DE19507304B4

DE19507304B4 - Magnetfelddetektor

Info

Publication number: DE19507304B4
Application number: DE19507304A
Authority: DE
Inventors: Seiki Toyohashi Aoyama; Susumu Anjo Kuroyanagi; Ichirou Anjo Izawa; Yasuaki Okazaki Makino
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-03-02
Filing date: 1995-03-02
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2015-03-03
Also published as: DE19507304A1; US5644226A

Abstract

Magnetfelddetektor mit:
einem Vormagnetisierungsmagneten (2), der ein magnetisches Material in seiner magnetisierten Oberfläche aufweist, einem Detektionsobjekt (7) gegenüberliegt und ein Vormagnetisierungsfeld in Richtung auf das Detektionsobjekt erzeugt;
und Magneto-Resistanz-Elementen (4, 5), die in dem Vormagnetisierungsfeld angeordnet sind,
wobei eine Änderung der Resistanz der Magneto-Resistanz-Elemente aufgrund einer Änderung des von dem Vormagnetisierungsmagneten erzeugten und auf das Detektionsobjekt hin ausgerichteten Vormagnetisierungsfeldes erfolgt, wenn das Detektionsobjekt sich bewegt, und
wobei die Magneto-Resistanz-Elemente parallel zu der magnetisierten Oberfläche des Vormagnetisierungsmagneten angeordnet sind,
wobei die Magneto-Resistanz-Elemente (4, 5) in einem Muster angeordnet sind, das ein Zentrum aufweist, und der Vormagnetisierungsmagnet ein Zentrum aufweist, wobei das Zentrum des Musters gegenüber dem Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten versetzt ist; und
wobei der Abstand zwischen dem Zentrum der Magneto-Resistanz-Elemente (4, 5) und dem Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten so ist, dass eine Magnetfeldstärke größer ist als eine Sättigungsmagnetfeldstärke der Magneto-Resistanz-Elemente (4, 5).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Magnetfelddetektor zum Detektieren bzw. Erfassen der Bewegung eines Objekts unter Zunutzemachung einer Änderung der Resistanz in Magneto-Resistanz-Elementen.

In der DE 43 41 890 A1 ist eine Detektionseinrichtung offenbart, die einen vormagnetisierenden Magnet umfasst, der gegenüber einem Detektionsobjekt angeordnet ist und der ein vormagnetisierendes Magnetfeld in Richtung des Detektionsobjektes erzeugt. In dem Magnetfeld zwischen dem Detektionsobjekt und dem Magneten sind magnetoresistive Elemente angeordnet, wobei eine Bewegung des Detektionsobjektes dadurch erfasst wird, dass diese Bewegung in den magnetoresistiven Elementen eine Widerstandsänderung hervorruft. Die magnetoresistiven Elemente sind in einem Muster angeordnet, dessen Zentrum vom Zentrum des Magneten entfernt liegt, wobei das die magnetoresistiven Elemente durchdringende Magnetfeld eine Intensität aufweist, die höher ist als die Sättigungsintensität der Elemente.

In der US 4 492 922 ist ein magnetischer Sensor offenbart, der einen Vormagnetisierungsmagnet umfasst, der gegenüber einem Detektionsobjekt angeordnet ist und der ein Vormagnetisierungsfeld in Richtung des Detektionsobjekts erzeugt, wobei in dem Vormagnetisierungsfeld magnetoresistive Elemente angeordnet sind, deren Widerstand sich in Abhängigkeit von dem sie durchdringenden Magnetfeld ändert, wobei die Intensität des Vormagnetisierungsfelds ausreichend hoch ist, um eine Sättigungsmagnetisierung der magnetoresistiven Elemente zu erzeugen.

In der US 4 922 197 ist ein Sensor offenbart, mit einem Permanentmagnet, der gegenüber einem Detektionobjekt angeordnet ist und ein zu dem Detektionsobjekt gerichtetes Magnetfeld erzeugt, und mit magnetoresistiven Elementen, die in dem Magnetfeld und zwischen dem Magnet und dem Detektionsobjekt so angeordnet sind, dass sich ihre Längesachsen in einer Ebene befinden, die senkrecht zur Symmetrieachse des Magneten angeordnet ist.

In der US 4 853 632 ist eine Vorrichtung zur Detektion eines beweglichen Körpers offenbart, mit einem Vormagnetisierungsmagnet, der eine magnetische Oberfläche aufweist und so gegenüber einem Detektionsobjekt angeordnet ist, dass er ein zu dem Detektionsobjekt gerichtetes Magnetfeld erzeugt, wobei zwischen dem Magnet und dem Detektionobjekt magnetoresistive Elemente in einer Ebene angeordnet sind, die parallel zu einer Poloberfläche des Magnets ausgerichtet ist.

In der US 5 351 028 ist ein Sensor offenbart, der magnetoresistive Elemente umfasst, die in einem von einem Permanentmagnet erzeugten Vormagnetisierungsfeld, zwischen dem Magnet und einem zu detektierenden Objekt angeordnet sind, wobei die magnetoresistiven Elemente eine durch die Bewegung des zu detektierenden Objekts verursachte Änderung des sie durchdringenden magnetischen Feldes erfassen und in Form einer Änderung ihres elektrischen Widerstandes messbar machen.

In der US 4 712 064 ist ein magnetoresistiver Sensor offenbart, der einen Dauermagnet sowie magnetoresistiven Mess-Streifen umfasst, die zwischen dem Dauermagnet und einem Messobjekt angeordnet sind, wobei die Geschwindigkeit des sich relativ zu dem Dauermagnet und den Mess-Streifen bewegenden Messobjekts aufgrund einer Widerstandsänderung in den Mess-Streifen erfasst wird.

Ein Drehsensor des Typs, die in unmittelbarer Nähe eines Zahnrads angeordnet sind und Magneto-Resistanz-Elemente nutzen, ist in der japanischen, nicht geprüften Patentanmeldung (Kokai) Nummer 3-195970 offenbart. Bei diesem bekannten Sensor sind Gegenmaßnahmen vorgesehen, um das Auftreten von Deformationen der Wellenform (Änderung der Richtung des Magnetfeldvektors), die eine Änderung der Resistanz darstellen, zu verhindern. Diese Technologie wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 18 beschrieben. Magneto-Resistanz-Elemente 21 sind auf einem Substrat 20 angeordnet. Auf einer Oberfläche einer Trägerplatte 22 ist ein Vormagnetisierungsmagnet 23 und auf der anderen Oberfläche der Trägerplatte 22 ist das Substrat 20 im rechten Winkel zu der magnetisierten Oberfläche 23a des Vormagnetisierungsmagnets 23 montiert. Die Magneto-Resistanz-Elemente auf dem Substrat 20 sind bezüglich eines von dem Vormagnetisierungsmagnet 23 erzeugten Magnetfeldvektors, mit einer Komponente By in Richtung senkrecht zu der magnetisierten Oberfläche 23a, mit einem Winkel von 45° angeordnet. Die mit der Drehung des Zahnrads 24 einhergehende Änderung der Richtung des Magnetfeldvektors By wird als eine Änderung der Resistanz der Magneto-Resistanz-Elemente 21 detektiert.

