DE3011462A1

DE3011462A1 - Magnetfuehler

Info

Publication number: DE3011462A1
Application number: DE19803011462
Authority: DE
Inventors: Akihisa Narimatsu; Hiroyuki Ohkubo
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1979-03-30
Filing date: 1980-03-25
Publication date: 1980-10-16
Also published as: IT8021051A0; GB2052855A; GB2052855B; DE3011462C2; CH656468A5; US4361805A; FR2452716B1; FR2452716A1; IT1130374B

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH . " """R--8&pO:MONCHE*F 22

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN "" StahsdorfsüoßefTO

Dr.ror.not. W. KÖRBER . „ * ⁽°^{89) >296684}

Dipl.-Ing. J.SCHM1DT-EVERS '/IV* 3011462

PATENTANWÄLTE

25. März 198ο

Sony Corporation

7-35 Kitashinagawa 6-chome

Shinagawa-ku

Tokyo/Japan

Magnetfühler

Die Erfindung betrifft allgemein einen magnetischen Fühler, und insbesondere einen neuartigen - Magnetfühler, . . der so ausgebildet ist, daß er die zweckmäßigste Erfassungseigenschaft zum Erfassen feiner Verschiebungen mittels eines magnetoresxstiven Elements aufweist, das eine VTiderstandseigenschaft gemäß dem Magnet_widerstandseffekt von ferromagnetischem Material besitzt.

Magnetische Fühler bzw. -Fühlerelemente, deren Ausgangsspannung sich abhängig von einem Magnetfeld ändert, werden auf dem Gebiet der Instrumente und Vorrichtungen im täglichen Leben weit verwendet, wie als Leser, wenn magnetische Skalen oder bestimmte Punkte magnetisch sind, als Frequenzgenerator zum Steuern der Drehung eines Motors und dergleichen oder als kontaktloser Schalter und Datenträger.

Für den erwähnten Magnetfühler kann ein ferromagnetisches

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resistives Element (Ohmsches Element) auf der Grundlage des Erfassungsprinzips des Magnetismus verwendet werden, das den ferromagnetisehen Magnetwiderstandseffekt ferromagnetischen Metalls verwendet, sowie ein Ohmsches Halbleiterelement oder jegliches Element,das auf dem Magnetismus-Erfassungsprinzip beruht, das den Halbleiter-Magnetwiderstandseffekt von Halbleitern ausnutzt. Das Halbleiter-Magnetwiderstandselement und das Hall-Element, das den Halbleiter verwendet, werden bisher hauptsächlich für den erwähnten Magnetfühler verwendet.

Der Magnetwiderstandseffekt ferromagnetisehen Metalls kann in zwei Gruppen von Effekten untergliedert werden. Der erste Effekt ist die Änderung des Widerstands, der durch die Änderung der Selbstmagnetisierung erzeugt wird, die durch das äußere Magnetfeld hervorgerufen ist, was befriedigend mittels der Mottschen Theorie erläutert werden kann. Im Allgemeinen ist dieser Effekt negativ, wobei der Widerstand mit sich erhöhendem Magnetfeld linear abnimmt, und ist isotrop bezüglich der Richtung des Magnetfeldes» Während dieser Effekt nahe der Curie-Temperatur verstärkt wird, an der die Selbstmagnetisierung intensiviert wird, kann «er solange vernachlässigt werden, solange er nicht durch große Magnetfelder erreicht ist. Auch der zweite Effekt kann in einem relativ kleinen Magnetfeld beobachtet werden und ändert anisotrop <3en Widerstand gemäß dem Winkel zwischen der Magnetxsxerungsrxchtung und der Stromflußrichtung. Dieser Effekt wird.im Bereich der Temperatur erhöht, bei der die Änderung der Selbstmagnetisierung klein ist und wird in Richtung auf die Curie-Temperatur verringert. Im Allgemeinen ist bei einem ferromagnetisehen Metall der Widerstand maximal, wenn die Richtungen von Strom und Magnetisierung parallel werden, und minimal, wenn sie einander orthogonal schneiden. Dies ergibt sich allgemein durch folgende Gleichung:

2 2 f ( θ ) = O - sin ·& + p · cos £- (1).

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Die Gleichung (1) ist als Viogt-Thomson-Gleichung bekannt. Weiter sind in Gleichtung (1) ·&- ein Winkel zwischen den Richtungen von Strom und Sättigungsmagnetisierung, P. der Widerstand, wenn die Richtungen von Strom und Sättigungsmagnetisierung einander orthogonal schneiden, und ο . der Widerstand, wenn die Richtungen von Strom und Sättigungsmagnetisierung zueinander parallel sind. Ein aus ferromagnetischem Meta.ll bestehendes magnetoresistives oder Magnetwiderstandselement, das diesen zweiten Effekt ausnutzt, wird zum Teil praktisch verwendet. Als ferromagnetische Metalle, die den erwähnten Magnetwiderstandseffekt besitzen, sind bekannt NiCo-Legierungen, NiFe-Legierungen, NiAl-Legierungen, NiMn-Legierungen, NiZn usw.

Nun besitzen Magnetfühler, die Halbleiter aufweisen, die bisher weit verbreitet verwendet werden, Umsetzercharakteristiken, die von der Art des verwendeten Halbleitermaterials abhängen. Beispielsweise hängt, da das Halbleiter-Magnetwiderstandselement mittels eines Halbleitermaterials wie GaAs, InSb usw. gebildet ist, die Anzahl der Träger und die Leichtigkeit des Übergangs stark von der Temperatur ab. Die Elemente bzw. Fühler besitzen nachteilige Temperaturcharakteristiken und große Streuung des Widerstandswertes bezüglich jedem Fühler, so daß eine externe Kompensationsschaltung zur Kompensation der Temperatur und der Streuung des Widerstandswertes erforderlich ist. Da der Widerstand des Halbleiter-Magnetwiderstandselements auch von der Stärke des Magnetfeldes annähernd proportional dessen Quadrates abhängt, wenn das Magnetfeld klein ist, ist eine Vormagnetisierung von mindestens IkG üblicherweise erforderlich, und selbst im Bereich hohen Magnetfeldes kann keine ausreichende Linearität des Widerstandes erreicht werden. Es ist daher sehr schwierig, in einem Magnetfühler, der ein Halbleiter-Magnetwiderstandselement verwendet, einen Verschiebungsfühler zu erreichen zum Erfassen feiner oder kleiner Verschiebungen bzw. Wege mit ausreichender Linearität.

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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Magnetfiihler mit günstigeren Eigenschaften anzugeben.

Die Erfindung gibt also einen Magnetfiihler zum Erfassen des Magnetismus mit einem Magnetwiderstandselement an, das den Magnetwiderstandseffekt ferromagnetisehen Materials ausnutzt. Ein Magnetismus-Fühlbereich, der durch einen ferromagnetisehen Metallfilm des Magnetwiderstandselements gebildet!ist, ist in mindestens zwei Bereiche unterteilt und magnetisch gesättigt mittels Magnetfelder, die auf die unterteilten Bereiche mit unterschiedlichen Richtungen einwirken. Das Magnetwiderstandselement besitzt eine Widerstandseigenschaft, die dem Teilungsverhältnis entspricht.

Gemäß einem Merkmal gibt die Erfindung einen Magnetfiihler an, der den Magnetismus mittels eines Magnetwiderstandselements erfaßt, der als Magnetismuserf assungsb'ereich vorgesehen ist, mit einem S trompfadab schnitt, gebildet durch ferromagnetisches Material, wodurch ein Umsetzerausgangssignal erzeugt wird, das in Beziehung zur relativen Verschiebung (dem relativen Weg) zwischen dem Magnetisierungsmaterial, das das Magnetfeld erzeugt, und dem Magnetwi_derStandselement steht.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Magnetfühler vorgesehen, der ein Umsetzerausgangssignal abgibt, das dem Verhältnis der Bereiche ferromagnetisehen Materials entspricht, die durch Magnetfelder magnetisiert werden, die auf die Magnetismus-Erfassungsbereiche des Magnetwiderstandselements einwirkten und jeweils unterschiedliche Richtungen besitzen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Magnetfühler angegeben, in dem die Bereiche des ferromagnetisehen Materials, die durch Magnetfelder magnetisiert wird, die auf den Magnetismus-Erfassungsbereich des Magnetwiderstandselements einwirken, deutlich durch Grenzlinien definiert

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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Magnetfühler erreicht, bei dem Magnetfelder unterschiedlicher Richtungen auf den Magnetismus-Erfassungsbereich des Magnetwiderstandselements einwirken, mittels eines Magneti-• sierungsmaterials einfacher Ausbildung.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Magnetfühler angegeben, bei dem das Magnetfeld mit hoher Empfindlichkeit mittels des Magnetwiderstandselements erfaßt wird, um ein Umsetzerausgangssignal zu erzeugen.

Weiter wird durch die Erfindung ein Magnetfühler angegeben, der mittels konstanter Spannung angesteuert werden kann.

Weiter wird durch die Erfindung ein Magnetfühler angegeben mit einer Umsetzercharakteristik, die kaum von der Temperatur abhängt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Magnetfühler angegeben, mit einer Umsetzercharakteristik, die hervorragende Linearität besitzt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Magnetfühler angegeben, der sehr geeignet ist für das Erfassen kleiner Verschiebungen bzw. Wege. Schließlich wird durch die Erfindung ein Magnetfühler angegeben, der einen stufenförmigen Kurvenverlauf der Umsetzercharakteristik aufweist. Weiter wird durch die Erfindung ein Magnetfühler angegeben, der jede beliebige Kurve für die Umsetzercharakteristik besitzen kann.

Die Erfindung wird durch die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 schematisch eine Darstellung des grundsätzlichen Aufbaus eines Magnetwiderstandselements eines

Magnetfühlers gemäß der Erfindung, Fig. 2 schematisch das Prinzip eines ersten Ausführungs-

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beispiels des Magnetfühlers gemäß der Erfindung, bei dem das Magnetwiderstandselement gemäß Fig.l verwendet ist,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der geeigneten Bedingung für das Magnetfeld, das auf das Magnetwiderstandselement des ersten Ausführungisboispiels einwirkt,

schematisch das Magnetisierungsmuster (den Magnetisierungsverlauf) von Magnetisierungsmaterial, das bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet ist,

schematisch eine Darstellung des Prinzips eines zweiten Ausführungsbeispiels des Magnetfühlers gemäß der Erfindung, bei dem das Magnetwiderstandselement gemäß Fig. 1 verwendet ist,

Fig. 6 schematisch eine Darstellung des Prinzips eines dritten Ausführungsbeispiels des Magnetfühlers gemäß der Erfindung, bei dem das Magnetwiderstandselement gemäß Fig. 1 verwendet ist,

Fig. 7 ein Vektordiagramm zur Erläuterung des Summen-Magnetfeldes, das auf das Magnetwiderstandselement des dritten Ausführungsbeispiels einwirkt,

Fig. 8 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Magnetwiderstandselementes mit zwei Strompfadabschnitten, das bei dem Magnetfühler gemäß der Erfindung verwendbar ist,

Fig. 9 schematisch eine Darstellung des Prinzips eines vierten Ausführungsbeispiels des Magnetfühlers gemäß der Erfindung, bei dem das Magnetwiderstandselement gemäß Fig. 8 verwendet ist,

Fig. 10 schematisch eine Darstellung des Prinzips eines fünften Ausführungsbeispiels des Magnetfühlers gemäß der Erfindung, bei dem das Magnetwiderstandselement gemäß Fig. 8 verwendet ist,

Fig. 11 schematisch eine Darstellung des Prinzips eines sechsten Ausführungsbeispiels des Magnet fühl er se. gemäß der Erfindung,

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Fig. 12 ein Kennliniendiagramm, das die Widerstandschar akteristik des Magnetwiderstandselements des sechsten Ausführungsbeispiels wiedergibt, Fig. 13 schematisch eine Darstellung des Prinzips eines siebten Ausführungsbeispiels des Magnetfühlers gemäß der Erfindung,

Fig. Ik schematisch eine Darstellung des Prinzips eines achtenAusführungsbeispiels des Magnetfühlers gemäß der Erfindung,

Fig. 15 schematisch in Aufsicht ein Magnetisierungsmuster des Magnetisierungsmaterials, das beim achten Ausführungsbeispiel verwendet ist, Fig. 16 ein Schaltbild eines Differenzverstärkers, der

zwischen den Ausgangsanschlüssen bei dem sechsten, dem siebten oder dem achten Ausführungsbeispiel angeschlossen ist,
Fig. 17 ein Schaltbild einer Weiterbildung bei dem sechsten oder siebten Ausführungsbeispiel,

Fig. l8 schematisch den Aufbau eines Magnetwiderstandselementes mit Strom, pfad, ab schnitten, die gemäß einem gekrümmten Linienmuster ausgebildet sind und die bei dem Magnetfühler gemäß der Erfindung verwendet sind,

Fig. 19 schematisch eine Darstellung des Prinzips eines neunten Ausführungsbeispiels des Magnetfühlers gemäß der Erfindung, bei dem das Magnetwiderstandselement gemäß Fig. l8 verwendet ist, Fig. 20 schematisch eine Darstellung einer:-Weiterbildung des Magnetwiderstandselements mit Strom pfadabschnitten, das bei dem Magnetfühler gemäß der Erfindung verwendbar ist, und das durch ein gekrümmtes bzw. gebogenes Linienmuster gebildet ist, Fig. 21 schematisch eine Darstellung eines zehnten Ausführungsbeispiels des Magnetfühlers gemäß der Erfindung, bei dem das Magnetwiderstandselement gemäß Fig. 19 verwendet ist,

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Fig. 22 ein Kennliniendiagramm zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Ausgangsspannung und der Verschiebung (dem Weg), das bei dem zehnten Ausführung sb ei spiel erhalten wird.

