DE69837694T2

DE69837694T2 - Fühler für magnetisches Metall und Verfahren zum Detektieren eines magnetischen Metalls

Info

Publication number: DE69837694T2
Application number: DE69837694T
Authority: DE
Inventors: Yasuo Nekado; Masaaki Kusumi
Original assignee: Sony Manufacturing Systems Corp
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 1997-05-21
Filing date: 1998-05-15
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2018-05-16
Also published as: KR100532687B1; EP0880035B1; US6236200B1; DE69837694D1; KR19980087190A; EP0880035A3; EP0880035A2

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen magnetischen Metallsensor, der relativ zu einer zu erfassenden Einheit bewegt wird, mit einer Mehrzahl von magnetischen Metallstücken, die Seite-an-Seite in einem voreingestellten Intervall entlang der Richtung der Seite-an-Seite-Anordnung der magnetischen Metallstücke angeordnet sind, zum Erfassen der magnetischen Metallstücke und ein Verfahren zum Erfassen einer Mehrzahl magnetischer Metallstücke, die Seite-an-Seite in einem voreingestellten Intervall angeordnet sind, einer zu erfassenden Einheit durch einen magnetischen Metallsensor, der relativ zu der zu erfassenden Einheit entlang der Richtung der Seite-an-Seite-Anordnung der magnetischen Metallstücke bewegt wird.
Verwandter Stand der Technik
Bisher ist ein Sensor vom Wirbelstromtyp als ein magnetischer Metallsensor zum Erfassen des möglichen Vorhandenseins oder eines Versatzes eines magnetischen Metalls bekannt.
Dieser Typ eines magnetischen Metallsensors wird in einem System, etwa einem Maschinenwerkzeug zum Erfassen der Anzahl von Zähnen eines Zahnrads zum Steuern der UpM des Drehwinkels des Zahnrads, oder in einem System zum Erfassen der Anzahl von Zähnen verwendet, welches zum Stricken von Fasern in einer Strickmaschine für Kleider oder chemischen Fasern zum Steuern der Bewegungspositionen der Strickschiene bei einer kammförmigen Strickschiene verwendet wird.
Der magnetische Metallsensor wird auch in Systemen zum Beurteilen, ob ein Roboterarm beispielsweise eine voreingestellte Position erreicht hat oder nicht, um die Armposition zu steuern, oder in einem System zum Erfassen des Schlupfes oder eines Fehlers beim Anziehen einer Schraube, die auf einem Werkstück befestigt wird, um den Betriebsprozess zu überprüfen, verwendet.
Bei magnetischen Wirbelstrom-Metallsensoren ist üblicherweise die Ansprechrate niedrig. Daher ist es mit einem magnetischen Wirbelstrom-Metallsensor schwierig, ein Metallstück oder aufeinanderfolgende Metallstücke mit erhöhter Geschwindigkeit zu erfassen.
Ferner fällt der Ausgangspegel eines magnetischen Wirbelstrom-Metallsensors plötzlich ab, wenn das Metallstück, das erfasst wird, in den Abmessungen kleiner als die Spule ist, die den Sensor bildet. Es ist also mit einem solchen Metallsensor schwierig, Metallstücke geringer Abmessungen zu erfassen.
Zusätzlich muss mit dem magnetischen Wirbelstrom-Metallsensor, da der Wirbelstrom durch magnetische Induktion das Metallstück durchsetzt, das Magnetfeld der Spule ausreichend groß sein, so dass es schwierig wird, einen ausreichenden Abstand zwischen der Spule und dem Metallstück einzuhalten.
Aus dem obigen Grund ist es also schwierig, den magnetischen Wirbelstrom-Metallsensor auf ein System zum Steuern eines Maschinenwerkzeugs oder ein System zum Steuern einer Ziel-Bewegung anzuwenden.
In der US-A-3 855 525 ist eine Erfassungsvorrichtung für die Geschwindigkeit eines sich drehenden Tonkopfs, der ein variierendes Magnetfeld erzeugt, wenn er sich dreht, offenbart. In einer Ausführungsform werden zwei Magnetkerne mit geschlossener Schleife benutzt, die ein Ende ihrer Erfassungsdrähte gemeinsam verbunden und die entgegengesetzten Enden mit entgegengesetzten Phasenerregersignalen verbunden aufweisen. Die beiden Magnetkerne sind Seite-an-Seite in einer Richtung der Seite-an-Seite-Anordnung der magnetischen Zähne, die zu erfassen sind, angeordnet.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetischen Metallsensor mit hoher Ansprechrate bereitzustellen, der in der Lage ist, aufeinanderfolgende magnetische, insbesondere kleine Metallstücke, die Seite-an-Seite mit vorgegebener Teilung λ angeordnet sind, zu erfassen und zu unterscheiden.
Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, einen magnetischen Metallsensor zum Erfassen mehrfacher aufeinanderfolgender Metallstücke, die Seite-an-Seite angeordnet sind, und zum Erfassen magnetischer Metallstücke, die in der Nähe des Sensors liegen, bereitzustellen.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Erfassen mehrfacher magnetischer Metallstücke, die Seite-an-Seite in einer voreingestellten Trennung λ angeordnet sind, bereitzustellen, das in der Ansprechrate hoch ist und das in der Lage ist, ein Metallstück einer geringen Abmessung zu erfassen und die Trennung von dem Metallstück zu erhöhen.
In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen magnetischen Metallsensor bereit, der relativ zu einer zu erfassenden Einheit bewegt wird, umfassend eine Mehrzahl von magnetischen Metallstücken, die Seite-an-Seite in einem vorbestimmten Intervall λ entlang der Richtung einer Seite-an-Seite-Anordnung der magnetischen Metallstücke angeordnet sind, zum Erfassen der magnetischen Metallstücke, umfassend:
ein Paar magneto-elektrischer Konversionseinheiten, die jeweils einen magnetisch empfindlichen Abschnitt aufweisen, der auf Variationen in dem Magnetfeld entlang der Richtung einer magnetischen Empfindlichkeit anspricht; und
eine Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung zum Anlegen des Magnetfelds entlang der Richtung der magnetischen Empfindlichkeit an die magnetisch empfindlichen Abschnitte der gepaarten magnetoelektrischen Konversionseinheiten;
wobei
die magneto-elektrischen Konversionseinheiten getrieben werden, durch ein vorbestimmtes Hochfrequenzsignal erregt zu werden, so dass Magnetisierungspolaritäten zueinander die gleichen werden; und
die magnetisch empfindlichen Abschnitte in den gepaarten magneto-elektrischen Konversionseinheiten so bereitgestellt sind, dass die magnetisch empfindlichen Abschnitte von der gleichen Polarität sind, und so, dass die Richtung der magnetischen Empfindlichkeit senkrecht zu der Richtung der Seite-an-Seite-Anordnung der magnetischen Metallstücke sein wird;
wobei die magnetisch empfindlichen Abschnitte mit einem Winkel zwischen einer Linie, die die magnetisch empfindlichen Abschnitte verbindet, und den Bewegungsrichtungen angeordnet sind, wobei der Winkel in Abhängigkeit von dem oben definierten vorbestimmten Intervall λ definiert ist, so dass die Trennung g' zwischen den magnetisch empfindlichen Abschnitten entlang der Bewegungsrichtung durch die Gleichung: g' = (n + 1/2)λ gegeben ist, wobei λ das oben definierte vorbestimmte Intervall ist und n eine Ganzzahl nicht geringer als 0 ist.
