DE3148754A1 - Magnetische sensor-schaltervorrichtung - Google Patents
Magnetische sensor-schaltervorrichtungInfo
- Publication number
- DE3148754A1 DE3148754A1 DE19813148754 DE3148754A DE3148754A1 DE 3148754 A1 DE3148754 A1 DE 3148754A1 DE 19813148754 DE19813148754 DE 19813148754 DE 3148754 A DE3148754 A DE 3148754A DE 3148754 A1 DE3148754 A1 DE 3148754A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- bias
- current
- current path
- magnetic
- resistance element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/945—Proximity switches
- H03K17/95—Proximity switches using a magnetic detector
- H03K17/9517—Proximity switches using a magnetic detector using galvanomagnetic devices
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Sensor-Schaltervorrichtung,
die durch die Annäherung eines magnetisch permeablen Materials betätigt wird, und
insbesondere auf eine magnetische Sensor-Schaltervorrichtung, die einen Magnetismus durch ein drei An-Schlüsse
aufweisendes magnetisches Widerstandselement festzustellen gestattet, bei dem Widerstandscharacteristiken
ausgenutzt sind, die durch den ferromagnetischen Magnetwiderstandseffekt hervorgerufen werden. Ein
Element zur Umsetzung von Magnetismus in Elektrizität,
*° welches die Ausgangsspannung in Abhängigkeit von dem
Magnetfeld ändert, ist ein herkömmliches Element, welches
auf dem Gebiet von Instrumenten bzw. Geräten und Artikeln in weitem Umfang verwendet wird, wie als Leser zum
Lesen von magnetischen Maßen und von magnetisch festgelegten Festgrößen als Frequenzgenerator zur Steuerung
der Drehung eines Motors etc. oder zum kontaktlosen
Schalten und zur Pegeleinstellung.
Für dieses eine Umsetzung von Magnetismus in Elektrizität
vornehmende Umsetzelement kann das einen magnetischen Widerstand Hufweisende ferromagnetische.':;Element verwendet
werden, welches auf dem Prinzip der Feststellung des Magnetismus basiert, indem der ferromagnetische
Widerstandseffekt von ferromagnetischem Metall ausge-
nutzt wird. Dabei kann auch ein Halbleiterelement mit
magnetischem Widerstand oder ein Hall-Element verwendet werden, welches auf dem Prinzip der Feststellung von
Magnetismus basiert, indem der Halbleiter-Magnetwider-
stands-Effekt des Halbleiters ausgenutzt wird. In 35
herkömmlicher Weise sind das Halbleiter-Magnetwiderstands-Element
und das Hall-Element unter Verwendung
des Halbleiters hauptsächlich für das Element zur Umsetzung von Magnetismus in Elektrizität herangezogen
worden.
Der ferromagnetische Widerstandseffekt von ferromagnetischem
Metall kann generell in zwei Arten von Effekten aufgeteilt werden. Der erste Effekt ist eine
Änderung des Widerstands, der sich mit einer spontanen Änderung der Magnetisierung aufgrund des externen
IQ Magnetfeldes ändert und der durch die Mott-Theorie erläutert
wird. Im allgemeinen ist dieser Effekt ein negativer Magnetwiderstands-Effekt, was bedeutet,
daß bei Vergrößerung des Magnetfeldes der Widerstand linear vermindert wird und daß dieser Effekt isotrop
in Bezug auf die Richtung des Magnetfeldes ist. Obwohl dieser Effekt in der Nähe des Curie-Punktes in dem
Fall verstärkt ist, daß die spontane Magnetisierung gesteigert wird, kann dieser Effekt so lange vernachlässigt
.werden, wenn nicht starke Magnetfelder einwirken.
Auch der zweite bei einem relativ schwachen Magnetfeld beobachtete Effekt ist ein solcher Effekt, bei dem
sich der Widerstand anisotropisch mit einem Winkel zwischen der Magnetisierungsrichtung und der Stromrichtung
ändert. Dieser Effekt ist in dem Temperaturbereich stark ausgeprägt, in dem sich die spontane Magnetisierung
mit der Temperatur schwach ändert und kleiner wird, wenn man sich dem Curie-Punkt nähert. Im allgemeinen
weist der magnetische Widerstand des ferromagnetischen Metalls einen Maximalwert dann auf, wenn die Stromrichtung
prallel zur Magnetisierungsrichtung verläuft, während ein minimaler Wert dann vorliegt, wenn die
betreffenden Richtungen rechtwinklig zueinander verlaufen. Dies läßt sich durch folgende allgemeine Gleichung
angeben:
= Rl · sin2© + R// · cos2© (1).
Die Gleichung (1) ist als Viogt-Thomson Gleichung bekannt.
Bei dieser Gleichung (1) bezeichnet θ den Winkel zwischen dem Strom und der Sättigungs-Magnetisierung,
Ribezeichnet den Widerstand für den Fall, daß der
Strom rechtwinklig zu der Sättigungs-Magnetisierung verläuft und R/j bzeichnet den Widerstand für den Fall,
daß der Strom parallel zu der Sättigungsipagnetisierung verläuft. Die magnetischen Widerstandselemente aus ferromagnetischem
Metall, die diesen zweiten Effekt ausnutzen, sind teilweise in praktischem Gebrauch. Als
ferromagnetischelMetalle, die den ferromagnetischen Widerstandseffekt zeigen, sind bekannt: NiCo-Legierung,
NiFe-Legierung, NiAl-Legierung, NiMn-Legierung oder NiZn-Legierung.