Fig. 23 schematisch eine Darstellung des Aufbaus eines Magnetwiderstandselementes, das bei dem Magrietfühler gemäß der Erfindung verwendbar ist, und das durch zwei Strompfad abschnitte mit gekrümmten Linienmustem gebildet ist,

Fig. 24 schematisch eine Darstellung eines elften Ausführungsbeispiels des Magnetfühlers gemäß der Erfindung, bei dem das Magnetwiderstandselement gemäß Fig. 23 verwendet ist,

Fig. 25-29 perspektivische Ansichten bestimmter Beispiele von Anordnungen des elften Ausführungsbeispiels,

Fig. 30 eine schematische Darstellung einer Weiterbildung des Magnetwiderstandselementes, das bei dem Magnetfühler gemäß der Erfindung verwendbar ist und das durch zwei Strom.pfad.abschnitte mit gekrümmten Linienmustern gebildet ist,

Fig. 31 schematisch eine Darstellung eines zwölften Ausführungsbeispiels des Magnetfühlers gemäß der Erfindung, bei dem das Magnetwiderstandselement gemäß Fig. 3O verwendet ist,

Fig. 32 schematisch eine Darstellung einer weiteren Ausbildung des Magnetwiderstandselements, das bei dem Magnetfühler gemäß der Erfindung verwendbar ist, und das durch zwei Strom.pfad abschnitte mit gekrümmten Linienmustern gebildet ist,

Fig· 33 schematisch eine Darstellung eines dreizehnten Ausführungsbeispiels des Magnetfühlers gemäß der Erfindung, bei dem das Magnetwiderstandselement gemäß Fig. 32 verwendet ist,

Fig. 3^t den Kennlinienverlauf, der schematisch die Charakteristiken . des^ Signal-Magnetfelds bei dem dreizehnten Ausführungsbeispi el ■? zeigt,

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Fig. 35 in Vorderansicht ein konkretes Anordnungsbeispiel des Magnetisierungsmaterials für das bei dem dreizehnten Ausführungsbeispiel angelegte Signal,

Fig. 36 schematisch eine Darstellung der Anordnung des Magnetwiderstandselementes, das bei dem Magnetfühler gemäß der Erfindung verwendbar ist- und das durch vier Strom pfad abschnitte mit gekrümmten Linienmustern gebildet ist,

Fig. 37 schematisch eine Darstellung der Anordnung einer Weiterbildung des Magnetwiderstandselements, das bei dem Magnetfühler gemäß der Erfindung verwendbar ist und das durch Strompfad abschnitte mit gekrümmten Linienmustern gebildet ist,

Fig. 38 schematisch eine Darstellung der Anordnung eines vierzehnten Ausführungsbeispiels des Magnetfühlers gemäß der Erfindung, bei dem das Magnetwiderstandselement gemäß Fig. 37 verwendet ist.

Der Magnetfühler "bzw. die Magnetfühlereinrichtung gemäß der Erfindung enthält ein Magnetwiderstandselement (inagnetore,sistives Element),das als den Magnetismus erfassenden Bereich Strom pfadabschnitte aufweist, die prinzipiell durch ferromagnetisches Material gebildet sind, sowie eine Stromversorgungsquelle zum Zuführen eines Vorstroms zu den Strom pfadabschnitten und ein Magnetisierungsmaterial, um Magnetfelder jeweils unterschiedlicher Richtungen für zumindest zwei Bereiche zu erreichen, die durch Unterteilen des den Magnetismus erfassenden Bereichs gebildet sind, wobei das Teilungsverhälfcnis des den Magnetismus erfassenden Bereiches, der für jedes Magnetfeld erreicht ist, sich abhängig von der relativen Verschiebung (dem relativen Weg) zwischen dem Magnetwiderstandselement und dem Magnetisierungsmaterial ändert.

Gemäß Fig. 1 ist ein Magnetwiderstandselement 1 vorgesehen,

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das als den Magnetismus erfassenden Bereich einen Strom-

pfadabschnitt 2 aufweist, der durch einen langen flachen Streifen aus ferromagnetischem Material gebildet ist. Als ferromagnetisches Material, das den Strompfad abschnitt 2 bildet, ist ein ferromagnetischer Metallfilm gebildet, der ferromagnetisehen Magnetwiderstandseffekt aufweist, wie NiCo-Legierungen, NiFe-Legierungen,NiAl-Legierungen, N.iWn-Legierungen oder NiZn-Legierungen. Das Magnetwiderst andselement 1, das als den Magnetismus erfassenden Bereich mit dem Strom pfadabschnitt 2 versehen ist, der durch das ferromagnetische Material gebildet ist, wirkt ein Magnetfeld H ein, mit einer Richtung, die einen Winkel ■& mit dem Vorstrom I bildet, der dem Strompfad abschnitt 2 über Stromversorgungsanschlüsse 3^i3b zugeführt ist. Dann zeigt der Strom pfadabschnitt 2 die Widerstandscharakteristiken, wie sie durch die Viogot-Thomson-Gleichung gemäß dem zweiten Effekt bei den ferromagnetisehen Magnetwiderständen wiedergegeben ist.

Es sei erwähnt, daß bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen, die im folgenden erläutert werden, gleiche Komponenten bzw. Elemente mit den gleichen Symbolen bezeichnet sind.

Fig. 2 zeigt das Prinzip eines ersten Ausführungsbeispiels des Magnetfühlers gemäß der Erfindung, bei dem die Stromversorgungsanschlüsse 3a,3b des Magnetwiderstandselements 1 an den beiden Enden in Längsrichtung des als flachen Streifen ausgebildeten Strom pfadabschnittes 2 vorgesehen sind, der aus einem anisotropen ferromagnetisehen Material mit dem ferromagnetischen Magnetwiderstandseffekt gebildet ist, wie der NiCo-Legierung, der Ni^.Pe-Legierung, der Ni_Al Legierung, der NiMn-Legierung oder der NiZn-Legierung. Zwischen den Stromversorgungsanschlüssen 3^ai3b ist eine Konstantstromquelle 5 angeschlossen, von der ein Konstantstrom I zur Vorspannung bzw. als Vorstrom dem Strom pfadabschnitt 2 zugeführt wird. Weiter ist einer der Strom-

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Versorgungsanschlüsse 3a,3b, beim dargestellten Ausführungslicisjüel der Stromversorgungsanschluß 3h, geerdet bzw. an Ma.sse gelegt.

Das Magnetwiderstandselement 1 besitzt ausreichende Intensität (Stärke), um magnetisch das ferromagnetische Material zu sättigen, das den Strom pfad abschnitt 2 bildet, und liegt einem Magnetisierungsmaterial k gegenüber, das in ein erstes Magnetfeld H₁ und ein zweites Magnetfeld H₂, die unterschiedliche Richtungen besitzen, mittels einer Grenzlinie 1~ unterteilt ist, die die Längserstreckung des Strom pfad Abschnittes 2 quert. Der Bereich A₁ des ersten Magnetfeldes H^ ist durch Strichlinien dargestellt, und der Bereich A„ des zweiten Magnetfeldes H„ ist durch eine Strichpunktlinie in Fig. 2 dargestellt.

Das Magnetwiderstandselement 1 und das Magnetisierungsmaterial 4 sind in Längsrichtung, d.h. , in Richtung "-der Pfeile X,X in der· Zeichnung, relativ verschiebbbar gegenüber dem Strom pfad abschnitt 2, und die Stelle der Grenzlinie I_n, die den Strom pfadabschnitt 2 überquert, wird durch die Bewegung des Magnetisierungsmaterials 4 ^_e_

Im Allgemeinen besitzt ferromagnetisches Metall den ferromagnetischen Magnetwiderstandseffekt, bei dem der maximale Widerstandswert P. erreicht ist, wenn, wie erwähnt, die Richtungen von Strom und Magnetisierung zueinander parallel sind^ind der minimale Widerstandswert P erreicht ist, wenn diese Richtungen einander senkrecht schneiden. Der Widerstandswert ρ ( ·&■ ) pro Längeneinheit wird durch eine Funktion des Winkels 0· zwischen den Richtungen von Strom und Magnetisierung wiedergegeben gemäß der Viog t-Thomson-Gleichung.

Bei dom diese Anordnung aufweisenden Ausführungsbeispiel erreicht das ferromagnetische Material, das am Magnetwiderstandselement 1 den Strompfad abschnitt 2 bildet , einen

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Widerstandswert λ pro Längeneinheit gemäß der Gleichung: Jl ~ Jji ' sin "^₁ ⁺ p0 -cos «0- (2)

durch das erste Magnetfeld H. mit einer Richtung, die einen Winkel ν mit der Richtung des Vorstroms I einschließt, der dem Strompfad .abschnitt 2 zugeführt ist, und erreicht in ähnlicher Weise einen Widerstandswert fi „ pro Längeneinheit, der durch die Gleichung:

J>2 ⁼ fl ' sin² *₂ + J°_f · COS²^₂ ....(3)

wiedergegeben ist mittels des zweiten Magnetfeldes H₀

/ dt

mit einem in ähnlicher Weise definierten Winkel "^₂*

Da der konstante Vorstrom I von einer Konstantstromquelle 5 dem Strompfad abschnitt 2 auf dem Magnetwiderstandselement 1 zugeführt wird, wird eine Ausgangsspannung V . über den Anschlüssen 3a,3b erhalten, die an beiden Enden des Strompfad abschnittes 2 vorgesehen sind, gemäß:

V„ = χ- 1Δ_ - f

xi ■* l-χΐ /ι ^{τ ν}" "χΐ' J 1

(CK- 1). P · Δ + X-L" P _Λ ...(4),

= χ¹

wobei i der Wert des Vorstroms I , L die gesamte Längserstreckung des Stromß£^a(i abschnittes 2 und Λ ₁ die Länge des Strom pfadabschnittes 2 ist, der in dem zweiten Magnetfeld KL· angeordnet ist, wobei ⁰^ eine Konstante ist, gemäß:

Diese Konstante Oi kann entsprechend der Änderung der Richtung jedes Magnetfeldes H. oder H₂ mit Bezug auf die Richtung des Stroms I einen sich von 1 unterscheidenden Wert einnehmen und nimmt den Maximalwert an, wenn eines der Magnetfelder H.,H„ die Richtung des Stroms I senkrecht schneidet und das andere parallel dazu ist. Daher wird bei

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diesem Ausführungsbeispiel, beispielsweise wie in Fig. dargestellt, wenn der Strom pfadabschnitt 2 magnetisch durch das erste Magnetfeld H. gesättigt ist, das eine Richtung senkrecht zu der des Sti-oms I besitzt, der dem Strom pfadabschnitt 2 zugeführt ist, wobei das zweite Magnetfeld H₀ parallel zur Richtung des Stroms I ist, die Empfindlichkeit der Erfassung der relativen Verschiebung zwischen dem Magnetisiei-ungsmaterial k und dem Magnetwiderstandselement 1 maximal.

Wie sich aus Gleichung (4) ergibt, besitzt die Ausgangsspannung V ., die über den Anschlüssen 3a,3b bei diesem Ausführungsbeispiel· erhalten wird, einen Spannungswert px-oportional der Länge A ₁ und kann von der entsprechenden Lage der Grenzlinie I_n erhalten werden, die den Strompfadabschnitt 2 auf dem Magnetwiderstandselement 1 zwischen dem ersten und dem zweiten Magnetfeld H₁ bzw. H- überquert.