In dem magnetischen Metallsensor wird, wenn sich das magnetische Metall dem offenen magnetischen Pfadabschnitt des Kerns nähert, die magnetische Schaltung, die durch den Kern und Luft definiert ist, in der magnetischen Reluktanz variiert, um Variationen in der Impedanz der gepaarten Spulen hervorzurufen. Auf der Grundlage von Änderungen in der Impedanz der gepaarten Spulen erfasst der magnetische Metallsensor das mögliche Vorhandensein eines magnetischen Metalls oder seines Versatzes.
Mit dem vorliegenden magnetischen Metallsensor sind die magnetisch empfindlichen Abschnitte sequenziell ansprechend auf die magnetischen Metallstücke, die Seite-an-Seite angeordnet sind. Wenn der magnetisch empfindliche Abschnitt eines der magneto elektrischen Konversionseinheiten auf eines der magnetischen Metallstücke anspricht, spricht der magnetisch empfindliche Abschnitt der anderen magneto-elektrischen Konversionseinheit auf keines der magnetischen Metallstücke an. Somit wird mit dem vorliegenden magnetischen Metallsensor der Unterschied der Erfassungssignale der gepaarten magneto-elektrischen Konversionseinheiten auf die Plus- und Minus-Seiten um den Differenzwert der Erfassungssignale in der Abwesenheit eines Ansprechens beider magneto-elektrischer Konversionseinheiten als Zentrum abgelenkt. Der magnetische Metallsensor erfasst die Position einer relativen Bewegung von dem zu erfassenden Element auf der Grundlage der Differenz der Erfassungssignale der gepaarten magneto-elektrischen Konversionseinheiten.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erfassen einer Mehrzahl von magnetischen Metallstücken, die Seite-an-Seite in einem vorbestimmten Intervall λ einer zu erfassenden Einheit angeordnet sind, durch einen magnetischen Metallsensor, der relativ zu der zu erfassenden Einheit entlang der Richtung einer Seite-an-Seite-Anordnung der magnetischen Metallstücke bewegt wird, bereit, umfassend:
Anordnen des magnetischen Metallsensors, der ein Paar von magneto-elektrischen Konversionseinheiten, die magnetisch empfindliche Abschnitte aufweisen, die auf Variationen in dem Magnetfeld entlang der Richtung einer magnetischen Empfindlichkeit ansprechen, und einen Magnetfeldgenerator zum Anlegen eines Magnetfelds entlang der Richtung der magnetischen Empfindlichkeit an die magnetisch empfindlichen Abschnitte der gepaarten magneto-elektrischen Konversionseinheiten aufweist, so dass die Richtung der magnetischen Empfindlichkeit der magnetisch empfindlichen Vorrichtungen senkrecht zu der Seite-an-Seite-Anordnungsrichtung der magnetischen Metallstücke ist, und so, dass die magnetisch empfindlichen Abschnitte von der gleichen Polarität sind, Anordnen der magnetisch empfindlichen Abschnitte mit einem Winkel Θ zwischen einer Linie, die die magnetisch empfindlichen Abschnitte verbindet, und den Bewegungsrichtungen, wobei der Winkel Θ in Abhängigkeit von dem oben definierten vorbestimmten Intervall λ bestimmt wird, so dass die Trennung g' zwischen den magnetisch empfindlichen Abschnitten die Gleichung: g' = (n + 1/2)λ erfüllt, wobei λ das oben definierte, voreingestellte Intervall ist und n eine Ganzzahl nicht geringer als 0 ist;
Treiben, um die gepaarten magneto-elektrischen Konversionseinheiten durch ein Hochfrequenzsignal zu erregen, so dass Magnetisierungspolaritäten der gepaarten magneto-elektrischen Konversionseinheiten zueinander gleich werden; und
Bewegen des magnetischen Metallsensors entlang der Seite-an-Seite-Anordnungsrichtung der magnetischen Metallstücke; Erfassen von Erfassungssignalen der gepaarten magnetoelektrischen Konversionseinheiten; und
Vergleichen der Erfassungssignale aus den gepaarten magnetoelektrischen Konversionseinheiten zum Erfassen der magnetischen Metallstücke.
Mit dem Verfahren zum Erfassen eines magnetischen Metalls wird der magnetische Metallsensor relativ zu den mehrfachen magnetischen Metallstücken, die Seite-an-Seite angeordnet sind, bewegt, so dass die magnetisch empfindlichen Vorrichtungen sequenziell empfindlich auf die magnetischen Metallstücke, die Seite-an-Seite angeordnet sind, sind. Wenn die magnetisch empfindliche Vorrichtung einer der magneto-elektrischen Konversionseinheiten auf eines der magnetischen Metallstücke anspricht, ist die magnetisch empfindliche Vorrichtung der magneto-elektrischen Konversionseinheit der gegenüberliegenden Seite auf keines der magnetischen Metallstücke ansprechend. Deswegen wird mit dem vorliegenden magnetischen Metallerfassungsverfahren der Unterschied der Erfassungssignale der gepaarten magneto-elektrischen Konversionseinheiten auf die Plus- und Minus-Seiten des Unterschieds der Erfassungssignale abgelenkt, der erzeugt wird, wenn keine der magnetisch empfindlichen Vorrichtungen ansprechend auf die magnetischen Metallstücke ist. Mit dem vorliegenden magnetischen Metallerfas sungsverfahren werden mehrfache magnetische Metallstücke, die Seite-an-Seite in einem Intervall λ angeordnet sind, auf der Grundlage des Unterschieds der Erfassungssignale der gepaarten magneto-elektrischen Konversionseinheiten erfasst.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Metallstückzählers, der eine Ausführungsform des magnetischen Metallsensors einsetzt;
2 eine teilweise Querschnittsansicht eines magnetischen Metallsensors des magnetischen Metallstückzählers;
3 ein Schaltungsdiagramm, das eine Treibererfassungsschaltung des magnetischen Metallsensors zeigt;
4 die relative Anordnung zwischen dem magnetischen Metallsensor und dem zu erfassenden Element;
5 den Betrieb einer Erfassung eines Metallstücks durch den magnetischen Metallsensor, der als der magnetische Stückzähler eingesetzt ist;
6 den Betrieb einer Erfassung eines Metallstücks durch den magnetischen Metallsensor, der als der magnetische Stückzähler eingesetzt ist;
7 den Ausgangsspannungspegel der Treibererfassungsschaltung relativ zu der Position einer relativen Bewegung zwischen dem zu erfassenden Element und dem magnetischen Metallsensor;
8 eine MI-Vorrichtung;
9 die Anordnung der zweiten Ausführungsform des magnetischen Metallsensors im Falle eines Verwendens der MI-Vorrichtung; und
10 ein Schaltungsdiagramm einer Treibererfassungsschaltung des magnetischen Metallsensors, der die MI-Vorrichtung einsetzt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Eine Ausführungsform des magnetischen Metallsensors der vorliegenden Erfindung wird nachstehend erläutert.