In Fig. 1 ist das Prinzip einer herkömmlichen Ausführungsform einer magnetischen Sensor-Schaltervorrichtung
gezeigt, die durch die Verwendung eines magnetischen Widerstandselements Io gebildet ist, bei dem
der ferromagnetische Widerstandseffekt ausgenutzt ist. Bei der in Fig. 1 dargestellten herkömmlichen Ausführungsform
weist das magnetische Widerstandselement 1ο einen ersten Stromweg 1 und einen zweiten Stromweg 2
auf. Diese beiden Stromwege sind durch ferromagnetisches Metall gebildet und miteinander in Reihe geschaltet.
An den beiden Enden sind die betreffenden Stromwege mit Anschlüssen 3, 4 für einen Stromausgleich versehen,
und der Mittelpunkt der betreffenden Verbindung ist mit einem Ausgangsanschluß 5 verbunden. Dadurch ist
ein drei Anschlüsse aufweisendes magnetisches Widerstandselement gebildet. Der erste Stromweg 1 und der zweite
Stromweg 2 sind außerdem so angeordnet und so geformt, daß sie rechtwinklig zueinander verlaufen. Ein Sättigungs-Vormagnetisierungsfeld
H_ wird von einem Vormagnetisierungs-Magneten 6 hervorgerufen, der an diesem
3U8754
magnetischen Widerstandselement 1o fest angebracht ist.
Dieses Vörmagnetisierungsfeld wird auf den ersten Stromweg 1 rechtwinklig zu dem Vorstrom und auf den
zweiten Stromweg 2 parallel zu dem dort fließenden Vorstrom ausgeübt.
Das magnetische Widerstandselement 1o ist so angeordnet,
daß es relativ zu einem magnetisch permeablen Stab 7 bewegt wird, der aus einem magnetisch permeablen
Material besteht. Dieser Stab dient als ein zu ermittelndes Teil. Das magnetische Widerstandselement
ermittelt die Änderungen in der Richtung des Vormagnetisierungsfeldes Hg bezogen auf die Stromwege.
Diese Änderungen werden durch die Annäherung des magnetisch permeablen Stabes 7 hervorgerufen.
Das magnetische Widerstandselement 1o ist zwischen den
Anschlüssen 3 und 4 mit Außenwiderständen 11 bzw. 12 verbunden. Dadurch ist eine Widerstands-Brückenschaltung
gebildet, der der Vorstrom von einer nicht dargestellten Vorstromquelle geliefert wird. Zwischen dem
Ausgangsanschluß 5 des magnetischen Widerstandselementes
1o und dem Ausgangsanschluß 13, der mit dem Verbindungspunkt zwischen den Außenwiderständen 11 und 12 ver-
bunden ist, wird über eine Differenzverstärkerschaltung
15, die durch einen Operationsverstärker 14 gebildet
ist, ein unsymmetrisches bzw. nicht ausgeglichenes Ausgangssignal erhalten.
Wenn sich bei der so gebildeten herkömmlichen magnetischen Sensor-Schaltervorrichtung der magnetisch permeable
Stab 7 dem magnetischen Widerstandselement 1o annähert, dann wird der magnetisch permeable Stab 7 durch das
Vormagnetisierungsfeld H derart magnetisiert, daß ein
Magnetfeld in der Richtung abgegeben wird, die recht-
winklig zu dem Vormagnetisierungsfeld Hß verläuft.
Dadurch wird ein Betriebs-Magnetfeld in Richtung des in der Zeichnung dargestellten Pfeiles in den Stronwegen
1 und 2 des magnetischen Widerstandselements 1o erzeugt. Damit zeigen die Stromwege 1, 2 Widerstandscharakteristiken
entsprechend der Gleichung (1)auf die Änderung der Richtung eines vorgegebenen Magnetfeldes hin und
erzeugen zwischen den Ausgahgsanschlüssen 5, 13 eine
unsymmetrische Ausgangsspannung 4V, die durch folgende Gleichung gegeben ist:
4 V = KV0 cos2A9 (2) ·.-
Da bei der herkömmlichen Ausführungsform die Richtung
des Vormagnetisierungsfeldes H„ so festgelegt ist, daß θ = 9o° in der Gleichung (2) ist, und da die durch
die Annäherung des magnetisch permeablen Stabes 7 hervorgerufene Richtungsänderung des Magnetfeldes etwa
+15° bei θ = 9o° beträgt und da darüberhinaus der tatsächliche Arbeitspunkt des Schalters auf etwa 1/3
des Ausgangspegels festgelegt ist, wird eine Änderung in der Richtung des Magnetfeldes von +1o° bei θ = 9o°
ermittelt, um die Schaltoperation zu ermöglichen. Die Ausgangsspannung V, die in der obigen Gleichung (Z)
angegeben ist, wird für diese Schaltoperation innerhalb des Bereiches ausgenutzt, der durch die voll ausgezogene
Linie in der Kennlinienkurve für KVn cos2e
veranschaulicht ist, die durch die gestrichelte Linie in Figur 2 dargestellt ist. Bei der herkömmlichen magnetischen
Sensor-Schaltervorrichtung mit derartigen Betriebseigenschaften hat sich herausgestellt, daß
sie eine Temperaturabhängigkeit von etwa 1oo-2oo mV/1o C
aufweist, wenn die Temperaturkennlinie der Ausgangs-,
spannung 4V tatsächlich in der Nachbarschaft des Schalter-Arbeitspunktes
gemessen wird.
