EP1800144A1 - Magnetsensoranordnung - Google Patents

Magnetsensoranordnung

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Publication number
EP1800144A1
EP1800144A1 EP04791149A EP04791149A EP1800144A1 EP 1800144 A1 EP1800144 A1 EP 1800144A1 EP 04791149 A EP04791149 A EP 04791149A EP 04791149 A EP04791149 A EP 04791149A EP 1800144 A1 EP1800144 A1 EP 1800144A1
Authority
EP
European Patent Office
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magnetic field
magnetic
measuring
sensor
magnetic sensor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04791149A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Schmollngruber
Ingo Herrmann
Lutz DORFMÜLLER
Paul Farber
Maik Rabe
Ulrich May
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors

Definitions

  • the invention relates to a magnetic sensor arrangement, in particular for sensing the movement of linearly or rotationally moved elements, according to the generic features of the main claim.
  • GMR Giant Magneto Resistance
  • a hard magnetic layer is deposited nearby, ie in particular on and / or under a magnetoresistive layer stack.
  • This hard magnetic layer then couples mainly to the magnetosensitive layers through its stray field and thereby generates a so-called bias magnetic field, which acts as a magnetic field offset, so that even with only a slight variation of an external magnetic field superimposed on the internal magnetic field, a well measurable and relatively large one Change in the actual measured value, which is detected as a change in resistance in the layer arrangement, can be achieved.
  • the soft magnetic detection layer is separated from a magnetically harder layer by a non-magnetic intermediate layer.
  • the non-magnetic intermediate layer has a layer thickness such that there is only a slight magnetic coupling between the two magnetic layers via the non-magnetic intermediate layer. This ensures that the direction of magnetization of the soft magnetic detection layer already follows very small external magnetic fields.
  • Layer stacks are designated as GMR spin valves, the structure of which in principle consists of at least four layers, the layers taking on the following role: 1. a free layer as a magnetic layer largely free of an applied magnetic field; 2. a non-magnetic intermediate layer which lies between the two magnetic layers involved in the GMR effect; Third a pinned layer, which is a magnetic layer that does not follow the external field to a limit, and 4. one or more layers around the pinned layer.
  • the latter can be an antiferromagnet, an artificial antiferromagnet, a combination of both, a hard magnetic layer or something else.
  • the sensors described above are often designed in a manner known per se for speed detection, for example in motor vehicle technology, in a so-called gradiometer arrangement.
  • a variation of the magnetic field in the range of the predetermined distance generates a bridge signal.
  • the sensor thus only measures the signal of a magnetic pole wheel, the pole pair spacing of which approximately corresponds to the predefined gradiometer spacing.
  • the invention is advantageous
  • the sensor elements are each formed from at least one largely linear measuring strip which extends perpendicular to the direction of the magnetic field to be detected.
  • ⁇ sensor elements made of the giant magnetoresistive material (GMR) mentioned in the introduction to the description are interconnected in thin-film technology to form a Wheatstone measuring bridge.
  • GMR giant magnetoresistive material
  • the measuring strips should preferably each have a width of approximately 2 to 10 ⁇ m.
  • the object of the invention is therefore to align the magnetic field-dependent sensor elements with respect to their ohmic resistance instead of the meandering shape customary in the prior art as largely linear measuring strips with a small width of a few ⁇ m perpendicular to the direction of the magnetic field to be measured.
  • the magnetic field in a magnetic body deviates from the external field. This is due to the fact that each magnetic body counteracts the external field through its magnetization and in particular causes the internal field present in the body to depend on the geometry of the body. In particular, the magnetic field penetrates the weakest in the direction of the smallest dimension in a body whose dimensions differ greatly in the three dimensions. This also leads to the fact that the magnetization without an external field preferably points in the direction of the greatest expansion. As a result, the magnetization characteristic of an otherwise completely isotropic magnetic body depends on the direction of the magnetic field with respect to its geometry.
  • the characteristic curve for a magnetic field in the layer plane and the characteristic curve for a magnetic field perpendicular to the layer plane differ significantly. For this reason, reducing the width of the measuring strip perpendicular to the direction of the one to be measured Magnetic field also a change in the shape of the characteristic.
  • a spin valve structure is able to measure very small field strength modulations.
  • the magnetic field modulation can be reliably detected even at large working distances.
  • the arrangement of the measuring strips according to the invention now causes the characteristic curve to be tilted, as a result of which the area of high sensitivity is enlarged and at the same time the maximum sensitivity, corresponding to the smaller slope of the characteristic curve, is reduced.
  • FIG. 1 shows a basic view of a layer structure of a measuring bridge circuit for a magnetic field sensor according to the prior art with meandering measuring strips as sensor elements
  • FIG. 2 shows a characteristic curve of the electrical resistance of a sensor element as a function of the magnetic field with a diagram of the magnetoelectric conversion of a modulated magnetic field into an electrical signal
  • FIG. 3 shows the shift in the characteristic curve according to FIG. 2 due to an external interference field
  • FIG. 4 shows a magnetic field sensor according to the invention in a modification of FIG. 1 with linear measuring strips
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment with a plurality of linear measurement strips connected in parallel to form a sensor element
  • FIG. 6 shows the diagram of the characteristic curve of a GMR spin valve measuring strip according to the invention according to FIG. 4 or 5 with a characteristic curve with a smaller gradient and a shift in the characteristic curve due to an external interference field.
  • FIG. 1 shows a basic view of a GMR magnetic field sensor 1 known from the prior art, which is produced in a multilayer or multilayer structure.
  • known meandering measuring strips 2, 3, 4, 5 are present as sensor elements, which are interconnected to form a Wheatstone bridge circuit, so that the magnetic field-dependent changes in resistance of measuring strips 2, 3, 4 and 5 are evaluated accordingly can.
  • FIG. 2 shows a characteristic curve 6 of the electrical resistance R of a measuring strip 2, 3, 4 or 5 as a function of the magnetic field H.
  • a signal 7 corresponding to a modulated magnetic field to be sensed is thus converted into an electrical signal 8 with a GMR spin valve structure according to FIG. 1.
  • FIGS. 4 and 5 An arrangement according to the invention of linear measuring strips 10, 11, 12 and 13 as sensor elements is shown with reference to FIGS. 4 and 5, the exemplary embodiment according to FIG. 5, in contrast to FIG. 4, showing a parallel connection of several individual measuring strips to one sensor element. sees.
  • the measuring strips 10, 11, 12 and 13 are interconnected from the giant magnetoresistive material (GMR) mentioned in the introduction to the description using thin-film technology to form a Wheatstone measuring bridge in a manner comparable to that of the prior art.
  • the individual measuring strips 10, 11, 12 and 13 should preferably each have a width of approximately 2 to 10 ⁇ m.

