EP3601974A1 - Magnetfeldsensor - Google Patents

Magnetfeldsensor

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Publication number
EP3601974A1
EP3601974A1 EP18718573.1A EP18718573A EP3601974A1 EP 3601974 A1 EP3601974 A1 EP 3601974A1 EP 18718573 A EP18718573 A EP 18718573A EP 3601974 A1 EP3601974 A1 EP 3601974A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
magnetic
magnetic field
field sensor
component
conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18718573.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Hansal
Selma Hansal
Rudolf Mann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rena Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Hirtenberger Engineered Surfaces GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hirtenberger Engineered Surfaces GmbH filed Critical Hirtenberger Engineered Surfaces GmbH
Publication of EP3601974A1 publication Critical patent/EP3601974A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • G01D5/20—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 by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/12—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/30—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. mechanical strain gauge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
    • G01B7/24—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge using change in magnetic properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/12—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress
    • G01L1/122—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress by using permanent magnets
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0001—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
    • G01L9/0004—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using variations in inductance

Definitions

  • the invention relates to a magnetic field sensor for components with preferably cylindrical, conical, prismatic base body or with a freeform main body, wherein at least a first magnetic trace and at least one second trace are mounted on the main body of the component, and the at least second trace of the at least first magnetic trace is arranged at a distance, a method for producing the magnetic field sensor and its use as a pressure sensor and / or distance sensor.
  • strain gauges attached to corresponding points on the component.
  • a major disadvantage of this system is that these strain gauges are glued to the component to be measured, this adhesion affects the transmission of the measurement information and possibly falsified.
  • the strain gauges must be electrically contacted in order to read out the measurement information, wherein it is necessary for metallic components to completely isolate the electrical measuring circuit from the component.
  • DE 10 2014 200 461 A1 describes an arrangement for measuring a force or a torque on a machine element with a permanent magnetization along a closed magnetization path.
  • a magnetic field sensor is provided which monitors a change in the magnetic field.
  • This arrangement is not suitable for all components because it requires a permanent magnetization of the component at least in a certain area. It is also susceptible to interference with regard to magnetic and / or electrical or electromagnetic influences from the outside.
  • DE 36 24 846 AI a device for non-contact measurement of a mechanical stress, in particular for measuring the torsion or bending force of a Test object described.
  • two regions with a layer of magnetoelastic material are arranged on a shaft, which has a striped pattern formed at an angle of 45 °.
  • a change of this layer pattern under mechanical stress of the shaft is monitored by means of a complicated evaluation circuit.
  • Another magnetoelastic torque sensor can also be found in DE 103 31 128 AI.
  • This object is achieved in that the magnetic flux is monitored in the at least one magnetic trace, and a change in the distance between the at least one first magnetic trace to the at least second magnetic trace causes a change in the magnetic flux.
  • the distance between the at least one first magnetic track and the at least second magnetic track changes. This also changes the magnetic resistance between the at least two magnetic conductor tracks, which in turn changes the magnetic flux in the at least two magnetic conductor tracks. This change in the magnetic flux is thus an indicator of a force acting on the component and optionally for a deformation of the component to be monitored.
  • magnetic track is understood to mean an area on the component to be monitored with ferromagnetic properties. This can actually be web-shaped, but formed as a surface area or volume area in any shape on the surface or within the component.
  • the magnetic flux in the at least two conductor tracks is induced by at least one exciter magnet, which is preferably in direct contact with the magnetic conductor tracks.
  • the at least one excitation magnet can also be formed outside the magnetic field sensor, for example as part of the component to be monitored or as an additional element in the region of the component to be monitored.
  • This excitation magnet may be a permanent magnet, which is preferably also produced by means of electrodeposition.
  • a hard magnetic alloy is deposited or permanent magnetic particles may also be incorporated in a non-magnetic matrix.
  • the excitation magnet may also be an electromagnet.
  • the magnetic field sensor according to the invention is preferably arranged directly on the component to be monitored, wherein a change in the distance between the at least two magnetic conductor tracks is monitored.
  • the magnetic field sensor according to the invention is to monitor a component made of soft magnetic material
  • a magnetic barrier layer of non-magnetic material is provided in this variant, in order to avoid a distortion of the magnetic field and thus a falsification of the measurement of the magnetic flux.
  • the magnetic field sensor according to the invention preferably has at least one measuring device for monitoring the magnetic flux within the at least two printed conductors. In this way an integral measuring sensor is obtained without the need for an additional external measuring unit.
  • the at least one measuring device is designed as a measuring chip with at least one, preferably two internal magnetic measuring sections, the measuring chip preferably being arranged on an electrically insulating carrier, for example plastic, ceramic, glass, sapphire or mica.
  • This measurement chip evaluates the magnetic flux changes and forwards the received data to an (external) evaluation unit.
  • the at least two magnetic conductor tracks and the at least one measuring device form a magnetic measuring circuit.
  • the at least one excitation magnet is particularly preferably also part of this magnetic measuring circuit.
  • the at least one excitation magnet can be arranged outside the magnetic field sensor.
  • a second ter magnetic circuit namely a magnetic compensation circuit preferably provided with at least one further exciter magnet.
  • the adjustment of the magnetic resistance of the compensation circuit can optionally by influencing the permeability of the magnetic conductor during manufacture, namely the deposition by, for example, variation of the pulse pattern used for the deposition, by geometrical variations such as layer thickness and / or conductor width, by introducing an additional interruption of the magnetic Head of the compensation circuit can be achieved at a suitable location or by a combination of these measures.
  • the at least one measuring device in particular the measuring chip, connects the two magnetic circuits, namely the at least one measuring circuit and the at least one compensation circuit, preferably via a Wheatstone bridge. This design allows even the smallest changes in the magnetic flux to be measured accurately.
  • the magnetic field sensor according to the invention is particularly suitable for use as a pressure sensor and / or distance sensor and here again particularly preferably in tools, tool guides, closing mechanisms and compacts, in particular of material-processing machines, such as milling, turning or punching tools or casting and injection molding tools.
  • the object is further achieved by a manufacturing method for a magnetic field sensor according to the invention in that on a substrate, preferably on a component to be monitored, at least one first magnetic trace and at least one second magnetic trace spaced apart by galvanic deposition.
  • a soft magnetic alloy for example a nickel-iron alloy with optimized composition is applied to a preferably non-magnetic, optionally masked component by electroplating.
  • the at least one first magnetic conductor track and the at least one second magnetic conductor track are arranged at a distance from one another via a nonmagnetic separating layer, which may likewise be applied galvanically.
  • the substrate on which the magnetic field sensor is applied is itself magnetic, for example made of steel or cast iron
  • a nonmagnetic layer must be applied to the base material before the conductor tracks are applied.
  • This non-magnetic layer is - as the above-mentioned separation layer - for example, a likewise galvanically generated layer of copper, tin, zinc or an alloy of two or more of these elements or even a non-magnetic alloy of ferrous metals with phosphorus.
  • This fully metallic structure results in an optimal connection of the sensor to the component, without, for example, an additional adhesive layer for applying the sensor to the component to be measured being able to influence the measurement results.
  • the galvanic production of the excitation magnets which are particularly suitable for the magnetic field sensor according to the invention, can be carried out in different ways.
  • a permanent magnetic alloy selected from a group comprising alloys such as cobalt-nickel-phosphorus, cobalt-nickel-manganese-phosphorus, cobalt-nickel-rhenium-phosphorus, iron-platinum, cobalt-platinum and bismuth Manganese contains, galvanically deposited on the substrate or component.
  • Suitable particles are all hard magnetic materials, as well as hard magnetic alloys in a suitable form, for example as nanowires, as powders such as ferrites, chromium dioxide, iron oxide, neodymium iron boron powder or cobalt samarium powder. These particles can be used either in pure form or after suitable chemical surface modification, for example with siloxanes.
  • the chemical modification of the surface of the particles serves to control the incorporation rate of the particles into the electroplated layer, on the other hand it can increase the chemical stability against the electrolyte used for the deposition.
  • deposition of the permanent magnetic layer in an externally applied magnetic field which aligns the particles in their magnetization direction and thus increases the resulting field strength of the electrodeposited permanent magnet.
  • FIG. 1 is a perspective view of a pressure sensor according to the invention in a schematic representation
  • Fig. 2 is a plan view of the pressure sensor of Fig. 1;
  • FIG. 3 shows a cross section through the pressure sensor from FIG. 1;
  • FIG. 4 shows a second embodiment of a pressure sensor in a perspective view
  • FIG. 5 shows a third embodiment of a pressure sensor in a perspective view
  • Fig. 6 is a cross-sectional view of the pressure sensor of Fig. 5;
  • Fig. 7 shows an arrangement of two magnetic field sensors according to the invention for
  • FIG. 8 shows a magnetic field sensor from the arrangement of FIG. 7 in a plan view
  • FIG. 9 shows a magnetic field sensor from the arrangement of FIG. 7 in a perspective view
  • FIG. 10 is a schematic representation of the measuring device for the pressure sensor according to the invention.
  • FIG. 1 shows a magnetic field sensor 100 according to the invention on a component 200 with an essentially cylindrical main body 210.
  • This component 200 is made in this embodiment of a non-magnetic metal.
  • the magnetic field sensor 100 functions here as a pressure sensor and consists of a first magnetic conductor 110 which partially covers the end face 211 and the jacket 212 of the component 200.
  • a second magnetic conductor 120 also covers parts of the end face 211 and of the shell 212 of the component 200.
  • first magnetic conductor 110 and the second magnetic conductor 120 overlap, wherein the two conductor tracks 110, 120 are magnetically separated from one another by a layer of non-magnetic material 300.
  • Both the first magnetic track 110 and the second magnetic tracks 120 and the non-magnetic separation layer 300 are particularly preferably applied to the component 200 by means of galvanic methods.
  • the separating layer 300 is compressed and the first magnetic conductor 110 approaches the second magnetic conductor 120, so that the distance and thus the between the both interconnects 110, 120 induced magnetic field changes.
  • This magnetic field change can be detected by a corresponding measuring device and subsequently evaluated by means of a suitable evaluation device.
  • the first magnetic conductor tracks 110 and the second magnetic conductor track 120 are arranged exclusively on the lateral surface 212 of the component 200. If, for example, a compressive force acts on the end face 211, then the extent of the separating surface 300 between the first magnetic conductor 110 and the second magnetic conductor 120 changes and, in turn, the magnetic field between the two magnetic conductors 110, 120.
  • the first magnetic conductor 110 is arranged on the end face 211 of the component 200 on a component 200, while the second magnetic conductor 120 covers the lateral surface 212 of the component 200 (see FIG. 5).
  • the first magnetic conductor track 110 not only covers the end face 211 of the component 200, but also protrudes into the component 200.
  • the component 200 may have a bore into which a part of the first magnetic conductor 110 is introduced.
  • the second magnetic conductor 120 encloses the component 200 along its lateral surface 212 and is separated from the first magnetic conductor 110 via a separating layer 300 in the region of the end face 211 of the component 200.
  • the separating layer 300 is compressed so that the magnetic flux between the first magnetic trace 110 and the second magnetic trace 120 changes. This magnetic field change can in turn be detected and evaluated.
  • FIG. 7 shows an arrangement 400, wherein magnetic field sensors 100A, 100B according to the invention are arranged on one component 200 in a mutually spaced manner. These magnetic field sensors 100A, 100B now have the task of monitoring the distance of the component 200 to a counterpart 410.
  • the counterpart 410 is also magnetic and induces a magnetic field in the two tracks 110, 120 of the respective magnetic field sensors 100A, 100B.
  • the respective distance between the counterpart 410 and the two magnetic field sensors 100A, 100B remains the same, that is, the component 200 is aligned substantially parallel to the counterpart 410, the magnetic flux in the respective magnetic field sensors 100A, 100B is the same.
