DE3843087C2

DE3843087C2 - Magnetfeldsensor

Info

Publication number: DE3843087C2
Application number: DE3843087A
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Akachi; Mutumi Kinosita
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1987-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 2001-09-13
Anticipated expiration: 2008-12-22
Also published as: US4939459A; DE3843087A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Magnetfeldsensor der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Derartige Magnetfeldsensoren dienen zum Feststellen der An- bzw. Abwesenheit, der Stärke und der Richtung eines Außen- bzw. Fremdmagnetfeldes. Verwendung finden diese Sensoren insbe sondere als Azimuth-, Stellungs-, Neigungs- und Stromsenso ren.

Herkömmliche Magnetfeldsensoren bestehen aus einem Magnetkern und einer Erreger- sowie einer Empfangswicklung, die auf den Magnetkern gewickelt sind. Fig. 19 zeigt ein Ausführungsbei spiel eines herkömmlichen Magnetfeldsensors mit einem Magnetkern 1 sowie auf diesen gewickelte Erreger- und Empfangswicklun gen 2 und 3. In der dargestellten Anordnung ist der typi scherweise stabförmig gestaltete Kern 1 derart angeordnet, daß seine Achse mit der Richtung eines externen Magnetfeldes Ho ausgerichtet ist. Über die Erreger- bzw. Feldwicklung 2 wird aus einer Spannungsversorgung 4 Wechselstrom zugeführt, um in einer axialen Richtung des Magnetkerns 1 ein internes Magnetfeld Hi zu erzeugen. In Erwiderung auf das derart er zeugte interne Magnetfeld Hi erscheint am Ausgangsanschluß 5 der Empfangswicklung 3 eine Ausgangsspannung in Form einer Grundschwingung oder einer Oberschwingung des Eingangs signals. Da das externe Magnetfeld Ho das Vormagnetisieren bzw. das Vorspannen des internen Magnetfelds Hi bewirkt, variiert die Ausgangsspannung mit der Größe des externen Magnetfeldes Ho. Auf diese Weise detektiert die dargestellte Anordnung die Größe eines externen Magnetfelds Ho. Dieser Typus eines Magnetfeldsensors wird beispielsweise als Stromsensor (für elektrischen Strom) verwendet, und eine Änderung bzw. Variation in der Stärke eines externen Magnetfelds Ho, das sich mit der Stärke des elektrischen Stroms ändert, wird als eine Ausgangsspannungsänderung erfaßt bzw. detektiert.

In Fig. 20 ist eine andere Anwendung des Magnetfeldsensors von Fig. 19 dargestellt. Der Magnetfeldsensor sowie eine Einrichtung zum Erzeugen eines externen Magnetfeldes sind derart ange ordnet, daß die Relativstellung (dargestellt durch einen Winkel θ) des Magnetkerns 1 und des externen Magnetfelds Ho variabel sind. In Erwiderung auf das in den Magnetkern 1 induzierte interne Magnetfeld Hi erscheint eine Änderung oder Variation einer Komponente des externen Magnetfelds Ho in der axialen Richtung des Kerns 1, nämlich Ho.cosθ, als eine Änderung bzw. Variation der Ausgangsspannung. Diese Magnetfeld sensoren werden entweder allein oder in einer Kombination von zwei oder mehreren als Azimuth- oder Neigungssensor ver wendet.

Das Arbeitsprinzip der in den Fig. 19 und 20 gezeigten Magnetfeldsensoren soll nunmehr kurz mit Bezug auf die Fig. 21 beschrieben werden. In jedem Falle verläuft die Richtung eines Magnetflusses eines externen Magnetfeldes Ho oder einer Komponente hiervon parallel zu der Richtung eines internen Magnetfeldes Hi, wie in Fig. 21A gezeigt. Die Stärke des resultierenden Magnetfeldes erreicht ihr Maximum, wenn die externen und internen Magnetfelder Ho und Hi dieselbe Rich tung aufweisen (Fig. 21B), und sie erreichen ihr Minimum, wenn die externen und internen Magnetfelder Ho und Hi ent gegengesetzte Richtungen aufweisen (Fig. 21C). Eine derartige Änderung wird detektiert als eine Ausgangsspannungsänderung.

Die Magnetfeldsensoren gemäß Fig. 19 und 20 erfordern zwei Wick lungen, nämlich eine Erreger- und eine Empfangswicklung 2 und 3, wodurch diese Sensoren bezüglich ihres Aufbaus recht kompli ziert sind.

Aus der DE 25 25 143 A1 ist ein Magnetfeldsensor bekannt, welcher einen längli chen Leiter sowie einen an diesem hülsenartig angebrachten Magnetfilm aufweist. Leiter und Magnetfilm bilden einen Sensorkörper, um welchen eine Wicklung als Detektoreinrichtung zum Erfassen eines elektrischen Signals, das als Ergebnis einer Wechselwirkung zwischen einem internen Magnetfeld und einem zu messenden, externen Magnetfeld erzeugt wird, gewickelt ist. Ein durch den Leiter fließender Strom erzeugt das interne Magnetfeld, dessen Wechselwirkung mit dem externen Magnetfeld mit Hilfe eines Detektorstroms in der Wicklung erfaßt wird. Eine diesem bekannten Magnetfeldsensor entsprechende Anordnung ist auch in Fig. 14 gezeigt. Dort ist ein elektrischer Leiter 10a von einer magnetischen Hülse 10b umgeben, wel che mit einer Detektoreinrichtung in Form der Wicklung 12 umwickelt ist. Mit Hilfe einer Spannungsversorgung 11 wird bewirkt, dass durch den Leiter 10a ein elektri scher Strom fließt. Der in der Wicklung 12 fließende Detektorstrom wird an den Aus gangsanschlüssen 13 abgenommen. Der bekannte Magnetfeldsensor erfordert zwar nur eine Wicklung, der aus Leiter 10a und magnetischer Hülse 10b bestehende Sen sorkörper ist jedoch verhältnismäßig kompliziert aufgebaut.

Aus der US 2,916,696 ist ein Magnetfeldsensor bekannt, bei welchem zwei längliche Spulen verwendet werden, so dass auch dieser bekannte Sensor im Hinblick auf sei nen Aufbau verhältnismäßig kompliziert ist.