In Anbetracht der Probleme, die die herkömmliche Ausführungsform mit sich bringt, liegt der vorliegenden
Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Änderungsrate der Ausgangsspannung auf die Änderung der Richtung
des Magnetfeldes infolge der Annäherung des magnetisch permeablen Stabes derart zu vergrößern, daß die
Feststellungs-Empfindlichkeit '»verbessert wird, während die Änderung der Ausgangsspannung auf die Temperaturänderung
hin vermindert wird, was bedeutet, daß unter -^q Schaffung einer magnetischen Sensor-Schaltervorrichtung
mit einem neuen Aufbau die Temperaturabhängigkeit der Ausgangsspannung reduziert sein soll.
Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die in den Patentansprüchen erfaßte Erfindung.
Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an einem Ausfühfungsbeispiel näher erläutert.
Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau einer bekannten Ausführungsform einer magnetischen Widerstands-Sensor-Schaltvorrichtung.
Figur 2 zeigt in einem Kennliniendiagramm die Arbeitskennlinie der bekannten Ausführungsform.
Figur 3 veranschaulicht schematisch das Prinzip des Aufbaus einer Ausführungsform einer magnetischen Sensor-Schaltvorrichtung
gemäß der Erfindung. 30
Figur 4 zeigt in einem Kennliniendiagramm die Arbeitskennlinie der Ausführungsform gemäß der Erfindung.
Figur 5 zeigt schematisch ein praktisches Anordnungsmuster von Stromwegen von magnetischen Widerstandselementen,
die bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung
angewandt werden.
S3U875A
Figur 6 zeigt schematisch im Prinzip den Aufbau einer weiteren Ausführungsform der magnetischen Sensor-S
ch altvorri ch tung.
Figur 7 zeigt in einem Kennliniendiagramm die Arbeitskennlinie der Ausführungsform gemäß Figur 6»
Figur 8 zeigt schematisch eine modifizierte Ausführungsform gemäß der Erfindung.
10
10
Figur 9 zeigt in einer Seitenansicht Hauptbereiche eines konkreten Aufbaus der Ausführungsform gemäß
der Erfindung.
1S in Figur 3 ist schematisch das Prinzip der magnetischen
Sensor-Sehaltvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
gezeigt. Gemäß Figur 3 weist ein magnetisches Widerstandselement 2o einen ersten Stromweg 21 und
einen zweiten Stromweg 22 auf. Diese beiden Stromwege
2^ .sind aus einem geradlinig angeordneten ferromagnetischen
Widerstandsmaterial gebildet und miteinander in Reihe geschaltet. An beiden Enden sind die Stromwege mit Vorspannungsanschlüssen
23, 24 verbunden;und der Mittelpunkt der betreffenden Verbindung ist mit einem Aus-'
° gangsanschluß 25 verbunden. Dadurch ist ein drei Anschlüsse aufweisender Aufbau geschaffen. Eine Vorstrom-
bzw. Vorspannungsquelle 26 ist zwischen den Vorspannungsanschlüssen 23j24 des magnetischen Widerstandselements
20 derart angeschlossen, daß ein Vorstrom I„ ,
von der Vorstromquelle 26 geliefert wird. Ein Vormagneti-J sierungsfeld Hg, das in Richtung eines Winkels G0 be- j
zogen auf den Vorstrom Ig auftritt, wird auf die Stromwege
21,22 des magnetischen Widerstandselements 20 durch einen Vormagnetisierungs-Magneten 30 ausgeübt.
. ;
ι a · h
31A8754
Wenn die Richtung des Vormagnetisierungsfeldes Hn
in den entsprechenden Stromwegen 21, 22 durch die Annäherung des magnetisch permeablen Stabes 28 um
eine feine Winkelauslenkung + θ ausgelenkt ist · und angenommen wird, daß VQ die Spannung ist, die an
den beiden Anschlüssen 23, 24 des magnetischen Widerstandselements 2o von der Speisequelle 26 her angelegt
wird, dann tritt als Ausgangsspannung V (4Θ), die
zwischen dem Ausgangsanschluß 25 und dem erdseitigen Anschluß 24 erzeugt wird, folgende Spannung auf:
In dem ersten Stromweg 21 ist der Widerstandswert RA
vorhanden, was durch die folgende Gleichung (3) zum Ausdruck kommt:
RA(4Ö) = R_L sin. (θο + ΔΘ) + R// cos (θο +Δ θ) ... (3).
Dies entspricht der Voigt-Thomson— Gleichung (1).
In dem zweiten Stromweg 22 ist der Widerstandswert Rn
vorhanden, wie er durch folgende Gleichung (4) veranschaullcht ist:
RnWQ) = Rx sin2 (Q0 - Δ θ) + R// cos2(90 - ΔΘ)
(4).
