DE4233332C2

DE4233332C2 - Magnetoresistive sensor arrangement on a chip for measuring local distributions of magnetic field gradients

Info

Publication number: DE4233332C2
Application number: DE19924233332
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl Ing Dr Dettmann; Uwe Dipl Ing Loreit
Original assignee: INST MIKROSTRUKTURTECHNOLOGIE
Current assignee: Sensitec GmbH
Priority date: 1992-10-05
Filing date: 1992-10-05
Publication date: 1995-10-19
Anticipated expiration: 2012-10-06
Also published as: DE4233332A1

Description

Die Erfindung geht aus von einer magnetorestiven Sensoranordnung auf einem Chip zur Messung örtlicher Verteilungen von Magnetfeldgradienten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on a magnetorestive sensor arrangement on a chip for measuring local distributions of magnetic field gradients according to the preamble of claim 1.

Es liegen viele Meßaufgaben vor, die die Bestimmung einer örtlichen Magnetfeldverteilung verlangen. Als Beispiel sollen hier die Bestimmung der Position oder des Abstandes eines Magneten oder von magnetischen Mustern gegenüber der Sensor position das Auslesen von Informationen aus magnetisch markierten Teilen, die potentialfreie Messung der Stromstärke oder das Auffinden der genauen örtlichen Lage eines Strom pfades sowie die Feststellung der Magnetfeldverteilung in periodisch magnetisierten Aufzeichnungsträgern genannt werden. Diese Meßaufgaben setzen bei der Bestimmung des Magnetfeldes oder seines Gradienten eine hohe Meßempfindlichkeit voraus. Ein genügend empfindliches Meßprinzip ist durch die mag netoresistiven Sensoren gegeben.There are many measurement tasks to determine a local magnetic field distribution. As an example here the determination of the position or the distance of one Magnets or of magnetic patterns opposite the sensor position the reading of information from magnetic marked parts, the potential-free measurement of the current or finding the exact location of a stream path and the determination of the magnetic field distribution in periodically magnetized recording media. These measurement tasks set when determining the magnetic field or its gradient a high sensitivity. A sufficiently sensitive measuring principle is through the mag given netoresistive sensors.

Meßanordnungen für Magnetfeldgradienten auf dieser Basis sind bekannt. Das in der DE 33 17 594 A1 vorgeschlagene Meßelement zur Bestimmung des Magnetfeldgradienten hat jedoch den Nachteil, daß es nur an einem einzigen Raumpunkt den Gradien ten angibt. Zur Bestimmung einer räumlichen Verteilung müßte die Anordnung auf dem Schichtträger vervielfacht werden oder es wäre eine Bewegung des Sensors im Magnetfeld erforderlich. Ersteres würde wegen der benötigten Chipfläche einen hohen Herstellungsaufwand bedeuten. Da die Bewegung des Sensors im zweiten Fall mit einem Rastermaß im µm-Bereich gesteuert werden müßte, wäre hier der Aufwand noch größer. Measuring arrangements for magnetic field gradients are based on this known. The measuring element proposed in DE 33 17 594 A1 to determine the magnetic field gradient, however, has the Disadvantage that the gradients are only at a single point in space ten indicates. To determine a spatial distribution would need the arrangement on the substrate can be multiplied or a movement of the sensor in the magnetic field would be required. The former would be high due to the chip area required Manufacturing effort mean. Since the movement of the sensor in second case controlled with a grid dimension in the µm range would have to be, the effort would be even greater here.

Bei der in der DE 36 11 469 A1 beschriebenen Vorrichtung zur berührungslosen Positionsmessung sind zwar mehrere magneto resistive Sensorreihen vorhanden, die an deren Orten die Bestimmung des Magnetfeldes ermöglichen, jedoch werden hier die Feldgradienten aus den an den unterschiedlichen Orten gemessenen Magnetfeldern rechnerisch ermittelt. Der dazu notwendige Auswerteaufwand ist nicht unerheblich.In the device described in DE 36 11 469 A1 Non-contact position measurement are several magneto resistive sensor series available, which in their places the Allow determination of the magnetic field, but here the Field gradients from those measured at the different locations Magnetic fields determined by calculation. The necessary one Evaluation effort is not insignificant.

