DE3308352C2

DE3308352C2 - Magnetfelddetektor

Info

Publication number: DE3308352C2
Application number: DE3308352A
Authority: DE
Inventors: Shigekazu Ageo Saitama Nakamura
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Copal Corp
Priority date: 1982-03-10
Filing date: 1983-03-09
Publication date: 1986-08-07
Also published as: DE3308352A1; JPS58154615A; JPH0252807B2; US4603365A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Magnetdetektorvorrichtung zur Verwendung (z.B.) bei einem Drehwinkelgeber, bestehend aus einem ersten Magnet-Meßfühler (11) zur Erfassung eines externen Magnetfelds (H ↓N) und einem zweiten Magnet-Meßfühler (21) zur Erfassung eines Signalmagnetfelds (H ↓S). Der erste Magnet-Meßfühler (11) besteht aus zwei Magnet-Widerstandselementen (13a, 13b) und einer dazwischen angeordneten Leiterschicht (15) zur Anlegung einer magnetischen Vorspannung an die Elemente bzw. zu ihrer Vormagnetisierung. Der zweite Magnet-Meßfühler (21) besteht aus zwei Magnet-Widerstandselementen (23a, 23b), einer dazwischen angeordneten ersten Leiterschicht zur Vormagnetisierung dieser Elemente und einer an der einen Seite der beiden Magnet-Widerstandselemente (23a, 23b) angeordneten zweiten Leiterschicht zur Aufhebung bzw. Unterdrückung eines Einflusses des externen Magnetfelds (H ↓N) durch Rückkopplung bzw. Gegenkopplung eines vom ersten Magnet-Meßfühlers (11) gelieferten Differentialausgangssignals zu diesem Meßfühler. Aufgrund dieser Anordnung liefert der zweite Magnet-Meßfühler (21) ohne Beeinflussung durch das externe Magnetfeld (H ↓N) ein Signal, welches nur das Signalmagnetfeld (H ↓S) wiedergibt.

Description

— daß ein dem zweiten Magnetfeld (Hn) ausgesetzter Hilfsmagnetfeldmeßfühler (11) übereinander auf einem Substrat (12) ein erstes Magnet-Widerstandselement (13a,), eine erste Isolierschicht (14a,), eine zweite Isolierschicht (146,), ein zweites Magnet-Widerstandselement (\3b) und Mittel (15) zum Vorspannen der beiden Magnet-Widerstandselemente (13a, XZb) in entgegengesetzten Richtungen zueinander aufweist,

— daß der Hauptmagnetfeldmeßfühler (21) übereinander auf einem Substrat (22) ein erstes Magnet-Widerstandselement (23a,), eine erste Isolierschicht (24a,), eine zweite Isolierschicht [2Ab), ein zweites Magnet-Widerstandselement (23b), zwischen den beiden Isolierschichten (24a, 24b) eine Leiterschicht (25) zum Vorspannen der Magnet-Widerstandselemente (23a, 23b) in entgegengesetzten Richtungen zueinander und eine weitere Leiterschicht (26) auf einer auf dem zweiten Magnet-Widerstandselement (236,) vorgesehenen dritten Isolierschicht (24c) aufweist,

— daß über einen zwischen dem ersten und zweiten Magnet-Widerstandselement(13abzw. 136,1 des Hilfsmagnetfeldmeßfühlers (11) angeschlossenen Verstärker (35) ein dem zweiten Magnetfeld (Hs) entsprechendes Ausgangssignal des Hilfsmagnetfeldmeßfühli;rs (11) in die weitere Leiterschicht (26) des Hauptmagnetmeßfühlers (21) eingespeist ist,

— um ein Magnetfeld mit einer Größe und einer Richtung zu erzeugen, das zur Größe und Richtung des zweiten Magnetfeldes (Hn) gleich bzw. entgegengesetzt ist.

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2. Magnetfelddetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Magnet-Widerstandselementen (45a 456; 46a, 46Z^ jeweils nacheinander eine weitere Isolierschicht (49) und eine weitere Leiterschicht (50) angeordnet sind.

3. Magnetfelddetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (15) zum Vorspannen einen elektrischen Strom durch eine Leiterschicht zwischen den beiden Isolierschichten (14a, \4b)\n gegebener Richtung leiten.

4. Magnetfelddetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Vorspannen einen Dauermagneten umfassen, in dessen Nähe der Hauptmagnetfeldmeßfühler (81) und der Hilfsmagnetfeldmeßfühler (11) vorgesehen sind.

5. Magnetfelddetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte! (15) zum Vorspannen einen elektrischen Strom durch die Magnet-Widerstandselemente in entgegengesetzten Richtungen leiten.

6. Magnetfelddetektor nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils wenigstens zwei Magnet-Widerstandselemente (23a, 236; 13a, 136> des Hauptmagnetfeldmeßfühlers (21) und des Hilfsmagnetfeldmeßfühlers (11) in der Form einer Brückenschaltung angeordnet sind.

7. Magnetfelddetektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenschaltung an einer positiven und einer negativen Spannungsquelle liegt

8. Magnetfelddetektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptmagnetfeldmeßfühler (42) und der Hilfsmagnetfeldmeßfühler (41) jeweils vier Magnet-Widerstandselemente (45'a, 45'6, 46'a, 46'6 bzw. 45a, 456,46a, 466;, die jeweils in der Form einer Brückenschaltung verbunden und an eine positive und an eine negative Spannungsquellc angeschlossen sind, und Differenzverstärker (5Γ, 51), dessen Eingänge an Diagonalpunkten der jeweiligen Brückenschaltung angeschlossen sind, aufweisen.

Die Erfindung betrifft einen Magnetfelddetektor nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein üblicher Drehwinkelgeber mißt den Drehwinkel einer Drehachse durch Abgreifen magnetischer Signale, die im voraus in Form eines Magnetisierungsmusters einer konstanten Bitlänge auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet worden sind, der an einer mit der Drehachse verbundenen kreisförmigen Scheibe oder einem Zylinder angebracht ist. Die Messung erfolgt dabei mittels eines Magnetfeldmeßfühlers (im folgenden auch kurz »Meßfühler« genannt) mit einem Magnet-Widerstandselement. Bei der Messung des Drehwinkels eines Motors mittels des bisherigen Drehwinkelgebers ergibt sich jedoch der Nachteil, daß der Rauschabstand eines vom Meßfühler gelieferten Meßsignals abnimmt und eine fehlerhafte Arbeitsweise durch ein externes Magnetfeld hervorgerufen wird, das zu einem großen Teil von einem Dauermagneten oder einem Anker des Motors nach außen streut.

Aus der DE-AS 23 49 423 ist ein magnetoresistiver Wandler zur Ermittlung magnetischer Feldstärken bekannt, wobei sich zwischen den Wandleranschlüssen mindestens eine magnetoresistive Materialschicht und mindestens eine Leiterschicht erstrecken, die elektrisch parallel geschaltet sind, so daß eine Stromaufteilung zwischen beiden Schichten auftrifft und der Arbeitspunkt der magnetoresistiven Schicht festlegbar ist. Damit soll ein magnetoresistiver Wandler geschaffen werden, der ohne äußeres Vormagnetisierungsfcld auskommt.

Weiterhin sind aus der Zeitschrift »Messen und Prüfen«, Nov. 1972, Seiten 705-708 und aus der Zeitschrift »Elektronische Rundschau«, Nr. 4, 1961, Seite 178, Magnetfelddetektoren bekannt, denen jeweils Rückkopplungswicklungen zugeordnet sind.

Die US-PS 36 97 896 beschreibt eine Vorrichtung zum Erzeugen von Kompensationssignalen für magnetische Effekte, wobei drei Magnetfeldmeßfühler an den Eingängen von zwei Differenzverstärkern liegen, denen wiederum ein Dividierer nachgeschaltet ist.

Aus der DE-AS 24 33 645 ist ein magnetoresistivcs Bauelement bekannt, bei dem zwei verschiedene ferromagnetische Metallfilme senkrecht zueinander liegen und an ihren Enden miteinander verbunden sind. Dadurch soll die Temperaturabhängigkeit der Ausgangsspannung des Bauelements vermindert werden.