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Abstract

Er wird eine Magnetsensoranordnung (1) vorgeschlagen, mit mindestens einer Magnetfeldempfindlichen Sensorschicht in einem integrierten GMR-Spin-Valve-Mehrschichsystem, bei der die magnetfeldempfindlichen Sensorelemente (10, 11, 12, 13) zu einer Messbrücke verschaltet sind und deren elektrischer Widerstand (R) in Abhängigkeit von einem äusseren Magnetfeld veränderbar ist. Die Sensorlelemente sind jeweils aus mindestens einem weitgehend linearen Messstreifen (10, 11, 12, 13) gebildet, der sich jeweils senkrecht zur Richtung des zu erfassenden Magnetfeld (H) erstreckt.

Description

Magnetsensoranordnung
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Magnetsensoranordnung, insbesondere zur Sensierung der Bewegung von linear oder rota- torisch bewegten Elementen, nach den gattungsgemäßen Merkmalen des Hauptanspruchs.
Es ist an sich bakannt, dass sogenannte GMR-Sensoren als magnetfeldempfindliche Bauelemente (GMR= Giant Magneto Resistance) , beispielsweise als relativ robuste Sensoren bei der Drehwinkelerfassung in Kraftfahrzeugen, angewendet werden können. Als Giant Magneto Resistance (GMR) wird ein Effekt bezeichnet, der bei geeigneten Schichtsystemen, bestehend aus dünnen, abwechselnd magnetischen und nichtmagnetischen Metallschichten, auftritt. Es handelt sich hierbei um eine starke Abhängigkeit des elektrischen Widerstands des Schichtsystems von einem angelegten Magnetfeld aufgrund spinabhängiger Elektronenstreuung. Beispielsweise ist in der DE 101 28 135 AI ein Konzept beschrieben, in dem eine hartmagnetische Schicht in der Nähe, d.h. insbesondere auf und/oder unter einem magneto- resistiven Schichtstapel, deponiert wird. Diese hartmagnetische Schicht koppelt dann vorwiegend durch ihr Streufeld an die magnetosensitiven Schichten und erzeugt dabei ein sogenanntes Bias-Magnetfeld, das als Magnetfeld- Offset wirkt, so dass auch bei einer nur schwachen Variation eines dem internen Magnetfeld überlagerten externen Magnetfelds eine gut messbare und relativ große Veränderung des eigentlichen Messwertes, der als Widerstandsänderung in der Schichtanordnung detektiert wird, erreichbar ist.
Es ist darüber hinaus aus DE 199 49 714 AI bekannt, dass solche Sensoren als sogenannte Spin-Valve-Schichtsysteme aufgebaut werden. Hierbei wird die weichmagnetische De- tektionsschicht durch eine nichtmagnetische Zwischenschicht von einer magnetisch härteren Schicht getrennt. Die nichtmagnetische Zwischenschicht weist dabei eine derartige Schichtdicke auf, dass nur eine geringe magnetische Kopplung zwischen den beiden magnetischen Schichten über die nichtmagnetische Zwischenschicht erfolgt. Hiermit wird erreicht, dass die Richtung der Magnetisierung der weichmagnetischen Detektionsschicht schon sehr kleinen externen Magnetfeldern folgt.
Als GMR-Spin-Valve werden Schichtstapel bezeichnet, deren Aufbau prinzipiell aus mindestens vier Schichten besteht, wobei die Schichten folgende Rolle einnehmen: 1. eine freie Schicht als eine weitgehend frei einem angelegten Magnetfeld folgende magnetische Schicht; 2. eine nichtmagnetische Zwischenschicht, die zwischen den beiden am GMR-Effekt beteiligten magnetischen Schichten liegt; 3. eine festgehaltene Schicht, die eine magnetische Schicht ist, die dem äußeren Feld bis zu einem Grenzwert nicht folgt und 4. eine oder mehrere Schichten um die festgehaltene Schicht festzuhalten. Letzteres kann ein Antifer- romagnet, ein künstlicher Antiferromagnet, eine Kombination von beiden, eine hartmagnetische Schicht oder Anderes sein.