In der EP 03 69 160 A2 wird ein Magnetfeldsensor beschrieben, der aus einer Vielzahl magnetoresistiver Schichtstreifen mit Barberpolstrukturen aufgebaut ist. Die Schichtstreifen sind in vier Gruppen angeordnet. Jede Gruppe beansprucht dabei etwa die Fläche eines Quadrats. Die vier Quadrate bilden zusammen ein Gesamtquadrat. Innerhalb jeden Quadrats sind die Schichtstreifen jeweils mit den nächsten Nachbarn mäanderförmig verbunden, bilden also einen einzigen Widerstand. Die Widerstände der vier Quadrate sind elektrisch zu einer Wheatstonebrücke verbunden. Die Schichtstreifen in den diagonal angeordneten Quadraten haben den gleichen Barberpolwinkel. Bei nebeneinanderliegenden Quadraten ist der Winkel zwischen den Barberpolstreifen und den mag netoresistiven Schichtstreifen zwar vom gleichen Betrag, hat aber das entgegengesetzte Vorzeichen. Zu jedem Brückenzweig gehören die beiden übereinander dargestellten Widerstandsquadrate. Eine Aussteuerung der Brücke wird bei Einwirkung eines homogenen Magnetfeldes in der Chipebene und quer zur Längsrichtung des magnetoresistiven Schichtstreifens auftreten, da sich Schicht streifen mit entgegengesetzt gleichen Barberpolwinkeln für diese Feldrichtung gegenläufig ändern. Sind örtliche Felddifferenzen innerhalb der Sensorfläche vorhanden, so wird der mittlere Feldstärkewert angezeigt. Feldgradienten in Feldrichtung oder quer dazu führen zu keinem Sensorsignal. Die Anordnung ist also zur Auswertung von Magnetfeldgradienten und zu einer Erkennung magnetischer Muster auf deren Basis nicht geeignet. EP 03 69 160 A2 describes a magnetic field sensor which from a variety of magnetoresistive layer strips Barber pole structures is built. The layer strips are in four groups arranged. Each group claims about Area of a square. The four squares together form one Total square. The layer strips are inside each square each meandering with the nearest neighbors a single resistance. The resistances of the four squares are electrically connected to a Wheatstone bridge. The Layer strips in the diagonally arranged squares have the same barber pole angle. With adjacent squares is the angle between the barber pole strips and the mag netoresistive stripes of the same amount, but has the opposite sign. Belong to each bridge branch the two squares of resistance shown one above the other. A Leveling of the bridge is carried out under the action of a homogeneous Magnetic field in the chip plane and transverse to the longitudinal direction of the magnetoresistive layer stripes occur because of layer stripes with opposite barber pole angles for them Change field direction in opposite direction. Are local field differences exists within the sensor area, so the middle one Field strength value displayed. Field gradients in the field direction or across this do not lead to a sensor signal. So the arrangement is for evaluating magnetic field gradients and for detection magnetic patterns based on them are not suitable.