Aus der US 4,714,880 ist ein Magnetfeldsensor bekannt, bei welchem um mehrere magnetische Stäbe eine Wicklung aus einem Koaxialkabel gewickelt ist. Das Koa xialkabel ist an einer Stelle unterbrochen, wobei dort der äußere Leiter der einen Koaxialkabelhälfte mit dem inneren Leiter der anderen Koaxialkabelhälfte verbunden ist und umgekehrt. Somit ist auch der Aufbau dieses Magnetfeldsensors relativ auf wendig.

Aus der JP 59-104573 A ist ein mittels eines Ätzverfahrens hergestellter Dünnfilm magnetfeldsensor bekannt. Bei diesem Sensor wird ein magnetischer Dünnfilm auf eine Grundplatte 5 aufgebracht. Diese Einheit wird schließlich mit einer Aufnehmer spule umwickelt. Somit ist der Herstellungsprozeß dieses bekannten Sensors ver hältnismäßig aufwendig.

Ein weiterer bekannter Magnetfeldsensor basiert auf einem Hall- Element. Der Nachteil eines solchen Sensors besteht jedoch in der mäßigen Empfindlichkeit des letzteren.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Magnetfeldsensor der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Aufbau und Herstellung möglichst einfach sind.

Gelöst wird diese Aufgabe ausgehend von der DE 25 25 143 A1 durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des er findungsgemäßen Magnetfeldsensors sind in den Unteransprüchen angegeben.

Demnach besteht die Erfindung in der Schaffung eines Magnetfeld sensors zur Verwendung in der Detektion eines externen Magnetfeldes, der einen länglichen, elektrisch leitfähigen Magnetkörper umfaßt, welcher als wenigstens einteiliger Sensorkörper fungiert, sowie einer Einrichtung zum Anlegen pul sierenden Stroms oder Wechselstroms an den Magnetkörper in dessen Längsrichtung, um dadurch ein internes Magnetfeld im Magnetkörper zu erzeugen. Weiterhin umfaßt der erfindungs gemäße Magnetfeldsensor einen dem Magnetkörper zugeordneten Detektor zum Erfassen der Wechselwirkung der internen und externen Magnetfelder in Form eines elektrischen Signals.

Vorteilhafterweise umfaßt der Detektor eine Wicklung, die derart um den Magnetkörper gelegt ist, daß der Detektor ein elektrisches Signal erfaßt, das in der Wicklung entstanden ist bzw. aufgebaut wurde, als Ergebnis einer Wechselwirkung zwischen den internen und externen Magnetfeldern.

Wenn der erfindungsgemäße Magnetfeldsensor als Sensor zum Detektieren von Erdmagnetismus verwendet wird, der im Bereich zwischen 23,88 und 39,8 A/m liegt, oder eines ähnlichen Magnet feldes, so besteht der Magnetkörper vorteilhafterweise aus einem im wesentlichen magnetostriktionsfreien amorphen Gemisch auf der Basis von Kobalt, und weist eine Länge von etwa 10 bis etwa 130 mm auf, wobei ein Bereich zwischen etwa 10 und etwa 100 mm, vor allem zwischen etwa 10 und etwa 50 mm bevorzugt ist. Die Querschnittsfläche dieses Magnetkörpers beträgt zwischen etwa 0,01 und etwa 0,28 mm², vor allem zwischen etwa 0,025 und etwa 0,28 mm². Innerhalb dieser Bereiche zeigt der Magnetfeldsensor Linearität zwischen der Magnetfeldstärke und der Ausgangsspannung.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden; in diesen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines ersten Aus führungsbeispiels des erfindungsgemäßen Sensors;

Fig. 2 das Arbeitsprinzip des erfindungsgemäßen Magnetfeldsensors;

Fig. 3 ein Kurvendiagramm der Eingangs- und Ausgangs spannungen des Magnetfeldsensors von Fig. 1;

Fig. 4 ein Diagramm der Ausgangsspannungskurven, die bei andren Rotations- oder Drehwinkeln des Magnetfeldsensors von Fig. 1 beobachtet werden;

Fig. 5 ein Diagramm der Ausgangsspannung als Funktion des Rotationswinkels beim Magnetfeldsensor von Fig. 1;

Fig. 6 ein Diagramm der Ausgangsspannung als Funktion der Magnetkörperlänge des Magnetfeldsensors von Fig. 1;

Fig. 7 ein Diagramm der Ausgangsspannung als Funktion der Eingangsimpulsspannung beim Magnetfeldsensor nach Fig. 1;

Fig. 8 ein Diagramm der Ausgangsspannung als Funktion des Wiederholungszyklus beim Magnetfeldsensor von Fig. 1;

Fig. 9 ein Diagramm der Ausgangsspannung einer Funktion der Eingangsimpuls-Einstiegszeit einer Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen Magnetfeldsensor unter Verwendung eines bandförmigen Magnet körpers;

Fig. 10 eine schematische Ansicht einer zweiten Aus führungsform des erfindungsgemäßen Sensors mit Magnetkörpern in sich überkreuzender Anordnung;

Fig. 11 ein Diagramm der Ausgangsspannung als Funktion des Rotationswinkels des Magnetfeldsensors von Fig. 10;

Fig. 12 ein Blockdiagramm eines an den Magnetfeldsensor von Fig. 10 angeschlossenen (Signal-)Verarbei tungsschaltkreises;

Fig. 13 eine schematische Ansicht einer dritten Aus führungsform des erfindungsgemäßen Magnetfeld sensors;

Fig. 14 eine schematische Ansicht eines Magnetfeld sensors gemäß Stand der Technik;

Fig. 15 eine schematische Ansicht einer vierten Aus führungsform des erfindungsgemäßen Magnetfeld sensors;

Fig. 16 ein Diagramm der Ausgangsspannung als Funktion eines Magnetfeldes für unterschiedliche Anzahlen von beim Magnetfeldsensor von Fig. 15 verwendeten Magnetdrähten;

Fig. 17 ein Diagramm der Ausgangsspannung als Funktion eines Magnetfeldes für unterschiedliche Längen des Magnetdrahtes des Magnetfeldsensors von Fig. 1;

Fig. 18 ein Diagramm der Ausgangsspannung des Magnetfeld sensors von Fig. 1 als Funktion eines Magnet feldes für unterschiedliche an den Magnetkörper angelegte Stromwerte;

Fig. 19 und 20 schematische Ansichten von weiteren Magnetfeldsensoren gemäß dem Stand der Technik, und

Fig. 21 das Arbeitsprinzip des Magnetfeldsensors von Fig. 19 bzw. 20.