In der DE-AS 25 32 981 ist eine ähnliche Magnetfeld-

fixiervorrichtung beschrieben, bei der ebenfalls zwei ferromagnetische Streifen senkrecht zueinander vorgesehen sind.

Dagegen ist in der DE-AS 25 32 985 ein inagnetoresistives Bauelement der eingangs genannten Art, auf das zwei Magnetfelder einwirken, erläuten. Das heißt, dieser Druckschrift ist ein Magnetfelddetektor mit einem magnetoresistiven Bauelement, das einem ersten und einem zweiten Magnetfeld H_n bzw. Hb ausgesetzt ist, entnehmbar.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ausgehend von dem aus der DE-AS 25 32 985 bekannten magnetoresistiven Bauelement einen einfach aufgebauten Magnetfelddetektor zu schaffen, der ein Magnetisierungsmuster gestandselement 23a, eine Isolierschicht 24a, eine Leiterschicht 25, eine Isolierschicht 246, ein Magnet-Widerstandselement 236, eine Isolierschicht 24c und eine Leiterschicht 26 in dieser Reihenfolge angeordnet. Wie beim ersten Meßfühler 11 sind dabei die Widerstandselemente 23a und 236 auf die durch die Pfeile angedeutete Weise durch Zufuhr eines elektrischen Stroms in einer vorbestimmten Richtung zur Leiterschicht 25 in zueinander entgegengesetzten Richtungen vormagnetisiert. Wenn bei dieser entgegengesetzten Vormagnetisierung der beiden jeweiligen Widersiandselemente 13a, 136 bzw. 23a, 236 das Magnetfeld auf die durch die Kurven 30a und 306 in F i g. 3 gezeigte Weise variiert wird, ändern sich die Widerstandswerte R der Wider-

nau und ohne Beeinflussung durch ein externes Magnet- 15 Standselemente auf die durch die Kurven 31a und 316

feld abzugreifen vermag. Diese Aufgabe wird bei einem aus der DE-AS 25 32 985 bekannten Magnetfelddetektor nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnenden Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsarten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ermöglicht einen Magnetfelddetektor, mit dem auf einfache Weise und zuverlässig ein Magnegezeigte Weise. In diesem Fall werden die Vormagnetisierungsfelder ^±H_B bevorzugt so bestimmt, daß zwei Arbeitspunkte der Widerstandselemente 13a, 136 bzw. 23a, 236 in zentralen Lagen auf einem im wesentlichen geradlinigen Abschnitt einer Magnetwiderstandskennlinie liegen. Wenn dabei die Magnet-Widerstandselemente 13a, 136 und 23a, 236 der Magnet-Meßfühler 11 bzw. 12 in entgegengesetzten Richtungen vormagnetisiert sind, werden die Beziehungen zwischen Magnetfeld und

tisierungsmuster genau und ohne Beeinflussung durch 25 Widerstandswert Λ bei diesen Magnet-Widerstandsele-

ein externes Magnetfeld abgegriffen werden kann.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

menten auf die durch die Kurven 31a und 316 in F i g. 3 veranschaulichte Weise zueinander gegenphasig.

Bei dieser Ausführungsform sind die Widerstandselemente 13a, 136 bzw. 23a, 236 gemäß Fig. 1 jeweils in

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Magnet- 30 einer Reihenschaltung angeordnet, während beide En-

felddetektors gemäß einer Ausführungsform der Erfin- den mit der Plus- und Minusklemme + £bzw. —Feiner

dung, Stromquelle verbunden sind, so daß an den Anschluß-

F i g. 2A und 2B Schnittansichten eines Magnetfeld- punkten 32 bzw. 33 dieser Widerstandselemente ein

meßfühlers, durch die Kurve 34 in F i g. 4 dargestelltes Differenzaus-

F i g. 3 eine graphische Darstellung zur Erläuterung 35 gangssignal abgenommen werden kann.
Arbeitsweise

der Arbeitsweise der Magnetfeldmeßfühler gemäß F i g. 2A und 2B,

F i g. 4 eine graphische Darstellung eines Differenzausgangssignals der Magnetfeldmeßfühler nach Fig. 2A und2B,