Damit kann die Ausgangsspannung V(^Q) durch folgende
Gleichung (5) angegeben werden:
RB
R. (ΔΘ) +
A
ν 1 %
12 - v0
2 2(R1 +
In der das magnetische Widerstandselement 2o verwendenden magnetischen Sensor-Schaltvorrichtung genügt
die Ausgangsspannung 4V folgender Beziehung:
AV = K1V0 · sin 2Δ& . (6)
Diese Ausgangsspannung wird dadurch erhalten, daß
als Detektor-Ausgangsspannung ,4V eine unsymmetrische
Spannung bezogen auf die Bezugsspannung V_/2 durch
2Q eine Brückenschaltung erzeugt wird, und zwar ähnlich
wie beispielsweise bei der herkömmlichen Ausführungsform. Diese Ausgangsspannung AV ist durch die voll
ausgezogene Linie der Kennlinienkurve KiV0 . sin2ö
veranschaulicht, wie sie in Figur 4 gezeigt ist.
Im Prinzip weist diese Ausgangsspannung eine Null-Temperaturabweichung
auf und zeigt dennoch eine maximale Änderungsrate für4 9, wenn θ auf 45° festgelegt
ist, und für·4θ = 0, wodurch eine Schaltoperation
mit hoher Empfindlichkeit und Stabilität ermöglicht ist, vorausgesetzt, daß der tatsächliche Arbeitspunkt
des Schalters auf einen Punkt P- festgelegt istf
wie er in Figur 4 angedeutet ist.
Die magnetische Sensor-Schaltvorrichtung, die diesem
Prinzip genügt, kann mit dem beispielsweise in Figur gezeigten konkreten Aufbau sehr einfach durch einen
Vormagnetisierungs-Magneten 5o und durch ein magnetisches
Widerstandselement 2o gebildet sein, welches durch
mäanderartige Stromwege 41 bzw. 42 gebildet ist, die in Richtung eines Winkels von 45° bezogen auf das
Vormagnetisierungsfeld H · angeordnet sind, welches
durch den Vormagnetisierungs-Magneten 5o hervorgerufen wird. Das magnetische Widerstandselement 4o, welches
auf dem Vormagnetisierungs-Magneten 3o angeordnet ist, ' ist in einem Gehäuse 51 aufgenommen und mit der externen
3U8754
Anschlußschaltung, wie einer Vorspannungsquelle und einer Detektorschaltung (nicht dargestellt) über ein
Anschlußkabel 52 verbunden, welches mit den entsprechenden Anschlüssen 43, 44 und 45 verbunden ist. Außerdem
ist in einem Ende des Vormagnetisierungs-Magneten 5o
ein magnetisches Joch 53 angeordnet, welches parallel zu einem magnetisch permeablen Stab 48 eines zu ermittelnden
Teils verläuft, so daß die Empfindlichkeit der Richtungsänderung in dem Vormagnetisierungsfeld
Hß aufgrund der Annäherung des magnetisch permeablen
Stabes 48 verbessert ist.
Da bei der magnetischen Sensor-Schaltvorrichtung mit
diesem Aufbau die Ausgangsspannung der ^'V (Θ) des magnetischen
Widerstandselements 4o aufgrund der Annäherung des magnetisch permeablen Stabes 48 von dem Bezugspunkt
θ = 45° auf der Kennlinienkurve K..V- sin 2Θ erzielt
wird, ist die Feststellungs- bzw. Detektorempfindlichkeit
verbessert, während die Temperaturdrift vermindert ist. Dies ermöglicht es, den Detektorbetrieb mit
hoher Empfindlichkeit und Stabilität durchzuführen. Dieser Effekt kann darüberhinaus dann erreicht werden,
wenn die Richtung des Vormagnetisierungsfeldes zu
dem Vorstrom in der Nähe von θ = 45° liegt, und zwar sogar noch dann, wenn dieser Wert nicht exakt auf θ =
festgelegt ist.
Anschließend wird die in Figur 6 dargestellt Ausführungsform betrachtet, die eine verbesserte Ausführungsform
darstellt, bei der der Arbeitspunkt der auf dem Betriebsprinzip basierenden magnetischen Sensor-Schaltvorrichtung
auf einen Wert bzw. eine Position eingestellt werden kann, bei der eine maximale Feststellungs-Empfindlichkeit
und eine Null-Temperaturdrift im Prinzip erzielt werden.
Gemäß Figur 6 weist ein magnetisches Widerstandselement
12o einen ersten Stromweg 1:21 und einen zweiten Stromweg 122 auf. Diese beiden Stromwege sind durch ein
ferromagnetisches Widerstandsmaterial gebildet und miteinander in Reihe geschaltet. An den beiden Enden
sind Vorspannungs-Anschlüsse 123, 124 vorgesehen, und der Mittelpunkt der Reihenschaltung ist mit einem
Ausgangsanschluß 125 verbunden. Dadurch ist ein drei
Anschlüsse aufweisendes magnetisches Widerstandselement
gebildet. Eine Vorspannungs- bzw. Vorstromquelle ist zwischen den Vorspannungsanschlüssen 123, 124
des magnetischen Widerstandselementes 12o angeschlossen, und eine Vorstrom I- wird von der Vorstromquelle 26 geliefert.