Der Magnetfeldsensor in Fig. 1 umfaßt einen länglichen, elek trisch leitfähigen Magnetkörper 10, eine Einrichtung in Form einer Spannungsversorgung 11 zum Anlegen von Impulsen oder von Wechselstrom an den Magnetkörper 10 in dessen Längsrich tung und eine Detektoreinrichtung mit einer Wicklung 12, die um den Magnetkörper 10 gelegt ist.

Näher betrachtet weist der Magnetkörper 10 typischerweise Draht- oder Stabform auf und umfaßt eine Achse sowie gegen überliegende Enden. Die Spannungsversorgung 11 ist in Ohm' schen Kontakt an die gegenüberliegenden Enden des Magnet körpers 10 durch ein Paar von Leitungen 11L angeschlossen. Die Wicklung 12 ist über eine geeignete Isolation spiral förmig um den Magnetkörper 10 gelegt bzw. gewunden und weist an ihren Enden Ausgangsanschlüsse 13 auf.

Anhand von Fig. 2 soll nunmehr das Arbeits- bzw. Funktions prinzip dieses Magnetfeldsensors näher beschrieben werden. Die Betätigungseinrichtung in Form der Spannungsversorgung 11 leitet Impulse oder Wechselstrom in axialer Richtung über den Magnetkörper 10, um in einer Umfangsrichtung des Magnet körpers 10 oder in der Richtung seiner Selbstmagnetisierung ein internes oder inneres Magnetfeld Hi zu erzeugen. Unter der Voraussetzung, daß der Magnetfeldsensor in einem externen Magnetfeld Ho angeordnet ist, kommt es zu einer Wechsel wirkung zwischen dem externen Magnetfeld Ho mit dem internen Magnetfeld Hi. Als Ergebnis der Wechselwirkung der externen und internen Magnetfelder wird in die Wicklung 12 ein elek trisches Signal Eo induziert. Die Detektoreinrichtung erfaßt das elektrische Signal Eo an den Ausgangsanschlüssen 13.

Fig. 3 zeigt die Kurvenformen der Eingangs- und Ausgangs spannungen. Die Spannungsversorgung 11 erzeugt eine Impuls spannung Ei, um einen Impulsstrom über bzw. entlang des Magnetkörpers 10 zu leiten. Entsprechend baut sich eine Ausgangsspannung Eo an den Ausgangsschlüssen der Empfangs wicklung 12 auf, vorausgesetzt, das externe Magnetfeld Ho weist eine andere Richtung auf als das interne Magnetfeld Hi. Zum Zeitpunkt des Anstiegs oder des Abfalls des Impulsstroms Ei erscheint eine Ausgangsspannung Eo mit einem Spitzenwert oder einer Impulshöhe H. Sofern das externe Magnetfeld Ho eine Intensität unterhalb einer gewissen Grenze aufweist, wird der Spitzenwert H umso höher, je höher die Intensität des externen Magnetfeldes Ho und je kleiner der Winkel zwischen der Richtung des externen Magnetfeldes Ho und der Achse des Magnetkörpers 10 ist.

Der hierbei verwendete Magnetkörper kann aus jedem gewünsch ten magnetischen Material bestehen, sofern dieses magnetisch weich und elektrisch leitfähig ist. Vorzugsweise weisen die magnetischen Materialien eine hohe magnetische Permeablität sowie eine hohe magnetische Sättigungsflußdichte auf. Vor zugsweise sind diese Materialien im wesentlichen frei von Magnetostriktion. Typische Beispiele für geeignete Materia lien sind amorphe Gemische und Permalloye.

Beispiele für amorphe Legierungen umfassen Legierungen, welche zumindest ein Übergangsmetall, das ausgewählt ist aus Fe, Co und Ni, und zumindest ein Keramik- oder Sinterelement, das ausgewählt ist aus Si, B, P, C, Al, Ge, Zr, Hf, Ti, Y, Nb und Ta, enthalten. Der Sinterelementgehalt beträgt vorzugs weise etwa 5 bis 30 Atom%. Der Einschluß eines analogen Über gangsmetalls ist entsprechend bzw. ist in Betracht zu ziehen. Bevorzugt sind amorphe Legierungen auf Kobaltbasis, die frei sind von Magnetostriktion. Besonders bevorzugt sind amorphe Legierungen auf Co-Basis mit einer Zusammensetzung aus etwa 4 bis 6 at% Fe, etwa 20 bis 30 at% Si und B, und wahlweise bis zu etwa 10 at% Cr, Ti, Nb, Mn, Ni, Ru, Rh, Pt, Os, Nd, Hf, Ta oder W, wobei das Gleichgewicht bzw. das Gewichtsäquivalent Kobalt ist.

Bevorzugt sind auch amorphe Legierungen, die Kobalt enthalten sowie etwa 5 bis 30 at% Zr, Hf, Ti, Nb oder Ta. Ein Teil des Kobalts kann ersetzt sein durch Fe, Ni oder Mn. Der Einschluß eines Additivelements, wie etwa Si, B, V, Cr, Mo und W, ist ebenso in Betracht zu ziehen wie der Einschluß eines anderen Übergangsmetalls.

Ebenfalls verwendbar sind mikrokristalline Legierungen, die etwa 10 bis 30 at% eines vorstehend definierten Sinter- bzw. Keramikelements, vor allem Si und B, enthalten, etwa 0,5 bis 3 at% Cu und etwa 1 bis 5 at% Nb unter Gewichtsausgleich mit Fe. Ein anderes Übergangsmetall kann in diesen Legierungen eingeschlossen sein.

Beispiele für die Legierung schließen Legierungen ein mit 35 bis 80% Ni unter Gewichtsausgleich mit Fe, wobei wahlweise Additivelemente, wie Mo, Cu und Cr enthalten sind.

Obwohl weniger wünschenswert, kann der Magnetkörper, bei entsprechend sorgfältiger Präparation, aus einem Ferrit be stehen.

Die Leitfähigkeit des Magnetkörpers ist vorliegend nicht kritisch. Zu fordern ist lediglich, daß der Magnetkörper ein ausreichendes internes Magnetfeld erzeugt, das durch Beauf schlagung mit Elektrizität detektierbar ist.

Ebenso ist vorliegend die Gestalt des Magnetkörpers nicht kritisch, solange er in einer Richtung langgestreckt ausge bildet ist. Vorzugsweise weist der Magnetkörper die Form eines Drahtes, Stabes oder Streifens auf. Der Querschnitt des Drahtes oder Stabes kann kreisförmig, rechteckig oder ander weitig ausgebildet sein. Ein Bündel von Drähten kann ebenso verwendet werden wie ein Stapel von Streifen. Der Magnet körper kann auch als Film od. dgl. ausgebildet sein.