F i g. 5 eine perspektivische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 6 ein Schaltbild des Magnetfelddetektors nach F i g. 5 und

Fig. 7 und 8 Aufsichten auf verschiedene magnetische Aufzeichnungsträger zur Verwendung bei dem Magnetfelddetektor.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind zur Messung eines ersten Magnetfelds Bei der beschriebenen Ausführungsform wird ein vom ersten Meßfühler 11 geliefertes Differenzausgangssignal über einen Verstärker 35 (Fig. 1) negativ zur Leiterschicht 26 des zweiten Meßfühlers 21 rückgekoppelt, während ein invertiertes Magnetfeld -Hn, welches das zweite Magnetfeld H_n aufhebt, durch einen über die Leiterschicht 26 fließenden elektrischen Strom an die Magnet-Widerstandselemente 23a, 236 angelegt wird. Da hierbei das die Widerstandselemente 23a, 236 beeinflussende zweite Magnetfeld Hn durch das erwähnte invertierte Magnetfeld — Hs aufgehoben wird, kann das Differenzausgangssignal mit gutem Rauschabstand, der nur vom Signalmagnetfeld Hs abhängt, an einer Ausgangsklemme 36 des zweiten Meßfühlers 21

Hs (Signalmagnetfelds) unter der Bedingung, daß ein 50 erhalten werden. Im Fall der Erzeugung eines Vorma-

zweites Magnetfeld H_n (externes Magnetfeld) gleich- gnetisierungsfelds durch Hindurchleiten des elektri-

mäßig einwirkt, ein erster Magnet-Meßfühler (Hilfsma- sehen Stroms durch die Leiterschichten 15,25 zwischen

gnetfeldmeßfühler) 11 in einer Position, in welcher nur den Widerstandselementen 13a und 136 bzw. 23a und

das zweite Magnetfeld H_n einwirkt, und ein zweiter Ma- 236 beeinflußt eine Änderung oder Schwankung der

gnet-Meßfühler (Hauptmagnetfeldmeßfühler) 21 in ei- 55 Gleichstromquelle beide Widerstandselemente in glei-

ner Stellung angeordnet, in welcher sowohl das erste eher Weise, so daß diese Änderung nicht in das Diffe-

Magnetfeld H_s als auch das zweite Magnetfeld H_n ein- renzausgangssignal eingeführt wird,

wirken. Gemäß F i g. 2A besitzt der erste Meßfühler ei- Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 ist ein ma·

nen Aufbau, bei dem auf einem Substrat 12 ein Magnet- gnetischer Aufzeichnungsträger 40 an einem Gegen-

Widerstandselement 13a, eine Isolierschicht 14a, eine 60 stand (z. B. einem sich bewegenden Bauteil) angebracht,

Leiterschicht 15, eine Isolierschicht 146 und ein Magnet- der unter dem Einfluß des zweiten Magnetfelds H_n be-

Widerstandselement 136 in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Die Magnet-Widerstandselemente 13a und 136 werden dabei durch Zufuhr eines elektrischen Stroms in vorbestimmter Richtung (vgl. die Pfeile) zur Leiterschicht 15 in zueinander entgegengesetzten Richtungen vormagnetisiert. Beim zweiten Meßfühler 21 sind gemäß F i g. 2B auf einem Substrat 22 ein Magnet-Widerwegt wird; die Verschiebungs- bzw. Bewegungsgröße des Gegenstands wird durch Abtastung eines Magnetisierungsmusters bestimmt, das auf dem Aufzeichnungsträger 40 in Richtung des Pfeils D in vorbestimmten Teilungsabständen P aufgezeichnet ist. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Magnet-Meßfühler 41 und 42 auf demselben Substrat 43 in einem solchen Abstand

