DE10214524B4

DE10214524B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen eines logischen Ausgangssignals

Info

Publication number: DE10214524B4
Application number: DE2002114524
Authority: DE
Inventors: Udo Dipl.-Ing. Dr. Ausserlechner
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2022-04-03
Also published as: DE10214524A1

Abstract

Signalgeber (10) mit folgenden Merkmalen:
einem ersten Eingang (12) zum Empfangen eines ersten Eingangssignals (A), das auf einer zu erfassenden Meßgröße basiert;
einem zweiten Eingang (14) zum Empfangen eines zweiten Eingangssignals (B), das auf der zu erfassenden Meßgröße basiert, wobei das zweite Eingangssignal (B) betragsmäßig größer ist als das erste Eingangssignal (A), wenn das erste Eingangssignal (A) eine vorgegebene Größe aufweist;
einem Ausgang (20) zum Ausgeben eines Ausgangssignals (OUT);
einer Einrichtung (16) zum Schalten des Ausgangssignals (OUT) auf einen ersten logischen Pegel, wenn das erste Eingangssignal (A) eine erste Schaltschwelle, die größer als die vorgegebene Größe ist, überschreitet, und zum Schalten des Ausgangssignals (OUT) auf einen zweiten logischen Pegel, wenn das erste Eingangssignal eine zweite Schaltschwelle, die kleiner als die vorgegebene Größe ist, unterschreitet; und
einer Einrichtung zum Einstellen der ersten und der zweiten Schaltschwelle unter Verwendung des Betrags des zweiten Eingangssignals (B).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen eines logischen Ausgangssignals und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen eines logischen Ausgangssignals basierend auf einer zu erfassenden Größe, wobei Schaltschwellen zum Umschalten des logischen Ausgangssignals zwischen einem ersten und einem zweiten logischen Pegel adaptiv eingestellt werden.
Insbesondere ist die vorliegende Erfindung bei Anwendungen vorteilhaft einsetzbar, bei denen unter Verwendung eines Magnetkreises oder eines Magnetfeldsensors mit Auswertelogik ein berührungsloser Schalter realisiert ist. Wird bei einer solchen Einrichtung die Position eines mechanischen Elements verändert, so führt dies zu einer Änderung des Magnetfeldes, das von dem Sensor detektiert wird. Bei Überschreitung oder Unterschreitung eines Schwellwerts dieses Magnetfelds schaltet die Auswertelogik des Sensor-ASICs (ASIC = Application Specific Integrated Circuit = anwendungspezifische integrierte Schaltung) ein logisches Ausgangssignal aktiv. Somit enthält das logische Ausgangssignal Informationen bezüglich der Position des mechanischen Elements, nämlich beispielsweise, ob sich das genannte mechanische Element in einer ersten Position oder einer zweiten Position befindet.
Als mechanisches Element kann beispielsweise ein Polrad verwendet werden. Unter Polrad wird dabei ein Rad verstanden, dessen Achse drehbar gelagert ist und das zumindest an Teilen seines Umfangs permanent magnetisch ist. Eine häufig verwendete Ausführungsform eines Polrades besitzt einen hartmagnetischen Ring, der beispielsweise aus einem ca. 1 mm dicken hartmagnetischen Blech "ausgestanzt" ist. Dieser Ring ist auf eine Trägerscheibe aufgeklebt, so dass sein Mittelpunkt zent risch zur Drehachse ist. Der Ring wird beispielsweise in 100 gleiche Teile geteilt, wobei diese abwechselnd parallel zur Drehachse bzw. antiparallel zur Drehachse magnetisiert werden. Entlang der Oberfläche dieses hartmagnetischen Ringes bilden sich somit 50 magnetische Nordpole und 50 magnetische Südpole aus, wobei ein solches Element als axiales Polrad bezeichnet wird.
In einem geringen Abstand vom magnetischen Teil des Polrades befindet sich der Magnetfeldsensor. Vorzugsweise ist der Magnetfeldsensor ca. 2 bis 7 mm in axialer Richtung versetzt, also an der Stirnseite des Polrades angeordnet.
Dreht sich nun das Polrad, ergibt sich am Ort des Magnetfeldsensors eine Feldänderung entsprechend der relativen Anordnung desselben zu Nordpolen bzw. Südpolen des Polrades. Bereits bei kleinen Drehwinkeln spürt der Sensor eine merkliche Feldänderung. Genauer gesagt ändert sich das von dem Magnetfeldsensor erfasste Magnetfeld von einem maximalen positiven Wert zu einem maximalen negativen Wert, wobei die sich ergebende Kurve abhängig von dem Abstand zwischen Magnetfeldsensor und Polrad näherungsweise sinusförmig ist.
Bei derartigen Systemen wird das Ausgangssignal der Sensoranordnung bzw. der Schaltungseinrichtung zumeist circa im Nulldurchgang des Magnetfelds geschaltet, d.h. für ein positives erfasstes Magnetfeld wird ein erster logischer Pegel, beispielsweise 1, ausgegeben, während für ein negatives erfasstes Magnetfeld ein zweiter, logischer Pegel, beispielsweise Null, ausgegeben wird. Dreht sich das Polrad mit einer konstanten Geschwindigkeit, ergibt sich ein Ausgangssignal mit einer festen Frequenz, während ein Ausgangssignal mit variabler Frequenz und unterschiedlichen Pulsdauern erhalten wird, wenn sich die Drehgeschwindigkeit des Polrades ändert.
Durch jeweiliges Aufsummieren der Zählpulse kann der Drehwinkel bezüglich einer Referenzmarke erfasst werden. Ferner kann durch Zählen der Pulse pro Sekunde die Winkelgeschwindigkeit einer Achse, auf der das Polrad angebracht ist, erfasst werden. Es ist ferner üblich, mehrere Elementarsensoren auf dem Sensor-ASIC vorzusehen, so dass durch einen Vergleich der Ausgangssignale derselben die Drehrichtung erkannt werden kann.
Bei den Magnetfeldsensoren handelt es sich üblicherweise um Hall-Sensoren, die entsprechend ihrer Ausrichtung die Erfassung unterschiedlicher Komponenten eines Magnetfelds, d.h. eines Magnetfeldvektors, ermöglichen.
Neben dem beschriebenen axialen Polrad existieren ferner radiale Polräder, bei denen die Magnetisierungsrichtung der hartmagnetischen Bereiche radial abwechselnd nach außen und innen zeigt. Bei derartigen radialen Polrädern werden die Sensoren nicht an der Stirnseite des Polrades angebracht, sondern in radialer Verlängerung außerhalb des Umfangs in einem radialen Abstand von einigen Millimetern. Darüber hinaus sind azimuthale Polräder denkbar, bei denen die Magnetisierungsrichtung abwechselnd in positive und negative azimuthale Richtungen zeigen. Bei solchen Polrädern kann der Magnetfeldsensor sowohl stirnseitig als auch am Umfang angeordnet werden, so dass eine solche Anordnung hinsichtlich der Geometrie des Systems flexibler ist.
Alternativ zu den beschriebenen Polrädern sind ferner Signalgeber bekannt, die weichmagnetische Räder verwenden, die ein Profil in axialer oder radialer Richtung aufweisen. Solche Räder sind als Geberräder oder Targeträder bekannt. Im Falle eines Profils in radialer Richtung ähnelt die Geometrie eines solchen Geberrads jener eines üblichen Zahnrads. Das Magnetfeld wird durch einen Permanentmagneten, der als Backbias-Magnet bezeichnet wird, erzeugt, der auf jener, dem Rad abgewandter Seite des Sensors angebracht ist. Dreht sich das weichmagnetische Geberrad, so verändert sich der Luftspalt zwischen Permanentmagnet und Weicheisen, wodurch sich das magnetische Feld ändert. Diese Änderung wird von dem Sensor-ASIC detektiert und in ein logisches Ausgangssignal umgewandelt.
Die Signale der Magnetfeldsensoren, insbesondere der Sensoren unter Verwendung eines Polrades, sind in der Regel mittelwertfrei. Befindet sich der Sensor über einem magnetischen Nordpol, so ist das Magnetfeldsignal beispielsweise positiv, während dasselbe über dem magnetischen Südpol negativ ist. Die Polarität des jeweiligen Magnetfeldsignals hängt im Detail davon ab, auf welche Komponente des Feldvektors bzw. welchen Gradienten desselben der Sensor reagiert. Wie oben ausgeführt wurde, ähneln die Sensorsignale bei zunehmendem Luftspalt, d.h. zunehmendem Abstand des Sensors vom Polrad, Sinuskurven.
Idealerweise sollte die Auswertelogik ein Signal eines ersten logischen Pegels, HIGH, erzeugen, falls das Feld positiv ist, während dieselbe ein Signal eines zweiten logischen Pegels, LOW, für negative Felder erzeugen sollte. Anders ausgedrückt sollte der ASIC im Nulldurchgang des Magnetfeldes schalten. Dabei ergibt sich jedoch das Problem, dass, wenn sich das Polrad langsam dreht, der Nulldurchgang vergleichsweise lang dauert, so dass in dieser Zeit beispielsweise eine mechanische Vibration die Position des Sensors gegenüber dem Polrad geringfügig ändern kann, so dass sich ein kleines Störsignal dem idealen Signal des Magnetfeldsensors überlagert. Dieses Störsignal kann dazu führen, dass das logische Ausgangssignal des Sensor-ASIC in der Nähe des Nulldurchgangs mehrmals hin und her schaltet. Diese Fehlpulse sind unbedingt zu vermeiden, da sie beispielsweise bei langsamen Drehzahlen eine hohe Drehzahl vorgaukeln können.
Um die oben beschriebene Problematik zu vermeiden, schalten reale Sensor-ASICs nicht exakt im Nulldurchgang, sondern weisen eine Hysterese auf. Für ansteigende Signale schaltet der Sensor sein Ausgangssignal erst, wenn das Signal einen Wert von BOP überschritten hat. Dieser Wert wird als Betriebspunkt (Operating Point) bezeichnet und kann einen Wert von beispielsweise 0,5 mT aufweisen. Für fallende Signale schaltet der Sensor sein Ausgangssignal erst, wenn das Signal einen Wert von BRP unterschritten hat. Dieser Wert wird als Loslasspunkt (Release Point) bezeichnet und kann einen Wert von beispielsweise –0,5 mT aufweisen. Solange kleine Störsignale von weniger als BHYS (BHYS = BOP – BRP) von im obigen Fall 1 mT dem Idealsignal überlagert sind, produzieren sie keine falschen Werte im logischen Ausgangssignal der Sensoranordnung, d.h. des Signalgebers.
Der Nachteil des obenbeschriebenen Systems mit Hysterese wird für einen variablen Luftspalt offensichtlich. Bei kleinem Luftspalt sind die Magnetfelder, die der Sensor erfassen muss, relativ groß und besitzen beispielsweise eine Amplitude von 20 mT. Die Hysterese wird üblicherweise für solche Magnetfelder ausgelegt, denn die Störsignale sind proportional zur Amplitude des Magnetfelds. Hält man sich vor Augen, dass die Störsignale durch Vibrationen im Feld zustande kommen, ist dies unmittelbar einsichtig. Bei großen Luftspalten werden die Magnetfelder kleiner, die Hysterese bleibt aber konstant. Wird schließlich der Luftspalt zu groß, so dass die Amplitude des Magnetfelds kleiner wird als die halbe Hysterese, schaltet der Sensor-ASIC überhaupt nicht mehr. Damit ist ein System der obenbeschriebenen Art mit konstanten Schaltschwellen nur für Magnetfeldsensoren mit relativ bescheidener Dynamik verwendbar.
Soll der Sensor-ASIC hingegen sowohl für kleine als auch für große Luftspalte Anwendung finden, so müssen seine Schaltschwellen der Magnetfeldamplitude angepasst werden. Zu diesem Zweck ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die Amplituden einiger vorangegangener Perioden des Signalverlaufs abzuspeichern und daraus einen Schwellwert bzw. eine Hysterese für den nächsten Schaltvorgang abzuleiten. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass beim Einschalten eines solchen Sys tems die Schaltschwellen und die Hysterese zunächst anderweitig gewonnen werden müssen, da noch keine Werte aus vergangenen Signalverläufen abgespeichert werden konnten. Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass sich zwischen den vergangenen Signalverläufen und dem aktuellen Nulldurchgang des Signals eventuell die Parameter des Systems, beispielsweise der Luftspalt, geändert haben, so dass es gar nicht mehr zulässig ist, die aktuellen Schaltschwellen aus den vergangenen Amplituden abzuleiten. Darüber hinaus könnte beispielsweise eine elektromagnetische Störung oder eine kurze Unterbrechung der Stromversorgung des ASIC, sogenannte Mikro-Breaks, den Speicher des ASIC, in dem die Informationen bezüglich der Amplitude der vergangenen Signalverläufe zwischengespeichert sind, löschen.

DE 33 15 358 zeigte eine Signalvergleichsschaltung mit variabler Hysterese. Diese weist einen Signaleingang, einen Eingang zum Einstellen der Hysterese sowie einen Signalausgang auf. Eine Hysterese wird bei einer solchen Schaltungsanordnung durch die Größe des an dem Steuereingang anliegenden Signals bestimmt. Insbesondere ist die Breite der Hysterese eine lineare Funktion der Steuerspannung an dem Steuereingang. Aufgabe einer Schaltungsanordnung gemäß DE 3315358 ist es also, eine Signalvergleichsschaltung mit einer einstellbaren Hysteresebreite zu schaffen, wobei die Hysteresebreite bei verschwindender Eingangsspannung an dem Steuereingang einen festgelegten minimalen Wert annimmt.

US 5,192,877 zeigt einen Sensor, der auf dem Hall-Effekt beruht, und der ein Differenzsignal benutzt, das von zwei Hall-Sensoren erzeugt wird. In einem Ruhezustand der Anordnung wird hierbei eine Differenz der Größe des magnetischen Flusses, der die beiden Hall-Sensoren durchdringt, durch eine geeignete mechanische Anordnung erzeugt. Die Signale der beiden Hall-Sensoren werden dann einem Differenzverstärker zugeführt. Dessen Ausgangssignal wird einer herkömmlichen Signalvergleichsschaltung mit Hysterese zugeführt.

EP 0 939 300 zeigt einen Sensor mit einer an die Signalamplitude angepassten Hysterese. Der Messaufnehmer liefert ein Ausgangssignal, dessen Amplitudenhüllkurve von dem Betriebspunkt des Sensors abhängt. Eine Hystereseschaltung passt ein Hysterese-Totband einer Signalvergleichsschaltung an den Betriebspunkt des Messaufnehmers an. Die Breite des Hysterese-Totbandes ist dabei proportional der Amplituden-Hüllkurve. Der Messaufnehmer umfasst ein oder mehrere magnetoresistive Elemente, die auf eine Veränderung des sie durchsetzenden magnetischen Flusses reagieren. Bevorzugter Weise werden magnetoresistive Elemente paarweise eingesetzt, um die Vorteile einer differenziellen Signalverarbeitung nutzen zu können.

US 5,731,702 zeigt einen Rotationssensor mit hoher Auflösung. Dieser umfasst eine binär-codierte Codescheibe mit einer eindeutig codierten Signatur. Dies erlaubt eine hoch-genaue Bestimmung der absoluten Winkelposition innerhalb eines Bruchteils einer Umdrehung. Die Signatur wird von der zweispurigen Codescheibe mittels magnetoresistiver Sensoren ausgelesen. Dabei werden differenzielle Signale mit Hilfe eines Komparators ausgewertet. Zum Zweck einer genauen Winkelbestimmung weist dieser eine geringe Hysterese auf.

DE 28 26 126 zeigt einen rauschfesten Spannungskomparator mit steuerbarer Hysterese und definierten Schaltübergängen. Die Größe der Hysterese wird dabei in Wesentlichen durch das Verhältnis von Widerstandswerten bestimmt. Ebenso kann die Hysterese durch eine einstellbare Verstärkung eines Verstärkers beeinflusst werden. Verschiedene technische Ausführungsformen sind gezeigt, die alle im Wesentlichen auf dem selben Prinzip beruhen.

US 3,531,726 zeigt einen analogen Komparator mit variabler Hysterese. Eine Rückkopplung, die die Hysterese des Komparators bestimmt, kann durch einen elektronischen Schalter aktiviert bzw. deaktiviert werden. Die Ansteuerung dieses Schalters erfolgt in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Komparators selbst sowie in Abhängigkeit von einer Fühlerschaltung, der die Eingangssignale des Komparators zugeführt werden. Die vorliegende Schaltung verwendet durchgehend Differenzsignale, d.h. die Differenz zwischen zwei Einganssignalen.

DE 39 36 831 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Aufbereitung des Ausgangssignals eines Drehzahlsensors. Diese besteht im Wesentlichen aus einer Triggerschaltung, deren Umschaltpunkte oder Hysterese steuerbar sind. Die Größe der Hysterese wird von der Drehzahl bzw. der entsprechenden Frequenz des Sensorsignals abgeleitet. Bei hohem Kopplungsfaktor ist die Hysterese hoch, bei geringem Kopplungsfaktor niedrig. Die Auswer teschaltung verarbeitet hierbei nur ein einziges Eingangssignal.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, die eine Echtzeit-Adaption der Schaltschwellen eines Signalgebers ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch einen Signalgeber nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 14 gelöst.

Die vorliegende Erfindung schafft einen Signalgeber mit folgenden Merkmalen:
einem ersten Eingang zum Empfangen eines ersten Eingangssignals, das auf einer zu erfassenden Messgröße basiert;
einem zweiten Eingang zum Empfangen eines zweiten Eingangssignals, das auf der zu erfassenden Messgröße basiert, wobei das zweite Eingangssignal betragsmäßig größer ist als das erste Eingangssignal, wenn das erste Eingangssignal eine vorgegebene Größe aufweist;
einem Ausgang zum Ausgeben eines Ausgangssignals;
einer Einrichtung zum Schalten des Ausgangssignals auf einen ersten logischen Pegel, wenn das erste Eingangssignal eine erste Schaltschwelle, die größer als die vorgegebene Größe ist, überschreitet, und zum Schalten des Ausgangssignals auf einen zweiten logischen Pegel, wenn das erste Eingangssignal eine zweite Schaltschwelle, die kleiner als die vorgegebene Größe ist, unterschreitet; und
einer Einrichtung zum Einstellen der ersten und der zweiten Schaltschwelle unter Verwendung des Betrages des zweiten Eingangssignals.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Erzeugen eines Ausgangssignals mit einem ersten oder einem zweiten logischen Pegel, mit folgenden Schritten:
Empfangen eines ersten Eingangssignals, das auf einer zu erfassenden Messgröße basiert;
Empfangen eines zweiten Eingangssignals, das auf der zu erfassenden Messgröße basiert, wobei das zweite Eingangssignal betragsmäßig größer ist als das erste Eingangssignal, wenn das erste Eingangssignal eine vorgegebene Größe aufweist;
Schalten des Ausgangssignals auf einen ersten logischen Pegel, wenn die Größe des ersten Eingangssignals eine erste Schaltschwelle, die größer als die vorgegebene Größe ist, überschreitet;
Schalten des Ausgangssignals auf einen zweiten logischen Pegel, wenn die Größe des ersten Eingangssignals eine zweite Schaltschwelle, die kleiner als die vorgegebene Größe ist, unterschreitet; und
Einstellen der ersten und der zweiten Schaltschwelle unter Verwendung des Betrages des zweiten Eingangssignals.

Erfindungsgemäß können die durch bekannte Systeme auftretenden Nachteile beseitigt werden, indem die Schaltschwellen eines Signalgebers simultan gewonnen werden, dahingehend, dass die Schaltschwellen nicht aus in der Vergangenheit aufgezeichneten Feldverläufen abgeleitet werden, sondern aus dem aktuellen Feldverlauf.

Zu diesem Zweck werden erfindungsgemäß aus der zu erfassenden Größe, beispielsweise dem Magnetfeld, zwei Signale identifiziert, die eine vorbestimmte Beziehung zueinander haben. Wenn das erste Signal einen vorgegebenen Wert aufweist, d.h. in der Regel ein Nulldurchgang stattfindet, weist das zweite Signal keinen Nulldurchgang auf, d.h. ist betragsmäßig größer, und weist vorzugsweise ein betragsmäßiges Maximum auf. Unter Verwendung des Betrags des zweiten Signals, während das erste Signal einen Nulldurchgang aufweist, wird dann simultan abhängig von der Richtung des Nulldurchgangs die obere Schaltschwelle bzw. untere Schaltschwelle gewonnen. Findet ein Nulldurchgang des ersten Eingangssignals von Plus nach Minus statt, so wird während dieses Nulldurchgangs simultan die untere Schaltschwelle gewonnen, während, wenn ein Nulldurchgang von Minus nach Plus stattfindet, simultan die obere Schaltschwelle gewonnen wird.

Erfindungsgemäß können die Schaltschwellen abhängig von dem aktuellen Feldverlauf, d.h. der tatsächlichen Amplitude, des ersten Eingangssignals ermittelt werden, da das zweite Eingangssignal ebenfalls basierend auf der zu erfassenden Größe ermittelt wird und somit einen Rückschluss auf die Amplitude des ersten Eingangssignals zulässt. Ferner ist das zweite Eingangssignal „phasenverschoben" zu dem ersten Eingangssignal, d.h. es weist bei einem Nulldurchgang des ersten Eingangssignals einen von Null verschiedenen Wert auf, so dass basierend darauf die Schaltschwellen, und somit die Hysterese, eingestellt werden können.

Weist das erste Eingangssignal einen Gleichanteil auf, um den dasselbe variiert, so ist der vorgegebene Wert nicht ein Wert von Null, sondern entspricht dem Wert des Gleichanteils. Vorzugsweise werden die beiden Eingangssignale derart gewonnen, dass sie sich bei einer Änderung des Luftspalts um den gleichen Faktor ändern.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen werden das erste Eingangssignal und das zweite Eingangssignal durch Magnetfeldsensoren in Kombination mit einem Polrad oder einem weichmagnetischen Geberrad erzeugt. Die Positionsbeziehung der Magnetfeldsensoren bezüglich des Polrades bzw. weichmagnetischen Geberrades sowie die Parameter der Sensoren sind dabei derart eingestellt, dass die durch dieselben erzeugten Eingangssignale eine Beziehung aufweisen, wie sie oben beschrieben ist.

Als Umschalteinrichtung kann vorzugsweise ein Komparator mit Hysterese verwendet werden, wobei die Schalthysterese desselben, d.h. die Distanz zwischen den Umschaltschwellen, basierend auf dem zweiten Eingangssignal bestimmt wird. Alternativ können die Schaltschwellen auf der Grundlage der Summe der Betragsquadrate des ersten und des zweiten Eingangssignals bestimmt werden.

Die beiden Eingangssignale mit der dargelegten Beziehung zwischen denselben können erzeugt werden, indem zwei räumlich voneinander getrennte Sensoreinrichtungen verwendet werden, so dass die Sensorsignale durch diese räumliche Trennung eine Verzögerung und somit eine Phasendifferenz zwischen denselben aufweisen. Alternativ können die beiden Signale durch zwei Sensoreinrichtungen erzeugt werden, von denen die eine eine erste Komponente der zu erfassenden Größe detektiert, während die andere eine zweite Komponente der zu erfassenden Größe detektiert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sind vorteilhaft gegenüber bekannten Systemen, da dieselben eine simultane Adaption der Schwellenwerte bzw. Schaltwerte zur Erzeugung eines logischen Ausgangssignals ermöglichen. Damit ermöglicht die vorliegende Erfindung die Anpassung der Schaltschwellen, d.h. der Hysterese, an unterschiedlich große Luftspalte und dgl. Ein Sensor-ASIC mit einem erfindungsgemäßen Signalgeber kann daher flexibel eingesetzt werden.

Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.

Bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein schematisches Schaltungsdiagramm eines erfindungsgemäßen Signalgebers;

2a eine schematische isometrische Darstellung zweier Sensoreinrichtungen, die für einen erfindungsgemäßen Signalgeber verwendet werden können;

2b Diagramme von durch die in 2a gezeigten Sensoreinrichtungen erzeugten Sensorsignale A und B; und

3 und 4 Signalverläufe, wie sie mit einem Sensorsystem gemäß 2 bei unterschiedlich großen Luftspalten erhalten werden.

In 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßer Signalgeber 10 gezeigt. Der Signalgeber 10 umfasst einen ersten Eingang 12, an dem ein erstes Eingangssignal A empfangen wird, und einen zweiten Eingang 14, an dem ein zweites Eingangssignal B empfangen wird. Das erste Eingangssignal A wird einem ersten Eingang eines Komparators 16 zugeführt, an dessen zweitem Eingang ein Referenzpotential 18, in der Regel Masse, anliegt. Der Ausgang des Komparators 16 ist mit dem Ausgang 20 des Signalgebers 10 verbunden, an dem das Ausgangssignal OUT desselben ausgegeben wird.
Das zweite Eingangssignal B, das an dem zweiten Eingang 14 empfangen wird, wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einer Bearbeitungseinheit 22 zugeführt. Die Bearbeitungseinheit 22 umfasst eine Betragsbildungseinrichtung, deren Ausgangssignal den Betrag des zweiten Eingangssignals B widerspiegelt. Ferner umfasst die Bearbeitungseinheit 22 einen Multiplizierer 26, durch den der Betrag des zweiten Eingangssignals mit einer Konstanten K, beispielsweise 1/10, multipliziert wird.
Das Ausgangssignal HYS der Bearbeitungseinheit 22 wird zum Einstellen der Hysterese desselben an den Komparator 16 angelegt.
Bevor die Funktionsweise des in 1 gezeigten Signalgebers erläutert wird, wird zunächst bezugnehmend auf die 2a und 2b die Erzeugung der Signale A und B erläutert. Die Eingangssignale A und B sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Ausgangssignale von Magnetfeldsensoren, die benachbart zu einem Polrad angeordnet sind.
In 2a ist eine schematische Darstellung eines solchen Polrades 30 gezeigt, das eine Mehrzahl von Nordpolen 32 und Südpolen 34 aufweist. Wie eingangs erwähnt wurde, bestehen herkömmliche Polrade üblicherweise aus einem hartmagnetischen Ring, der auf eine Trägerscheibe aufgebracht ist. In 2a sind zur Vereinfachung der Darstellung die einzelnen Pole als Kreissegmente dargestellt. Das Polrad 30 ist um eine Achse z drehbar gelagert, wie durch einen Pfeil 36 in 2a gezeigt ist. Obwohl das dargestellt Polrad vier Nordpole und vier Südpole aufweist ist klar, dass abhängig von einer gewünschten Auflösung dasselbe eine andere Anzahl von magnetischen Polen aufweisen kann.
Zwei Magnetfeldsensoren 38 und 40 sind um einen Abstand d beabstandet von der Stirnseite des Polrads 30 angeordnet. Der Magnetfeldsensor 38 erzeugt ein Ausgangssignal A, während der Magnetfeldsensor 40 ein Ausgangssignal B erzeugt. Die Sensorsignale A und B sind in 2b für eine Drehung des Polrades 30 über einen zunehmenden Drehwinkel φ im Uhrzeigersinn dargestellt. Der Abstand d stellt den Luftspalt zwischen Polrad und Magnetfeldsensoren 38, 40 dar.
Der zweite Magnetfeldsensor 40 ist gegenüber dem ersten Magnetfeldsensor 38 derart beabstandet, dass bei einem jeweiligen Nulldurchgang des Signals A der Betrag des Signals B groß ist und vorzugsweise einen maximalen Wert aufweist, wie dies für den Nulldurchgang 42 des Signals A in 2b angezeigt ist. Um diese Beziehung zwischen den beiden Signalen zu erhalten, sind die beiden Magnetfeldsensoren 38 und 40 räumlich beabstandet voneinander angeordnet und erfassen die gleiche Komponente des durch das Polrad 30 erzeugten Magnetfelds, so dass eine Phasenverschiebung zwischen den Signalen A und B von im wesentlichen 90° vorliegt.
Der Abstand der beiden Magnetfeldsensoren 38 und 40 hängt von der Positionsbeziehung derselben zu dem Polrad 30 ab und lautet wie folgt: D_AB = 2·sin(α/2)·r. Dabei ist D_AB der Abstand zwischen den zwei Magnetfeldsensoren 38 und 40, α der durch ein Polsegment eingeschlossene Winkel und r der Abstand der Magnetfeldsensoren vom Mittelpunkt des Polrades 30. Befinden sich die Magnetfeldsensoren nahe des Umfangs des Polrades 30, sind die beiden Sensoren um einen viertel Pitch gegeneinander verschoben, wobei Pitch in diesem Zusammenhang als der Abstand zweier benachbarter Nordpole am Polrand definiert ist, d.h. Pitch = Umfang/Anzahl von Nordpolen.
Neben dem oben beschriebenen Polrad können entsprechende Signale auch durch ein eingangs erwähntes weichmagnetisches Geberrad erzeugt werden, wobei dann der Abstand zweier Magnetfeldsensoren entsprechend auf der Grundlage der "Zähne" auf dem weichmagnetischen Geberrad ermittelt wird, wobei ein Zahn am Geberrad jeweils einem Nordpol am Polrad entspricht, während eine Lücke desselben einem Südpol entspricht.
Handelt es sich bei den Magnetfeldsensoren 38 und 40 um im wesentlichen identische Sensoren, so weisen diese gleiche Amplituden auf. Für ein reproduzierbares Verhalten ist es lediglich erforderlich, dass die Amplituden der von den beiden Sensoren erzeugten Ausgangssignalen A und B zueinander ein vorbestimmtes Verhältnis haben. Ferner sei an dieser Stelle angemerkt, dass der tatsächliche Abstand der beiden Magnetfeldsensoren voneinander von dem oben beschriebenen abweichen kann, solange das Ausgangssignal des einen Sensor beim Nulldurchgang des anderen Sensors einen von Null verschiedenen Wert aufweist, so dass auf der Grundlage dieses Werts die jeweilige Schaltschwelle eingestellt werden kann, wie im folgenden erläutert wird.
Erfindungsgemäß wird das Eingangssignal A dem Komparator 16 zugeführt. Die Funktionsweise des Komparators 16, in dem das Eingangssignal A, d.h. der Wert desselben, mit einem Referenzwert 18 verglichen wird, entspricht der Funktionsweise eines herkömmlichen Komparators mit Hysterese, wobei die vorliegende Erfindung die Einstellung der Differenz der beiden Schaltpunkte des Komparators 16, d.h. der Schalthysterese, betrifft. Diese Schalthysterese wird auf der Grundlage des zweiten Eingangssignals B eingestellt.
Zu diesem Zweck wird von dem Eingangsignal B in der Betragsbildungseinrichtung 24 zunächst das Vorzeichen eliminiert. Aus dem so entstandenen Wert werden die Schaltschwellen für die Hysterese gewonnen. Dies geschieht bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch den Multiplizierer 26, indem der Betrag des Eingangssignals B mit einer Konstante K, die beispielsweise 0,1 betragen kann, multipliziert wird. Dieses so ermittelte Hystereseeinstellsignal HYS wird dem Komparator 16 zugeführt, wo basierend darauf die obere Schaltschwelle und die untere Schaltschwelle eingestellt werden. Genauer gesagt wird die obere Schaltschwelle eingestellt, wenn das Ausgangssignal OUT einen tiefen logischen Pegel aufweist, während die untere Schaltsschwelle eingestellt wird, während das Ausgangssignal einen hohen logischen Pegel aufweist.
Der Komparator 16 schaltet somit das Ausgangssignal OUT auf einen hohen Pegel, sobald das Eingangssignal A einen Wert SOP, der von HYS abhängt, überschreitet. Der Komparator schaltet das Ausgangssignal OUT auf einen tiefen logischen Pegel, sobald das Eingangssignal A einen Wert SRP, der von HYS abhängt, unterschreitet. Die Werte SOP und SRP werden, wie oben erläutert wurde, aus dem zweiten Eingangssignal B gewonnen, so dass die Schaltschwellen automatisch einem veränderlichen Luftspalt angepasst werden können, da eine solche Veränderung des Luftspaltes eine entsprechende Änderung der Amplitude und somit des Betrags des Signals B und somit eine entsprechende Änderung des Hystereseeinstellsignals HYS zur Folge hat.
Erfindungsgemäß werden somit die Schaltschwellen durch das Signal HYS kontinuierlich eingestellt. Wenn sich das Signal A in einem Nulldurchgangsbereich befindet, soll sich der logische Zustand des Ausgangssignals auf die oben beschriebene Art ändern, wobei zu diesen Zeiten der Betrag des Eingangssignals B maximal ist, so dass die daraus abgeleiteten Schaltschwellen, die die Hysterese definieren, maximal sind. Dadurch ist das Risiko eines Fehlpulses minimal. Danach entfernt sich das Signal A von Null zu positiven oder negativen Werten hin. Zugleich nimmt der Betrag des Signals B ab und wird schließlich Null. Im Nulldurchgang des Signals B ist auch die Hysterese des Komparators verschwunden. Dies ist aber akzeptabel, da zu diesem Zeitpunkt das Signal A seine positive oder negative Amplitude erreicht hat und somit kein Schaltvorgang ansteht. Die Hysterese des Komparators 16 wird somit laufend entsprechend des Betrags des zweiten Eingangssignals B angepasst.
Bei der obenbeschriebenen und in den 2a und 2b gezeigten Erzeugung der Signale A und B besteht ein Nachteil darin, dass ein integrierter Sensor-ASIC, der die beiden Magnetfeldsensoren mit dem entsprechenden Abstand aufweist, an den Pitch eines zugeordneten Polrads bzw. gleichmagnetischen Geberrads angepasst sein muss. Wenn die integrierte Schaltung, die die Magnetsensoren aufweist, beispielsweise für einen Pitch von 2,5 mm ausgelegt ist, so sind die beiden Magnetfeldsensoren um ca. 0,625 mm gegeneinander verschoben, wobei dieser Verschiebungsabstand möglicherweise etwas höher sein kann, falls ein nominaler Luftspalt mit eingerechnet wird. Eine solche integrierte Schaltung funktioniert dann jedoch nicht für Polräder mit einem Pitch von 1,25 mm, denn in diesem Fall wären die Signale A und B im Abstand von 0,625 mm nicht mehr um 90°, sondern um 180° phasenverschoben. Somit würde das Signal B genau im Nulldurchgang von A verschwinden, so dass genau dort keine Hysterese definiert wäre, wo der Schaltvorgang erwartet wird. Prinzipiell würde diese Funktion noch für Polräder mit größerem Pitch als 2,5 mm existieren, jedoch mit der Einschränkung, dass der Betrag des zweiten Signals B bei den Nulldurchgängen des Signals A nicht maximal wäre.
Eine alternative Möglichkeit zum Erzeugen der beiden Signale, die den oben genannten Nachteil nicht aufweist, besteht darin, das zweite Signal B aus einer zu dem ersten Signal A orthogonalen Vektorkomponente des Magnetfelds zu gewinnen. Entsprechend des jeweiligen Anwendungsfalls (axiales, radiales oder azimuthales Polrad bzw. weichmagnetisches Geberrad) sind dabei die passenden Vektorkomponenten des Magnetfeldvektors, d.h. die axiale Komponente, die radiale Komponente oder die azimuthale Komponente, für das erste und das zweite Sensorsignal, die die Eingangssignale des erfindungsgemäßen Signalgebers bilden, zu verwenden.
In 3 ist die radiale Komponente Br, die azimuthale Komponente Bpsi und die axiale Komponente Bz des magnetischen Feldvektors für den Fall eines axialen Polrades für einen kleinen Luftspalt gezeigt, während diese Komponenten für einen großen Luftspalt in 4 gezeigt sind.
Die in den 3 und 4 gezeigten Feldverläufe stellen Simulationsergebnisse unter Verwendung eines axialen Polrades dar, das einen ähnlichen Aufbau wie das in 2a gezeigte Polrad aufweist. Bei den in 3 gezeigten Ergebnissen wurde ein sehr kleiner Luftspalt d (siehe 2a) von 0,2 mm verwendet, während für die in 4 gezeigten Ergebnisse ein Luftspalt d von 1 mm verwendet wurde. Bei der Simulation bestand das Polrad aus 50 magnetischen Nordpolen und 50 Südpolen in abwechselnder Reihenfolge, wobei zur Vereinfachung der Berechnung angenommen wurde, dass das hartmagnetische Material des Polrades nicht ringförmig ist, sondern dem Grenzfall eines Rings mit verschwindendem Innendurchmesser und unendlich großem Außendurchmesser entspricht. Ferner wurde ein Zylinderkoordinatensystem definiert, in dem das Polrad den Raum zwischen den Ebenen z = – b/2 bis z = + b/2 ausfüllt, so dass die Dicke b des Polrads 2 mm beträgt. Jeder Nordpol bzw. Südpol füllt einen Winkel von 3,6° aus, wobei bei Nummerierung dieser Bereiche von Null bis 100 jeder geradzahlige Bereich in positiver z-Richtung aufmagnetisiert wurde, während jeder ungeradzahlige Bereich in negativer z-Richtung aufmagnetisiert wurde. Somit erscheint an der Oberfläche des Blechs in jedem geradzahligen Bereich ein magnetischer Nordpol und in jedem ungeradzahligem Bereich ein magnetischer Südpol. Das in Figuren dargestellte Feld wurde für eine Trajektorie auf einem Kreissegment mit 25 mm Radius berechnet, wobei sich die gezeichnete Trajektorie nur über eine Periode erstreckt.
Auf der x-Achse ist der Drehwinkel aufgezeichnet, wobei ein Wert von Null einer Stellung des Magnetfeldsensors in der Mitte über dem Segment eines Nordpols entspricht. Ausgehend davon entspricht ein Drehwinkel von φ = 3,6° bzw. φ = –3,6° dem Überstreichen der benachbarten Grenze bis zur Mitte des angrenzenden Pols abhängig von der Drehrichtung. Auf der y-Achse sind normierte Werte für die jeweilige Magnetfeldkomponente aufgetragen, wobei zu erkennen ist, dass die jeweiligen Werte für den geringen Luftspalt in 3 deutlich größer sind als die für den hohen Luftspalt in 4.
Wie den Figuren zu entnehmen ist, ist die radiale Feldkomponente Br vernachlässigbar, während die azimuthale Komponente Bpsi zur axialen Komponente Bz die erforderliche Relation aufweist, dahingehend, dass Bpsi bei jeweiligen Nulldurchgängen 42 von Bz einen von Null verschiedenen Wert aufweist, und sogar, wie es bevorzugt ist, betragsmäßig maximal ist. Auch umgekehrt gilt, dass Bz im Nulldurchgang von Bpsi maximal ist, so dass sich die beiden Vektorkomponenten Bpsi und Bz ideal zur Gewinnung der Signale A und B für den erfindungsgemäßen Signalgeber eignen.
Bei den Feldkomponenten Bz und Bpsi für den großen Luftspalt, wie sie in 4 dargestellt sind, handelt es sich näherungsweise um Sinusfunktionen mit einer Phasenverschiebung von 90°. Somit ist auch die für die vorliegende Erfindung notwendige Beziehung zwischen den beiden Eingangssignalen für den Signalgeber bei Bz und Bpsi mit großem Luftspalt gewahrt.
Beispielsweise kann für den erfindungsgemäßen Signalgeber das Eingangssignal A aus der axialen Komponente Bz des Magnetfelds gewonnen werden, während das Eingangssignal B dann aus der azimuthalen Komponente Bpsi des Magnetfelds gewonnen wird. Zu diesem Zweck werden Magnetfeldsensoren verwendet, die auf unterschiedliche Richtungen des Magnetfelds empfindlich sind, jedoch am gleichen Aufpunkt im Feld platziert werden. Beispielsweise können zu diesem Zweck vorteilhaft Hall-Sensoren mit einer entsprechenden Ausrichtung im Feld platziert werden, um die entsprechende Empfindlichkeit zu erhalten. Es bedarf keiner Erwähnung, dass alternativ auch das Signal A aus der azimuthalen Komponente Bpsi gewonnen werden könnte und das Signal B aus der axialen Feldkomponente Bz. Wie oben ausgeführt, besitzen beide Signale für beliebige Luftspalte die Eigenschaft, dass das eine Signal betragsmäßig groß ist, während das andere Signal einen Nulldurchgang besitzt.
Der Vorteil dieses Systems, bei dem unterschiedliche Feldkomponenten zur Erzeugung der beiden Signale A und B verwendet werden, liegt darin, dass die beiden Signale nicht nur simultan erzeugt werden, sondern dass dieselben auch noch am gleichen Aufpunkt erzeugt werden. Wird beispielsweise die integrierte Schaltung, die die Magnetfeldsensoren enthält, gegenüber einer Idealposition verkippt eingebaut, so ändert dies kaum etwas an der relevanten Beziehung zwischen den Signalen A und B.
Für radiale Polräder, wie sie eingangs erwähnt wurden, können die radiale und die azimuthale Magnetfeldkomponente zur Gewinnung der Signale A und B verwendet werden, da dort die axiale Magnetfeldkomponente vernachlässigbar ist.
Für azimuthale Polräder gibt es zwei Möglichkeiten. Wird das Magnetfeld an der Stirnseite des Polrads gemessen, so können wiederum die azimuthale und die axiale Komponente des Felds verwendet werden. Wird dagegen das Feld am Umfang des Polrades gemessen, so wird die azimuthale und die radiale Komponente des Feldes zur Gewinnung der Signale A und B verwendet.
Je nach Anwendungsfall werden somit jeweils die beiden betragsmäßig größeren Komponenten zur Erzeugung der Signale genutzt, während die vernachlässigbare dritte Komponente nicht benötigt wird.
Entsprechend der Komponentenerfassung bei Polrädern können die jeweiligen Komponenten auch bei weichmagnetischen Geberrädern erfasst werden, wobei bei axialen Geberrädern entsprechend axialen Polrädern vorgegangen wird, während bei radia len Geberrädern entsprechend radialen Polrädern vorgegangen wird.
Der erfindungsgemäße Signalgeber kann vorzugsweise zusammen mit den Magnetfeldsensoren als eine integrierte Schaltung gebildet sein, so dass die Eingangssignale A und B IC-interne Signale, die von den jeweiligen Magnetfeldsensoren 38 bzw. 40 erzeugt und von dem Signalgeber 10 empfangen werden, sind. Ein solcher Sensor-IC gibt dann als Ausgangssignal das logische Signal OUT, das entweder einen hohen logischen Pegel oder einen tiefen logischen Pegel aufweist, aus.
Die oben aufgezeigten Möglichkeiten ergeben somit zwei Sensorsignale A und B, die um etwa eine viertel Periode zueinander phasenverschoben sind, so dass die für die vorliegende Erfindung erforderliche Bedingung zwischen diesen beiden Signalen erfüllt ist.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wurden die Schaltschwellen, d.h. das Signal HYS, lediglich aus dem Signal B gewonnen. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann ein weiterer, von dem Signal B unabhängiger Term addiert werden, der zu der Schaltschwelle beiträgt. So kann erreicht werden, dass die Hysterese im Nulldurchgang des Eingangssignals B nicht verschwindet, sondern ein kleiner Rest übrigbleibt, was vorteilhaft sein kann, um Störspannungsfestigkeit des Systems zu erhöhen.
Hinsichtlich praktischer Anwendungen der vorliegenden Erfindung sei ausgeführt, dass, obwohl oben jeweils von der Erfassung eines Magnetfelds bzw. von Komponenten des Magnetfelds die Rede war, reale Systeme in der Regel nicht eine bestimmte Komponente des Magnetfelds messen, sondern eine bestimmte Komponente eines Gradienten erster oder höherer Ordnung des Magnetfelds gemessen werden. Zu diesem Zweck werden Gradiometeranordnungen auf der integrierten Schaltung angeordnet, bei denen bereits zur Messung des Signals A zwei Magnetfeldsensoren in einen bestimmten Abstand zueinander auf der integrier ten Schaltung angebracht werden. Beide Sensoren reagieren auf dieselbe Komponente des Magnetfelds. Lediglich ihre Differenz wird ausgewertet und weiterverarbeitet. Zweck dieses Verfahrens ist es, das System unempfindlich gegenüber homogenen magnetischen Störfeldern zu machen. Auch bei Verwendung eines Gradienten erster oder höherer Ordnung einer zu erfassenden Größe, basiert das jeweilige Eingangssignal des erfindungsgemäßen Signalgebers noch auf dieser zu erfassenden Größe.
Eine alternative Ausführungsform zur Gewinnung der Schaltschwellen und Hysterese des Komparators basierend auf dem Eingangssignal B besteht darin, nicht das Signal B direkt, sondern die Summe der Quadrate der Signale A und B zu verwenden. Wie oben ausgeführt wurde, ähneln für große Luftspalte die Signale A und B Sinus- bzw. Cosinus-Kurven, so dass die Summe ihrer Quadrate eine Konstante ist, die unabhängig von der Position des Polrades bzw. des Zielrades ist. Somit sind die davon abgeleiteten Schaltschwellen und damit die Hysterese ebenfalls unabhängig von der Position des Polrades, was beispielsweise aus Gründen der Störsicherheit erwünscht sein kann.

Claims

Signalgeber (10) mit folgenden Merkmalen: einem ersten Eingang (12) zum Empfangen eines ersten Eingangssignals (A), das auf einer zu erfassenden Meßgröße basiert; einem zweiten Eingang (14) zum Empfangen eines zweiten Eingangssignals (B), das auf der zu erfassenden Meßgröße basiert, wobei das zweite Eingangssignal (B) betragsmäßig größer ist als das erste Eingangssignal (A), wenn das erste Eingangssignal (A) eine vorgegebene Größe aufweist; einem Ausgang (20) zum Ausgeben eines Ausgangssignals (OUT); einer Einrichtung (16) zum Schalten des Ausgangssignals (OUT) auf einen ersten logischen Pegel, wenn das erste Eingangssignal (A) eine erste Schaltschwelle, die größer als die vorgegebene Größe ist, überschreitet, und zum Schalten des Ausgangssignals (OUT) auf einen zweiten logischen Pegel, wenn das erste Eingangssignal eine zweite Schaltschwelle, die kleiner als die vorgegebene Größe ist, unterschreitet; und einer Einrichtung zum Einstellen der ersten und der zweiten Schaltschwelle unter Verwendung des Betrags des zweiten Eingangssignals (B).
Signalgeber nach Anspruch 1, bei dem das erste Eingangssignal (A) von einem ersten Sensor (38) gewonnen wird und bei dem das zweite Eingangssignal (B) von einem zweiten Sensor (40) gewonnen wird, die an verschiedenen Positionen angeordnet sind.
Signalgeber nach Anspruch 1, bei dem das erste Eingangssignal (A) aus einer ersten Komponente der physikalischen Meßgröße und das zweite Eingangssignal (B) aus einer zweiten Komponente der physikalischen Meßgröße abgeleitet werden.
Signalgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Einrichtung zum Schalten ein Komparator (16) mit Hysterese ist, wobei die Schalthysterese durch die erste und die zweite Schaltschwelle definiert ist.
Signalgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das erste und das zweite Eingangssignal Ausgangssignale von Magnetfeldsensoren sind, die den magnetischen Feldvektor, der durch ein magnetisches Polrad (30) erzeugt wird und einen Gradient desselben detektieren.
Signalgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das erste und das zweite Eingangssignal Ausgangssignale von Magnetfeldsensoren sind, die den magnetischen Feldvektor, der durch ein weichmagnetisches Geberrad in Kombination mit einem Permanentmagneten erzeugt wird, oder einen Gradienten desselben detektieren.
Signalgeber nach Anspruch 5 oder 6, bei der die Eingangssignale Ausgangssignale von Magnetfeldsensoren sind, die voneinander beabstandet sind, so dass durch den Abstand zwischen denselben, die Position derselben bezüglich des magnetischen Polrades oder des weichmagnetischen Geberrades und die Geometrie des magnetischen Polrades oder des weichmagnetischen Geberrades die Beziehung zwischen erstem und zweitem Eingangssignal geliefert wird.
Signalgeber nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die Eingangssignale Ausgangssignale von Magnetfeldsensoren sind, die auf unterschiedliche Komponenten des magnetischen Feldvektors empfindlich sind, so dass dadurch in Kombination mit der Geometrie des magnetischen Polrads oder des weichmagnetischen Geberrads und der Position bezüglich derselben die Beziehung zwischen erstem und zweitem Eingangssignal geliefert wird.
Signalgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die vorgegebene Größe einem Gleichanteil entspricht.
Signalgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die vorgegebene Größe Null ist.
Signalgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das zweite Eingangssignal (B) ein betragsmäßiges Maximum aufweist, wenn das erste Eingangssignals (A) die vorgegebene Größe aufweist.
Signalgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 11, der ferner eine Einrichtung aufweist, die sicherstellt, dass der Abstand zwischen der ersten Schaltschwelle und der zweiten Schaltschwelle betragsmäßig nicht unter eine vorgegebene, von dem zweiten Eingangssignal B unabhängige Größe sinkt.
Signalgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem die erste und die zweite Schaltschwelle basierend auf der Summe der Betragsquadrate des ersten und des zweiten Eingangssignals (A, B) eingestellt werden.
Verfahren zum Erzeugen eines Ausgangssignals (OUT) mit folgenden Schritten: Empfangen eines ersten Eingangssignals (A), das auf einer zu erfassenden Meßgröße basiert; Empfangen eines zweiten Eingangssignals (B), das auf der zu erfassenden Meßgröße basiert, wobei das zweite Eingangssignal (B) betragsmäßig größer ist als das erste Eingangssignal (A), wenn das erste Eingangssignal (A) einen vorgegebene Größe aufweist; Schalten des Ausgangssignals (OUT) auf einen ersten logischen Pegel, wenn die Größe des ersten Eingangssignals (A) eine erste Schaltschwelle, die größer als die vorgegebene Größe ist, überschreitet; Schalten des Ausgangssignals auf einen zweiten logischen Pegel, wenn die Größe des ersten Eingangssignals (A) eine zweite Schaltschwelle, die kleiner als die vorgegebene Größe ist, unterschreitet; und Einstellen der ersten und der zweiten Schaltschwelle unter Verwendung des Betrags des zweiten Eingangssignals (B).
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die erste Schaltschwelle eingestellt wird, während das Ausgangssignal (OUT) den zweiten logischen Pegel aufweist, und bei dem die zweite Schaltschwelle eingestellt wird, während das Ausgangssignal (OUT) den ersten logischen Pegel aufweist.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, bei dem das erste und das zweite Eingangssignal (A) und (B) von räumlich voneinander beabstandeten Sensoren (38, 40) stammen.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, bei dem das erste Eingangssignal aus einer ersten Komponente der zu erfassenden Meßgröße abgeleitet wird und bei dem das zweite Eingangssignal aus einer zweiten Komponente der zu erfassenden Meßgröße abgeleitet wird.