用于旋转或线性距离的绝对计数的磁传感器的制造方法_2

文档序号:9932498阅读:来源:国知局
决:使用配有预先确定的数量的磁畴的软磁的并且设置有GMR或TMR层封装的环结构, 其中,该环结构由至少两个单独的环构成,两个单独的环分别螺线形地构造,其中,相同环 的相应的内部第一环端部与相应的外部第二环端部W预给定的间距通过各一个软磁的和 因此磁性地封闭相应环的桥来桥接相应环的所有其余的环区段地连接,其中,在每个自身 封闭的环结构中写入至少一个磁畴。与本发明最接近的该解决方案拥有比迄今已知的可比 较的解决方案更大的磁窗,因为因此至少能够实现能够连续地相等的电导轨宽度的制造。 然而,在该解决方案那所设置的桥的构造和因此在阶梯状的过渡区域中相同电导轨厚度的 确保需要如此巨大的技术要求,使得运样的转数计的批量生产与过高的废品率联系在一起 并且因此是不经济的。
[0010] 对于前述现有技术的补充地,仅仅应参阅文献DE 10 2008 063 226 Al,在该文献 中描述了W引导磁畴的电导轨的菱形地实施的螺线结构为例应当在哪W及如何实现进行 读取的接触部的显而易见的安装。运样的考虑也应用到在此新提出的发明中,从而在此仅 仅必须有条件地对其进一步研究。同样地,DE 10 2010 022 611 Al给出了对用于读取传感 器的W及用于限定地将磁畴写入电导轨结构中的有利的接触式连接的提示,所述电导轨结 构在本发明中同样能够相类似地被应用。

【发明内容】

[0011] 本发明的任务在于提出一种磁传感器,其用于旋转或部分旋转或线性距离的绝对 计数,该磁传感器在技术上能够简单地借助于商业上可用的技术制造,该磁传感器比根据 现有技术的可比较的传感器拥有更宽的磁窗并且该传感器在保持原则上的拓扑结构的情 况下能够用于W简单的方式根据所期望的分辨率(例如50WH-250WI1)计数任意可预给定的 并且尤其是高的转数N(例如NMOOO)或者更大的线性距离例如4000mm至20000mm。
[0012] 在此,在本发明的范围中还使用诸如在EP 1 740 909 BI或者WO 2009/027046 Al 中描述的自身已知的层结构,在充分利用已知的效应的情况下实现磁畴型态的确定,即在 GMR或TMR堆中的电阻与W下层的磁化的相对方向有关:在所述层中磁畴相较于通过硬磁层 所限定的基准方向运动。
[0013] 在本发明的范围中提出了新型的环拓扑结构,该环拓扑结构解决了本发明的任 务。所提出的拓扑结构的重要优点在于在其中所述磁传感器能够工作的显著地增大的磁窗 W及对磁传感器制造的要求的明显降低。
[0014] 在此,本发明的实质在于,至少两个单独的环设置有大部分直的并且相互菱形布 置地延伸的部分区段并且所述至少两个环结构通过一个共同的交叉点相互连接,其中,分 别在所述磁畴(D)能够在其之中和之后从一个环结构转换至相邻的环结构的交叉区域近 前,所述环结构的所述区段与电导轨引导部化eitbahn扣hrung)的方向相反折弯地并且在 该区域中朝向所述环结构的内部弯曲地虹吸管状地构造,其中,在相应的虹吸管状凹部 (Senke)中的电导轨在一个点处垂直相交并且所有所提及的环结构布置在仅一个共同的平 面中,其中,所有引导磁畴的环区段(包括交叉区域在内)基本上具有相同的宽度。因为在所 设置的交叉区域的构造中,该交叉区域与所有其他的电导轨结构一起W统一的结构化过程 在一个平面中实现,所W如前述那样根据已知的现有技术的可比较的传感器的所有制造问 题均消失了。与此同时,因为在所提出的新型的拓扑结构中未出现任何会导致不期望的并 且不可避免的电导轨扩宽的锐角,所W显著地增大了可利用的磁窗。运同时导致对驱动磁 畴的外部磁场的要求的明显降低。
[0015] 该任务通过权利要求1所描述的特征解决。有利的构型是从属权利要求的主题。
[0016] 本发明所基于的测量任务和因此所提出的磁传感器的应用在确定旋转的情况下 在技术上W两种基本型态出现:或者必须确定从侧面可触及的轴(偏屯、布置或者空屯、轴传 感器布置)的转数,或者该传感器能够对着该轴的端部放置(同屯、布置)。此外,所提出的磁 传感器也能够W极高的精度用于线性移位的或者部分旋转的绝对确定。
[0017] 根据本发明的解决方案的另一个重要的优点尤其是从制造技术的视角看在于,所 有引导磁畴的环结构(包括自身关键的交叉区域在内)(与现有技术相比)能够仅仅被构造 在统一的平面中。
【附图说明】
[0018] 接下来的实施例和附图要用于详细地阐述本发明的前述部分W及接下来的部分。 附图不出:
[0019] 图Ia示出偏屯、的传感器布置(空屯、轴传感器)的基本原理;
[0020] 图化示出同屯、的传感器布置的基本原理;
[0021] 图Ic示例性地在该图的上部分中示出线性的磁性标尺W及在下部分中示出磁极 转子,根据本发明的传感器能够分别相对于它们进行布置;
[0022] 图2示出用于充分利用GMR效应或TMR效应的示例性层堆叠;
[0023] 图3W俯视图示出具有在此示出的环构造的传感器的示例性的根据本发明的第一 实施方式,所述环构造具有两个螺线;
[0024] 图3a示出根据本发明提出的交叉区域的经放大的示图,该交叉区域根据图3连接 两个环;
[0025] 图4示出具有五个环的传感器与两个相互嵌套的2环和3环组合的基本的示例性布 置;W及
[0026] 图5示出根据5环的环结构的可能的电接触。
【具体实施方式】
[0027] 图Ia和Ib示出两种基本的布置,其中,能够使用在更下面详细描述的根据本发明 的传感器。在此,图Ia示出具有偏屯、布置的整个系统的截面图(空屯、轴传感器布置),该系统 由轴01、娃基底1〇(有利地同时包括分析处理电子装置)组成,该轴具有安装在周向上的磁 系统20,根据本发明的转数计11位于该娃基底上。在转数计11的位置处一个磁场一一其在 此W永磁体组合20的形式一一从外部作用,该永磁体组合在从旁边运动经过时在转数计11 处产生360°的磁场方向转动。因为根据已知的现有技术转数计基本上与一个在此未详细示 出的角度传感器结合地运行,所W由该角度传感器的信号识别出旋转磁场的位置。
[0028] 在前面提及的第二种原则上的应用可能性中,永磁体20固定在轴Ol的端面上。图 IbW具有同屯、布置的整个系统的横截面示出运种实施方式,该系统由娃基底组成,所述娃 基底有利地具有分析处理电子装置10,根据本发明的转数计11位于娃基底上。位于轴Ol端 部处的永磁体20的磁场在传感器11的位置处从外部作用,该永磁体如此实施,使得整个转 数计如示例性的磁力线所表示的那样由所述磁场检测。在轴Ol旋转360°时,转数计11同样 经历转动360°的磁场。在该实施方式中也存在运样的角度范围:在所述角度范围的情况下 所写入的磁畴型态恰好经历变化并提供有关转数方面的无效结论。但是如果运一范围小于 每半转90%则在知道该角度的情况下能够实现转数的单值的确定,该角度能够例如借助于 与转数计一起使用的角度传感器或者通过使用象限计数器即能够确定旋转永磁体的方向 处于哪个象限的角度传感器来确定。在IE邸Trans.Magn.第45卷第10册第3792-3795页详 细地阐述运一点。但因为该附加的措施属于已知的现有技术,所W在本发明的范围内不需 要进一步地阐述。
[0029] 在根据本发明的传感器中,磁畴壁本身在一个例如通过结构化过程产生的多个在 更下面详细描述的环的布置中运动:在所述环中通过属于现有技术的初始化过程分别写入 所定义的数量的磁畴壁。不同环的型态如此设计,使得可任意预给定数量的外部旋转总是 允许其一对一的计数。
[0030] 具体出现的磁畴型态能够借助于环上的一定数量的电接触部基于磁阻效应例如 GMR效应(巨磁阻效应)或TMR效应(隧道磁阻效应)来确定,并且由此求取使磁畴壁在封闭的 环中运动的磁场的转数。磁畴型态的运种确定充分利用已知的效应,即在GMR堆(Stack)或 TMR堆中的电阻与磁畴在其中运动的层的磁化相较于由硬磁层限定的基准方向的相对方向 相关。
[0031] 当基准层和传感器层中的磁化的方向相同时,电阻是小的,当运两个磁化的方向 反向平行时电阻增加(6 -10) % (在GMR效应情况下)或(IOO - 500) % (在TMR效应情况下)。
[0032] 图Ic W原理性示图示出根据本发明的传感器与线性的磁性标尺(参见图Ic的上 部)结合的应用可能性。在此,当该传感器平行于标尺运动时,写入关于图3详细示出的传感 器结构中的磁畴通过该结构经历该运动。如果该标尺具有例如Imm的极长,则该传感器在运 动Imm时经历磁场绕360°的完整的转动。W运样的方式实现了绝对的长度测量。如果该传感 器例如计数直至4096转,则能够测量直至约4000mm的长度。长度测量系统的分辨率通过分 配给转数计的、在此同样未示出的角度测量器的分辨率来确定。如果该分辨率为例如0.5% 则能够Wo. 5°/360° *lmm~1.4皿的精度测量Imm的极长。图Ic的下部插图示例性地示出一 个磁极转子Pr,其
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1