voneinander angeordnet, daß der erste Meßfühler (Hilfsmagnetfeldmeßfühler) 41 vom Aufzeichnungsträger 40 entfernt ist und der zweite Meßfühler 42 (Hauptmagnetfeldmeßfühler) dem Aufzeichnungsträger 40 gegenübersteht. Der erste Magnet-Meßfühler 41 ist daher nur dem zweiten Magnetfeld H_n ausgesetzt, während der zweite Magnet-Meßfühler 42 sowohl durch das zweite Magnetfeld H_n als auch durch das erste Magnetfeld Hs des Aufzeichnungsträgers 40 beeinflußt wird. Die beiden Meßfühler 41 und 42 besitzen dabei jeweils denselben Aufbau. Genauer gesagt: Magnet-Widerstandselemente 45a, 46a, 456, 466; 45'a, 46'a, 45'6, 46'6 sind jeweils unter Zwischenführung dünner Isolierschichten 44a, 446 bzw. 44's, 44'6 auf demselben Substrat 43 angeordnet Zur Anlegung des Vormagnetisie- !5 rungsfelds sind weiterhin Leiterschichten 48 bzw. 48' unter Zwischenfügung dicker Isolierschichten 47a bzw. 47'a und 476 bzw. 47'b zwischen den Widerstandselementen 46a bzw. 46'a und 456 bzw. 45'6 angeordnet. Wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform wird der Gleichstrom durch die Leiterschichten 48 bzw. 48' geleitet so daß die Magnet-Widerstandselemente 45a, 46a und 456,466; 45'a, 46'a und 45'6,46'6 entgegengesetzt zueinander vormagnetisiert werden. Bei der Ausführungsform nach Fig.5 sind weiterhin Leiterschichten 50 und 50' unter Zwischenfügung dicker Isolierschichten 49 bzw. 49' auf den Magnet-Widerstandselementen 466 bzw. 46'6 angeordnet.

Die jeweiligen vier Magnet-Widerstandselemente 45a, 456,46a, 466 bzw. 45'a, 45'6, 46'a, 46'6 sind gemäß Fig.8 als Brückenschaltung geschaltet. Beim ersten Meßfühler 41 ist ein Verbindungspunkt zwischen den Widerstandselementen 46a und 466 an eine positive Stromquelle + E angeschlossen, während ein Verbindungspunkt zwischen den Widerstandselementen 45a und 456 mit einer negativen Stromquelle —E verbunden ist Weiterhin ist ein Verbindungspunkt zwischen den Widerstandselementen 45a und 466 mit einer positiven Eingangsklemme eines Differenzverstärkers 51 verbunden, und ein Verbindungspunkt zwischen den Widerstandselementen 456 und 46a ist an eine negative Eingangsklemme des Differenzverstärkers 51 angeschlossen. Auf dieselbe Weise sind beim zweiten Meßfühler 42 ein Verbindungspunkt zwischen den Widerstandselementen 46'a und 46'6 mit einer positiven Stromquelle + E und ein Verbindungspunkt zwischen den Widerstandselementen 45'a und 45'6 mit einer negativen Stromquelle —E verbunden. Ein Verbindungspunkt zwischen den Magnet-Widerstandselementen 45'a und 46'6 ist weiterhin an eine positive Eingangsklemme eines Differenzverstärkers 51' angeschlossen, während ein Verbindungspunkt zwischen den Widerstandselementen 45'6 und 46'a mit einer negativen Eingangsklemme des Differenzverstärkers 51 verbunden ist

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 sind die die obersten Lagen von erstem und zweitem Meßfühler 41 und 42 bildenden Leiterschichten 50 bzw. 50' in Reihe geschaltet so daß ein Ausgangssignal des Differenzverstärkers 51 mit Gegenkopplung an diese Leiterschichten 50 und 50' angelegt wird. An den betreffenden vier Magnet-Widerstandselementen 45a, 456, 46a, 466 bzw. 45'a, 45'6,46'a, 46'6 liegt daher ein invertiertes Magnetfeld — H_n an, welches das zweite Magnetfeld H_n aufhebt, wenn die Leiterschichten 50 bzw. 50' von elektrischem Strom durchflossen werden. Auf diese Weise kann an einer Ausgangsklemme 52 des Differenzverstärkers 51' ein Differenzausgangssignal mit gutem Rauschabstand erhalten werden, der nur vom Signalmagnetfeld Hs abhängt.