  • the component 200 is no longer aligned parallel to the counterpart 410, the respective magnetic fluxes in the respective magnetic field sensors 100A, 100B differ, wherein these magnetic field differences can be detected and evaluated.
  • a magnetic field sensor 100B used here can be shown in FIGS. 8 and 9 are taken. Again, areas of the lateral surface or the end face of the magnetic field sensor 100B of the first magnetic conductor 110 and the second magnetic conductor 120 are claimed from each other covered.
  • This arrangement 400 can be used both contactless as described above, ie as a distance sensor, as well as in the contact of component 200 or by the magnetic field sensors 100A, 100B with the counterpart 410.
  • the magnetic field sensors 100A, 100B function as pressure sensors which monitor the contact pressure or contact pressure between the component 200 and the counterpart 410, or monitor the exact parallelism of the two parts to one another.
  • the end faces of the magnetic field sensors 100A, 100B are provided with a cover layer (not illustrated) which acts to shield the counterpart to 410.
  • a cover layer (not illustrated) which acts to shield the counterpart to 410.
  • the magnetic field of the magnetic field sensors 100A, 100B changes, so that this cover layer acts as a wear indicator.
  • Such an arrangement 500 is shown schematically in FIG.
  • a first magnetic measuring circuit 510 is provided with the first magnetic track 110 and the second magnetic track 120, wherein the tracks 110, 120 are shown in this illustration as a simple line-like tracks regardless of their actual shape.
  • the two magnetic conductors 110, 120 are - as described in the examples above - spaced from each other, which is symbolized in this illustration by an interrupt 512.
  • the magnetic measuring circuit 510 has an exciter magnet 511 with which a constant magnetic field is generated in the first magnetic measuring circuit 510.
  • a second magnetic measuring circuit 520 is additionally provided in this embodiment of the evaluation unit 500 as a compensation measuring circuit with a magnetic conductor 521 which has a second excitation magnet 522.
  • the magnetic flux in the interconnects 110, 120 changes.
  • the magnetic fluxes of the two magnetically active measuring circuits 510, 520 are measured against each other via a measuring chip 600.
  • the two magnetic tracks 110, 120 of the first magnetic measuring circuit 510 couple with their ends to two magnetic inputs of the measuring chip 600. Between these two inputs two magnetic measuring sections 601, 602 are provided, which serve to monitor the interruption 512 in the first magnetic measuring circuit 510.
  • two magnetic inputs are provided on the measuring chip 600, which are in turn connected to each other via two measuring sections 610, 611.
  • the subject invention is not limited to the above-mentioned embodiments.
  • the formation of the magnetic interconnects can be designed differently, and it is not limited to two magnetic tracks alone.
  • the component to be monitored can identify any desired shape.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Magnetfeldsensor (100, 100A, 100B) für Bauteile (200) mit vorzugsweise zylindrischem, konischem, prismatischem Grundkörper (210) oder mit einem Freiformgrundkörper, wobei zumindest eine erste magnetische Leiterbahn (110) sowie zumindest eine zweite Leiterbahn (120) auf dem Grundkörper (210) des Bauteils (200) angebracht sind, und die zumindest zweite Leiterbahn (120) von der zumindest ersten magnetischen Leiterbahn (110) in einem Abstand, – bevorzugterweise in Form einer Trennschicht (300) -, angeordnet ist, wobei zumindest ein Erregermagnet vorgesehen ist und eine Änderung des magnetischen Flusses durch eine Änderung des Abstands (A) der zumindest einen ersten magnetische Leiterbahn (110) zu der zumindest zweiten magnetischen Leiterbahn (120) überwacht ist.

Description

Magnetfeldsensor
Die Erfindung betrifft einen Magnetfeldsensor für Bauteile mit vorzugsweise zylindrischem, konischem, prismatischem Grundkörper oder mit einem Freiformgrundkörper, wobei zumindest eine erste magnetische Leiterbahn sowie zumindest eine zweite Leiterbahn auf dem Grundkörper des Bauteils angebracht sind, und die zumindest zweite Leiterbahn von der zumindest ersten magnetischen Leiterbahn in einem Abstand angeordnet ist, ein Verfahren zur Herstellung des Magnetfeldsensors sowie dessen Verwendung als Drucksensor und/oder Abstandssensor.
Die Messung von physikalischen Größen an Bauteilen von beispielsweise Fahr- und Flugzeugen, Maschinen oder Gebäuden ist ein wesentlicher Punkt bei deren Wartung und Betriebsüberwachung. Eine wichtige Größe ist hierbei die an einem Bauteil wirkende Kraft, deren Messung wichtige Informationen über die Belastung oder den Gesamtzustand des Bauteils liefert.
Die derzeit am häufigsten verwendete Methode ist die Messung von Deformationen und den hierbei auftretenden Kräften mittels Dehnmessstreifen, die an entsprechenden Punkten des Bauteils angebracht sind. Ein wesentlicher Nachteil dieses Systems liegt darin, dass diese Dehnmessstreifen auf dem zu messenden Bauteil aufgeklebt sind, wobei diese Klebung die Übertragung der Messinformation beeinträchtigt und möglicherweise verfälscht. Des Weiteren muss der Dehnmessstreifen elektrisch kontaktiert werden, um die Messinformation auslesen zu können, wobei es bei metallischen Bauteilen notwendig ist, den elektrischen Messkreis vollständig vom Bauteil zu isolieren.
Es sind daher Methoden bekannt geworden, bei welchem die Messung von Deformationen eines Bauteils auf magnetischem Weg erfolgt.