Zunächst wird der magnetische Metallsensor, der in einem Metallstückzähler zum Erfassen der Bewegungsposition des zu erfassenden Elements eingesetzt wird, das die magnetischen Metallstücke Seite-an-Seite in einer vorbestimmten Trennung voneinander angeordnet aufweist, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht, die einen Metallstückzähler zeigt.
Der Metallstückzähler besteht aus einem zu erfassenden Element 1 und einem magnetischen Metallsensor 40, der aus dem Sensorbefestigungsblock 3 befestigt ist.
2 zeigt den Aufbau des magnetischen Metallsensors 40.
Der magnetische Metallsensor 40 besteht aus einer magnetisch empfindlichen Einheit, die einen im Wesentlichen U-förmigen Kern 22 vom offenen magnetischen Schaltungstyp aufweist, um welchen Spulen 23 und 24 gewickelt sind, und einem Magneten 25 zum Anlegen eines Magnetfelds über der magnetisch empfindlichen Einheit 21.
Die magnetisch empfindliche Einheit 21 weist eine extrem hohe Empfindlichkeit gegenüber einem externen Magnetfeld auf, das parallel zu der Längsrichtung der Erweiterungen 22a, 22b des Kerns 22 angelegt ist. Die magnetisch empfindliche Einheit 21 durchläuft auch Impedanzänderungen einer extrem hohen Änderungsrate gegenüber dem externen Magnetfeld, das in einer Richtung parallel zu der Richtung der magnetischen Empfindlichkeit angelegt ist.
Die Spulen 23, 24 der magnetisch empfindlichen Einheit 21 werden mit dem Hochfrequenz-Pulsstrom erregt. Wenn der magnetische Metallsensor 40 in dem Metallstückzähler eingesetzt wird, werden die Wicklungsrichtung der Spulen 23, 24 und die Stromflussrichtung des Hochfrequenz-Erregerpulsstroms so gewählt, das sie die gleiche Polarität aufweisen, d.h. so, dass das Magnetfeld H1, das in der Spule 23 erzeugt wird, von derselben Richtung wie das Magnetfeld H1' sein wird, das in der Spule 24 erzeugt wird. Beispielsweise werden, wenn die Wicklungsrichtung der Spulen 23, 24 gleich ist, diese Spulen 23, 24 durch Hochfrequenzpulsströme in Phase zueinander erregt.
Diese Spulen 23, 24 sind auf einem Anschlussblock 26 mit Signalleitungen 31 bis 33 verbunden, über welche die Spulen mit einer Treibererfassungsschaltung verbunden sind, die außerhalb des magnetischen Metallsensors 40 bereitgestellt ist. Diese Spulen 23, 24 werden mit dem Erregerstrom von der Treibererfassungsschaltung versorgt, die dann einen Ausgang erfasst.
16 zeigt ein Schaltungsdiagramm der Treibererfassungsschaltung 41.
Die Treibererfassungsschaltung 41 schließt eine Oszillationsschaltung 34, eine Umschaltschaltung 35 zum Schalten zwischen Erregerströmen der Spulen 23, 24 auf der Grundlage von Pulssignalen von der Oszillationsschaltung 34, eine Glättungsschaltung 36 zum Erfassen und Glätten einer Ausgangsspannung der Spulen 23, 24, eine Referenzspannungsschaltung 42 zum Einstellen des Schwellenpegels der Spulen 23, 24 und eine Komparatorschaltung 23 zum Vergleichen des geglätteten Ausgangs der Spulen 23, 24 und des Schwellenpegels ein.
Die Spule 23 der magnetisch empfindlichen Einheit 21 weist ihr eines Ende und anderes Ende verbunden mit einer Quellenspannung Vcc bzw. einem Medianpunkt M verbunden auf.
Die Spule 24 der magnetisch empfindlichen Einheit 21 weist ein Ende verbunden über einen Schalter S1 mit dem Medianpunkt M und über einen Schalter S2 mit der Umschaltschaltung 35 verbunden auf. Die Spule 24 der magnetisch empfindlichen Einheit 21 weist auch ihr anderes Ende verbunden über einen Schalter S1' mit der Umschaltschaltung 35 und über einen Schalter S2' mit dem Medianpunkt M auf.
Wenn der magnetische Metallsensor 40 in dem Metallstückzähler eingesetzt wird, werden die Schalter S1, S1' eingeschaltet, während die Schalter S2, S2' ausgeschaltet werden, um die Spulen 23, 24 in Reihe zueinander zu verbinden. Zu dieser Zeit sind die Spulen 23, 24 von der gleichen Polarität.
Die Oszillatorschaltung 34 erzeugt Pulssignale der Frequenz von 1 MHz und das Tastverhältnis von 1:1. Auf der Grundlage dieser Pulssignale schaltet die Umschaltschaltung 35 den Strom, der in die in Reihe verbundenen Spulen 23, 24 fließt. Dies erregt die Spulen 23, 24 mit dem Hochfrequenzpulsstrom.
Die Glättungsschaltung 36 erfasst die Spannung des Medianpunkts M der in Reihe verbundenen Spulen 23, 24 zum Glätten der erfassten Spannung. Die Referenzspannungsschaltung 42 teilt die Quellenspannung durch einen Widerstand eines vorbestimmten Werts, um eine Referenzspannung zu erzeugen. Diese Referenzspannung wird zu der Komparatorschaltung 43 als ein Schwellenpegel des Ausgangspegels der Spulen 23, 24 geschickt.