Wenn in den entsprechenden Stromzweigen bzw. Stromwegen 121, 122 des magnetischen Widerstandselements
12o die Richtungen der Vormagnetisierungsfeider Ηβ-,
H2 um einen feinen Auslenkungswinkel +^θ bezogen
auf den Vorstrom Iß geändert werden, und zwar durch eine Annäherung eines magnetisch permeablen Stabes
128, dann wird das Vormagnetisierungsfeld H1 in Richtung
eines Winkels θ_, der nach Belieben eingestellt
sein kann, zuzüglich des feinen Auslenkungswinkels 4 9C, auf den ersten Stromweg 121 ausgeübt. Dies bedeutet,
daß auf diesem ersten Stromweg das Magnetfeld θ + Δθ_ ausgeübt wird. Das Vormagnetisierungsfeld H2
wird in der Richtung θ_ -AQ^ auf den zweiten Stromweg
122 ausgeübt.
Unter der Annahme, daß der Winkel ©_—45 beträgt und daß
die durch die Vorspannungsquelle 126 an die Anschlüsse
123, 124 des magnetischen Widerstandselements 12o angelegte Spannung V0 beträgt, gilt für die Ausgangsspannung
V (.ΔΘ) , die zwischen dem Ausgangsanschluß
125 und dem erdseitigen Anschluß 124 erzeugt wird, folgendes: In dem ersten Stromweg 121 ist ein Widerstandswert
R. vorhanden, der der folgenden Gleichung (7)
• η «
entsprechend der genannten Voigt-Thomson-Gleichung (1)
genügt:
= RjL sin2 (45° - A&Q + Δθ) + R// cos2 (45°
In entsprechender Weise ist in dem zweiten Stromweg 122 ein Widerstandswert Rq vorhanden, der durch die
folgende Gleichung (8) gegeben ist;
= Ri.sin2(45° + A9Q - Δ θ) + R^ cos2(45°
VU9) = ; . v0
c - ΔΘ) (8) .
Demgemäß kann die Ausgangsspannung ν(4θ) durch die
folgende Gleichung (9) angegeben werden:
= V0 - (RJL * R// } sin 2 (49C " Δθ)
2 2(Rj_ + R// ) V0
In der magnetischen Sensor-Schaltvorrichtung, in der das magnetische Widerstandselement 12o verwendet wird,
genügt die erhaltene Ausgangsspannung ^V folgender.
durch die Gleichung 1o, gegebener Beziehung:
4V - K1V0 . sin
Diese Ausgangsspannung wird dadurch erzeugt, daß als
35
Detektor-Ausgangsspannung ^V eine unsymmetrische bzw.
nicht ausgeglichene Spannung bezogen auf die Referenzspannung VQ/2 durch eine Brückenschaltung erzeugt
wird, die ähnlich beispielsweise der bei der herkömmlichen
Ausführungsform verwendeten Brückenschaltung ist.
Diese Ausgangsspannung Δ V ist in der Kennlinienkurve '
K..V- sin 2Θ, wie sie in Figur 7 veranschaulicht ist,
durch eine voll ausgezogene Linie angedeutet. Da die Temperaturdrift im Prinzip beim Ärbeitspunkt P2 Null
wird und da ferner die Änderungsrate für Αθ einen
maximalen Wert dann hat, wenn Q0 auf 45° und Δθ -
Δθ = 0° festgelegt sind, kann die Schaltoperation bei dieser Ausführungsform mit hoher Empfindlichkeit
und Stabilität ausgeführt werden.
Obwohl bei-der betreffenden Ausführungsform die
Richtungen des die Stromwege 121, 122 durchfließenden Vorstroms In miteinander koinzidieren und obwohl
die Richtungen der Vormagnetisierungsfeider H_-, H--auf
einen Winkel von 45° + Δ& bezogen auf die
Richtung des Vorstroms I0 eingestellt bzw. festgelegt
sind, können die entsprechenden Stromwege 141, 142 so orientiert sein, daß sie voneinander abweichen,
wie dies Figur 8 veranschaulicht. Dadurch koinzidieren die Richtungen der Vormagnetisierungsfeider Ηβ-, H2
miteinander für eine ähnliche bzw. entsprechende Operation. Wenn die Vormagnetisierungsfelder HB1, Hß2
so gebildet sind, daß ihre Richtungen miteinander koinzidieren, dann können entsprechend einem konkreten
Ausführungsbeispiel des in Figur 9 dargestellten Aufbaus die Vormagnetisierungsfeider Hßl, H _ auf die
entsprechenden Stromwege 131, 132 durch ein Stück eines Vormagnetisierungs-Magneten 14o derart ausgeübt werden,
daß der Aufbau vereinfacht ist. Gemäß Figur 9 ist ein magnetisches Widerstandselement T3o, welches auf
dem Vormagnetisierungs-Magneten 14o angeordnet ist,
in einem Gehäuse 151 aufgenommen und mit den externen Einrichtungen, wie einer Vorstromquelle und einer
Detektorschaltung (nicht dargestellt) über ein Ver-
bindungskabel 142 verbunden, welches an den Anschlußklemmen
133, 134, 135 angeschlossen ist. Außerdem ist der Vormagnetisierungs-Magnet 14o an dem Ende mit
einem magnetischen Joch 141 versehen, welches parallel zu einem zu ermittelnden magnetisch permeablen Stab
138 vorgesehen ist.