So beschreibt die DE 10 2014 200 461 AI eine Anordnung zum Messen einer Kraft oder eines Drehmoments an einem Maschinenelement mit einer Permanentmagnetisierung entlang eines geschlossenen Magnetisierungspfades. Hierbei ist ein Magnetfeldsensor vorgesehen, der eine Änderung des Magnetfeldes überwacht. Diese Anordnung ist nicht für alle Bauteile geeignet, weil sie eine Permanentmagnetisierung des Bauteils zumindest in einem bestimmten Bereich erfordert. Auch ist sie störungsanfällig im Hinblick auf magnetische und/oder elektrische bzw. elektromagnetische Einflüsse von außen.
In der DE 36 24 846 AI eine Vorrichtung zum berührungsfreien Messen einer mechanische Spannung, insbesondere zum Messen der Torsion oder Biegekraft eines Messobjekts beschrieben. Hierzu sind auf einer Welle zwei Bereiche mit einer Schicht aus magnetoelastischem Material angeordnet, das ein unter einem Winkel von 45° ausgebildetes Streifenmuster aufweist. Eine Änderung dieses Schichtmusters bei mechanischer Beanspruchung der Welle wird mittels einer komplizierten Auswerteschaltung überwacht. Ein weiterer magnetoelastischer Drehmoment-Sensor kann auch der DE 103 31 128 AI entnommen werden.
Die oben angeführten Anordnungen sind für die Überwachung von Deformationsprozessen an einem Bauteil nur teilweise oder gar nicht geeignet, oder weisen einen komplizierten, in der Praxis nur wenig geeigneten Aufbau auf.
Insbesondere bei der Überwachung von Werkzeugen von materialbearbeitenden Maschinen wie beispielsweise Fräs-, Dreh- oder Stanzwerkzeugen oder Guss- und Spritzgusswerkzeugen ist eine Überwachung der auf das jeweilige Werkzeug wirkenden Kräfte und/oder die Position des jeweiligen Werkezugs hilfreich, um lange und teure Standzeiten dieser Maschinen aufgrund von defektem Werkzeug zu vermeiden. Ebenso können Wartungsintervalle auf Basis der erhaltenen Werte besser geplant werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der magnetische Fluss in der zumindest einen magnetischen Leiterbahn überwacht wird, und eine Änderung des Abstands der zumindest einen ersten magnetische Leiterbahn zu der zumindest zweiten magnetischen Leiterbahn eine Änderung des magnetischen Flusses bewirkt.
Aufgrund von auf den zu überwachenden Bauteil wirkenden Kräften verändert sich der Abstand der zumindest einen ersten magnetischen Leiterbahn zu der zumindest zweiten magnetischen Leiterbahn. Damit ändert sich auch der magnetische Widerstand zwischen den zumindest zwei magnetischen Leiterbahnen, wodurch sich wiederum der magnetische Fluss in den zumindest zwei magnetische Leiterbahnen ändert. Diese Änderung des magnetischen Flusses ist somit ein Indikator für eine auf den Bauteil wirkende Kraft und gegebenenfalls für eine Deformation des zu überwachenden Bauteils.
Im Rahmen dieser Offenbarung wird unter "magnetischer Leiterbahn" ein Bereich auf dem zu überwachenden Bauteil mit ferro-magnetischen Eigenschaften verstanden. Dieser kann tatsächlich bahnenförmig, aber auf als Flächenbereich oder Volumsbereich in jedweder Form auf der Oberfläche oder innerhalb des Bauteils ausgebildet sein.
Hierbei ist vorgesehen, dass der magnetische Fluss in den zumindest zwei Leiterbahnen durch zumindest einen Erregermagnet, der bevorzugterweise in unmittelbarem Kontakt mit den magnetischen Leiterbahnen steht, induziert wird. Alternativ hierzu kann jedoch der zumindest eine Erregermagnet auch außerhalb des Magnetfeldsensors, beispielsweise als Teil des zu überwachenden Bauteils oder als zusätzliches Element im Bereich des zu überwachenden Bauteils ausgebildet sein.
Dieser Erregermagnet kann ein Permanentmagnet sein, der vorzugsweise ebenfalls mittels galvanischer Abscheidung hergestellt wird. Hierzu wird eine hartmagnetische Legierung abgeschieden oder es können auch permanentmagnetische Partikel in einer nichtmagnetischen Matrix eingelagert sein. Alternativ hierzu kann der Erregermagnet auch ein Elektromagnet sein.
Der erfindungsgemäße Magnetfeldsensor ist bevorzugterweise direkt auf dem zu überwachenden Bauteil angeordnet, wobei eine Änderung des Abstands zwischen den zumindest zwei magnetischen Leiterbahnen überwacht wird.
Soll der erfindungsgemäße Magnetfeldsensor einen Bauteil aus weichmagnetischem Material überwachen, so ist bei dieser Variante eine magnetische Sperrschicht aus nichtmagnetischem Material vorgesehen, um eine Verzerrung des magnetischen Feldes und damit eine Verfälschung der Messung des magnetischen Flusses zu vermeiden.
Der erfindungsgemäße Magnetfeldsensor verfügt bevorzugterweise über zumindest eine Messeinrichtung zur Überwachung des magnetischen Flusses innerhalb der zumindest zwei Leiterbahnen. Auf diese Weise wird ein integraler Messsensor erhalten, ohne dass eine zusätzliche externe Messeinheit erforderlich ist.
Besonders bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass die zumindest eine Messeinrichtung als Messchip mit zumindest einer, vorzugsweise zwei internen magnetischen Messstrecken ausgebildet ist, wobei der Messchip vorzugsweise auf einem elektrisch isolierenden Träger, beispielsweise Kunststoff, Keramik, Glas, Saphir oder Glimmer angeordnet ist. Dieser Messchip wertet die Magnetflussänderungen aus und leitet die erhaltenen Daten an eine (externe) Auswerteeinheit weiter.
In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zumindest zwei magnetische Leiterbahnen und die zumindest eine Messeinrichtung einen magnetischen Messkreis bilden. Besonders bevorzugt ist hierbei der zumindest eine Erregermagnet ebenfalls Teil dieses magnetischen Messkreises. Alternativ kann der zumindest eine Erregermagnet außerhalb des Magnetfeldsensors angeordnet sein.