Als der Wert der Referenzspannung wird eine Spannung des Medianpunkts M der in Reihe verbundenen Spulen 23, 24, wenn sich das Magnetfeld oder das Metall nicht dem magnetischen Metallsensor 40 nähert, eingestellt. Spezifisch wird, wenn kein Magnetfeld oder keine Änderungsrate des Magnetfelds der Spulen 23, 24 vorhanden ist, diese Referenzspannung auf eine Hälfte der Quellenspannung Vcc eingestellt.
Die Komparatorschaltung 43 vergleicht die geglättete Spannung des Medianpunkts M der Spulen 23, 24, die von der Glättungsschaltung 36 zugeführt wird, mit der Referenzspannung des Schwellenpegels, die von der Referenzspannungsschaltung 42 zugeführt wird, um die Spannung des Medianpunkts M zu konvertieren, um das resultierende Bi-Pegel-Signal zu der Steuerschaltung 38 zu schicken.
Diese Steuerschaltung 38 zählt die Anzahl von Pulsen des Bi-Pegel-Signals, das von der Komparatorschaltung 43 zugeführt wird, um die Anzahl von erfassten Metallstücken 11 zu finden, um aus der erfassten Anzahl die Position einer relativen Bewegung zwischen dem magnetischen Metallsensor 40 und dem zu erfassenden Element 1 zu erfassen.
Somit ist es mit der Treibererfassungsschaltung 41 möglich, die Spulen 23, 24 mit dem Hochfrequenz-Pulsstrom zu erregen oder die Ausgänge der Spulen 23, 24 zu erfassen.
Der Magnet 25 ist durch einen Positionierabschnitt 25a in einem vorbestimmten Abstand von der magnetisch empfindlichen Einheit 21 positioniert und befestigt, um ein gleichförmiges Magnetfeld an die magnetisch empfindliche Einheit 21 in einer Richtung parallel zu der Richtung einer magnetischen Empfindlichkeit anzulegen. Dieser Magnet 25 ist an einer Position bereitgestellt, die dem Verbindungsabschnitt 22c der magnetisch empfindlichen Einheit 21 zum Anlegen eines Magnetfelds parallel zu der Richtung der magnetischen Empfindlichkeit an die magnetisch empfindliche Einheit 21 von dem Netz 22c des Kerns 22 gegenübersteht. Dieser Magnet 25 kann beispielsweise ein Parallelepiped-Ferritmagnet mit den Abmessungen 1 × 1 × 2 mm sein und ist so angeordnet, dass die 1 × 2 mm-Fläche dem Netz 22c der magnetisch empfindlichen Einheit 21 gegenübersteht. In diesem Fall wird der Magnet 25 auf eine Oberflächen-Magnetflussdichte von beispielsweise ungefähr 600 G magnetisiert, so dass der Fluss senkrecht zu der 1 × 2 mm-Fläche sein wird.
Der Abstand 1X zwischen der magnetisch empfindlichen Einheit 21 und dem Magneten 25 wird durch die Intensität des Magneten 25 und die Impedanzeigenschaften der magnetisch empfindlichen Einheit 21 bezüglich des Magnetfelds bestimmt. Spezifisch wird das Magnetfeld, das aus dem Magneten 25 austritt, an eine der Spulen 23, 24 angelegt, um die maximalen und minimalen Ausgangswerte zu erfassen. Die maximalen und minimalen Ausgangswerte entsprechen dem Ausgang des gesättigten Zustands des Magnetfelds, das von dem Magneten 25 angelegt wird, bzw. dem Ausgang in der Abwesenheit des Magnetfelds von dem Magneten. Eine derartige Position, die einen Medianwert der erfassten Werte ergibt, wird gefunden, und der Abstand zwischen der magnetisch empfindlichen Einheit 21 und dem Magneten 25 zu dieser Zeit wird als 1X eingestellt. Beispielsweise wird bei der oben beschriebenen magnetisch empfindlichen Einheit 21 und dem Magneten 25 der Abstand 1X auf 2 mm eingestellt.
Der oben beschriebene Magnet 25 kann das Vorspann-Magnetfeld in der magnetisch empfindlichen Richtung anlegen. Somit kann die magnetisch empfindliche Einheit 21 in einem Bereich verwendet werden, in welchem Impedanzänderungen linear bezüglich des externen Magnetfelds sind und Impedanzänderungen steile Eigenschaften aufzeigen.
Die magnetisch empfindliche Einheit 21, die aus dem im Wesentlichen U-förmigen Kern 22 vom offenen Magnetpfadtyp und den Spulen 23, 24, die darauf gewickelt sind, besteht, und der Magnet 25, der ausgelegt ist, das Magnetfeld in der magnetisch empfindlichen Richtung an die magnetisch empfindliche Einheit 21 anzulegen, sind zusammen mit Dichtungsepoxidharz in einem Aluminiumgehäuse 27 aufgenommen, um den magnetischen Metallsensor 40 in ihrer Gesamtheit zu bilden.
Der magnetische Metallsensor 40 weist die magnetisch empfindliche Einheit 21 auf, die den Kern 22 aufweist, der den offenen magnetischen Pfad definiert, und ein Magnetfeld in der magnetisch empfindlichen Richtung wird durch den Magneten 25 über der magnetisch empfindlichen Einheit 21 angelegt. Der Kern 22 der magnetisch empfindlichen Einheit 21 ist mit den Spulen 23, 24 versehen, die Seite-an-Seite angeordnet sind und die gleiche Polarität aufweisen. Deswegen wird mit dem vorliegenden magnetischen Metallsensor 40, wenn sich magnetisches Metall einer der Spulen 23, 24 nähert, die um den Kern 22 gewickelt sind, der in der magnetisch empfindlichen Einheit 21 bereitgestellt ist, das Magnetfeld, das durch den Magneten 25 angelegt wird, geändert. Somit erfasst der magnetische Metallsensor 40 Änderungen in der Impedanz, die im Ansprechen auf Änderungen in dem Magnetfeld erzeugt werden, um zu erfassen, ob sich magnetisches Metall genähert hat oder nicht.
Die Anordnungsbeziehung zwischen dem zu erfassenden Element 1 und dem magnetischen Metallsensor 40 wird nun erläutert.
Das zu erfassende Element 1 wird in Translation durch die Antriebseinheit in der Richtung a₁, a₂ in 1 bewegt, d.h. in der Richtung der Seite-an-Seite-Anordnung der Metallstücke 11, während der magnetische Metallsensor 40 auf dem Sensorbefestigungsblock 3 fixiert ist. Ferner ist der magnetische Metallsensor 40 so angeordnet, dass dann, wenn das zu erfassende Element 1 in Translation in der Richtung der Seite-an-Seite-Anordnung der Metallstücke 11 bewegt wird, die zu erfassende Fläche 11a jedes Metallstücks 11 der Öffnung des U-förmigen Kerns 22 des magnetisch empfindlichen Elements 21 gegenübersteht. D.h., dass der magnetische Metallsensor 40 so angeordnet ist, dass die Richtung der magnetischen Empfindlichkeit der magnetisch empfindlichen Einheit 21 mit der Längsrichtung des Metallstücks 11 übereinstimmt und senkrecht zu der Bewegungsrichtung a1, a2 des zu erfassenden Elements 1 ist.