Da jedoch das Substrat 20 bzw. die Magneto-Resistanz-Elemente 21 senkrecht zur magnetisierten Oberfläche 23a des Vormagnetisierungsmagnets 23 angeordnet sind, weist der Sensor in einer Richtung senkrecht zu der magnetisierten Oberfläche 23a des Vormagnetisierungsmagnets 23 erhebliche Ausmaße auf.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Magnetfelddetektor bereitzustellen, der klein ist und bei dem das Auftreten von Deformationen der Wellenform, die eine Änderung der Resistanz darstellt, verhindert werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Demnach weist die vorliegende Erfindung im wesentlichen folgenden technischen Aufbau auf. Der Magnetfelddetektor gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt einen Vormagnetisierungsmagneten, der ein magnetisches Material in seiner magnetisierten Oberfläche aufweist und einem Detektionsobjekt gegenüberliegt und ein Vormagnetisierungsfeld in Richtung auf das Detektionsobjekt erzeugt; und Magneto-Resistanz-Elementen, die in dem Vormagnetisierungsfeld angeordnet sind, wobei eine Änderung der Resistanz der Magneto-Resistanz-Elemente aufgrund einer Änderung des von dem Vormagnetisierungsmagneten erzeugten und auf das Detektionsobjekt hin ausgerichteten Vormagnetisierungsfeldes erfolgt, wenn das Detektionsobjekt sich bewegt, und wobei die Magneto-Resistanzelemente parallel zu der magnetisierten Oberfläche des Vormagentisierungsmagneten angeordnet sind.

Gemäß Anspruch 1 ist es möglich, die Baugröße zu reduzieren und auch das Auftreten von Deformationen der Wellenform, die eine Änderung der Resistanz darstellt, zu verhindern.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 2 sind die Magneto-Resistanz-Elemente derart angeordnet, daß sie mit einem Komponentenvektor, der parallel zu der magnetisierten Oberfläche des Vormagnetisierungsmagneten ist, einen vorbestimmten Winkel einschließen. Damit ist es ist es zusätzlich möglich, die Änderungsrate der Resistanz zu erhöhen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind wenigstens zwei Magneto-Resistanz-Elemente als Paar vorgesehen. Dabei sind die Magneto-Resistanz-Elemente derart in einem Muster angeordnet bzw. bilden eine Figur, daß deren lange bzw. längeren Achsen mit einer vorbestimmten Figurenachse einen vorbestimmten Winkel einschließen, die jedoch in zueinander entgegengesetzten Richtungen angeordnet bzw. ausgerichtet sind.

Eine konkrete Ausgestaltung des Magnetfelddetektors gemäß der vorliegenden umfaßt daher einen Vormagnetisierungsmagneten, der ein magnetisches Material in seiner magnetisierten Oberfläche aufweist und einem Detektionsobjekt gegenüberliegt und ein Vormagnetisierungsfeld in Richtung auf das Detektionsobjekt erzeugt; und Magneto-Resistanz-Elemente, die in dem Vormagnetisierungsfeld angeordnet sind, wobei eine Änderung der Resistanz der Magneto-Resistanz-Elemente aufgrund einer Änderung des von dem Vormagnetisierungsmagneten erzeugeten und auf das Detektionsobjekt hin ausgerichteten Vormagnetisierungsfeldes erfolgt, wenn das Detektionsobjekt sich bewegt, und wobei die Magneto-Resistanz-Elemente parallel zu der magnetisierten Oberfläche des Vormagentisierungsmagneten angeordnet und bezüglich eines Vektors, der in dem Vormagnetisierungsfeld parallel zu der magnetisierten Oberfläche des Vormagnetisierungsmagneten liegt und zum äußeren Rand zeigt, um 45° gekippt sind. Wenn das Detektionsobjekt sich bewegt, tritt daher eine Änderung der Richtung eines Vektors auf, der parallel zu der magnetisierten Oberfläche des Vormagnetisierungsmagneten liegt und zum äußeren Rand zeigt. Die Richtungsänderung des Vektors wird mittels der Magneto-Resistanz-Elemente, die parallel zu der magnetisierten Oberfläche des Vormagnetisierungsmagneten angeordnet sind, als Resistanzänderung erfaßt. Da die Magneto-Resistanz-Elemente parallel zu der magnetisierten Oberfläche des Vormagnetisierungsmagneten angeordnet sind, kann die Größe des Sensors in Richtung senkrecht zu der magnetisierten Oberfläche des Vormagnetisierungsmagneten im Vergleich zu der senkrechten Anordnung der Magneto-Resistanz-Elemente zur magnetisierten Oberfläche des Vormagnetisierungsmagneten vermindert werden.

Da die Magneto-Resistanz-Element so angeordnet sind, daß sie mit einem Magnetfeldvektor, der im Vormagnetisierungsfeld parallel zur magnetisierten Oberfläche des Vormagnetisierungsmagneten liegt und der zur Außenseitenfläche des Vormagnetisierungsmagneten oder zum Zentrum der magnetisierten Oberfläche des Vormagnetisierungsmagneten gerichtet ist, einen vorbestimmten Winkel einschließen, wird hauptsächlich eine Änderung dieses Magnetfeldvektors erfaßt. Dadurch kann bei der vorliegenden Erfindung die Deformation bzw. Verformung der Wellenform, die eine Resistanzänderung repräsentiert, vermieden werdnen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedes Magneto-Resistanz-Element in einem Winkel von 45° zu dem Magnetfeldvektor angeordnet, wodurch sich für die Änderungsrate der Resistanz ein maximaler Wert bei der Oszillation des Magnetfeldvektors ergibt.