Im allgemeinen sind die Abmessungen des Magnetkörpers vor liegend nicht kritisch. Im Falle der Verwendung des Magnet feldsensors zum Erfassen eines Magnetfelds, wie beispiels weise des Erdmagnetfelds, mit Werten zwischen 23,88 bis 39,8 A/m, weist der Magnetkörper vorzugsweise eine Länge von etwa 10 bis etwa 130 mm auf, sowie eine Querschnittsfläche von etwa 0,01 bis etwa 0,3 mm².

Leitungen von einer Spannungsversorgung können an die gegen überliegenden Enden des Magnetkörpers angeschlossen sein durch Preßverbinden, Schweißen, Löten oder einer sonstigen geeigneten Technik.

Die Elektrizität kann an den Magnetkörper in Form von Wechselstrom oder von Impulsen angelegt werden.

Die Detektoreinrichtung ist vorzugsweise eine Kombination aus einer um den Magnetkörper gelegten Wicklung und einem Detektor-/(Signal)Verarbeitungsschaltkreis, der an die Wick lung angeschlossen ist. Es kann jede geeignete Detektorein richtung verwendet werden, solange sie geeignet ist, eine Änderung des induzierten internen Magnetfeldes unter dem Einfluß eines externen Magnetfeldes zu erfassen. Eine um den Magnetkörper gelegte Wicklung oder Spule ist bevorzugt, weil die daraus resultierende Anordnung kompakt und steif ist. Da die industrielle Technik zum Spulenwickeln kontinuierlich, präzise und reproduzierbar abläuft, können fest bzw. eng gewickelte Spulen im industriellen Maßstab hergestellt werden.

Obwohl eine getrennte Detektorspule in der Umgebung des Magnetkörpers angeordnet werden kann, ist deren Ausrichtung ausgesprochen schwierig.

Das durch den vorstehend beschriebenen Sensor erfaßbare Magnetfeld reicht im allgemeinen von etwa 3980 A/m bis etwa 0,796 A/m, obwohl auch ein höheres oder niedrigeres Magnetfeld erfaßbar ist. Vorteilhaft an diesem Sensor ist sein hohes Auflösungsvermögen.

Beispiel 1

Als Magnetkörper 10, dessen gegenüberliegenden Enden an eine Spannungsversorgung angeschlossen sind, wurde ein Draht aus amorphem magnetostriktionsfreien magnetischen Material auf Kobaltbasis (Co-Fe-Si-B) mit einem Durchmesser von 125 µm und einer Länge von 65 mm verwendet. Als Detektorwicklung 12 wurde ein isolierter Leiter mit 200 Wicklungen spiralförmig um den Draht gelegt. Der Draht wurde auf einer nicht-magneti schen Unterlage derart angeordnet, daß die Achse des Drahtes sich parallel zu einer horizontalen Komponente des Erdmagnet feldes erstreckt. An den Draht wurde ein Impulsstrom angelegt mit einer Amplitude von 2 Volt, einer Einschaltdauer bzw einem Tastverhältnis von 50% und einer Wiederholperiode von 10 µsec. Unter dieser Bedingung wurde der Draht bzw. der Magnetkörper 10 in einer horizontalen Ebene im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch sich die Ausgangsspannung am Anschluß 13 der Wicklung verändert.

Fig. 4 zeigt die Oszilloskop-Kurven der Ausgangsspannung unter der Bedingung, daß der Winkel zwischen der Magnet draht-Achse und der Horizontalkomponente des Erdmagnetfeldes 0°, 90°, 180° und 270° beträgt. Dabei wurde beobachtet, daß die Ausgangsspannung, oder besser gesagt ihr Spitzenwert, dann am größten, wenn auch mit umgekehrter Polarität ist, wenn die Winkel 0° und 180° betragen, wenn also die Magnet drahtachse parallel zur Horizontalkomponente des Erdmagnet feldes verläuft. Ihren kleinsten Wert nahm die Ausgangs spannung an bei Winkeln von 90° und 270°, also dann, wenn die Magnetdrahtachse in rechten Winkeln zu der Horizontalkompo nente des Erdmagnetfelds verläuft.

Fig. 5 zeigt die Ausgangsspannung als Funktion des Magnet draht-Drehwinkels. Dabei ist der Drehwinkel definiert als der Winkel zwischen der Magnetdrahtachse und der Horizontalkompo nente des Erdmagnetfeldes, und die Ausgangsspannung ist der Spitzenwert einer Ausgangsspannung, die zum Zeitpunkt eines Anstiegs eines angelegten Rechteckspannungsimpulses gemessen wird. Dabei ist zu erkennen, daß die Ausgangsspannung als Kosinus-Kurve mit dem Drehwinkel variiert.

Aufgrund der Beziehung zwischen dem Drehwinkel des Magnet drahtes und der Ausgangsspannung ist dieser Magnetfeldsensor geeignet als Azimuth-Sensor, obwohl er allein nicht eine Verdrehung nach Ost oder West erfassen kann. Er kann auch verwendet werden als Neigungsmeßgerät zum Ermitteln der Neigung des Magnetdrahts mit Bezug auf die Richtung eines von einem Magneten erzeugten Magnetfeldes. Ebenso verwendbar ist er als Stromsensor. Dabei wird ausgenutzt, daß die Ausgangsspannung proportional zur Stärke eines externen Magnetfeldes ist. Schließlich ist dieser Sensor auch verwendbar als ein Stellungs- oder Drehverstellungssensor, indem der Magnetdraht und ein Magnet auf einem Rotor und einem Stator oder umge kehrt angebracht werden, so daß ein Ausgangssignal entsteht, wenn der Magnetdraht dem Magneten genau gegenüber liegt.

Es wurde eine Reihe von Versuchen unter Verwendung des Magnetkörpers 10 in Form eines amorphen Drahts aus demselben Material und mit demselben Durchmesser wie oben angegeben durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Länge des Drahtes über einen Bereich von 40 mm bis 130 mm variiert wurde. Die Detektorwicklung umfaßte 200 Windungen derselben Ganghöhe. An den Draht wurde ein Impuls konstanten Stroms angelegt mit einer Amplitude von 2 Volt, einer Einschaltdauer von 50% und einer Wiederholperiode von 10 µsec. Die Achse des Magnet drahtes war mit der Horizontalkomponente des Erdmagnetfeldes ausgerichtet. Mit variierender Länge des Magnetdrahtes wurde eine Änderung der Ausgangsspannung ermittelt. Die Ergebnisse sind in Fig. 6 dargestellt. Dabei ist zu erkennen, daß die Ausgangsspannung mit einer Zunahme der Magnetdrahtlänge nach und nach ansteigt.