Die zuvor beschriebenen Sensoren werden in an sich bekannter Weise zur Drehzahlerfassung, beispielsweise in der Kraftfahrzeugtechnik, oft in einer sogenannten Gradi- ometeranordnung ausgeführt. Das heißt je zwei Zweige einer Wheatstoneschen Messbrücke sind in vorgegebenem Abstand angeordnet, so dass ein homogenes Magnetfeld kein Brückensignal bewirkt. Eine Variation des Magnetfelds im Bereich des vorgegebenen Abstands hingegen erzeugt ein Brückensignal. Damit misst der Sensor nur das Signal eines magnetischen Polrads, dessen Polpaarabstand in etwa dem vorgegebenen Gradiometerabstand entspricht.
Entsprechendes gilt bei Verwendung eines geometrisch codierten Stahlrads, das selber nicht ferromagnetisch ist, welches aber das Feld eines in der Nähe des Sensors angebrachten Magneten durch seine Suszeptibilität moduliert. Beispiele für solche Geberräder sind Zahnräder oder Geberräder mit Anordnungen von Vorsprüngen und Aussparungen. Auch hier wird nur eine Modulation des Magnetfelds auf dem Maßstab des Gradiometerabstandes gemessen.
Um nun ein Gradiometer auf der Basis eines GMR-Spin- Valves auszuführen, werden vier Messstreifen aus dem GMR- Material in Dünnschichttechnik ausgeführt. Um einen für die Auswerteelektronik geeigneten Brückenwiderstand in der Größenordnung von 1 kOhm darzustellen, wird üblicher- weise eine mäanderförmige Anordnung der Messstreifen gewählt .
Die Widerstandsänderung einer solchen GMR-Spin-Valve- Struktur erfolgt dabei üblicherweise in einem sehr schmalen Feldbereich, dadurch ist eine Spin-Valve-Struktur an sich in der Lage, sehr kleine Feldstärkemodulationen zu messen. Wird nun ein solcher Drehzahlsensor jedoch bei einem großen Arbeitsabstand eingesetzt, ergibt sich jedoch das Problem, dass ein homogenes Fremdfeld den Ar- beitspunkt des GMR- Sensors so verschiebt, dass die Spin- Valve-Struktur die kleine Magnetfeldvariation des Poloder Geberrades eventuell nicht mehr detektierten kann.
Vorteile der Erfindung
Bei einer Weiterbildung einer Magnetsensoranordnung der eingangs angegebenen Art mit mindestens einer magnetfeldempfindlichen Sensorschicht in einem integrierten Spin- Valve-Mehrschichtsystem, bei der die magnetfeldempfindlichen Sensorelemente in einer Messbrücke verschaltet sind und deren elektrischer Widerstand in Abhängigkeit von einem äußeren Magnetfeld veränderbar ist, sind erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise die Sensorelemente jeweils aus mindestens einem weitgehend linearen Messstreifen gebildet, der sich jeweils senkrecht zur Richtung des zu erfassenden Magnetfeld erstreckt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind jeweils vier Sensorelemente aus dem in der Beschreibungseinleitung erwähnten riesenmagnetoresistiven Material (GMR) in Dünnschichttechnik zu einer Wheatstonschen Messbrücke verschaltet. Hierbei können auch in vorteilhafter Weise je- weils mehrere Messstreifen zur Bildung eines Sensorelementes parallel geschaltet werden. Die Messstreifen sollten dabei bevorzugt jeweils eine Breite von ca. 2 bis 10 μm aufweisen.
Gegenstand der Erfindung ist es somit, die hinsichtlich ihres ohmschen Widerstandes magnetfeldabhängigen Sensorelemente anstelle der im Stand der Technik üblichen Mäanderform als weitgehend lineare Messstreifen mit einer geringen Breite von wenigen μm senkrecht zur Richtung des zu messenden Magnetfeldes auszurichten.
An sich ist es bekannt, dass das Magnetfeld in einem magnetischen Körper von dem äußeren Feld abweicht. Dies liegt daran, dass jeder magnetische Körper durch seine Magnetisierung dem äußeren Feld entgegenwirkt und bewirkt insbesondere eine Abhängigkeit des im Körper vorliegenden inneren Feldes von der Geometrie des Körpers. Insbesondere dringt das Magnetfeld in einen Körper, dessen Abmessungen in den drei Dimensionen stark unterschiedlich sind, in die Richtung der kleinsten Ausdehnung am schwächsten ein. Dies führt auch dazu, dass die Magnetisierung ohne äußeres Feld vorzugsweise in die Richtung der größten Ausdehnung zeigt. Dadurch ist die Magnetisierungskennlinie eines ansonsten völlig isotropen magnetischen Körpers von der Richtung des Magnetfeldes bezüglich seiner Geometrie abhängig.
Insbesondere kann man bei dünnen magnetischen Schichten davon ausgehen, dass die Kennlinie bei einem Magnetfeld in der Schichtebene und die Kennlinie bei einem Magnetfeld senkrecht zur Schichtebene sich deutlich unterscheiden. Aus diesem Grunde bewirkt die Reduktion der Breite des Messstreifens senkrecht zur Richtung des zu messenden Magnetfeldes ebenfalls eine Veränderung der Kennlinienform.
Die Widerstandsänderung einer eingangs beschriebenen GMR- Spin-Valve-Struktur erfolgt, wie erwähnt, in einem sehr schmalen Feldbereich. Dadurch ist eine Spin-Valve- Struktur in der Lage, sehr kleine Feldstärkemodulationen zu messen. Für die Verwendung einer Spin-Valve-Struktur als Drehzahlsensor bedeutet dies eine hohe Empfindlichkeit auf das von Polrad oder Geberrad erzeugte Signal. Insbesondere kann die Magnetfeldmodulation auch bei großen Arbeitsabständen sicher detektiert werden.
Wird nun ein solcher Drehzahlsensor bei einem großen Arbeitsabstand eingesetzt, ergibt sich jedoch das Problem, dass ein homogenes Fremdfeld den Arbeitspunkt des GMR- Sensors so verschiebt, dass die Spin-Valve-Struktur die kleine Magnetfeldvariation des Pol- oder Geberrades nicht mehr detektiert. Die Anordnung der Messstreifen gemäß der Erfindungen bewirkt nun, dass die Kennlinie gekippt wird, wodurch sich der Bereich hoher Sensitivität vergrößert und wobei gleichzeitig die maximale Sensitivität, entsprechend der geringeren Steigung der Kennlinie, verringert wird.
Das führt in vorteilhafter Weise dazu, dass der erfindungsgemäße Magnetfeldsensor auch bei homogenen Störfeldern bis zu einer gewissen Maximalgröße zuverlässig funktioniert. Insbesondere ist die Unempfindlichkeit gegenüber Störfeldern von +/- 1 kA/m gewährleistet. Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Prinzipansicht eines Schichtaufbaus einer Messbrückenschaltung für einen Magnetfeldsensor nach dem Stand der Technik mit mäanderförmigen Messstreifen als Sensorelemente,
Figur 2 eine Kennlinie des elektrischen Widerstandes eines Sensorelements in Abhängigkeit vom Magnetfeld mit einem Schema der magnetoelektrischen Wandlung eines modulierten Magnetfeldes in ein elektrisches Signal,
Figur 3 die Verschiebung der Kennlinie nach der Figur 2 aufgrund eines äußeren Störfeldes,
Figur 4 einen erfindungsgemäßen Magnetfeldsensor in Abänderung der Figur 1 mit linearen Messstreifen,
Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit mehreren parallelgeschalteten linearen Messstreifen zu einem Sensorelement und
Figur 6 das Schema der Kennlinie eines GMR-Spin- Valve-Messstreifens nach der Erfindung gemäß der Figuren 4 oder 5 mit einer Kennlinie geringerer Steigung und einer Verschiebung der Kennlinie aufgrund eines äußeren Störfeldes . Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 ist eine Prinzipansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten GMR-Magnetfeldsensors 1 gezeigt, der in einem Multilagen- oder Multischichtaufbau hergestellt ist. Für die eigentliche Sensierung einer in der Beschreibungseinleitung erwähnten Magnetfeldänderung sind bekannte mäanderförmige Messstreifen 2,3,4,5 als Sensorelemente vorhanden, die zu einer Wheatstoneschen Brückenschaltung zusammengeschaltet sind, so dass die magnetfeldabhängigen Widerstandsänderungen der Messstreifen 2,3,4 und 5 entsprechend ausgewertet werden können.
In Figur 2 ist eine Kennlinie 6 des elektrischen Widerstandes R eines Messstreifens 2,3,4 oder 5 in Abhängigkeit vom Magnetfeld H gezeigt. An der Kennlinie 6 wird somit ein Signal 7 entsprechend eines zu sensierenden modulierten Magnetfeldes in ein elektrisches Signal 8 mit einer GMR-Spin-Valve-Struktur nach der Figur 1 umgewandelt.
Aus Figur 3 ist zu entnehmen, dass beispielsweise ein zu großer Arbeitsabstand bei einem hier nicht dargestellten Drehza lsensor dazu führt, dass ein homogenes Fremdfeld die Kennlinie 6 und damit den Arbeitspunkt des GMR- Sensors gemäß Pfeil 9 so verschiebt, dass die Spin- Valve-Struktur aus der Figur 1 die kleine Magnetfeldvariation gemäß dem Signal 7 des Pol- oder Geberrades des Drehzahlsensors nicht mehr detektiert.
Eine erfindungsgemäße Anordnung von linearen Messstreifen 10,11,12 und 13 als Sensorelemente ist anhand Figur 4 und 5 gezeigt, wobei das Ausführungsbeispiel nach der Figur 5 im Unterschied zu der Figur 4 eine Parallelschaltung von mehreren Einzelmessstreifen zu einem Sensorelement vor- sieht. Die Messstreifen 10,11,12 und 13 sind aus dem in der Beschreibungseinleitung erwähnten riesenmagnetore- sistiven Material (GMR) in Dünnschichttechnik zu einer Wheatstoneschen Messbrücke in vergleichbarer Weise wie beim Stand der Technik verschaltet. Die einzelnen Messstreifen 10,11,12 und 13 sollten dabei bevorzugt jeweils eine Breite von ca. 2 bis 10 μm aufweisen.
Aus einer Kennlinie 14 nach Figur 6, die die Änderung des Widerstands R der Messstreifen 10,11,12 und 13 in Abhängigkeit des Magnetfeldes H bei der erfindungsgemäßen Anordnung nach den Figuren 4 und 5 zeigt, ist zu entnehmen, dass diese Kennlinie 14 im Unterschied zu der Kennlinie 6 nach den Figuren 2 und 3 eine geringere Steigung aufweist. Durch diesen flacheren Verlauf wird auch bei einer hier ebenfalls angedeuteten Verschiebung 15 der Kennlinie 14 aufgrund eines äußeren Störfeldes der Bereich hoher Sensitivität vergrößert.

Claims

Patentansprüche
1) Magnetsensoranordnung mit
- mindestens einer magnetfeldempfindlichen Sensorschicht in einem integrierten Spin-Valve- Mehrschichtsystem, bei der die magnetfeldempfindlichen Sensorelemente (2, 3, , 5; 10, 11, 12, 13) in einer Messbrücke verschaltet sind und deren elektrischer Widerstand (R) in Abhängigkeit von einem äußeren Magnetfeld (H) veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente jeweils aus mindestens einem weitgehend linearen Messstreifen (10,11,12,13) gebildet sind, der sich jeweils senkrecht zur Richtung des zu erfassenden Magnetfeld (H) erstreckt.
2) Magnetsensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
- jeweils vier Messstreifen (10,11,12,13) aus riesen- magnetoresistiven Material (GMR) in Dünnschichttechnik zu einer Wheatstonschen Messbrücke verschaltet sind. 3) Magnetsensoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
- jeweils mehrere Messstreifen (10,11,12,13) zur Bildung eines Sensorelementes parallelgeschaltet sind.
4) Magnetsensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Messstreifen (10,11,12,13) jeweils eine Breite von ca. 2 bis 10 μm aufweisen.
5) Magnetsensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Magnetsensoranordnung (1) als Gradiometer zur Drehzahlerfassung an rotierenden Bauteilen in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist.
EP04791149A 2003-12-06 2004-10-05 Magnetsensoranordnung Withdrawn EP1800144A1 (de)

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