Ferner ist der magnetische Metallsensor 40 mit einem vorbestimmten Winkel angeordnet, so dass die Breite g' der Erweiterungen 22a, 22b des Kerns 22 entlang der Bewegungsrichtung a₁, a₂ des zu erfassenden Elements 1 gleich (n + 1/2)λ ist, wobei λ die Trennung zwischen benachbarten Metallstücken 11 ist und n eine Ganzzahl nicht geringer als 0 ist. D.h., der magnetische Metallsensor 40 ist auf dem Sensorbefestigungsblock 3 in einem vorbestimmten Winkel so angeordnet, dass dann, wenn die Erweiterung 22a des Kerns 22 der zu erfassenden Fläche 11a eines gegebenen Metallstücks 11 gegenübersteht, die andere Erweiterung nicht irgendeiner der zu erfassenden Flächen 11a gegenübersteht.
Beispielsweise kann, wenn der Kern 22 und das Metallstück 11 wie oben stehend definiert bemessen sind, der Winkel θ zwischen einer Linie, die die Erweiterungen 22a, 22b verbindet, und den Bewegungsrichtungen a₁, a₂ des zu erfassenden Elements 1 definiert werden durch: θ = cos – 1((λ/2)/(w2 + g)) = cos – 1(0,5/1,5) = 70,5°
Durch ein Einstellen der Anordnungsbeziehung zwischen dem zu erfassenden Element 1 und dem magnetischen Metallsensor 40, wie oben stehend beschrieben, wiederholt der Erfassungsausgang des magnetischen Metallsensors 40, der ausgegeben wird, wenn das zu erfassende Element 1 in Translation in der Richtung a₁ und a₂ bewegt wird, die folgenden Zustände: D.h., der Erfassungsausgang des magnetischen Metallsensor 40 wiederholt alternierend den Zustand, in welchem die Erweiterung 22a ansprechend auf die Wirkung eines gegebenen Metallstücks 11 ist, während die Erweiterung 22b nicht auf die Wirkung irgendeines Metallstücks 11 ansprechend ist, und den Zustand, in welchem die Erweiterung 22b ansprechend auf die Wirkung eines gegebenen Metallstücks 11 ist, während die Erweiterung 22a nicht ansprechend auf die Wirkung irgendeines der Metallstücke 11 ist.
Somit kann die Position einer Bewegung des zu erfassenden Elements durch ein Zählen der alternierend wiederholten Erfassungsausgänge erfasst werden.
Der Betrieb zum Erfassen des Metallstücks 11 durch den magnetischen Metallsensor 40 wird erläutert.
Zunächst wird der Erfassungsausgang in einem Fall, dass ein gegebenes Metallstück 11 von der Spule 23 zu der Spule 24 des magnetischen Metallsensors 40 bewegt wird, unter Bezugnahme auf 5 erläutert. In 5 ist die Position eines einzelnen Metallstücks 11 relativ zu den Spulen 22, 23 auf der Abszisse angezeigt, während die Spannung des Medianpunkts M in einem Fall einer Reihenverbindung der Spulen 23, 24, erfasst durch die Treibererfassungsschaltung 41, die in 3 gezeigt ist, auf der Ordinate angezeigt ist. Der Schwellenpegel auf der Ordinate steht für die Spannung des Medianpunkts M, wenn das Magnetfeld oder Metall nicht nahe des Magnetfeldsensors 40 ist.
Wenn das Metallstück 11 an einer Position P1 ist, an welcher es nicht nahe an den Spulen 23, 24 ist, wird die magnetische Reluktanz der magnetischen Schaltung des Magnetflusses, der die Spulen 23, 24 durchsetzt, nicht geändert, derart, dass die Anzahl von Magnetflusslinien, die durch den Magneten 25 erzeugt werden, nicht geändert wird. Deswegen wird die Impedanz der Spulen 23 oder 24 nicht geändert, und somit ist die Spannung des Medianpunkts M auf einem Schwellenpegel.
Wenn sich das Metallstück 11 der Spule 23 nähert, wird, da die magnetische Permeabilität des Metallstücks 11 größer als jene von Luft ist, die magnetische Reluktanz des Magnetflusses, der die Spule 23 durchsetzt, verringert, während die Anzahl von Magnetflusslinien, die durch den Magneten 25 zugeführt werden, erhöht wird. Da die Spule 24 nicht ansprechend auf das Metallstück 11 ist, wird der Magnetfluss, der die Spule 24 durchsetzt, um einen Betrag verringert, der dem erhöhten Magnetfluss der Spule 23 entspricht. Somit wird, wenn sich das Metallstück 11 der Spule 23 nähert, das Potenzial des Medianpunkts M fortlaufend von dem Schwellenpegel erhöht, wobei es maximal wird, wenn das Metallstück 11 an einer der Spule 23 am nächsten gelegenen Position P2 ist.
Dann wird, wenn sich das Metallstück 11 der Spule 24 von der Position P2 am nächsten zu der Spule 23 nähert, die Spule 23 von der Spule 23 wegbewegt, so dass die magnetische Reluktanz der magnetischen Schaltung des Magnetflusses, der die Spule 23 durchsetzt, erhöht wird, derart, dass die Anzahl von Linien des Magnetflusses, die von dem Magneten 25 hervorgebracht werden, verringert wird. Umgekehrt nähert sich das Metallstück 11 der Spule 24, so dass die magnetische Reluktanz der magnetischen Schaltung des magnetischen Flusses, der die Spule 24 durchsetzt, verringert wird. Somit wird die Impedanz der Spule 23 erhöht, zu der gleichen Zeit wie jene der Spule 24 verringert wird. Somit wird, wenn sich das Metallstück 11 von der Spule 23 der Spule 24 nähert, das Potenzial des Medianpunkts M fortlaufend verringert. Wenn das Metallstück 1 eine Mittenposition P3 zwischen den Spulen 23 und 24 erreicht, ist das Potenzial an dem Medianpunkt M auf dem Schwellenpegel, wobei es an einer zu der Spule 24 am nächsten gelegenen Position P4 des Metallstücks 11 am niedrigsten wird.