Weitere Versuchsreihen wurden durchgeführt unter Verwendung des Magnetkörpers 10 in Form eines amorphen Drahts, bestehend aus demselben Material und mit demselben Durchmesser wie oben angegeben sowie mit einer Länge von 65 mm. Dieser Magnetdraht hatte einen Gleichstromwiderstand von 12 Ohm. Die Detektor wicklung umfaßte 200 Windungen derselben Ganghöhe. Eine Ein gangsspannung mit einer Einschaltdauer von 50% und einer Wiederholperiode von 10 µsec. wurde an den Draht angelegt, während seine Amplitude über den Bereich von 0,5 Volt bis 2 Volt variiert wurde. Die Achse des Magnetdrahtes war ausgerichtet mit der Horizontalkomponente des Magnetfeldes. Es wurde eine Änderung der Ausgangsspannung mit einer Variation der Eingangsspannung festgestellt. Die Ergebnisse sind in Fig. 7 dargestellt. Dabei ist zu erkennen, daß die Ausgangs spannung proportional zur Eingangsspannung oder zum Eingangs strom zunimmt, bis die Spannung sich 2 Volt nähert.

Unter denselben Versuchsbedingungen wie den der Fig. 7 zugrunde liegenden, wurde die Ausgangsspannung gemessen, während die Amplitude der Eingangsspannung auf 2 Volt ein gestellt war, wobei die Wiederholperiode der Eingangsspannung über den Bereich von 4 µsec. bis 100 µsec. variiert wurde. Die Ausgangsspannung ist in Fig. 8 dargestellt, wobei die Wiederholperiode die Abszisse bildet. Dabei ist zu erkennen, daß die Ausgangsspannung sich nicht merklich mit der Wieder holperiode ändert.

Beispiel 2

Es wurde eine Magnetfeldsensoranordnung verwendet wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß ein Streifen anstelle des Drahtes verwendet wurde. Der verwendete Magnetkörper 10 bestand aus einem dünnen Streifen amorphen magnetostriktionsfreien magne tischen Materials auf Kobaltbasis mit einer Breite von 1 mm und einer Dicke von 15 µm. Die Detektorwicklung umfaßte 200 Windungen um den Streifen. Dieser Magnetfeldsensor wurde mit derselben Anordnung wie im Beispiel 1 auf seine Empfindlich keit gegenüber dem Erdmagnetfeld getestet, wobei ein ähn liches Verhalten beobachtet wurde wie im Fall eines Drahtes.

Ein weiterer Versuch wurde ausgeführt unter Verwendung des Magnetkörpers 10 in Form eines amorphen Streifens desselben Materials und mit demselben Durchmesser wie oben angegeben sowie mit einer Länge von 38 mm. Dieser Magnetstreifen hatte einen Gleichstromwiderstand von 3 Ohm. An diesen Streifen wurde eine Eingangsspannung mit einer Amplitude von 0,5 Volt, einer Einschaltdauer von 50% und einer Wiederholperiode von 25 µsec. angelegt, während seine Anstiegszeit variiert wurde über dem Bereich von 0,5 µsec. bis 2 µsec. Eine Änderung der Ausgangsspannung wurde mit einer Variation der Eingangs spannungsanstiegzeit festgestellt. Die Ergebnisnisse sind in Fig. 9 dargestellt. Dabei wurde eine entschiedene Tendenz der Ausgangsspannung festgestellt, mit einer Abnahme der Anstiegszeit des Eingangsimpulses anzuwachsen. Eine Anstiegs zeit von wesentlich weniger als 0,5 µsec. ist aufgrund eines Induktanzeffekts unerwünscht.

Beispiel 3

Es wurden zwei Magnetstreifen desselben Materials und mit denselben Abmessungen wie im Beispiel 2 verwendet. Wie in Fig. 10 gezeigt, sind Magnetstreifen 10X und 10Y mit darauf angebrachten Wicklungen 12X und 12Y mit 200 Windungen sich überschneidend angeordnet. Eine Spannungsversorgung 11 ist mit den Streifen 10X und 10Y über eine Leitung 11L in Reihe geschaltet. Das heißt, ein Anschluß der Spannungsversorgung 11 ist an das eine Ende des Streifens 10X angeschlossen, dessen anderes Ende an das eine Ende des anderen Streifens 10Y angeschlossen ist, dessen anderes Ende an den anderen Anschluß der Spannungsversorgung 11 angeschlossen ist.

An die Streifen wurde eine Impulsspannung angelegt mit einer Amplitude von 2 Volt, einer Einschaltdauer von 50% und einer Wiederholperiode von 25 µsec. Unter diesen Bedingungen wurden die Streifen oder Magnetkörper 10X und 10Y in Uhrzeigerrichtung in einer horizontalen Ebene ge- bzw. verdreht. Die Aus gangsspannungen Ex und Ey an den Anschlüssen der Wicklungen 12Y und 12Y gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 11 darge stellt. Fig. 11 zeigt, wie die Ausgangsspannungen Ex und Ey sich mit einem Drehwinkel ändern, vorausgesetzt, daß der Drehwinkel Null ist, wenn die Überkreuzanordnung der Magnet streifen 10X und 10Y in einem in Fig. 10 dargestellten Azimuth angeordnet ist. Wie Fig. 10 zeigt, wird eine spezielle Kombination eines Polaritäts- und Spitzenwerts von zwei Ausgangsspannungen Ex und Ey bestimmt, und zwar bei einem bestimmten Azimuth. Deshalb ist der Magnetfeldsensor mit den überkreuz angeordneten Magnetstreifen geeignet zur Ver wendung als Azimuth-Sensor.

