fig. 17) derart angeordnet, daß alle magnetischen Widerstandselemente in einem Abstand von 2 mm von der Oberfläche des Mediums 3 angeordnet sind. Daraufhin xcurde ein integrierter Schaltkreis, der als Rotationsdetektor 8 dient, auf die gedruckte Leiterplatte 63 gebracht. Das Umlaufteil 2 mit Hilfe des Befestigungselementes 61 (Fig. 16) mit der Welle 1 fest verbunden und dann zusammen mit der gedruckten Leiterplatte 63 innerhalb des Gehäuses angeordnet, nachdem es mit dem Kabel 62 verbunden war. Diese in i'ig. 16 dargestellte Anordnung besitzt folgende Eigenschaften:

(1) Sie besitzt im Vergleich zu ihrer sehr kleinen Eauweise ein großes Auflösungsvermögen von einem Winkel von 11,25°,

(2) der vom Detektor 8 erzeugte Impuls besitzt in sehr zuverlässiger Weise eine Hysterese,

(3) sie kann dadurch genau hergestellt und eingebaut werden, daß das Uffllaufteil 2 aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist und

(4) der Drehwinkelabstand der Welle 1 kann in Absolutwerten erfaßt werden.

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Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, besitzt der magnetische Umlaufkodierer gemäß vorliegender Erfindung folgende Merkmale: Eine große Auflösung des Winkelabstandes bzw. -Schrittes, große Zuverlässigkeit, gute Eigenschaften hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit gegenüber Erschütterungen, genaue Herstellung und Einbau, und Abtastung des Winkelschrittes in Absolutwerten.

Der Grund dafür, weshalb die vorliegende Erfindung die magnetischen Widerstandselemente als magnetisches Pühlerelement verwendet, liegt darin, daß die magnetischen Widerstandselemente gegenüber auftretenden Magnetfeldern sehr empfindlich sind und eine genügende Größe der Ausgangsspannungen erzeugen können, selbst wenn die Magnetfeldstärke nur etwa $0 Oersted beträgt. Eine solche Ansprechempfindlichkeit kann mit herkömmlichen Elementen, wie bspw. einem Hall-Effektelement oder einem magnetischen Halbleiterwiderstandselement nicht erreicht werden. Die Verwendung der magnetischen Widerstandselemente trägt hauptsächlich zur Reduzierung der Baugröße ohne nachteilige Auswirkungen auf das Auflösevermögen bei.

Wenn auch die vorliegende Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben wurde, so versteht es sich, daß für den Fachmann zahlreiche Abwandlungen innerhalb des Rahmens der Erfindung möglich sind.

- Ende der Beschreibung -

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Leer seife

Claims

PATEf JTAN WALTE

DREISS & FUHLENDORF

SCHlCKSTR. 2, D-7OOO STUTTGART 1

UWE ORElSS

Dr ,Ut Dip! Ing . M Sc TF (O7 11) 24 57 34

JÖRN FUHLENDORF TG UDEPAT

D.pl Ing TX T- 22 247 udpa d

DREISS & FUHLENDORF. SCHlCKSTR 2. D 7O0O STUTTGART 1 W V V Q Q 9

Nippon Electric Co., Ltd. Priorität:

33-1, Shiba-Gochome 6. März 1978,

Minato-Ku Japan,

Tokyo 1ο8 / Japan Nr. 25 818/1978

Amt! Akt Z ihr Zeichen Mein Zeichen Datum Off Set No Your Ref. My Ref. Date Ni-159o 5.3.1979

F/s Titel: Magnetischer Umlaufkodierer

Patentansprüche

Magnetischer Umlaufkodierer, mit einem an einer drehbaren Welle befestigbaren umlaufenden Teil mit einem magnetischen Medium zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfeldes, mit einem dem umlaufenden Teil benachbarten Magnetfelddetektor mit mindestens einem magnetischen Widerstandselement, dessen elektrischer Widerstand sich unter dem Einfluß des magnetischen Wechselfeldes ändert, und mit einem den Rotationszustand erfassenden Detektor, der mit dem Magnetfelddetektor verbunden ist, dadurch gekennzeichnet _s daß das magnetische Medium (3, 5o) in eine Vielzahl von Abschnittenoder Elementen unterteilt und auf dem umlaufenden Teil (2) mehr als zwei Spuren (21-25) bildet, die im wesentlichen parallel zu dessen Umfangsrichtung verlaufen, und ^dle während des Umlaufs in ihrer Größe und/oder Richtung sich unterschiedlich ändernde Magnetfelder erzeugen, daß eine Vielzahl von ferromagnetischen Widerstandselementen do-16; 41-43 j 7O-73) nahe der Umlaufbahn der Spuren (21-25) ortsfest vorgesehen sind, die auf das betreffende Magnetfeld reagieren und Analogsignale erzeugen, die die Änderungen von deren elektrischem Widerstand anzeigen, und daß der vom Magnetfelddetektor (4^!) Analogsignale empfangende Rotationsdetektor (8)

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Dresdner Bank Stuttgart 1919854 {BLZ 6OO8O0O0), Postscheckkonto Stuttgart 5O7 71-7O5