Darüberhinaus sind bei dieser Aus führungsform im Prinzip
die Vormagnetisxerungsfeider Hg.., Hß2 und der Vor-
strom I in der Richtung θ = 45° als einem idealen
Winkel ausgerichtet, wobei die Temperaturdrift der Ausgangsspannung AV zu Null wird. Dabei kommt +4Θ
hinzu. Die Temperaturdrift kann jedoch reduziert werden, und die Änderungsrate der Ausgangsspannung Δ V kann
auf Δ θ verbessert werden, wenn θ ungleich 45° ist.
Der Patentanwalt 20
Claims (7)
- 7-35 Kitashinagawa 6-chomeShinagawa-ku Tökyo/JAPANSE/puAnsprüche[1 ./Magnetische Sensor-Schaltervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensorbereich mit einem drei Anschlüsse aufweisenden magnetischen Widerstandselement (20) vorgesehen ist, welches miteinander in Reihe liegende Stromwege enthält, die durch ein einem magnetischen Widerstand aufweisendes ferromagnetisches Material gebildet sind und deren Mittelpunkt mit einem Ausgangsanschluß verbunden ist, daß eine Speisespannungsquelle (Vo) vorgesehen ist, die einen Vorstrom an die genannten Stromwege abgibt, daß ein Vormagnetisierungs-Magnet 00) vorgesehen ist, der an jeden Stromweg ein Vormagnetisierungsfeld in einer Richtung unter einem Winkel 9Q bezogen auf die Richtung des Vorstromes abgibt, der die jeweilige Strombahn des magnetischen Widerstandselements_(20) durchfließt,und daß eine Annäherung eines magnetisch permeablen Materials dadurch feststellbar ist, daß eine Änderung des Widerstands der jeweiligen Strombahn aufgrund einer feinen Winkelauslenkung + θ der Richtung des Vormagnetisierungsfeldes bei Annhäherung des magnetisch3U875Apermeablen Materials auftritt.
- 2. Vorrichtung..:.nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung des jeweiligen Stromweges des magnetischen Widerstandselements (20) so getroffen ist, daß der Vorstrom an jeden Stromweg in derselben Richtung abgegeben ist.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung des jeweiligen Stromweges und des Vormagnetisierungsfeldes so getroffen ist, daß die Richtung des den einen Stromweg durchfließenden Stromes unter einem Winkel θ zuzüglich einer feinen Winkelauslenkung +4Θ_■ £d.h. θ0 +4Θ ) bezogen auf die Richtung des auf den betreffenden Stromweg ausgeübten Vormagnetisierungsfeldes verläuft^ und daß die Richtung des den anderen Stromweg durchfließenden Vorstroms unter einem Winkel θ_ zuzüglich einer feinen Winkelauslenkung -AQ (d.h. θ,. -^Qp) in Bezug auf die Richtung des auf den Stromweg ausgeübten Vormagnetisierungsfeldes verläuft.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung des jeweiligen Stromweges des magnetischen Widerstandselementes (20) so getroffen ist, daß der Vorstrom an den jeweiligen Stromweg in derselben Richtung abgegeben ist.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des auf den jeweiligen Vorstrom des magnetischen Widerstandselementes (20Ϊ ausgeübten Vormagnetisierungsfeldes durch einen Vormagnetisierungs-Magneten (30) festgelegt ist.
- 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel Θ- zwischen der Richtung des Vormagnetisierungsfeldes und der Richtung des Vorstroms auf 45° festgelegt ist. 5
- 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Stromweg des magnetischen Widerstandselementes (20) aus einem ferromagnetischen Material in Form eines Mäanders gebildet ist, dessen längere Seite in Richtung des Vorstroms verläuft.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55172554A JPS5797231A (en) | 1980-12-09 | 1980-12-09 | Magnetic sensor switch device |
JP55172553A JPS5797230A (en) | 1980-12-09 | 1980-12-09 | Magnetic sensor switch device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3148754A1 true DE3148754A1 (de) | 1982-08-05 |
DE3148754C2 DE3148754C2 (de) | 1991-08-01 |
Family
ID=26494866
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19813148754 Granted DE3148754A1 (de) | 1980-12-09 | 1981-12-09 | Magnetische sensor-schaltervorrichtung |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4492922A (de) |
CA (1) | CA1182171A (de) |
CH (1) | CH657949A5 (de) |
DE (1) | DE3148754A1 (de) |
FR (1) | FR2495859B1 (de) |
GB (1) | GB2089514B (de) |
IT (1) | IT1211140B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5570015A (en) * | 1992-02-05 | 1996-10-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Linear positional displacement detector for detecting linear displacement of a permanent magnet as a change in direction of magnetic sensor unit |
Families Citing this family (40)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS595914A (ja) * | 1982-07-02 | 1984-01-12 | Hitachi Ltd | 磁気的に位置を検出する装置 |