Fig. 12 zeigt ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Ver arbeitungsschaltkreises des Magnetfeldsensors von Fig. 10. Der Schaltkreis umfaßt ein Paar Abtast- und Halteschalteinheiten 14X und 14Y, welche an die Anschlüsse der Wicklungen 12X und 12Y angeschlossen sind, um den Spitzenwert der Ausgangs spannungen Ex und Ey anschließend an die Phasendetektion jeweils abzutasten und zu halten. Ein Paar von A-D-Konvertern 15X und 15Y ist an die Abtast- und Halteschalteinheiten 14X und 14Y zum Wandeln der Spitzenspannungswerte in Digital signale angeschlossen. Ein Mikrocomputer 16 ist an die Aus gänge der A-D-Wandler zum Errechnen eines Azimuth-Signals angeschlossen, das auf einer Anzeige 17 angezeigt wird, welches an den Computer angeschlossen ist. Der Schaltkreis für die Verarbeitung bzw. Auswertung der Spannung Ex und Ey ist nicht begrenzt auf die in Fig. 12 gezeigte Anordnung. Vielmehr kann für diesen Zweck jede geeignete Verarbeitungs schaltung verwendet werden.

Fig. 13 zeigt ein weiteres Beispiel eines Magnetfeldsensors mit einem Magnetfilm 21, der auf einem Substrat 20 aus Alu minium, beispielsweise mittels einer herkömmlichen Film abscheidetechnik ausgebildet ist. Leitungen 11L von einer Spannungsversorgung 11 sind an gegenüberliegenden Enden des Films 21 angelötet. Ein isolierter Leiter 12 ist um das Substrat 20 und den Film 21 herumgewickelt.

Mit dieser Anordnung kann ein externes magnetisches Feld erfaßt werden, und zwar als elektrisches Signal, das an den Anschlüssen 13 der Wicklung erscheint, indem an den Magnet film 21 durch die Spannungsversorgung 11 ein Strom angelegt wird.

Bei den vorgenannten Ausführungsformen wird ein Spannungs impuls in Form einer Rechteckwelle durch die Spannungsver sorgung 11 an den Magnetkörper 10 angelegt. Diese Spannung kann auch dreieckförmig oder sinusförmig sein oder eine andere geeignete Form aufweisen.

In Anwendungsfällen, in welchen es wünschenswert ist, einen Strom größerer Stärke durch den Magnetkörper zu schicken, ist der Magnetkörper mit einem größeren Querschnitt auszu bilden. Der Querschnitt des Magnetkörpers ist nicht be schränkt auf Kreis- und Rechteckform. Vielmehr kann jeder geeignete Querschnitt verwendet werden. In dem Fall, daß die Sensoranordnung aus mehr als einem Element hergestellt wird, ist die Anzahl der Magnetkörper nicht auf eine bestimmte Zahl festgelegt. Ebenso ist eine Kombination verschiedener Typen von Magnetkörpern möglich.

Fig. 15 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Magnetfeld sensors. Diese Anordnung entspricht im wesentlichen der jenigen von Fig. 1, mit der Ausnahme, daß der Magnetkörper 10 ein Bündel drahtförmiger Magnetleiter ist. Eine Spannungsversorgung 11 ist an das Bündel 10 angeschlossen. Ein isolierter Leiter, wie beispielsweise ein herkömmlicher Kupferdraht, ist um das Bündel 10 gewickelt und bildet eine Detektorwicklung 12.

Die Betätigungseinrichtung oder Spannungsversorgung 11 legt an das Magnetbündel 10 eine Spannung Ei an, wodurch in axialer Richtung des Bündels ein Strom fließt und ein internes Magnetfeld in Umfangsrichtung des Magnetbündels 10 erzeugt. Vorausgesetzt, daß der Magnetfeldsensor in einem externen Magnetfeld Ho angeordnet ist, das eine Richtung aufweist mit einem Winkel θ gegenüber der Achse des Bündels 10, so kommt es zu einer Wechselwirkung zwischen dem externen Magnetfeld Ho und dem internen Magnetfeld. Darauf hin wird als Ergebnis der Wechselwirkung zwischen den externen und internen Magnetfeldern in die Wicklung 12 ein elektrisches Signal Eo induziert, dessen Scheitelhöhe Ho.cosθ entspricht. Die Detektoreinrichtung ermittelt das elektrische Signal Eo, das über den Ausgangsanschlüssen 13 anliegt.

Beispiel 4

Es wurde die in Fig. 15 gezeigte Anordnung aufgebaut. Ein Draht aus amorpher Legierung auf Kobaltbasis wurde verwendet mit einer magnetischen Permeabilitätsamplitude µa von 20.000, einer magnetischen Sättigungsflußdichte Bs von 0,0008 T einer Länge l von 100 mm und einer Querschnittsfläche von 0,014 mm². Die Anzahl der den Magnetkörper 10 bildenden amorphen Legierungsdrähte wurde variiert zwischen 1 und 10. Die auf den Magnetkörper aufgebrachte Wicklung 12 hatte 500 Windungen. An den Magnetkörper wurde ein Impulsstrom mit einer Scheitelhöhe von 100 mA bei einer Wiederholfrequenz von 10 kHz angelegt. Fig. 16 zeigt die Ausgangsspannung als Funktion der Magnetfeldstärke für verschiedene Anzahlen von Drähten.

Wie aus Fig. 16 ersichtlich, wird unter den oben angegebenen Bedingungen Linearität beobachtet zwischen der Magnetfeld stärke und der Ausgangsspannung in dem Magnetfeldstärken bereich von 0 bis 23,88 A/m, wenn die Anzahl der Drähte 10 oder mehr beträgt, was einer totalen Querschnittsfläche des Magnetkörpers von 0,14 mm² oder mehr entspricht. Die beob achtete Linearität ist unabhängig von der Anzahl der Windungen der Wicklung 12 und ziemlich unabhängig von der Wellenform des Treiber-Impulsstroms. Da jedoch die Höhe der Ausgangsspannung abhängt von der Anzahl der Windungen der Wicklung 12 sowie der Anstiegs- und Abfallzeit des antrei benden Impulsstroms, ist es für den praktischen Betrieb angemessen, die Anstiegs- und Abfallrate des Stroms (dA/dt) auf die Größenordnung von 120 bis 750 mA/µsec. und den Spitzenwert auf die Größenordnung von 20 bis 150 mA einzu stellen. Aus demselben Grund ist die Länge des Magnetkörpers 10 vorzugsweise zwischen etwa 10 und etwa 100 mm zu wählen. Es hat sich herausgestellt, daß eine zu große Querschnitts fläche eher unökonomisch ist. Die obere Grenze der Quer schnittsfläche beträgt aus diesem Grunde etwa 0,28 mm².