Wenn das Metallstück 11 von der Position P4 näher an der Spule 24 zu einer Position P5 bewegt wird, in welcher das Metallstück 11 keiner der Spulen 23, 24 nahe ist, hört die magnetische Reluktanz der magnetischen Schaltung des Magnetflusses, der die Spulen 23, 24 durchsetzt, auf, auf das Metallstück 11 anzusprechen. Deswegen ist, da keine der Impedanzen der Spulen 23, 24 geändert wird, das Potenzial des Medianpunkts M auf dem Schwellenpegel.
Somit wird mit dem magnetischen Metallsensor 40, wenn das Metallstück 11 entlang der Spulen 23, 24 bewegt wird, das Potenzial des Medianpunkts M in der Plus- oder Minus-Richtung mit dem Potenzial oszilliert, das der Abwesenheit des sich annähernden Metallstücks 11 als ein Schwellenpegel entspricht. Somit vergleicht der magnetische Metallsensor 40 den Erfassungsausgang auf beiden Seiten des Schwellenpegels, um die Position des Metallstücks 11 einfach und zuverlässig zu erfassen.
Ein Erfassungsausgang, der ausgegeben wird, wenn der magnetische Metallsensor 40, der die Trennung zwischen den Spulen 23, 24 eingestellt auf λ/2 aufweist, relativ zu den mehrfachen Metallstücken 11 bewegt wird, die Seite-an-Seite mit der Trennung λ zwischen benachbarten Metallstücken 11 angeordnet sind, wird unter Bezugnahme auf 6 erläutert, in welcher die Position des magnetischen Metallsensors 40 bezüglich der mehrfachen Metallstücke 11 auf der Abszisse und die Spannung des Medienpunkts M, wenn die Spulen 23, 24 in der Treibererfassungsschaltung 41, die in 3 gezeigt ist, in Reihe zueinander verbunden sind, aufgetragen sind. Der Schwellenpegel auf der Ordinate steht für die Spannung des Medianpunkts M, wenn sich das Magnetfeld oder Metall nicht dem magnetischen Metallsensor 40 nähert, wie oben stehend beschrieben.
Mit dem vorliegenden magnetischen Metallsensor 40 nähert sich, wenn ein gegebenes Metallstück 11 der Spule 23 am nächsten ist, keines der Metallstücke 11 der Spule 24. Somit ist, wenn die Spule 23 ansprechend auf das Metallstück 11 ist, die Spule 24 nicht ansprechend auf das Metallstück 11. Somit ist das Potenzial des Medianpunkts M als ein Erfassungsausgang größer als der Schwellenpegel.
Ferner nähert sich mit dem vorliegenden magnetischen Metallsensor 40, wenn ein gegebenes Metallstück 11 der Spule 24 am nächsten ist, keines der Metallstücke 11 der Spule 23. Somit ist, wenn die Spule 23 ansprechend auf das Metallstück 11 ist, die Spule 24 nicht ansprechend auf das Metallstück 11. Deswegen ist das Potenzial des Medianpunkts M als ein Erfassungsausgang kleiner als der Schwellenpegel.
Deswegen wird, wenn der magnetische Metallsensor 40 relativ zu den mehrfachen Metallstücken 11 bewegt wird, die Seite-an-Seite mit einer Trennung λ zwischen den benachbarten Metallstücken 11 angeordnet sind, ein Signal erhalten, das vertikal um den Schwellenpegel als ein Erfassungsausgang oszilliert.
7 zeigt die Beziehung zwischen dem Potenzial des Medianpunkts M zwischen den in Reihe verbundenen Spulen 23 und 24 und der Position einer relativen Bewegung zwischen dem magnetischen Metallsensor 40 und dem Metallstück 11, wenn der magnetische Metallsensor 40 und das Metallstück 11 wie oben stehend beschrieben dimensioniert sind.
Somit kann mit dem magnetischen Metallsensor 40 die Anzahl der Metallstücke 11 einfach und zuverlässig erfasst werden, indem ein Erfassungsausgang in einem Fall, dass der magnetische Metallsensor 40 relativ zu den mehrfachen Metallstücken 11 bewegt wird, die Seite-an-Seite mit der Trennung λ zwischen den benachbarten Metallstücken 11 angeordnet sind, mit dem Potenzial des Medianpunkts M für das Metallstück 11, das sich den Spulen 23 oder 24 nicht nähert, als ein Schwellenpegel verglichen wird.
In der voranstehenden Beschreibung wird das zu erfassende Element 1 in Translation in einem Fall eines Anwendens des vorliegenden magnetischen Metallsensors 40 als der Metallstückzähler bewegt. Jedoch kann es, da es in der vorliegenden Erfindung ausreicht, wenn die relative Bewegung zwischen dem zu erfassenden Element 1 und dem Sensor 40 vorhanden ist, sein, dass der magnetische Metallsensor 40 derjenige ist, der in Translation bewegt wird.
Durch ein Anordnen eines getrennten magnetischen Metallsensors mit einem Versatz von (m ± 1/4)λ relativ zu dem magnetischen Metallsensor 40, wobei m eine Ganzzahl ist, entlang der Richtung eines relativen Versatzes, kann ein Zweiphasensignal erzeugt werden, das aus einem Signal, das in 6 gezeigt ist, und dem gleichen Signal, das eine Phasendifferenz von 90° relativ dazu aufweist, ausgebildet ist. Deswegen kann, da ein Signal, das den Betrag einer relativen Bewegung ausgibt, auf der Grundlage dieses Zweiphasensignals erzeugt werden kann, eine Positionserfassungseinheit unter Verwendung dieses magnetischen Metallsensors ausgebildet werden.
Das zu erfassende Element kann als ein säulenförmiges Element ausgelegt und zum Messen der Anzahl f von Umdrehungen oder des Winkels ausgelegt werden.
Unterdessen vergleicht in der oben beschriebenen Treibererfassungsschaltung 41 die Komparatorschaltung 43 die Spannung bei dem Schwellenpegel, die durch die Referenzspannungsschaltung 42 erzeugt wird, mit der Spannung an dem Medianpunkt M der Spulen 23, 24, um den resultierenden Wert in Bi-Pegel-Signale zu konvertieren. Somit genügt es, wenn der Schwellenpegel, wenn der magnetische Metallsensor 40 in einem Metallstückzähler eingesetzt wird, sich von jenem unterscheidet, wenn der magnetische Metallsensor 40 als ein Annäherungssensor eingesetzt wird, wenn das Verhältnis der Widerstände R3 und R4 der Referenzspannungsschaltung 42 geändert wird. Das Verhältnis der Widerstände R3, R4 kann unter Verwendung von z.B. einem Trimmer modifiziert und eingestellt werden.
