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DE102008063226A1 - Magnetic revolution counter for unambiguous determining revolutions of rotating element, has resistance unit providing measurement for magnetic domain corresponding to loop segments and definite condition of revolution of rotating element - Google Patents

Magnetic revolution counter for unambiguous determining revolutions of rotating element, has resistance unit providing measurement for magnetic domain corresponding to loop segments and definite condition of revolution of rotating element Download PDF

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DE102008063226A1
DE102008063226A1 DE200810063226 DE102008063226A DE102008063226A1 DE 102008063226 A1 DE102008063226 A1 DE 102008063226A1 DE 200810063226 DE200810063226 DE 200810063226 DE 102008063226 A DE102008063226 A DE 102008063226A DE 102008063226 A1 DE102008063226 A1 DE 102008063226A1
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sensor
magnetic
contacts
loop
revolution counter
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DE200810063226
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Institut fur Photonische Technologien EV
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Abstract

The counter (1) has elongated loop segments (3a, 3b, 3c, 3d) provided in a sensor at a predetermined angle in a reference direction. The loop segment is provided with an electrical potential acted on contacts (6a, 6b), which serially or parallelly expand to utilize an electrical resistance unit. The contacts are provided in a curve region of other contacts (7a, 7b) with sliding arrangement, and the electrical resistance unit provides a direct measurement for a magnetic domain corresponding to the loop segments and a definite condition of a revolution of a rotating element.

Description

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Umdrehungszähler zur Zählung von N Umdrehungen, wobei N insbesondere > 10 sein soll. Derartige Umdrehungszähler finden vorteilhaft Anwendung bei unterschiedlichsten linearen oder rotativen Stellantrieben, um die Position einer Antriebsspindel über mehrere Umdrehungen zu erfassen.The The invention relates to a magnetic revolution counter for counting N revolutions, where N should in particular be> 10. Such revolution counter find advantageous application with different linear or rotary actuators to the position of a drive spindle over several To detect revolutions.

Ein bereits vorteilhafter Sensor zur Zählung von Umdrehungen ist aus EP 1 740 909 B1 bekannt. Dieser Sensor hat die Form einer lang gestreckten Spirale mit N Windungen und besteht aus einem Schichtstapel der bevorzugt den „Giant magnetoresistance effect” (GMR) aufweist. Das GMR-Schichtsystem des Sensors besteht im Wesentlichen aus einer hartmagnetischen Schicht und einer weichmagnetischen Schicht, getrennt durch eine unmagnetische Zwischenschicht. Das äußere, zu detektierende, sich drehende Magnetfeld ist stark genug, um die Magnetisierungsrichtung der weichmagnetischen Schicht zu drehen, aber zu schwach für eine Änderung der Magnetisierungsrichtung der hartmagnetischen Schicht, die parallel zu den geraden Strecken der lang gestreckten Spirale verläuft. Die 2N lang gestreckten, parallelen Streifen, zwischen den mit zwei Elektroden bedeckten Kurvenssegmenten, sind die Sensorelemente des Sensors. Ein sich drehendes Magnetfeld ändert innerhalb des zählbaren Bereiches von 0 bis N Umdrehungen die Magnetisierungsordnung innerhalb der 2N Streifen. Insgesamt gibt es 2N + 1 verschiedene Magnetisierungsordnungen, die eineindeutig halben und ganzen Umdrehungen zugeordnet sind, im Sensor gespeichert werden und über den GMR-Effekt als Widerstandswerte auslesbar sind. Trägt man den Widerstand gegen den Drehwinkel des Magnetfeldes auf, so erhält man als Sensorsignal 2N + 1 Widerstandsplateaus. Besonders vorteilhafte Anordnungen dieses Sensors sehen dessen Einsatz in einer Wheatstone'schen Brückenschaltung vor, bei der zwei Sensoren mit Drehsinn der Spirale im Uhrzeigersinn mit zwei Sensoren mit entgegen gesetztem Drehsinn der Spirale zu einem gemeinsamen Sensor miteinander verschaltet sind. Diese Schaltung ergibt 2N + 1 eineindeutige Spannungswerte für die 2N + 1 zählbaren halben Umdrehungen. Diese Spannungswerte sind im Gegensatz zu den Widerstandswerten des einzelnen Sensors temperaturunabhängig. Ein idealer Sensor, bzw. eine Wheatstone-Brückenschaltung aus vier Sensoren, würde nach jeweils 180° Magnetfelddrehung in einen anderen Widerstands- bzw. Spannungswert umschalten, so dass über dem gesamten Zählbereich von 0 bis N Umdrehungen der Sensor immer ein eindeutiges Signal liefert. Das reale Sensorelement schaltet dagegen hysteretisch, so dass die Widerstands- bzw. Spannungs-Plateaus nicht 180° breit sind, sondern zum Beispiel nur 120°. Der Sensor darf innerhalb der hysteretischen Umschaltbereiche nicht ausgelesen werden, da die Information dort nicht eineindeutig ist. Ein Umdrehungszähler nach EP 1 740 909 B1 , der in einem axialen rotierenden Magnetfeld positioniert wird, enthält somit mindestens zwei eng benachbarte Sensoren, bzw. zwei eng benachbarte Wheatstone-Brückenschaltungen aus jeweils vier Sensoren, die (näherungsweise) im 90° Winkel zueinander angeordnet sind, wodurch zwei um 90° versetzte Signale erzeugt werden. Da die Magnetisierungsrichtung der hartmagnetischen Schicht nach einem möglichen Ausführungsbeispiel gemäß EP 1 740 909 B1 homogen über einen Wafer eingestellt wird und dann bevorzugt parallel zu den langen Streifen orientiert ist, erfordert einen Winkelunterschied zwischen den beiden eng benachbarten Sensoren, so dass diese Sensoren auf zwei getrennten Chips positioniert sind. Bei einem Umdrehungszähler nach EP 1 740 909 B1 , der in einem radialen, rotierenden Magnetfeld positioniert wird, können die zwei Sensoren bzw. zwei Wheatstone-Brückenschaltungen aus jeweils vier Sensoren auch räumlich weit voneinander getrennt auf zwei Chips angeordnet werden und auch andere Winkel als 90° zueinander einnehmen, z. B. 180°. Im radialen Magnetfeld bedeutet z. B. eine Winkelposition von 180°, dass die beiden Chips sich ortsfest gegenüber stehen, mit der rotierenden Welle in der Mitte. An der Welle ist das Magnetsystem befestigt, auf das die Sensoren reagieren. Ein Winkelzähler teilt einer Ausleseelektronik mit, unter welchem Winkel das Magnetfeld anliegt, und welcher Sensor bzw. welche Wheatstone-Brückenschaltung des magnetischen Umdrehungszählers sich im eineindeutigen Zustand befindet und ausgelesen werden darf.An already advantageous sensor for counting revolutions is off EP 1 740 909 B1 known. This sensor has the shape of an elongated spiral with N turns and consists of a layer stack which preferably has the giant magnetoresistance effect (GMR). The GMR layer system of the sensor consists essentially of a hard magnetic layer and a soft magnetic layer separated by a non-magnetic intermediate layer. The outer magnetic field to be detected is strong enough to rotate the magnetization direction of the soft magnetic layer but too weak for a change in the magnetization direction of the hard magnetic layer that is parallel to the straight lines of the elongated spiral. The 2N elongated, parallel strips, between the two electrode covered curve segments, are the sensor elements of the sensor. A rotating magnetic field changes within the countable range of 0 to N turns the magnetization order within the 2N stripes. In total, there are 2N + 1 different magnetization orders, which are assigned one-half and one-half rotations, are stored in the sensor and can be read out as resistance values via the GMR effect. If you apply the resistance to the angle of rotation of the magnetic field, the sensor signal is 2N + 1 resistor plateaus. Particularly advantageous arrangements of this sensor provide for its use in a Wheatstone bridge circuit, in which two sensors with a sense of rotation of the spiral are connected in a clockwise direction with two sensors with opposite directions of rotation of the spiral to form a common sensor. This circuit gives 2N + 1 one-to-one voltage values for the 2N + 1 countable half revolutions. These voltage values are temperature-independent in contrast to the resistance values of the individual sensor. An ideal sensor, or a Wheatstone bridge circuit of four sensors, would switch to a different resistance or voltage value after each 180 ° magnetic field rotation, so that over the entire counting range of 0 to N revolutions the sensor always delivers a clear signal. The real sensor element, however, switches hysterically, so that the resistance or voltage plateaus are not 180 ° wide, but for example only 120 °. The sensor must not be read out within the hysteretic switchover ranges because the information is not unique there. One turn counter after EP 1 740 909 B1 , which is positioned in an axial rotating magnetic field, thus contains at least two closely adjacent sensors, or two closely spaced Wheatstone bridge circuits of four sensors each, which are arranged (approximately) at 90 ° to each other, whereby two signals offset by 90 ° be generated. Since the magnetization direction of the hard magnetic layer according to a possible embodiment according to EP 1 740 909 B1 is set homogeneously over a wafer and then preferably oriented parallel to the long strips, requires an angular difference between the two closely adjacent sensors, so that these sensors are positioned on two separate chips. At a revolution counter to EP 1 740 909 B1 , Which is positioned in a radial, rotating magnetic field, the two sensors or two Wheatstone bridge circuits from four sensors can also be arranged spatially widely separated on two chips and also take other angles than 90 ° to each other, z. B. 180 °. In the radial magnetic field z. B. an angular position of 180 °, that the two chips are stationary, with the rotating shaft in the middle. The magnet system is fixed to the shaft, to which the sensors react. An angle counter tells a reading electronics at what angle the magnetic field is applied, and which sensor or which Wheatstone bridge circuit of the magnetic rotation counter is in the one-to-one state and may be read out.

Zum besseren Verständnis vorliegender Erfindung wird nachfolgend zunächst beschrieben, wie der nach dem Stand der Technik bekannte Sensor des magnetischen Umdrehungszählers nach EP 1 740 909 B1 Umdrehungen zählt und in Magnetisierungsmuster speichert. Dabei wird aus EP 1 740 909 B1 die spezielle Ausführung gewählt, bei der der Sensor die Form einer lang gestreckten Spirale mit N Windungen aufweist, welche eine vergrößerte Fläche am Spiralanfang besitzt. Die Spirale hat 2N lang gestreckte Streifen und 2N Krümmungssegmente, die jeweils zwei Streifensegmente miteinander verbinden. 1 zeigt schematisch einen solchen Sensor 1 nach EP 1 740 909 B1 für N = 2. Die vergrößerte Fläche am Spiralanfang fungiert als Domänenwandgenerator 2. Die Spirale hat 2N lang gestreckte Streifensegmente 3a, 3b, 3c und 3d, sowie vier Krümmungssegmente 4a, 4b, 4c und 4d.For a better understanding of the present invention will be described below, as the known from the prior art sensor of the magnetic revolution counter after EP 1 740 909 B1 Turns counts and stores in magnetization patterns. It will be off EP 1 740 909 B1 the particular design chosen, in which the sensor has the shape of an elongated spiral with N turns, which has an enlarged area at the beginning of the spiral. The spiral has 2N elongated strips and 2N curvature segments connecting two strip segments each. 1 schematically shows such a sensor 1 to EP 1 740 909 B1 for N = 2. The enlarged area at the beginning of the spiral acts as a domain wall generator 2 , The spiral has 2N stretched strip segments 3a . 3b . 3c and 3d , as well as four curvature segments 4a . 4b . 4c and 4d ,

Wenn der Sensor 1 einem drehenden Magnetfeld entsprechender Intensität ausgesetzt wird, entsteht in dem Domänenwandgenerator 2 für jede 180°-Magnetfelddrehung eine magnetische 180°-Domänenwand. Eine magnetische Domänenwand ist ein Bereich, in dem sich die Magnetisierung innerhalb einer kurzen Strecke von wenigen 100 nm bis einigen μm Länge von einer Richtung in eine andere Richtung ändert. 2 zeigt schematisch eine magnetische 180°-Domänenwand, bei der sich die Magnetisierungsrichtung um 180° dreht. In 2a sind Magnetisierungsrichtungen von 1 bis 7 gezeigt, die eine 180°-Domänenwand ausbilden. Diese entsteht, wenn das Magnetfeld im Uhrzeigersinn um 180° von rechts nach links gedreht wird. Ein Weiterdrehen des Magnetfeldes um weitere 180° von links nach rechts erzeugt eine weitere 180°-Domänenwand mit den Magnetisierungsrichtungen 7–13, wie in 2b gezeigt.If the sensor 1 is exposed to a rotating magnetic field of corresponding intensity arises in the domain wall generator 2 for each 180 ° magnetic field rotation, a 180 ° magnetic domain wall. A magnetic domain wall is an area where the magnetization is within a short distance of a few 100 nm to a few microns length changes from one direction to another direction. 2 schematically shows a 180 ° magnetic domain wall in which the magnetization direction rotates through 180 °. In 2a 1 to 7 magnetization directions are shown forming a 180 ° domain wall. This occurs when the magnetic field is rotated clockwise by 180 ° from right to left. Further rotation of the magnetic field by a further 180 ° from left to right produces another 180 ° domain wall with magnetization directions 7-13, as in FIG 2 B shown.

3 zeigt in einem Ausschnitt schematisch, wie magnetische Domänenwände erzeugt und in den Sensor 1 transportiert werden. Die magnetischen Domänenwände werden im Domänenwandgenerator 2 erzeugt, weil sich im Domänenwandgenerator 2 die Magnetisierung nahezu parallel zum sich drehenden Magnetfeld mitdreht und zugleich die Magnetisierung im angrenzenden schmalen Streifen 3a, aufgrund der Formanisotropie, über große Winkelbereiche des sich drehenden Magnetfeldes nahezu unverändert bleibt. Ausgehend von einer homogenen Magnetisierung (3a) bildet sich, aufgrund des sich drehenden Magnetfeldes, am Streifenanfang eine Domänenwand 5 aus (3b). Wenn eine ausreichend große Magnetfeldkomponente in Streifenrichtung zeigt (3c), wird diese Domänenwand 5 in den Streifen transportiert. 3d zeigt die Position der Domänenwand 5 nach einer 180°-Magnetfelddrehung. Sie ist durch den Streifen 3a in den hier nicht dargestellten weiteren Streifenabschnitt transportiert, wodurch sich der dargestellte Streifen 3a ummagnetisiert. 3 shows in a section schematically how magnetic domain walls are generated and in the sensor 1 be transported. The magnetic domain walls become in the domain wall generator 2 generated because in the domain wall generator 2 the magnetization rotates almost parallel to the rotating magnetic field and at the same time the magnetization in the adjacent narrow strip 3a due to the shape anisotropy, remains virtually unchanged over large angular ranges of the rotating magnetic field. Starting from a homogeneous magnetization ( 3a ) forms, due to the rotating magnetic field, at the beginning of the strip a domain wall 5 out ( 3b ). When a sufficiently large magnetic field component is shown in the stripe direction ( 3c ), this domain wall becomes 5 transported in the strip. 3d shows the position of the domain wall 5 after a 180 ° magnetic field rotation. She is through the strip 3a transported in the further strip section, not shown here, whereby the strip shown 3a magnetization reversal.

Im Sensor 1 befindet sich am Ende des Streifens 3a die Krümmung 4a, so dass sich die Domänenwand 5 nach 180°-Magnetfelddrehung in der Krümmung 4a befindet.In the sensor 1 is at the end of the strip 3a the curvature 4a , so that the domain wall 5 after 180 ° magnetic field rotation in the curvature 4a located.

4 zeigt schematisch die 2N + 1 = 5 Magnetisierungszustände eines Sensors 1 mit N = 2 Windungen, und wie diese fünf Magnetisierungszustände mit der Anzahl an magnetischen Domänenwänden 5 im Sensor 1 korrelieren. Ausgehend vom leeren Ausgangszustand bei 0° Magnetfelddrehung (4a) wird das Magnetfeld im Uhrzeigersinn um 180° (4b), 360° (4c), 540° (4d) und 720° (4e) weiter gedreht, wodurch nach jeder 180°-Magnetfelddrehung eine 180°-Domänenwand erzeugt wird. In 4a (0°) gibt es keine magnetische Domänenwand im Sensor 1. Nach 180° Magnetfelddrehung (4b) wurde eine neu erzeugte Domänenwand 5a durch den Streifen 3a in die Krümmung 4a transportiert. Nach 360° Magnetfelddrehung (4c) wurde die Domänenwand 5a in die Krümmung 4b transportiert, wodurch der Streifen 3b ummagnetisiert wurde. Zugleich wurde eine zweite Domänenwand 5b erzeugt und in die Krümmung 4a transportiert, wodurch der Streifen 3a wieder ummagnetisiert wurde. In (4d) nach 540°-Magnetfelddrehung befinden sich drei magnetische Domänenwände 5a, 5b und 5c in den Krümmungen 4a, 4b und 4c und nach 720°-Magnetfelddrehung (4e) vier magnetische Domänenwände 5a, 5b, 5c und 5d in den Krümmungen 4a, 4b, 4c und 4d. 4 schematically shows the 2N + 1 = 5 magnetization states of a sensor 1 with N = 2 turns, and like these five magnetization states with the number of magnetic domain walls 5 in the sensor 1 correlate. Starting from the empty initial state at 0 ° magnetic field rotation ( 4a ), the magnetic field is rotated clockwise by 180 ° ( 4b ), 360 ° ( 4c ), 540 ° ( 4d ) and 720 ° ( 4e ), which produces a 180 ° domain wall after each 180 ° magnetic field rotation. In 4a (0 °) there is no magnetic domain wall in the sensor 1 , After 180 ° magnetic field rotation ( 4b ) became a newly created domain wall 5a through the strip 3a in the curve 4a transported. After 360 ° magnetic field rotation ( 4c ) became the domain wall 5a in the curve 4b transported, causing the strip 3b was remagnetized. At the same time became a second domain wall 5b generated and in the curvature 4a transported, causing the strip 3a was re-magnetized again. In ( 4d ) after 540 ° magnetic field rotation are three magnetic domain walls 5a . 5b and 5c in the bends 4a . 4b and 4c and after 720 ° magnetic field rotation ( 4e ) four magnetic domain walls 5a . 5b . 5c and 5d in the bends 4a . 4b . 4c and 4d ,

Die in den 4 gezeigten fünf Magnetisierungsordnungen sind eineindeutig mit fünf verschiedenen Widerstandswerten verknüpft. 5 zeigt schematisch diese Widerstandswerte über den Drehwinkel des Magnetfeldes. Die Widerstandswerte sind gezeigt für einen Sensor 1, bei dem die Referenzrichtung 8 (siehe 4a) von links nach rechts zeigt, d. h. nach rechts magnetisierte Streifen sind niederohmiger als nach links magnetisierte Streifen. Zu jedem Widerstandswert ist die zugehörige Magnetisierungsordnung von 4 (Teilbild) angegeben.The in the 4 The five magnetization orders shown are uniquely linked to five different resistance values. 5 schematically shows these resistance values over the rotation angle of the magnetic field. The resistance values are shown for a sensor 1 in which the reference direction 8th (please refer 4a ) from left to right, ie strips magnetized to the right are lower impedance than bands magnetized to the left. For each resistance value, the associated magnetization order of 4 (Partial image) specified.

In 4 und 5 ist der Magnetisierungszustand mit 0 magnetischen Domänenwänden als Umdrehungszahl 0 definiert. Er könnte (verallgemeinert für eine N-windige Spirale) auch als Umdrehungszahl N definiert sein, wenn von 0 bis N gezählt wird. Er könnte aber auch als Umdrehungszahl –N/2 oder +N/2 definiert sein, wenn von –N/2 bis +N/2 gezählt wird. Die Zählung von –N/2 bis +N/2 ist dann sinnvoll, wenn zwischen Rechts- und Linksdrehung unterschieden werden muss, z. B. bei einem Lenkrad. Für diese Zählung sollte N eine durch 2 teilbare Zahl sein. Die Zählung von 0 bis N bzw. von N nach 0 ist sinnvoll für Fälle, bei denen ein Objekt nur vor oder zurück gedreht wird.In 4 and 5 the magnetization state with 0 magnetic domain walls is defined as the number of revolutions 0. It could also be defined as a rotation number N (generalized for an N-wind spiral) when counting from 0 to N. However, it could also be defined as a number of revolutions -N / 2 or + N / 2 when counting from -N / 2 to + N / 2. The count from -N / 2 to + N / 2 is useful if you have to distinguish between right and left rotation, eg. B. at a steering wheel. For this count, N should be a number divisible by 2. The count from 0 to N or from N to 0 is useful for cases in which an object is only rotated forward or backward.

5 zeigt die messbaren Spannungshübe am Sensor in Abhängigkeit der Magnetisierungszustände der einzelnen Streifenleiter während der Magnetfelddrehung und somit das Schaltverhalten eines idealen Sensors. Ein realer Sensor schaltet jedoch hysteretisch, so dass es Winkelbereiche gibt, in denen er nicht ausgelesen werden darf. Für den magnetischen Umdrehungszähler bedeutet dies, das ein zweiter Sensor so angeordnet sein muss, dass bei jedem Winkel mindestens einer der beiden Sensoren nicht im hysteretischen Zustand ist und ausgelesen werden darf. 5 shows the measurable voltage swings on the sensor as a function of the magnetization states of the individual strip conductors during the magnetic field rotation and thus the switching behavior of an ideal sensor. However, a real sensor switches hysterically, so that there are angular ranges in which it may not be read out. For the magnetic revolution counter this means that a second sensor must be arranged so that at each angle at least one of the two sensors is not in the hysteretic state and may be read.

Die Nachteile des vorliegender Erfindung am nächsten kommenden magnetischen Umdrehungszählers nach EP 1 740 909 B1 sind:

  • – die Anzahl der zählbaren Umdrehungen N ist begrenzt auf ca. zehn Umdrehungen, weil sonst die messbaren Spannungshübe nicht mehr sicher differenzierbar sind;
  • – es werden wegen des hysteretischen Schaltverhaltens mindestens zwei Sensoren oder mindestens zwei Wheatstone-Brücken aus jeweils vier Sensoren benötigt;
  • – der Umdrehungszähler nach EP 1 740 909 B1 erfordert zudem zwei räumlich getrennte Chips.
The disadvantages of the present invention on the next coming magnetic revolution counter after EP 1 740 909 B1 are:
  • - The number of countable revolutions N is limited to about ten revolutions, because otherwise the measurable voltage swings are no longer differentiable;
  • - Due to the hysteretic switching behavior, at least two sensors or at least two Wheatstone bridges each consisting of four sensors are required;
  • - the revolution counter after EP 1 740 909 B1 also requires two spatially separated chips.

Typischerweise weisen obige magnetische Umdrehungszähler je nach Schichtsystem einen GMR-Effekt von 5% bis 8% auf. Die Größe des GMR-Effektes und der technisch erforderliche Mindestabstand zwischen den messbaren Widerstandswerten (bzw. Spannungswerten bei einer Spannungsmessung) begrenzt die Anzahl der zählbaren Umdrehungen N auf ca. zehn, da sich die korrespondierenden 2N + 1 Widerstandswerte (äquidistant) auf den Widerstandsbereich des GMR-Effektes aufteilen. Bei N > 10 werden die einzelnen Widerstandsstufen so klein, dass eine sichere Trennung nicht mehr gewährleistet werden kann.typically, have above magnetic revolution counter depending on the layer system a GMR effect of 5% to 8%. The size the GMR effect and the technically required minimum distance between the measurable resistance values (or voltage values at a voltage measurement) limits the number of countable revolutions N to about ten, since the corresponding 2N + 1 resistance values (Equidistant) on the resistance range of the GMR effect split. At N> 10 The individual resistance levels are so small that a safe Separation can no longer be guaranteed.

Der Sensor des magnetischen Umdrehungszählers weist intrinsisch eine Hysterese auf. Das heißt, bei Links-Drehung des den Umdrehungszähler beeinflussenden, externen Magnetfeldes schaltet der Sensor bei einem anderen Winkel als bei einer Rechts-Drehung zwischen zwei Magnetisierungszuständen hin und her. Der Abstand zwischen diesen Schaltwinkeln ist die Hysterese, die von vielen Parametern abhängt, z. B. von der Stärke des externen Magnetfeldes, vom GMR-Schichtstapel, von der Dicke der Sensorschicht, von der Glattheit der Kanten des Sensorelementes. Die Hysterese erzwingt somit den Einsatz von mindestens zwei Sensoren bzw. Wheatstonebrücken, die so zueinander angeordnet sind, dass bei jedem Winkel mindestens ein Sensor bzw. eine Wheatstone-Brücke sich in einem eineindeutigen Magnetisierungszustand außerhalb des Hysteresebereiches befindet und ausgelesen werden kann. Würde man nach EP 1 740 909 B1 die Hysterese des Umdrehungszählers in ihrem Einfluss sicher unterdrücken wollen, bräuchte man bereits acht Sensoren. Diese Vielzahl an Sensoren vergrößert zusammen mit den erforderlichen Bondflächen die Chipgröße und erhöht damit die Kosten pro Chip.The sensor of the magnetic revolution counter intrinsically exhibits a hysteresis. That is, with left-hand rotation of the external magnetic field influencing the revolution counter, the sensor switches back and forth at an angle other than a right turn between two states of magnetization. The distance between these switching angles is the hysteresis, which depends on many parameters, eg. Of the strength of the external magnetic field, the GMR layer stack, the thickness of the sensor layer, the smoothness of the edges of the sensor element. The hysteresis thus enforces the use of at least two sensors or Wheatstone bridges, which are arranged to each other so that at each angle at least one sensor or a Wheatstone bridge is in a one-way magnetization state outside the hysteresis and can be read. Would you after EP 1 740 909 B1 If you want to suppress the hysteresis of the revolution counter safely, you would need eight sensors. This multitude of sensors, together with the required bond areas, increases the chip size and thus increases the cost per chip.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetischen Umdrehungszähler zu schaffen, der eine gesicherte und differenzierbare Zählung von prinzipiell wesentlich mehr als zehn Umdrehungen ermöglicht und der das bei bekannten vergleichbaren Umdrehungssensoren bekannte Hystereseproblem durch den Einsatz nur noch eines Sensors löst.Of the present invention is based on the object, a magnetic Turn counter to create a secured and differentiable count basically allows substantially more than ten turns and the known in known comparable revolution sensors Hysteresis problem solved by the use of only one sensor.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der nachgeordneten Ansprüche.The The object is achieved by the characterizing features of the first patent claim solved. Advantageous embodiments are the subject of the subordinate Claims.

Die Erfindung soll nachstehend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen schematisch:The Invention will be described below with reference to several embodiments be explained in more detail. They show schematically:

1 ein Teil eines magnetischen Umdrehungszählers nach dem bekannten Stand der Technik; 1 a part of a prior art magnetic revolution counter;

2 eine magnetische 180°-Domänenwand, bei der sich die Magnetisierungsrichtung um 180° dreht; 2 a magnetic 180 ° domain wall in which the direction of magnetization rotates 180 °;

3 in einem Ausschnitt, wie magnetische Domänenwände erzeugt und in den Sensor 1 transportiert werden; 3 in a section, how magnetic domain walls generated and in the sensor 1 be transported;

4 den Transport von magnetischen Domänenwänden bei Drehung einer äußeren Magnetfeldes um 720°; 4 the transport of magnetic domain walls upon rotation of an external magnetic field around 720 °;

5 nach 4 zugehörige Widerstandswerte über den Drehwinkel des Magnetfeldes; 5 to 4 associated resistance values via the angle of rotation of the magnetic field;

6 eine erste prinzipielle Ausführungsform der Erfindung; 6 a first principal embodiment of the invention;

7 einen Teilausschnitt nach 6 mit unterschiedlichen Magnetisierungszuständen bei Anwesen- oder Abwesenheit einer Domänenwand; 7 a partial section after 6 with different magnetization states in the presence or absence of a domain wall;

8 Potentialverläufe und hysteretische Bereiche nach der ersten Ausführungsform bei Drehung des äußeren Magnetfeldes; 8th Potential curves and hysteretic regions according to the first embodiment with rotation of the external magnetic field;

9 eine zweite Ausführungsform der Erfindung; 9 a second embodiment of the invention;

10 vier unterschiedlich mögliche Magnetisierungsanordnungen in einem Teilausschnitt nach 9; 10 four different possible magnetization arrangements in a partial section after 9 ;

11 Potentialverläufe und hysteretische Bereiche nach der zweiten Ausführungsform bei Drehung des äußeren Magnetfeldes; 11 Potential curves and hysteretic regions according to the second embodiment with rotation of the external magnetic field;

12 eine vorteilhafte Beschaltungsvariante der zweiten Ausführungsform; 12 an advantageous Beschaltungsvariante the second embodiment;

13 beispielhafte Sensorsignale bei beidseitiger Auslesung einer Variante nach 12; 13 Exemplary sensor signals for reading both sides of a variant according to 12 ;

14 eine erste spezielle Kontaktausbildung für einen Sensor nach 12; 14 a first special contact training for a sensor after 12 ;

15 eine weitere Ausgestaltung einer Variante nach den 12 und 14 in Rautenform mit weiter differenzierten Kontaktausbildungen und 15 a further embodiment of a variant according to the 12 and 14 in diamond form with further differentiated contact formations and

16 gesonderte Streifenabschnitte zur Bildung von Referenzsignalen. 16 separate strip sections for the formation of reference signals.

Der besseren Übersicht halber und ohne Beschränkung der mit vorliegender Erfindung zu erreichenden Allgemeinheit, werden in den nachfolgenden Figuren anstelle von Sensoren für die Umdrehungszählung von zehn oder mehr Umdrehungen ausschließlich Beispiele für zwei Umdrehungen beschrieben. Diese unterscheiden sich von tatsächlich nach der Erfindung realisierbaren Umdrehungszählern nur in der Windungszahl und den damit verknüpften elektrischen Kontakten voneinander.For the sake of clarity and without limitation of the generality to be achieved with the present invention, will be in the following only examples of two revolutions are described in the figures instead of sensors for the revolution counting of ten or more revolutions. These differ from actually realizable according to the invention revolution counters only in the number of turns and the associated electrical contacts from each other.

Eine übersichtliche, wenn auch nicht bevorzugte erste erfindungsgemäße Ausführungsform sieht vor, einen speziellen, grundsätzlich aus EP 1 740 909 B1 bekannten Sensor zu verwenden, bei dem jedoch neuartig eine lang gestreckte Spirale, als Spannungsteiler beschaltet wird. Wie bei der klassischen Wheatstone-Brückenschaltung wird hierdurch das Sensorsignal temperaturunabhängig. Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführung wird der Sensor – die lang gestreckte Spirale mit N Windungen und 2N Streifen – über zwei gemeinsame Kontakte über jeweils N Streifen mit einem Potential beaufschlagt und der Potentialabfall für jede Windung zwischen einem dieser gemeinsamen Kontakte und weiteren in den Krümmungen vorgesehenen Einzelkontakten gemessen. Der Potentialabfall hängt dabei von der Magnetisierung der jeweiligen Windung und von der Lage der Referenzrichtung ab. Zum besseren Verständnis dieser Lösung wird der Sensor nachfolgend so betrachtet, dass die lang gestreckten Streifen, wie in 6 dargestellt, horizontal verlaufen und dass sich die Streifen verbindenden Krümmungen rechts bzw. links von den Streifen befinden.A clear, although not preferred first embodiment of the invention provides a special, in principle EP 1 740 909 B1 to use known sensor, in which, however, novel an elongated spiral, is connected as a voltage divider. As with the classic Wheatstone bridge circuit, this makes the sensor signal temperature independent. In this embodiment of the invention, the sensor - the elongated spiral with N turns and 2N strips - applied via two common contacts on each N strips with a potential and measured the potential drop for each turn between one of these common contacts and further provided in the bends individual contacts , The potential drop depends on the magnetization of the respective turn and on the position of the reference direction. For a better understanding of this solution, the sensor will be considered below so that the elongated strips, as in FIG 6 shown, are horizontal and that the strip connecting curvatures are right or left of the strips.

Der Sensor 1, gemäß 6, ist erfindungsgemäß mit zwei elektrischen Kontakten 6a und 6b versehen, die in diesem Beispiel jeweils die Streifen 3b und 3d und 3a und 3c oben oder unten gemeinsamen kontaktieren. Bei bevorzugten Ausführungen befinden sich diese Kontakte 6a, 6b jeweils in der Mitte der dargestellten lang gestreckten Streifen. Über diese zwei Kontakte 6a, 6b wird der Sensor mit einem elektrischen Potential beaufschlagt. In den Krümmungen 4b, 4d der Spirale sind im Beispiel links weitere elektrische Einzelkontakte 7a, 7b vorgesehen, die jeweils eine Windung kontaktieren. Das bevorzugte Ausleseprinzip dieses so beschalteten magnetischen Sensors sieht vor, dass alle Windungen über die gemeinsamen Kontakte 6a, 6b mit einem Potential beaufschlagt werden und dass der Potentialabfall für jede Windung sequentiell ausgelesen wird. Dies geschieht bevorzugt über eine an sich übliche und deshalb hier nicht weiter zu beschreibende Multiplexerschaltung, die von einem gemeinsamen Kontakt 6a oder 6b nacheinander die Verbindung zu den Einzelkontakten 7a, 7b in den Krümmungen herstellt. Der Spannungsabfall wird somit gemessen in den im Wesentlichen lang gestreckten Streifenabschnitten (3b oder 3d, bzw. 3a oder 3c) (Windungssegmente). Im Rahmen der Erfindung sollen die Kontakte 7a und 7b flächenmäßig bevorzugt so groß ausgeführt sein, dass die konkrete Lage einer Domänenwand innerhalb des gekrümmten Streifenbereichs bedeutungslos ist. Prinzipiell existieren in jeder Windung zwischen den Kontakten 6a und 6b in den dazwischen liegenden Streifenabschnitten 3a und 3b, bzw. 3c und 3d genau vier magnetische Zustände, wie in 7 schematisch für die erste Windung gezeigt:

  • 1. es existiert keine magnetische Domänenwand in der Krümmung 4a, die beiden lang gestreckten Streifenabschnitte 3a, 3b sind im Uhrzeigersinn magnetisiert (Streifen-Abschnitt 3a nach rechts und Streifenabschnitt 3b nach links, 7a);
  • 2. es existiert eine magnetische Domänenwand in der Krümmung 4a, so dass die lang gestreckten Streifenabschnitte 3a und 3b nach links magnetisiert sind (7b)
  • 3. es existiert keine magnetische Domänenwand in der Krümmung 4a, die beiden lang gestreckten Streifenabschnitte 3a und 3b sind im Gegenuhrzeigersinn magnetisiert (7c);
  • 4. es existiert eine magnetische Domänenwand in der Krümmung 4a, so dass die lang gestreckten Streifen 3a und 3b nach rechts magnetisiert sind (7d).
The sensor 1 , according to 6 , is according to the invention with two electrical contacts 6a and 6b provided, in this example, each of the strips 3b and 3d and 3a and 3c contact the top or bottom together. In preferred embodiments, these contacts are located 6a . 6b each in the middle of the illustrated elongated strip. About these two contacts 6a . 6b the sensor is subjected to an electrical potential. In the bends 4b . 4d The spiral in the example on the left are further individual electrical contacts 7a . 7b provided, each contact a turn. The preferred readout principle of this so wired magnetic sensor provides that all windings on the common contacts 6a . 6b be subjected to a potential and that the potential drop is read sequentially for each turn. This is preferably done by a conventional per se and therefore not further described here multiplexer circuit, the common contact 6a or 6b successively the connection to the individual contacts 7a . 7b produced in the bends. The voltage drop is thus measured in the substantially elongated strip sections ( 3b or 3d , respectively. 3a or 3c ) (Winding segments). In the context of the invention, the contacts 7a and 7b in terms of area, preferably be designed so large that the concrete position of a domain wall within the curved strip area is meaningless. In principle exist in each turn between the contacts 6a and 6b in the intermediate strip sections 3a and 3b , respectively. 3c and 3d exactly four magnetic states, as in 7 shown schematically for the first turn:
  • 1. There is no magnetic domain wall in the curve 4a , the two elongated strip sections 3a . 3b are magnetized clockwise (strip section 3a to the right and strip section 3b to the left, 7a );
  • 2. There is a magnetic domain wall in the bend 4a so that the elongated strip sections 3a and 3b magnetized to the left ( 7b )
  • 3. There is no magnetic domain wall in the curve 4a , the two elongated strip sections 3a and 3b are magnetized counterclockwise ( 7c );
  • 4. There is a magnetic domain wall in the bend 4a so the long stripe 3a and 3b magnetized to the right ( 7d ).

Wenn die Referenzrichtung 8 im Sensor 1, wie in 7 nach rechts zeigt und der Potentialabfall über den Streifenabschnitt 3a gemessen wird, ergeben sich somit folgende Potentialabfälle für die Magnetisierungszustände 1–4:

  • 1. < 50% (im Folgenden L (= low)), da Streifenabschnitt 3a einen geringeren Widerstand aufweist als Streifenabschnitt 3b;
  • 2. 50% (im Folgenden auch als M (= median), da die Widerstände der Streifenabschnitte 3a und 3b gleich groß sind;
  • 3. > 50%, (im Folgenden H (= high)), da Streifenabschnitt 3a einen größeren Widerstand aufweist als Streifenabschnitt 3b;
  • 4. 50%, da die Widerstände der Streifenabschnitte 3a und 3b gleich groß sind.
If the reference direction 8th in the sensor 1 , as in 7 pointing to the right and the potential drop across the strip section 3a is measured, thus resulting in the following potential drops for the magnetization states 1-4:
  • 1. <50% (hereinafter L (= low)), because strip section 3a has a lower resistance than strip portion 3b ;
  • 2. 50% (hereinafter also referred to as M (= median), since the resistances of the strip sections 3a and 3b are the same size;
  • 3.> 50%, (hereinafter H (= high)), because strip section 3a has a greater resistance than strip portion 3b ;
  • 4. 50%, as the resistances of the strip sections 3a and 3b are the same size.

Die Abweichung vom Potentialwert 50% für die Magnetisierungszustände 1 und 3 hängt ab von der Größe des GMR-Effektes und vom Cosinus des Winkels zwischen Referenzrichtung 8 und Streifenabschnitt 3a.The deviation from the potential value 50% for the magnetization states 1 and 3 depends on the magnitude of the GMR effect and on the cosine of the angle between the reference direction 8th and strip section 3a ,

Der Ausgangszustand des Sensors 1 ist, wie bspw. in 4a gezeigt, frei von magnetischen Domänenwänden. Das heißt, jede Windung befindet sich im ersten magnetischen Zustand, so dass der Potentialabfall < 50% ist. (Wenn die Referenzrichtung in die andere Richtung zeigt, ist der Potentialabfall > 50%.)The initial state of the sensor 1 is, such as in 4a shown free of magnetic domain walls. That is, each turn is in the first magnetic state so that the potential drop is <50%. (If the reference direction points in the other direction, the potential drop is> 50%.)

Der bevorzugte Ausleseprozess des erfindungsgemäßen Sensors 1 sieht vor, dass über einen Multiplexer gesteuert, nacheinander eine elektrische Verbindung vom Kontakt 6a zu den Kontakten 7a und 7b geschlossen wird und jeweils der Potentialabfall gemessen wird. Wenn der Potentialabfall der ersten Windung < 50% der Spannung zwischen den Kontakten 6a und 6b ist (Spannungsabfall zwischen Kontakt 6a nach Kontakt 7a), ist der Sensor 1 frei von magnetischen Domänenwänden und somit im Ausgangszustand = Null Umdrehungen. Wenn der Potentialabfall der ersten Windung = 50% ist kann nur noch der Magnetisierungszustand 360° oder 720° vorliegen. Welcher der beiden Zustände vorliegt, wird durch Messen des Potentialabfalls vom Kontakt 6a zum Kontakt 7b der zweiten Windung ermittelt. Ist hier der Potentialabfall < 50%, so wurde eine Umdrehung gezählt, ist der Potentialabfall = 50% so wurden zwei Umdrehungen gezählt.The preferred readout process of the sensor according to the invention 1 provides that controlled by a multiplexer, one after the other an electrical connection from the contact 6a to the contacts 7a and 7b is closed and each of the potential drop is measured. If the potential drop of the first turn <50% of the voltage between the contacts 6a and 6b is (voltage drop between contact 6a after contact 7a ), is the sensor 1 free of magnetic domain walls and thus in the initial state = zero revolutions. If the potential drop of the first turn = 50%, only the magnetization state 360 ° or 720 ° can be present. Which of the two states is present is determined by measuring the potential drop from the contact 6a to contact 7b the second turn determined. If the potential drop is <50%, then one revolution was counted, if the potential drop = 50%, two revolutions were counted.

8 zeigt Vorstehendes schematisch. In 8a) ist das Signal der äußersten ersten Windung (in 8 mit W1 bezeichnet; Spannung am Kontakt 7a) und in 8b) das Signal der zweiten Windung (W2; Spannung am Kontakt 7b) über den Drehwinkel des Magnetfeldes aufgetragen. Bei einem idealen Sensor würde das Signal in 8a) bei exakt 360° vom niedrigem low-Level auf den mittleren 50%-Level springen. Bei der zweiten Windung würde der Spannungshub in 8b) exakt bei einer weiteren Drehung um 360°, also bei 720° Magnetfelddrehung, erfolgen. Da der reale Sensor hysteretisch ist, erfolgen die Sprünge je nach Drehrichtung bei einem Winkel > 360° bzw. > 720° (Magnetfelddrehung im Spiralendrehsinn) oder bei einem Winkel < 360° bzw. < 720° (Magnetfelddrehung entgegen Spiralendrehsinn). Als Folge darf der Sensor nicht in einem der hysteretischen Winkelbereiche (10 bzw. 10a) ausgelesen werden, die durch Rechtecke in 8 symbolisiert sind. Diese Winkelbereiche haben eine Periodizität von 180°. Im ersten hysteretischen Winkelbereich 10a kann das Spannungssignal jeden Wert zwischen dem L-Level und dem M-Level einnehmen, in den hysteretischen Winkelbereichen 10 jeden Wert zwischen dem L-Level und dem H-Level. 8th shows the above schematically. In 8a ) is the signal of the outermost first turn (in 8th designated W1; Voltage at the contact 7a ) and in 8b ) the signal of the second turn (W2, voltage at the contact 7b ) is plotted over the angle of rotation of the magnetic field. For an ideal sensor, the signal would be in 8a ) at exactly 360 ° from the low low level to the middle 50% level. At the second turn, the voltage swing would be in 8b ) exactly at a further rotation by 360 °, ie at 720 ° magnetic field rotation, done. Since the real sensor is hysteretic, depending on the direction of rotation, the jumps occur at an angle of> 360 ° or> 720 ° (magnetic field rotation in the spiral sense of rotation) or at an angle <360 ° or <720 ° (magnetic field rotation counter to spiral rotation direction). As a consequence, the sensor must not be in one of the hysteretic angular ranges ( 10 respectively. 10a ) are read out by rectangles in 8th are symbolized. These angular ranges have a periodicity of 180 °. In the first hysteretic angle range 10a For example, the voltage signal may take any value between the L level and the M level in the hysteretic angular ranges 10 every value between the L level and the H level.

Um trotzdem jederzeit den Umdrehungszähler auslesen zu können, wird ein zweiter Sensor 1 benötigt, der um 90° gedreht zum ersten Sensor im magnetischen Umdrehungszähler positioniert ist. Dieser liefert ein um 90° phasenverschobenes Signal, das dann ausgelesen werden muss, wenn sich der erste Sensor in einem hysteretischen Winkelbereich (10 bzw. 10a) befindet. Wenn der erste Sensor auslesbar ist, darf der zweite Sensor nicht ausgelesen werden, da er sich dann in einem der hysteretischen Winkelbereiche (10 bzw. 10a) befindet. Da die Hysterese < 90° ist, gibt es auch Winkelbereiche, in denen beide Sensoren ausgelesen werden dürfen. Die Information über den Winkel liefert ein nicht dargestellter, üblicher Winkelsensor an die Ausleseelektronik, die dann entscheidet, welcher Sensor ausgelesen werden darf.In order to be able to read the revolution counter at any time, a second sensor is activated 1 required, which is positioned rotated by 90 ° to the first sensor in the magnetic revolution counter. This provides a signal phase-shifted by 90 °, which must then be read when the first sensor in a hysteretic angular range ( 10 respectively. 10a ) is located. If the first sensor is readable, the second sensor must not be read out, since it will then be in one of the hysteretic angular ranges ( 10 respectively. 10a ) is located. Since the hysteresis is <90 °, there are also angular ranges in which both sensors may be read out. The information about the angle provides an unillustrated, conventional angle sensor to the readout electronics, which then decides which sensor may be read out.

Sobald in einem Sensor 1 eine Windung domänenwandfrei ist, dann sind auch die weiter innen liegenden Windungen domänenwandfrei, da die magnetischen Domänenwände sukzessive vom außen liegenden Anfang der Spirale, vom Domänenwandgenerator 2, bis zum Ende der Spirale transportiert werden. Das bevorzugte Ausleseverfahren des Sensors sieht vor, dass

  • 1. Winkelsensor-kontrolliert nur dann ausgelesen wird, wenn der Sensor nicht in einem hysteretischen Winkelbereich ist,
  • 2. das zuerst das Spannungssignal der ersten Windung, die an den Domänenwandgenerator sich anschließt ausgelesen wird
  • 3. und danach nacheinander die zweite Windung bis zur N. Windung ausgelesen wird.
Once in a sensor 1 one turn is domain-wall-free, then the further inward turns are domain-wall-free, since the magnetic domain walls successively from the outer beginning of the spiral, the domain wall generator 2 to be transported to the end of the spiral. The preferred readout method of the sensor provides that
  • 1. Angle sensor-controlled is only read out when the sensor is not in a hysteretic angular range,
  • 2. First read out the voltage signal of the first turn connected to the domain wall generator
  • 3. and then successively the second turn is read to the N. Winding.

Das heißt, die Windungen des Sensors 1 werden von außen nach innen ausgelesen. Das Auslesen der Windungen kann beendet werden, sobald eine Windung ein Low-Level-Spannungssignal liefert. Das Low-Level-Signal bedeutet, dass keine Domänenwand unter dem ausgelesenen Einzelkontakt hindurch gelaufen ist und damit auch keine Domänenwand in weiter innen liegenden Windungen vorhanden sein kann. In 8 reicht es z. B. aus, bei 270° Magnetfelddrehung nur die erste Windung auszulesen, da diese im Low-Level-Zustand ist. Bei 450° Magnetfelddrehung ist die erste Windung im Median-Zustand, so dass auch die zweite Windung ausgelesen werden muss, die bei diesem Winkel sich im Low-Level-Zustand befindet. Erst bei einer Magnetfelddrehung von 720° sind beide Windungen im M-Zustand.That is, the windings of the sensor 1 are read from outside to inside. The reading of the turns can be stopped as soon as a turn delivers a low-level voltage signal. The low-level signal means that no domain wall has passed under the read individual contact and thus no domain wall can be present in further turns inside. In 8th is it enough for. Example, read out at 270 ° magnetic field rotation, only the first turn, as this is in the low-level state. At 450 ° magnetic field rotation, the first turn is in the median state, so that also the second turn must be read, which is at this angle in the low-level state. Only at a magnetic field rotation of 720 ° both windings are in the M state.

Bereits diese erste erfindungsgemäße Lösung hat gegenüber dem bekannten Stand der Technik mehrere Vorteile:

  • 1. Durch die Messung des Potentialabfalls in jeder Windung ist der dort messbare Potentialhub unabhängig von der Anzahl der Umdrehungen. Dadurch ist die Anzahl an zählbaren Umdrehungen nicht mehr durch die Größe des GMR-Effektes auf ca. zehn Umdrehungen begrenzt. Die einzige Begrenzung ist herstellungsbedingt, denn jede Windung verlängert den Sensor und erhöht damit die Wahrscheinlichkeit, dass die Spirale, aufgrund eines Defektes, unterbrochen ist. Mit guter Ausbeute realisierbare Spirallängen ermöglichen Sensoren, die 40–50 Umdrehungen zählen könnten, welche aber nach EP 1 740 909 B1 , wie oben erläutert, nicht mehr ausgewertet werden könnten.
  • 2. Ein weiterer Vorteil ist, dass nicht mehr vier Spiralen in einer Wheatstone-Brücke zusammen geschaltet werden müssen, sondern durch die Art der Beschaltung schon eine Spirale als Sensor allein, wie eine Wheatstone-Brücke, ein temperaturunabhängiges Signal liefert.
  • 3. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist, dass der Sensor 1 überdreht werden darf. Bei der Verwendung von vier Spiralen, die in einer Wheatstonebrücke geschaltet sind, hat man nämlich das große Problem, dass bei einer Überdrehung die sich in dem innersten Spiralenarm befindlichen Domänen an die Enden der Spiralen wandern und dort verschwinden. Wenn dies bei allen Spiralen einer Wheatstonebrücke erfolgt, erhält man wieder definierte Verhältnisse. Wenn aber, was prinzipiell nicht auszuschließen ist, dies nicht an allen vier Spiralen erfolgt, ist die Kennlinie undefiniert geändert und der Sensor liefert keine gültigen Signale mehr. Deshalb muss bei der Wheatstonebrückenlösung nach dem Stand der Technik immer ein mechanischer Anschlag vorhanden sein, der ein Überdrehen sicher verhindert. Die hier vorgeschlagene Lösung funktioniert jedoch selbst bei nur einer Spirale, so dass deshalb auf einen mechanischen Anschlag verzichtet werden kann.
Already this first solution according to the invention has several advantages over the known prior art:
  • 1. By measuring the potential drop in each turn, the potential swing measurable there is independent of the number of turns. As a result, the number of countable revolutions is no longer limited by the size of the GMR effect to approximately ten revolutions. The only limitation is manufacturing, as each turn lengthens the sensor, increasing the likelihood that the spiral will be broken due to a defect. Spiral lengths that can be realized with good yield enable sensors that could count 40-50 revolutions, but which can after EP 1 740 909 B1 as explained above, could no longer be evaluated.
  • 2. Another advantage is that no longer four spirals in a Wheatstone bridge must be connected together, but by the type of wiring already provides a spiral as a sensor alone, such as a Wheatstone bridge, a temperature-independent signal.
  • 3. A particular advantage of the solution according to the invention is that the sensor 1 be overrun may. In fact, when using four spirals connected in a Wheatstone bridge, the major problem is that, when over-rotated, the domains located in the innermost spiral arm migrate to and disappear from the ends of the spirals. If this happens with all spirals of a Wheatstone bridge, one gets again defined conditions. If, however, which can not be ruled out in principle, this is not done on all four spirals, the characteristic curve is undefined and the sensor no longer supplies valid signals. Therefore, in the Wheatstone bridge solution of the prior art, there must always be a mechanical stop which reliably prevents over-rotation. However, the solution proposed here works even with only one spiral, so that therefore can be dispensed with a mechanical stop.

Eine zweite erfindungsgemäße Ausführung sieht vor, dass die lang gestreckte Spirale zu einer symmetrischen Raute verzerrt ist, bei der jede Windung aus vier Streifensegmenten besteht, die jeweils im 90°-Winkel hintereinander angeordnet sind, und bei der jeweils zwei Streifensegmente als Spannungsteiler bzw. Wheatstone-Halbbrücke beschaltet sind. 9 zeigt einen solchen Sensor 11. Der Sensor 11 weist einen Domänenwandgenerator 12 auf, an den sich im Beispiel bei N = 2 Windungen 4N + 1 = 9 Streifensegmente (13a bis 13i) mit 4N = 8 Krümmungen (14a bis 14h) anschließen. In der praktischen Realisierung besitzen diese Krümmungen Krümmungsradien in der Größenordnung von 1 μm, was deshalb nicht gesondert dargestellt ist. Zwei große Kontakte 16a und 16b dienen zur Potentialeinspeisung. Im Beispiel sind in den Krümmungen links, zwischen den großen ersten Kontakten 16a und 16b, einzelne Kontakte 17a und 17b vorgesehen, die jeweils nur eine Windung kontaktieren.A second embodiment of the invention provides that the elongated spiral is distorted to a symmetrical rhombus, in which each turn consists of four strip segments, each arranged at a 90 ° angle one behind the other, and in each case two strip segments as a voltage divider or Wheatstone Half bridge are wired. 9 shows such a sensor 11 , The sensor 11 has a domain wall generator 12 on, in the example at N = 2 turns 4N + 1 = 9 strip segments ( 13a to 13i ) with 4N = 8 bends ( 14a to 14h ) connect. In practice, these curvatures have radii of curvature in the order of 1 .mu.m, which is therefore not shown separately. Two big contacts 16a and 16b serve for potential feed. In the example are left in the curvatures, between the big first contacts 16a and 16b , individual contacts 17a and 17b provided, each contact only one turn.

Der Sensor wird ausgelesen, indem die Potentialdifferenz zwischen einem der beiden großen Kontakte 16a oder 16b und den Kontakten 17a und 17b sequenziell oder parallel (wenn bspw. N das Spannungspotential messende AD-Wandler vorgesehen sind) bestimmt wird, um die Potentialabfälle in den Streifensegmenten (13e bzw. 13i) zu messen. Bevorzugte, weiter unten beschriebene Ausgestaltungen dieser erfindungsgemäßen zweiten Ausführung sehen vor, dass die Streifensegmente 13a bis 13i zwischen allen elektrischen Kontakten gleichlang sind.The sensor is read out by the potential difference between one of the two large contacts 16a or 16b and the contacts 17a and 17b sequentially or in parallel (if, for example, N voltage potential measuring AD converters are provided) is determined to the potential drops in the strip segments ( 13e respectively. 13i ) to eat. Preferred, described below embodiments of this second embodiment of the invention provide that the strip segments 13a to 13i between all electrical contacts are the same length.

In jeder Windung gibt es folgende, in 10 beispielhaft dargestellte, vier Magnetisierungsordnungen in den Streifensegmenten links zwischen den Kontakten 16a und 16b (gezeigt für 13d und 13e):

  • 1. es existiert keine magnetische Domänenwand in der Krümmung 14d, die beiden langgestreckten Streifenabschnitte 13d, 13e sind im Uhrzeigersinn magnetisiert (Streifen-Abschnitt 13d nach rechts und Streifenabschnitt 13e nach links, 10a);
  • 2. es existiert eine magnetische Domänenwand in der Krümmung 14d, so dass die langgestreckten Streifenabschnitte 13d und 13e nach links magnetisiert sind (10b);
  • 3. es existiert keine magnetische Domänenwand in der Krümmung 14d, die beiden langgestreckten Streifenabschnitte 13d und 13e sind im Gegenuhrzeigersinn magnetisiert (10c);
  • 4. es existiert eine magnetische Domänenwand in der Krümmung 14d, sodass die langgestreckten Streifen 13d und 13e nach rechts magnetisiert sind (10d).
In each turn there are the following, in 10 exemplified, four magnetization orders in the strip segments left between the contacts 16a and 16b (shown for 13d and 13e ):
  • 1. There is no magnetic domain wall in the curve 14d , the two elongated strip sections 13d . 13e are magnetized clockwise (strip section 13d to the right and strip section 13e to the left, 10a );
  • 2. There is a magnetic domain wall in the bend 14d so that the elongated strip sections 13d and 13e magnetized to the left ( 10b );
  • 3. There is no magnetic domain wall in the curve 14d , the two elongated strip sections 13d and 13e are magnetized counterclockwise ( 10c );
  • 4. There is a magnetic domain wall in the bend 14d so the elongated strips 13d and 13e magnetized to the right ( 10d ).

Wenn die Magnetisierungsrichtung der hartmagnetischen Schicht 18 im Sensor 11, wie in 9 angedeutet, nach rechts zeigt (im bevorzugten 45°-Winkel zu den Streifen) und der Potentialabfall über den Streifenabschnitt 13e gemessen wird, ergeben sich somit folgende Potentialabfälle für die Magnetisierungszustände 1–4:

  • 1. < 50%, (L = low), da Streifenabschnitt 13e einen geringeren Widerstand aufweist als Streifenabschnitt (13d;
  • 2. 50% (M = median), da die Widerstände der Streifenabschnitte 13d und 13e gleich groß sind;
  • 3. > 50%, (H = high), da Streifenabschnitt 13e einen größeren Widerstand aufweist als Streifenabschnitt 13d;
  • 4. 50%, da die Widerstände der Streifenabschnitte 13d und 13e gleich groß sind.
When the magnetization direction of the hard magnetic layer 18 in the sensor 11 , as in 9 indicated to the right (at the preferred 45 ° angle to the strips) and the potential drop across the strip portion 13e is measured, thus resulting in the following potential drops for the magnetization states 1-4:
  • 1. <50%, (L = low), because strip section 13e has a lower resistance than strip section ( 13d ;
  • 2. 50% (M = median), because the resistances of the strip sections 13d and 13e are the same size;
  • 3.> 50%, (H = high), because strip section 13e has a greater resistance than strip portion 13d ;
  • 4. 50%, as the resistances of the strip sections 13d and 13e are the same size.

Während einer vollen Umdrehung des äußeren Magnetfeldes läuft eine magnetische 180°-Domänenwand durch eine volle Windung des Sensors 11 und schaltet somit alle 90° die vier Magnetisierungszustände in dieser Windung nacheinander um. Das bevorzugte Ausleseprinzip dieser zweiten erfindungsgemäßen Ausführung ist ähnlich der ersten erfindungsgemäßen Lösung. Man misst, bevorzugt Multiplexer-gesteuert, alle Windungen nacheinander, beginnend bei der ersten Windung nach dem Domänenwandgenerator (Kontakt 17a in der Krümmung 14d). Die Messung kann in der Windung beendet werden, in der erstmals der Potentialabfall < 50% ist. Verallgemeinert für N-windige Spiralen zur Zählung von N Umdrehungen ist bei diesem Ausleseprinzip die gezählte Umdrehungszahl, die in einem eineindeutigen Magnetisierungsmuster im Sensor 11 gespeichert ist:
Umdrehungszahl = erste Windungszahl (mit Low-Level-Signal) – Eins
oder
Umdrehungszahl = N, wenn kein Low-Level-Signal detektiert wird.
During a full revolution of the external magnetic field, a 180 ° magnetic domain wall passes through a full turn of the sensor 11 and thus switches over the four magnetization states in this winding one after the other every 90 °. The preferred read-out principle of this second embodiment according to the invention is similar to the first solution according to the invention. One measures, preferably multiplexer controlled, all turns successively, starting at the first turn after the domain wall generator (contact 17a in the bend 14d ). The measurement can be terminated in the winding in which the potential drop is <50% for the first time. Generalized for N-wind spirals to count N revolutions in this read-out principle is the counted revolution number, which is a one-to-one magnetization pattern in the sensor 11 is stored:
Number of revolutions = first number of turns (with low-level signal) - one
or
Number of revolutions = N, if no low-level signal is detected.

11 zeigt dies wiederum schematisch. In 11a) ist das Potential der ersten Windung (gemessen am Kontakt 17a) und in 11b) das Potential der zweiten Windung (gemessen am Kontakt 17b) über der Magnetfelddrehung aufgetragen. Bei einem idealen Sensor würde das Signal in 11a) erstmals bei exakt 360° vom niedrigem low-Level auf den mittleren 50%-Level springen. Bei der zweiten Windung würde der Sprung in 11b) nach weiteren 360° erstmals bei exakt 720° Magnetfelddrehung erfolgen. Nach dem ersten Signalsprung erfolgt alle 90° wieder ein Signalsprung, da die magnetische Domänenwand in die nächste Krümmung transportiert wird, wodurch der dazwischen liegende Streifen ummagnetisiert wird. Bei einem idealen Sensor würden in der ersten Windung Signalsprünge bei 450° Magnetfelddrehung vom 50%-Level in den High-Level, bei 540° Magnetfelddrehung vom High-Level in den 50%-Level und bei 630° Magnetfelddrehung vom 50%-Level in den Low-Level erfolgen. Das Signal ist somit ab der ersten Umdrehung (360°) periodisch mit einer Periodizität von 360°. In der zweiten Windung ist das Signal periodisch ab der zweiten Umdrehung (720°). 11 again shows this schematically. In 11a ) is the potential of the first turn (ge measure at the contact 17a ) and in 11b ) the potential of the second turn (measured at the contact 17b ) is plotted against the magnetic field rotation. For an ideal sensor, the signal would be in 11a ) jump for the first time at exactly 360 ° from the low low level to the middle 50% level. At the second turn, the jump would be in 11b ) after another 360 ° for the first time at exactly 720 ° magnetic field rotation. After the first signal jump, there is again a signal jump every 90 °, since the magnetic domain wall is transported to the next bend, whereby the strip in between is re-magnetized. In an ideal sensor, in the first turn, signal jumps at 450 ° magnetic field turn from 50% level to high level, 540 ° magnetic field turn from high level to 50% level, and 630 ° magnetic field turn from 50% level into the low level. The signal is thus periodically from the first revolution (360 °) with a periodicity of 360 °. In the second turn, the signal is periodic from the second turn (720 °).

Da der reale Sensor hysteretisch schaltet, erfolgen die erstmaligen Sprünge je nach Drehrichtung bei einem Winkel > 360° bzw. > 720° (Magnetfelddrehung im Spiralendrehsinn) oder bei einem Winkel < 360° bzw. < 720° (Magnetfelddrehung entgegen Spiralendrehsinn).There the real sensor switches hysteretically, the first-time ones take place Jumps depending on the direction of rotation at an angle> 360 ° or> 720 ° (magnetic field rotation in spiral rotation) or at an angle <360 ° or <720 ° (magnetic field rotation against spiral rotation).

Als Folge darf der Sensor nicht in den hysteretischen Winkelbereichen ausgelesen werden, in denen er vom niedrigen Level in den 50%-Level schaltet.When As a consequence, the sensor must not be in the hysteretic angular ranges be read, in which he switches from the low level in the 50% level.

In 11 sind die hysteretischen Winkelbereiche durch Rechtecke (20, 21) symbolisiert. Um trotzdem jederzeit den Umdrehungszähler auslesen zu können, wird entweder ein zweiter Sensor 11 benötigt, der um 90° gedreht zum ersten Sensor im magnetischen Umdrehungszähler positioniert ist, oder der Sensor 11 ist, wie in 12 gezeigt, bevorzugt mit weiteren Einzelkontakten (17c und 17d) in den Krümmungen (14b und 14f) versehen. Diese beiden Lösungen liefern zwei um 180° phasenverschobene Signale.In 11 are the hysteretic angular ranges due to rectangles ( 20 . 21 ) symbolizes. In order to be able to read the revolution counter at any time, either a second sensor is activated 11 required, which is positioned rotated 90 ° to the first sensor in the magnetic revolution counter, or the sensor 11 is how in 12 shown, preferably with further individual contacts ( 17c and 17d ) in the curves ( 14b and 14f ) Mistake. These two solutions provide two 180 ° out of phase signals.

13 zeigt schematisch die Sensorsignale, wenn der Sensor nach 12 auf beiden Seiten ausgelesen wird. In 13a) und 13b) sind Signale der ersten Windung und in 13c) und 13d) Signale der zweiten Windung aufgetragen:

  • 13a) zeigt das Spannungssignal des Kontaktes 17c, bei dem der erstmalige Signalsprung bei 180° erfolgt,
  • 13b) zeigt das dazu um 180° phasenverschobene Spannungssignal des Kontaktes 17a, bei dem der erstmalige Signalsprung bei 360° erfolgt,
  • 13c) zeigt das Spannungssignal des Kontaktes 17d, bei dem der erstmalige Signalsprung bei 540° erfolgt,
  • 13d) zeigt das dazu um 180° phasenverschobene Spannungssignal des Kontaktes 17b, bei dem der erstmalige Signalsprung bei 720° erfolgt.
13 schematically shows the sensor signals when the sensor after 12 read on both sides. In 13a ) and 13b ) are signals of the first turn and in 13c ) and 13d ) Signals of the second turn are plotted:
  • - 13a ) shows the voltage signal of the contact 17c in which the first signal jump occurs at 180 °,
  • - 13b ) shows the 180 ° phase-shifted voltage signal of the contact 17a in which the first signal jump occurs at 360 °,
  • - 13c ) shows the voltage signal of the contact 17d in which the first signal jump occurs at 540 °,
  • - 13d ) shows the 180 ° phase-shifted voltage signal of the contact 17b , in which the first signal jump takes place at 720 °.

Das Signal vom Kontakt 17d ist gegenüber dem Signal des Kontaktes 17c ab 540° Magnetfelddrehung phasengleich und das Signal vom Kontakt 17b ist gegenüber dem Signal vom Kontakt 17a ab 720° Magnetfelddrehung phasengleich. Durch die Phasenverschiebung um 180° zwischen den Spannungssignalen von den linken Kontakten (17a und 17b) zu den Spannungssignalen von den rechten Kontakten (17c und 17d) kann dieser Sensor vorteilhaft immer ausgelesen werden, ohne dass es eines gesonderten zweiten Sensors bedarf.The signal from the contact 17d is opposite the signal of the contact 17c from 540 ° magnetic field rotation in phase and the signal from the contact 17b is opposite to the signal from the contact 17a from 720 ° magnetic field rotation in phase. Due to the phase shift of 180 ° between the voltage signals from the left contacts ( 17a and 17b ) to the voltage signals from the right contacts ( 17c and 17d ) This sensor can be advantageously always read without the need for a separate second sensor.

Das Ausleseprinzip des erfindungsgemäßen Sensors 11 untersucht, ob ein Schwellwert 19 zwischen Low-level-Zustand und 50%-Level (median-Level) überschritten wird. Das Low-Level-Signal bedeutet, dass keine Domänenwand unter dem ausgelesenen Einzelkontakt hindurch gelaufen ist und damit auch keine Domänenwand in weiter innen liegenden Windungen vorhanden ist. Das Spannungssignal dieses Kontaktes darf nur dann nicht ausgelesen werden, wenn die Magnetfelddrehung sich in einem hysteretischen Winkelbereich 20 befindet, bei dem das Spannungssignal vom Low-level-Zustand in den M-Level-Zustand schaltet. Ansonsten darf dieses Spannungsignal immer ausgelesen werden, auch in den hysteretischen Winkelbereichen 21, bei denen das Spannungssignal vom M-Level in den High-Level schaltet. Da sämtliche Spannungswerte zwischen M-Level und H-Level oberhalb des zu detektierenden Schwellwertes 19 liegen, ist die relevante Information, dass eine Domänenwand den betreffenden Einzelkontakt passiert hat immer gegeben. Somit ermöglicht die Phasenverschiebung der Spannungssignale zwischen linken und rechten Kontakten im Sensor 11 dass jederzeit die Spannungssignale entweder über die linken oder über die rechten Einzelkontakte auslesbar sind. Das heißt, der magnetische Umdrehungszähler benötigt nur noch einen Sensor 11 mit Einzelkontakten links und rechts, anstelle von zwei Sensoren 11 mit Einzelkontakten entweder links oder rechts im Sensor 11 oder mit zwei Sensoren 1 nach der ersten erfindungsgemäßen Ausführung.The readout principle of the sensor according to the invention 11 examines whether a threshold 19 between low-level state and 50% level (median-level) is exceeded. The low-level signal means that no domain wall has passed under the read-out single contact and thus no domain wall is present in further turns inside. The voltage signal of this contact may only be read out if the magnetic field rotation is in a hysteretic angular range 20 is at which the voltage signal switches from the low-level state to the M-level state. Otherwise, this voltage signal must always be read out, even in the hysteretic angular ranges 21 in which the voltage signal switches from the M level to the high level. Since all voltage values between M-level and H-level are above the threshold to be detected 19 The relevant information that a domain wall has passed the relevant individual contact is always given. Thus, the phase shift of the voltage signals between left and right contacts in the sensor allows 11 that at any time the voltage signals can be read out either via the left or via the right individual contacts. This means that the magnetic revolution counter only needs one sensor 11 with single contacts left and right, instead of two sensors 11 with individual contacts either left or right in the sensor 11 or with two sensors 1 according to the first embodiment of the invention.

Ein weiterer Vorteil dieser zweiten erfindungsgemäßen Ausführung ist, dass die 180°-Domänenwand alle 90° Magnetfelddrehung in den nächsten Streifen läuft. Hierdurch wird die beim realen Sensor intrinsisch vorhandene Hysterese schmaler, als bei dem Sensor nach der ersten erfindungsgemäßen Ausführung. Bei dieser Lösung läuft die magnetische Domänenwand nur für alle 180° Magnetfelddrehung in den benachbarten Streifen, so dass die Hysterese bei gleichem Magnetfeld größer ist. Als Folge kann von dem theoretisch nutzbaren Arbeitsfenster Hmin bis Hmax, in dem der Sensor fehlerfrei zählt, bei der zweiten erfindungsgemäßen Ausführung die obere Hälfte und bei der ersten Ausführung nur das obere Drittel genutzt werden. Hmin bezeichnet das Magnetfeld, bei dem die Domänenwände fehlerfrei durch die Spirale transportiert werden, d. h. nicht an Defekten ungewollt gepinnt werden. Hmax ist das Magnetfeld, bei dem gerade noch nicht unkontrolliert im Streifen eine magnetische Domänenwand gebildet wird.Another advantage of this second embodiment of the invention is that the 180 ° domain wall runs every 90 ° magnetic field rotation in the next strip. As a result, the intrinsically present in the real sensor hysteresis is narrower than in the sensor according to the first embodiment of the invention. In this solution, the magnetic domain wall runs only for every 180 ° magnetic field rotation in the adjacent stripes, so that the hysteresis is greater for the same magnetic field. As a result, from the theoretically usable working window H min to H max , in which the sensor counts error-free, in the second embodiment according to the invention the upper half and in the first embodiment only the upper third are used. H min refers to the magnetic field in which the domain walls are transported without error through the spiral, ie not pinned to defects unintentionally. H max is the magnetic field at which a magnetic domain wall is not yet formed in an uncontrolled manner in the strip.

In 14 ist eine Ausführung des Sensors dargestellt, bei dem die Einzelkontakte 37a und 37b so ausgebildet sind, dass die langen geraden Stege dazwischen für alle Teile der Spirale die gleiche Länge aufweisen.In 14 an embodiment of the sensor is shown, in which the individual contacts 37a and 37b are formed so that the long straight webs between them have the same length for all parts of the spiral.

Dies hat den Vorteil, dass die Strombelastung bei allen Zweigen identisch ist. 14 ist dabei selbstredend und bedarf deshalb keiner weiteren Erläuterung.This has the advantage that the current load is identical for all branches. 14 is self-explanatory and therefore needs no further explanation.

Eine weitere erfindungsgemäße, in 15 dargestellte Ausführung sieht vor, dass die vorstehend beschriebene Raute innerhalb einer Windung mindestens einen von 90° abweichenden Winkel aufweist. Bevorzugte Ausgestaltungen sehen symmetrische Rauten mit alternierend stumpfen und spitzen Winkeln vor, z. B. 25°/155°/25°/155°. Die bevorzugte Ausgestaltung dieser erfindungsgemäßen Lösung sieht vor, dass die Referenzrichtung 38 entlang der langen Seite der Raute verläuft und die Einzelkontakte an den stumpfen Winkeln positioniert sind. Hierdurch wird der GMR-Effekt besser ausgenutzt als bei der zweiten Lösung (90% des GMR-Hubes stehen bei einem spitzen Winkel von 25° zur Verfügung anstelle von 71% bei einem Winkel von 90°). Durch den Winkelunterschied zwischen spitzen und stumpfen Winkel in der Raute, wird eine „geometrische Hysterese” in das Sensorsignal eingebaut, die der Differenz der beiden Winkel entspricht. Der Sensor in 15 weist die Besonderheit auf, dass auch die Kontakte 36a und 36b der 14 jetzt für jede Schleife einzeln ausgeführt sind. Damit hat der Anwender die Möglichkeit, als gemeinsame Elektroden entweder die Elektroden bei 36a und 36b oder 37a oder 37b auszugestalten. Dies führt nicht zu einer prinzipiell anderen Charakteristik und kann auch bei der in 14 dargestellten Lösung zur Anwendung kommen.Another invention, in 15 illustrated embodiment provides that the diamond described above within a turn has at least one angle deviating from 90 °. Preferred embodiments provide symmetrical diamonds with alternating blunt and acute angles, e.g. 25 ° / 155 ° / 25 ° / 155 °. The preferred embodiment of this solution according to the invention provides that the reference direction 38 along the long side of the rhombus and the individual contacts are positioned at the obtuse angles. This makes better use of the GMR effect than the second solution (90% of the GMR stroke is available at an acute angle of 25 ° instead of 71% at an angle of 90 °). Due to the angular difference between the acute and obtuse angles in the rhombus, a "geometric hysteresis" is built into the sensor signal, which corresponds to the difference between the two angles. The sensor in 15 has the peculiarity that the contacts 36a and 36b of the 14 are now executed individually for each loop. This gives the user the option of using either the electrodes as common electrodes 36a and 36b or 37a or 37b embody. This does not lead to a fundamentally different characteristic and can also be found in the 14 shown solution used.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, wie sie in 16 dargestellt ist, sieht vor, dass zusätzlich zum Sensor ein oder mehrere vom Rest der Spirale separierte einzelne Streifen 39a und 39b vorgesehen sind, die im Beispiel jeweils parallel zum Streifen 33a und 33b und/oder 33c und 33d positioniert sind. Diese Streifen können mangels Verbindung zum Domänenwandgenerator 32 nicht ummagnetisiert werden, d. h. die Magnetisierung der Sensorschicht in diesen Streifen weist immer in die gleiche Richtung. Dadurch weist der Mittelkontakt den Potentialabfall von 50% auf, wenn er an seinen Enden mit dem Potential beaufschlagt wird, wie der Sensor 1 oder 11 in den vorhergehenden Beispielen. Dieses Signal kann als Referenzsignal bei der Messung der Potentialabfälle in den einzelnen Windungen des Sensors dienen.Another embodiment of the invention, as in 16 is shown, provides that in addition to the sensor one or more separated from the rest of the spiral individual strips 39a and 39b are provided, which in the example in each case parallel to the strip 33a and 33b and or 33c and 33d are positioned. These stripes may be due to lack of connection to the domain wall generator 32 not be remagnetized, ie the magnetization of the sensor layer in this strip always points in the same direction. As a result, the center contact has the potential drop of 50% when applied to the potential at its ends, as the sensor 1 or 11 in the previous examples. This signal can serve as a reference signal in the measurement of the potential drops in the individual windings of the sensor.

Weitere erfindungsgemäße Lösungen sehen vor, dass anstelle des in 6 gezeigten Sensors eine Variante verwendet wird, bei der auf beiden Seiten der Spirale Einzelkontakte in allen Krümmungen vorgesehen sind. Dieser Sensor liefert ähnlich wie bei der zweiten erfindungsgemäßen Lösung mit beidseitigen Einzelkontakten zwei um 180° phasenverschobene Signale. Diese Signale sind nützlich, wenn man statt eines 360°-Winkelsensors einen 180°-Winkelsensor verwenden will.Further inventive solutions provide that instead of in 6 sensor shown a variant is used, in which on both sides of the spiral individual contacts are provided in all curvatures. This sensor provides similar to the second solution according to the invention with two-sided individual contacts two signals phase-shifted by 180 °. These signals are useful if you want to use a 180 ° angle sensor instead of a 360 ° angle sensor.

Alle in der Beschreibung, den speziellen Ausführungsbeispielen, der Patentansprüche und/oder Zeichnungen erkennbaren Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. All in the description, the specific embodiments, the claims and / or drawings recognizable features can be used individually or in any combination be essential to the invention with each other.

1, 11, 311, 11, 31
Magnetischer Umdrehungszählermagnetic revolution counter
2, 322, 32
DomänenwandgeneratorDomain wall generator
3a, 3b, 3c, 3d3a, 3b, 3c, 3d
langgestreckte Streifensegmente einer ersten Ausführungsformelongated Strip segments of a first embodiment
4a, 4b, 4c, 4d4a, 4b, 4c, 4d
Krümmungssegmente einer ersten AusführungsformCurvature segments of a first embodiment
5a, 5b, 5c, 5d5a, 5b, 5c, 5d
Domänenwändedomain walls
6a, 6b, 16a, 16b, 36a, 366a, 6b, 16a, 16b, 36a, 36
bmehrere gestreckte Streifenabschnitte erfassende Kontaktebmehrere elongated strip sections detecting contacts
7a, 7b, 17a, 17b, 37a, 37b7a, 7b, 17a, 17b, 37a, 37b
EinzelkontakteSingle contacts
8, 18, 388th, 18, 38
eingeprägte Referenzrichtung im GMR-Sensorimpressed Reference direction in the GMR sensor
10, 10a, 20, 2110 10a, 20, 21
Hysteresebereichehysteresis
13a bis 13i13a until 13i
gerade Streifensegmente in einer zweiten Ausführungsformjust Strip segments in a second embodiment
14a bis 14h14a until 14h
Krümmungencurvatures
33a bis 33d33a to 33d
gleichlang ausgeführte Streifensegmenteof equal length executed strip segments
39a bis 3939a until 39
dnicht ummagnetisierbare Streifenabschnitte'non reversible strip sections

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 1740909 B1 [0002, 0002, 0002, 0002, 0003, 0003, 0003, 0011, 0011, 0013, 0034, 0044] - EP 1740909 B1 [0002, 0002, 0002, 0002, 0003, 0003, 0003, 0011, 0011, 0013, 0034, 0044]

Claims (9)

Magnetischer Umdrehungszähler zur eindeutigen Bestimmung einer vorgebbaren Anzahl zu bestimmender Umdrehungen N eines rotierenden Elements, bei dem ein Sensor (1; 11; 31), im Wesentlichen gebildet durch eine mit N Windungen versehene schleifenartige Anordnung, bestehend aus einem GMR-Schichtstapel, in den magnetische 180°-Domänen einbring-, speicher- und -durch Messung des elektrischen Widerstandsauslesbar sind, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass gestreckt ausgeführte Schleifenabschnitte in einem vorgebbaren Winkel zur im Sensor eingeprägten Referenzrichtung (8; 18) vorgesehen sind, die bevorzugt mittig mit, mit einem elektrischen Potential beaufschlagbaren Kontakten (6a, 6b; 16a, 16b; 36a, 36b) versehen sind, die seriell oder parallel zur Auslesung elektrischer Widerstandsverhältnisse einzelner Schleifenabschnitte zu weiteren, in Krümmungsbereichen der schleifenartigen Anordnung vorgesehenen Einzelkontakten (7a, 7b; 17a, 17b; 37a, 37b) dienen, wobei die ermittelten Widerstandsverhältnisse ein direktes Maß für die Anwesenheit oder Nichtanwesenheit einer magnetischen Domäne im entsprechenden Schleifenabschnitt und damit eine eindeutige Aussage über die Anzahl erfolgter Umdrehungen liefert.Magnetic revolution counter for unambiguously determining a predefinable number of revolutions N of a rotating element to be determined, in which a sensor ( 1 ; 11 ; 31 ) substantially constituted by an N-looped arrangement consisting of a GMR stack of layers into which magnetic 180 ° domains are introduced, stored and readable by measurement of electrical resistance, characterized in that stretched executed loop sections at a predeterminable angle to the embossed in the sensor reference direction ( 8th ; 18 ) are provided, which preferably in the center with, can be acted upon by an electrical potential contacts ( 6a . 6b ; 16a . 16b ; 36a . 36b ), which are provided serially or in parallel with the reading of electrical resistance ratios of individual loop sections to further individual contacts provided in regions of curvature of the loop-like arrangement (US Pat. 7a . 7b ; 17a . 17b ; 37a . 37b ), wherein the determined resistance conditions provides a direct measure of the presence or absence of a magnetic domain in the corresponding loop portion and thus a clear statement about the number of completed revolutions. Magnetischer Umdrehungszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längserstreckungsausrichtung gestreckt ausgeführter Schleifenabschnitte (3a3d) parallel zur Referenzrichtung (8) im Sensor (1) erfolgt, die gestreckten ersten Schleifenabschnitte (3a, 3c) von einem ersten gemeinsamen, mit auf den Schleifenabschnitten (3a, 3c) mittig angeordneten ersten Kontakt (6b) und die gegenüberliegenden gestreckten zweiten Schleifenabschnitte (3b, 3d) von einem ebenfalls mittig angeordneten zweiten Kontakt (6b) erfasst sind, wobei zwischen diesen Kontakten ein elektrisches Potential angelegt ist und die serielle oder parallele Auslesung der elektrischen Widerstandsverhältnisse von Schleifenabschnitten zu weiteren zumindest einseitig in einem Krümmungsbereich der Schleifen vorgesehenen Einzelkontakten (7a, 7b) erfolgt.Magnetic revolution counter according to claim 1, characterized in that the longitudinal extent alignment of stretched executed loop sections ( 3a - 3d ) parallel to the reference direction ( 8th ) in the sensor ( 1 ), the stretched first loop sections ( 3a . 3c ) of a first common, with on the loop sections ( 3a . 3c ) centrally arranged first contact ( 6b ) and the opposite elongated second loop portions (FIG. 3b . 3d ) from a likewise centrally arranged second contact ( 6b ), wherein between these contacts an electrical potential is applied and the serial or parallel readout of the electrical resistance ratios of loop sections to further individual contacts provided at least on one side in a curved region of the loops ( 7a . 7b ) he follows. Magnetischer Umdrehungszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längserstreckungsausrichtung gestreckt ausgeführter benachbarter Schleifenabschnitte [13a und 13b, 13e und 13f]–[13c und 13d, 13g und 13h]; [33a und 33d usw.]–[33b und 33c usw.]) in einem Winkel, in der betragsmäßigen Größenordnung von 45° zur Referenzrichtung (18; 38) im Sensor (11; 31), verläuft und bevorzugt mittig in genannten gestreckten benachbarten Schleifenabschnitten mit einem elektrischen Potential beaufschlagbare Kontakte (16a, 16b; 36a, 36b) vorgesehen sind, die seriell oder parallel die Auslesung der elektrischen Widerstandsverhältnisse einzelner Schleifenabschnitte zu weiteren in Krümmungsbereichen der Schleifenabschnitte vorgesehenen Einzelkontakten (17a, 17b; 37a, 37b) ermöglichen.Magnetic revolution counter according to claim 1, characterized in that the longitudinal extent alignment of stretched adjacent loop sections [ 13a and 13b . 13e and 13f ] - [ 13c and 13d . 13g and 13h ]; [ 33a and 33d etc.]-[ 33b and 33c etc.]) at an angle, in the order of magnitude of 45 ° to the reference direction ( 18 ; 38 ) in the sensor ( 11 ; 31 ), and preferably in the middle in said elongated adjacent loop sections with an electrical potential acted upon contacts ( 16a . 16b ; 36a . 36b ) are provided, which serially or in parallel the readout of the electrical resistance ratios of individual loop sections to further individual contacts provided in regions of curvature of the loop sections (US Pat. 17a . 17b ; 37a . 37b ) enable. Magnetischer Umdrehungszähler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte schleifenartige Anordnung in Draufsicht rautenförmig ausgebildet ist, wobei in gegenüberliegenden Rautenecken die mit einem elektrischen Potential beaufschlagbaren Kontakte (16a, 16b; 36a, 36b) vorgesehen sind und in den jeweils verbleibenden Rautenecken die zur separaten Widerstandsverhältnismessung vorgesehenen Einzelkontakte (17a, 17b; 37a, 37b) angeordnet sind.Magnetic revolution counter according to claim 3, characterized in that the entire loop-like arrangement is diamond-shaped in plan view, wherein in opposite Rautenecken the acted upon by an electrical potential contacts ( 16a . 16b ; 36a . 36b ) are provided and in each of the remaining Rautenecken provided for separate resistance ratio measurement individual contacts ( 17a . 17b ; 37a . 37b ) are arranged. Magnetischer Umdrehungszähler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die rautenförmige Ausbildung der schleifenartigen Anordnung derart erfolgt, dass benachbarte Rautenschenkel einen Winkel von 90° einschließen.Magnetic revolution counter according to claim 4, characterized in that the diamond-shaped training the loop-like arrangement is such that adjacent Diamond legs include an angle of 90 °. Magnetischer Umdrehungszähler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die rautenförmige Ausbildung der schleifenartigen Anordnung derart erfolgt, dass die Rauten verzerrt so ausgeführt sind, dass jeweils gegenüberliegende Rautenecken einen stumpfen, respektive spitzen Winkel einschließen.Magnetic revolution counter according to claim 4, characterized in that the diamond-shaped training the loop-like arrangement is such that the diamonds distorted are designed so that each opposite Rough corners include a dull, respectively acute angle. Magnetischer Umdrehungszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einem elektrischen Potential beaufschlagbaren Kontakte (6a, 6b; 16a, 16b; 36a, 36b) in sich strukturiert und jeden Schleifenabschnitt, dem sie zugeordnet sind, elektrisch getrennt kontaktieren.Magnetic revolution counter according to one of claims 1 to 4, characterized in that the acted upon by an electrical potential contacts ( 6a . 6b ; 16a . 16b ; 36a . 36b ) and electrically contact each loop portion to which they are associated. Magnetischer Umdrehungszähler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle vorgesehenen elektrischen Kontaktierungen flächenmäßig so groß ausgeführt sind, dass zwischen benachbarten Kontaktierungen verbleibende unkontaktierte Schleifenabschnitte aller Schleifen die gleiche Länge aufweisen.Magnetic revolution counter after one of the preceding claims, characterized in that all provided electrical contacts area by area are so large that between adjacent Contacts remaining uncontacted loop sections all loops have the same length. Magnetischer Umdrehungszähler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur schleifenartigen Anordnung separierte einzelne, nicht ummagnetisierbare Streifenabschnitte (39a bis 39d) vorgesehen sind, die jeweils parallel zu benachbarten, geschlossenen Schleifenabschnitten angeordnet sind.Magnetic revolution counter according to one of the preceding claims, characterized in that in addition to the loop-like arrangement separated individual, non-magnetizable strip sections ( 39a to 39d ) are provided, which are each arranged parallel to adjacent, closed loop sections.
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Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010010893A1 (en) 2009-03-10 2010-09-30 Horst Siedle Gmbh & Co. Kg Electrical circuit, particularly for revolution counter, comprises sensor element, in which modification of magnetization is produced and stored without power supply
DE102011080050A1 (en) 2011-07-28 2013-01-31 Horst Siedle Gmbh & Co. Kg Electric circuit for revolution counter, has sensor element including closed inner and outer strips forming successive resistors that form successive half bridges, where half bridges of groups are connected with supply voltage in group-wise
DE102012209715A1 (en) 2012-06-11 2013-12-12 Horst Siedle Gmbh & Co. Kg Cable length transmitter for working cylinder e.g. hydraulic cylinder, has detection device provided with electromagnetic revolution sensor for detecting number of revolutions of magnet attached to cable drum
WO2015062573A1 (en) * 2013-11-04 2015-05-07 Leibniz-Institut Für Photonische Technologien E.V. Magnetic sensor for absolute counting of revolutions or linear distances
DE102014210518A1 (en) * 2014-06-03 2015-12-03 Continental Teves Ag & Co. Ohg True Power On steering angle sensor with revolution count
WO2016198062A1 (en) * 2015-06-10 2016-12-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Method for operating a rotation sensor and corresponding rotation sensor
DE102015210585A1 (en) * 2015-06-10 2016-12-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Method for resetting a magnetoresistive revolution sensor and corresponding revolution sensor
WO2017097285A1 (en) 2015-12-11 2017-06-15 Leibniz-Institut Für Photonische Technologien E.V. Magnetic revolution counter and method for determining numbers of revolutions that can be determined by means of said revolution counter
WO2017097284A1 (en) 2015-12-11 2017-06-15 Leibniz-Institut Für Photonische Technologien E.V. Magnetic revolution counter for self-detecting error states when determining numbers of revolutions which can be determined by said revolution counter
DE102016111995A1 (en) * 2016-06-30 2018-01-04 Infineon Technologies Ag MAGNETIC SENSOR ELEMENT AND REVOLVING COUNTER
DE102017005562A1 (en) 2016-07-06 2018-01-11 Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V. Magnetic revolution counter
WO2018006901A1 (en) * 2016-07-05 2018-01-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Method and apparatus for determining a number of revolutions and an angular position of a component which can be rotated about an axis of rotation
CN109959396A (en) * 2017-12-22 2019-07-02 英飞凌科技股份有限公司 Multi-turn counter sensor
DE102019103522A1 (en) * 2019-02-12 2020-08-13 Novotechnik Messwertaufnehmer OHG Sensor device and operating method therefor
US10782153B2 (en) 2016-03-08 2020-09-22 Analog Devices Global Multiturn sensor arrangement and readout
DE102020006987B3 (en) 2020-11-09 2021-10-14 Leibniz-Institut für Photonische Technologien e.V. (Engl.Leibniz Institute of Photonic Technology) Magnetic system for counting revolutions with increased immunity to magnetic interference
US11460521B2 (en) 2019-03-18 2022-10-04 Analog Devices International Unlimited Company Multiturn sensor arrangement
DE102021123324A1 (en) 2021-09-09 2023-03-09 Zf Automotive Germany Gmbh Webbing retractor and method for measuring the webbing extension
DE102019106327B4 (en) 2018-03-26 2023-04-20 Analog Devices International Unlimited Company NUMBER OF ROTATIONS DECODING FOR MULTITURN SENSORS
DE102011075306B4 (en) 2011-05-05 2025-05-22 Horst Siedle Gmbh & Co. Kg Sensor element especially for a revolution counter
US12546631B2 (en) 2020-11-20 2026-02-10 Analog Devices International Unlimited Company Magnetic sensing device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1740909B1 (en) 2004-04-24 2007-06-06 HORST SIEDLE GmbH & Co. KG. Sensor element for a revolution counter

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1740909B1 (en) 2004-04-24 2007-06-06 HORST SIEDLE GmbH & Co. KG. Sensor element for a revolution counter

Cited By (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010010893B4 (en) * 2009-03-10 2013-04-11 Horst Siedle Gmbh & Co. Kg Electrical circuit, in particular for a revolution counter
DE102010010893A1 (en) 2009-03-10 2010-09-30 Horst Siedle Gmbh & Co. Kg Electrical circuit, particularly for revolution counter, comprises sensor element, in which modification of magnetization is produced and stored without power supply
DE102011075306B4 (en) 2011-05-05 2025-05-22 Horst Siedle Gmbh & Co. Kg Sensor element especially for a revolution counter
DE102011080050A1 (en) 2011-07-28 2013-01-31 Horst Siedle Gmbh & Co. Kg Electric circuit for revolution counter, has sensor element including closed inner and outer strips forming successive resistors that form successive half bridges, where half bridges of groups are connected with supply voltage in group-wise
DE102011080050B4 (en) * 2011-07-28 2014-10-23 Horst Siedle Gmbh & Co. Kg Electrical circuit, in particular for a revolution counter
DE102012209715A1 (en) 2012-06-11 2013-12-12 Horst Siedle Gmbh & Co. Kg Cable length transmitter for working cylinder e.g. hydraulic cylinder, has detection device provided with electromagnetic revolution sensor for detecting number of revolutions of magnet attached to cable drum
DE102013018680A1 (en) 2013-11-04 2015-05-07 Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V. Magnetic sensor for absolute counting of revolutions or linear distances
CN105723188A (en) * 2013-11-04 2016-06-29 霍斯特·西德勒两合公司 Magnetic sensor for absolute counting of revolutions or linear distances
WO2015062573A1 (en) * 2013-11-04 2015-05-07 Leibniz-Institut Für Photonische Technologien E.V. Magnetic sensor for absolute counting of revolutions or linear distances
DE102013018680B4 (en) 2013-11-04 2022-05-25 Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V. Magnetic sensor for absolute counting of revolutions or linear distances
US10228267B2 (en) 2013-11-04 2019-03-12 Horst Siedle Gmbh & Co. Kg Magnetic sensor for absolute counting of revolutions or linear distances
JP2017500587A (en) * 2013-11-04 2017-01-05 ライプニッツ−インスティテュート フュア フォトニサ テヒノロギエン イー.ファウ. Magnetic sensor for absolute counting of rotational or linear distance
DE102014210518A1 (en) * 2014-06-03 2015-12-03 Continental Teves Ag & Co. Ohg True Power On steering angle sensor with revolution count
US10232878B2 (en) 2014-06-03 2019-03-19 Continental Teves Ag & Co. Ohg True-Power-On steering angle sensor with revolution counter
DE102015210585A1 (en) * 2015-06-10 2016-12-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Method for resetting a magnetoresistive revolution sensor and corresponding revolution sensor
US10415998B2 (en) 2015-06-10 2019-09-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Method for operating a rotation sensor and corresponding rotation sensor
WO2016198062A1 (en) * 2015-06-10 2016-12-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Method for operating a rotation sensor and corresponding rotation sensor
DE102015210586A1 (en) * 2015-06-10 2016-12-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Method for operating a revolution sensor and corresponding revolution sensor
CN107735649A (en) * 2015-06-10 2018-02-23 舍弗勒技术股份两合公司 Method for operating a rotary sensor and corresponding rotary sensor
CN107735649B (en) * 2015-06-10 2020-06-30 舍弗勒技术股份两合公司 Method for operating a rotation sensor and corresponding rotation sensor
WO2017097285A1 (en) 2015-12-11 2017-06-15 Leibniz-Institut Für Photonische Technologien E.V. Magnetic revolution counter and method for determining numbers of revolutions that can be determined by means of said revolution counter
CN108369110B (en) * 2015-12-11 2021-09-17 莱布尼茨光电技术研究所 Magnetic revolution counter and method for determining a revolution that can be determined using said revolution counter
WO2017097284A1 (en) 2015-12-11 2017-06-15 Leibniz-Institut Für Photonische Technologien E.V. Magnetic revolution counter for self-detecting error states when determining numbers of revolutions which can be determined by said revolution counter
JP2019502134A (en) * 2015-12-11 2019-01-24 ライプニッツ−インスティテュート フュア フォトニサ テヒノロギエン イー.ファウ. Magnetic rotation counter and method for determining the number of rotations that can be grasped by the rotation counter
JP2019500627A (en) * 2015-12-11 2019-01-10 ライプニッツ−インスティテュート フュア フォトニサ テヒノロギエン イー.ファウ. Magnetic rotation counter that self-detects error conditions when determining the number of rotations that can be grasped by the rotation counter
CN108369110A (en) * 2015-12-11 2018-08-03 莱布尼茨光电技术研究所 The method of magnetic revolution indicator and revolution for being determined to seek by the revolution indicator
US10859404B2 (en) 2015-12-11 2020-12-08 Horst Siedle Gmbh & Co. Kg Magnetic revolution counter for self-detecting error states when determining numbers of revolutions which can be determined by said revolution counter
US10962386B2 (en) 2015-12-11 2021-03-30 Horst Siedle Gmbh & Co. Kg Magnetic revolution counter and method for determining numbers of revolutions that can be determined by means of said revolution counter
US11280639B2 (en) 2016-03-08 2022-03-22 Analog Devices International Unlimited Company Multiturn sensor arrangement and readout
US10782153B2 (en) 2016-03-08 2020-09-22 Analog Devices Global Multiturn sensor arrangement and readout
DE102016111995A1 (en) * 2016-06-30 2018-01-04 Infineon Technologies Ag MAGNETIC SENSOR ELEMENT AND REVOLVING COUNTER
DE102016111995B4 (en) 2016-06-30 2022-01-20 Infineon Technologies Ag MAGNETIC SENSOR ELEMENT
WO2018006901A1 (en) * 2016-07-05 2018-01-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Method and apparatus for determining a number of revolutions and an angular position of a component which can be rotated about an axis of rotation
DE102017005562A1 (en) 2016-07-06 2018-01-11 Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V. Magnetic revolution counter
DE102017005562B4 (en) 2016-07-06 2024-06-06 Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V. Magnetic revolution counter
CN109959396A (en) * 2017-12-22 2019-07-02 英飞凌科技股份有限公司 Multi-turn counter sensor
CN109959396B (en) * 2017-12-22 2021-09-17 英飞凌科技股份有限公司 Multi-turn counter sensor
DE102019106327B4 (en) 2018-03-26 2023-04-20 Analog Devices International Unlimited Company NUMBER OF ROTATIONS DECODING FOR MULTITURN SENSORS
DE102019103522A1 (en) * 2019-02-12 2020-08-13 Novotechnik Messwertaufnehmer OHG Sensor device and operating method therefor
CN113396315A (en) * 2019-02-12 2021-09-14 诺沃科技传感器无限公司 Sensor device and method for operating the same
WO2020164882A1 (en) 2019-02-12 2020-08-20 Novotechnik Messwertaufnehmer OHG Sensor apparatus and operating method therefor
US12449280B2 (en) 2019-02-12 2025-10-21 Novotechnik Messwertaufnehmer OHG Sensor apparatus and operating method therefor
US11460521B2 (en) 2019-03-18 2022-10-04 Analog Devices International Unlimited Company Multiturn sensor arrangement
WO2022096050A1 (en) 2020-11-09 2022-05-12 Leibniz-Institut Für Photonische Technologien E.V. Magnetic system for counting rotations having increased stability against magnetic interference fields
DE102020006987B3 (en) 2020-11-09 2021-10-14 Leibniz-Institut für Photonische Technologien e.V. (Engl.Leibniz Institute of Photonic Technology) Magnetic system for counting revolutions with increased immunity to magnetic interference
US12546631B2 (en) 2020-11-20 2026-02-10 Analog Devices International Unlimited Company Magnetic sensing device
DE102021123324A1 (en) 2021-09-09 2023-03-09 Zf Automotive Germany Gmbh Webbing retractor and method for measuring the webbing extension

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