Ein Ausführungsbeispiel eines Magnetisierungsmaterials k, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, wird zum Erzeugen der jeweiligen Magnetfelder H_-1 ,H₀ bei dem ersten Aus-

1 eL

führungsbeispiel verwendet. In Fig. 4 zeigt nämlich N eine als Nordpol magnetisierte Zone zur Erzeugung des ersten Magnetfeldes H., eine ähnliche als Südpol raagner tisierte Zone S , eine als Nordpol magnetisierte Zone N₀ zum Erzeugen des zweiten Magnetfeldes H_n und eine in ähnlicher Weise als Südpol magnetisierte Zone S₀. Die

tmt

magnetisierten Zonen N ,S₁ sind parallel zueinander angeordnet und wechseln einander in Intervallen P ab. In ähnlicher Weise sind auch die jeweiligen magnetisierten Zonen N₀,S parallel zueinander angeordnet und wechseln einander ab. Die magnetisierten Zonen N₁₅S₁ und die magnetisierten Zonen N ,S₀ stoßen an der Grenzlinie 1 an den jeweiligen Längsenden aneinander unter unterschiedlichen Winkeln "& _Λ bzw. Ό~ an. Ein solches 'Magnet'isie-

X dl

rungsmaterial^ erzeugt das erste Magnetfeld H mit einer

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Richtung senkrecht zu den magnetisierten Zonen N.,S., während es das zweite Magnetfeld H₀ mit einer Richtung senkrecht zu den magnetisierten Zonen N₀,S erzeugt. Da weiter das Ausmaß der Zwischenwirkung jedes Magnetfeldes in der Nähe der Gi-enzlinie 1 durch das Verringern des Intervalls P zwischen

0
den magnetisierenden Zonen N-,S₁ und N₀,S verengt bzw.

Jl J. ^₁ et

verringert wird, kann die Grenze zwischen erstem und zweitem Magnetfeld H.,H deutlich erreicht werden.

Statt den Bereich A₁ des ersten Magnetfeldes H und defl Bereich A₀ des zweiten Magnetfeldes H₀ bei · dem ersten Ausführung sb ei spiel durch die deutliche Grenzlinie I_n zu teilen bzw. zu trennen, kann ein Bereich eines Magnetfeldes mit einer Richtung , die sich von derjenigen der jeweiligen Magnetfelder H₁₁H₀ unterscheidet, und das eine vorgegebene Breite besitzt, vorgesehen sein.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist nämlich das .Magnetisierungsmaterial Ik in einen ersten Bereich A und einen zweiten Bereich A mittels eines dritten Bereiches A mit einer vorgegebenen Breite S_n unterteilt, das den den Magnetismus erfassenden Bereich auf dem Magnetwiderstandselement 1 in einer Richtung überquert, die die Richtung, entsprechend der Richtung des Pfeils X-X in der Zeichnung, der relativen Verschiebung bezüglich dem Magnetwiderstandselement 1 schneidet, wodurch Magnetfelder H ,11 ,H erzeugt werden, die jeweils unterschiedliche Richtungen besitzen. Das Magnetwiderstandselement 1,auf dem der Strom pfad abschnitt 2 mit der Gesamtlänge L durch ein ferromagnetisches Material als den den Magnetismus erfassenden Bereich gebildet ist, nimmt

eine Länge X₀ in dem Bereich M des ersten Magnetfeldes A <£ a a

unter einem Winkel Ό" zum Strom I ein, der dem Strompfadabschnitt 2 zugeführt ist, nimmt eine Länge Y₀ in dem Bereich M, des zweiten Magnetfeldes H. mit dem Winkel "9-ein und nimmt die Länge S_n. in dem Bereich M des dritten

υ c

Magnetfeldes H mit dem Winkel ·&■ ein, wobei gilt

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- 2k -

■Q-. <Γ O <C &, · Bei einer solchen Ausbildung vie bei dem

ti O O

»weiten Ausführungsbeispiel ergibt sich der Gesaratwiderptiind.swert J* . zwischen den beiden Anschlüssen 3a und 3b des Strom.pfad abschnittes 2 auf dem Magnetwiderstandselemont 1 gemäß:

² *)

St = ^X2 '⁽£ -s™²#_a + J⁹/ ■ cos

-cos

/-S₀ /"O_{6 2 2}

+ / I ( P. * sin "t?" + Ο -cos -9" )d-0· -ds J J SJL c J,/ c' ^c

wobei gilt X₂ = L - S₀ - Y₂-

MitV₂ = 0 im ersten Bereich.M , -fr, = ~ß~/2 im zweiten Bereich M₀ und 0° ^ ^ ^ "^/2 im dritten Bereich M als Idealbedingungen ergibt sich aus der Gleichung (6):

ds = X -J, ·* fL -X₁ -i_e )· P

2 »· 2

^Sin "^ ci2 r £c ^Sin

V-

(8)

Wie sich aus Gleichung (8) ergibt, ändert sich, selbst wenn der Bereich A mit einer vorgegebenen Breite S des dritten Magnetfeldes H im Grenzabschnitt zwischen den jeweiligen

Bereichen A ,A, der Magnetfelder H bzw. H. angeordnet ist, au a D

die die Strom, pfadabschnitte 2 des Magnetwiderstandselements 1 überdecken und unterschiedliche Richtungen besitzen, sich der Gesamtwiderstandswert ρ linear mit der Änderung der Länge X„,d.h., der relativen Verschiebung zwischen dem Magnetisierungsmaterial 1Λ und dem Strom pfadabschnitt 2, vonii die Breite S konstant ist. Jedoch müssen beide Endabschnitte des Stz~om pfadabschnitts 2 in den Bereichen A ,

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A der j ewed Ii gen Magnetfeld ear H bzw. H, angeordnet, sein.

Bei einem solchen Aufbau gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann die Ausgangsspannung V „, die sich linear mit der relativen Verschiebung zwischen dem Magnetisii;rungsmaterial Ik und dem Magnetwiderstandselement 1 ändert, auch über den Anschlüssen 3a _s3*> erhalten werden,

Fig. 6 zeigt nun das Prinzip eines dritten Ausführungsbeispiels des Magnetfühlers gemäß der Erfindung, wobei ein Magnetwiderstandselement 1 verwendet ist, das mit Stromversorgungsanschlüssen J>a.,ya an den beiden Längsenden eines flachen streifenförmigen Strom pfadabschnittes 2 aus einem anisotropen ferromagnetisehen Materials, das den ferromagnetischen Magnetwiderstandseffekt aufweist, wie eine NiGo-Legierung, eine NiFe-Legierung, eine NiAl-Legierung, eine NiMn-Legierung oder eine NiZn-Legierung, versehen ist. Eine Konstantstromquelle 5 ist zwischen den Stromversorgungsanschlüssen 3a>3fr angeschlossen; und ein Konstantstrom I zur Vorspannung bzw. als Vorstrom wird von der Konstantstromquelle 5 dem Strom pfadabschnitt 2 zugeführt. Weiter ist einer der Stromversorgungsanschlüsse 3a,3*>i hier der Stromversorgungsanschluß 3^>) geerdet bzw. an Masse gelegt.

Das Magnetwiderstandselement 1 liegt einem Vormagnetisierungsmaterial 2k„5gegenüber, das in dem ersten Bereich

Α_π ein Vormagnetisierungsfeld H_D ausreichender Stärke Jd jd

erzeugt, um das ferromagnetische Material magnetisch zu sättigen, das den Strom pfad abschnitt 2 bildet und einem

Signal- Magnetisierungsmaterial 2^_ gegenüber, das ein Signalmagnetfeld H_c im zweiten Bereich A_c erzeugt. Weiter sind das Signal-Magnetisierungsmaterial 24,, und das Magnetwiderstandselement 1 so angeordnet, daß sie relativ gegeneinander verschiebbar sind. Bei einer solchen Anordnung gemäß diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich der Widerstandswert P _R pro Längeneinheit des Strom pf ad-

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Abschnittes 2 durch das Vormagnetisieimngsfeld H mit dem

ti

Winkel "$ gemäß:

^{2 2}^_B ....(9),

imd ergibt sich der Widerstandswert j3 pro Längeneinheit des Strompfad abschnittes 2 in ähnlicher Weise aufgrund des Signalmagnetfeldes H_c mit dem Winkel "0* gemäß:

Ss= fj,'

Unter der Annahme, daß die gesamte LängserStreckung des Strom pfad abschnittes 2 auf dem Magnetwiderstandselement 1 L beträgt und daß die Länge des Strompfad Abschnittes 2, die in dem Signalmagnetfeld H_ angeordnet ist, Δ beträgt, ergibt sich der Widerstandswert P (·& ) aus der folgenden Gleichung (ll), die von dem sich ergebenden Magnetfeldvektjor H_n + H des Signalmagnetfelds H und des Vormagnetfeldes Hg in dem Bereich -^y, abhängt:

Weiter ist der Winkel *0"_o in der Gleichung (ll) durch die

Winkel ^"_, ^" definiert, die zwischen den jeweiligen Jd ο

Richtungen des Vormagnetfeldes H und des Signalmagnetfeldes Hg und der Richtung des Vorstroms I gebildet ist, der dem Strom pfad abschnitt 2 zugeführt ist, wie in Fig.7 dargestellt. Durch Betrachten des Vormagnetfeldes H_ und

Jo

des Signalmagnetfeldes H in der Gauß'schen Ebene ergibt sich nämlich die Größe des resultierenden Magnetfeldes H₀ aus dem Vormagnetfeld H und dem Signalmagnetfeld H_g gemäß:

|z +ß| = -/(x+a)² + (y + b)² (12).

Weiter ergibt sich'die gegenseitige Neigung v" _ gemäß:

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Arg (ζ + P ) = tan"¹ i±| ....(13),

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ζ = χ + iy^· weil: χ = Hg-sinVg, y = Hgg il = a + ib.- weil: a = H-sin ^ b = Hg. cos ν .

Folglich, ergibt sich unter Annahme eines Stromwertes i des Vorstroms I₍der von der Konstantstromquelle 5 zwischen den Anschlüssen 3^)3^ des Magnetwiderstandselementes 1 zugeführt wird, die Ausgangsspannung V gemäß:

ν_χ3 = i . (L -Δ_χ3).ΐ_2<&·_β±η²*_Β + Sit ²' + i- Δ_χ3 {Si i^ JJ ²^

_χ3 i

L . (J^ ein²

Wie sich aus Gleichung (13) ergibt, wird diese Ausgangsspannung V ■ so erhalten, daß sie proportional zur Länge Δ des Strom pfadabschnittes 2 ist, der in dem Signalmagnetfeld H₀ enthalten ist, wenn die Richtungen des Vormagnetfeldes H_n un^d des Signalmagnetfeldes H konstant sind.

Weiter wird bei diesem Ausführungsbeispiel, wenn die Richtung des Vormagnetfeldes H_R parallel und die Richtung des Signalmagnetfeldes H senkrecht zur Richtung des dem Strom

pfadabschnitt 2 zugeführten Stroms I ist, die Empfindlichkeit bei der Erfassung der relativen Änderung des Magnetisierungsmaterials 24_O für das Signal und dem Magnetwiderstandselement 1 unter dem Idealfall für H_ und H_ maximal. Bei diesen Idealbedingungen ergibt sich die Ausgangsspannung ν_χ gemäß der folgenden Gleichung (15) durch Setzen von Ό· = O und "&· = Tf/2 in Gleichung (13):

Vx = i. (L -A_x3) -S₁₁₊ i- Δ_χ3 'f_±

= i. L .jo + i- A · (C -P ) (15).

301U62

Dor Magnetfühler mit dem grundsätzlichen Aufbau gemäß dom ersten, dem zweiten oder dem dritten Ausführungsbei- -spiel verbindet, wie in Fig. 8 dargestellt, seriell zwei Strom pfadabschnitte 2A,2B und kann so ein Potentiometer-Magnetwiderstandselement 11 bilden, das am mittleren Verbindungspunkt mit einem Ausgangsanschluß Jc versehen ist.

Gemäß Fig. 9₅ das ein viertes Ausführungsbeispiel zeigt, das das Potentiometer auf der Grundlage des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels bildet, besitzt das Magnetowider Standselement 11 den ersten und zweiten Strompfadabschnitt 2A,2B, die aus einem flachen streifenförmigen ferromagnetischen Material gebildet sind, die in Reihe geschaltet sind, w,obei sie in der Mitte der Verbindung mit dem AusgangsanSchluß 3c und an beiden Anschlüssen mit den Stromversorgungsanschlüssen 3&»3t> versehen sind. In diesem Magnetwiderstandselement 11 wird, wenn eine Konstantspannung squelle 15 über die jeweiligen Stromversorgungsanschlüsse 3a₅3k geschaltet ist, das erste Magnetfeld H mit einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung der jeweiligen Strompfad abschnitte 2A,2B (d.h. "^K = 90°) in dem ersten Bereich A₁ zwischen der ersten Grenzlinie 1 , die den ersten Strompfati;abschnitt 2A kreuzt, und der zweiten Grenzlinie 1, , die den zweiten Strom· pfadabschnitt 2B kreuzt, erzeugt und ist ein Magnetisierungsmaterial 3k zum Erzeugen des zweiten und dritten Magnetfelds H₂, IJ_ mit Richtungen parallel zu den jeweiligen Strompfadab.^chnitten 2A,2B (d.h., ·& = ■&■ = 0 ) im zweiten bzw. dritten Abschnitt A₀,A jeweils daneben über die jewei-.!igen Grenzlinien 1 ,1, so gegenüberliegend angeordnet,

a D

daß es in Richtung der Pfeile X-X in der Zeichnung verschiebbar ist.

