JP2016529492A - 多成分磁場センサー - Google Patents
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- 磁場の2つ又は3つの成分を決定するための磁場センサー装置(10)であって、2つのハーフブリッジ(16)を有する少なくとも1つのホイートストンブリッジ(14)を備え、前記各ハーフブリッジ(16)が少なくとも2つのブリッジ抵抗器(30)を有し、前記2つのブリッジ抵抗器(30)の少なくとも1つがX/Y磁場センサー面(20)に位置する磁場成分(34)に関する磁場感応性抵抗器(18)である磁場センサー装置(10)において、
前記2つの磁場感応性ブリッジ抵抗器(18)間に強磁性体の磁束集中素子(22)が対称に配置され、該磁束集中素子(22)は、前記X/Y磁場センサー面(20)に対して垂直に配向されたZ磁場成分(24)に関して、前記X/Y磁場センサー面(20)に位置する非対称な磁場成分を生成することを特徴とする磁場センサー装置(10)。 - 請求項1に記載の磁場センサー装置(10)において、
前記磁場感応性ブリッジ抵抗器(18)は、AMR抵抗器、GMR抵抗器、又はTMR抵抗器であることを特徴とする磁場センサー装置(10)。 - 請求項1又は2に記載の磁場センサー装置(10)において、
前記ブリッジ抵抗器(18,30)の前記回路構造、又は、少なくとも1つのハーフブリッジ(16)の供給電圧は、個別に切り替え可能であることを特徴とする磁場センサー装置(10)。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の磁場センサー装置(10)において、
前記磁場感応性ブリッジ抵抗器(18)の少なくとも1つ、好ましくは全てが切替可能な抵抗特性曲線(36)を有することを特徴とする磁場センサー装置(10)。 - 請求項4に記載の磁場センサー装置(10)において、
少なくとも1つの予磁化切替ユニット、特に、フリップ伝導体を備え、前記予磁化切替ユニットは、少なくとも1つの磁場感応性ブリッジ抵抗器(18)の前記抵抗特性曲線(36)の定義のために前記ブリッジ抵抗器の内部磁化のフリッピング、すなわち、磁性反転をすることができることを特徴とする磁場センサー装置(10)。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の磁場センサー装置(10)において、
前記ホイートストン測定ブリッジ(14)の全ての抵抗器(30)は、磁場感応性抵抗器(18)であることを特徴とする磁場センサー装置(10)。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の磁場センサー装置(10)において、
2つのホイートストン測定ブリッジ(14a、14b)を備え、前記X/Y磁場センサー面(20)に位置する、前記2つの測定ブリッジ(14a、14b)の測定感応性磁場成分(34)の配向は互いに対して垂直であることを特徴とする磁場センサー装置(10)。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載の磁場センサー装置(10)において、
前記強磁性体の磁束集中素子(22)は、鉄、コバルト、ニッケル、AlNiCo、SmCo、Nd2Fe14B、Ni80Fe20などの強磁性体の合金、NiFeCo合金、又はこれらの組み合わせからなることを特徴とする磁場センサー装置(10)。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載の磁場センサー装置(10)において、
前記強磁性体の磁束集中素子(22)は、前記X/Y磁場センサー面(20)において対称の形態、特に、ミラー対称、又は回転対称の形態、特に、長方形、特に、正方形の形態を有し、前記磁束集中素子(22)の側端は、好ましくは前記X/Y方向に配向されていることを特徴とする磁場センサー装置(10)。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載の磁場センサー装置(10)において、
前記磁束集中素子(22)の上表面又は下表面が前記X/Y磁場センサー面(20)に位置することを特徴とする磁場センサー装置(10)。 - 請求項1から10のいずれか1項に記載の磁場センサー装置(10)により磁場の2つ又は3つの成分を決定するための方法において、
2つのハーフブリッジ(16)においてX/Yセンサー面に位置する磁場センサー成分(34)は、大きさの第1変化における前記ハーフブリッジ(16)の中央タップにおける電圧変化U1、U2を引き起こし、前記X/Yセンサー面に対して垂直なZ方向において、大きさの第2変化における異なる電圧変化を引き起こすことを特徴とする方法。 - 請求項11に記載の方法において、
前記2つのハーフブリッジ(16)の互いに関連付けられた磁場感応性抵抗器(18)の抵抗特性曲線の少なくとも1つの切り替え、特に、ペアでの切り替え、又は、前記ブリッジ抵抗器(18,30)の回路構造の切り替えを少なくとも1つのハーフブリッジ(16)において行い、第1状態M1、M3において、X/Yに位置する磁場成分(34)は、互いに対応する磁場感応性ブリッジ抵抗器(18)の逆向きの抵抗プロファイルにより測定可能であり、第2状態M2、M4において、Z方向に位置する磁場成分(24)は、互いに対応する磁場感応性ブリッジ抵抗器(18)の同じ向きの抵抗プロファイルにより測定可能であることを特徴とする方法。 - 請求項12に記載の方法において、
前記状態の切り替えは、順序M1、M2、M1及びM2、又は、M1、M2、M3及びM4で行われることを特徴とする方法。 - 請求項10、11、又は12に記載の方法において、
前記測定ブリッジ(14)の電圧オフセットは、評価ユニットにより除去されることを特徴とする方法。
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