Ein Aufsatz, erschienen in der Zeitschrift "radio fernsehen elektronik", Berlin, 1985, Seiten 316-319 behandelt die Grundlagen magnetoresistiver Sensoren sowie einige ihrer Anwen dungsmöglichkeiten. Zum Abtasten magnetischer Muster werden in diesem Aufsatz Anordnungen beschrieben, deren Schichtebene senkrecht zur Ausdehnung der Musterebene stehen. Diese Anord nungen, die aus einem einzigen magnetoresistiven Schichtstreifen bestehen und deshalb sehr einfach sind, messen das vom Muster erzeugte Magnetfeld jedoch immer nur an einem einzigen Ort. Zur Mustererkennung wäre ein Abfahren des Musters in meßbaren Schritten erforderlich, wozu jedoch eine aufwendige Ablaufsteue rung realisiert werden müßte.An essay published in the magazine "radio fernsehen electronics ", Berlin, 1985, pages 316-319 deals with the basics magnetoresistive sensors and some of their applications possible applications. Magnetic patterns are scanned in this essay describes arrangements, their layer level are perpendicular to the extent of the pattern plane. This arrangement solutions that consist of a single magnetoresistive layer strip exist and are therefore very simple, measure that from the sample generated magnetic field, however, only in one place. For Pattern recognition would be a traversing of the pattern in measurable Steps required, but for this a complex process tax tion would have to be realized.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine magnetoresistive Sensoranordnung vorzuschlagen, mit der es möglich ist, regelmäßi ge Muster mit geringem konstruktivem Aufwand und bei geringer Störanfälligkeit zuverlässig zu erkennen.The invention has for its object a magnetoresistive To propose sensor arrangement with which it is possible to regularly ge samples with little construction effort and at low Reliable detection of susceptibility to faults.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind Gegen stand der Unteransprüche.This problem is solved by the features of Main claim. Special embodiments of the invention are opposed stood the subclaims.

Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, daß durch die in den Ansprüchen angegebene Gruppierung der magnetoresistiven Schichtstreifen als Ausgangssignal der einzelnen Spannungsteiler sofort Spannungen erhalten werden, die den entsprechenden Magnetfeldgradienten proportional sind. Damit ist eine Un empfindlichkeit der Sensoranordnung gegenüber homogenen Gleich- und Wechselfeldstörungen von vornherein gegeben. Daß die Anordnung direkt den Gradienten des Magnetfeldes anzeigt, ist dadurch bedingt, daß die Spannungsteiler symmetrisch aus geometrisch völlig gleichen magnetoresistiven Schichtstreifen aufgebaut sind. Damit führt ein örtlich konstantes Feld zu deren Widerstandsänderung um den gleichen Betrag, so daß eine Span nungsänderung am Ausgang der Spannungsteiler nicht auftreten kann. The arrangement according to the invention has the advantage that the in the magnetoresistive grouping specified in the claims Layer strips as the output signal of the individual voltage dividers tensions are immediately obtained that match the corresponding Magnetic field gradients are proportional. This is an Un sensitivity of the sensor arrangement to homogeneous direct and alternating field disturbances from the outset. That the Arrangement directly indicates the gradient of the magnetic field due to the fact that the voltage dividers are symmetrical geometrically completely identical magnetoresistive layer strips are built up. So a locally constant field leads to them Resistance change by the same amount, so that a span Change in voltage at the output of the voltage divider does not occur can.

Durch das Vorhandensein mehrerer Spannungsteiler können die Werte der Magnetfeldgradienten an deren Orten ständig abgefragt werden. Die völlige Gleichheit der magnetoresistiven Schichtstreifen einschließlich der unter gleichem Winkel auf ihnen angeordneten Barberpolstruktur ist auch die Voraus setzung dafür, daß die Ausgangsspannung der Spannungsteiler ohne Einfluß eines Feldgradienten, also ihr Nullwert gegenüber Temperaturschwankungen, fast völlig stabil bleibt. Unterstützt wird diese Stabilität noch dadurch, daß die magnetoresistiven Schichtstreifen der einzelnen Spannungsteiler ineinander verschachtelt angeordnet sind. So können wegen der räumlichen Nähe auf dem Chip örtliche Temperaturdifferenzen zwischen verschiedenen Teilen des Chips, die möglicherweise durch die Eigenaufheizung durch den Betriebsstrom entstehen, nur einen äußerst geringen Beitrag zur Nullpunktdrift der Spannungs teiler liefern.Due to the presence of multiple voltage dividers, the Magnetic field gradient values at their locations constantly be queried. The complete equality of the magnetoresistive Layer strips including those at the same angle their arranged barber pole structure is also the advance setting that the output voltage of the voltage divider without the influence of a field gradient, i.e. its zero value Temperature fluctuations, remains almost completely stable. Supports this stability is further enhanced by the fact that the magnetoresistive Layer strips of the individual voltage dividers one inside the other are nested. So because of the spatial Proximity on the chip local temperature differences between different parts of the chip that may be due to the Self-heating caused by the operating current, only one extremely small contribution to the zero point drift of the voltage deliver divider.

