DE102016102828B4

DE102016102828B4 - Magnetische Winkelsensorvorrichtung und Verfahren

Info

Publication number: DE102016102828B4
Application number: DE102016102828.2A
Authority: DE
Inventors: Udo Ausserlechner
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2016-02-18
Filing date: 2016-02-18
Publication date: 2023-04-27
Anticipated expiration: 2036-02-19
Also published as: CN107093508B; US20170241802A1; CN107093508A; DE102016102828A1; US10495484B2

Abstract

Magnetische Winkelsensorvorrichtung, die Folgendes umfasst:eine Magnetanordnung, die eingerichtet ist, um eine Achse (25) herum rotierbar zu sein, und die Folgendes umfasst:einen ersten Magnetteil (20; 50), wobei ein Zentrum des ersten Magnetteils (20; 50) im Wesentlichen auf der Achse (25) liegt,einen zweiten Magnetteil (21; 51), der von dem ersten Magnetteil (20; 50) in Richtung der Achse (25) beabstandet ist, wobei ein Zentrum des zweiten Magnetteils (21; 51) im Wesentlichen auf der Achse (25) liegt, wobei der zweite Magnetteil (21; 51) eine zentrale Bohrung aufweist,wobei die zentrale Bohrung des zweiten Magnetteils (21; 51) im Wesentlichen die gleiche Form und 85% ... 105% der Durchmessergröße des ersten Magnetteils (20; 50) aufweist,und eine Magnetsensoranordnung (611-614), die zwischen dem ersten Magnetteil (20; 50) und dem zweiten Magnetteil (21; 51) an einer Position angeordnet ist, an der eine axiale Feldkomponente eines durch den ersten Magnetteil (20; 50) und den zweiten Magnetteil (21; 51) erzeugten Magnetfeldes ein Plateau aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Anmeldung betrifft magnetische Winkelsensorvorrichtungen sowie entsprechende Verfahren.
Hintergrund
Magnetbasierte Sensorvorrichtungen werden häufig zum Detektieren von Bewegungen und/oder Positionen verwendet. Bei derartigen Vorrichtungen wird im Allgemeinen eine Magnetanordnung an einem ersten Teil einer Vorrichtung montiert und eine Magnetfeldsensoranordnung wird an einem zweiten Teil der Vorrichtung montiert, wobei der erste Teil gegenüber dem zweiten Teil beweglich ist. Wenn sich der erste Teil relativ zum zweiten Teil bewegt, ändert sich das von der Sensoranordnung erfasste Magnetfeld, womit eine Detektion von Bewegung und/oder Position ermöglicht wird.
Eine Art derartiger Sensoren sind Winkelmagnetsensoren, die zum Beispiel eine Winkelstellung oder eine Rotationsgeschwindigkeit erfassen. Bei derartigen Vorrichtungen kann zum Beispiel eine Magnetanordnung an einer rotierenden Welle montiert sein und eine Sensoranordnung, die gegenüber der rotierenden Welle stillsteht, erfasst Änderungen des Magnetfelds, wenn die Welle rotiert. Derartige Vorrichtungen können z.B. im Automobilumfeld zum Bestimmen von Winkelstellungen und/oder Rotationsgeschwindigkeiten verschiedener Komponenten eines Automobils verwendet werden.
Eine Art derartiger Sensoren verwendet magnetoresistive Sensorelemente, die auf Magnetfeldkomponenten in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse der Welle reagieren. Verschiedene Arten magnetoresistiver Sensorelemente sind bekannt, die auf dem anisotropen Magnetowiderstandseffekt (anisotropic magnetoresistive effect - AMR), dem Riesenmagnetowiderstandseffekt (giant magnetoresistive effect - GMR), dem kolossalen Magnetowiderstandseffekt (colossal magnetoresistive effect - CMR) oder dem Tunnelmagnetowiderstandseffekt (tunneling magnetoresistive effect - TMR) basieren können. Anstelle von magnetoresistiven Sensorelementen können in manchen Fällen auch vertikale Hall-Vorrichtungen verwendet werden, die ebenfalls Magnetfeldkomponenten senkrecht zur Rotationsachse detektieren können. Derartige Sensorvorrichtung weisen den Nachteil auf, dass sie gegenüber magnetischen Störungen (z.B. Streufeldern) recht empfindlich sind. Deren Vorteil liegt darin, dass sie vergleichsweise unempfindlich auf Herstellungstoleranzen sind, insbesondere Toleranzen hinsichtlich der Positionierung verschiedener Komponenten.
Diese Art von Magnetsensorvorrichtung kann hier als ein senkrecht-magnetischer Winkelsensor bezeichnet werden.
Eine andere Art von Winkelmagnetsensorvorrichtungen verwendet ein paar Hall-Platten (z.B. mindestens drei), die auf einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse einer Welle angeordnet sind, an der eine Magnetanordnung montiert ist. Derartige Hall-Platten werden beispielsweise um ein Zentrum herum positioniert, wo die Rotationsachse die Ebene schneidet, auf der die Hall-Platten angeordnet sind. Die Hall-Platten sind im Allgemeinen für ein Magnetfeld in einer Richtung parallel zur Rotationsachse empfindlich. Wenn der Magnet rotiert, werden beispielsweise die Signale der verschiedenen Hall-Platten auf eine solche Weise kombiniert, dass sie die Steigung der vertikalen Magnetfeldkomponente parallel zur Richtung der Rotationsachse in einer oder mehreren Richtungen, bevorzugt mindestens orthogonalen Richtungen, abgreift. Daher arbeiten diese Vorrichtungen als Vektorgradiometer, die Gradienten des Magnetfelds in zwei Richtungen detektieren. Diese Art von Magnetsensorvorrichtungen kann hier als ein axialmagnetischer Winkelsensor bezeichnet werden, da sie primär axiale Magnetfeldkomponenten detektieren.
Derartige axialmagnetische Winkelsensoren sind im Allgemeinen robuster gegenüber magnetischen Störungen als die zuvor erörterten senkrecht-magnetischen Winkelsensoren. Andererseits tendieren sie dazu, auf kleine Zusammenbautoleranzen der Vorrichtung empfindlich zu sein, so dass beispielsweise eine leichte laterale Fehlausrichtung zwischen der Magnetanordnung und der Sensoranordnung vergleichsweise große Fehler gemessener Winkel verursachen kann.
Obgleich früher einige optimierte Magnetanordnungen zum Verringern der Empfindlichkeit für Zusammenbautoleranzen dem Stand der Technik entsprechend diskutiert wurden, können konventionelle Lösungen für optimierte Magnete Nachteile aufweisen wie kleine Magnetfelder, die das erfasste Signal verringern.
Die DE 10 2012 100 194 A1 offenbart eine Anordnung mit zwei Magneten, von denen einer ringförmig ist und welche unmittelbar aufeinander angeordnet sind.
Die DE 199 58 504 A1 offenbart eine Magnetanordnung mit einem ringförmigen Magnet und einem zylinderförmigen Magnet, wobei der zylinderförmige Magnet einen Außendurchmesser aufweist, welcher in etwa dem Innendurchmesser des ringförmigen Magneten entspricht. Die beiden Magneten sind dabei auf verschiedenen Wellen befestigt und relativ zueinander verdrehbar.
Die DE 10 2006 020 700 A1 und die DE 10 2005 036 973 A1 offenbaren jeweils Magnetanordnungen mit zwei gleich ausgestalteten Magneten. Eine ähnliche Anordnung ist auch aus der DE 10 2005 108 622 A1 bekannt.
Weitere Magnetanordnungen sind aus der DE 10 2009 050 427 A1 , der EP 0 733 881 A2 , der DE 10 2014 004 625 A1 , der DE 698 167 55 T2 , der DE 10 2014 116 826 A1 oder der DE 10 2014 116 842 A1 bekannt.
Die US 2016 / 0 033 305 A1 offenbart eine Magnetanordnung mit einem ersten Magnetteil und einem zweiten Magnetteil.
Es ist demnach ein Ziel, Möglichkeiten bereitzustellen, verbesserte Magnetanordnungen und magnetische Winkelsensorvorrichtungen, insbesondere Vorrichtungen, die weniger empfindlich auf Zusammenbautoleranzen sind und dennoch große Magnetfelder auf die Sensorelemente einwirken lassen, bereitzustellen.
Kurzdarstellung
Eine wie in Anspruch 1 definierte magentische Sensorvorrichtung wird bereitgestellt. Darüber hinaus wird ein wie in Anspruch 20 definiertes Verfahren bereitgestellt. Die abhängigen Ansprüche definieren weiter Ausführungsformen der Sensorvorrichtung und des Verfahrens.
Figurenliste

1 ist eine schematische, erläuternde Ansicht einer Beispielumgebung, in der Ausführungsformen implementiert sein können.
2A ist eine Querschnittsansicht einer Magnetanordnung gemäß einer Ausführungsform.
2B ist eine Querschnittsansicht einer Modifikation der Ausführungsform von 2A.
3 ist eine Perspektivansicht einer Magnetanordnung gemäß einer Ausführungsform.
4 ist eine Darstellung, die Eigenschaften einer Magnetanordnung veranschaulicht, gemäß einer Ausführungsform.
5 ist eine Querschnittsansicht einer Magnetanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform.
6 ist eine Ansicht einer Sensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren veranschaulicht, gemäß einer Ausführungsform.

Ausführliche Beschreibung
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungen verschiedene Ausführungsformen ausführlich beschrieben. Diese Ausführungsformen sind lediglich zu erläuternden Zwecken angeführt und sind nicht als einschränkend aufzufassen. Zum Beispiel soll das Beschreiben einer Ausführungsform mit einer Vielzahl von Merkmalen oder Komponenten nicht so ausgelegt werden, dass es angibt, dass alle diese Merkmale oder Komponenten zum Implementieren einer Ausführungsform nötig sind. Stattdessen können andere Ausführungsformen weniger Merkmale oder Komponenten als die explizit gezeigten und beschriebenen beinhalten und/oder können alternative Merkmale oder Komponenten umfassen. Darüber hinaus können, zusätzlich zu den explizit gezeigten und beschriebenen Merkmalen und Komponenten, andere Merkmale oder Komponenten, zum Beispiel Merkmale und Komponenten, die herkömmlicherweise in Winkelmagnetsensorvorrichtungen verwendet werden, vorgesehen sein.
Merkmale verschiedener Ausführungsformen können kombiniert werden, es sei denn, dass anderes angegeben ist. Modifikationen und Einschätzungen, die im Hinblick auf eine der Ausführungsformen beschrieben werden, können ebenso auf andere Ausführungsformen anwendbar sein.
Wenden wir uns nun den Figuren zu, wo 1 eine Beispielsensorvorrichtung zeigt, bei der Magnetanordnungen gemäß später beschriebenen Ausführungsformen eingesetzt sein können. Die Sensorvorrichtung von 1 ist von der Art eines axialmagnetischen Winkelsensors, die im Hintergrundkapitel erwähnt wurde. Allerdings können Magnetanordnungen, wie unten erörtert wird, auch auf andere Sensorarten angewandt werden, zum Beispiel auf senkrechtmagnetische Winkelsensoren, wie sie im Hintergrundkapitel beschrieben wurden.
Bei dem in 1 veranschaulichten Axialwinkelsensor sind vier Sensorelemente 13 auf einem Chipdie 14 angeordnet. Die Sensorelemente 13 in dem gezeigten Beispiel sind Hall-Platten, die für ein in 1 angezeigtes Magnetfeld in z-Richtung empfindlich sind, während sie grundsätzlich auf einem zur Rotationsachse konzentrischen Kreis in der x/y-Ebene angeordnet sind, der der Lesekreis genannt wird. Typischerweise kann jedes Sensorelement 13 mehr als eine Hall-Platte oder andere Sensoreinheit umfassen, z.B. vier Sensoreinheiten (auch als ein Quadrupel bezeichnet). Der Lesekreis weist typischerweise einen Durchmesser von 1,5 mm auf, obwohl andere Werte auch möglich sind. Ein Magnet 11 ist an einer Welle 10 montiert und rotiert zusammen mit der Welle 10. Die Rotationsachse liegt parallel zur z-Richtung. Der Magnet 11 ist in einer durch einen Pfeil 12 gekennzeichneten Richtung in der X/Y-Ebene magnetisiert. Eine derartige Magnetisierung wird auch als eine Diametralmagnetisierung bezeichnet. In 1 kann der Magnet eine Länge von etwa 6 mm in x- und y-Richtung, eine Dicke etwa von 3 mm in z-Richtung aufweisen und der Axialabstand zwischen den Sensorelementen und dem Magneten kann ebenfalls bei etwa 3 mm liegen. Der Lesekreis weist einen typischen Durchmesser von 1,5 mm auf. Andere Werte können ebenfalls verwendet werden.
In einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn können entlang des Lesekreises von den vier Sensorelementen 13 gemessene Magnetfelder als h₁, h₂, h₃ und h₄ gekennzeichnet sein. Um einen Rotationswinkel in der Sensorvorrichtung von 1 zu bestimmen, kann eine Auswertevorrichtung, zum Beispiel ein entsprechend programmierter Mikroprozessor oder eine dedizierte Hardware wie eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (application specific integrated circuit - ASIC), h₁₃ = h₁-h₃ und h₂₄ = h₂-h₄, d.h. Differenzen zwischen an gegenüberliegenden Sensoren gemessenen Magnetfeldern, berechnen. Der Rotationswinkel kann dann als der Arcustangens des Verhältnisses von h₁₃/h₂₄, d.h. α = arctan(h₁₃/h₂₄) abgeleitet werden, wobei α der Rotationswinkel ist. Bei manchen Implementierungen können anstelle von Hall-Platten Magnetfeld erfassende Feldeffekttransistoren (MAGFETs) verwendet werden, die ebenfalls auf Magnetfelder in der z-Richtung empfindlich sind.
Im Folgenden werden Magnetfelder in der z-Richtung auch als Bz bezeichnet.
Wie oben erwähnt wurde, ist ein wie in 1 gezeigtes System vergleichsweise empfindlich auf kleine Zusammenbautoleranzen. Deshalb werden im Folgenden Ausführungsformen von Magnetanordnungen erörtert werden, die als Magnet 11 in 1 verwendet werden können, was die Empfindlichkeit auf Zusammenbautoleranzen verringert. Obgleich diese Magnetanordnungen primär für einen wie in 1 veranschaulichten axialmagnetischen Winkelsensor erörtert werden, können die Magnetanordnungen auch, wie oben erwähnt, für andere Magnetwinkelsensoren verwendet werden.
Bei manchen Ausführungsformen ist die Magnetanordnung zum Verringern der Empfindlichkeit für Zusammenbautoleranzen derart konstruiert, dass die erste und die zweite Ableitung des Bz-Feldes gegen die z-Position an der Nennposition der Sensorelemente (wie die Sensorelemente 13 von 1) klein (bei null oder nahe null) sind. Wenn die Position des Sensorelements in z-Richtung eps_z ist, sollten die zwei Gleichungen $dBz (x = 0, y 0, z = eps_z) / dz = 0$
und $d^{2} Bz (x = 0, y 0, z = eps_z) / {dz}^{2} = 0$
recht gut erfüllt werden (je größer die Abweichungen der Ableitungen von null werden, umso größer kann die Empfindlichkeit für Zusammenbautoleranzen werden, obgleich etwas Empfindlichkeit akzeptabel sein kann). Bei den Gleichungen (1) und (2) wird angenommen, dass sich das Sensorelement an einer Position x = 0, y = y0 befindet und z = eps_z ist und der Magnet eine Diametralmagnetisierung in y-Richtung aufweist. y0 entspricht der Hälfte des Lesekreisdurchmessers, 1,5 mm in dem obigen numerischen Beispiel.
Mit anderen Worten sollte das Bz(z), wie durch Gleichungen (1) und (2) ausgedrückt wird, an der Sensorposition ein flaches Plateau mit Steigung null und Krümmung null zeigen.
In 2A ist eine Magnetanordnung gemäß einer Ausführungsform gezeigt, die, zumindest in guter Annäherung, ein derartiges Bz(z)-Muster erzeugt. Die in 2A veranschaulichte Magnetanordnung umfasst einen ersten Magneten 20, der einem ersten Magnetteil entspricht, und einen zweiten Magneten 21, der einem zweiten Magnetteil entspricht. Der erste Magnet 20 in der Ausführungsform von 2A ist pillen- oder tablettenförmig, wohingegen der zweite Magnet 21 eine Ringform aufweist. Andere Formen, von denen einige unten weiter erörtert werden, sind ebenfalls möglich. Die Magnete 20, 21 sind auf eine konzentrische Weise um eine Rotationsachse 25, die in der Veranschaulichung von 2A der z-Achse entspricht, herum angeordnet. Der erste Magnet 20 und der zweite Magnet 21 sind durch einen Abstand G beabstandet. Eine Höhe des ersten Magneten 20 in der z-Richtung ist als H1 gekennzeichnet und eine Höhe des zweiten Magneten 21 in der z-Richtung ist als H2 gekennzeichnet. Ein Radius des ersten Magneten 20 ist als Rs1 gekennzeichnet. Ein Innenradius des zweiten Magneten 21 ist als Rs2 gekennzeichnet und ein Außenradius ist als Rs3 gekennzeichnet. Die Magnete 20, 21 sind in derselben Richtung (y-Richtung in 2) magnetisiert, wie durch die Pfeile 22, 23 anzeigt ist. Mit plus und minus werden magnetische „Ladungen“ veranschaulicht, die Nord- und Südpol entsprechen. Die durchgezogenen Pfeile 26 stellen Magnetfeldlinien dar. Die Magnete 20, 21 sind demnach in diametraler y-Richtung magnetisiert.
Ziffer 24 bezeichnet eine Beispielsensorposition bei y = Y0. Die Sensorposition 24 weist einen Abstand AG1 vom ersten Magneten 20 und daher einen Abstand von G-AG1 vom zweiten Magneten 21 auf. Wie anhand der durch die Pfeile 26 gezeigten Magnetfeldlinien ersichtlich ist, ist der Magnetfeldbeitrag Bz in z-Richtung an der Sensorposition 24 positiv und der Beitrag des zweiten Magneten 21 ist ebenfalls positiv. Wenn die Sensorposition 24 zum ersten Magneten 20 verschoben wird (d.h. AG1 nimmt ab), wächst die Stärke des vom ersten Magneten 20 erzeugten Bz-Beitrags an, wohingegen der Bz-Beitrag vom zweiten Magneten 21 abnimmt. Das Gegenteil findet statt, wenn sich die Sensorposition 24 dem zweiten Magneten 21 annähert, d.h. AG1 nimmt zu. Durch angemessenes Konstruieren der Abmessungen der Magneten 20, 21 kann eine grundsätzlich konstante Bz um die Sensorposition 24 herum erhalten werden. Dadurch können die Anforderungen der obigen Gleichungen (1) und (2) zumindest annähernd erfüllt werden.
Bei manchen Ausführungsformen können, um geeignete Magnete zu erhalten, beide Magnete 20, 21 aus dem gleichen Material hergestellt sein, obwohl die Materialien in anderen Ausführungsformen unterschiedlich sein können. Geeignete Materialien beinhalten gesinterte, gepresste oder spritzgegossene Magnetmaterialien. Der Magnet 20 und/oder 21 kann zum Beispiel unter anderem aus Hartferrit, AlNiCo oder Selten-Erd-Materialien wie NdFeB, SmCo oder Sm₂Co₅ hergestellt sein. Die Materialien können isotrop oder anisotrop sein. Anisotrope Materialien können trocken gepresste oder nass gepresste Materialien sein. Bei manchen Ausführungsformen kann H1 im Wesentlichen gleich H2 sein und Rs1 kann im Wesentlichen gleich Rs2 sein. „Annähernd gleich“ oder „im Wesentlichen gleich“ können hier angeben, dass die Dimensionen gleich sind, mit einer Toleranz von ± 20%, ± 15%, ± 10% oder ± 5%. Rs3 kann größer als Rs2 sein um mindestens 20%, mindestens 30%, mindestens 40% oder mindestens 50%. Im Allgemeinen kann Rs3 um eine hinreichende Stärke größer als Rs2 sein, um gewünschte Magnetfelder zu erzeugen. Ein geeigneter Wert für Rs3 bei gegebenem Rs2 kann zum Beispiel mittels eines Optimierungsprozesses gefunden werden, bei dem der Wert von Rs3 variiert wird.
Bei Ausführungsformen ist in diesem Fall, wie in 2A ersichtlich ist, für Rs1 = Rs2 ein Abstand von Nordpolen beim Radius Rs1 des ersten Magneten 20 zur Sensorposition 24 annähernd gleich dem Abstand von Südpolen (d.h. beim Radius Rs2) des zweiten Magneten 21 zur Sensorposition 24 und ein Abstand von Südpolen an einer Außenoberfläche des ersten Magneten 20 zur Sensorposition 24 ist annähernd gleich einem Abstand eines inneren Südpols des zweiten Magneten 21 zur Sensorposition 24. Daher tragen in der Ausführungsform von 2A an der Sensorposition 24, an der AG1 = G/2 ist, die Magnetladungen des ersten Magneten 20 auf Rs1 grundsätzlich 50% des Feldes Bz bei und die Magnetladungen des zweiten Magneten 21 auf Rs2 tragen ebenfalls grundsätzlich 50% des Feldes Bz bei. Falls der Sensor oder der Magnet aufgrund von Zusammenbautoleranzen oder axialem Spiel der Wellenlager in axialer Richtung verschoben ist, nimmt der Beitrag des ersten Magneten 20 auf Rs1 (oder des zweiten Magneten 21 auf Rs2) linear mit der Verschiebung zu, während der Beitrag von Ladungen des zweiten Magneten 21 auf Rs2 (oder des ersten Magneten 20 auf Rs1) linear mit der Verschiebung abnimmt, so dass das Gesamtfeld grundsätzlich gegenüber kleinen Verschiebungen konstant bleibt. Dies ergibt ein flaches Plateau von Bz(z) nahe der Sensorposition 24 in der Mitte zwischen beiden Magneten.
Falls Rs3 viel größer als Rs1 und Rs2 ist, sind die Magnetladungen am Außendurchmesser (auf Rs3) des zweiten Magneten 21 viel weiter vom Sensorort 24 entfernt als die jeweiligen Magnetladungen auf der Oberfläche des ersten und des zweiten Magneten 20, 21 bei radialen Abständen Rs1 und Rs2 und damit ist der Beitrag der Magnetladungen beim radialen Abstand Rs3 in derartigen Ausführungsformen vernachlässigbar.
Falls Rs3 nicht so groß ist (z.B. nicht signifikant größer als Rs2), dass man den Beitrag von dessen Magnetladungen zum Gesamtfeld am Sensorort 24 gänzlich vernachlässigen kann, kann der Einfluss dieser Ladungen folgendermaßen berücksichtigt werden: Magnetladungen des zweiten Magneten 21 auf Rs3 wirken in gewissem Maße den Ladungen des zweiten Magneten 21 auf Rs2 entgegen (da sie entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen), wodurch der Feldbeitrag am Sensorort 24 des zweiten Magnetteils im Vergleich zum Feldbeitrag des ersten Magnetteils leicht verringert wird, falls beide Magnetteile gleiche Rs1=Rs2, H1 = H2 und AG1 = G/2 aufweisen.
Daher kann man die Ladungen auf Rs3 berücksichtigen durch leichtes Verschieben der Sensornennposition zum zweiten Magneten 21 hin und/oder durch leichtes Verringern von RS2 im Vergleich zu Rs1, so dass zum Beispiel Rs2 = 0.85...1 * Rs1 ist (weil dann die Ladungen auf Rs2 dem Sensorort 24 etwas näher sind als die Ladungen auf Rs1), und/oder durch leichtes Erhöhen der Höhe H2 gegenüber H1, so dass z.B. H2 = 1...1.3 * H1 ist (weil dann die größere Höhe H2 den Verlust des Magnetfelds aufgrund der Magnetladungen auf Rs3 ausgleicht), und/oder durch Einbringen eines zentralen Sacklochs in den ersten Magnetteil, der dem Sensorelement zugewandt ist, oder durch Einbringen eines zentralen Durchgangslochs in den ersten Magneten 20 (weil dann die Magnetladungen in der Bohrungsoberfläche das Feld am Sensorort 24, das von den Magnetladungen am Außendurchmesser Rs3 des zweiten Magneten 21 erzeugt wird, schwächen).
Obgleich in 2A spezifische Magnetformen gezeigt sind, können in anderen Ausführungsformen andere Formen verwendet werden. 2B zeigt ein Beispiel mit alternativen Magnetformen. In 2B sind anstelle der Magnete 20, 21 von 2A Magnete 20', 21' vorgesehen, die sich von den Magneten 20, 21 hinsichtlich ihrer Form unterscheiden. Ansonsten entspricht die Ausführungsform von 2B der Ausführungsform von 2A und die oben angeführten Erläuterungen für 2A sind ebenfalls auf 2B anwendbar.
In 2A weist die äußere Seitenwand des ersten Magneten 20' in einem oberen Teil von diesem die Form eines Kegelstumpfes und in einem unteren Teil davon eine zylindrische Form auf. Eine innere Seitenwand des zweiten Magneten 21' weist in einem oberen Teil von diesem eine zylindrische Form und in einem unteren Teil davon die Form eines Kegelstumpfes auf. Eine äußere Seitenwand des zweiten Magneten 21' weist eine Kegelstumpfform auf. Andere Formen sind ebenso möglich.
Bei Ausführungsformen, z.B. in 2A und 2B, entspricht die Form eines ersten Magnetteils (z.B. der erste Magnet 20 oder 20`) einer Form einer Zentralbohrung eines zweiten Magnetteils (z.B. der zweite Magnet 21 oder 21`) und ist bezüglich einer Ebene senkrecht zur Drehachse (z-Achse) zwischen den zwei Magnetteilen (d.h. bei G/2) gespiegelt (symmetrisch) angeordnet. Zum Beispiel ist der erste Magnet 20' in 2B spiegelsymmetrisch zur Zentralbohrung des zweiten Magneten 21' bezüglich einer Ebene senkrecht zur Achse 25 bei G/2.
Im Gebrauch wird die Magnetanordnung von 2A oder 2B um die Achse 25 herum rotiert, zum Beispiel indem sie mit einer rotierenden Welle gekoppelt wird, wie unten erläutert wird. Unabhängig von der spezifischen Form befindet sich eine Mitte des ersten Magneten 20 oder 20' und eine Mitte des zweiten Magneten 21 oder 21' grundsätzlich auf der Achse 25. Grundsätzlich kann von Herstellungstoleranzen abgesehen bedeuten, z.B. innerhalb von +/- 5% oder +/- 2% der jeweiligen Dimensionen des Magneten (z.B. Rs1 oder Rs3). Die Mitte des Magneten kann im Falle einer homogenen Magnetisierung der geometrischen Mitte (Schwerpunkt) des Magneten entsprechen, der im Falle von Rotationssymmetrie des Magneten um die Achse 25 herum auf der Symmetrieachse liegt. Im Falle einer inhomogenen Magnetisierung kann die Magnetisierungsverteilung zusätzlich berücksichtigt werden, wenn die Mitte bestimmt wird, gewissermaßen ähnlich dem Berücksichtigen von Dichteverteilungen, wenn der Massenmittelpunkt eines Objekts bestimmt wird.
3 veranschaulicht eine Beispielperspektivansicht der Magnetanordnung von 2A mit dem ersten Magneten in Tablettenform und dem zweiten Magneten 21 in Ringform. Andere konzentrische Formen um die z-Achse herum sind ebenfalls möglich, so dass die Anordnung von 3 lediglich ein Beispiel ist.
Um nur einige Beispieldimensionen anzuführen, kann bei manchen Ausführungsformen eine Remanenz des ersten und des zweiten Magneten 20, 21 zwischen 200 mT und 1000 mT liegen, der Abstand y0 kann zwischen 0,2 und 3 mm, H1 und H2 können zwischen 2 und 15 mm, Rs1 und Rs2 können zwischen 1 und 10 mm, Rs3 kann zwischen 5 und 15 mm und G kann zwischen 1 und 10 mm liegen. Allerdings sind diese Bereiche lediglich Beispiele und andere Werte können, je nach Anwendung, anwendbar sein.
4 zeigt ein Simulationsergebnis für einen bestimmten Satz von Werten. Wiederum ist dies lediglich zur weiteren Erläuterung und Veranschaulichung angeführt und insbesondere sollten Werte nicht als einschränkend aufgefasst werden. Eine Kurve 40 in 4 veranschaulicht die Bz-Komponente des Magnetfelds über AG1 für die folgenden Parameter: Remanenz des ersten und des zweiten Magneten 20, 21 = 655 mT, y0 = 0,8 mm, H1 = H2 = 5 mm, Rs1 = Rs2 = 3 mm, Rs3 = 7,5 mm, G = 3,2 mm. Wie ersichtlich ist, gibt es ein ziemlich breites Plateau um AG1 = 1,6 mm (=G/2) herum mit einem vergleichsweise großen Feld von -45 mT. Dadurch kann ein vergleichsweise großer Bereich für AG1, in dem die erste und die zweite Ableitung von Bz mindestens nahe bei null liegt, geschaffen werden, womit ein Einfluss von Zusammenbautoleranzen, insbesondere Toleranzen hinsichtlich der Sensorposition in z-Richtung, d.h. hinsichtlich AG1, abgemildert wird.
Bei einer wie in 2A und 2B gezeigten Magnetanordnung sind der erste und der zweite Magnet 20, 21 (die folgenden Erläuterungen treffen ebenfalls auf die Magneten 20', 21' von 2B zu) in einer festen relativen Position vorgesehen. Zum Beispiel kann ein Kunststoffteil vorgesehen sein (in 2 nicht gezeigt), dass beide Magnete 20, 21 überbrückt, um sie zusammenzuhalten, wie beispielsweise eine Klammer. Ein derartiges Kunststoffteil kann in einem ersten Herstellungsschritt als Spritzling vorgesehen sein und beide Magnete können in einem zweiten Schritt spritzgegossen werden oder die Magnete werden an die Kunststoffteile angeklebt. Bei Ausführungsformen können beide Magnete 20, 21 gleichzeitig magnetisiert werden, nachdem sie an dem Kunststoffteil angebracht wurden, was sicherstellt, dass ihre Magnetisierung (Pfeile 22, 23 in 3) in derselben Richtung verläuft. Bei anderen Ausführungsformen können die Magnete vorher magnetisiert werden.
Anstelle eines Kunststoffmaterials kann ein beliebiges, nicht weichmagnetisches Material verwendet werden. Ein weichmagnetisches Material ist eines mit einer relativen Permeabilität größer als 100. Eine derartige weichmagnetische Klammer, die beide Magnete hält, würde einen signifikanten Teil des magnetischen Flusses beider Magnete kurzschließen, so dass das Magnetfeld am Sensorort unvorteilhaft klein sein würde. Bei Ausführungsformen kann ein Material, dessen relative Permeabilität µr nahe bei 1 ist (zum Beispiel 1 + 5%), verwendet werden. Bei anderen Ausführungsformen kann µr zum Beispiel im Bereich von 0,9 bis 10 oder in einem Bereich von 0,8 bis 100 liegen. Beispielsweise kann somit bei manchen Ausführungsformen eine dünnwandige Edelstahlhülse vorgesehen sein, um beide Magnete daran anzubringen und eine Kopplung an die Welle vorzusehen. Der Vorteil einer derartigen Stahlhülse besteht darin, dass sie mit hoher Genauigkeit hergestellt werden kann und elastisch und nicht spröde ist, so dass enge Passungen von der Hülse zu den Magneten und zur Welle möglich sind.
Bei Ausführungsformen kann ein Material mit schlechter elektrischer Leitfähigkeit für die Brückenmagnete 20, 21 verwendet werden, um während der Magnetisierungsprozedur der Magnete Wirbelströme zu verringern. Allerdings können selbst mit guten Leitern Wirbelströme unter kritischen Werten gehalten werden, indem die Komponenten die Magnete entsprechend zusammenkoppeln, zum Beispiel durch Verwendung einer dünnwandigen Form, um große geschlossene Stromschleifen um die Diametralmagnetisierungsrichtung herum zu vermeiden.
Bei anderen Ausführungsformen kann eine Magnetanordnung als ein einziges Stück vorgesehen sein, das zum Beispiel gegossen ist (z.B. spritzgegossen). Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in 5 veranschaulicht. Verglichen mit der Ausführungsform von 2 entsprechen Elemente, die dieselbe Bezugsziffer tragen, den Elementen von 2 und werden nicht noch einmal ausführlich beschrieben.
Bei der Ausführungsform von 5 sind ein erster Magnetteil 50 und ein zweiter Magnetteil 51 vorgesehen, die wie für den ersten Magneten 20 und den zweiten Magneten 21 von 2 erläutert wurde, geformt und magnetisiert sein können. Im Gegensatz zu 2 sind in der Ausführungsform von 5 der erste und der zweite Magnetteil 50, 51 keine getrennten Magnete, sondern sind durch einen dritten Magnetteil 52 verbunden. Der dritte Magnetteil 52 kann ein ringförmiger Magnetteil mit einer Dicke, die erheblich dünner als die des zweiten Magnetteils 51 ist, sein, d.h. erheblich kleiner als Rs3 - Rs2, beispielsweise mindestens 3-mal kleiner, mindestens 4-mal kleiner oder mindestens 5-mal kleiner. Bei Ausführungsformen ist der dritte Magnetteil 52 so dünn ausgeführt wie es strukturelle Stabilitätserwägungen erlauben. Da der dritte Magnetteil 52 dünn ist, liegen die Magnetladungen (Nordpole und Südpole) dicht beieinander, so dass deren Beitrag zum Gesamtfeld vernachlässigbar ist, da sich Nord- und Südpolbeiträge nahe dem Sensorort 24 gegenseitig aufheben. Ansonsten entspricht die Ausführungsform von 5 hinsichtlich Auswirkungen, Dimensionierung usw. der Ausführungsform von 2. Die Geometrie von 5 bietet sich zur Herstellung des Teils mittels Spritzguss in einem einzigen Gussschritt an, obwohl andere Herstellungsverfahren ebenfalls verwendet werden können.
Bei den erörterten Ausführungsformen liegt der Sensorort 24 zwischen dem ersten Magnetteil (20, 50) und dem zweiten Magnetteil (zum Beispiel 21, 51). Bei Ausführungsformen ist eine Welle mit der Magnetanordnung an einer Seite des ersten Magnetteils (zum Beispiel 20, 50) gekoppelt, während eine Sensoranordnung durch eine Bohrung oder ein Hohlteil (in der gezeigten Ausführungsform innerhalb von Radius Rs2) durch den zweiten Magnetteil (zum Beispiel 21, 51) eingesetzt wird. Dadurch kann der zweite Magnetteil einen Teil des Sensormoduls umgeben, der den Sensor in Position hält. Dieses Umgeben kann dem Sensor auch einen gewissen Schutz vor der Umgebung geben.
Eine Beispielkonfiguration für eine magnetische Winkelsensorvorrichtung, die wie oben erörtert eine Magnetanordnung verwendet, ist in 6 veranschaulicht. Obgleich 6 zahlreiche Details enthält, ist 6 lediglich ein Beispiel dafür, wie eine magnetische Winkelsensorvorrichtung konfiguriert sein kann, und andere Konfigurationen können ebenfalls verwendet werden. Die Vorrichtung von 6 setzt die Magnetanordnung von 2 mit einem ersten Magneten 20 und einem zweiten Magneten 21 ein, die in derselben Diametralrichtung 22, 23 magnetisiert sind, wie unter Bezug auf 2 erläutert wurde. Bei anderen Ausführungsformen können auch andere Magnetanordnungen verwendet werden, zum Beispiel die mit Bezug auf 5 erörterte Magnetanordnung.
Die Magnete 20, 21 sind unter Verwendung eines Magnethalters 63 an einer rotierbaren Welle 62 montiert. Die Welle 62 wird mittels Lagern 61 auf eine rotierbare Weise in einem statischen Referenzsystem 60 gehalten, zum Beispiel durch Kugellager, obwohl andere Lager gleichermaßen verwendet werden können. Der Magnethalter 63 ist in einer Ausführungsform ein amagnetisches Material (relative Permeabilität µr = 1), zum Beispiel ein Kunststoffmaterial, ohne darauf beschränkt zu sein. Die Magnete 20, 21 können beispielsweise am Magnethalter 63 angeklebt sein oder mittels beliebiger anderer Befestigungsmittel am Magnethalter 63 befestigt sein. Wie zuvor erläutert, können die Magnete 20, 21 zunächst am Magnethalter 63 montiert und dann magnetisiert werden, was eine gute Übereinstimmung der Magnetisierungsrichtungen der Magnete 20, 21 sicherstellt.
Bei der Ausführungsform von 6 ist eine Sensoranordnung 611-614, 67 auf einem Montagesockel 64 montiert, der sich wiederum auf einer Leiterplatte 65 befindet. Die Sensoranordnung umfasst eine Sensorkompaktbaugruppe, die auf einer Leiterplatte 67 montiert ist. Ziffer 612 bezeichnet ein Sensorelement, 613 bezeichnet ein Chipdie, auf dem das Sensorelement 612 ausgebildet ist, und 614 bezeichnet einen Anschlusskamm. 611 ist ein Gussmaterial (Kapselungsmaterial), das die Sensorvorrichtung einkapselt. Obgleich in 6 ein einzelnes Sensorelement 612 veranschaulicht ist, können in Ausführungsformen mehrere, zum Beispiel mindestens drei Sensorelemente, wie in 1 gezeigt kreisförmig angeordnete, Sensorelemente eingesetzt sein. Die Leiterplatte 65 ist über einige Befestigungsmittel, beispielsweise eine Schraube 66, am Referenzsystem 60 befestigt.
Der Anschlusskamm 614 ist über die Leiterplatte 67 und elektrische Verbindungen 610 verkontaktet, so dass das Sensorelement 612 ausgelesen werden kann. Ziffer 68 bezeichnet eine Schutzabdeckung, die die Sensoranordnung und den Montagesockel 64 umgibt. Eine Freistellung 69 ist zwischen der Schutzabdeckung 68 und dem
Magneten 21/Magnethalter 63 vorgesehen, um eine Rotation der Magnetanordnung zu erlauben, wenn die Welle 62 rotiert.
Für den Fall, dass der Anschlusskamm 614 hinreichend lange Verbindungen liefert, kann die Leiterplatte 67 in einigen Ausführungsformen auch weggelassen werden. Auf der Leiterplatte 65 können weitere elektrische Komponenten vorgesehen sein, die die von dem Sensor 612 über die elektrischen Verbindungen 610 gelieferten Sensorsignale auswerten.
Bei anderen Ausführungsformen kann, abhängig von der Größe des gekapselten Sensors und des Gusskörpers, auch der Montagesockel 64 weggelassen werden, solange das Sensorelement 612 in der passenden Position zwischen dem ersten Magneten 20 und dem zweiten Magneten 21 platziert ist.
Zum Beispiel können in der gezeigten Ausführungsform die Höhen H des ersten Magneten 20 und des zweiten Magneten 21 die gleichen sein (entsprechend H1 = H2 in 2), was dazu führt, dass das Sensorelement 612 auf halbem Wege zwischen den Magneten platziert ist (AG1 = G/2 in 2).
Bei der Ausführungsform von 6 ist das Axialzentrum des Magnetfelds, das von den Magneten 20, 21 erzeugt wird, die Axialposition entlang der Richtung der Rotationsachse, wo die axiale Feldkomponente des ersten Magneten 20 gleich stark ist wie die axiale Feldkomponente des zweiten Magneten 21.
7 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform, das verwendet werden kann zum Herstellen von Magnetanordnungen und -vorrichtungen, wie oben erörtert wurde. Obgleich das Verfahren von 7 unabhängig von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist, können dennoch alle Varianten, Modifikationen, Merkmale usw. der zuvor beschriebenen Ausführungsformen auf das Verfahren von 7 angewandt werden und werden deshalb nicht mehr ausführlich beschrieben werden. Obgleich das Verfahren von 7 als eine Folge von Handlungen oder Ereignissen beschrieben werden wird, ist die Reihenfolge, in der die Ereignisse beschrieben werden, nicht als einschränkend aufzufassen.
Bei 70 wird ein erster Magnetteil bereitgestellt und bei 71 wird ein zweiter Magnetteil bereitgestellt. Der erste und der zweite Magnetteil können als separate Magnete vorgesehen sein, wie die Magnete 20, 21 in der Ausführungsform von 2, oder können als Magnetteile eines Einzelmagneten vorgesehen sein, wie in der Ausführungsform von 5.
Bei 72 werden der erste und der zweite Magnetteil an einer rotierbaren Welle montiert, wie etwa der Welle 62 von 6 oder der Welle 10 von 1. Bei 73 ist eine Sensoranordnung zwischen dem ersten und dem zweiten Magnetteil vorgesehen, zum Beispiel eine Sensoranordnung, die Hall-Platten oder MAG-FETs umfasst. Das Bereitstellen der Sensoranordnung kann unter Verwendung eines Montagesockels durchgeführt werden, wie unter Bezug auf 6 erörtert wurde. Andere Anordnungen sind ebenso möglich.
Obgleich oben spezifische Formen von Magneten erörtert wurden, sind die Formen nicht als einschränkend aufzufassen. Zum Beispiel kann, wie oben bereits in gewissem Ausmaß mit Bezugnahme auf 2A erörtert wurde, der erste Magnetteil (beispielsweise 20, 50) eine sich verjüngende, konische Außenoberfläche aufweisen, die im Gegensatz zur in den Figuren gezeigten geraden Oberfläche steht. Bei manchen Ausführungsformen kann der erste Magnetteil eine kleine Bohrung in der Mitte aufweisen, solange deren Durchmesser ausreichend klein ist, beispielsweise fünfmal kleiner als die Bohrung des zweiten Magnetteils 21, 51. Auch können die zweiten Magnetteile sich verjüngende, konische Innen- und/oder Außenoberflächen aufweisen. Bei manchen Ausführungsformen kann eine Verjüngung für die Herstellung der Magnetteile vorteilhaft sein, zum Beispiel für leichtes Freigeben der Magnetteile aus einem Gusswerkzeug oder zum Erleichtern des Zusammenbaus durch Zentrierung.
Bei Ausführungsformen (wie zum Beispiel in 3 gezeigt) weisen der erste und der zweite Magnetteil eine rotationssymmetrische Form auf. Bei anderen Ausführungsformen können Querschnitte des ersten und des zweiten Magneten in zur Rotationsachse (z-Achse) senkrechten Ebenen von regulärer Form mit einer N-fachen Symmetrie sein, beispielsweise mit N >2, beispielsweise ein Fünfeck (N = 5), ein Sechseck (N = 6), ein Achteck (N = 8) usw. Je größer N ist, umso mehr ähneln die Querschnitte einem Kreis oder einem Ring, wie in 3.
Wie oben erläutert, können der erste und der zweite Magnet an einem Magnethalter (siehe 6) beispielsweise durch Kleben befestigt sein. Bei anderen Ausführungsformen kann irgendein spezifisches Anbringmittel vorgesehen sein, zum Beispiel Kunststoffteile, die verwendet werden können, um die Magnete an einer rotierbaren Welle zu befestigen.

Claims

Magnetische Winkelsensorvorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Magnetanordnung, die eingerichtet ist, um eine Achse (25) herum rotierbar zu sein, und die Folgendes umfasst: einen ersten Magnetteil (20; 50), wobei ein Zentrum des ersten Magnetteils (20; 50) im Wesentlichen auf der Achse (25) liegt, einen zweiten Magnetteil (21; 51), der von dem ersten Magnetteil (20; 50) in Richtung der Achse (25) beabstandet ist, wobei ein Zentrum des zweiten Magnetteils (21; 51) im Wesentlichen auf der Achse (25) liegt, wobei der zweite Magnetteil (21; 51) eine zentrale Bohrung aufweist, wobei die zentrale Bohrung des zweiten Magnetteils (21; 51) im Wesentlichen die gleiche Form und 85% ... 105% der Durchmessergröße des ersten Magnetteils (20; 50) aufweist, und eine Magnetsensoranordnung (611-614), die zwischen dem ersten Magnetteil (20; 50) und dem zweiten Magnetteil (21; 51) an einer Position angeordnet ist, an der eine axiale Feldkomponente eines durch den ersten Magnetteil (20; 50) und den zweiten Magnetteil (21; 51) erzeugten Magnetfeldes ein Plateau aufweist.
Magnetische Winkelsensorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Magnetteil (20; 50) in Bezug auf die Achse (25) eine N-fache Rotationssymmetrie aufweist mit N größer oder gleich 2 oder rotationssymmetrisch in Bezug auf die Achse (25) ist.
Magnetische Winkelsensorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Magnetteil (20; 50) eine zylindrische Form, eine sich verjüngende konische Form oder eine Mischung von diesen aufweist.
Magnetische Winkelsensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, wobei der zweite Magnetteil (21; 51) in Bezug auf die Achse (25) eine M-fache Rotationssymmetrie aufweist mit M größer oder gleich 2 oder rotationssymmetrisch in Bezug auf die Achse (25) ist.
Magnetische Winkelsensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, wobei der zweite Magnetteil (21; 51) ringförmig ist.
Magnetische Winkelsensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-5, wobei der erste Magnetteil (20) und der zweite Magnetteil (21) als separate Magnete vorgesehen sind.
Magnetische Winkelsensorvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der erste (20) und der zweite (21) Magnetteil durch einen Verbindungsteil (63) verbunden sind, der eine relative Permeabilität unter 100 aufweist.
Magnetische Winkelsensorvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der erste Magnetteil (20; 50) und/oder der zweite Magnetteil (21; 51) ein Befestigungselement zum Befestigen des ersten und/oder des zweiten Magnetteils an dem Verbindungsteil (63) umfasst.
Magnetische Winkelsensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, wobei der erste Magnetteil (50) und der zweite Magnetteil (51) durch einen dritten Magnetteil (52) verbunden sind.
Magnetische Winkelsensorvorrichtung nach Anspruch 9, wobei eine Dicke des dritten Magnetteils (52) in einer Richtung senkrecht zur Achse (25) mindestens dreimal kleiner ist als eine Dicke des ersten Magnetteils (50) und als eine Dicke des zweiten Magnetteils (51).
Magnetische Winkelsensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, wobei eine Höhe des ersten Magnetteils (20; 50) in der Richtung der Achse (25) im Wesentlichen die gleiche ist oder zwischen dem 1- und 1,3-fachen einer Höhe des zweiten Magnetteils (21; 51) in der Richtung der Achse (25) liegt.
Magnetische Winkelsensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, wobei der erste Magnetteil (20; 50) aus dem gleichen Material wie der zweite Magnetteil (21; 51) hergestellt ist.
Magnetische Winkelsensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, wobei der erste Magnetteil (20; 50) und der zweite Magnetteil (21; 51) im Wesentlichen in derselben Richtung senkrecht zur Achse (25) magnetisiert sind.
Magnetische Winkelsensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-13, wobei die Magnetsensoranordnung (611-614) mindestens drei Sensorelemente (612; 13), die um die Achse (25) herum voneinander beabstandet sind, umfasst.
Magnetische Winkelsensorvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Sensorelemente empfindlich für ein Magnetfeld in einer Richtung parallel zur Achse (25) sind.
Magnetische Winkelsensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-15, wobei die Sensoranordnung auf einem Montagesockel (64) angebracht ist, der sich durch die Bohrung des zweiten Magnetteils (21; 51) erstreckt.
Magnetische Winkelsensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-16, die ferner eine rotierbare Welle (62) umfasst, wobei die Magnetanordnung an der Welle montiert ist.
Magnetische Winkelsensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-17, wobei der erste und der zweite Magnetteil (20; 21) an einem Magnethalter (63) montiert sind, wobei der Magnethalter (63) an der Welle (62) montiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, wobei der erste Magnetteil (20; 50) näher an der Welle (62) ist als der zweite Magnetteil (21; 51).
Verfahren, das Folgendes umfasst: Bereitstellen eines ersten Magnetteils (20; 50), Bereitstellen eines zweiten Magnetteils (21, 51), der vom ersten Magnetteil (20; 50) beabstandet ist, wobei der zweite Magnetteil (21; 51) eine zentrale Bohrung aufweist, wobei die zentrale Bohrung des zweiten Magnetteils (21; 51) im Wesentlichen die gleiche Form und 85% ... 105% der Durchmessergröße des ersten Magnetteils (20; 50) aufweist, Anbringen des ersten und des zweiten Magnetteils an einer rotierbaren Welle (62), so dass die Zentren des ersten und des zweiten Magnetteils im Wesentlichen auf einer Rotationsachse der Welle (62) liegen, wobei der erste und der zweite Magnetteil in Richtung der Rotationsachse beabstandet sind und Bereitstellen einer Sensoranordnung (611-614) zwischen dem ersten und dem zweiten Magnetteil an einer Position, an der eine axiale Feldkomponente eines durch den ersten Magnetteil (20; 50) und den zweiten Magnetteil (21; 51) erzeugten Magnetfeldes ein Plateau aufweist.
Verfahren nach Anspruch 20, das ferner das Magnetisieren des ersten und des zweiten Magnetteils nach dem Anbringen des ersten und des zweiten Magnetteils an einem Element (63), das den ersten und den zweiten Magnetteil koppelt, umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 oder 21, wobei das Bereitstellen der Sensoranordnung ein Einführen der Sensoranordnung durch die Bohrung des zweiten Magnetteils (21; 51) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20-22, wobei das Bereitstellen des ersten und/oder des zweiten Magnetteils ein Spritzgießen des ersten und/oder des zweiten Magnetteils umfasst.