In störanfälligen Umgebungen kann es erforderlich sein, externe Effekte wie Streufelder oder Temperaturschwankungen, die den magnetischen Fluss unabhängig von einer Krafteinwirkung beeinflussen, zu kompensieren. Zu diesem Zweck ist ein zwei- ter magnetischer Kreis, nämlich ein magnetischer Kompensationskreis mit vorzugsweise zumindest einem weiteren Erregermagneten vorgesehen. Die Anpassung des magnetischen Widerstands des Kompensationskreises kann wahlweise durch Beeinflussung der Permeabilität des magnetischen Leiters während der Herstellung, nämlich der Abscheidung durch beispielsweise Variation des für die Abscheidung verwendeten Pulsmusters, durch geometrische Variationen wie Schichtdicke und/oder Leiterbreite, durch Einbringung einer zusätzlichen Unterbrechung des magnetischen Leiters des Kompensationskreises an einer geeigneten Stelle oder durch eine Kombination dieser Maßnahmen erreicht werden.
Die zumindest eine Messeinrichtung, insbesondere der Messchip verbindet die beiden magnetischen Kreise, nämlich den zumindest einen Messkreis und den zumindest einen Kompensationskreis bevorzugterweise über eine Wheatstone-Brücke. Durch diesen Aufbau können bereits kleinste Änderungen im Magnetfluss genau gemessen werden.
Der erfindungsgemäße Magnetfeldsensor ist insbesondere für die Verwendung als Drucksensor und/oder Abstandsensor und hier wiederum besonders bevorzugt in Werkzeugen, Werkzeugführungen, Schließmechanismen und Presskörpern, insbesondere von materialbearbeitenden Maschinen, wie beispielsweise an Fräs-, Drehoder Stanzwerkzeugen oder Guss- und Spritzgusswerkzeugen, geeignet.
Die Aufgabe wird des Weiteren durch ein Herstellungsverfahren für einen erfindungsgemäße Magnetfeldsensor dadurch gelöst, dass auf einem Substrat, vorzugsweise auf einem zu überwachenden Bauteil zumindest eine erste magnetische Leiterbahn sowie zumindest eine zweite magnetische Leiterbahn über einen Abstand beabstandet zueinander mittels galvanischer Abscheidung aufgebracht werden.
Hierbei wird auf galvanischem Weg eine weichmagnetische Legierung, beispielsweise eine Nickel-Eisen-Legierung mit optimierte Zusammensetzung auf ein vorzugsweise nichtmagnetisches, gegebenenfalls maskiertes Bauteil aufgebracht. Besonders bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass die zumindest eine erste magnetische Leiterbahn und die zumindest eine zweite magnetische Leiterbahn über eine nichtmagnetische Trennschicht, die ebenfalls galvanisch aufgebracht sein kann, beabstandet voneinander angeordnet sind.
Ist der Untergrund, auf dem der Magnetfeldsensor aufgebracht wird, selbst magnetisch, beispielsweise aus Stahl oder Gusseisen, so muss vor Aufbringung der Leiterbahnen eine nichtmagnetische Schicht auf das Grundmaterial aufgebracht werden. Diese nichtmagnetische Schicht ist - wie schon die oben genannte Trennschicht - beispielsweise eine ebenfalls galvanisch erzeugte Schicht aus Kupfer, Zinn, Zink oder eine Legierung aus zwei oder mehr dieser Elemente oder aber auch aus einer nichtmagnetischen Legierung von Eisenmetallen mit Phosphor. Durch diesen vollmetallischen Aufbau wird eine optimale Anbindung des Sensors an das Bauteil erhalten, ohne dass beispielsweise eine zusätzliche Klebeschicht zur Aufbringung des Sensors auf den zu messenden Bauteil die Messergebnisse beeinflussen kann.
Die galvanische Herstellung der Erregermagneten, die für den erfindungsgemäßen Magnetfeldsensor besonders geeignet sind, kann auf unterschiedliche Weisen erfolgen.
In einer Variante wird eine permanentmagnetischen Legierung, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Legierungen wie Kobalt-Nickel-Phosphor, Kobalt-Nickel-Mangan- Phosphor, Kobalt-Nickel-Rhenium-Phosphor, Eisen-Platin, Kobalt-Platin und Bismut- Mangan enthält, galvanisch auf dem Substrat bzw. Bauteil abgeschieden.
Alternativ hierzu werden während der galvanischen Abscheidung auf dem Substrat, insbesondere dem Bauteil, in eine nichtmagnetische, metallische Matrix permanentmagnetischen Micro- oder Nanopartikel eingebaut. Als Partikel kommen hierbei alle hartmagnetischen Materialien in Betracht, ebenso wie hartmagnetische Legierungen in geeigneter Form, beispielsweise als Nanowires, als Pulver wie beispielsweise Ferrite, Chromdioxid, Eisenoxid, Neodym-Eisen-Bor-Pulver oder Kobalt-Samarium- Pulver. Diese Partikel können entweder in Reinform oder nach geeigneter chemischer Oberflächenmodifikation, beispielsweise mit Siloxanen eingesetzt werden. Die chemische Modifikation der Oberfläche der Partikel dient einerseits der Steuerung der Einbaurate der Partikel in die galvanische Schicht, andererseits kann damit die chemische Stabilität gegen den für die Abscheidung verwendeten Elektrolyten erhöht werden.
Bevorzugterweise erfolgte Abscheidung der permanentmagnetischen Schicht in einem von außen angelegten Magnetfeld, das die Partikel in deren Magnetisierungsrichtung ausrichtet und so die resultierende Feldstärke des galvanisch abgeschiedenen Permanentmagneten erhöht.
Für spezielle Anforderungen ist es möglich, die Abscheidung der permanentmagnetischen Schicht in mehreren Phasen durchzuführen und die Richtung des äußeren Magnetfeldes zwischen den Phasen zu verändern. Hierdurch lassen sich permanentmagnetischen Schichten mit örtlich variierende Magnetisierung erzeugen.