Bei dieser Anordnung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zeigen die ersten und zweiten Strom, pfadabschnitte 2A,2B,die in den ersten bis dritten Magnetfeldern BL ,H ,H

J- ώ

030042/0715

" ²⁹ " 301H62

angeordnet sind, die durch das Magnetisierungpmaterial Jk erzeugt werden, unterschiedliche Äiiderungscharakteristiken, so daß ein Widerstandswert ρ ansteigt, während der andere J> .J₃ abnimmt, wenn die Grenzlinien 1 ,1 der jeweiligen Magnetfelder H ,H₀,H sich in Längsrichtung bewegen, wo-

X ώ j

bei der Gesamtwiderstandswert (j> +£,) über den Anschlüssen 3a»3k sich nicht ändert, so daß der Konstantstrom I mit dem Stromwert i von der Konstant Spannungsquelle 15 abgegeben wird, gemäß:

V.
in

mit V. = über beide Anschlüsse Ja,J\> des Magnetwiderstandselements 11 durch die Konstantspannungsquelle 15 angelegte Spannung,

P = Widerstandswert des ersten Strom pfadabschnittes 2A,

γ, = Widerstandswert des zweiten Strompfad abschnittes 2B.

Die jeweiligen Werte P , p, können aus der Voigt-Thomson-Gleichung abgeleitet·werden.

Unter der Annahme einer GesamtlängserStreckung L. des ersten Strompfad abschnittes 2A, der Gesamtlängserstreckung L des

Ct

zweiten Strompfad abschnittes 2B, des Intervalls L„ zwischen dem ersten und zweiten Strompfad .abschnitt 2A,2B, der Gesamtlängserstreckung L₀ des Bereiches A₁ des ersten Magnetfeldes H₁, der Längserstreckung Αχ des ersten Strompfadabschnittes 2A in dem ersten Magnetfeld H₁ und der Längserstreckung & x_R des zweiten Strom pfadabschnittes 2B in dem ersten Magnetfeld H. ergeben sich die jeweiligen Widerstandswerte P »Pt. gemäß:

+ Ax_A · (J^. sin² ^₁ +J>^ . cos ²^₁) ...(17)

fb = ^(L

-cos² ^₁) (18).

0300A2/0715

30ΊΗ62

Der Ge.saintwiderstandswert ( ρ +P-,) über den Anschlüssen

·* a Jb

3^3I" des Magnetwiderstandselements 11 ergibt sich somit zu:

, + (L₂ -Ax₃₃)- (J^'sin²-^₃ + J>_/f . + Δ Xq .(J^.sin²^ + f_u . cos

sin² -Sy- JJ^ .cos²f₃)

+ AXg)-(J^. sin² -^₁ + J>_f/ -cos² ^₁) (19)

Da-^₁ = 90°, -^₂ = O⁰ und L₀-L₃ = -^^X _A + ^x₅ bei diesem Ausführungsbeispiel, ergibt sich der Gesamtwiderstandswert (p +Ρ ,)gemäß der Gleichung (I9) zu einem Konstanten Wert, unabhängig von der relativen Verschiebung zwischen dem Magnetisierungsmaterial 3^ und dem Magnetwiderstandselement 11 gemäß:

^iLo -

= (L₁

+(L₀ - L₃).^ ....(20)

Dnun ergibt sich unter der Annahme, daß L = L = L_n und 4X. + 4Xg = L_O~L ⁼L die Ausgangsspannung V gemäß:

030042/0715

301U62

ν.

^L2

in

(2L₀ -

. ν (2i).

in

Der erste Term auf der rechten Seite der Gleichung (21) gibt die Konstantspannung wieder, wahrend der zweite Term die Spannung wiedergibt, die sich mit der relativen Verschiebung zwischen dem Magnetisierungsmaterial Jk und dem Magnetwiderstandselement 11 ändert.

Auch bei dem in Fig. 10 dargestellten fünften Ausführungsein
bei spiel, bei dem Potentiometer auf der Grundlage des dritten Ausführungsbeispiels gebildet ist, ist das Magnetwiderstandselement 11 mit dem ersten Strompfad abschnitt 2A und dem zweitenStrompfad abschnitt 2B versehen, die jeweils aus flachem streifenförmigem ferromagnetische!!! Material gebildet sind und in Reihe miteinander verbunden sind, wobei sie an der Mitte der Verbindung mit dem Ausgangsanschluß 3c und an den beiden Enden mit den Stromversorgungsanschlüssen 3a,3b versehen sind. Bei diesem Magnetwiderstandselement 11 sind, wobei die KonstantSpannungsquelle 15 an die jeweiligen Stromversorgungsanschlüsse 3^aj3t> angeschlossen ist, einander gegenüberliegend angeordnet ein Signal-Magnetisierungsmaterial 24_ς, das das Signalmagnetfeld Hg mit einer LängserStreckung senkrecht zu den jeweiligen Strompfadabschnitten 2A,2B im Bereich A (d.h. "0"_ = 90°) erzeugt, wobei der Bereich A~ den ersten und den zweiten Strom pfad,abschnitt 2A,2B überspannt und ein Vormagnetisierungsmaterial 24_ß,das das Vormagnetisierungsfeld H„ mit einer Richtung parallel zu den jeweiligen Strom pfad abschnitten 2A,2B (d.h., "£ _B = 0°) in einem Bereich A^ erzeugt, der die gesamten Strom: pfadabschnitte 2A,2B überdeckt .

030042/0715

VtM tor .s.i lid das Signa.tMagnet i si erungsmat er i al 2^„ und il.is M.igrift wi dor.'itnndseloniont 11 so angeordnet, daß sie gegcncJnuuder verschiebbar sind.

I3ni dor Ausbildung dieses Ausführungsbeispiels zeigen der erste und der zweite Strom pfad abschnitt 2A,2B ähnlich wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel eine differentielle bzw. unterschiedliche Änderungscharakteristik derart, daß ein Widerstandswert J> zunimmt, während der andere

Widerstandswert J> -. abnimmt, wenn das Signal-Magnetisierungpraaterial 2^t_c sich relativ dazu und in Längsrichtung

bewegt. Dabei ändert sich der Gesamtwiderstandswert (_£> + P, ) zwischen den Anschlüssen §a,3b nicht, so daß der Konstantstrom I mit dem Konstantstromwert i gemäß der Gleichung (16) durch die Konstantspannungsquelle 15 ähnlich wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel zugeführt wird.

Mit einer GesamtlängserStreckung L₁ des ersten Strom pfadabschnittes 2A, einer Gesamtlängserstrecfcung L„ des zweiten Strom pfad abschnittes 2B, des Intervalls L» zwischen dem ersten und dem zweiten Strom pfad abschnitt 2A,2B, der GeScimtlängserstreckung L_n des Bereiches A des Signalmagrietfeldes H , der Längserstreckung dx. des ersten Strom-

pfiid Abschnittes 2A, der in dem Bereich A des Signalmagnetfeldes H„ angeordnet ist, und der LängserStreckung Δυ des zweiten Strom pfad abschnittes 2B, der in dem Bereich A angeox-dnet ist, ergeben sich daher die Wider-.standswerte P und ρ gemäß:

"· a "D

-cos ²^₀) (22)

^(L2 -

O30O42/O715

Der Winkel "&~_Q in den Gleichungen (22) und (23) ist derjenige zwischen dem resultierenden Magnetfeld aus dem Signal- und dem Vormagnetfeld Hg₅H und der Richtung des Stromes I wie gemäß der Gleichung (13)· Die Gleichung (22), die den Widerstandswert £ des ersten Strompfad abschnittes 2A zeigt, entspricht der Gleichung (17) mit ü~_n = 0"„ und -Θ * - &Q ,und die Gleichung (23), die den Widerstandswert £, des zweiten Strompfad abschnittes 2B zeigt, entspricht der Gleichung (l8) mit -θ~ „ = ■& _ß und ¹^₁ = ^₀- Daher nimmt auch bei dem fünften Ausführungsbeispiel der Gesamtwiderstandswert {ξ + P,) zwischen den Stromversorgung sanschlüssen 3^aj3*> des Magnetwiderstandselements 11 einen konstanten Wert ein, unabhängig von der relativen Vorschiebung des Signal-Magnetisierungsmaterials 24„,wenn die jeweiligen Richtungen des Vormagnetfeldes HL und des Signalmagnetfeldes H konstant sind. Ähnlich wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel kann am Ausgangsanschluß 3c eine Ausgangs spannung V ,- erhalten werden, die proportional der relativen Verschiebung zwischen dem Magnetwiderstandselement 11 und dem Signal-Magnetisierungsmaterial 24g ist.

Wie sich aus dem vierten und dem fünften Ausführungsbeispiel ergibt, ist ein Magnetfühler möglich, der mittels Konstantspannung angesteuert wird, wobei die Erfassungsempfindlichkeit durch Bilden eines Potentiometers aus dem Magnetwiderstandselement verbessert ist.

Das Potentiometer gemäß dem vierten oder fünften Ausführungsbeispiel kann auch zur Bildung einer Brückenschaltung aus zwei Paaren von Potentiometern verwendet werden.

Das in Fig. 11 dargestellte sechste Ausführungsbeispiel bildet eine Brückenschaltung auf der Grundlage des vierten Ausführungsbeispiels, wobei das Magnetwiderstandselement 21 aus ersten bis vierten Strom, pfad: ab schnitt en

030042/0715

ist
2A ,2B.,2A₂,2B₂ gebildet, wobei der erste und der zweite Strumpfad abschnitt 2A₁^B₁ reihengeschaltet sind und ein erstes Potentiometer bilden und wobei der dritte und vierte Strompfad abschnitt 2A ,2B reihengeschaltet sind und ein zweites Potentiometer bilden, wobei die beiden Potentiometer zueinander parallel angeordnet sind. An einem Ende des ersten Strom pfadabschnittes 2A. ist ein plusseitiger Stromversorgungsanschluß 3al vorgesehen und an einem Ende des zweiten Strom pfadabSchnitts 2B" ist ein minusseitiger Stromversorgungsanschluß 3bl vorgesehen. Weiter ist an dem Mittelpunkt der Verbindung zwischen den jeweiligen anderen Enden der Strompfad .abschnitte 2A., 2B. ein erster Ausgangsanschluß 3cl vorgesehen. Weiter ist an einem Ende des dritten Strorapfad abschnittes 2A_Q ein minusseitiger Stromversorgungsanschluß 3b2 und an einem Ende des vierten Strompfad abschnittes 2B₂ ein plüsseitiger Stromversorgungsanschluß 3a2 vorgesehen. Weiter ist an dem Mittelpunkt der Verbindung zwischen den jeweiligen anderen Enden der Strompfad-abschnitte 2A„,2B₂ ein zweiter Ausgangsanschluß 3c2 vorgesehen. Ein Magnetisierungsmaterial 3^1 das erste bis dritte Magnetfelder

H₁JH₀₅H₀ mit Grenzlinien 1 ,1» , die jeweils die ersten χ β jj at>

und dritten Strompfad abschnitte 2A _Λ ,2A_O bzw. die dritten

x £

und vierten Strompf&a abschnitte 2B^,2B_O überkreuzen und

unterschiedliche Richtungen zueinander haben, so angeordnet, daß es dem Magnetwiderstandselement 21 gegenüberliegend und diesem gegenüber in der Richtung des Pfeils X-X in der Zeichnung verschiebbar ist.

Bei einem solchen Aufbau gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel werden, wenn die Stellen der Grenzlinien 1 ,1, ,

a D

die die jeweiligen Strompfad abschnitte 2A., , 2A , 2B₁ , 2B

X 2 j- eSt

des Magnetwiderstandselements 21 in den jeweiligen Magnet feldern H ,H₂,H„ kreuzen, die durch das Magnetisierungsmaterial 3^ erzeugt sind, wobei die Strom pfadabschnitte 2A^,2A_,2B.,2Bp des Magnetwiderstandselements 21 zur rela tiven Bewegung des Magnetisierungsmaterials 3^ und des

030042/0715

301U62

Magnetwiderstandselements 21 gegeneinander verschoben werden, das erste Potentiometer, das durch den ersten und den zweiten Strom, pfadabschnitt 2A.,2B gebildet ist, und das zweite Potentiometer, das durch den dritten und den vierten Strompfad abschnitt 2Ά ,2B gebildet ist, differential

Δ 2

betrieben, abhängig von der Verschiebung dieser Stellen zur Erzeugung einer Ausgangsspannung V ,-, die der Verschiebung zwischen dem ersten Ausgangsanschluß 3d und dem zweiten Ausgangsanschluß 3c2 entspricht. Mit der Gesamtlänge L der Stromjpfad abschnitte 2A₁ , 2A_O , 2B , 2B_O des

X dt X .lit

Reluktanz- oder Magnetwiderstandselements 21 und deren Widerstandswerten jp_al, S _a2' SbI' S b2 ^{tetreil:)t das} Magnetwiderstandselement 21 das erste und das zweite Potentiometer so, daß sie lineare Widerstandscharakteristik entsprechend der relativen Verschiebung des Magnetisierungsmaterials 3^ aufweisen, wie in Fig. 12 dargestellt.

Wenn Δχ , Δ Y die Längen des ersten bzw. des dritten Strom- Sl ei

pfadabschnittes 2A.,2A₂ des Magnetwiderstandselementes sind, die im Bereich A_a des zweiten Magnetfeldes H₀ angeordnet sind, und wenn, AX. , ά,ϊ. die Längen des zweiten bzw. des vierten Strompfad abschnittes 2B.,2B , die in dem Bereich A^ des ersten Magnetfeldes HL angeordnet sind, ergeben sich die Gesamtwiderstandswerte P , P jedes Potentiometers gemäß:

+ ,PbI = (f_/f -J₁) '(Λ

y =

/b2 =

Mit ΛΧ - ΔΧ = ΔΥ, - 4Y = d ergibt sich:

D ä D Si

fx = f y = (/_Ä - Jj. )· d +
um eine KonstantSpannungsansteuerung zu ermöglichen

030042/071S

- 36 - 301H62

Auch bei dem siebten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 13 wird das Magnetwiderstandselement 21 so verwendet, daß der erste und der zweite Strompfad-abschnitt 2A₁,2B von vier Strompfad abschnitten 2A₁,2B₁,2A_O,2B_ in Reihe geschaltet sind zur Bildung eines ersten Potentiometers, und daß der dritte und der vierte Strompfad abschnitt 2A^, 2B , die dazu parallel sind, in Reihe geschaltet sind zur Bildung des zweiten Potentiometers. An einem Ende des ersten Strompfad abschnittes 2A. ist der plusseitige Stromversorgungsanschluß 3^al vorgesehen, und an einem Ende des zweiten Strompfad :abschnittes 2B₁ ist der minusseitige Stromversorgungsanschluß 3bl vorgesehen. Weiter ist an dem Mittelpunkte der Verbindung zwischen den jeweiligen anderen Enden der Strompfad abschnitte 2A₁^B. der erste Ausgangsanschluß 3d vorgesehen. Weiter ist auch ein Ende des dritten Strompfad .abschnittes 2A mit dem minusseitigen

Ct

Stromversorgungsansbhluß 3^2 versehen and ist ein Ende des vierten Strompfad abschnittes 2B_O mit dem pltisseitigen Stromversorgungsanschlüß 3^a2versehen. Weiter istran dem Mittelpunkt der Verbindung zwischen den jeweiligen anderen Enden der Strompfad absch^nitte 2A ,2B der zweite Ausgangsanschluß 3c2 vorgesehen. Ein Signal-Magnetisierungsmaterial 24_C, das das Signalmagnetfeld EL, für den Teilbereich A_c erreicht, der die Strompfad abschnitte 2A^,2A_O, 28.,,2B₀ übergreift, ist dem Magnetwiderstandselement 21 zur Relatiwerschiebung diesem gegenüber in der Richtung des Pfeils X-X in der Zeichnung gegenüberliegend angeordnet. Weiter ist in einem Bereich A_n,der alle jeweiligen

JbJ

Strompfad .abschnitte 2A^,2A ,2B₁,2B₂ überdeckt, das Vormagnetfeld HL erreicht von dem Vormagnetisierungsmaterial

Bei einer derart ausgebildeten Ausführungsform werden, wenn die Stellen des Signalmagnetfeldes H_c, das durch das Signalmagnetisxerungsmaterial 2k_c erzeugt ist, die die jeweiligen Stromp fadabschnitte 2A₁,2A_O,2B ,2B_n des Magnetwiderstandselements 21 kreuzen, durch die Relativbewegung

030042/07t5

zwischen «lorn Signal-Magnetisierungsmaterial 24g und dem MagJiotwiderstandseleinent ' 21 verschoben worden, das durch den ersten und den zweiten Strom pfadabschnitt 2A.,2B gebildete erste Potentiometer und das durch den dritten und vierten Stroir pfadabschnitt 2A_O,2B_ gebildete zweite Potentiometer differentiell betrieben abhängig von der Verschiebung der Stellen zur Abgabe einer Ausgangsspannung V _, die der Verschiebung entspricht, über dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluß 3cl,3c2.

Fig. 14 zeigt als achtes Ausführungsbeispiel eine Brückenschaltung aufgrund des Potentiometers auf der Grundlage des Prinzips des ersten Ausführungsbeispiels. Das heißt, daß bei dem achten Ausführungsbeispiel ein Magnetwiderstandselement 31 verwendet ist, bei dem von ersten bis vierten parallel zueinander angeordneten· Strom pfadabschnitten 2A.,2B^,2A„,2B₂ der erste und der zweite Strompfadabschnitt 2A₁^B. in Reihe geschaltet sind zur Bildung des ersten Potentiometers und der dritte und der vierte Strompfad abschnitt 2A₂,2B₂ in Reihe geschaltet sind zur Bildung des zweiten Potentiometers, wie in Fig. 14 dargestellt. An einem Ende des ersten Strompfad abschnittes 2A₁ ist der plusseitige Stromversorgungsanschluß 3ai vorgesehen, und an einem Ende des zweiten Strompfad abschnittes 2B₁ ist der minusseitige Stromversorgungsanschluß-.'3bl vorgesehen. ¥eiter ist an dem Mittelpunkt der Verbindung zwischen den jeweils anderen Enden der Strompfad-abschnitte 2A₁,2B der erste AusgangsanSchluß 3cl vorgesehen. Weiter ist an einem Ende des dritten Strom- : ρfadabschnittes 2A„ der minusseitige Stromversorgungsanschluß 3b2 und ist an einem Ende des vierten Strompfadabschnittes 2B der plusseitige Stromversorgungsanschluß 2a2 vorgesehen. Weiter ist an dem Mittelpunkt der Verbindung zwischen den jeweiligen anderen Enden der Strompfad abschnitte 2A ,2B_O der zweite Ausgangsanschluß 3c2 vorgesehen. Das Magnetisierungsmaterial 44, das erste bis vierte Magnetfelder Ha,Hb,Hc und Hd erzeugt, die durch

030042/0715

fine .Grenzlinie 1 , die die jeweiligen Strompfad abschnitte 2A.,2A„,2B ,2Bp überkreuzt, und eine Grenzlinie Ig, die den ersten Strom pfadibschnitt 2A. von dem zweiten Strom pfadabschnitt 2B^ trennt, unterteilt sind, derart, daß sich unterschiedliche Richtungen gegeneinander ergeben, ist dom Magnetwiderstandselement Jl zur Relatiwerschiebung diesem gegenüber in Richtungdes Pfeils X-X in der Zeichnung gegenüberliegend angeordnet*

Zur Erzeugung von erstem bis viertem Magnetfeld Ha,Hb,Hc und Hd ist ein gemäß Fig. I5 ausgebildetes Magnetisierungsmaterial 44 verwendet. Das heißt, das Magnetisierungsmaterial 44 ist so aufgebaut, daß es durch die orthogonalen Grenzlinien I₁,l_p in vier Bereiche Aa₁Ab,Ac,Ad aufgeteilt ist, derart, daß die magnetisierten Nordpolzonen Nac und die magnetisierten Südpolzonen Sac abwechselnd parallel zur Grenzlinie im ersten und dritten Bereich Aa₅Ac und die magnetisierten Nordpolzonen Nbd und die magnetisierte Südpolzone Sbd abwechselnd orthogonal zur Grenzlinie I₁ im ersten und vierten Bereich Ab₁Ad angeordnet sind. Das in dieser Weise ausgebildete Magneti si erungsmat erial 44 kann erstes bis viertes Magnetfeld Ha,Hb,Hc,Hd erzeugen, die in den jeweiligen Bereichen Aa,Ab,Ac,Ad, die über die Grenzlinien I₁,Ip benachbart zueinander sind, zueinander orthogonal sind. Weiter sind jeweils die Richtung des ersten Magnetfeldes Ha und des dritten Magnetfeldes Hc sowie des zweiten und vierten Magnetfeldes Hb,Hd zueinander parallel. Weiter sind jeweils die Richtung des ersten und dritten Magnetfeldes Ha,Hc und die deszzweiten und vierten Magnetfeldes Hb₁Hd zueinander orthogonal.

Bei der Ausbildung gemäß dem achten Ausführungsbeispiel werden, wenn die Lage der Grenzlinie I₁, die die jeweiligen Strompfad abschnitte 2A ,2A ,2B ,2B_Q des Magnetwider-Standselements Jl in den jeweiligen Magnetfeldern Ha₅Hb, Hc,Hd, die durch das Magnetisierungsmaterial 44 erzeugt werden, durch die relative Bewegung des Magnetisierungs-

034042/0716 ►

materials 44 und des Magnetwiderstandseleraents "^l verschoben wird, das erste Potentiometer, das durch den ersten und den zweiten Strom ρfadabschnitt 2A^,2B^ gebildet is^ und das zweite Potentiometer, das durch den dritten und den vierten Strompfad abschnitt 2A„,2B_O gebildet ist, different!eil betrieben abhängig von der Verschiebung zur Erzeugung einer Ausgangsspannung V g entsprechend der Verschiebung über dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluß 3cl,3^c2.

Weiteijwird zweckmäßigerweise bei den Äusführungsformen gemäß dem sechsten, dem siebten und dem achten Ausführungsbeispiel ein Differenzverstärker 6 gemäß Fig. 16 zur Ausgabe des Signals von der Brückenschaltung verwendet. Weiter kann, wie in Fig. 17 dargestellt, ein. Potentiometer durch dasjenige ersetzt sein, das durch die reihengeschalteten Widerstände 7A,7B,7C gebildet ist.

Gemäß dem Prinzip jedes dieser Ausführungsbeispiele können Magnetwiderstandseleraente mit Strom;p£ad.abschnitten unterschiedlicher Formen, anstelle derjenigen mit flachen streifenförmigen Strompfad abschnitten verwendet werden.

Der Strom:pfad abschnitt 102 des Magnetwiderstandselements 101 gemäß Fig. 18 ist durch meanderförmiges ferromagnetisches Material gebildet, das aus mehreren Streifen 102a,102b ...102n gebildet ist, die in Reihe geschaltet und parallel angeordnet sind. Das Magnetwiderstandselement 101 mit einem solchen meanderförmigen Strom.pfad abschnitt 102 erhöht die Impedanz des Strom-pfad.abschnittes 102, äo daß die Empfindlichkeit abhängig vom Magnetismus verbessert ist.

Das neunte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 19 ist eines, das das Magnetwiderstandselement 101 gemäß Fig. 18 auf das erste AusführungsbeispSel anwendet. Bei dem neunten Ausführungsbeispiel ist das Magnetwiderstandselement 101 mit dem meanderförmigen Strom pfad;absehnitt 102 so angeordnet,

030042/07*5

daß die jeweiligen Streifen 102a,102b,...102n des Strompfadabschnittes 102 die Grenzlinie 1_ zwischen dem Bereich A. des ersten Magnetfelds H₁ und dem Bereich A des zweiten Magnetfeldes H₀ des Magnetisierungsmaterials 4 senkrecht schneiden. In diesem neunten Ausführungsbeispiel ist, da die Impedanz des Strom, pf.adabschnittes 102 durch Bilden des meanderförmigen Strompfad abschnittes des Magnetwiderstandselementes 101 erhöht ist, die Ansprechempfindlichkeit des Magnetisierungsmaterials 4 auf die jeweiligen Magnetfelder Η.,Η« höher als die bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Das Magnetwiderstandselement 101 ge_T mäß Fig. 18 trägt zur Verbesserung der Ansprechempfindlichke.it auf das Magnetfeld in ähnlicher Weise, wie bei dem neunten Ausführungsbeispiel auch bei Anwendung bei dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel bei.