Da der erfindungsgemäße Sensor mindestens zwei Spannungsteiler enthält, die jeweils den Gradienten des Magnetfeldes anzeigen, ist durch Differenzbildung von je zwei Signalen auch der Wert der zweiten Ableitung des Feldes nach der entsprechenden Ortskoordinate ständig ermittelbar.Since the sensor according to the invention has at least two voltage dividers contains, which each show the gradient of the magnetic field, is the value by forming the difference between two signals the second derivative of the field after the corresponding one Location coordinate can be determined continuously.

Alle bisher genannten Eigenschaften der Sensoranordnung ergeben sich bereits für den Fall, daß jeder Spannungsteiler nur aus jeweils einem magnetoresistiven Schichtstreifen in zwei Bereichen gebildet wird. Werden die Spannungsteiler aus Schichtstreifen in mehr als zwei Bereichen entsprechend dem Erfindungsanspruch gebildet, ergeben sich insbesondere bei der Erkennung periodischer Magnetverteilung weitere Vorteile. Stimmt die Periodenlänge eines magnetischen Musters mit der doppelten Bereichslänge auf dem Sensorchip überein, so sind die die Spannungsteiler bildenden magnetoresistiven Schicht streifen auch genau entsprechend der Periode des Musters angeordnet und für diesen Fall ergibt sich eine maximale Signalamplitude für den Ausgang des Spannungsteilers. Durch die Vielzahl der magnetischen Streifen wird für den Verlauf des Magnetfeldes innerhalb einer Periode des Musters praktisch eine Mittelung durchgeführt. Statistisch auftretende Fehler, die in dem periodischen Muster auftreten können, spielen deshalb für die Ausgangssignale der Spannungsteiler kaum eine Rolle. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn in der Sensoranordnung entsprechend Anspruch 3 jeweils zwei Span nungsteiler mit dem entsprechenden Versatz zu Vollbrücken zusammengeschaltet sind. Zur Auswertung steht dann eine Differenzspannung zur Verfügung, die dem Magnetfeldwert des periodischen Magnetfeldmusters an einer ganz bestimmten Stelle in der Periode zugeordnet ist.All previously mentioned properties of the sensor arrangement arise in the event that each voltage divider only from one magnetoresistive layer strip each two areas is formed. The voltage dividers are off Layer strips in more than two areas according to the Formed invention claim arise in particular in the Recognition of periodic magnetic distribution further advantages. Does the period length of a magnetic pattern match the twice the area length on the sensor chip the magnetoresistive layer forming the voltage dividers also streak exactly according to the period of the pattern arranged and in this case there is a maximum Signal amplitude for the output of the voltage divider. By The multitude of magnetic stripes is used for the course of the magnetic field practically within a period of the pattern carried out an averaging. Statistically occurring errors, that may appear in the periodic pattern therefore hardly any for the output signals of the voltage dividers Role. This is particularly the case if the Sensor arrangement according to claim 3 each two chips divider with the corresponding offset to full bridges are interconnected. A is then available for evaluation Differential voltage available that corresponds to the magnetic field value of the periodic magnetic field pattern at a very specific point assigned in the period.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei spiels näher erläutert aus dem sich weitere Merkmale der Erfindung ergeben.The invention is illustrated below with the aid of an embodiment game explained in more detail from the other features of Invention result.

In Fig. 1 wird ein Querschnitt durch einen Aufbau gezeigt, in dem sich über einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung ein Magnetmuster befindet.In Fig. 1 a cross section is shown by a structure in which a magnetic pattern is located over an inventive sensor arrangement.