EP0151002B1 (de) * | 1984-01-25 | 1991-08-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetmessaufnehmer |
US4865568A (en) * | 1985-06-18 | 1989-09-12 | Sanshin Kogyo Kabushiki Kaisha | Trim angle sensor for marine propulsion device |
US4801830A (en) * | 1986-08-04 | 1989-01-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Brushless motor |
DE3708104A1 (de) * | 1987-03-13 | 1988-09-22 | Bosch Gmbh Robert | Positionsmessvorrichtung |
JPH01178816A (ja) * | 1988-01-11 | 1989-07-17 | Alps Electric Co Ltd | 磁気センサ |
DE69029153T2 (de) * | 1989-01-18 | 1997-06-19 | Nippon Denso Co | Vorrichtung zur magnetischen Detektion und Vorrichtung zur Detektion einer physikalischen Grösse, die sie verwendet |
US5038130A (en) * | 1990-11-06 | 1991-08-06 | Santa Barbara Research Center | System for sensing changes in a magnetic field |
JP2527856B2 (ja) * | 1991-06-18 | 1996-08-28 | 三菱電機株式会社 | 磁気センサ |
US5247278A (en) * | 1991-11-26 | 1993-09-21 | Honeywell Inc. | Magnetic field sensing device |
DE4303403C2 (de) * | 1992-02-05 | 1996-03-28 | Mitsubishi Electric Corp | Linear-Verschiebungsdetektor |
US5637995A (en) * | 1992-12-09 | 1997-06-10 | Nippondenso Co., Ltd. | Magnetic detection device having a magnet including a stepped portion for eliminating turbulence at the MR sensor |
DE4341890C2 (de) * | 1992-12-09 | 2003-11-06 | Denso Corp | Magnetische Detektionseinrichtung |
SE9401450L (sv) * | 1994-04-26 | 1995-10-27 | Rso Corp | Sätt vid detektering av magnetiska element |
US5644228A (en) * | 1993-08-31 | 1997-07-01 | Eastman Kodak Company | Permanent magnet assembly with MR and DC compensating bias |
US5705924A (en) * | 1993-11-09 | 1998-01-06 | Eastman Kodak Company | Hall effect sensor for detecting an induced image magnet in a smooth material |
US5825593A (en) * | 1994-02-18 | 1998-10-20 | Seagate Technology, Inc. | Electric field modulated MR sensor |
US5644226A (en) * | 1994-03-02 | 1997-07-01 | Nippondenso Co., Ltd. | Magnetic detector having a bias magnet and magnetoresistive elements shifted away from the center of the magnet |
DE4408078A1 (de) * | 1994-03-10 | 1995-09-14 | Philips Patentverwaltung | Winkelsensor |
SE9401436L (sv) * | 1994-04-26 | 1995-10-27 | Rso Corp | Amorfa band med förbättrade egenskaper |
SE9401449L (sv) * | 1994-04-26 | 1995-10-27 | Rso Corp | Sätt och anordning vid kodning av elektroniska etiketter |
SE9401448L (sv) * | 1994-04-26 | 1995-10-27 | Rso Corp | Sätt och anordning vid excitering och detektering av magnetiska element |
SE503526C2 (sv) * | 1994-10-26 | 1996-07-01 | Rso Corp | Sätt för detektering av etiketter med amorfa magnetoelastiska band |
JP2655106B2 (ja) * | 1994-12-07 | 1997-09-17 | 日本電気株式会社 | 磁気抵抗センサ |
JP2982638B2 (ja) * | 1995-01-19 | 1999-11-29 | 株式会社デンソー | 変位検出装置 |
JP3605880B2 (ja) * | 1995-05-12 | 2004-12-22 | 株式会社デンソー | 非接触型回転センサ |
US5781005A (en) * | 1995-06-07 | 1998-07-14 | Allegro Microsystems, Inc. | Hall-effect ferromagnetic-article-proximity sensor |
DE19532065C2 (de) * | 1995-08-31 | 1998-05-07 | Bosch Gmbh Robert | Magnetoresistiver Sensor |
US6674280B1 (en) * | 1999-12-31 | 2004-01-06 | Honeywell International Inc. | Position detection apparatus with distributed bridge sensor |
JP4006674B2 (ja) * | 2001-05-22 | 2007-11-14 | 日立金属株式会社 | 方位計 |
DE10132215A1 (de) * | 2001-07-03 | 2003-01-23 | Philips Corp Intellectual Pty | Anordnung zum Messen der Winkelposition eines Objektes |
US6833706B2 (en) * | 2002-04-01 | 2004-12-21 | Schlumberger Technology Corporation | Hole displacement measuring system and method using a magnetic field |
US6924966B2 (en) * | 2002-05-29 | 2005-08-02 | Superconductor Technologies, Inc. | Spring loaded bi-stable MEMS switch |
US6795697B2 (en) * | 2002-07-05 | 2004-09-21 | Superconductor Technologies, Inc. | RF receiver switches |
US20040017187A1 (en) * | 2002-07-24 | 2004-01-29 | Van Ostrand Kent E. | Magnetoresistive linear position sensor |
US6833697B2 (en) * | 2002-09-11 | 2004-12-21 | Honeywell International Inc. | Saturated magnetoresistive approach for linear position sensing |
US6940275B2 (en) * | 2003-12-15 | 2005-09-06 | Texas Instruments Incorporated | Magnetic position sensor apparatus and method |
US7023201B2 (en) * | 2003-12-15 | 2006-04-04 | Texas Instruments Incorporated | Magnetic position sensor apparatus and method |
US9372242B2 (en) * | 2012-05-11 | 2016-06-21 | Memsic, Inc. | Magnetometer with angled set/reset coil |