Digitalsignale und/oder ein Analogsignal erzeugt, das den Drehwinkelschritt des umlaufenden Teils (2) als Absolutwert angibt.
2. Umlaufkodierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das umlaufende Teil (2) eine trommelartige Form besitzt und die magnetischen Abschnitte oder Elemente auf der Außenoberfläche des trommelartigen Teils (2) angeordnet sind.
3. Umlaufkodierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das umlaufende Teil (2) eine scheibenartige Form besitzt und daß die magnetischen Abschnitte oder Elemente auf einer Seitenfläche des scheibenartigen Teils (2) angeordnet sind.
4. Umlaufkodierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das umlaufende Teil (2) eine zylinderartige Form besitzt und daß die magnetischen Abschnitte oder Elemente auf einer Innenoberfläche des zylinderartigen Teils (2) angeordnet sind.
5. Umlaufkodierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Abschnitte oder Elemente jeder Spur (21-25) durch Grenzlinien definiert sind und daß jede Spur (21-25) eine erste Grenzlinie (21a-25a) besitzt, die der Bezugslinie am nächsten kommt und dabei von dieser einen Abstand von ΔΘ/2 · 2 besitzt, wobei m = 1, 2, 3, 4, ... und der maximale Zahlenwert von "m" der Anzahl der Spuren entspricht.
6. Umlaufkodierer nach einem der Ansprüche l-¹+, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Abschnitte oder Elemente jeder Spur (21-25) durch Grenzlinien definiert sind, von denen bei jeder Spur eine auf einer Bezugslinie liegt.
7. Umlaufkodierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Abschnitte auf einem endlosen magnetischen Medium (3) vorgesehen sind.

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8. Umlaufkodierer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Medium ein ferromagnetischer Film (3) mit einer Koerzitivkraft von über loo Oersted ist.
9. Umlaufkodierer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der ferrogmagnetische Film (3) aus einer Co-P-Legierung oder einer Co-Ni-P-Legierung oder aus einem Film hergestellt ist, der durch Binden feiner Partikel, die Ferrit oder Chromoxid als Hauptbestandteil enthalten, auf der Oberfläche des umlaufenden Teils (2) gebildet ist.
10. Umlaufkodierer nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet , daß die magnetischen Elemente durch Permanentmagnete (5o) gebildet sind, die auf dem umlaufenden Teil (2) in regelmäßigen Abständen in einer vorbestimmten Richtung angeordnet sind.
11. Umlaufkodierer nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (5o) aus einem Material hergestellt ist, das aus folgender Gruppe ausgewählt ist: Bariumferrit; ein Material, das hauptsächlich aus Eisen, Aluminium, Nickel, Kobalt oder seltenen Erden besteht; einer Legierung, die hauptsächlich aus Kobalt und seltener Erde besteht; ein Kunststoffmagnet, der Kunstgummi enthält, das feine Partikel aus Bariumferrit darin gebunden enthält.
12. Umlaufkodierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetischen Widerstandselemente Clo-16; 41-43; 7o-73) derart angeordnet sind, daß ihre Oberflächen im wesentlichen parallel zur Oberfläche des magnetischen Mediums (3, 5o) angeordnet sind.
13. Umlaufkodierer nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet , daß die ferrogmagnetischen Widerstandselemente (lo-16; 41-43; 7o-73) derart angeordnet sind, daß ihre Oberflächen im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des magnetischen Mediums (3, 5o) angeordnet sind.

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INSPECTED
14. Umlaufkodierer nach einem der Ansprüche 1-5 oder 7-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der Magnetisierung jedes ferromagnetischen Widerstandselementes (lo-16; 41-43; To-Ti) parallel zur Fließrichtung eines Abtaststromes in Abwesenheit externer Magnetfelder ist.
15. Umlaufkodierer nach einem der Ansprüche 1-4 oder 6-13, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Vorspannungsvorrichtung -zum Neigen der Richtung der Magnetisierung jedes ferromagnetischen Widerstandselementes (I0-I6; 41-43; 7o-73) um einen Winkel von 45° relativ zur Richtung eines Abtaststromes, der durch jedes magnetische Widerstandselement fließt, aufweist.
16. Umlaufkodierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spur (21-25) einem ferromagnetischen Widerstandselement (I0-I6; 41-43; 7o-73) zugeordnet ist.
17. Umlaufkodierer nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eine Spur (21-25) mehr als zwei ferromagnetischen Widerstandselementen (I0-I6; 41-43; 7o-75) zugeordnet ist, wobei diese ferromagnetischen Widerstandselemente Ausgangssignale erzeugen, die dieselbe Phase besitzen.
18. Umlaufkodierer nach den Ansprüche 15 und 17, dadurch gekennzeichnet , daß einer dieser mehr als zwei ferromagnetischen Widerstandselemente (I0-I6; 41-43; 7o-73), die einer Spur (21-25) zugeordnet sind, mit der Vorspannungsvorrichtung versehen ist.
19. Umlaufkodierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der ferromagnetischen Widerstandselemente (I0-I6; 41-43; 7o-73) mit einem oder zwei hochpermeablen Elementen an einer oder beiden Seiten versehen ist.
20. Umlaufkodierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß mehrere ferromagnetische Widerstandselemente (I0-I6; 41-43; 7O-73) auf derselben Grundplatte (4) vorgesehen sind. .

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ORIGINAL SMSPECTED

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21. Umlaufkodierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes ferromagnetische Widerstandselement (I0-I6; 41-43; 7o-73) ein Dünnfilm ist, der über etwa Ho% Nickel oder über etwa 5% Kobalt enthält.
22. Umlaufkodierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationsdetektor (8) mehrere Analog-Digital-Konverter (7 5-7 8) mit zwei Schwellenwerten zum Umwandeln der Analogsignale in Digitalsignale aufweist.
23. Umlaufkodierer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er als Kodiereinheit (loo) in einem Gehäuse (60) angeordnet ist, das eine Vorrichtung (65) zum Abschirmen äußerer Magnetfelder aufweist.

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