Bei dem neunten Ausführungsbeispiel kann, auch wenn wie dargestellt die Grenzlinie L, die das Magnetisierungsmaterial 4 in die jeweiligen Bereiche A^₁A₂ teilt, jeden Streifen 102a,102b,...102n des Strompfad abschnittes 102 des Magnetwiderstandselements 101 wie dargestellt senkrecht schneidet ,diese auchdie Streifen unter jedem. Winkel schneiden. Daher kann anstelle des Magnetwiderstandselements 101 ein Magnetwiderstandselement 201 verwendet werden, das aus mehreren Teilen 202a,202b,...202n eines Strom pfad abschnittes 202 besteht, der wie gemäß Fig. 20 durch meanderförmiges ferromagnetisches Material gebildet ist, die bei irgendeiner geneigten Anordnung zueinander parallel angeordnet sind. Dieses Magnetwiderstandselement 201 ist

selbstverständlich auch auf das zweite und dritte Ausführungsbei spiel anwendbar.

Fig. 21 zeigt nun ein zehntes Ausführungsbeispiel, bei dem. das Magnetwiderstandselement 101 gemäß Fig. 18 verwendet ist, das einen meanderförmigen Stromipf.ad abschnitt 102 aufweist, wobei ein Konstantstrom I zur "Vorspannung von der Konstantstromquelle 5 über die Stromversorgungsanschlüsse 3^aj3k dem

030042/0715

Strompfad abschnitt 102 zugeführt ist. Bei dem Magnetwiderstandselement 101 sind die jeweiligen Streifen 102a,102b, ...102n des Strompfad abschnittes 102 parallel zur Grenzlinie I₀ zwischen dem Bereich A^ des ersten Magnetfeldes H₁ und dem Bereich A„ des zweiten Magnetfeldes H~ im Magnetisierungsmaterial 4 angeordnet. Das Magnetwiderstandselement 101 und das Magnetisierungsmaterial k sind zur Gegeneinanderverschiebung in einer Richtung senkrecht zur Grenzlinie l_o (der Richtung des Pfeiles X-X in der Zeichnung) einander gegenüberliegend angeordnet. Bei einer solchen Anordnung gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel wird abhängig von der relativen Verschiebung des Magnetwiderstandselements 101 und des Magnetisierungsmaterials k über den Anschlüssen 3a»3t> eine Aus gangs spannung V _1O erhalten, die in Fig. 22 dargestellt ist, und die sich stufenförmig ändert. Weiter kann anstelle des Magnetwiderstandselementes-101 das Magnetwiderstandselement 201 gemäß Fig. 20.verwendet werden. Auch bei dem neunten Ausführungsbeispiel, das auf der Grundlage des ersten Ausführungsbeispiels aufgebaut ist, können die Magnetwiderstandselemente 101,201 den Magnetfühler bilden, der die stufenförmige Ausgangsspannung ergibt, auch auf der Grundlage des Prinzips des zweiten und des dritten Ausführungsbeispiels.

Auch das Magnetwiderstandselement 111 gemäß Fig. 23 besitzt einen ersten und einen zweiten Strom, pfadabschnitt 102A,102B, die durch meanderförmiges ferromagnetisehes Material gebildet sind und die in Längsrichtung angeordnet sind, und ist daher auf das Potentiometer bildende vierte und fünfte Ausführungsbeispiel anwendbar.

Bei dem elften Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 24 handelt es sich um eines, das das Magnetwiderstandselement.111 auf das fünfte Ausführungsbeispiel zur Bildung des Potentiometers anwendet. Bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 24 ist, während der erste und der zweite Strom-

030042/0715

pfndibschnitt 1O2A,1O2B,die jeweils durch meanderförmiges ■ferroinagnetisches Material gebildet sind, in Reihe geschaltet sind, wie bei dem fünften Ausführungsbeispiel, der Ausgangsanschluß 3c an dem Mittelpunkt der Verbindung zwisehen'diesen Abschnitten vorgesehen, und ist ein Magnetwiderstandselement 111 verwendet, das an beiden Enden mit Stromversorgungsanschlüssen 3&ί"3^> versehen ist. Bei diesem Magnetwiderstandselement 111 ist eine Konstantspannung squelle 15 zwischen den jeweiligen Stromversorgungsanschlüssen 3a, 31» angeschlossen, während das Signal-, Magnetisierungsmaterial 24_ς, das das Signalmagnetfeld H erzeugt mit einer Richtung senkrecht zu jedem Streifen der jeweiligen Strom.pfad.abschnitte 102A, 1O2B im Bereich Α-, der den ersten und den zweiten Strom.pf ad abschnitt 102A,102B übergreift, und das Vormagnetisierungsmaterial 24g, das das Vormagnetfeld H_ mit einer Richtung parallel zu

JtJ

jedem Streifen der jeweiligen Strom pfad abschnitte 102A, 102B in dem Bereich A-, erzeugt, das die gesamten Strom pfadabschnitte 1Ö2A,1O2B überdeckt, einander gegenüberliegend angeordnet sind.

Das Signal-Magnetisierungsmaterial 24_ und das Magnetwiderstandselement 111 sind so angeordnet, daß sie in Längsrichtung jedes Streifens der Strompfad abschnitte 1O2A, 102B relativ zueinander verschiebbar sind.

Bei einem derart ausgebildeten elften Ausführungsbeispiel sind die jeweiligen Strom pfad abschnitte 102A,102B, die differentiell zur Erfassung betrieben werden, meanderförmig ausgebildet} um hohe Impedanz zu besitzen, so daß die Empfindlichkeit des Magnetwiderstandselementes lllfizum Erfassen des Signalmagnetfeldes H höher ist, als die bei dem fünften Ausführungsbeispiel. Daher kann eine Ausgangsspannung V ^₁ proportional der relativen Verschiebung zum Signal-Magnetisierungsmaterial 24_ς mit hoher Empfindlichkeit über dem Ausgangsanschluß 3c des Magnetwiderstands- .

030042/0715

-43- 301H62

el erneutes 111 erhalten werden.

Die Fig. 25-29 zeigen verschiedene Ausführungsfoamen, um bei dem Magnetwiderstandselement, 111 das Vormagnetfeld H_R und das Signalmagnetfeld H_c bei dem elften Ausführungsboispiel zu erreichen, das zur Bildung des Potentiometers ausgebildet ist.

Das Vormagnetisierungsmaterial 24 zur Erzeugung des Vormagnetfeldes H_R ist durch einen Permanentmagneten gebildet und mittels eines Klebstoffs oder dergleichen fest am Siibstrat 8 angebracht, das mit den jeweiligen Strompfadabschnitten 1O2A,102B des Magnetwiderstandselements 111 versehen ist. Das Vormagnetfeld H_R kann normalerweise so erreicht werden, daß die jeweiligen Strom pfad abschnitte 102A,1O2B des Magnetwiderstandselements 111 in einer Richtung magnetisch gesättigt sind mittels dieses Vormagnetisierungsmaterials 24„.

Das Signal-Magnetisierungsmaterial 24_ ist so angeordnet, daß es gegenüber dem Magnetwiderstandselement 111 und dem damit einteilig ausgebildeten Vormagnetisierungsmaterial 24_R relativ^bewegbar bzw.-verschiebbar ist und besteht z.B. aus zwei sich gegenüberliegenden Permanentmagneten 9^,91>> zwischen denen das Magnetwiderstandselement 111,wie in Fig. 25 dargestellt, angeordnet ist. An den eiich gegenüberliegenden Flächen der Permanentmagneten 9^a) 9*>, zwischen die das Magnetwiderstandselement 111 zwischengeschichtet ist, sind Pole entgegengesetzter Polarität gebildet. Wie in Fig. 26 dargestellt, kann für das Signal-Magnetisierungsmaterial 2k ein Hermanentmagnet 9 verwendet werden, der den jeweiligen Strom pfadabschnitten 1O2A,102B des Magnetwiderstandselemr;ntes 111 gegenüberliegend angeordnet ist. Weiter kann, wie in den Fig. 27 und 28 dargestellt, das Signalmagnetfeld H durch Anbringen magnetischer Joche 1OA, 1OB aus ferromagnetischein Material an Permanentmagneten 9^ι91>» 9c zur Erzeugung des Signalmagnetfeldes H_c verstärkt werden.

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Wcvi tor können, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß I¹Mi;. 28 einander gegenüberliegende Abschnitte 106 des Magnetjochs 1OB,zwischen denen das Magnetwiderstandselement 111 zwischengeschichtet ist, auf das Magnetwider-.stnndselement 111 zu konvergierend ausgebildet sein, um den Signalmagnetfluß zur weiteren Verstärkung des Signalmagnetfeldes H_c zu fokussieren. Weiter kann auch für das Signal-Magnetisierungsmaterial 24 zur Erzeugung des Signalmagnetfeldes H„ ein Elektromagnet 100 verwendet werden, der eine Spule 100b aufweist, die um einen Eisenkern 100a gewickelt ist, wie das in Fig. 29 dargestellt ist. Bei dem Signal-Magnetisierungsmaterial 24_ς, das einen

solchen Magnet 100 verwendet, kann die Stärke des Signaloder
Magnetfeldes H„ nach Wunsch ausreichend hoch eingestellt werden mittels eines den Elektromagneten 100 zugeführt en Ansteuerstroms. Weiter sollte in diesem Fall der für das Vormagnetisierungsmaterial 24„ verwendete Permanentmagnet eine sehr hohe antimagnetische Kraft besitzen.

Auch ändert sich bei dem Magnetwiderstandselement 111 gemäß Fig. 23, wenn ein Potentiometer zum Erfassen der relativen Verschiebung in der Richtung, die die jeweiligen Streifen des Strompf?d abschnitts 102A,102B senkrecht schneidet, gebildet ist, die Ausgangsspannung stufenförmig ähnlibh dem zehnten Ausführungsbeispiel.

Weiter besitzt das Magnetwiderstandselement 3H gemäß Fig. 30 einen ersten und einen zweiten Strompfad abschnitt 3O2A, 302B, die in Längsrichtung angeordnet sind, derart, daß die jeweiligen Streifen 302A₁ , 302A₀ . . . 3" 02A des meanderförmigen ersten Strompfad abschnitts 3O2A senkrecht zu den jeweiligen Streifen 3O2B.,302B_D,...3O2B des meander-

X " & η

förmigen zweiten Strompfad abschnittes 3O2B angeordnet sind. Dieses Magnetwiderstandselement 3OI bildet bei Anwendung auf das vierte oder fünfte Ausführungsbeispiel ein Potentiometer, das die Ausgangsspannung stufenförmig

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ändert. Auch ist, wie gemäß Fig. Jl₁ das das zwölfte Ausführungsbeispiel zeigt, auf das das Magnetwiderstandselement 301 angewendet ist, das Reluktanz- oder Magnetwiderstandselement 3OI dem Magnetisierungsmaterial k gegenüberliegend angeordnet, das die jeweiligen Bereiche A., A des ersten bzw. des zweiten Magnetfeldes H.,H₀ besitzt, die unterschiedliche Richtungen haben und die durch die Grenzlinie 1_ senkrecht zu den jeweiligen Streifen 302A^, 302A₀, . . .302A des ersten Strom.pf ad abschnitt es 3O2A und parallel zu den jeweiligen Streifen 302B₁,302B₂,.._n des zweiten Strompfad abschnittes 3O2B definiert sind. Das Magnetwiderstandselement 3OI und das Magnetisierungsmaterial k sind so angeordnet, daß sie in einer Richtung senkrecht zur Grenzlinie I_n relativ verschiebbar sind. Bei einer solchen Ausbildung gemäß dem zwölften Ausführungsbeispiel wird das Magnetisierungsmaterτal k, das die verschiedenen Bereiche A₁,A der Magnetfelder H.,H₀ besitzt, die durch eine Grenzlinie 1« unterteilt sind, die die jeweiligen Strompfad abschnitte 302A,302B des Magnetwiderstandselements 3OI überquert, verwendet zum Betrieb des Potentiometers und zum Erzeugen einer Ausgangsspannung V ,_o über dem Ausgangsanschluß 3c zur Vereinfaöhung des Aufbaus bzw. der Anordnung des Magnetisierungsmaterials k. Auch bei der Bildung des Potentiometers gemäß dem vierten und dem fünften Ausführungsbeispiel kann,wie in Fig. 32 dargestellt, ein. Magnetwiderstandselement 211 verwendet werden, in dem die jeweiligen Streifen 2Q2A., , 202A_p, ...202A des ersten Strom pfadabschnittes 202A und die jeweiligen Streifen 202B₁,202B ,...202B des zweiten

1 u IX

Strompfad abschnittes 202B parallel zueinander mit einer beliebigen Neigung oder Schräge angeordnet sein.

Das dreizehnte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 33 bildet ein Potentiometer, das das Magnetwiderstandselement 211 gemäß Fig. 32 verwendet. Bei diesem dreizehnten Ausführungsbeispiel besitzt das Signal-Magnetisierungsmaterial 124_ς parallele Bereiche A„ des Signal-Magnetfeldes, die ihre Richtung sequentiell um TT ändern in der Reihenfolge S-N-S-N...