US20140028307A1 (en) * | 2012-07-26 | 2014-01-30 | Udo Ausserlechner | Magnetoresistive sensor systems and methods having a yaw angle between premagnetization and magnetic field directions |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4021728A (en) * | 1974-12-29 | 1977-05-03 | Sony Corporation | Magnetic field sensing apparatus for sensing the proximity of a member having high magnetic permeability without requiring an external field source |
US4079360A (en) * | 1974-07-26 | 1978-03-14 | Sony Corporation | Magnetic field sensing apparatus |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5613244B2 (de) * | 1974-07-31 | 1981-03-27 | ||
US4039936A (en) * | 1976-04-05 | 1977-08-02 | International Business Machines Corporation | Interleaved magnetoresistive displacement transducers |
US4296377A (en) * | 1978-03-27 | 1981-10-20 | Sony Corporation | Magnetic signal field sensor that is substantially immune to angular displacement relative to the signal field |
JPS5559314A (en) * | 1978-10-27 | 1980-05-02 | Sony Corp | Magnetic scale signal detector |
GB2052855B (en) * | 1979-03-30 | 1983-05-18 | Sony Corp | Magnetoresistive transducers |
-
1981
- 1981-12-02 IT IT8125412A patent/IT1211140B/it active
- 1981-12-07 CA CA000391611A patent/CA1182171A/en not_active Expired
- 1981-12-08 GB GB8136974A patent/GB2089514B/en not_active Expired
- 1981-12-08 CH CH7845/81A patent/CH657949A5/de not_active IP Right Cessation
- 1981-12-08 US US06/328,613 patent/US4492922A/en not_active Expired - Fee Related
- 1981-12-09 FR FR8123042A patent/FR2495859B1/fr not_active Expired
- 1981-12-09 DE DE19813148754 patent/DE3148754A1/de active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4079360A (en) * | 1974-07-26 | 1978-03-14 | Sony Corporation | Magnetic field sensing apparatus |
US4021728A (en) * | 1974-12-29 | 1977-05-03 | Sony Corporation | Magnetic field sensing apparatus for sensing the proximity of a member having high magnetic permeability without requiring an external field source |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
DE-Z.: Philips techn. Rdsch. 37, Nr. 2/3, S. 47-55 * |
US-Z.: Electronics/May 1, 1975, S. 3E-4E * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5570015A (en) * | 1992-02-05 | 1996-10-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Linear positional displacement detector for detecting linear displacement of a permanent magnet as a change in direction of magnetic sensor unit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2089514A (en) | 1982-06-23 |
CH657949A5 (de) | 1986-09-30 |
FR2495859B1 (fr) | 1988-03-18 |
IT8125412A0 (it) | 1981-12-02 |
IT1211140B (it) | 1989-09-29 |
FR2495859A1 (fr) | 1982-06-11 |
GB2089514B (en) | 1984-10-03 |
US4492922A (en) | 1985-01-08 |
DE3148754C2 (de) | 1991-08-01 |
CA1182171A (en) | 1985-02-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3148754A1 (de) | Magnetische sensor-schaltervorrichtung | |
DE3011462C2 (de) | ||
DE4343686B4 (de) | Magnetometer | |
DE2911733C2 (de) | ||
DE2558956C2 (de) | ||
DE68924112T2 (de) | Stromsensor. | |
DE3426784A1 (de) | Magnetoresistiver sensor zur abgabe von elektrischen signalen | |
DE2614165C2 (de) | Magnetowiderstandsmagnetkopf | |
DE2532981B2 (de) | Magnetfeldfuehlvorrichtung | |
DE19507304B4 (de) | Magnetfelddetektor | |
DE19933244A1 (de) | Potentiometer mit Magnetowiderstandselementen | |
DE2923863B2 (de) | Magnetowiders tandslesekopf | |
DE2829425C3 (de) | Vorrichtung zum Messen von Beschleunigungen an schwingenden Körpern | |
WO2005026746A2 (de) | Magnetoresistiver sensor in from einer halb-oder vollbrückenschaltung | |
EP1046047A1 (de) | Magnetoresistives sensorelement mit wahlweiser magnetisierungsausrichtung der biasschicht | |
DE8112148U1 (de) | Kontaktloser, elektrischer steuergriff | |
DE4418151B4 (de) | Magnetfeldsensoranordnung | |
DE68915751T2 (de) | Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes für ein Elektronspinresonanzsystem. | |
EP1175596B1 (de) | Magnetischer positionssensor | |
CH399019A (de) | Verfahren und Einrichtung zur analogen Messung von Drehgeschwindigkeiten | |
EP0120260A2 (de) | Magnetfeldsensor und einen Magnetfeldsensor enthaltender Positionssensor | |
DE2834499C2 (de) | Schaltungsanordnung zum potentialfreien Messen von Strömen oder Spannungen | |
DE102005045774A1 (de) | Messvorrichtung und Verfahren zur berührungslosen Bestimmung der Lage zweier relativ zueinander verstellbarer Bauteile | |
DE1665618C3 (de) | ||
DE9312674U1 (de) | Magnetoresistiver Sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |