DE19802064A1 - Sensor magnet with magnetizing pattern with at least two different width switching sections between pole transitions - Google Patents

Abstract

Each switching section (1a,1b) of the sensor magnet (1) has a strongly reduced magnetisation in the middle between the pole transitions (2). The magnetisation in the region of the pole transition (2) is at its highest, and there as quickly as possible reverses in direction. The magnetisation in the region of the middle of the wider switching section (1b) nearly disappears, namely falling back below 10 per cent of the saturation magnetization.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensormagneten nach dem Oberbe­ griff des Anspruches 1 und bezieht sich ferner auf eine Ma­ gnetisierspule für dessen Magnetisierung.The invention relates to a sensor magnet according to the Oberbe handle of claim 1 and also relates to a Ma Magnetizing coil for its magnetization.

Zum Erfassen von Längen, Winkeln und Absolutpositionierungen werden in der Meß- und Automatisierungstechnik bisher vorwie­ gend optische Meßsysteme eingesetzt. Obwohl diese Meß-Systeme eine hohe Genauigkeit haben, erweisen sie sich unter rauhen Einsatzbedingungen als störanfällig. In letzter Zeit wird daher versucht, derartige Meßsysteme auf der Basis von Ma­ gnetfeld-Sensoren und mehrpolig magnetisierten Dauermagneten auszubilden. Die Kodierung der Sensormagnete erfolgt mittels eines aufgeprägten Nord-Süd-Pol-Musters auf einer oder mehre­ ren Spuren. Die Lage von Nord- und Südpolen kann mit einem oder mehreren digitalen Magnetfeld-Sensoren ausgewertet wer­ den. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß bei nicht symmetrisch magnetisierten Dauermagneten (breite und schmale Nord- bzw. Südpole als unmittelbare oder mittelbare Nachbarn) es zu einer Verschiebung der Feldstärke und der Steilheit der Flan­ ken der Induktionskurve in einem definierten Abstand (Lage des Sensors) im Bereich der Nord-Süd-Übergänge kommt.For recording lengths, angles and absolute positioning are so far in measurement and automation technology be used optical measuring systems. Although these measuring systems have a high accuracy, they turn out to be rough Operating conditions as prone to failure. Lately therefore tries to measure such systems based on Ma gnet field sensors and multi-pole magnetized permanent magnets to train. The sensor magnets are encoded using an embossed north-south pole pattern on one or more traces. The location of northern and southern Poland can be changed with one or several digital magnetic field sensors the. Practice has shown, however, that it is not symmetrical  magnetized permanent magnets (wide and narrow north or South Poles as immediate or indirect neighbors) a shift in the field strength and slope of the flan the induction curve at a defined distance (position of the sensor) in the area of the north-south transitions.

Erschwerend kommt hinzu, daß die zur Verwendung kommenden Magnetfeld-Sensoren eine Schalthysterese besitzen und damit auch eine gewisse Ungenauigkeit bei der Auswertung der Posi­ tion verursachen. Diese physikalischen Vorgänge haben einen direkten Einfluß auf die Genauigkeit und den Einsatz solcher Positioniersysteme.To make matters worse, the are used Magnetic field sensors have a switching hysteresis and thus also a certain inaccuracy when evaluating the posi cause. These physical processes have one direct influence on the accuracy and the use of such Positioning systems.

Aufgrund der Schalthysterese sollte diese Magnetisierung einen möglichst großen Feldgradienten in der Nähe der Schalt­ empfindlichkeit des Sensormagneten besitzen.This magnetization should occur due to the switching hysteresis the largest possible field gradient near the switching have sensitivity of the sensor magnet.

Ergänzend hierzu ist zu bemerken, daß in zunehmendem Maße Permanentmagnete in Kombination mit einem Sensorelement (z. B. Hallsensor, Feldplatte, GMR- bzw. GIANT MAGNETO RESI­ STANT-Sensor o. ä.) zur Positionserfassung eingesetzt werden. Hierbei kann eine lineare Verschiebung zwischen Magnet und Sensor oder aber auch eine Drehbewegung eines Magnetrotors bei stirnseitiger oder lateraler Magnetisierung erfaßt wer­ den.In addition to this, it should be noted that increasingly Permanent magnets in combination with a sensor element (e.g. Hall sensor, field plate, GMR or GIANT MAGNETO RESI STANT sensor or similar) can be used for position detection. Here, a linear displacement between the magnet and Sensor or a rotary movement of a magnetic rotor with frontal or lateral magnetization who is detected the.

Bei vielen Anwendungen werden hohe Anforderungen an die Ge­ nauigkeit der Lage des Polüberganges gestellt. Diese Über­ gangsschärfe wird im allgemeinen durch die Genauigkeit der Magnetisierspule bestimmt.In many applications, high demands are placed on the Ge accuracy of the position of the pole transition. This about gait sharpness is generally determined by the accuracy of the Magnetizing coil determined.

In einigen Fällen sind statt regelmäßiger Schaltmuster glei­ cher Polbreite unregelmäßige Schaltmuster gefordert, das heißt die Breite der Pole, über denen der Schaltzustand des Sensors definiert ein- oder ausgeschaltet ist, variiert von Pol zu Pol. Selbst bei beliebig exakter Magnetisierung wird hierbei durch die Gesetzmäßigkeit der Streufelder magneto­ statisch der Nulldurchgang der erfaßten Induktion zwischen den Polen gegenüber dem Magnetisierungswechsel verschoben. Die Verschiebung hängt unter anderem vom Meßabstand ab, so daß auch bei exakter Magnetisierung die Schaltpunkte gegen­ über ihrer idealen Lage verschoben sind. Die gleiche Proble­ matik tritt bei mehrspurigen Magnetisierungen auf, bei denen die Pole der Nachbarspuren den Nulldurchgang über einer Spur verschieben.In some cases, instead of regular switching patterns, they are the same irregular pole pattern required is the width of the poles over which the switching state of the Sensor defined on or off, varies from  Pole to pole. Even with any exact magnetization here by the regularity of the stray fields magneto statically the zero crossing of the detected induction between the poles shifted from the magnetization change. The shift depends, among other things, on the measuring distance, so that even with exact magnetization the switching points against are shifted above their ideal location. The same problem Matics occur with multi-track magnetizations, in which the poles of the neighboring tracks the zero crossing over a track move.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Magnetisierung des Sensormagneten bei der Entwicklung solcher Positioniersy­ steme so zu beeinflussen, daß diese Verschiebung sinnvoller­ weise am geringsten ist, und eine Magnetisierungsart zu ent­ wickeln, bei der die Streufeldwirkung breiter Pole nur ge­ ringfügig auf in der Nähe befindliche Polübergänge wirkt.The object of the invention is magnetization of the sensor magnet in the development of such a positioning system to influence systems so that this shift makes more sense wise is the least, and a type of magnetization wind, where the stray field effect of wide poles only ge has a slight effect on nearby pole transitions.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jeder Schaltbereich des Sensormagneten in der Mitte zwischen den Polübergängen eine stark reduzierte Magnetisierung auf­ weist und die Magnetisierung im Bereich der Polübergänge am höchsten ist und dort möglichst schnell in der Richtung um­ kehrt.According to the invention, this object is achieved in that each switching range of the sensor magnet in the middle between greatly reduced magnetization at the pole transitions points and the magnetization in the area of the pole transitions highest and there in the direction as quickly as possible returns.

Besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 gekennzeichnet, während der Anspruch 10 auf eine Magnetisierspule zum Magnetisieren von Sensorma­ gneten nach der Erfindung gerichtet ist.Particularly advantageous developments of the invention are in characterized claims 2 to 9, while the claim 10 on a magnetizing coil for magnetizing Sensorma gneten directed according to the invention.

Zur Detektion der erfindungsgemäßen Magnetisierung sind bipo­ lar schaltende Sensoren besonders geeignet, bei denen die Schaltzustände in Feldern entgegengesetzter Vorzeichen wech­ seln. Diese Sensoren haben eine Schalthysterese, die den Nulldurchgang überdeckt, das heißt der Schaltzustand des Sensors bleibt bei dem Rückgang des Feldes auf einen sogar kleinen Feldwert entgegengesetzten Vorzeichens erhalten.To detect the magnetization according to the invention, bipo Lar switching sensors are particularly suitable, in which the Switching states in fields of opposite signs change selen. These sensors have a switching hysteresis that the Zero crossing covered, that is, the switching state of the  Sensors stays with the decline in the field to one received small field value of opposite sign.

Ein weiterer Vorteil dieser Magnetisierung besteht auch dar­ in, daß zur Aufmagnetisierung der verwendeten Dauermagnete relativ einfache Spulen verwendet werden können, da Felder in der Größenordnung der Sättigungsfelder beim Magnetisierpuls nur im Bereich der Polübergänge benötigt werden. Die Strom­ leiter müssen damit den gesamten Polbereich nicht mehr zwangsläufig umschließen.Another advantage of this magnetization is that in that to magnetize the permanent magnets used relatively simple coils can be used because fields in the magnitude of the saturation fields in the magnetizing pulse are only required in the area of the pole transitions. The stream conductors no longer have to cover the entire pole area inevitably enclose.

Die magnetische Vorzugsrichtung des Magnetmaterials kann entweder in Bewegungsrichtung oder senkrecht zur Bewegungs­ richtung verlaufen. Solche Sensormagneten können auch mehr­ spurig ausgebildet sein und als Teil einer Schalteinheit in Kombination mit einem bipolaren Magnetfeldsensor eingesetzt werden.The preferred magnetic direction of the magnetic material can either in the direction of movement or perpendicular to the movement direction. Such sensor magnets can do more be formed lane and as part of a switching unit in Combination with a bipolar magnetic field sensor used become.

Eine Magnetisierspule zum Magnetisieren von derartigen Sen­ sormagneten zeichnet sich außerdem besonders dadurch aus, daß die Stromleiter der Magnetisierspule die Polbereiche nicht vollständig und eng umschließen.A magnetizing coil for magnetizing such Sen Sormagneten is also particularly characterized in that the current conductors of the magnetizing coil do not cover the pole areas enclose completely and tightly.

Als besonders vorteilhaft sowohl für die Magnetisierung als auch für die Abtastung solcher Sensormagnete hat es sich erwiesen, wenn die Magnetisierung des Sensormagneten inner­ halb der breiteren Schaltbereiche zwischen den Polübergängen auf weniger als 60% der absoluten Magnetisierung in der Nähe der Polübergänge zurückgeht. Die Magnetisierung kann dabei im Bereich der Mitte der breiteren Schaltbereiche nahezu ver­ schwinden und unter 10% der Sättigungsmagnetisierung zurück­ gehen. As particularly advantageous for both magnetization and it has also been used to scan such sensor magnets proven if the magnetization of the sensor magnet is internal half of the wider switching ranges between the pole transitions close to less than 60% of the absolute magnetization the pole transitions decrease. The magnetization can Area of the middle of the wider switching ranges almost ver dwindle and return below 10% of the saturation magnetization go.  

Solche Sensormagnete können vorteilhafterweise als Rotorma­ gnet mit stirnseitiger Magnetisierung oder auch als Rotorma­ gnet mit Magnetisierung am Außenumfang ausgebildet sein. Davon abweichende Ausgestaltungen kommen je nach Einsatz und Verwendungszweck ebenso in Frage.Such sensor magnets can advantageously be used as rotor dimensions gnet with frontal magnetization or as a rotor gnet be formed with magnetization on the outer circumference. Different configurations come depending on the application and Purpose also in question.

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden schematischen Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung zeigenThe invention is based on the accompanying schematic Drawings explained in more detail. Show in the drawing

Fig. 1 einen herkömmlich magnetisierten Sensormagneten mit vier entgegengerichteten Polen unterschiedlicher Breite und die darüber gemessene Induktion schema­ tisch sowie die resultierenden Schaltzustände eines bipolaren Sensors mit den entsprechenden Schalt­ schwellen, Fig. 1 shows a conventional magnetic sensor magnet with four opposing poles of different width and about measured induction schematically and the resulting swell switching states of a bipolar sensor with the corresponding switch,

Fig. 2 einen erfindungsgemäß magnetisierten Sensormagne­ ten, bei dem die Polübergänge durch drei Einzel­ leiter erzeugt wurden, Fig. 2 th a magnetic sensor according to the invention Magne, wherein the pole transitions generated by three single conductor,

Fig. 3 die Magnetisierungsart bei einem Sensormagneten, der in Verschiebungsrichtung eine anisotrope Aus­ richtung besitzt, bei gleicher Magnetisierung wie in Fig. 2, wobei die Empfindlichkeit des abgetaste­ ten Signals gegenüber Störfeldern verkleinert wird, Fig. 3 shows the magnetisation in a sensor magnet device in the direction of displacement from an anisotropic has, at the same magnetization as shown in Fig. 2, wherein the sensitivity of the abgetaste th signal is reduced in relation to interference fields

Fig. 4 einen entsprechenden Sensormagneten zu Fig. 2 und 3 bei Vorzugsrichtung senkrecht zur Oberfläche, wo­ durch die Schaltschärfe und -genauigkeit positiv beeinflußt wird, Fig. 4 is a corresponding sensor magnet to Fig. 2 and 3 in the preferred direction perpendicular to the surface where it is influenced by the switching sharpness and accuracy positive,

Fig. 5 den Stromweg zwischen Stromeingang und Stromausgang einer Spule zur 7-spurigen Aufzeichnung eines Digi­ talmusters zur Drehpositionserfassung einer Scheibe bei stirnseitiger Abtastung, Fig. 5 shows the current path between the current input and current output of a coil for 7-track recording of a Digi talmusters to the rotational position detection of a disk to the frontal scan,

Fig. 6 einen mit der Spule von Fig. 5 stirnseitig magne­ tisierten Rotormagneten und Fig. 6 with the coil of Fig. 5 front magnetized rotor magnets and

Fig. 7 einen am Umfang magnetisierten Rotomagneten mit zu­ geordneten bipolar schaltenden Sensoren, die als Hallsensor, Feldplatte oder GMR-Sensor ausgebildet sein können. Fig. 7 is a magnetized on the circumference with Rotomagneten into ordered bipolar switching sensors which can be designed as a Hall sensor, magnetoresistive sensor or GMR sensor.

Die in Fig. 1 bis 4 gezeigten Sensormagnete 1 haben Magneti­ sierungsmuster mit mindestens zwei verschieden breiten Schaltbereichen 1a, 1b zwischen den Polübergängen 2 auf einer oder mehreren Spuren zur Felderzeugung zur Abtastung in Ver­ bindung mit einem bipolar schaltenden Sensor.The sensor magnets 1 shown in FIGS . 1 to 4 have magnetization patterns with at least two switching regions 1 a, 1 b of different widths between the pole transitions 2 on one or more tracks for field generation for scanning in conjunction with a bipolar switching sensor.

Bei dem Sensormagneten 1 von Fig. 1 handelt es sich um einen herkömmlich magnetisierten Magneten mit vier Polen 3 entge­ gengerichteter Polarität 4, wobei über den vier Polen 3 die magnetische Flußdichte "B" in Verbindung mit dem Pegel "a" für das EIN-Schalten eines bipolaren Schalters und dem Pegel "b" für das AUS-Schalten eines solchen bipolaren Schalters aufgetragen ist. Die daraus resultierenden Schaltzustände EIN bzw. AUS sind darüber gezeigt, wobei besonders auffällt, daß die EIN- und AUS-Schaltpunkte E und A gegenüber dem Null­ durchgang an den Polübergängen 2 zwischen den verschieden breiten Schaltbereichen 1a, 1b mit entgegengerichteter Pola­ rität 4 mit einem Betrag X_A bzw. X_E vergleichsweise stark verschoben sind.In the sensor magnet 1 of FIG. 1 is a conventionally magnetized magnets of four poles 3 entge gengerichteter polarity 4, wherein on the four poles 3, the magnetic flux density "B" in connection with the level "a" for the turn-ON a bipolar switch and the level "b" for switching such a bipolar switch OFF. The resulting switching states ON and OFF are shown above, it being particularly noticeable that the ON and OFF switching points E and A with respect to the zero crossing at the pole transitions 2 between the differently wide switching ranges 1 a, 1 b with opposite polarity 4th are shifted comparatively strongly with an amount X _A or X _E.

Die Größe der Verschiebung X_A bzw. X_E hängt dabei unter ande­ rem auch vom Meßabstand ab, so daß auch bei exakter Magneti­ sierung die Schaltpunkte E und A zwischen den Polen 3 gegen­ über ihrer idealen Lage verschoben sind. Die gleiche Proble­ matik tritt bei mehrspurigen Magnetisierungen auf, bei denen die Pole der Nachbarspuren den Nulldurchgang über einer Spur verschieben.The size of the shift X _A or X _E depends, among other things, on the measuring distance, so that even with exact magnetization, the switching points E and A between the poles 3 are shifted relative to their ideal position. The same problem occurs with multi-track magnetizations, in which the poles of the neighboring tracks shift the zero crossing over a track.

Um die Verschiebung an den Polübergängen 2 möglichst gering zu halten, weist daher bei den Ausführungsbeispielen der Erfindung gemäß Fig. 2 bis 4 jeder Schaltbereich 1a, 1b des Sensormagneten 1 in der Mitte zwischen den Polübergängen 2 eine stark reduzierte Magnetisierung auf, so daß die Magneti­ sierung im Bereich der Polübergänge 2 am höchsten ist und dort möglichst schnell in der Richtung umkehrt.In order to keep the displacement at the pole transitions 2 as small as possible, each switching region 1 a, 1 b of the sensor magnet 1 in the middle between the pole transitions 2 has a greatly reduced magnetization in the exemplary embodiments of the invention according to FIGS. 2 to 4, so that the magnetization in the area of the pole transitions 2 is highest and there reverses as quickly as possible in the direction.

Als besonders vorteilhaft für eine möglichst hohe Schaltge­ nauigkeit hat es sich hierbei erwiesen, wenn die Magnetisie­ rung des Sensormagneten 1 innerhalb der breiteren Schaltbe­ reiche 1b zwischen den Polübergängen 2 auf weniger als 60% der absoluten Magnetisierung in der Nähe der Polübergänge zurückgeht.It has been found to be particularly advantageous for the highest possible switching accuracy if the magnetization of the sensor magnet 1 within the wider switching areas 1 b between the pole transitions 2 goes back to less than 60% of the absolute magnetization in the vicinity of the pole transitions.

Die Magnetisierung kann dabei auch im Bereich der Mitte der breiteren Schaltbereiche 1b nahezu verschwinden und unter 10% der Sättigungsmagnetisierung zurückgehen.The magnetization can also almost disappear in the area of the middle of the wider switching ranges 1 b and decrease below 10% of the saturation magnetization.

Solche Voraussetzungen sind bei den erfindungsgemäß magneti­ sierten Sensormagneten von Fig. 2 bis 4 gegeben.Such prerequisites are given in the magnetized sensors according to the invention from FIGS . 2 to 4.

Bei dem Sensormagneten 1 von Fig. 2 wurden die Polübergänge 2 mit den dort gezeigten Magnetisierungsrichtungen 4a durch drei Einzelleiter erzeugt. Die magnetische Flußdichte "B" liegt im mittleren Teil zwischen den Polübergängen 2 dicht oberhalb des Nulldurchganges zwischen den beiden Pegeln "a" und "b" für das EIN- und das AUS-Schalten eines bipolaren Schalters und steigt erst in unmittelbarer Nähe der Polüber­ gänge 2 über die betreffenden Pegel an, so daß die EIN- und AUS-Schaltpunkte E und A des bipolaren Schalters stets in einem gleichbleibend geringen Abstand X_a, X_e, gegenüber den Polübergängen 2 verschoben sind.In the sensor magnet 1 of FIG. 2, the pole transitions 2 were produced having the compositions shown there magnetization directions 4a by three single conductor. The magnetic flux density "B" lies in the middle part between the pole transitions 2 just above the zero crossing between the two levels "a" and "b" for the ON and OFF switching of a bipolar switch and only increases in the immediate vicinity of the pole transitions 2 on the relevant level, so that the ON and OFF switching points E and A of the bipolar switch are always shifted at a constant small distance X _a , X _e , with respect to the pole transitions 2 .

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 liegen praktisch die gleichen Voraussetzungen wie bei dem Sensormagneten 1 von Fig. 2 vor, nur daß bei diesem zweiten Sensormagneten 1 die magnetische Vorzugsrichtung des Magnetmaterials in Bewegungs­ richtung liegt und in Verschiebungsrichtung eine anisotrope Ausrichtung besitzt. Die Empfindlichkeit des abgetasteten Si­ gnals gegenüber Störfeldern wird hierdurch verkleinert.In the embodiment of Fig. 3 there are practically the same requirements as in the sensor magnet 1 of Fig. 2, except that with this second sensor magnet 1 the magnetic preferred direction of the magnetic material is in the direction of movement and has an anisotropic orientation in the direction of displacement. This reduces the sensitivity of the scanned signal to interference fields.

Auch bei dieser Magnetisierungsart bewegt sich die magneti­ sche Flußdichte "B" im mittleren Teil der verschieden breiten Schaltbereiche 1a, 1b in unmittelbarer Nähe des Nulldurch­ ganges zwischen den Pegeln "a" und "b" für das EIN- und das AUS-Schalten eines bipolaren Schalters, um an den stark ma­ gnetisierten Polübergängen 2 plötzlich anzusteigen und dort möglichst schnell in der Richtung umzukehren, was eine nur sehr geringe Verschiebung der Schaltpunkte E und A des bipo­ laren Schalters gegenüber den Polübergängen 2 zur Folge hat.Even with this type of magnetization, the magnetic flux density "B" in the middle part of the differently wide switching ranges 1 a, 1 b in the immediate vicinity of the zero crossing between the levels "a" and "b" for switching ON and OFF a bipolar switch to suddenly rise at the strongly magnetized pole transitions 2 and reverse there as quickly as possible in the direction, which has only a very slight shift in the switching points E and A of the bipolar switch relative to the pole transitions 2 .

Dies gilt entsprechend auch für die in Fig. 4 gezeigte dritte Magnetisierungsart eines solchen Sensormagneten 1 mit unter­ schiedlich breiten Schaltbereichen 1a, 1b und einer nur sehr geringen Magnetisierung im mittleren Teil zwischen den Pol­ übergängen 2. Dieser Sensormagnet 1 hat eine Magnetisierung des Magnetmaterials mit Vorzugsrichtung 4c senkrecht zur Bewegungsrichtung in unmittelbarer Nähe der Polübergänge 2. Hierdurch wird die Schaltschärfe und -genauigkeit eines bipo­ lar schaltenden Sensors, wie z. B. eines Hallsensors, einer Feldplatte, eines GMR-Sensors oder dergleichen, ebenfalls positiv beeinflußt, wie der Verlauf der magnetischen Fluß­ dichte "B" in Fig. 4 und die darüber gezeigte Kurve für die Schaltpunkte EIN und AUS bzw. E und A eines derartigen Schal­ ters oder Sensors erkennen lassen. Solche Sensormagnete kön­ nen mehrspurig ausgebildet sein.This also applies correspondingly to the third type of magnetization of such a sensor magnet 1 shown in FIG. 4 with switching regions 1 a, 1 b having different widths and only a very slight magnetization in the middle part between the pole transitions 2 . This sensor magnet 1 has a magnetization of the magnetic material with a preferred direction 4 c perpendicular to the direction of movement in the immediate vicinity of the pole transitions 2 . As a result, the switching sharpness and accuracy of a bipolar switching sensor, such as. B. a Hall sensor, a field plate, a GMR sensor or the like, also positively influenced, such as the course of the magnetic flux density "B" in Fig. 4 and the curve shown above for the switching points ON and OFF or E and A one such scarf age or sensor can be recognized. Such sensor magnets can be designed with multiple tracks.

In Fig. 5 ist der Stromweg 5 zwischen Stromeingang 5a und Stromausgang 5b einer Spule 6 zur siebenspurigen Aufzeichnung eines Digitalmusters zur Drehpositionserfassung einer Scheibe bei stirnseitiger Abtastung gezeigt. Die Wicklung der Spule 6 ist dabei so angeordnet, daß sich bei der stirnseitigen Magnetisierung eines Rotormagneten 10, wie in Fig. 6 gezeigt, eine abwechselnde Aufeinanderfolge von NORD- und SÜD-Polen N und S ergibt, die im äußeren Teil dicht gedrängt unmittelbar nebeneinander aufeinanderfolgen und zur Mitte hin in der Größe zu- und in der Anzahl entsprechend abnehmen, so daß schließlich im Mittelteil nur noch jeweils zwei NORD- und zwei SÜD-Pole N und S einander diametral und jeweils um 180° gegeneinander versetzt gegenüberliegen, wobei an allen NORD- und SÜD-Polen unterschiedlicher Breite jeweils der mittlere Teil zwischen den Polübergängen sehr gering magnetisiert und die Magnetisierung im Bereich der Polübergänge am höchsten ist und dort, wie bei den Ausführungsbeispielen von Fig. 2 bis 4 gezeigt, möglichst schnell in der Richtung umkehrt. Zur besseren Übersichtlichkeit sind bei dem Rotormagneten 10 von Fig. 6 die NORD- und SÜD-Pole N und S nur im rechten oberen Quadranten vollständig und in den restlichen Quadranten nur teilweise eingetragen.In Fig. 5, the current path 5 is formed between the current input and current output 5 a 5 b a coil 6 for siebenspurigen recording a digital pattern for detecting rotational position of a disc to the frontal scan shown. The winding of the coil 6 is arranged in such a way that, when the rotor magnet 10 is magnetized on the end face, as shown in FIG. 6, there is an alternating sequence of NORTH and SOUTH poles N and S, which in the outer part are densely packed directly next to one another follow each other and increase in size towards the center and decrease in number accordingly, so that finally in the middle part only two NORTH and two SOUTH poles N and S are diametrically opposed to each other and offset by 180 °, with all NORTH and SOUTH poles of different widths, the middle part between the pole transitions is very slightly magnetized and the magnetization is highest in the area of the pole transitions and, as shown in the exemplary embodiments of FIGS . 2 to 4, reverses in the direction as quickly as possible. For better clarity, the north and south poles N and S of the rotor magnet 10 of FIG. 6 are only entered completely in the upper right quadrant and only partially in the remaining quadrants.

Diese Magnetisierungsart an einem derartigen Rotormagneten mit stirnseitiger Magnetisierung ist in Fig. 7 in einer ge­ genüber Fig. 6 vergrößerten Darstellung gezeigt. Dabei kenn­ zeichnet die strichpunktierte Linie 7a jeweils den randseiti­ gen Bereich der maximalen Flußdichte an den NORD-Polen und die gestrichelte Linie 7b den Bereich der maximalen Flußdich­ te an den SÜD-Polen. Die Stromleiter der Magnetisierspule von Fig. 5 sind für diese Magnetisierungsart so angeordnet, daß sie die Polbereiche N und S an dem zu magnetisierenden schei­ benförmigen oder zylindrischen Sensormagneten nicht vollstän­ dig und eng umschließen. Dies kann leicht festgestellt wer­ den, indem die Darstellung der Magnetisierspule 6 von Fig. 5 mit dem Rotormagneten 10 von Fig. 6 zur Deckung gebracht wird.This type of magnetization on such a rotor magnet with end-side magnetization is shown in FIG. 7 in an enlarged view compared to FIG. 6. The dash-dotted line 7 a characterizes the edge-side region of the maximum flux density at the NORD poles and the dashed line 7 b the region of the maximum flux density at the SOUTH poles. The current conductors of the magnetizing coil of FIG. 5 are arranged for this magnetisation so that it does not enclose the pole regions N and S of the failed to be magnetized benförmigen or cylindrical sensor magnet completeness, dig and narrow. This can be easily ascertained by making the representation of the magnetizing coil 6 of FIG. 5 coincide with the rotor magnet 10 of FIG. 6.

Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel von Fig. 8 handelt es sich um einen am Außenumfang magnetisierten Rotormagneten 11 mit mit einer Vielzahl von Schaltbereichen unterschiedlicher Breite und diesen zugeordneten bipolar schaltenden Sensoren 12, die entweder als Hallsensor, Feldplatte, GMR-Sensor oder ähnlich ausgebildet sein können.In the further embodiment of Fig. 8 is a magnetized at the outer peripheral rotor magnet 11 can be formed with a plurality of shift ranges different widths and their associated bipolar switching sensors 12 that are either similar to the Hall sensor, magnetoresistive sensor, GMR sensor, or.

Auch hierbei haben die NORD- und die SÜD-Pole eine ähnliche Abfolge und unterschiedlicher Breiten wie bei der stirnseiti­ gen Magnetisierungsart des Rotormagneten 10 von Fig. 7. Die strichpunktierten Linien 7a zeigen die Bereiche der maximalen magnetischen Flußdichte der NORD-Pole an den Polübergängen und die gestrichelten Linien 7b den Bereich der maximalen Flußdichte der Südpole jeweils in unmittelbarer Nähe der Polübergänge.Here, too, the NORD and SÜD poles have a similar sequence and different widths as for the type of magnetization of the rotor magnet 10 from FIG. 7, the dash-dotted lines 7 a show the areas of the maximum magnetic flux density of the NORD poles at the pole transitions and the dotted lines 7 b to the region of maximum flux density of the south poles respectively in the immediate vicinity of the pole transitions.

Neben dem am Außenumfang mangetisierten Sensormagneten 1 be­ finden sich mehrere bipolar schaltende Magnetfeld-Sensoren 12 zur Abtastung der unterschiedlich breiten Schaltbereiche des Sensormagneten mit der stark reduzierten Magnetisierung in der Mitte jedes Schaltbereiches zwischen den randseitigen Magnetisierungen 7a, 7b, die im Bereich der Polübergänge und damit nur in sehr engen, schmalen Bereichen am höchsten ist und dort möglichst schnell in der Richtung umkehrt. Die Ma­ gnetfeld-Sensoren 12 können, wie schon oben erwähnt, jeweils wahlweise Hallsensoren, Feldplatten, GMR-Sensoren oder ähn­ liche Bauelemente sein.In addition to the sensor magnet 1 , which is mangled on the outer circumference, there are several bipolar switching magnetic field sensors 12 for scanning the differently wide switching ranges of the sensor magnet with the greatly reduced magnetization in the middle of each switching range between the edge-side magnetizations 7 a, 7 b, which are in the area of the pole transitions and is therefore highest only in very narrow, narrow areas and reverses in the direction as quickly as possible. As already mentioned above, the magnetic field sensors 12 can each be either Hall sensors, field plates, GMR sensors or similar components.

BezugszeichenlisteReference list

11

Sensormagnet
Sensor magnet

11

aSchaltbereich
Switching area

11

bSchaltbereich
b Switching area

22nd

Polübergänge
Pole transitions

33rd

Pole
Pole

44th

Polarität
polarity

44th

aMagnetisierungsrichtung
aMagnetization direction

44th

bmagnetische Vorzugsrichtung
Magnetic preferred direction

44th

cmagnetische Vorzugsrichtung
cmagnetic preferred direction

55

Stromweg
Current path

55

aStromeingang
aPower input

55

bStromausgang
b Power output

66

Magnetisierspule
Magnetizing coil

77

astrichpunktierte Linie = Bereich der maximalen Flußdichte an den NORD-Polen
dash-dotted line = area of maximum flux density at the NORTH poles

77

bgestrichelte Linie = Bereich der maximalen Flußdichte an den SÜD-Polen
dashed line = area of maximum flux density at the SOUTH poles

1010th

Rotormagnet
Rotor magnet

1111

Rotormagnet
Rotor magnet

1212th

bipolare Magnetfeld-Sensoren
Bmagnetische Flußdichte
"a"Pegel für das EIN-Schalten eines bipolaren Schalters
"b"Pegel für das AUS-Schalten eines bipolaren Schalters
EEIN-Schaltpunkt
AAUS-Schaltpunkt
X_A bipolar magnetic field sensors
Magnetic flux density
"a" level for turning a bipolar switch ON
"b" level for switching a bipolar switch OFF
ON switching point
AAUS switching point
X _A

Betrag einer Verschiebung des AUS-Schaltpunktes
X_E Amount of a shift in the OFF switching point
X _E

Betrag einer Verschiebung des EIN-Schaltpunktes
NNordpol
SSüdpol
Amount of a shift of the ON switching point
North Pole
South Pole

Claims (10)

1. Sensormagnet mit Magnetisierungsmuster mit mindestens zwei verschieden breiten Schaltbereichen zwischen den Polübergängen auf einer oder mehreren Spuren zur Feld­ erzeugung zur Abtastung in Verbindung mit einem bipolar schaltenden Sensor, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schaltbereich (1a, 1b) des Sensormagneten (1) in der Mitte zwischen den Polübergängen (2) eine stark redu­ zierte Magnetisierung aufweist und die Magnetisierung im Bereich der Polübergänge (2) am höchsten ist und dort möglichst schnell in der Richtung umkehrt.1. Sensor magnet with magnetization pattern with at least two switching ranges of different widths between the pole transitions on one or more tracks for field generation for scanning in conjunction with a bipolar switching sensor, characterized in that each switching range ( 1 a, 1 b) of the sensor magnet ( 1 ) has a strongly reduced magnetization in the middle between the pole transitions ( 2 ) and the magnetization is highest in the region of the pole transitions ( 2 ) and reverses in the direction as quickly as possible. 2. Sensormagnet nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Magnetisierung des Sensormagneten (1) innerhalb der breiteren Schaltberei­ che (1b) zwischen den Polübergängen (2) auf weniger als 60% der absoluten Magnetisierung in der Nähe der Pol­ übergänge (2) zurückgeht. 2. Sensor magnet according to claim 1, characterized in that the magnetization of the sensor magnet ( 1 ) within the wider switching ranges ( 1 b) between the pole transitions ( 2 ) to less than 60% of the absolute magnetization in the vicinity of the pole transitions ( 2 ) goes back. 3. Sensormagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierung im Bereich der Mitte der breiteren Schaltbereiche (1b) nahezu verschwindet, das heißt unter 10% der Sättigungsmagnetisierung zurückgeht.3. Sensor magnet according to claim 1 or 2, characterized in that the magnetization in the region of the middle of the wider switching ranges ( 1 b) almost disappears, that is to say below 10% of the saturation magnetization. 4. Sensormagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß er als Rotormagnet (10) mit stirnseitiger Magnetisierung ausge­ bildet ist.4. Sensor magnet according to one of claims 1 to 3, characterized in that it is formed as a rotor magnet ( 10 ) with end-side magnetization. 5. Sensormagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß er als Rotormagnet (11) mit Magnetisierung am Außenumfang aus­ gebildet ist.5. Sensor magnet according to one of claims 1 to 3, characterized in that it is formed as a rotor magnet ( 11 ) with magnetization on the outer circumference. 6. Sensormagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die magnetische Vorzugsrichtung (4b) des Magnetmaterials in Bewegungsrichtung verläuft.6. Sensor magnet according to one of claims 1 to 5, characterized in that the magnetic preferred direction ( 4 b) of the magnetic material extends in the direction of movement. 7. Sensormagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die magne­ tische Vorzugsrichtung (4c) des Magnetmaterials senk­ recht zur Bewegungsrichtung verläuft.7. Sensor magnet according to one of claims 1 to 5, characterized in that the magnetic preferred direction ( 4 c) of the magnetic material extends perpendicular to the direction of movement. 8. Sensormagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß er mehr­ spurig ausgebildet ist.8. Sensor magnet according to one of claims 1 to 7, there characterized by being more is formed lane. 9. Sensormagnet nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß er Teil einer Schalteinheit in Kombination mit einem bipolaren Magnetfeldsensor (12) ist. 9. Sensor magnet according to one of claims 1 to 8, characterized in that it is part of a switching unit in combination with a bipolar magnetic field sensor ( 12 ). 10. Magnetisierspule zum Magnetisieren eines Sensormagneten nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromleiter (Stromweg 5) der Magnetisierspule (6) die Polbereiche (N und S) nicht vollständig und eng umschließen.10. magnetizing coil for magnetizing a sensor magnet according to one of claims 1 to 9, characterized in that the current conductors (current path 5 ) of the magnetizing coil ( 6 ) do not completely and closely enclose the pole areas (N and S).