In diesem Beispiel war der Magnetkörper 100 mm lang. Je kürzer der Magnetkörper ist, desto besser ist die Linearität ausgeprägt. Es wurde festgestellt, daß im Falle eines Magnetkörpers von etwa 10 mm Länge die erwünschte Linearität über den Magnetfeldstärkenbereich von 0 bis 23,88 A/m ausge prägt ist, wenn der Magnetkörper eine Querschnittsfläche von wenigstens etwa 0,01 mm², vor allem von wenigstens 0,025 mm² aufweist.

Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel, bei dem ein Bündel von Drähten aus amorpher Legierung den Magnetkörper bildet, ist besonders wirksam geeignet, um einen Wider standsanstieg aufgrund des Skineffekts zu unterdrücken. Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung ist bevorzugt, wenn ein einziger Draht ausreichender Querschnittsfläche verfügbar ist. Dann nämlich wird ein Sensor geschaffen, dessen Aus gangsspannung auch dann nicht den Sättigungsbereich er reicht, wenn ein Magnetfeld einer Stärke vorliegt, das in etwa dem Erdmagnetfeld entspricht.

Beispiel 5

Für dieses Beispiel wurde die in Fig. 1 gezeigte Anordnung aufgebaut. Verwendet wurde dabei ein Draht aus einer Legie rung auf Kobaltbasis mit einer magnetischen Permeabilitäts amplitude µa von 20.000, einer Magnetsättigungsflußdichte Bs von 0,0008 T, und einer Querschnittsfläche von 0,014 mm. Die Wicklung 12 wurde mit 500 Windungen um den Draht gewickelt. An diesen Draht wurde ein Antriebsimpulsstrom mit einer Spitzenhöhe oder einer Scheitelhöhe von 120 mA und einer Wiederholfrequenz von 10 kHz angelegt. Die Länge des den Magnetkörper 10 bildenden Drahts aus amorpher Legierung wurde geändert zwischen 15 und 50 mm und mehr. Die Ausgangs spannung am Abfall eines positiven Treiberimpulses ist in Fig. 17 als Funktion der Magnetfeldstärke für verschiedene Draht Längen dargestellt.

Wie aus Fig. 17 hervorgeht, wird Linearität zwischen der Magnetfeldstärke und der Ausgangsspannung im Magnetfeld stärkenbereich von 0 bis 23,88 A/m beobachtet, wenn die Länge des Drahtes 50 mm oder weniger beträgt. Ein längerer Draht zeigt keine zufriedenstellende Linearität in diesem Bereich unter den zuvor erwähnten Bedingungen. Eine derartige Line arität ist unabhängig von der Anzahl der Windungen der Wick lung und ziemlich unabhängig von der Wellenform des Treiber- Impulsstroms. Da jedoch die Stärke der Ausgangsspannung von der Anzahl der Windungen der Wicklung und den Anstiegs- und Abfallzeiten des Treiber-Impulsstroms abhängt, ist es für den praktischen Gebrauch angemessen, die Anstiegs- und Abfallrate des Stroms (dA/dt) auf die Größenordnung 120 bis 750 mA/µsec. und den Spitzenwert auf die Größenordnung von 20 bis 150 mA einzustellen. Aus demselben Grund ist eine Quer schnittsfläche des Magnetkörpers von wenigstens etwa 0,01 mm² bevorzugt, obwohl ein größerer Querschnitt dahingehend wirkt, eine Sättigung der Ausgangsspannung zu vermeiden. Die untere Grenze der Magnetkörperlänge liegt unter Berücksich tigung des technischen Problems, aus einem Leiter eine Spule zu fertigen, bei etwa 10 mm.

Im hier behandelten Beispiel bestand der Magnetkörper aus einem einzigen Draht. Der Magnetkörper kann jedoch auch aus einem Bündel einer Mehrzahl von Drähten bestehen, wie vor stehend bereits ausgeführt.

Beispiels 6

In diesem Beispiel wurde die Anordnung von Fig. 15 ver wendet. Der verwendete Magnetkörper bestand aus einem Paar von Drähten derselben amorphen Legierung auf Co-Basis wie in Beispiel 5, wobei jeder der Drähte eine Querschnittsfläche von 0,014 mm² und eine Länge von 25 mm umfaßte. Die Wicklung 12 wurde mit 1000 Windungen um die Drähte herumgewickelt. An die Drähte wurde ein Treiber-Impulsstrom mit einer Anstiegs zeit von 0,13 µsec. und einer Wiederholfrequenz von 10 kHz angelegt. Die Spitzen- bzw. Scheitelhöhe des angelegten Stroms war eingestellt auf 40 mA, 80 mA und 120 mA. Die Ausgangsspannung am Abfall eines positiven Treiberimpulses ist in Fig. 18 als Funktion der Magnetfeldstärke für ver schiedene Scheitel- bzw. Spitzenhöhen dargestellt.

Wie Fig. 18 zeigt, wird mit der vorstehenden Anordnung und den vorstehend genannten Bedingungen Linearität beobachtet zwischen der Magnetfeldstärke und der Ausgangsspannung in dem weiten Magnetfeldstärkenbereich von 0 bis 79,6 A/m, und zwar bei jeder Scheitelhöhe.

Bei den vorstehenden Beispielen gibt es einige Vorzugs bereiche, die außerhalb des Überlapplungsbereichs liegen, da der Vorzugsbereich von einer speziellen Kombination unter schiedlicher Parameter abhängt, einschließlich der Art, der Form und der Größe des Magnetkörpers, dem Treiber- bzw. Antriebsstrom, der Stärke des zu erfassenden Magnetfelds u. dgl. Sogar der Bereich geringerer Linearität kann als akzeptabel betrachtet werden, auch wenn dies weniger wünschenswert ist, da eine derartige Schwierigkeit durch geeignete Kompensationseinrichtungen eliminiert werden können. Unter Zusammenschau der oben angegebenen sowie weiterer experimenteller Daten ist der Magnetkörper mit Vorteil aufzubauen aus einer im wesentlichen magnetostrik tionsfreien amorphen Legierung auf Kobalt-Basis. Besonders vorteilhaft ist es, den Magnetkörper als Draht oder Stab auszubilden mit einer Länge vone twa 10 bis etwa 130 mm, vorzugsweise von etwa 10 bis etwa 100 mm, und vor allem von etwa 10 bis etwa 50 mm und/oder einer Querschnittsfläche von etwa 0,01 bis etwa 0,28 mm², vorzugsweise von etwa 0,025 bis etwa 0,28 mm².