Da das zweite Magnetfeld H_n, wie erwähnt, durch Gegenkopplung eines Ausgangssignals des Differenzverstärkers 51 zur Leiterschicht 50 auch am ersten Meßfühler 41 aufgehoben werden kann, können der Dynamikbereich jedes Meßfühlers erweitert und das schwache erste Magnetfeld auch dann genau abgegriffen werden, wenn das starke, zur Sättigung des Magnet-Widerstandselements ausreichende zweite Magnetfeld anliegt. Da darüber hinaus die beiden Meßfühler 41 und 42 auf demselben Substrat und mit jeweils gleichem Aufbau ausgebildet sind, lassen sie sich auf einfache Weise herstellen.

Die Ausbildung der Magnet-Widerstandselemente 45a, 456, 46a, 466 und 45'a, 45'6, 46'a, 46'6 der beiden Meßfühler 41 bzw. 42 erfolgt in der Weise, daß beispielsweise eine Fe-Ni-Legierung (Permalloy) mit einer Dicke von etwa 50 nm auf ein Glas-Substrat 43 aufgedampft wird und sodann die dünnen, zwischengefügten Isolierschichten 44a, 446 bzw. 44'a, 44'6 durch Aufdampfung von S1O2 bis zu einer Dicke von etwa 100—200 nm ausgebildet werden. Die dicken Isolierschichten 47a, 476,49 bzw. 47'a, 47'6, 49' werden ebenfalls durch Aufdampfung von S1O2 mit einer Dicke von einigen Mikrometern hergestellt, während die Ausbildung der Leiterschichten 48,50 bzw. 48', 50' durch Aufdampfung eines nicht-magnetischen Metalls, wie Al, Au oder Cu, mit einer Dicke von mehr als 100 nm erfolgt. Da die einzelnen Schichten oder Lagen jeweils außerordentlich dünn sind, kann vorausgesetzt werden, daß alle Magnet-Widerstandselemente in derselben Lage in Bewegungsrichtung des magnetischen Aufzeichnungsträgers 40 angeordnet sind.

Da bei dem Magnetfelddetektor gemäß F i g. 5 alle dem Aufzeichnungsträger 40 gegenüberstehenden Magnet-Widerstandselemente des zweiten Meßfühlers 42 senkrecht zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers 40 angeordnet sind, braucht der Teilungsabstand P des Magnetisierungsmusters nicht in Betracht gezogen zu werden. Es ist daher nicht nötig, ein Magnetisierungsmuster gleichbleibenden Teilungsabstands zu verwenden. Gemäß Fig.7 kann vielmehr ein Magnetisierungsmuster auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger 60 unterschiedliche Teilungsabstände P\, P2, Pi aufweisen, oder das Magnetisierungsmuster auf einem Aufzeichnungsträger 70 kann sich gemäß F i g. 8 fortlaufend ändern. Magnetisierungsmuster verschiedener Teilungsabstände werden z. B. dann benutzt, wenn sich die Meßgenauigkeit während der Verschiebung oder Bewegung ändert.

Anstelle des linearen bzw. geradlinigen Aufzeichnungsträgers nach F i g. 5 kann z. B. auch ein kreisförmiger oder zylindrischer magnetischer Aufzeichnungsträger verwendet werden. Außerdem kann dabei nicht nur das erste Magnetfeld Hs, sondern auch das zweite Magnetfeld H_n getrennt erfaßt werden. Während bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 nur der zweite Meßfühler 21 die Leiterschicht 26 zur Erzeugung des invertierten Magnetfelds aufweist kann eine solche Leiterschicht auch im ersten Meßfühler 11 vorgesehen sein, wobei die Gegenkopplung für den ersten Magnetfühler 11 auf die anhand von F i g. 5 beschriebene Weise erfolgen kann. Bei der Ausführungsform gemäß Fi g. 1 sind darüber hinaus zwei Magnet-Widerstandselemente entgegengesetzt zueinander vormagnetisiert, indem elektrischer Strom durch auf beiden Seiten dieser Widerstandselemente angeordnete Leiterschichten geieitel