Die weiteren Unteransprüche beziehen sich auf weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Es zeigt:
1 eine Aufsicht auf einen Magnetfeld-Drehdetektors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein Diagramm des in 1 gezeigten Detektors aus Richtung des Pfeils A betrachtet;
3 eine Seitenansicht des Vormagnetisierungsmagnets zur Darstellung der magnetischen Feldlinien;
4 ein Diagramm des Vormagnetisierungsmagnets aus der Richtung des Pfeils B betrachtet;
5 eine Aufsicht auf ein Substrat;
6 ein Diagramm der Wellenformen zur Erläuterung der Arbeitsweise des Detektors;
7 und 8 Diagramme zur Erläuterung der relativen Lage eines Zahnrades und Magneto-Resistanz-Elementen zueinander;
9 ein Diagramm zur Erläuterung der relativen Lage von Vormagnetisierungsmagnet und Magneto-Resistanz-Elementen zueinander;
10 einen Graphen mit Meßwerten der Änderungsrate der Resistanz als Funktion des Winkels θ der relativen Lage der Bauteile zueinander;
11 einen Graphen mit Meßwerten der Änderungsrate der Resistanz als Funktion des Winkels θ der Zuordnung der Bauteile;
12 und 13 Seitenansichten des Vormagnetisierungsmagnets;
14 einen Graphen mit Meßwerten der magnetischen Flussdichte B als Funktion des Abstands vom Zentrum des Magneten;
15 einen Graphen mit Meßwerten der Änderungsrate der Resistanz als Funktion der Größe des Luftspalts;
16 einen Graphen mit Meßwerten der der magnetischen Flussdichte B_x als Funktion des Abstands vom Zentrum des Magneten;
17 einen Graphen mit Meßwerten der magnetischen Flussdichte B_y als Funktion des Abstands vom Zentrum des Magneten; und
18 eine Aufsicht auf einen herkömmlichen Drehdetektors.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beschrieben.
1 ist eine Aufsicht auf einen Magnetfeld-Drehdetektor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, und 2 ist ein Diagramm des in 1 gezeigten Detektors aus Richtung des Pfeils A betrachtet.
1 zeigt einen Magnetfelddetektor der einen Vormagnetisierungsmagneten 2 mit einem magnetischen Material in seiner magnetisierten Oberfläche 2a umfaßt, der einem zu detektierenden Objekt bzw. einem Detektionsobjekt 7 gegenüberliegt und der ein auf das Detektionsobjekt hin ausgerichtetes Magnetfeld B erzeugt. Weiter umfaßt der Magnetfelddetektor Magneto-Resistanz-Elemente 4, 5 die in dem Vormagnetisierungsfeld B angeordnet sind, wodurch eine Änderung der Resistanz Magneto-Resistanz-Elemente 4, 5 aufgrund einer Änderung des von dem Vormagnetisierungsmagneten erzeugten und auf das Detektionsobjekt 7 hin ausgerichteten Vormagnetisierungsfeldes erfolgt, wenn das Detektionsobjekt 7 sich bewegt und wobei die Magneto-Resistanz-Elemente 4, 5 parallel zu der magnetisierten Oberfläche des Vormagnetisierungsmagnetes 2 angeordnet sind.
Bei dem Magnetfelddetektor 10 der vorliegenden Erfindung ist es weiter wünschenswert, daß die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 derart angeordnet sind, daß sie mit einem Komponentenvektor B_x, der parallel zu der magnetisierten Oberfläche des Vormagnetisierungsmagnets 2 ist, einen vorbestimmten Winkel einschließen. Weiter ist es wünschenswert, daß bei dem Magnetfelddetektor 10 der vorliegenden Erfindung der zu der magnetisierten Oberfläche parallele Komponentenvektor B_x vom Zentrum des Vormagnetisierungsmagnets 2 in Richtung auf die Außenseite des Vormagnetisierungsmagnets 2 ausgerichtet ist und daß die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 derart angeordnet sind, daß deren Längsachsen mit dem zu der magnetisierten Oberfläche parallelen Komponentenvektor B_x einen Winkel von ungefähr 45° einschließen.
Der Magnetfelddetektor 10 der vorliegenden Erfindung wird nun im Detail anhand von 1 beschrieben. In 1 besitzt eine Trägerplatte 1 eine rechteckige Form. Der Vormagnetisierungsmagnet 2, bei dem es sich um einen Permanentmagneten handelt, kann eine rechteckige oder eine zylindrische Form aufweisen. Bei einer zylindrischen Form besitzt der Vormagnetisierungsmagnet 2 einen äußeren Durchmesser von 7 mm. Eine Oberfläche des Vormagnetisierungsmagnetes 2 ist ein Nordpol, und die andere Oberfläche davon ist ein Südpol. Eine Oberfläche, nämlich die Nordpoloberfläche 2a des Vormagnetisierungsmagneten 2, ist mit der Oberfläche der Trägerplatte 1 verbunden.
Ein Substrat 3 ist auf der Trägerplatte 1 angeordnet, und das Detektionsobjekt 7 umfaßt Zähne 8.
3 zeigt die magnetischen Feldlinien von der Nordpoloberfläche 2a zu der Südpoloberfläche des zylindrischen Vormagnetisierungsmagneten 2, und 4 ist eine Darstellung des in 3 gezeigten Magneten aus der Richtung des Pfeiles B betrachtet. In 3 ist der Magnetfeldvektor B in einer Position P1, die einen geringen Abstand von der Nordpoloberfläche 2a des Vormagnetisierungsmagneten 2 aufweist, aus einem Komponentenvektor B_x, der auf die Außenrandseite parallel zur Nordpoloberfläche 2a des Vormagnetisierungsmagneten 2 ausgerichtet ist, und einem Komponentenvektor B_y, der senkrecht zu der Nordpoloberfläche 2a des Vormagnetisierungsmagneten 2 ausgerichtet ist, zusammengesetzt gezeigt. Nachfolgend wird der Komponentenvektor B_x, der in Richtung der Seite des Vormagnetisierungsmagneten 2 zeigt und parallel zu der Nordpoloberfläche 2a des Vormagnetisierungsmagneten 2 liegt, als der "Komponentenvektor parallel zur Nordpoloberfläche" bezeichnet und der Komponentenvektor B_y, der senkrecht auf der Nordpoloberfläche 2a des Vormagnetisierungsmagneten 2 steht, wird nachfolgend als der "Komponentenvektor senkrecht zur Nordpoloberfläche" bezeichnet.
Wie aus 1 weiter zu ersehen ist, ist mit der anderen Oberfläche der Trägerplatte 1 eine Oberfläche des rechteckigen Substrats 3 verbunden. Wie in 5 gezeigt ist, sind auf der Oberfläche des Substrats 3 zwei Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 mittels Vakuumverdampfung bzw. Vakuumabscheidung aufgebraucht. Die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 sind daher parallel zu der Nordpoloberfläche 2a des Vormagnetisierungsmagneten 2 angeordnet.