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entspi-echend parallelen Polen ⁿ _a»^Sa»^Nb'^Sr ^{und t)esitz}'^fc das Vormagnetisierungsmaterial 124 Bereiche A_n des Vormagrietfeldes H , das in einer Ricliung senkrecht zur der,-junigen des Signalmagnetfeldes H_c gerichtet ist, wodurch zusammengesetzte Magnetfelder HA ,HA₀,HA in den jeweili-

1 2 j

gen Magnetfeldern H_c,H_n gebildet werden, wobei diese zusammengesetzten" oder Summenmagnetfelder auf den ersten und den zweiten Strompfad .abschnitt ' 202A,202B des Reluktanzbzw. Magnetwiderstandselements 211 einwirken. Das Magnetwiderstandselement 211 ist parallel zu der isomagnetischen Oberfläche des Signalmagnetfeldes H„ angeordnet, das durch das Signal-Magnetisierungsmaterial 124„ erzeugt ist, und ist relativ zu dem Signal-Magnetisierungsmaterial 124_C verschiebbar in der Richtung des Signalmagnetfeldes Hg. Auch ist das Vormagnetisierungsmaterial 124_R festr an dem Magnetwiderstandselement 211 gesichert, um das ferromagnetische Material ausreichend magnetisch zu.'ssättigen, das den ersten und der. zweit en Strompfad abschnitt 2O2A, 202B in dieser Richtung bildet. Das Magnetfeld, das durch das Signalmagnetfeld H₀ und das Vormagnetfeld H_D gebildet ist, das auf die jeweiligen Strompfad-abschnitte 202A, 2O2B des Magnetwiderstandselements 211 einwirkt, errejicht zusammengesetzte Magnetfelder HA₁₅HA₀, die die gleiche Richtung zwischen den Polen S.,N und zwischen den Polen S_x,,N besitzen, sowie ein Magnetfeld HA₀, das eine Richtung besitzt, die sich von der der zusammengesetzten Magnetfelder HA₁,HA unterscheidet, zwischen

den Polen N. S„, wie in der Zeichnung dargestellt. Bei A, rs

diesem Ausführungsbeispiel sind die jeweiligen Streifen 202A.,202A ,...202A des ersten Strompfad abschnittes 202A

X £ XX

und die jeweiligen Streifen 202B ,202B ,...202B des zweiten Strompfad abschnittes 202B in dem Reluktanz- bzw. Magnetwiderstandselement 211 mit einer Neigung von 45 ausgebildet, damit die Streifen 202A.,202A ' 202A

X Gj H

und 202Bi₁202B₀,·..202B parallel zur Richtung der Summen- £-i η

Magnetfelder HA bzw. HA sind.

X cL

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i einer solchen Ausbildung des dreizehnten Ausführungsbeispiels wird,wie in Fig. 3k dargestellt, ein Bereich A , in dem die Richtung des Signalmagnetfeldes HL· sich allmählich ändert, nahe den jeweiligen Polen ^_A,N.,Sg,N_ des Signal-Magnetisierungsmaterials 124_g erzeugt, so daß das Signal-Magnetisierungsmaterial 124„ und das Reluktanz- bzw. Magnetwiderstandselement 211 in einem Längenbereich L relativ verschiebbar sein sollen, der einen linearen Teil in der Richtung des Magnetfeldes besitzt, wie in der Zeichnung dargestellt. Weiter beeinflußt der Bereich A , in dem sich die Richtung des Signal-Magnetfeldes H„ allmählich ändert, nicht die Erfassung dieser Verschiebung, wie sie im zweiten Ausführungsbeispiel erläutert ist, wenn die Breite S konstant ist. Weiter sollte, um eine vollkommene Linearität des Ausgangssignals ,zu erhalten, das durch das Magnetwiderstandselement 211 erfaßt wird, die isomagnetische Oberfläche des Signalmagnetfeldes H„ eben sein und sollte das Magnetwiderstandselement 211 in der Lage dieser isomagnetischen Fläche angeordnet sein. Beispielsweise kann eine solche ebene isomagnetische Fläche durch Verwendung eines Signal-Magnetisierungsmaterials 124„ erreicht werden, das wie gemäß Fig. 35 ausgebildet ist.Das heißt, das Magnetisierungsmaterial 124_C gemäß Fig. Jk besitzt zwei Sätze aus drei Magneten, die einander parallel gegenüberliegen, um ebene isomagnetisch Flächen zwischen den jeweiligen Magneten 9A,,, 9A„ , 9A„ , 9B ,9B₂,9B zu erreichen.

Weiter ist das Magnetwiderstandselement 121 gemäß Fig. mit einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Strompfad .abschnitt 1O2A , 102B_-1 ,102Α und 102B aus meanderförmigem ferromagnetischen Material gebildet, die ein Paar von Potentiometern bilden. Da ein Paar von Potentiometern, das aus den jeweiligen Strompfad^abschnitten 102A₁,102B₁,102A₂,102B₂ des Reluktanz- bzw. Magnetwiderstandselements 121 gebildet sind, hohe Impedanz besitzen, sind sie anwendbar auf das sechste oder siebte Ausführungs-

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bei spiel zurBildung eines hochempfindlichen Magnetfühlers, der höchstgeeignet für einen Fühler für feine Verschiebungen (kleine Wege) oder dergleichen verwendet werden ' kann.

Diese meanderförmigen Strompfad-abschnitte 102A.., 102B , 102A«,102B₂ können mit sehr genauer Form und vorteilhafter Einfachheit hergestellt werden durch Aufdampfen eines ferromagnetigehen Materialfilms und mittels Heiß-Atzens. Weiter erreicht das Magnetwiderstandselement 121, bei dem die jeweiligen Strom.pfad abschnitte 102A₁,102B ,102Ag, 102Bp durch ferromagnetisehes Material gebildet sind, eine geringe Temperaturcharakteristik und hervorragende Linearität des Widerstandswertes im Vergleich zu einem Halbleiter-Magnetwiderstandselement. Folglich kann das Magnetwiderstandselement 121 bei Anwendung auf das sechste oder siebte Ausführungsbeispiel einen Magnetfühler bilden, der am besten geeignet ist als Fühler für kleine Verschiebungen mit hoher Empfindlichkeit, Linearität des Ausgangssignals, hervorragender Temperaturcharakteristik, geringer Fehlab gl ei chs spannung und ohne Notwendigkeit einer Kompensation in der Schaltung.

Das Magnetwiderstandselement 301 gemäß Fig. 37 besitzt einen meanderf örmigen Stronupf ad.abschnitt 302, der aus mehreren Streifen 302a,302b ...·302η gebildet ist mit jeweiligen Längen U ,U, ,...U , die gemäß einer Funktion f (u) ein-

EL D XL

gestellt sind, die in der Zeichnung durch eine Punktstrichlinie dargestellt ist, wobei dieses Ausführungsbeispiel auf das erste, das zweite oder dritte Ausführungsbeispiel anwendbar ist.

Tn Fig. 381 das das erste Ausführungsbeispiel zeigt, auf das das Magnetwiderstandselement 3OI angewendet ist, ist der Strom pfad abschnitt 302 des Magnetwiderstandselements 30I meanderförmig ausgebildet mittels der jeweiligen Streifen

302 ,302 ,...302 ,deren Ausdehnung in Längsrichtung u alla D η

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mählich ansteigt. Dieser Strompfad abschnitt 302, der aus ferromagnetischem Material mit Magnetwiderstandseffekt gebildet ist, ist an beiden Enden mit den jeweiligen Stromzufiihranschlüssen 3a,3t> versehen und mit einem Vorstrom I von der Konstantstromquelle 5 versorgt, die an die Stromversorgungsanschlüsse 3^i 3t* angeschlossen ist.

Dieses Magnetwiderstandselement 301 besitzt ausreichende Stärke, um das ferromagnetische Material magnetisch zu sättigen, das den Strom pfad abschnitt 302 bildet, und ist dem Magnetisierungsmaterial 4 gegenüberliegend angeordnet zur Erzeugung des ersten und des zweiten Magnetfelds H.,, Hg, die unterschiedliche Richtungen besitzen, wobei deren Grenzlinie l_o die Längsrichtung der jeweiligen Streifen

302 ,302, ,... 302 des Strom pfad, abschnittes 302 übera D η

quert. Der Bereich A. des ersten Magnetfeldes EL ist durch Strichlinien dargestellt und der Bereich A„ des zweiten Magnetfeldes H ist durch Strichpunktlinien dargestellt.

Weiter sind das Magnetwiderstandselement 301 und das Magnetisierungsmaterial 4 so vorgesehen, daß sie in einer Richting orthogonal zur Grenzlinie 1„, der Richtung gemäß dem Pfeil X-X in der Zeichnung, relativ»_ver schiebbar sind, und die Lage der Grenzlinie 1 , die den Strom;pfad.abschnitt 302 kreuzt, wird durch die Bewegung des ^.-.Jiä'gnetisierungsmaterials 4 bewegt. Bei einem so ausgebildeten Ausführungsbeispiel wird eine Umsetzung von Magnetismus in Elektrizität entsprechend der Verschiebung der Grenzlinie l»j., die den Strom pfahlabschnitt 302 kreuzt, gemäß der Charakteristik der Funktion f (u) durchgeführt, die in der Zeichnung durch eine Strichpunktlinie dargestellt ist, die durch die Änderung der Erstreckung in Längsrichtung der Streifen

302 ,302 ,...302 gegeben ist, um eine Ausgangsspannung an η

V über den Anschlüssen 3a»3t> zu erhalten. Wenn die Funktion f (u) linear ist, wird eine lineare Charakteristik der Magnetismus/Elektrizitäts-Umsetzung erreicht, und wenn sie gekrümmt ist, wird eine gekrümmte Umsetzung erreicht, wo-

J ede

durch Umsetzungscharakteristik von Magnetismus in Elektrizität entsprechend der Funktion f(u) erreicht werden kann.

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-ft-

Leerseite

Claims

Ansprüche;

ein Magnetwiderstandselement (1,14,21,31,101,111,121,201, 211,301) mit einem aus einem ferromagnetisehen Material gebildeten Strompfad abschnitt (2, 2A, 28,2A., 2B₁^A₀, 2B_g, 102,102A,102B,102A₁,102A₀,102B.,102B₀,202,202A,202B, 3O2A,3O2B), der als Magnetismus-Erfassungsbereich dient, eine Stromquelle (5_t15) zur Zufuhr von Vorstrom zu dem Strompfad abschnitt (2,102,202,302) und ein Magnetisierungsmaterial (4,14,24_,24 ,34,44,124„, 124 ) zum Erreichen von Magnetfeldern unterschiedlicher Richtung für die jeweiligen Bereiche, die durch Teilen des Magnetismus-Erfassungsbereiches in zumindest zwei Bereiche erhalten sind,

wobei das Verhältnis des einen Bereichs zum anderen, denen die jeweiligen Magnetfelder jeweils zugeordnet sind, veränderbar ist gemäß der Relatiwer Schiebung zwischen dem Magnetwiderstandselement (.1,11,21, 31» 101, 111,121,201,211,301) und dem Magnetisierungsmaterial

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_ ₂ J 301 H62

2. Magnetfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetisierungsmaterial Magnetfelder unterschiedlicher Richtung in einem ersten Bereich bzw.
einem zweiten Bereich erzeugt, die durch eine Grenzlinie (L·) über den Magnetismus-Erfassungsbereich in dem Magnetwiderstandselement über eine Richtung der
Relati wer Schiebung zwischen dem Magnetwiderstandselement und dem Magnetisierungsmaterial voneinander
getrennt sind.

3- Magnetfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetisierungsmaterial zumindest zwei magnetisierte Bereiche enthält, die jeweils aus magnetisierten Streifen bestehen, die parallel und nebeneinander angeordnet sind und mit entgegengesetzter Polarität magnetisiert sind, wobei die Richtung der. Anordnung der parallelen magnetisierten Streifen in dem einen magnetisierten. Bereich sich von der der parallelen magnetisierten Streifen in dem anderen magnetisierten Bereich unterscheidet und wobei die jeweiligen magnetisierten Bereiche in Nebeneinanderanordnung angeordnet sind, wobei die Grenzlinie dazwischen vorgesehen ist.

k. Magnetfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetismus-Erfassungsbereich in einen ersten Bereich und in einen zweiten Bereich in einer Richtung orfogonal zur Richtung der relativen Verschiebung zwischen dem Magnetwiderstandselement und dem Magnetisierungsmaterial mittels eines dritten Bereichs (Ac,A.) einer gegebenen Breite (S..,L ) geteilt ist, der den Magnetismus-Erfassungsbereich in dem Magnetwiderstandselement kreuzt, wobei das Magnetisierungsmaterial in den jeweiligen Bereichen ein Magnetfeld unterschiedlicher Richtungen erzeugt«

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5· Magnetfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetisierungsmaterial ein Vormagnetisierungsmaterial (24 , 124 ) zum Erzeugen eines Vormagnetfeldes zum vollständigen magnetischen Sättigen des ferromagnetischen Materials in nur einer Richtung, wobei das den Strompfad abschnitt bildende ferromagnetische" Material als Magnetismus-Erfassungsbereich in dem Magnetwiderstandselement bildet, und ein Signal-Magnetisierungsmaterial (24_C) aufweist, um örtlich ein Signal-Magnetisierungsfeld für den Magnetismus-Erfassungsbereich in dem Magnetwiderstandselement zu erreichen, wobei sich die Richtung des Signal-Magnetisierungsfeldes von der des Vormagnetisierungsfeldes unterscheidet, und wobei das Signal-Magnetisierungsmaterial (24„,124_C) eine freie Verschiebbarkeit gegenüber dem Magnetwiderstandselement aufweist.

6. Magnetfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetwiderstandselement einen ersten Strompfad abschnitt (2A) _f einen zweiten Strom, pfadabschnitt (2B), der mit dem anderen zwischen Stromversorgungsanschlüssen "(3a, 3b) in Reihe geschaltet ist, und einen Ausgangsanschluß (3c) aufweist, das am Mittelpunkt der Verbindung zwischen den jeweiligen Strom, pfadabschnitten (2A,2B) vorgesehen ist.

7- Magnetfühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetwiderstandselement mit einem ersten Strompfad abschnitt (2A) und einem zweiten Strompfad .-abschnitt (2B) vorgesehen ist, die zwischen Stromversorgungsanschlüssen (3a,3"b) reihengeschaltet sind, und einen Ausgangsanschluß (3c) aufweist, der an dem Mittelpunkt der Verbindung zwischen den jeweiligen Strompfad ·- abschnitten (2A,2B) vorgesehen ist, und daß das Magnetisierungsmaterial (34) dem Magnetwiderstandselement (11) in einer Weise gegenüberliegend angeordnet ist, daß eine Grenzlinie (1 ), die in den jeweiligen Be-

Sk.

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_ ₄ _ "" " " "301H62

reichen der Magnetfelder unterschiedlicher Richtung vorhanden ist, sich über den ersten Strompfad .abschnitt (2A) erstreckt und die andere Grenzlinie (1, ) sich

über den zweiten Strompfad abschnitt (2B) erstreckt.

8. Magnetfühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetwiderstandselement (11) vorgesehen ist, das einen ersten und einen zweiten Strompfad abschnitt, die in Reihe zwischen Btromversorgungsanschlussen (3^a> 3b) angeschlossen sind, und einen Ausgangsanschluß (3c) aufweist, der an dem Mittelpunkt der Verbindung zwischen den jeweiligen Strompfad ^abschnitten vorgesehen ist, und daß das Signal-Magnetisierungsmaterial (2k~) dem Magnetwiderstandselement (11) gegenüberliegend angeordnet ist, um ein Signal-Magnetfeld in einem Bereich gegebener Breite (L-) zu erreichen, der sich zwischen dem ersten Strom.pfad abschnitt und dem zweiten Strompfadabschnitt erstreckt.

9· Magnetfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetwiderstandselement (21) aufweist ■ einen ersten und einen zweiten Strom, pfadabschnitt (2A₁^B₁), die in Reihe zwischen den Stromversorgungsanschlüssen (3al,3bl) angeschlossen sind, einen zweiten und einen, dritten Strom..ρf^dabschnitt (2A„,2B_O), die in Reihe miteinander zwischen den Stromversorgungsanschlüssen (3b2,3a2) angeschlossen sind, und einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluß (3cl,3c2), die jeweils an den Mittelpunkten der Verbindungen zwischen den Strom: p'f adabschnitten (2A , 2B . , 2A_O , 2B_O)

X X £ et

vorgesehen sind.

10. Magnetfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetwiderstandselement (3^) aufweist einen ersten und einen zweiten Strom pfadabschnitt, die in Reihe zueinander zwischen den Stromversorgungsanschlüssen geschaltet sind, einen dritten und einen vier-

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ten Strom pfad abschnitt, die in Reihe zueinander zwischen den Stromversorgungsanschlüssen geschaltet sind, wobei die jeweiligen Strompfad.abschnitte parallel zueinander angeordnet sind*, und einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluß, die an den Mittelpunkten der Verbindung zwischen den JBweiligen Strom.pfad abschnitten vorgesehen sind (Fig. l4).

11. Magnetfühler nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetwiderstandselement vorgesehen ist, das aufweist

einen ersten und einen zweiten Strom pfad.abschnitt (2A^,2B-),die in Reihe zwischen den Stromversorgungsanschlüssen (3al,3bl) geschaltet sind, einen dritten und einen vierten Stroir pfad abschnitt (2Ar,,2B_), die in Reihe zwischen die Stromversorgungsanschlüsse (3b2, 3a2) geschaltet.sind, und einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluß (3cl,3c2), die an den Mittelpunkten der Verbindung zwischen den jeweiligen Strom pfad abschnitten vorgesehen sind, und daß das Magnetisierungsmaterial (3^) in dem Magnetwiderstandselement (21) so gegenüberliegend angeordnet ist, daß eine Grenzlinie (1 ), die in dem ;jeweiligen Bereich der MagnetfelAr unterschiedlicher Richtung vorgesehen ist, sich über den ersten und den dritten Strom pfad abschnitt (2A.,,2A ) erstreckt, und die andere Grenzlinie (1, ) sich über den zweiten

und den vierten Strom pfad-abschnitt (2B.,2B_O) erstreckt.

12. Magnetfühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetwiderstandselement (3^) vorgesehen ist, das aufweist

einen ersten und einen zweiten Strom pfad abschnitt (2Aj,2B^), die in Reihe zwischen den Stromversorgungsanschlüssen (3al,3bl) vorgesehen sind, einen dritten und einen vierten Strompfad abschnitt (2A ,2B ), die in Reihe zwischen den Stromversorgungsanschlüssen (3b2,3a2) vorgesehen sind, und einen ersten und einen

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zweiten Ausgangsanschluß (3cl,3c2), die an den Mittelpunkten der Verbindung zwischen den jeweiligen Strompfad -abschnitten vorgesehen sind, und daß das Signal-Magnetisierungsmaterial (2k_c) dem Magnetwiderstandselement (3^) so gegenüberliegend angeordnet ist, daß ein Signal-Magnetfeld in einem Bereich gegebener Breite erzeugt wird, der sich zwischen den jeweiligen Strompfadabschnitten erstreckt (Fig. 13).

13. Magnetfühler nach einem der Ansprüche 2,3₅^t und 5₅ dadurch gekennzeichnet,

daß eine Konstantstromquelle (5) vorgesehen, ist, zur Zufuhr eines Vorstroms zu den Strom.pfad ibschnitten des MagnetwiderStandselements.

14. Magnetfühler nach einem der Ansprüche-6-12, dadurch gekennzeichnet, daß eine KonstantSpannungsquelle (5i^5) vorgesehen ist, um einen Forstrom den jeweiligen Strom-

pfadabschnitten in dem Magnetwiderstandselement zuzuführen.

15- Magnetfühler nach einem der Ansprüche 2,3 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des ersten Magnetfeldes und die Richtung des zweiten Magnetfeldes derart sind, daß die eine parallel zur Richtung der relativen Verschiebung zwischen dem Magnetisierungsmaterial und dem Magnetwiderstandselement ist und daß die andere die Richtung der relativen Verschiebung kreuzt.

l6. Magnetfühler nach einem der Ansprüche 5i& und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des Signal-Magnetfeldes und die des Vormagnetfeldes so sind, daß die eine parallel zur Richtung der relativen Verschiebung zwischen dem Magnetwiderstandselement und dem Signal-Magiietisierungsmaterial ist, und die andere die Richtung der relativen Verschiebung zwischen dem Magnet-

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Kxderstandselement und dem Signal-Magnetisierungsmaterial kreuzt.

17. Magnetfühler nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Strompfad abschnitt (102,202,302) des Magnetwiderstandselements (101,201, 3OI) aus einem ferromagnetisehen Material gebildet ist, und aus mehreren parallelen Streifen (102a,102b...102n;

202a,202b,...202n; 302a,302b, 3O2n) besteht, die parallel

angeordnet sind und die miteinander reihengeschaltet sind, wodurch ein meanderförmiger Verlauf erreicht ist.

18. Magnetfühler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,

daß die relative Verschiebung des Magnetisierungsmaterials (k) gegenüber dem Magnetwiderstandselement (101) in einer Richtung parallel zur Längserstreckung der vielen Streifen im jeweiligen Strom: pfadabschnitt (102) erfolgt.

19. Magnetfühler nach Anspruch 17 ₅ dadurch gekennzeichnet, daß die relative Verschiebung zwischen dem Magnetwiderstandselement (lOl) und dem Magnetisierungsmaterial (k) in einer Richtung erfolgt, die die LängserStreckung der vielen Streifen des jeweiligen Strom pfadabschnitts (102) kreuzt.

20. Magnetfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetwiderstandselement (3OI) vorgesehen ist, das einen ersten und einen zweiten Strom'pfadabschnitt (3O2A,3O2B) aufweist, die aus einem ferromagnetischen Material und jeweils aus mehreren Streifen (302A₁,

302A₀,...302A ; 302B.,302B₀,...302B ) bestehen, wobei ^ η 1 d» η

die mehreren Streifen des ersten Strom pfadabschnitts in einer die mehreren Streifen des zweiten Strompfad abschnitte kreuzenden Weise angeordnet sind (Fig.30,31)·

21. Magnetfühler nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch ge-

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kennzeichnet, daß ein Magnetwiderstandselement vorgesehen ist mit einem ersten Strompfad abschnitt aus einem forromagnetisehen Material und. mehreren Streifen, die in einer Richtung angeordnet sind, die mehrere Streifen eines zweiten Stroirpfad abschnittes kreuzen, wodurch ein meanderförmiger Verlauf erreicht ist.

22. Magnetfühler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Stz-eifen (202A ,202A ,...202A ,202B

X & Xl X

202B , ...202B ) in dem jeweiligen Strompfad abschnitt ti* η

(2O2A,2O2B) parallel zueinander angeordnet sind, sowie unter einem gegebenen Winkel gegenüber der Richtung der Relatiwerschiebung zwischen dem Magnetwiderstandselement (211) und dem Magnetisierungsmaterial schräggestellt· sind.

23. Mfignetfühler nach Anspruch 6 oder 9> dadurch gekennzeichnet ,

daß ein Magnetwiderstandselement aus einem ferromagnetischen Material mit mehreren Streifen vorgesehen ist, die in jeweiligen Strompfad abschnitten parallel zueinander angeordnet und miteinander reihengeschaltet sind, . um so einen meanderförmigen Verlauf zu erreichen, wobei das Magnetwiderstandselement einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist, die durch einen dritten Bereich gegebener Breite getrennt sind, der den Magnetismus-Erfassungsbereic_h des Magnetwiderstandselements in einer Richtung kreuzt, die die Richtung der relativen Verschiebung zwischen dem Magnetwiderstandselement und einem Signal-Magnetisierungsmaterial kreuzt, daß das Signal-Magnetisierungsmaterial Signal-Magnetfelder erzeugt, die in ihrer Richtung in dem ersten Bereich, dem zweiten Bereich und dem dritten Bereich jeweils gegeneinander invertiert sind, und daß ein Vormagnetisierungsmaterial Vormagnetisierungsfelder erzeugt, deren Richtung sich von der des Signal-

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Magnetfeldes unterscheidet»

24. Magnetfühler nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen die jeweiligen Strom, pfadabschnitte bildenden Streifen mit einer Neigung von 45 gegenüber der Richtung der relativen Verschiebung zwischen dem Magnetwiderstandselement (211) und dem Signal-Magnetisierungsmaterial (124,;.) vorgesehen sind, und daß die Richtung des Signal-Magnetfeldes und diejenige des Vormagnetfeldes so sind, daß das eine unter einem rechten Winkel die Richtung der relativen Verschiebung zwischen dem Magnetwiderstandselement (211) und dem Signal-Magnetisierungsmaterial (124,-.) schneidet und das andere parallel zu dieser Richtung der relativen Verschiebung ist (Fig. 33)·

25· Magnetfühler nach Anspruch I7, dadurch gekennz eichnet, daß die Länge der jeweiligen die jeweiligen Strompfad abschnitte des Magnetwiderstandselements (3OI) bildenden Streifen (302a,302b,..·3Ο2η) durch eine gewünschte Funktion (f(u)) bestimmt ist (Fig. 37,38).

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