Fig. 2 zeigt oben schematisch die örtliche Zuordnung der Magnetfeldverteilung zum Magnetmuster und die Lage der Sensoranordnung bei der Messung. Dabei dient eine in Fig. 2 unten wiedergegebene, spezielle Ausführung der Sensoranordnung zum Nachweis dieses Magnetmusters. Fig. 2 shows the local allocation of the top schematically magnetic field distribution to magnetic pattern and the location of the sensor arrangement in the measurement. A special embodiment of the sensor arrangement shown below in FIG. 2 serves to detect this magnetic pattern.

Die Erfindung wird anhand dieses Beispiels näher erläutert. Die Sensoranordnung wird hier verwendet, um durch Messung der Magnetfeldverteilung Objekte zu erkennen, die durch bestimmte Magnetmuster gekennzeichnet sind.The invention is explained in more detail using this example. The sensor arrangement is used here by measuring the Detect magnetic field objects by certain Magnetic patterns are marked.

Fig. 1 zeigt ein solches Objekt 12, an dessen Unterseite magnetisierbares Material in Form eines Films befestigt ist. Durch Aufmagnetisierung entsteht im Film ein magnetisches Muster 13. Das Objekt 12 mit dem magnetischen Muster 13 ist über der Sensoranordnung, die sich auf einem Siliziumchip 9 befindet, senkrecht zur Zeichenebene beweglich. Fig. 1 shows such an object 12, on the underside of magnetizable material in the form of a film is attached. Magnetization creates a magnetic pattern 13 in the film. The object 12 with the magnetic pattern 13 can be moved perpendicular to the plane of the drawing above the sensor arrangement, which is located on a silicon chip 9 .

Das Chip 9 ist im Bereich der auf ihm befindlichen magneto resistiven Schichtstreifen 3 durch eine Abdeckung 10 gegen mögliche Berührung durch das Magnetmuster 13 geschützt. Im Bereich der Kontaktflächen 6, 7 ist die Chipfläche abgesenkt 11, um genügend Platz für Bonddrähte 15 zum Anschluß der Spannungsteiler des Sensors zu schaffen.The chip 9 is protected in the area of the magnetoresistive layer strips 3 located on it by a cover 10 against possible contact by the magnetic pattern 13 . In the area of the contact areas 6 , 7 , the chip area is lowered 11 in order to create enough space for bonding wires 15 for connecting the voltage dividers of the sensor.

Das Sensorchip 9 ist auf einem Chipträger 14 montiert, der auch die Kontaktflächen für den Anschluß der Spannungsteiler des Sensors nach außen enthält.The sensor chip 9 is mounted on a chip carrier 14 , which also contains the contact surfaces for connecting the voltage dividers of the sensor to the outside.

In Fig. 2 ist im oberen Teil das Magnetmuster 13 dargestellt, das durch die Sensoranordnung erkannt werden soll. Die Magnetmuster an den verschiedenen markierten Objekten 12 unterscheiden sich durch die Anzahl von Abschnitten, in denen eine Magnetisierung des magnetischen Materials durchgeführt wurde. Im dargestellten Beispiel können ein, zwei, drei oder vier Abschnitte magnetisiert sein, wobei die halbe Länge des Abschnittes jeweils in positiver Richtung, die andere halbe Länge in negativer Richtung magnetisiert ist. Die Länge eines halben Abschnittes stimmt mit der Länge eines Bereiches 1 auf dem Sensorchip 9 überein.In Fig. 2 in the upper part of the magnetic pattern 13 is shown to be recognized by the sensor arrangement. The magnetic patterns on the different marked objects 12 differ in the number of sections in which magnetization of the magnetic material was carried out. In the example shown, one, two, three or four sections can be magnetized, with half the length of the section being magnetized in the positive direction and the other half length being magnetized in the negative direction. The length of half a section corresponds to the length of an area 1 on the sensor chip 9 .

Das durch das magnetische Muster 13 hervorgerufene Magnetfeld in der Nähe der Musteroberfläche ist in der Mitte von Fig. 2 in der H(x)-Grafik für den Fall dargestellt, daß nur der erste Abschnitt des Musters 13 magnetisiert ist. Darunter befindet sich in Fig. 2 die Struktur der Sensoranordnung.The magnetic field caused by the magnetic pattern 13 in the vicinity of the pattern surface is shown in the center of FIG. 2 in the H (x) graphic in the case that only the first section of the pattern 13 is magnetized. Below that is the structure of the sensor arrangement in FIG. 2.