Im Folgenden wird anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen mit zugehörigen Figuren die Erfindung näher erläutert. Hierin zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Drucksensors in einer schematischen Darstellung; Fig. 2 eine Draufsicht auf den Drucksensor aus Fig. 1;
Fig. 3 ein Querschnitt durch den Drucksensor aus Fig. 1;
Fig. 4 eine zweite Ausführungsform eines Drucksensors in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 5 eine dritte Ausführungsform eines Drucksensors in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht des Drucksensors aus Fig. 5;
Fig. 7 eine Anordnung von zwei erfindungsgemäßen Magnetfeldsensoren zur
Abstandsmessung;
Fig. 8 einen Magnetfeldsensor aus der Anordnung von Fig. 7 in einer Draufsicht;
Fig. 9 einen Magnetfeldsensor aus der Anordnung von Fig. 7 in einer perspektivischen Ansicht; und
Fig. 10 eine schematische Darstellung der Messeinrichtung für den erfindungsgemäßen Drucksensor.
In der Fig. 1 ist ein erfindungsgemäße Magnetfeldsensor 100 auf einem Bauteil 200 mit einem in wesentlichen zylindrischen Grundkörper 210 dargestellt. Dieser Bauteil 200 ist bei dieser Ausführungsvariante aus einem nicht-magnetischen Metall gefertigt. Der Magnetfeldsensor 100 fungiert hier als Drucksensor und besteht aus einer ersten magnetischen Leiterbahn 110, die die Stirnfläche 211 sowie den Mantel 212 des Bauteils 200 teilweise bedeckt. Eine zweite magnetische Leiterbahn 120 bedeckt ebenfalls Teile der Stirnfläche 211 sowie des Mantels 212 des Bauteils 200.
Hierbei überlappen sich die erste magnetische Leiterbahn 110 sowie die zweite magnetische Leiterbahn 120, wobei die beiden Leiterbahnen 110, 120 durch eine Schicht aus nicht-magnetischem Material 300 magnetisch voneinander getrennt sind. Sowohl die erste magnetische Leiterbahn 110 als auch die zweite magnetische Leiterbahnen 120 sowie die nicht-magnetische Trennschicht 300 werden besonders bevorzugt mittels galvanischer Verfahren auf dem Bauteil 200 aufgebracht.
Wirkt nun eine Kraft auf die Stirnfläche 211 des Bauteils 200, so wird die Trennschicht 300 komprimiert und die erste magnetische Leiterbahn 110 nähert sich der zweiten magnetischen Leiterbahn 120, sodass sich der Abstand und damit das zwischen den beiden Leiterbahnen 110, 120 induzierte Magnetfeld ändert. Diese Magnetfeldänderung kann durch eine entsprechende Messeinrichtung detektiert und mittels einer geeigneten Auswerteeinrichtung nachfolgend ausgewertet werden.
Bei der in der Fig. 4 dargestellten Variante des erfindungsgemäßen Magnetfeldsensors 100 auf einem im wesentlichen zylindrischen Bauteil 200 sind die erste magnetische Leiterbahnen 110 sowie die zweite magnetische Leiterbahn 120 ausschließlich an der Mantelfläche 212 des Bauteils 200 angeordnet. Wirkt nun auf die Stirnfläche 211 beispielsweise eine Druckkraft, so verändert sich die Ausdehnung der Trennfläche 300 zwischen der ersten magnetischen Leiterbahn 110 und der zweiten magnetischen Leiterbahn 120 und damit wiederum das magnetische Feld zwischen den beiden magnetischen Leiterbahnen 110, 120.
In einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetfeldsensors 100 ist auf einem Bauteil 200 die erste magnetische Leiterbahn 110 auf der Stirnfläche 211 des Bauteils 200 angeordnet, während die zweite magnetische Leiterbahn 120 die Mantelfläche 212 des Bauteils 200 bedeckt (siehe Fig. 5).
In der Querschnittansicht gemäß Fig. 6 ist zu erkennen, dass die erste magnetische Leiterbahn 110 nicht nur die Stirnfläche 211 des Bauteils 200 bedeckt, sondern auch in den Bauteil 200 hineinragt. So kann beispielsweise der Bauteil 200 eine Bohrung aufweisen, in die ein Teil der erste magnetischen Leiterbahn 110 eingebracht ist. Die zweite magnetische Leiterbahn 120 umschließt dem Bauteil 200 entlang seiner Mantelfläche 212 und ist über eine Trennschicht 300 im Bereich der Stirnfläche 211 des Bauteils 200 von der ersten magnetischen Leiterbahn 110 getrennt. Wirkt nun wiederum eine Kraft auf die Stirnfläche 211 und damit auf die erste Leiterbahn 110 des Bauteils 200, so wird wiederum die Trennschicht 300 komprimiert, sodass sich der magnetische Fluss zwischen der ersten magnetischen Leiterbahn 110 und der zweiten magnetischen Leiterbahn 120 ändert. Diese Magnetfeldänderung kann wiederum detektiert und ausgewertet werden.
In der Fig. 7 ist eine Anordnung 400 dargestellt, wobei auf einem Bauteil 200 erfindungsgemäße Magnetfeldsensoren 100A, 100B beanstandet zueinander angeordnet sind. Diese Magnetfeldsensoren 100A, 100B haben nun die Aufgabe, den Abstand des Bauteils 200 zu einem Gegenstück 410 zu überwachen. Bei dieser Anordnung 400 ist das Gegenstück 410 ebenfalls magnetisch und induziert ein Magnetfeld in den beiden Leiterbahnen 110, 120 der jeweiligen Magnetfeldsensoren 100A, 100B. Solange der jeweilige Abstand zwischen dem Gegenstück 410 und den beiden Magnetfeldsensoren 100A, 100B gleich bleibt, also der Bauteil 200 im Wesentlichen parallel zu dem Gegenstück 410 ausgerichtet ist, ist der Magnetfluss in den jeweiligen Magnetfeldsensoren 100A, 100B gleich. Verändert sich jedoch der Abstand zu einem der beiden Magnetfeldsensoren 100A, 100B, ist also der Bauteil 200 nicht mehr parallel zum Gegenstück 410 ausgerichtet, so unterscheiden sich die jeweiligen Magnetflüsse in den jeweiligen Magnetfeldsensoren 100A, 100B, wobei diese Magnetfeldunterschiede detektiert und ausgewertet werden können.