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wird, doch können diese Leiterschichten auch weggelassen werden. In diesem Fall können zwei Magnet-Widerstandselemente zueinander in entgegengesetzten Richtungen vormagnetisiert werden, indem der elektrische ■ Strom in derselben Richtung durch die beiden Wider-Standselemente selbst geleitet wird. Da dann die Gleichstromquelle für die Vormagnetisierung nicht nötig ist, kann der Magnetfelddetektor bezüglich des Aufbaus weiter vereinfacht und damit kostengünstiger zur Verfügung gestellt werden. Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 können zwei Magnet-Widerstandselemente jedes Meßfühlers so in der Nähe eines Dauermagneten angeordnet sein, daß sie in zueinander entgegengesetzten Richtungen vormagnetisiert sind. Bei der Ausführungsform nach F i g. 5 sind die den ersten und den zweiten Meßfühler 41 bzw. 42 bildenden Schichten gegenüber dem Aufzeichnungsträger 40 lotrecht angeordnet, doch können sie auch waagerecht zum Aufzeichnungsträger 40 ausgerichtet sein. Sofern das externe Magnetfeld eine bekannte Richtung besitzt, ist es darüber hinaus nicht immer nötig, die Magnet-Widerstandselemente vorzumagnetisieren. In diesem Fall können die beiden Meßfühler einen einfachen dreilagigen Aufbau besitzen, bei dem das Widerstandselement und die Leiterschicht auf gegenüberliegenden Seiten der Isolierschicht angeordnet sind; hierbei ist es dann möglich, im zweiten Meßfühler nur das Signalmagnetfeld zu erfassen, indem ein vom ersten Meßfühler abgegriffenes Ausgangssignal in Gegenkopplung zu beiden Meßfühlern zurückgeführt wird.

Da bei dem beschriebenen Magnetfelddetektor der zweite Meßfühler nur das in Gegenwart des ersten Magnetfelds zu erfassende zweite Magnetfeld liefern kann, indem das Ausgangssignal des ersten Meßfühlers zur Erfassung des ersten Magnetfelds in Gegenkopplung zum zweiten Meßfühler zurückgeführt und damit die erste Magnetfeldkomponente aufgehoben wird, kann ohne Beeinflussung durch das erste Magnetfeld ausschließlich das zweite Magnetfeld genau erfaßt bzw. gemessen werden. Bei dem Magnetfelddetektor nach F i g. 5 können mehrere Magnet-Widerstandselemente auf nahezu derselben Linie senkrecht zur Bewegungsrichtung des magnetischen Aufzeichnungsträgers angeordnet werden, so daß die auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Magnetisierungsmuster ohne Beeinflussung durch deren Teilungsabstand abgegriffen werden können. Im Fall einer Änderung des abzutastenden magnetischen Aufzeichnungsträgers ist es somit nicht nötig, auch den betreffenden Meßfühler auszuwechseln. Bei einem Drehwinkelgeber, bei dem der magnetische Aufzeichnungsträger auf einer kreisförmigen Scheibe oder an der Mantelwand eines Zylinders angeordnet ist, ist der Abstand zwischen allen Magnet-Widerstandselementen und dem magnetischen Aufzeichnungsträger während der Drehung jeweils gleich groß, so daß zur Gewährleistung einer genauen Messung ein gleichmäßiges bzw. gleichbleibendes Ausgangssignal erhalten werden kann und demzufolge die Breite der einzelnen Widerstandselemente nicht geändert zu werden braucht. Da schließlich der Magnetfelddetektor auf jeden gegebenen magnetischen Aufzeichnungsträger anwendbar ist, läßt er sich einfach und kostensparend realisieren.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetfelddetektor mit einem Hauptmagnetfeldmeßfühler aus wenigstens einem Magnet-Wider-Standselement, das einem ersten und einem zweiten Magnetfeld ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet,