DE3942814A1

DE3942814A1 - Relative rotary movement sensor using tangential magnetic field - produced by four magnets set at uniform spacing into rim of cylinder with like poles adjacent

Info

Publication number: DE3942814A1
Application number: DE19893942814
Authority: DE
Inventors: Matthias Wagner; Erwin Padeffke
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1989-12-23
Filing date: 1989-12-23
Publication date: 1991-06-27

Abstract

The signal produced by the sensor (101) depends upon the relative rotation of a magnetically impermeable cylinder (14) carrying four permanent magnets (106-109) in recesses (15) spaced at 90 deg., and a reed contact (111) which is sensitive to the periodic variation in direction of the magnetic field. The construction of the sensor is such that the magnetic fields (16, 17) produced by the magnets (106-109) run parallel to tangents to the direction (104) of the relative movement. ADVANTAGE - Sampling ratio can be maintained within wide range independently of distance between magnets and sensitive element.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bewegungssensor zur Erzeu gung eines Bewegungssignals in Abhängigkeit von einer Relativbewegung zwischen einem ersten Teil und einem zweiten Teil mit einer am ersten Teil angeordneten Mag netfelderzeugungseinrichtung, die ein in bezug auf den ersten Teil ortsfestes und zeitlich konstantes Magnetfeld erzeugt, dessen Amplitude in Bewegungsrichtung im wesent lichen periodisch variiert, und einem am zweiten Teil angeordneten magnetempfindlichen Element.The invention relates to a motion sensor for generating movement signal depending on one Relative movement between a first part and a second part with a mag arranged on the first part netfeldgenerator, which one with respect to the first part stationary and constant magnetic field generated, the amplitude in the direction of movement essentially Lichen periodically varied, and one on the second part arranged magnetically sensitive element.

Sensoren dieser Art sind bekannt (DE 32 09 307 A1). Das durch die Magnetfelderzeugungseinrichtung am ersten Teil erzeugte Magnetfeld ist zeitlich konstant, variiert aber in seiner Amplitude über den Umfang des ersten Teils. Durch die Bewegung des ersten Teils gegenüber dem zweiten Teil wird in dem magnetempfindlichen Ele ment, das am zweiten Teil ortsfest angeordnet ist, ein zeitlich variierendes Magnetfeld erzeugt. Das magnet empfindliche Element erzeugt daraus ein Ausgangssignal, das für eine weitere Verarbeitung verwendet werden kann. Sensors of this type are known (DE 32 09 307 A1). The first by the magnetic field generating device Partly generated magnetic field is constant over time, varies but in amplitude over the scope of the first Part. By moving the first part opposite the second part is in the magnet sensitive Ele ment, which is arranged stationary on the second part time-varying magnetic field generated. The magnet sensitive element generates an output signal from it, that can be used for further processing.

Da die in bezug auf den ersten Teil ortsfeste Verteilung des Magnetfeldes bekannt ist, läßt sich aus der Geschwin digkeit, mit der sich das Magnetfeld gegenüber dem zwei ten Teil ändert, eine Aussage über die Geschwindigkeit des ersten Teils gegenüber dem zweiten Teil machen.Since the fixed distribution in relation to the first part of the magnetic field is known from the speed with which the magnetic field is opposed to the two part changes, a statement about the speed of the first part versus the second part.

Zur Auswertung des im magnetempfindlichen Element erzeug ten Signals wird in der Regel nicht die ermittelte Ampli tude herangezogen. Vielmehr wird lediglich untersucht, ob der Betrag der Amplitude des Magnetfeldes oberhalb oder unterhalb eines vorbestimmten Schwellwertes liegt. Dabei kann beispielsweise die Zeit t_on, in der der Abso lutwert der Amplitude des Magnetfeldes oberhalb des vorbestimmten Schwellwertes liegt, ermittelt werden. Das Verhältnis dieser Zeit zur Länge einer Halbperiode T wird als Tastverhältnis bezeichnet. In der Regel wird das Tastverhältnis für die weitere Auswertung der durch das magnetempfindliche Element erzeugten Signale verwen det. Dabei ist zu beachten, daß eine Reihe von magnet empfindlichen Elementen nur dann zuverlässig und zufrie denstellend arbeiten, wenn sich das Tastverhältnis in einem vorbestimmten Bereich bewegt. Beispielsweise benö tigen Reed-Kontakte ein Tastverhältnis zwischen etwa 30% und etwa 80%. Das Tastverhältnis bei dem Bewegungs sensor nach dem Stand der Technik ist stark abhängig von dem Abstand zwischen der Magnetfelderzeugungseinrich tung und dem magnetempfindlichen Element. Dies erschwert die Fertigung, da hier mit hoher Präzision gearbeitet werden muß. Darüber hinaus lassen sich nur ausgewählte und deswegen teure Bauelemente verwenden, die in ihrer Empfindlichkeit den jeweiligen Anforderungen angepaßt sind.For the evaluation of the signal generated in the magnetically sensitive element, the determined amplitude is generally not used. Rather, it is only examined whether the magnitude of the amplitude of the magnetic field is above or below a predetermined threshold value. For example, the time t _on in which the absolute value of the amplitude of the magnetic field lies above the predetermined threshold value can be determined. The ratio of this time to the length of a half period T is called the duty cycle. As a rule, the pulse duty factor is used for the further evaluation of the signals generated by the magnetically sensitive element. It should be noted that a number of magnetically sensitive elements only work reliably and satisfactorily if the pulse duty factor is within a predetermined range. For example, reed contacts require a duty cycle between about 30% and about 80%. The pulse duty factor in the motion sensor according to the prior art is strongly dependent on the distance between the magnetic field generating device and the magnetically sensitive element. This complicates the production, since high precision is required here. In addition, only selected and therefore expensive components can be used, which are adapted in their sensitivity to the respective requirements.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sensor anzugeben, dessen Tastverhältnis in einem weiten Bereich unabhängig vom Abstand zwischen Magnet feldeinrichtung und magnetempfindlichen Element in einem vorbestimmten Größenbereich gehalten werden kann.It is the object of the present invention, one Specify sensor whose duty cycle in a wide Area regardless of the distance between magnet field device and magnetically sensitive element in one predetermined size range can be kept.

Diese Aufgabe wird bei einem Bewegungssensor der ein gangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Magnetfeld in der Magnetfelderzeugungseinrichtung im wesentlichen parallel zur Tangente an die Richtung der Relativbewe gung verläuft.This task is the one with a motion sensor gangs mentioned solved in that the magnetic field in the magnetic field generating device essentially parallel to the tangent to the direction of the relative movement supply runs.

Bei einer linearen Bewegung ist die Richtung der Tangen te identisch mit der Richtung der Relativbewegung. Durch die vorgegebene Richtung des Magnetfeldes ergibt sich eine bessere Unterscheidung einzelner Polabschnitte oder Perioden. Die Beeinflussung des magnetempfindlichen Elements durch Streufelder, die sich bei einer Magnet feldrichtung im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrich tung über einen relativ weiten Bereich erstrecken, wird stark vermindert. Der Anstieg des Magnetfeldes, d. h. die Amplitudenänderung über den Umfang des ersten Teiles, wird steiler. Damit verändert sich der "Einschaltzeit punkt" und der "Ausschaltzeitpunkt" des magnetempfind lichen Elements und damit das Tastverhältnis nur in einem geringeren Maße, wenn sich der Abstand zwischen der Magnetfelderzeugungseinrichtung und dem magnetemp findlichen Element ändert.With a linear movement, the direction is the tangen te identical to the direction of the relative movement. By the given direction of the magnetic field results a better differentiation of individual pole sections or periods. Influencing the magnetically sensitive Elements due to stray fields that are present in a magnet Field direction essentially perpendicular to the direction of motion tion over a relatively wide range greatly reduced. The increase in the magnetic field, i. H. the change in amplitude over the scope of the first part, is getting steeper. This changes the "switch-on time point "and the" switch-off time "of the magnetsens union element and thus the duty cycle only in to a lesser extent if the distance between the magnetic field generating device and the magnetemp sensitive element changes.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Magnet felderzeugungseinrichtung mehrere Magnete auf, wobei gleichnamige Pole benachbarter Magnete einander benach bart angeordnet sind. Aufeinanderfolgende Magnete sind also in entgegengesetzter Orientierung angeordnet. Ein Nordpol folgt auf einen Nordpol des vorhergehenden Mag neten, während der Südpol dem Südpol des nachfolgenden Magneten zugewandt ist. Die Magneten können in bekannter Weise als Permanentmagneten oder als Elektromagneten ausgebildet sein. Durch die angegebene Anordnung wird zwar die Polpaarzahl auf die Hälfte vermindert. Bei einer Relativbewegung zwischen erstem Teil und zweiten Teil über die gleiche Entfernung kann das magnetempfind liche Element nur noch die Hälfte der Magnetfeldänderun gen detektieren als bei einer gleichen Orientierung aller Magnete in der Magnetfelderzeugungseinrichtung. Dieser Nachteil wird aber durch eine noch stärker ver besserte Trennung benachbarter Perioden und eine größere Steilheit ausgeglichen. Die einzelnen Pole, d. h. die einzelnen Amplitudenänderungen des Magnetfeldes, die vom magnetempfindlichen Element detektiert werden können, unterscheiden sich wesentlich besser voneinander.In a preferred embodiment, the magnet Field generating device on several magnets, wherein Poles of the same name of adjacent magnets are adjacent to each other are arranged. Successive magnets are thus arranged in the opposite orientation. A North pole follows a north pole of the previous mag neten, while the south pole follows the south pole of the following Magnet is facing. The magnets can be known in Way as a permanent magnet or as an electromagnet be trained. By the specified arrangement although the number of pole pairs is reduced to half. At a relative movement between the first part and the second The part of the same distance can be magnetically sensitive only half of the magnetic field changes detect gene than with the same orientation of all magnets in the magnetic field generating device. However, this disadvantage is compounded by an even stronger one better separation of neighboring periods and a larger one Slope balanced. The individual poles, i.e. H. the individual changes in the amplitude of the magnetic field, the can be detected by the magnet-sensitive element, differ much better from each other.

Mit Vorteil ist das magnetempfindliche Element als magne tisches Schaltelement ausgebildet. Durch die Änderung des Magnetfeldes, die durch das magnetempfindliche Ele ment detektiert werden, wird ein Schalter geschlossen oder geöffnet. Zur Erzeugung eines Signals muß dann an den Schalter lediglich eine elektrische Versorgungs spannung angelegt werden. Dadurch wird eine weitgehende Temperaturunabhängigkeit des Sensors erreicht.The magnet-sensitive element is advantageously a magnet table switching element formed. By the change of the magnetic field caused by the magnetically sensitive Ele a switch is closed or opened. To generate a signal then only an electrical supply to the switch voltage can be applied. This will be an extensive one Temperature independence of the sensor reached.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das magnetemp findliche Element mit seiner Längsausdehnung im wesent lichen parallel zur Tangente der Richtung der Relativ bewegung angeordnet. Dadurch wird die beste Kopplung zwischen der Magnetfelderzeugungseinrichtung und dem magnetempfindlichen Element erreicht. Je besser aber die Kopplung ist, desto geringer ist die Abhängigkeit des Tastverhältnisses von dem Abstand zwischen dem mag netempfindlichen Element und der Magnetfelderzeugungs einrichtung. In a preferred embodiment, the magnetemp sensitive element with its longitudinal extension essentially Lichen parallel to the tangent of the direction of the relative movement arranged. This will be the best pairing between the magnetic field generating device and the magnetically sensitive element reached. But the better the coupling is, the less the dependency the duty cycle of the distance between the mag net sensitive element and the magnetic field generation Facility.

Mit Vorteil ist eine Polteilung der Magnetfelderzeugungs einrichtung nicht kürzer und die Länge eines Magneten kürzer als die Länge des magnetempfindlichen Elements. Die Polteilung ist dabei der Abstand zwischen zwei Mag neten der Magnetfelderzeugungseinrichtung. Dadurch, daß die Länge eines Magneten kürzer ist als die Länge des magnetempfindlichen Elements, andererseits aber die Magneten mindestens mit dem Abstand angeordnet sind, der der Länge des magnetempfindlichen Elements ent spricht, kann das magnetempfindliche Element eine sehr gute und vollständige Differenzierung zwischen den Fel dern benachbarter Magnete durchführen, ohne von Streu feldern der benachbarten Magnete in unzulässiger Art und Weise beeinflußt zu werden.A pole division of the magnetic field generation is advantageous setup not shorter and the length of a magnet shorter than the length of the magnetically sensitive element. The pole pitch is the distance between two mags neten the magnetic field generating device. Thereby, that the length of a magnet is shorter than the length of the magnetically sensitive element, on the other hand the magnets are arranged at least with the distance, the length of the magnetically sensitive element speaks, the magnetically sensitive element can be a very good and complete differentiation between the fields of neighboring magnets without stray fields of the neighboring magnets in an impermissible manner and way to be influenced.

Bevorzugter Weise wird als magnetempfindliches Element ein Reed-Kontakt verwendet. Ein Reed-Kontakt ist ein elektrischer Schalter, der unter dem Einfluß eines Mag netfeldes öffnet und schließt.It is preferably used as a magnetically sensitive element a reed contact is used. A reed contact is a electrical switch which, under the influence of a mag netfeldes opens and closes.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des magnetempfind lichen Elements sind beispielsweise ein Wiegand-Element oder Impulsdraht, ein Hall-Element, ein Feldplatten-Ele ment oder ein variomagnetresistives Element.Further advantageous refinements of the magnetic sensitivity Liche elements are, for example, a Wiegand element or impulse wire, a Hall element, a field plate element ment or a variable-resistive element.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des ersten Teiles ist darin zu sehen, daß die Magnete auf senkrecht zur Bewe gungsrichtung angeordneten Vorsprüngen des ersten Teils ausgebildet sind, die einteilig mit dem ersten Teil verbunden sind. Hierbei besteht der gesamte erste Teil aus magnetisierbarem Material. Nach Erzeugen der Vor sprünge, beispielsweise durch Entfernen des überflüssi gen Materials, werden die Permanentmagneten aufmagneti siert. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß eine elektrische Spule über den Magneten gestülpt und mit Strom versorgt wird. Eine Magnetfelderzeugungsein richtung dieser Art zeichnet sich durch eine große mecha nische Beständigkeit aus. Die Magnete sind fest mit dem ersten Teil verbunden. Auch bei größeren mechani schen Belastungen, beispielsweise durch Fliehkräfte, ergeben sich keine Veränderungen in den mechanischen Abmessungen.An advantageous embodiment of the first part is in the fact that the magnets are perpendicular to the movement direction arranged projections of the first part are formed in one piece with the first part are connected. Here is the entire first part made of magnetizable material. After generating the pre jumps, for example by removing the superfluous material, the permanent magnets are magnetized siert. This can be done, for example, in that an electrical coil placed over the magnet and is powered. A magnetic field generation This type of direction is characterized by a large mecha resistance. The magnets are fixed with associated with the first part. Even with larger mechani loads, for example due to centrifugal forces, there are no changes in the mechanical Dimensions.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Magnete als diskrete Bauteile ausgebildet, die in den ersten Teil eingesetzt sind. Hierbei ist wesentlich weniger magnetisierbares Material notwendig. Die Magnete können vormagnetisiert werden.In a further advantageous embodiment, the Magnets formed as discrete components that in the first part are used. Here is essential less magnetizable material necessary. The magnets can be magnetized.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der erste Teil aus einem magnetisch nicht leitenden Material, insbe sondere einem Kunststoff, gebildet ist. Die Magnete können vollständig in den ersten Teil eingebaut werden, d. h. sie stehen nicht nach außen vor. Der erste Teil weist dann mechanisch eine relativ glatte Oberfläche auf. Es besteht keine Gefahr, daß sich irgendwelche Teile oder Schmutz zwischen den Magneten verfangen und bei weiterer Bewegung zur einer Beschädigung oder Zer störung des Sensors führen.It is particularly preferred that the first part made of a magnetically non-conductive material, esp special a plastic is formed. The magnets can be completely built into the first part, d. H. they do not stand out. The first part then mechanically has a relatively smooth surface on. There is no risk of any Catch parts or dirt between the magnets and with further movement to damage or Zer malfunction of the sensor.

Mit besonderem Vorteil ist der erste Teil als Rotations körper ausgebildet, und die Richtung der Relativbewegung entspricht der Umfangsrichtung. Ein Bewegungssensor dieser Art kann bevorzugt zur Drehzahlmessung verwendet werden.The first part is particularly advantageous as a rotation body trained, and the direction of relative movement corresponds to the circumferential direction. A motion sensor This type can preferably be used for speed measurement will.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:The invention is based on preferred in the following Embodiments in connection with the drawing described. In it show:

Fig. 1 einen ersten Bewegungssensor, Fig. 1 a first motion sensor,

Fig. 2 einen zweiten Bewegungssensor mit geändertem ersten Teil, Fig. 2 shows a second Motion Sensor with a modified first part,

Fig. 3 einen Magnetfeldverlauf über den Umfang nach dem Stand der Technik, Fig. 3 shows a magnetic field pattern over the circumference according to the prior art,

Fig. 4 einen Magnetfeldverlauf über den Umfang des er sten Teiles nach Fig. 2 und Fig. 4 shows a magnetic field over the circumference of the he most part of FIG. 2 and

Fig. 5 die Änderung des Tastverhältnisses über dem Ab stand zwischen Magnetfelderzeugungseinrichtung und magnetempfindlichen Element. Fig. 5 shows the change in the duty cycle from the stand between the magnetic field generating device and the magnetically sensitive element.

Ein Bewegungssensor 1 nach Fig. 1 weist einen ersten Teil 2 und einen zweiten Teil 3 auf, wobei angenommen wird, daß der zweite Teil 3 ortsfest angeordnet ist. Der erste Teil 2 kann in Richtung eines Pfeiles 4 bewegt werden. Dabei entsteht eine Relativbewegung zwischen dem ersten Teil 2 und dem zweiten Teil 3.A motion sensor 1 according to FIG. 1 has a first part 2 and a second part 3 , it being assumed that the second part 3 is arranged in a stationary manner. The first part 2 can be moved in the direction of an arrow 4 . This creates a relative movement between the first part 2 and the second part 3 .

Der erste Teil 2 weist eine Magnetfelderzeugungseinrich tung 5 auf, die vier in Umfangsrichtung gleichförmig verteilte Magnete 6, 7, 8, 9 aufweist. Die Magnetfeld richtung in den Magneten 6-9 verläuft, wie dies durch den Pfeil 10 angedeutet ist, im wesentlichen parallel zur Tangente an die Richtung 4 der Relativbewegung zwi schen dem ersten Teil 2 und dem zweiten Teil 3. Die Magnete sind so orientiert, daß sich jeweils gleichnamige Pole bei benachbarten Magneten gegenüberstehen.The first part 2 has a magnetic field generation device 5 , which has four magnets 6 , 7 , 8 , 9 distributed uniformly in the circumferential direction. The magnetic field direction in the magnets 6-9 , as indicated by the arrow 10 , runs essentially parallel to the tangent to the direction 4 of the relative movement between the first part 2 and the second part 3 . The magnets are oriented in such a way that the poles of the same name face each other in neighboring magnets.

Der zweite Teil 3 weist ein magnetempfindliches Element 11 auf, das in der dargestellten Ausführungsform als Reed-Kontakt ausgebildet ist. Bei einer Bewegung des ersten Teils 2 relativ zum zweiten Teil 3 sieht sich das magnetempfindliche Element 11 einem zeitlich vari ierenden Magnetfeld ausgesetzt. Die Magnetfeldänderung ergibt sich dadurch, daß das gegenüber dem ersten Teil 2 ortsfest und zeitlich konstante Magnetfeld, das in Umfangsrichtung wechselnde Amplituden aufweist, über das magnetempfindliche Element 11 geführt wird. Über schreitet nun der Betrag der Amplitude des Magnetfelds einen vorbestimmten Wert, schließt das als magnetisches Schaltelement, nämlich als Reed-Kontakt, ausgebildete magnetempfindliche Element 11 seinen Schalter. Bei einer angelegten Spannung kann nun ein Strom fließen. Unter schreitet der Betrag der Amplitude des Magnetfeldes einen zweiten vorbestimmten Wert, öffnen die Kontakte, wodurch der Stromfluß unterbrochen wird. Die Zeit, in der die Kontakte geschlossen sind, wird als t_on bezeich net. Das Verhältnis der Zeit t_on zur Zeitlänge einer Halbperiode T, d. h. bis zum nächsten Schließen der Kon takte des magnetempfindlichen Elements 11, wird als Tastverhältnis bezeichnet. Das Tastverhältnis sollte bei einem Reed-Kontakt beispielsweise größer als 30%, aber kleiner als 80% sein. Diese oder ähnliche Beschrän kungen sind für ein zuverlässiges Arbeiten des Reed-Kontaktes nötig. In Fig. 3 sind die für das Tastverhältnis entscheidenden Zeiten für den Stand der Technik, d. h. mit einer Ausrichtung der Magnetfeldrich tung in axialer oder radialer Ausrichtung zum ersten Teil, aufzutragen. Da sich die Magnetfeldstärke mit dem Abstand zwischen Magnetfelderzeugungseinrichtung und magnetempfindlichen Element ändert, ist einzusehen, daß sich die Zeit t_on mit zunehmendem Abstand verkürzt, während sie sich mit abnehmendem Abstand vergrößert. Das Tastverhältnis t_on/T ist also beim Stand der Technik sehr stark vom Abstand zwischen Magnetfelderzeugungs einrichtung und magnetempfindlichen Element abhängig. Dieser Zusammenhang kommt auch in der Kurve 12 der Fig. 5 zum Ausdruck. The second part 3 has a magnetically sensitive element 11 , which in the embodiment shown is designed as a reed contact. When the first part 2 moves relative to the second part 3 , the magnetically sensitive element 11 is exposed to a time-varying magnetic field. The change in the magnetic field results from the fact that the magnetic field, which is stationary and constant over time with respect to the first part 2 and has amplitudes that change in the circumferential direction, is guided over the magnetically sensitive element 11 . If the magnitude of the amplitude of the magnetic field now exceeds a predetermined value, the magnet-sensitive element 11 , which is designed as a magnetic switching element, namely as a reed contact, closes its switch. With an applied voltage, a current can now flow. If the magnitude of the amplitude of the magnetic field falls below a second predetermined value, the contacts open, as a result of which the current flow is interrupted. The time during which the contacts are closed is called t _on . The ratio of the time t _on to the time length of a half period T, ie until the next closing of the contacts of the magnetically sensitive element 11 , is referred to as the duty cycle. For a reed contact, for example, the duty cycle should be greater than 30% but less than 80%. These or similar restrictions are necessary for the reed contact to work reliably. In Fig. 3, the decisive times for the duty cycle for the prior art, ie with an orientation of the magnetic field direction in the axial or radial direction to the first part, are to be applied. Since the magnetic field strength changes with the distance between the magnetic field generating device and the magnet-sensitive element, it can be seen that the time t _on shortens with increasing distance, while it increases with decreasing distance. The duty cycle t _on / T is therefore very much dependent on the distance between the magnetic field generating device and the magnetically sensitive element in the prior art. This relationship is also expressed in curve 12 of FIG. 5.

Durch die Orientierung des Magnetfeldes in den Magneten 6-9 der Magnetfelderzeugungseinrichtung 6 nach Fig. 1 läßt sich nun ein anderer zeitlicher Magnetfeldverlauf im magnetempfindlichen Element 11 feststellen. Dieser Verlauf ist in Fig. 4 aufgetragen. Hier ist deutlich zu sehen, daß der Anstieg des Magnetfeldes, der von dem magnetempfindlichen Element erfaßt wird, wesentlich steiler ist. Auch bei einer Änderung des Abstandes zwi schen Magnetfelderzeugungseinrichtung 5 und magnetemp findlichen Element 11 ergeben sich, obwohl sich die Amplitude des Magnetfeldes im magnetempfindlichen Feld ändert, nur geringe Änderungen für den "Einschaltzeit punkt" und den "Ausschaltzeitpunkt". Die Änderungen des Tastverhältnisses sind also in einem weiten Bereich unabhängig von dem Abstand d zwischen Magnetfelderzeu gungseinrichtung 5 und magnetempfindlichen Element 11. Das Tastverhältnis bewegt sich in einem relativ großen Bereich für den Abstand d zwischen Magnetfelderzeugungs einrichtung 5 und magnetempfindlichen Element 11 in der Nähe des bevorzugten Wertes von 0,5 oder 50%, wie dies durch die Kurve 13 in Fig. 5 dargestellt ist.By orienting the magnetic field in the magnets 6-9 of the magnetic field generating device 6 according to FIG. 1, a different temporal magnetic field profile can now be determined in the magnet-sensitive element 11 . This course is plotted in FIG. 4. It can be clearly seen here that the increase in the magnetic field, which is detected by the magnet-sensitive element, is considerably steeper. Even if the distance between the magnetic field generating device 5 and the magnet-sensitive element 11 changes, although the amplitude of the magnetic field changes in the magnetically sensitive field, there are only slight changes for the “switch-on time” and the “switch-off time”. The changes in the duty cycle are thus independent of the distance d between magnetic field generating device 5 and magnetically sensitive element 11 in a wide range. The duty cycle moves in a relatively large range for the distance d between the magnetic field generating device 5 and the magnetically sensitive element 11 in the vicinity of the preferred value of 0.5 or 50%, as shown by curve 13 in FIG. 5.

Die Magnete 6-9 sind einstückig mit dem ersten Teil 2 ausgebildet und ragen als Zähne oder Vorsprünge aus dem Umfang hervor. In den Zwischenräumen drängen die benachbarten Magnete das Magnetfeld in die radiale Rich tung. Das magnetempfindliche Element 11 hat eine bestimm te Länge 1. Die Magnete 6-9 haben eine bestimmte Länge m. Die Länge m der Magnete 6-9 ist kürzer als die Länge 1 des magnetempfindlichen Elements 11. Anderer seits ist die Polteilung, d. h. der Abstand zwischen zwei Magneten 6-9, mindestens gleich groß wie die Länge des magnetempfindlichen Elements 11. Dadurch ergeben sich im Magnetfeldverlauf, der durch das magnetempfind liche Element 11 detektiert wird, Zeiten t_null, in denen die Amplitude des tangentialen Magnetfeldes praktisch auf Null abgesunken ist. Diese Zeiten t_null verlängern aber die Dauer der Halbperiode T unabhängig von dem Abstand d zwischen der Magnetfelderzeugungseinrichtung 5 und dem magnetempfindlichen Element 11. Sie vermindern daher weiter die Abhängigkeit des Tastfeldes von dem Abstand d.The magnets 6-9 are formed in one piece with the first part 2 and protrude from the circumference as teeth or projections. In the gaps, the neighboring magnets push the magnetic field in the radial direction. The magnetically sensitive element 11 has a specific length 1 . The magnets 6-9 have a certain length m. The length m of the magnets 6-9 is shorter than the length 1 of the magnet-sensitive element 11 . On the other hand, the pole pitch, ie the distance between two magnets 6-9 , is at least as large as the length of the magnet-sensitive element 11 . This results in times t _zero in the magnetic field profile, which is detected by the magnet-sensitive element 11 , in which the amplitude of the tangential magnetic field has practically dropped to zero. However, these times t _zero extend the duration of the half period T regardless of the distance d between the magnetic field generating device 5 and the magnetically sensitive element 11 . They therefore further reduce the dependence of the touch field on the distance d.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Sensors, bei dem Elemente, die denen der Fig. 1 entsprechen, mit um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen sind. Im Unterschied zum Sensor 1 nach Fig. 1 weist der Sensor 101 nach Fig. 2 einen ersten Teil 102 auf, der aus einem magnetisch nicht leitenden Kunststoff in Form eines Zylin ders 14 gebildet ist. Der Zylinder 14 weist für jeden Magneten 106-109 Ausnehmungen 15 auf, in die die Mag neten 106-109 eingesetzt sind. Die Magneten werden vor ihrer Montage vormagnetisiert. Nach Einsetzen der Magneten 106-109 in die Ausnehmungen 15 ist die Ober fläche des Zylinders 14 glatt. Es gibt weder Vorsprünge noch Vertiefungen, in denen sich Schmutz oder andere Dinge verfangen und zur Zerstörung des Sensors 101 bei tragen können. FIG. 2 shows a further embodiment of the sensor, in which elements which correspond to those of FIG. 1 are provided with reference numerals increased by 100. In contrast to the sensor 1 according to FIG. 1, the sensor 101 according to FIG. 2 has a first part 102 which is formed from a magnetically non-conductive plastic in the form of a cylinder 14 . The cylinder 14 has for each magnet 106-109 recesses 15 , in which the mag neten 106-109 are inserted. The magnets are premagnetized before they are installed. After inserting the magnets 106-109 in the recesses 15 , the upper surface of the cylinder 14 is smooth. There are no protrusions or recesses in which dirt or other things can get caught and contribute to the destruction of the sensor 101 .

Zur Verdeutlichung des Wirkprinzips der Magnetfelder zeugungseinrichtung sind magnetische Feldlinien 16, 17 für zwei Magnete 106, 107 dargestellt. Wie durch die Pfeile 18, 19 angedeutet, verlaufen die beiden Mag netfelder 16, 17 in entgegengesetzter Richtung. Die beiden Felder 16, 17 sind zueinander symmetrisch ausgebil det. Es ergeben sich keine Durchdringungen der einzelnen Felder. Die beiden Magnetfelder 16, 17 verdrängen sich gegenseitig, so daß Streufelder außerhalb der beiden Magnetfelder 16, 17 auf ein Minimum verringert werden.Magnetic field lines 16 , 17 for two magnets 106 , 107 are shown to illustrate the operating principle of the magnetic field generating device. As indicated by the arrows 18 , 19 , the two magnetic fields 16 , 17 run in the opposite direction. The two fields 16 , 17 are symmetrical to each other. There is no penetration of the individual fields. The two magnetic fields 16 , 17 mutually displace each other so that stray fields outside the two magnetic fields 16 , 17 are reduced to a minimum.

Claims

1. Motion sensor for generating a motion signal as a function of a relative movement between a first part and a second part with a magnetic field generating device arranged on the first part, which generates a fixed and temporally constant magnetic field with respect to the first part, the amplitude of which in the direction of movement varies substantially periodically, and is arranged on the second part magnet-sensitive element, characterized in that the magnetic field ( 16 , 17 ) in the magnetic field generating device ( 5 ) is substantially parallel to the tangent to the direction ( 4 , 104 ) of the Relativbe movement .

2. Motion sensor according to claim 1, characterized in that the magnetic field generating device ( 5 ) has a plurality of magnets ( 6-9 , 106-109 ), with poles of the same name (N; S) of adjacent magnets ( 6-9 , 106-109 ) each other are arranged adjacent.

3. Motion sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the magnetically sensitive element ( 11 , 111 ) is designed as a magnetic switching element.

4. Motion sensor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the magnetically sensitive element ( 11 ) is arranged with its longitudinal extent in wesentli parallel to the tangent to the direction ( 4 ; 104 ) of the relative movement.

5. Motion sensor according to one of claims 1 to 4, characterized in that a pole pitch of the magnetic field generating device ( 5 ) is not shorter and the length m of a magnet is shorter than the length l of the magnetically sensitive element ( 11 ).

6. Motion sensor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the magnetically sensitive element ( 11 ) is a reed contact.

7. Motion sensor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the magnetically sensitive element ( 11 ) is a Wiegand element or pulse wire.

8. Motion sensor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the magnetically sensitive element ( 11 ) comprises a Hall element, a field-plate element or a variable-resistive element.

9. Motion sensor according to one of claims 1 to 8, characterized in that the magnets ( 6-9 ) on perpendicular to the direction of movement ( 4 ) arranged projections of the first part ( 2 ) are formed, which are integrally connected to the first part ( 2 ) are.

10. Motion sensor according to one of claims 1 to 8, characterized in that the magnets ( 106-109 ) are designed as discrete components which are used in the first part ( 102 ).

11. Motion sensor according to claim 10, characterized in that the first part ( 102 ) is formed from a magnetically non-conductive material, in particular a plastic.

12. Motion sensor according to one of claims 1 to 11, characterized in that the first part ( 2 , 102 ) is designed as a rotating body ( 14 ) and the direction ( 4 , 104 ) corresponds to the relative movement of the circumferential direction.