Ein hierbei eingesetzter Magnetfeldsensor 100B kann den Figs. 8 und 9 entnommen werden. Auch hier sind wieder Bereiche der Mantelfläche bzw. der Stirnfläche des Magnetfeldsensors 100B von der ersten magnetischen Leiterbahn 110 sowie der zweiten magnetischen Leiterbahn 120 beanstandet voneinander bedeckt.
Auf diese Weise kann die korrekte Position des Bauteils 200, beispielsweise die korrekte Position eines Werkzeugs in Bezug auf seine Werkzeughalterung überwacht werden. Diese Anordnung 400 kann sowohl wie oben beschrieben berührungslos, also als Abstandssensor, als auch im Kontakt von Bauteil 200 beziehungsweise von den Magnetfeldsensoren 100A, 100B mit dem Gegenstück 410 eingesetzt werden. Im zweiten Fall fungieren die Magnetfeldsensoren 100A, 100B als Drucksensoren, die den Anpress- oder Kontaktdruck zwischen Bauteil 200 und dem Gegenstück 410 überwachen, beziehungsweise die exakte Parallelität der der beiden Teile zueinander überwachen.
Auch kann vorgesehen sein, dass beispielsweise die Stirnflächen der Magnetfeldsensoren 100A, 100B mit einer Deckschicht (nicht dargestellt) versehen sind, die abschirmend gegenüber das Gegenstück zu 410 wirkt. Bei Verschleiß dieser Deckschicht verändert sich wiederum das magnetische Feld der Magnetfeldsensoren 100A, 100B, sodass diese Deckschicht als Verschleißindikator fungiert.
In den oben beschriebenen Figuren wurde der Einfachheit halber auf die Darstellung des zumindest einen Erregermagneten sowie der Mess- und Auswerteeinheit verzichtet. So kann beispielsweise eine Messanordnung wie in der österreichischen Patentanmeldung A 50057/2017 der Anmelderin beschrieben zum Einsatz kommen.
In der Fig. 10 ist eine derartige Anordnung 500 schematisch dargestellt.
Hierbei ist ein erster magnetischer Messkreis 510 mit der ersten magnetischen Leiterbahn 110 sowie der zweiten magnetischen Leiterbahn 120 vorgesehen, wobei die Leiterbahnen 110, 120 in dieser Darstellung als einfache linienartige Bahnen unabhängig von ihrer tatsächlichen Ausformung gezeigt sind. Die beiden magnetischen Leiter 110, 120 sind - wie in den oben angeführten Beispielen beschrieben - beabstandet voneinander angeordnet, was in dieser Darstellung durch eine Unterbrechung 512 symbolisiert ist. Der magnetische Messkreis 510 weist einen Erregermagnet 511 auf, mit dem ein konstantes Magnetfeld in dem ersten magnetischen Messkreis 510 erzeugt wird. Um Einflüsse, insbesondere magnetische und/oder elektromagnetische Einflüsse aus der Umgebung zu minimieren, ist in dieser Ausführung der Auswerteeinheit 500 zusätzlich ein zweiter magnetischer Messkreis 520 als Kompensationsmesskreis mit einer magnetischen Leiterbahn 521 vorgesehen, der über einen zweiten Erregermagneten 522 verfügt.
Ändert sich nun durch äußere Krafteinwirkung auf den Bauteil der Abstand der beiden Leiterbahnen 110, 120 zueinander und damit der Abstand in der Unterbrechung 512, so ändert sich der magnetische Fluss in den Leiterbahnen 110, 120. Die magnetischen Flüsse der beiden magnetisch wirksamen Messkreise 510, 520 werden hierzu über einen Messchip 600 gegeneinander gemessen.
Der beiden magnetischen Leiterbahnen 110 ,120 des ersten magnetischen Messkreises 510 koppeln mit ihren Enden an zwei magnetischen Eingänge des Messchips 600 an. Zwischen diesen beiden Eingängen sind zwei magnetische Messstrecken 601, 602 vorgesehen, die der Überwachung der Unterbrechung 512 in dem ersten magnetischen Messkreis 510 dienen.
Auch für den Kompensationskreis 520 sind zwei magnetische Eingänge am Messchip 600 vorgesehen, die wiederum über zwei Messstrecken 610, 611 miteinander in Verbindung stehen.
Schließlich sind noch Anschlüsse für die Versorgung des Messchips 600 mit elektrischem Strom sowie Signalausgänge zur Auswertung der erhaltenen Messsignale vorgesehen.
Es versteht sich, dass die gegenständliche Erfindung nicht auf die oben angeführten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Insbesondere ist festzustellen, dass die Ausbildung der magnetischen Leiterbahnen unterschiedlich ausgeführt sein kann, auch ist sie nicht auf zwei magnetische Leiterbahnen allein beschränkt. Ebenso kann der zu überwachende Bauteil jede beliebige Form ausweisen.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Magnetfeldsensor (100, 100A, 100B) für Bauteile (200) mit vorzugsweise zylindrischem, konischem, prismatischem Grundkörper (210) oder mit einem Freiformgrundkörper, wobei zumindest eine erste magnetische Leiterbahn (110) sowie zumindest eine zweite Leiterbahn (120) auf dem Grundkörper (210) des Bauteils (200) angebracht sind, und die zumindest zweite Leiterbahn (120) von der zumindest ersten magnetischen Leiterbahn (110) in einem Abstand - bevorzugterweise in Form einer Trennschicht (300) - , angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Erregermagnet vorgesehen ist, wobei eine Änderung des magnetischen Flusses durch eine Änderung des Abstands der zumindest einen ersten magnetische Leiterbahn (110) zu der zumindest zweiten magnetischen Leiterbahn (120) überwacht ist.