Die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 weisen die Form von geraden Balken mit langen Längsachsen auf. Die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 sind als ein Paar angeordnet, die mit der Richtung (in 5 mit W bezeichnet) des Komponentenvektors B_x parallel zu der Nordpoloberfläche des von dem Vormagnetisierungsmagneten 2 erzeugten Magnetfeldvektors B einen Winkel von ungefähr ± 45° einschließen. Die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 besitzen eine Breite von 8 μm und benötigen Magnetfeldintensitäten, die über der Sättigungsmagnetfeldintensität liegen, wenn der Komponentenvektor B_x parallel zur Nordpoloberfläche und der Komponentenvektor B_y senkrecht zur Nordpoloberfläche an den Orten bzw. Positionen der Resistanz-Elemente 4 und 5 beide Werte über 10^–2 Tesla aufweisen.
Bei dem Magnetfelddetektor 10 der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert, daß wenigstens zwei Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 verwendet werden und daß diese wenigstens zwei Magneto-Resistanz-Elemente paarweise angeordnet sind. In diesem Fall ist es wesentlich, daß die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 in einer Art und Weise angeordnet sind, wie dies in 5 gezeigt ist, so daß die Längsachsen C der Magneto-Resistanz-Elemente bezüglich einer vorbestimmten Figurenachse J einen vorbestimmten Winkel θ einschließen, jedoch spiegelbildlich bezüglich der Figurenachse J angeordnet sind.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert das dieser vorbestimmte Winkel ungefähr 45° beträgt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Muster, die Figur bzw. die Art und Weise der Anordnung der Magneto-Resistanz-Elemente nicht auf die Art und Weise beschränkt, wie sie in 5 gezeigt ist, d. h. ein wichtiger Punkt ist die symmetrische Anordnung der Magneto-Resistanz-Elemente bezüglich der Figurenachse J auf unterschiedlichen Seiten der Figurenachse J.
In 5 ist auch ein Wellenformverarbeitungsschaltkreis 6 gezeigt, der auf der Oberfläche des Substrats 3 angeordnet bzw. gebildet ist. Wie aus den 1 und 2 zu ersehen ist, ist die Trägerplatte 1 mit drei Ausgangsleitungen 9 versehen, durch die die Signale aus dem Wellenformverarbeitungsschaltkreis 6 des Substrats 3 abgeführt werden.
In 1 ist gezeigt, daß das Detektionsobjekt 7 aus einem magnetischen Material in Form eines Zahnrads 7 gebildet wird, daß eine Anzahl von Zähnen 8 aufweist. Das Substrat 3 ist unmittelbar einem Zahn 8 des Zahnrads 7 gegenüberliegend angeordnet. Wie in 2 gezeigt ist, liegt das Zentrum O des Vormagnetisierungsmagneten 2 auf der Mittellinie S des Zahnrads 7 in Richtung seiner Dicke t. Die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 sind in einer Position angeordnet, die rechtwinkelig bezüglich der Drehrichtung L des Zahnrades ausgerichtet ist (in einer Richtung um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn bezüglich der Drehrichtung des Zahnrads gekippt). Desweiteren sind die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 in Positionen bzw. Orten angeordnet, die zwischen 0,25 bis 5,0 mm von der Mitte des Vormagnetisierungsmagneten 2 entfernt sind.
D. h. der Abstand zwischen dem Zentrum O des Vormagnetisierungsmagneten 2 und den Magneto-Resistanz-Elementen 4 und 5 ist durch die Dicke t des Zahnrads 7 und den Durchmesser des Vormagnetisierungsmagneten 2 bestimmt und liegt innerhalb eines Oszillationsbereichs des Magnetfeldvektors, was nachfolgend noch beschrieben werden wird, und innerhalb eines Bereichs in dem die Sättigungsmagnetfeldintensität der Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 überschritten wird.
Das Substrat 3, auf dessen Oberfläche die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 mittels Vakuumabscheidung ausgebildet werden, ist in einem magnetischen Kreis angeordnet, der durch den Vormagnetisierungsmagneten 2 und das Zahnrad 7 gebildet wird, wobei die Nordpoloberfläche 2a des Vormagnetisierungsmagneten 2 dem Zahnrad 7 gegenüberliegt. Wie in 5 gezeigt ist, schließen die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 einen Winkel von ungefähr 90° miteinander ein, so daß jedes von ihnen einen Winkel von ungefähr 45° mit dem Komponentenvektor B_x des Magnetfeldvektors B einschließt, der parallel zur Nordpoloberfläche ist.
Nachfolgend wird das Prinzip der magnetischen Detektion bzw. der Magnetfelddetektion beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist das von den Magneto-Resistanz-Elementen 4 und 5 detektierte Magnetfeld der Komponentenvektor B_x des Magnetfeldvektors B, der parallel zu der Nordpoloberfläche ist. Wenn der Nordpoloberfläche 2a des Vormagnetisierungsmagneten 2 kein Zahn 8 gegenüberliegt, zeigt der Komponentenvektor B_x parallel zur Nordpoloberfläche in Richtung W in 5. Wenn ein Zahn 8 vorhanden ist, ändert der Komponentenvektor B_x parallel zur Nordpoloberfläche seine Richtung W in einem Bereich zwischen W1 und W2, da er von dem Zahn 8 des sich drehenden Zahnrads 7 angezogen wird, wobei der Ablenkungswinkel des Komponentenvektors B_x parallel zur Nordpoloberfläche zu Δθ wird mit der Mitte des Vormagnetisierungsmagneten 2 als Bezug (Änderung der Richtung des Magnetfeldvektors B_x an den Positionen an denen die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 angeordnet sind). Die Winkelablenkung Δθ variiert in Abhängigkeit des Abstands zwischen dem Vormagnetisierungsmagneten 2 und den Magneto-Resistanz-Elementen 4 und 5 und in Abhängigkeit des Abstands zwischen den Magneto-Resistanz-Elementen 4 und 5 und dem Zahnrad 7.
Die zueinander in einem Winkel von 90° (45° bezüglich W) als Paar angeordnete Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 erfassen die Winkelablenkung Δθ des zu der Nordpoloberfläche parallelen Komponentenvektors B_x des Magnetfeldvektors W (wie in 6 gezeigt) und ändern ihre Resistanz bzw. ihren magnetfeldabhängigen Widerstand mit entgegengesetzter Phase. Resistanzänderungen werden durch den auf dem Substrat angeordneten Wellenformverarbeitungsschaltkreis 6 in binäre Werte umgewandelt und es werden Impulse gebildet, die den Zähnen 8 des Zahnrades 7 entsprechen.
Es sei darauf hingewiesen, daß bei der vorliegenden Erfindung die gleiche technische Konzeption auf den Magnetfelddetektor der vorliegenden Erfindung angewandt werden kann, wie diese von dem herkömmlichen Magnetfelddetektor bekannt ist, wie er in der japanischen Patentveröffentlichung (Kokai, ungeprüft) 3-195970 offenbart ist.
Da bei der vorliegenden Erfindung ein Magnetfeldvektor detektiert werden kann, der sich in einer Ebene ändert, die parallel zur magnetisierten Oberfläche der Magneto-Resistanz-Elemente liegt, kann selbst dann, wenn das detektierte Signal, das durch die Änderung der Resistanz verursacht wird, durch den Wellenformbearbeitungsschaltkreis 6 digitalisiert wird, ein Problem vermieden werden, daß darin besteht, daß das unabsichtliche Verkleinern der Spalte zwischen dem Detektionsobjekt und den Magneto-Resistanz-Elementen eine Deformation der Wellenform bewirkt, zum Beispiel zwei Spitzenwerte werden in einer Abtastperiode erzeugt, was zu einer Verdopplung der gezählten Ausgangsimpulse führt.
Folglich ist es bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform nicht unbedingt notwendig, daß der durch die Magneto-Resistanz-Elemente 4, 5 mit der Richtung des Magnetfeldvektors B_x (radiale Richtung) gebildete Winkel 45° ist.
Daher können die Magneto-Resistanz-Elemente 4, 5 so angeordnet werden, daß der zwischen den Magneto-Resistanz-Elementen 4, 5 und dem Magnetfeldvektor, der sich entsprechend der Bewegung des Detektionsobjekts ändert, gebildete Winkel auf einen optionalen sich von 45° unterscheidenden Winkel eingestellt werden.
Wie in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) 3-195970 erläutert ist, wird, wenn der Magnetfeldvektor B_x in einem Bereich zwischen W1 und W2 bezüglich der Richtung W als Zentrum des Bereichs hin und her pendelt, eine Änderungsrate des magnetfeldabhängigen Widerstands (Resistanz) der Magneto-Resistanz-Elemente maximal, wenn der vorstehend erwähnte Winkel auf 45° oder 135° eingestellt wird.
Folglich ist es wünschenswert, daß der vorstehend genannte Winkel auf 45° eingestellt wird.
Weiter wird in diesem Fall der durch die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 eingeschlossene Winkel auf 90° eingestellt, so daß die Richtung der Änderung des Resistanzwerts in einem Magneto-Resistanz-Element eine zur Änderung der Resistanz in dem anderen Magneto-Resistanz-Element entgegengesetzte Phase aufweist, wodurch die maximale Ausgangsspannung erhalten wird.
Die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 können jeweils mit einem Winkel von 60° bzw. 135° bezüglich der Richtung W angeordnet werden.
Alternativ können sie auch so angeordnet werden, daß sich diese beiden Winkel unterscheiden.
Der erfindungsgemäße Magnetfelddetektor weist einen technischen Aufbau auf, in dem die Magneto-Resistanz-Elemente so angeordnet sind, daß sie einen vorbestimmten Winkel mit einem Magnetfeldvektor einschließen, der parallel zur magnetisierten Oberfläche des Vormagnetisierungsmagneten liegt und der auf die Außenrandseite des Vormagnetisierungsmagneten oder auf das Zentrum der magnetisierten Oberfläche des Vormagnetisierungsmagneten gerichtet ist, wodurch hauptsächlich eine Änderung des Magnetfeldvektors detektiert wird.
Da bei der vorliegenden Erfindung andererseits, wie in der vorstehenden Ausführungsform gezeigt, eine vorbestimmte Änderung des Magnetfeldvektors detektiert werden kann, wenn zwei Magneto-Resistanz-Elemente in unmittelbarer Nähe des vorbestimmten Magnetfeldvektors angeordnet sind, kann der Magnetfeldvektor stabil und sicher erfaßt werden.
Weiter kann bei der vorliegenden Erfindung die Änderung des Magnetfeldvektors mit nur einer Position detektiert werden, und wenn die Magneto-Resistanz-Elemente auf einer Oberfläche eines Substrats angeordnet sind, kann die Baugröße des Detektors in vorteilhafter Weise minimiert werden.
Es sei noch einmal darauf hingewiesen, daß in der praktischen Anwendung des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels bezüglich des Abstandes zwischen dem Zahnrad 7 und dem Magneto-Resistanz-Elementen 4, 5 keine Deformation der Wellenform auftritt, die die Resistanzänderung darstellen.
Nachfolgend wird eine Reihe von experimentellen Meßergebnissen erläutert.
Es wird Bezug genommen auf 7. Die Änderungsrate der Resistanz der Magneto-Resistanz-Elemente 4, 5 wurde bei Änderung des Winkels θ entgegen dem Uhrzeigersinn gemessen, den die Drehrichtung des Zahnrades 7 mit den Magneto-Resistanz-Elementen auf dem Substrat 3 einschließt. Die Meßergebnisse sind in den 10 und 11 gezeigt. Wie in 9 gezeigt ist, erfolgten die Messungen unter Verwendung eines Vormagnetisierungsmagneten 2 aus einem Material der seltenen Erden mit einem Durchmesser von 7 mm und einer Dicke von 4 mm, wobei die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 an Orten angeordnet sind, die von der äußeren Oberfläche des Vormagnetisierungsmagneten 2 einen Abstand von 0,5 mm aufweisen. 10 zeigt die Meßergebnisse bei einem Zahn rad 7 mit einem Durchmesser von 75 mm, 48 Zähnen 8 und einer Dicke t von 10 mm. 11 zeigt die Meßergebnisse mit einem Zahnrad 7, das einen Durchmesser von 85 mm, 48 Zähne 8 und eine Dicke t von 3 mm aufweist. Desweiteren zeigen die 10 und 11 experimentelle Ergebnisse, wenn der Abstand L (siehe 1) zwischen den Magneto-Resistanz-Elementen 4 und 5 und dem Zahnrad 7 von 0,5 mm auf 1,0 mm und 1,5 geändert wird.
Aus den 10 und 11 ist zu ersehen, daß sich eine Resistanzänderung im Bereich zwischen θ = 0° bis 360° mit Ausnahme von 0°, 180° und 360° ergibt. Wenn desweiteren die Erfassungsgrenze des Wellenformverarbeitungsschaltkreises 6 ungefähr 0,2% bezogen auf die Änderungsrate der Resistanz ist, ergibt sich, daß die für die Detektion des Zahnrads nötige Änderungsrate in einem Bereich von ungefähr 30° < θ < 180° und ungefähr 210° < θ < 330° erreicht wird. Es wurde weiterhin auch bestätigt, daß die Änderungsrate der Resistanz bei θ = 90° und 270° maximal wird. D. h. bei θ = 90° wird, wie in 8 gezeigt, das Maximum der Änderungsrate der Resistanz erreicht.
Unter Berücksichtigung des Fehlers aufgrund des Luftspalts (der Abstand L zwischen den Magneto-Resistanz-Elementen 4, 5 und dem Zahnrad 7) beim Aufbau des Detektors ergibt sich, daß die Trägerplatte (Magneto-Resistanz-Elemente 4, 5) so bezüglich des Zahnrades 7 angeordnet sein sollte, daß der Winkel θ in einem Bereich zwischen ungefähr 30°< θ < 150° oder ungefähr 210 < θ < 330° liegt.
In 2 ist daher die Position, in der die Magneto-Resistanz-Element 4 und 5 angeordnet sind, so gewählt, daß die Figurenachse des Anordnungsmusters im rechten Winkel (θ = 90°) zu der Drehrichtung L des Zahnrads liegt. Die Magneto-Resistanz-Elemente können jedoch in Positionen angeordnet werden, so daß der Winkel im Bereich zwischen 30° < θ < 150° oder 210 < θ < 330° liegt.
D. h. bei dem Magnetfelddetektor 10 der vorliegenden Erfindung ist es wesentlich, daß die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 so angeordnet sind, daß die Figurenachse J der Art und weise der Anordnung mit der Richtung L in der sich das Detektionsobjekt 7 bewegt einen vorbestimmten Winkel einschließt und es ist wünschenswert, daß der vorbestimmte Winkel in dem Bereich zwischen 30° und 150° oder 210° und 330° liegt. Es ist insbesondere wünschenswert, daß der vorbestimmte Winkel auf 90° oder 270° festgelegt wird.
14 zeigt Meßergebnisse des Komponentenvektors B_x parallel zur Nordpoloberfläche und eines Komponentenvektors B_y senkrecht zur Nordpoloberfläche, gemessen an einer Position P2 mit einem Abstand von 1,2 mm von der Nordpoloberfläche des Vormagnetisierungsmagneten, wie dies in 12 gezeigt ist. Hierbei besitzt, wie in 12 gezeigt, der Vormagnetisierungsmagnet 2 einen äußeren Durchmesser von 7 mm und eine Dicke von 4 mm. In 14 repräsentiert die Abszisse den Abstand in radialer Richtung von dem Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten mit dem Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten als Referenzposition und die Ordinate repräsentiert den Betrag des Komponentenvektors B_x parallel zu der Nordpoloberfläche und den Betrag des Komponentenvektors B_y senkrecht zu der Nordpoloberfläche.
Wie aus 14 zu ersehen ist, wird der Betrag des Komponentenvektors B_x parallel zu der Nordpolachse zu [0], dem kleinsten Wert, im Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten 2 und erhöht sich mit zunehmenden Abstand von dem Zentrum und erreicht seinen Maximalwert an der Außenrandseite des Vormagnetisierungsmagneten 2 und nimmt dann allmählich mit zunehmendem Abstand von dem Randbereich des Vormagnetisierungsmagneten 2 ab. Der Komponentenvektor B_x parallel zur Nordpoloberfläche des Magnetfeldvektors der magnetischen Flussdichte wird innerhalb eines Bereichs mit einem Abstand von ± 0,25 mm von dem Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten 2 kleiner als ± 10^–2 Tesla. Anders ausgedrückt, die magnetische Flussdichte wird außerhalb eines Bereichs mit einem Abstand von ± 0,25 mm vom Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten 2 größer als ± 10^–2 Tesla.
Andererseits wird der Komponentenvektor B_y der magnetischen Flussdichte senkrecht zur Nordpoloberfläche im Zentrum des vom Magnetisierungsmagneten 2 maximal und nimmt mit dem Abstand vom Zentrum ab. Die magnetische Flussdichte wird kleiner als + 10^–2 Tesla in einem Abstand von mehr als +5,0 mm von dem Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten 2.
Damit sowohl der Komponentenvektor B_x parallel zur Nordpoloberfläche als auch der Komponentenvektor B_y senkrecht zur Nordpoloberfläche eine Stärke von über 10^–2 Tesla aufweisen und im Bereich der Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 die Intensität über der Sättigungsmagnetfeld-Intensität liegt, ist es daher notwendig, daß die Magneto-Resistenz-Elemente 4 und 5 in einem Abstand von mehr als 0,25 mm vom Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten 2, jedoch innerhalb eines Abstandsbereichs von 1,5 mm von dem äußeren Rand des Vormagnetisierungsmagneten 2 angeordnet sind.
15 zeigt Meßwerte der Änderungsrate der Resistanz, wenn der radiale Abstand der Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 ausgehend von einer Referenzposition verändert wird, wobei der äußere Rand des Vormagnetisierungsmagneten 2 als eine Referenzposition dient, wie in 13 gezeigt, daß Zahnrad 7 einen Durchmesser von 85 mm und 48 Zähne 8 aufweist und θ = 0 ist, wobei die Abszisse den Abstand (Luftspalt) der Nordpoloberfläche von dem Vormagnetisierungsmagneten 2 und die Ordinate, die Änderungsrate der Resistanz bzw. des magnetfeldabhängigen Widerstands darstellt.
Aus 15 wird verständlich, daß die nötige Änderungsrate der Resistanz erreicht wird, wenn die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 nahe der äußere Rand des Vormagnetisierungsmagneten 2 angeordnet werden (+0,5 mm bis –1,5 mm).
Obwohl in 2 die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 über einen Bereich von 0,25 mm bis 5 mm Abstand von dem Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten 2 (mit einem Durchmesser von 7 mm) angeordnet worden sind, können sie in der Nähe des äußeren Randes des Vormagnetisierungsmagneten 2 in Positionen mit einem Abstand von 3,5 mm vom Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten 2 angeordnet werden. In diesem Fall wird die nötige Änderungsrate der Resistanz erreicht, selbst wenn die Positionen ein wenig abweichen.
Die 16 und 17 zeigen Meßergebnisse des Komponentenvektors B_x parallel zu der Nordpoloberfläche (16) und des Komponentenvektors B_y senkrecht zu der Nordpoloberfläche (17) der magnetischen wobei verschiedene Vormagnetisierungsmagnete verwendet worden sind. Die Meßbedingungen sind die gleichen wie bei der Messung gemäß 14. In den 16 und 17 repräsentiert die Abszisse den Abstand von dem Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung sind die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 parallel zu der Nordpoloberfläche des Vormagnetisierungsmagneten 2 und bezüglich des Komponentenvektors, B_x der parallel zu der Nordpoloberfläche des Vormagnetisierungsmagneten 2 in dem Magnetisierungsfeld liegt und zu der äußeren Seite des Vormagnetisierungsmagneten 2 hin gerichtet ist, mit einem Winkel von ungefähr 45° geneigt angeordnet. Bei einer Anordnung des Substrats senkrecht zu der Nordpoloberfläche des Vormagnetisierungsmagneten 2 erhöht sich die Baugröße des Detektors in Richtung senkrecht zu der magnetisierten Oberfläche. Werden die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 parallel zu der Nordpoloberfläche des Vormagnetisierungsmagneten 2 angeordnet, kann die Baugröße reduziert werden. Wenn das Substrat 3 parallel zu der Nordpoloberfläche angeordnet ist, kann daher ein Aufbau realisiert werden, der verglichen mit einem Aufbau, bei dem das Substrat 3 senkrecht zur Nordpoloberfläche angeordnet ist, in einer Richtung senkrecht zur magnetischen Oberfläche reduzierte Abmessungen aufweist. Bei dem herkömmlichen in 18 gezeigten Gerät ist ein Kunstgriff bzw. eine Vorrichtung nötig, um das Substrat 2 senkrecht zu der magnetischen Oberfläche 23a des Vormagnetisierungsmagnets 23 zu halten. Gemäß der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung sind jedoch der Vormagnetisierungsmagnet 2, die Trägerplatte 1 und das Substrat 3 parallel zueinander angeordnet und können folglich auf einfache Weise mittels Kleber oder Ähnlichem miteinander verbunden werden, und können auf einfache Weise mit verbesserter Genauigkeit zusammengebaut werden. Da die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 bezüglich des Komponentenvektors B_x, der in dem Vormagnetisierungsfeld parallel zu der Nordpoloberfläche des Vormagentisierungsmagneten 2 ist, auf die Außenrandseite hin gerichtet ist, tritt außerdem keine Deformation der die Änderung der Resistanz darstellenden Wellenform auf.
Da die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 in einer Lage angeordnet sind, die um 30° bis 150° oder 210° bis 330° gegenüber der Drehrichtung des Zahnrads 7 gedreht angeordnet sind, ist es möglich, die Änderungsrate der Resistanz zu erhöhen und die Änderungsrate der Resistanz zuverlässig beizubehalten.
Werden die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 in einer Position angeordnet, die bezüglich der Drehrichtung des Zahnrads 7 um 90° oder 270° gedreht ist, wird eine weitere Erhöhung der Änderungsrate der Resistanz ermöglicht.
Da die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 in einer Position angeordnet sind, die bezüglich der Drehrichtung des Zahnrads 7 um 90° oder 270° gedreht ist, wird außerdem eine weitere Erhöhung der Änderungsrate der Resistanz ermöglicht.
Die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 sind derartig in Positionen mit Abstand von der Mitte des Vormagnetisierungsmagneten 2 angeordnet, daß der notwendige Wert für den Komponentenvektor B_x erhalten wird, jedoch nicht soweit weg von dem äußeren Rand des Vormagnetisierungsmagneten 2, so daß der notwendige Wert für den Komponentenvektor B_y erhalten wird. D. h. die Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 sind in Positionen innerhalb eines Abstandsbereichs angeordnet, der nicht mehr als 0,25 mm von der Mitte des Vormagnetisierungsmagneten 2 und nicht mehr als 1,5 mm von dem äußeren Rand entfernt ist. Folglich ist die Magnetfeldintensität größer als die Sättigungsmagnetfeldintensität der Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 (sowohl für B_x als auch für B_y nicht kleiner als 10^–2 Tesla) und eine Änderung des Magnetfeldvektors B_x ergibt sich aufgrund der Umdrehung des Zahnrads 7.
Insbesondere ergibt sich durch die Anordnung der Magneto-Resistanz-Elemente 4 und 5 in der Nähe der äußeren Randfläche des Vormagnetisierungsmagneten 2 eine ausreichend große Änderungsrate der Resistanz, selbst wenn die Positionen der Magneto-Resistanz-Elemente sich beim Montieren oder im Laufe der Zeit leicht verändern.
Es sei darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf die vorstehend beschriebene beispielhafte Ausführungsform beschränkt ist. Beispielsweise muß der Vormagnetisierungsmagnet keineswegs eine zylindrische Form aufweisen, sondern kann jede beliebige Form aufweisen, vor ausgesetzt der Magnetfeldvektor wird ausgehend vom Zentrum des Magneten in Richtung des äußeren Randes hin erzeugt.
Gemäß der Ausführungsform der Erfindung, wie sie vorstehend ausführlich beschrieben worden ist, ist es möglich sowohl die Baugröße zu reduzieren als auch das Auftreten von Deformationen der Wellenform, die eine Änderung der Resistanz darstellt, zu verhindern. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es zusätzlich möglich, die Änderungsrate der Resistanz zu erhöhen. Gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Änderungsrate der Resistanz noch weiter erhöht. Gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung ist es möglich eine ausreichend große Änderungsrate der Resistanz zu erreichen, selbst wenn die Magneto-Resistanz-Elemente in ein wenig abweichenden Positionen angeordnet sind.
Desweiteren wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Betrag der Änderung bzw. die Änderungsrate der Resistanz erhöht.

Claims

Magnetfelddetektor mit: einem Vormagnetisierungsmagneten (2), der ein magnetisches Material in seiner magnetisierten Oberfläche aufweist, einem Detektionsobjekt (7) gegenüberliegt und ein Vormagnetisierungsfeld in Richtung auf das Detektionsobjekt erzeugt; und Magneto-Resistanz-Elementen (4, 5), die in dem Vormagnetisierungsfeld angeordnet sind, wobei eine Änderung der Resistanz der Magneto-Resistanz-Elemente aufgrund einer Änderung des von dem Vormagnetisierungsmagneten erzeugten und auf das Detektionsobjekt hin ausgerichteten Vormagnetisierungsfeldes erfolgt, wenn das Detektionsobjekt sich bewegt, und wobei die Magneto-Resistanz-Elemente parallel zu der magnetisierten Oberfläche des Vormagnetisierungsmagneten angeordnet sind, wobei die Magneto-Resistanz-Elemente (4, 5) in einem Muster angeordnet sind, das ein Zentrum aufweist, und der Vormagnetisierungsmagnet ein Zentrum aufweist, wobei das Zentrum des Musters gegenüber dem Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten versetzt ist; und wobei der Abstand zwischen dem Zentrum der Magneto-Resistanz-Elemente (4, 5) und dem Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten so ist, dass eine Magnetfeldstärke größer ist als eine Sättigungsmagnetfeldstärke der Magneto-Resistanz-Elemente (4, 5).
Magnetfelddetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magneto-Resistanz-Elemente derart angeordnet sind, daß sie bezüglich eines Komponentenvektors, der parallel zu der magnetisierten Oberfläche des Vormagnetisierungsmagneten ist, einen vorbestimmten Winkel definieren.
Magnetfelddetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu der magnetisierten Oberfläche parallele Komponentenvektor (B_x) von dem Mittelbereich zum äußeren Kantenbereich des Vormagnetisierungsmagneten gerichtet ist.
Magnetfelddetektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magneto-Resistanz-Elemente (4, 5) derart angeordnet sind, daß deren Längsachsen (C) bezüglich des zu der magnetisierten Oberfläche parallelen Komponentenvektors (B_x) einen Winkel von 45° einschließen.
Magnetfelddetektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Magneto-Resistanz-Elemente (4, 5) als Paar angeordnet sind.
Magnetfelddetektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magneto-Resistanz-Elemente (4, 5) derart in einem Muster angeordnet sind und/oder eine Figur bilden, daß deren lange und/oder längeren Achsen (C) bezüglich einer vorbestimmten Figurenachse (J) einen vorbestimmten Winkel definieren, jedoch in zueinander entgegengesetzter Richtung.
Magnetfelddetektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimte Winkel ungeführ 45° beträgt.
Magnetfelddetektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magneto-Resistanz-Elemente (4, 5) derart angeordnet sind, daß die Figurenachse (J) des Anordnungsmusters bezüglich der Richtung (L), in der sich das Detektionsobjekt (7) bewegt, einen vorbestimmten Winkel definiert.
Magnetfelddetektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Winkel im Bereich zwischen 30° und 150° oder im Bereich zwischen 210° und 330° liegt.
Magnetfelddetektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Winkel 90° oder 270° ist.
Magnetfelddetektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magneto-Resistanz-Elemente (4, 5) nahe dem äußeren Randbereich des Vormagnetisierungsmagneten (2) angeordnet sind.
Magnetfelddetektor nach Anspruch 1, wobei der Abstand zwischen dem Zentrum des Musters der Magneto-Resistanz-Elemente (4, 5) und dem Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten so ist, dass die magnetische Flussdichte eines Magnetfelddetektors, der parallel zu der magnetisierten Oberfläche und vom Zentrum des Vormagnetisierungsvektors zum Umfangsbereich des Vormagnetisierungsvektors gerichtet ist, außerhalb eines Bereichs von ± 10^–4 Tesla liegt.
Magnetfeldvektor nach Anspruch 1, wobei der Abstand zwischen dem Zentrum des Musters der Magneto-Resistanz-Elemente (4, 5) und dem Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten so ist, dass die magnetische Flussdichte eines Magnetfeldvektors, der senkrecht zu der magnetisierten Oberfläche orientiert ist, außerhalb eines Bereichs von ± 10^–4 Tesla liegt.
Magnetfeldvektor nach Anspruch 1, wobei der Vormagnetisierungsmagnet aus einem Material der seltenen Erden besteht und einen Durchmesser von 7 mm und eine Dicke von 4 mm aufweist, und wobei der Abstand zwischen dem Zentrum des Musters der Magnet-Resistanz-Elemente (4, 5) und dem Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten im Bereich zwischen 0,25 mm und 5 mm liegt.
Magnetfelddetektor mit: einem Vormagnetisierungsmagneten (2), der ein magnetisches Material in seiner magnetisierten Oberfläche aufweist, einem Detektionsobjekt (7) gegenüberliegt und ein Vormagnetisierungsfeld in Richtung auf das Detektionsobjekt erzeugt; und Magneto-Resistanz-Elementen (4, 5), die in dem Vormagnetisierungsfeld angeordnet sind, wobei eine Änderung der Resistanz der Magneto-Resistanz-Elemente aufgrund einer Änderung des von dem Vormagnetisierungsmagneten erzeugten und auf das Detektionsobjekt hin ausgerichteten Vormagnetisierungsfeldes erfolgt, wenn das Detektionsobjekt sich bewegt, wobei die Magneto-Resistanzelemente parallel zu der magnetisierten Oberfläche des Vormagnetisierungsmagneten angeordnet sind, wobei die Magneto-Resistanz-Elemente derart angeordnet sind, daß sie bezüglich eines Magnetfeldvektors, der parallel zu der magnetisierten Oberfläche in dem durch den Vormagnetisierungsmagneten bereitgestellten Vormagnetisierungsfeld ist und der auf die Außenrandseite oder zum Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten zeigt, einen vorbestimmten Winkel definieren, um dadurch hauptsächlich eine Änderung des Magnetfeldvektors zu detektieren, und wobei die Magneto-Resistanz-Elemente (4, 5) in einem Muster angeordnet sind, das ein Zentrum aufweist, und der Vormagnetisierungsmagnet ein Zentrum aufweist, wobei das Zentrum des Musters gegenüber dem Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten versetzt ist; und wobei der Abstand zwischen dem Zentrum der Magneto-Resistenz-Elemente (4, 5) und dem Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten so ist, dass eine Magnetfeldstärke größer ist als eine Sättigungsmagnetfeldstärke der Magneto-Resistanz-Elemente (4, 5).
Magnetfelddetektor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Winkel im Bereich zwischen 30° und 150° oder im Bereich zwischen 210° und 330° liegt.
Magnetfelddetektor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Winkel 90° oder 270° ist.
Magnetfelddetektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Magneto-Resistanz-Elemente (4, 5) nahe dem äußeren Randbereich des Vormagnetisierungsmagneten (2) angeordnet sind.
Magnetfelddetektor nach Anspruch 18, wobei der Abstand zwischen dem Zentrum des Musters der Magneto-Resistanz-Elemente (4, 5) und dem Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten so ist, dass die magnetische Flussdichte eines Magnetfelddetektors, der parallel zu der magnetisierten Oberfläche und vom Zentrum des Vormagnetisierungsvektors zum Umfangbereich des Vormagnetisierungsvektors gerichtet ist, außerhalb eines Bereichs von ± 10^–4 Tesla liegt.
Magnetfeldvektor nach Anspruch 18, wobei der Abstand zwischen dem Zentrum des Musters der Magneto-Resistanz-Elemente (4, 5) und dem Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten so ist, dass die magnetische Flussdichte eines Magnetfeldvektors, der senkrecht zu der magnetisierten Oberfläche orientiert ist, außerhalb eines Bereichs von ± 10^–4 Tesla liegt.
Magnetfeldvektor nach Anspruch 18, wobei der Vormagnetisierungsmagnet aus einem Material der seltenen Erden besteht und einen Durchmesser von 7 mm und eine Dicke von 4 mm aufweist, und wobei der Abstand zwischen dem Zentrum des Musters der Magnet-Resistanz-Elemente (4, 5) und dem Zentrum des Vormagnetisierungsmagneten im Bereich zwischen 0,25 mm und 5 mm liegt.