Wenn dieses Widerstandsverhältnis nicht geändert werden kann, wird die Komparatorschaltung 43 durch einen Differenzverstärker ersetzt, und die Differenzspannung wird direkt dem System-Controller zugeführt, der dann eine A/D-Konversion durchführt, um Daten aufzunehmen, um den magnetischen Metallsensor 40 sowohl in dem Metallstückzähler als auch in dem Annäherungssensor einzusetzen.
Der Fall eines Einsetzens einer magnetischen Impedanzeffektvorrichtung in der magnetisch empfindlichen Einheit 21 des magnetischen Metallsensors 40 wird erläutert.
In der vorangehenden Beschreibung ist der magnetische Metallsensor 40, der die magnetisch empfindliche Einheit 21 aufweist, die aus dem im Wesentlichen U-förmigen Kern 22 an beiden Erweiterungen 22a, 22b besteht, auf welche die Spulen 23, 24 gewickelt sind, erläutert. Jedoch kann der magnetische Metallsensor der vorliegenden Erfindung so modifiziert werden, dass so genannte magnetische Impedanzeffekt-(MI-, Magnetic Impedance)Vorrichtungen 61, 62, wie sie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 6-281712 vorgeschlagen sind, auch auf die magnetisch empfindliche Einheit 21 angewandt werden kann.
Diese MI-Vorrichtungen 61, 62 sind aus amorphen Legierungen aus Fe, Si, Co oder B gebildet. Diese MI-Vorrichtungen 61, 62 sind im Wesentlichen drahtförmig, wie in 8 gezeigt. Wenn die MI-Vorrichtungen 61, 62 mit einem Hochfrequenzstrom in der Längsrichtung versorgt werden, d.h. in der magnetisch empfindlichen Richtung, werden Impedanzänderungen bezüglich des externen Magnetfelds, das in der Längsrichtung angelegt wird, erzeugt.
9 zeigt die Anordnungsbeziehung, wenn der magnetische Metallsensor 40, der diese MI-Vorrichtungen 61, 62 aufweist, in dem Metallstückzähler eingesetzt wird.
Diese MI-Vorrichtungen 61, 62 sind mit einer vorbestimmten Breite g angeordnet, wobei die Längsrichtungen davon parallel zueinander sind, und sind in Übereinstimmung mit den Erweiterungen 22a, 22b angeordnet. Es wird ein Magnetfeld parallel zu der Längsrichtung durch den Magneten 25 derart angelegt, dass die MI-Vorrichtungen 61, 62 eine extrem hohe Empfindlichkeit gegenüber dem externen Magnetfeld aufzeigen, das in dieser Richtung angelegt wird. Außerdem durchlaufen die MI-Vorrichtungen 61, 62 Änderungen bezüglich des externen Magnetfelds in dieser Richtung mit einer extrem hohen Änderungsrate.
Die MI-Vorrichtungen 61, 62 werden mit dem Hochfrequenzpulsstrom erregt. Wenn der magnetische Metallsensor 40 in dem Metallstückzähler eingesetzt wird, werden die MI-Vorrichtungen 61, 62 mit dem In-Phasen-Hochfrequenzpulsströmen erregt, die die gleiche Richtung der magnetischen Empfindlichkeit aufweisen, wobei die Polaritäten die gleichen sind.
10 zeigt ein Schaltungsdiagramm der Treibererfassungsschaltung für die MI-Vorrichtungen 61, 62.
Die Treibererfassungsschaltung 63 schließt eine Oszillationsschaltung 34, eine Umschaltschaltung 35 zum Umschalten der Erregerströme der MI-Vorrichtungen 61, 62 auf der Grundlage der Pulsströme von der Oszillationsschaltung 34, eine Glättungsschaltung 36a zum Erfassen und Glätten einer Ausgangsspannung der MI-Vorrichtung 61, eine Glättungsschaltung 36b zum Erfassen und Glätten einer Ausgangsspannung der MI-Vorrichtung 62 und eine Komparatorschaltung 43 zum Vergleichen der Ausgänge der geglätteten MI-Vorrichtungen 61, 62 ein.
Die Treibererfassungsschaltung 63 schließt Schalter S3 und S4 zum Umschalten der Richtung der Erregerströme der MI-Vorrichtung 61 ein.
Die MI-Vorrichtung 62 weist ihr eines Ende versorgt mit der Quellenspannung Vcc über einen Widerstand R6 auf, während sie ihr anderes Ende verbunden mit dem Schalter S3 aufweist. Wenn er auf die Seite des Anschlusses a oder auf den Anschluss b gesetzt ist, verbindet der Schalter S3 das gegenüberliegende Ende der MI-Vorrichtung 61 mit der Umschaltschaltung 35 bzw. der Energiequelle.
Der Widerstand R5 weist sein eines Ende mit der MI-Vorrichtung 61 und sein anderes Ende mit dem Schalter S4 verbunden auf. Wenn er auf den Anschluss a oder den Anschluss b gesetzt ist, verbindet der Schalter S3 das gegenüberliegende Ende der MI-Vorrichtung 61 mit der Umschaltschaltung 35 bzw. der Energiequelle.
Die Schalter S3 und S4 sind betriebsmäßig einander zugeordnet, um so jeweils auf den Anschluss a oder den Anschluss b gesetzt zu werden.
D.h., dass, wenn der magnetische Metallsensor 40 in dem Metallstückzähler eingesetzt wird und zum Erfassen der Position einer Bewegung des zu erfassenden Elements 1 verwendet wird, das mehrfache Metallstücke 11 Seite-an-Seite angeordnet aufweist, die Schalter S3, S4 beide auf die Seite des Anschlusses a gesetzt werden, wobei die MI-Vorrichtung 61 von der gleichen Polarität wie die MI-Vorrichtung 62 ist. Die Verbindung des Widerstands R5 und der MI-Vorrichtung 61 und die Verbindung des Widerstands R6 und der MI-Vorrichtung 62 werden parallel zwischen der Energiequelle Vcc und der Umschaltschaltung 35 verbunden.
Die Glättungsschaltung 36a erfasst die Spannung an einem Verbindungspunkt zwischen der MI-Vorrichtung 61 und dem Widerstand R5 zum Glätten der erfassten Spannung. Die Glättungsschaltung 36b erfasst die Spannung an einem Verbindungspunkt zwischen der MI-Vorrichtung 62 und dem Widerstand R6 zum Glätten der erfassten Spannung.
Die Komparatorschaltung 43 vergleicht die Ausgangsspannung der MI-Vorrichtung 61, die von der Glättungsschaltung 36a geglättet ist, mit der Ausgangsspannung der MI-Vorrichtung 62, die von der Glättungsschaltung 36b geglättet ist, um die Differenzspannung zu der Steuerschaltung 38 zu schicken.