2. Magnetfeldsensor (100, 100A, 100B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Erregermagnet ein Permanentmagnet, beispielsweise aus einer hartmagnetischen Legierung, oder eine nichtmagnetische Matrix mit eingelagerten permanentmagnetischen Partikel, oder ein Elektromagnet ist.
3. Magnetfeldsensor (100, 100A, 100B) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine magnetische Sperrschicht (300) aus nichtmagnetischem Material vorgesehen ist.
4. Magnetfeldsensor (100, 100A, 100B) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch zumindest eine Messeinrichtung zur Überwachung des magnetischen Flusses.
5. Magnetfeldsensor (100, 100A, 100B) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Messeinrichtung als Messchip mit zumindest einer, vorzugsweise zwei oder vier internen magnetischen Messstrecken ausgebildet ist, wobei der Messchip vorzugsweise auf einem elektrisch isolierenden Träger angeordnet ist.
6. Magnetfeldsensor (100, 100A, 100B) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine erste magnetische Leiterbahn (110) sowie die zumindest zweite magnetische Leiterbahn (120) und die zumindest eine Messeinrichtung einen magnetischen Messkreis bilden.
7. Magnetfeldsensor (100, 100A, 100B) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Erregermagnet als Teil des magnetischen Messkreises ausgebildet ist.
8. Verwendung des Magnetfeldsensors (100, 100A, 100B) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Drucksensor und/oder Abstandssensor.
9. Verwendung nach Anspruch 8 in Werkzeugen, Werkzeugführungen, Schließmechanismen und Presskörpern, insbesondere von materialbearbeitenden Maschinen wie beispielsweise Fräs-, Dreh- oder Stanzwerkzeuge oder Guss- und Spritzgusswerkzeuge.
10. Herstellungsverfahren für einen Magnetfeldsensor (100, 100A, 100B) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem einem zu überwachenden Bauteil (200) zumindest eine erste magnetische Leiterbahn (110) sowie zumindest eine zweite magnetische Leiterband (120) beabstandet zueinander mittels galvanischer Abscheidung aufgebracht werden.
11. Herstellungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine erste magnetische Leiterbahn (110) und die zumindest eine zweite magnetische Leiterbahn (120) aus einer weichmagnetischen Legierung, beispielsweise aus einer Nickel-Eisen-Legierung besteht.
12. Herstellungsverfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Aufbringung der zumindest einen Leiterbahn (110, 120) eine nichtmagnetische Schicht (300) auf das Grundmaterial, insbesondere auf den zu überwachenden Bauteil (200) erfolgt, die vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt ist, die Kupfer, Zinn, Zink oder eine Legierung aus zwei oder mehr dieser Elemente oder eine nichtmagnetische Legierung von Eisenmetallen mit Phosphor enthält.
13. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Erregermagnet mittels galvanischer Abscheidung auf den Bauteil (200) aufgebracht wird.
14. Herstellungsverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine permanentmagnetische Legierung, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Legierungen wie Kobalt-Nickel-Phosphor, Kobalt-Nickel-Mangan-Phosphor, Kobalt-Nickel-Rhenium-Phosphor, Eisen-Platin, Kobalt-Platin und Bismut-Mangan enthält, galvanisch auf dem Substrat abgeschieden wird.
15. Herstellungsverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in eine nichtmagnetische, metallische Matrix während der galvanischen Abscheidung auf dem Substrat permanentmagnetische Mikro- oder Nanopartikel eingebaut werden.
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Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2231702A (en) * 1939-02-25 1941-02-11 Westinghouse Electric & Mfg Co Strain gauge
DE1957058U (de) * 1964-06-23 1967-03-16 Industrilaboratoriet Ab Einrichtung zum messen physikalischer groessen.
JPS5214985B2 (de) * 1972-04-03 1977-04-26
JPS6230901A (ja) * 1985-08-02 1987-02-09 Toshiba Corp 電磁形歪ゲ−ジ
JPH06105193B2 (ja) * 1986-07-25 1994-12-21 日産自動車株式会社 トルクセンサ
JPH01212301A (ja) * 1988-02-19 1989-08-25 Toshiba Corp ひずみセンサ
DE10023838C2 (de) * 2000-05-16 2002-11-28 Siemens Ag Vorrichtung zum Messen einer Wegänderung zwischen Abschnitten eines Bauteils und Verwendung dieser Vorrichtung
JP4042404B2 (ja) * 2001-12-25 2008-02-06 松下電工株式会社 力センサ
SG139520A1 (en) * 2003-08-12 2008-02-29 Sony Corp Methods for producing hard disk drives of reduced size, hard disk drives produced by the method, and systems including the hard disks.
DE102005052906A1 (de) * 2005-11-03 2007-05-10 Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf Sensoranordnung
DE102008047174B4 (de) * 2007-09-27 2021-09-30 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Magnetischer Abstandssensor
DE102011089261B4 (de) * 2011-12-20 2014-11-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Transistorstruktur, Verfahren zur Herstellung einer Transistorstruktur, Kraftmesssystem
CH706135A2 (de) * 2012-02-23 2013-08-30 Polycontact Ag Verfahren und Messanordnung zur Messung von mechanischen Spannungen in ferromagnetischen Werkstücken.
JP2014157066A (ja) * 2013-02-15 2014-08-28 Hitachi Metals Ltd トルク検出装置
BR112015031626A2 (pt) * 2013-06-18 2017-07-25 Honda Motor Co Ltd dispositivos de sensor
DE102014014843A1 (de) * 2014-10-07 2016-04-07 Fügetechnik Berlin-Brandenburg GmbH Messvorrichtung

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