Auf dem Chip 9 befinden sich acht gleichlange Bereiche 1, in denen jeweils vier magnetoresistive Schichtstreifen 3 in gleicher Weise angeordnet sind. Sie sind über Verbindungs leitungen 2 so miteinander verbunden, daß vier Spannungsteiler aus je acht magnetoresistiven Schichtstreifen 3 gebildet werden.On chip 9 there are eight regions 1 of equal length, in each of which four magnetoresistive layer strips 3 are arranged in the same way. You are connected via connecting lines 2 so that four voltage dividers are formed from eight magnetoresistive layer strips 3 .

Die Spannung an den Ausgängen der Spannungsteiler liegt ohne Magnetfeldeinwirkung bei der halben Betriebsspannung, die an den Kontakten 6 für die Spannungsversorgung angelegt ist.The voltage at the outputs of the voltage dividers is, without the influence of a magnetic field, at half the operating voltage which is applied to the contacts 6 for the voltage supply.

Steht der Sensoranordnung das Magnetmuster 13 in der Art gegenüber, wie es Fig. 2 zeigt, so werden nur die Widerstände der magnetoresistiven Schichtstreifen 3 des ersten und zweiten Bereiches 1 durch das dort vorhandene Magnetfeld geändert. Da alle magnetoresistiven Schichtstreifen 3 mit Barberpol- Dünnschichtstreifen 4 gleichen Winkels 8 versehen sind, was in der Zeichnung der Einfachheit wegen nur links dargestellt ist, erfolgt die Widerstandsänderung in den beiden Bereichen wegen der unterschiedlichen Feldrichtung gegenläufig. Damit erscheint an den vier Ausgängen 7 der Spannungsteiler ein Signal. Die Größe dieser Ausgangssignalspannungen ist proportional zu der Magnetfeldstärke, die am Ort des jeweili gen magnetoresistiven Schichtstreifens 3 herrscht. Im dargestellten Beispiel werden also vier Ausgangssignale unterschiedlicher Amplitude erhalten. Für die Mustererkennung wird davon nur der Wert mit der maximalen Amplitude benötigt. Wenn trotzdem die gesamte Magnetfeldverteilung gemessen wurde, hat das den Vorteil, daß die Position des Magnetmusters 13 gegenüber dem Sensorchip 9 nicht genau eingestellt werden muß, und der Maximalwert durch Auswahl erhalten werden kann.If the sensor arrangement is opposed to the magnetic pattern 13 in the manner shown in FIG. 2, only the resistances of the magnetoresistive layer strips 3 of the first and second region 1 are changed by the magnetic field present there. Since all magnetoresistive layer strips 3 are provided with Barberpol thin-layer strips 4 of the same angle 8 , which is shown in the drawing for simplicity only on the left, the change in resistance in the two areas takes place in opposite directions because of the different field direction. Thus, a signal appears at the four outputs 7 of the voltage divider. The size of these output signal voltages is proportional to the magnetic field strength that prevails at the location of the respective magnetoresistive layer strip 3 . In the example shown, four output signals of different amplitudes are thus obtained. Only the value with the maximum amplitude is required for pattern recognition. If the entire magnetic field distribution has nevertheless been measured, this has the advantage that the position of the magnetic pattern 13 relative to the sensor chip 9 does not have to be set exactly, and the maximum value can be obtained by selection.