Wenn der magnetische Metallsensor 40 in dem Metallstückzähler eingesetzt wird, konvertiert die Steuerschaltung 38 die Differenzspannung von der Komparatorschaltung 43 in Bi-Pegel-Signale durch ein Abschneiden bei einer vorbestimmten Schwelle und zählt die Anzahl von Pulsen, um die Anzahl von Malen einer Erfassung der Metallstücke 11 zu finden. Die Position einer relativen Bewegung zwischen dem magnetischen Metallsensor 40 und dem zu erfassenden Element 1 kann aus der Anzahl von Malen einer Erfassung erfasst werden.
Der Erregerstrom, der den Spulen oder den MI-Vorrichtungen zugeführt wird, kann auch von einer Wellenform sein, die aus Sinuswellensignalen mit hinzugefügter Gleichstromkomponente besteht, ohne auf die Rechtecksignale beschränkt zu sein.

Claims

Magnetischer Metallsensor (2; 40), der relativ zu einer zu erfassenden Einheit (1) bewegt wird, umfassend eine Mehrzahl von magnetischen Metallstücken (11), die Seite an Seite in einem vorbestimmten Intervall (λ) entlang der Richtung einer Seite-an-Seite-Anordnung der magnetischen Metallstücke angeordnet sind, zum Erfassen der magnetischen Metallstücke (11), umfassend: ein Paar magneto-elektrischer Konversionseinheiten (21), die jeweils einen magnetisch empfindlichen Abschnitt (22a, 22b; 61, 62) aufweisen, der auf Variationen in dem Magnetfeld entlang der Richtung einer magnetischen Empfindlichkeit (x) anspricht; und eine Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (25) zum Anlegen des Magnetfelds entlang der Richtung der magnetischen Empfindlichkeit (x) an die magnetisch empfindlichen Abschnitte (22a, 22b; 61, 62) der gepaarten magneto-elektrischen Konversionseinheiten (21); wobei die magneto-elektrischen Konversionseinheiten (21) getrieben werden, durch ein vorbestimmtes Hochfrequenzsignal erregt zu werden, so dass Magnetisierungspolaritäten zueinander die gleichen werden; und die magnetisch empfindlichen Abschnitte (22a, 22b; 61, 62) in den gepaarten magneto-elektrischen Konversionseinheiten (21) so bereitgestellt sind, dass die magnetisch empfindlichen Abschnitte von der gleichen Polarität sind, und so, dass die Richtung der magnetischen Empfindlichkeit (x) senkrecht zu der Richtung der Seite-an-Seite-Anordnung der magnetischen Metallstücke sein wird; wobei die magnetisch empfindlichen Abschnitte (22a, 22b; 61, 62) mit einem Winkel (θ) zwischen einer Linie, die die magnetisch empfindlichen Abschnitte verbindet, und den Bewegungsrichtungen (a1, a2) angeordnet sind, wobei der Winkel (θ) in Abhängigkeit von dem oben definierten vorbestimmten Intervall (λ) bestimmt ist, so dass die Trennung g' zwischen den magnetisch empfindlichen Abschnitten (22a, 22b; 61, 62) entlang der Bewegungsrichtung (a1, a2) durch die Gleichung: g' = (n + 1/2)λgegeben ist, wobei λ das oben definierte vorbestimmte Intervall ist und n eine Ganzzahl nicht geringer als 0 ist.
Magnetischer Metallsensor nach Anspruch 1, wobei die magnetisch empfindlichen Abschnitte Verlängerungen (22a, 22b) eines Kerns (22) sind, auf welchen Spulen (23, 24) aufgewickelt sind, die durch die Ströme der vorbestimmten Hochfrequenz erregt werden, die ausgelegt sind zum Erzeugen des Magnetfelds entlang der Richtung parallel zu der Richtung der magnetischen Empfindlichkeit.
Magnetischer Metallsensor nach Anspruch 1, wobei magnetische Impedanzeffektvorrichtungen (61, 62), die mit den Strömen der vorbestimmten Hochfrequenz gespeist werden, entlang der Richtung parallel zu der Richtung der magnetischen Empfindlichkeit als die magnetisch empfindlichen Abschnitte verwendet werden.
Verfahren zum Erfassen einer Mehrzahl von magnetischen Metallstücken (11), die Seite an Seite in einem vorbestimmten Intervall (λ) einer zu erfassenden Einheit angeordnet sind, durch einen magnetischen Metallsensor, der relativ zu der zu erfassenden Einheit entlang der Richtung einer Seite-an-Seite-Anordnung der magnetischen Metallstücke bewegt wird, umfassend: Anordnen des magnetischen Metallsensors (2; 40), der ein Paar von magneto-elektrischen Konversionseinheiten (21), die magnetisch empfindliche Abschnitte (22a, 22b; 61, 62) aufweisen, die auf Variationen in dem Magnetfeld entlang der Richtung einer magnetischen Empfindlichkeit anspre chen, und einen Magnetfeldgenerator (25) zum Anlegen eines Magnetfelds entlang der Richtung der magnetischen Empfindlichkeit an die magnetisch empfindlichen Abschnitte (22a, 22b; 61, 62) der gepaarten magneto-elektrischen Konversionseinheiten (21) einschließt, so dass die Richtung der magnetischen Empfindlichkeit der magnetisch empfindlichen Abschnitte senkrecht zu der Seite-an-Seite-Anordnungsrichtung der magnetischen Metallstücke ist, und so, dass die magnetisch empfindlichen Abschnitte von der gleichen Polarität sind, Anordnen der magnetisch empfindlichen Abschnitte mit einem Winkel (θ) zwischen einer Linie, die die magnetisch empfindlichen Abschnitte verbindet, und den Bewegungsrichtungen (a1, a2), wobei der Winkel (θ) in Abhängigkeit von dem oben definierten vorbestimmten Intervall bestimmt wird, so dass die Trennung g' zwischen den magnetisch empfindlichen Abschnitten (22a, 22b; 61, 62) die Gleichung: g' = (n + 1/2)λerfüllt, wobei λ das oben definierte voreingestellte Intervall ist und n eine Ganzzahl nicht geringer als 0 ist; Treiben, um die gepaarte magneto-elektrische Konversionseinrichtung (21) durch ein Hochfrequenzsignal zu erregen, so dass Magnetisierungspolaritäten der gepaarten magnetoelektrischen Konversionseinrichtungen (21) zueinander gleich werden; und Bewegen des magnetischen Metallsensors (2; 40) entlang der Seite-an-Seite-Anordnungsrichtung der magnetischen Metallstücke (11); Erfassen von Erfassungssignalen der gepaarten magnetoelektrischen Konversionseinheiten (21); und Vergleichen der Erfassungssignale aus den gepaarten magneto-elektrischen Konversionseinheiten (21) zum Erfassen der magnetischen Metallstücke.