Die vorstehend beschriebenen Magnetfeldsensoren können ent weder allein verwendet werden oder bevorzugt in einer kreuz weisen Anordnung von zwei Magnetkörpern entsprechend Fig. 10. Diese Überkreuzanordnung ist geeignet zur Erfassung eines Azimuths durch eine spezielle Kombination der Polari täts- und Spitzenwerte von Ausgangsspannungen von X- und Y-Wicklungen.

Für die Erfassung eines Magnetfelds einer vorstehend be schriebenen Stärke können die beschriebenen Magnetfeld sensoren eingesetzt werden entweder als nicht berührende Gleichstromsonde oder als Azimuth-Sensor.

Da die vorstehend beschriebenen Magnetfeldsensoren die Anwesenheit, Größe und Richtung eines externen Magnetfeldes erfassen können, sind sie einsetzbar als Sensor zum Er mitteln eines Azimuths, einer Stellung, einer Höhe, einer Neigung, einer Drehung, einer Drehzahl und eines Stroms. Ein Azimuth- oder Drehsensor auf der Basis der oben beschriebe nen Magnetfeldsensoren läßt sich mit Vorteil einsetzen in Kraftfahrzeug-Leitsystemen oder in tragbaren Kompassen.

Wie vorstehend ausgeführt, sind diese Magnetfeldsensoren so ausgebildet, daß ein Impulsstrom oder ein Wechselstrom direkt an einen Magnetkörper in Längsrichtung zu diesem angelegt wird, um ein internes Magnetfeld in einer Umfangs richtung des Magnetkörpers zu erzeugen, wobei ein externes Magnetfeld als ein elektrisches Signal detektiert wird, das in einer Wicklung um den Magnetkörper entwickelt wird als ein Ergebnis einer Wechselwirkung der internen und externen Magnetfelder. Die direkte Erregung des Magnetkörpers elimi niert die Notwendigkeit für eine Erregerwicklung, die bei Magnetfeldsensoren nach dem Stand der Technik auf der Basis eines Magnetkerns unerläßlich ist, wodurch ein vereinfachter Aufbau erreicht wird. Im Falle eines Azimuth-Sensors kann der Magnetkörper ein Draht sein, der beispielsweise gerade eben 120 bis 130 µm im Durchmesser mißt. Verglichen mit her kömmlichen Magnetfeldsensoren mit ringförmigem Magnetkern redu ziert sich das Gewicht des Magnetfeldsensors um etwa 1/10 bis 1/100, wenn er wie oben beschrieben aufgebaut wird, wodurch gleichzeitig eine Gewichts- und Kostenminderung erreicht wird. Per Sensor ist hinreichend empfindlich und weist eine hinreichende Auflösung auf, um sogar sehr schwache Magnet felder zu erfassen.

Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel des Magnet körpers mit einer Länge von etwa 10 bis 130 mm und/oder einer Querschnittsfläche von etwa 0,01 bis 0,28 mm² erlaubt den Aufbau eines Magnetfeldsensors, der geeignet ist zur Erfassung eines Magnetfelds mit einer Stärke, die ungefähr derjenigen des Erdmagnetfelds entspricht, wobei dieser Sensor dahingehend vorteilhaft ist, daß eine hohe Empfind lichkeit erreicht wird, ohne daß die Ausgangsspannung in den Sättigungsbereich gelangt. Der Pegel des magnetischen Feldes, bei welchem die Ausgangsspannung die Sättigung erreicht, ist erhöht. Weiterhin erzeugt der Sensor eine Ausgangsspannung, die in Linearbeziehung zu der Magnetfeld stärke steht. Wegen dieser Linearität kann ein Schaltkreis einfachen Aufbaus für die Auswertung bzw. Verarbeitung des Ausgangssignals der Detektorspule verwendet werden. Die Verwendung eines Magnetkörpers reduzierter Größe, insbesondere einer reduzierten Länge, resultiert in einem Sensor kompakten Aufbaus.

Claims

1. Magnetfeldsensor zur Erfassung eines externen Magnetfeldes (H_o), mit

- einem langgestreckten Sensorkörper (10, 21),
- einer Einrichtung (11) zum Anlegen eines Stroms an den Sensorkörper (10, 21) in dessen Längsrichtung zur Erzeugung eines internen Magnetfeldes (H_i) in dem Sensorkörper (10, 21), und
- einer Detektoreinrichtung zum Erfassen eines elektrischen Signals (E_o), das als Ergebnis einer Wechselwirkung zwischen dem internen Magnetfeld (H_i) und dem externen Magnetfeld (H_o) erzeugt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorkörper (10, 21) ein wenigstens einteiliges Element ist, welches aus einem Material besteht, das sowohl elektrisch leitend als auch magnetisch ist.

2. Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung eine um den Sensorkörper (10, 21) gewickelte Wicklung (12) zum Erfassen des elektrischen Signals (E_o) umfaßt, das in der Wicklung (12) als Ergebnis der Wechselwirkung zwischen dem internen Magnetfeld (H_i) und dem externen Magnetfeld (H_o) erzeugt wird.

3. Magnetfeldsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorkörper aus einem Film (21) besteht, der auf einem Substrat (20) ausgebildet ist, wobei die Wicklung (12) sowohl den Film (21) als auch das Substrat (20) umgibt.

4. Magnetfeldsensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorkörper (10) Drahtgestalt aufweist.

5. Magnetfeldsensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorkörper (10) aus einem Bündel von Magnetdrähten besteht.

6. Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorkörper (10) Streifengestalt aufweist.

7. Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorkörper (10) aus einem magnetostriktionsfreien magnetischen Material besteht.

8. Magnetfeldsensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorkörper (10) aus einer amorphen Legierung auf Kobald-Basis besteht.

9. Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Anlegen eins Stroms an den Sensorkörper (10, 21) eine Spannungsversorgung (11) umfaßt sowie ein Paar Leitungen (11L), die sich von dieser an gegenüberliegenden Enden des Sensorkörpers (10, 21) erstrecken.

10. Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung einen elektrischen an die Ausgangsanschlüsse (13) der Wicklung (12) angeschlossenen Erfassungsschaltkreis aufweist.

11. Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er zur Erfassung des Erdmagnetfeldes oder eines Magnetfeldes entsprechender Stärke ausgelegt ist.

12. Magnetfeldsensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorkörper (10, 21) eine Länge von 10 bis 130 mm aufweist.

13. Magnetfeldsensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorkörper (10, 21) eine Querschnittsfläche von 0,01 bis 0,28 mm² umfaßt.