Sind im Magnetmuster 13 nicht nur in einem Abschnitt, sondern in zwei Abschnitten magnetisierte Bereiche vorhanden, so werden die Widerstände von magnetoresistiven Schichtstreifen 3 in zwei weiteren Bereichen 1 des Sensorchips 9 durch das entsprechende Magnetfeld geändert, und die Ausgangsspan nungsänderung ist doppelt so groß wie im oben beschriebenen Fall. Bei drei oder vier magnetisierten Abschnitten des Magnetmusters 13 wird die Ausgangsspannungsänderung drei- oder viermal so groß sein. Damit ist eine Unterscheidung von vier magnetisch markierten Objekten 12 möglich, wenn sie am Sensor vorbeigeführt werden.If magnetized areas are present in the magnetic pattern 13 not only in one section but in two sections, the resistances of magnetoresistive layer strips 3 are changed in two further areas 1 of the sensor chip 9 by the corresponding magnetic field, and the output voltage change is twice as large as in case described above. With three or four magnetized sections of the magnetic pattern 13 , the output voltage change will be three or four times as large. This makes it possible to distinguish between four magnetically marked objects 12 when they are guided past the sensor.

Eine Erkennung einer Vielzahl von magnetisch markierten Objekten kann dadurch erreicht werden, daß diese mit mehreren Magnetmustern der dargestellten Art versehen sind, die entweder nacheinander am Sensor vorbeigeführt werden, oder daß parallel mehrere Sensoren vorhanden sind.Detection of a variety of magnetically marked Objects can be achieved by using several Magnetic patterns of the type shown are provided either pass the sensor one after the other, or that there are several sensors in parallel.

Claims

1. Magnetoresistive sensor arrangement on a chip ( 9 ) for measuring local distributions of field gradients, with magnetoresistive layer strips ( 3 ) which run parallel to one another and form the resistors which are connected as voltage dividers and which have barber pole structures, characterized in that

a) that the chip area in the direction transverse to the longitudinal extension of the magnetoresistive layer strips ( 3 ) contains an even number of adjacent areas ( 1 ), in each of which the same number of magnetoresistive layer strips ( 3 ) are arranged in the same way,
b) that each voltage divider has the same number of resistors as adjacent areas ( 1 ),
c) that a first resistor of each voltage divider each Weil consists of an electromagnetically connected in series by connecting lines ( 2 ) magnetoresistive layer strips ( 3 ) which is in an uneven number range ( 1 ), a second resistor of the same voltage divider each from one through the connecting lines ( 2 ) electrically connected in series magnetoresistive layer strip ( 3 ), which is located in a geradzah range ( 1 ), and with more than two resistors per voltage divider, a corresponding distribution of the resistors to other odd and even areas ( 1 ) takes place on the chip area in the direction transverse to the longitudinal extent of the magnetoresistive layer strips ( 3 ),
d) that only one magnetoresistive layer strip ( 3 ) is seen for each voltage divider from each area ( 1 ),
e) that the magnetoresistive layer strips forming a voltage divider have the same distances from the beginning of the respective area ( 1 )
f) and that all magnetoresistive layer strips ( 3 ) have the same Barberpol thin-film strips ( 4 ) with equal angles ( 8 ) to the magnetoresistive layer strips ( 3 ).

2. Sensor arrangement according to claim 1, characterized in that the magnetoresistive layer strips ( 3 ) are arranged at a uniform distance from one another and the number of voltage dividers corresponds to the quotient of the length of the area ( 1 ) and the distance.

3. Sensor arrangement according to claim 1 or 2, characterized, that the resistances of a first and a second Voltage divider form a Wheatstone bridge.

4. Arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the contact surface ( 6 , 7 ) of the voltage supply and the outputs of the voltage divider are arranged on a surface on the edge of the chip ( 9 ) so that they are one-sided outside the area the layer strip ( 3 ).

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the area of the chip ( 9 ) in the area of the contact surfaces ( 6 , 7 ) is lowered relative to the remaining chip area.

6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the angle ( 8 ) between the longitudinal direction of the magnetoresistive layer strips ( 3 ) and the longitudinal direction of the barber pole thin layer strips ( 4 ) is less than 45 °.

7. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the surface of the chip ( 9 ) at least in the region of the layer strips ( 3 ) carries a cover ( 10 ).

8. Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized, that to correct the voltage divider adjustment surfaces are provided.