WO2024088529A1 - Messanordnung - Google Patents

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WO2024088529A1
WO2024088529A1 PCT/EP2022/079918 EP2022079918W WO2024088529A1 WO 2024088529 A1 WO2024088529 A1 WO 2024088529A1 EP 2022079918 W EP2022079918 W EP 2022079918W WO 2024088529 A1 WO2024088529 A1 WO 2024088529A1
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WO
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sensor
connection
magnetoresistive
wiegand
measuring
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/079918
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English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias LANSING
Original Assignee
Fraba B.V.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraba B.V. filed Critical Fraba B.V.
Priority to PCT/EP2022/079918 priority Critical patent/WO2024088529A1/de
Publication of WO2024088529A1 publication Critical patent/WO2024088529A1/de

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields

Definitions

  • the invention relates to a measuring arrangement with an object that can be rotated or moved in translation about an axis of rotation and a measuring system for detecting an object movement, the measuring system comprising: an excitation unit that is connected to the object in a rotationally fixed manner and has at least one permanent magnetic excitation magnet, a Wiegand sensor that interacts with a magnetic field of the excitation magnet, a magnetoresistive sensor unit that interacts with the magnetic field of the excitation magnet and is arranged offset and/or rotated to the Wiegand sensor, wherein the magnetoresistive sensor unit has a voltage divider with a first connection and a second connection for feeding the voltage divider, at least one magnetoresistive element and a measuring point.
  • Such measuring arrangements are used in the form of a rotation angle measuring arrangement to detect rotational movements of an object, i.e. a shaft rotating about a rotation axis, whereby rotation angle measuring systems are often also referred to as angle measuring devices, rotation angle sensors or rotary encoders.
  • Such rotation angle measuring arrangements are used in particular for controlling and monitoring electric motors, in particular servo motors, in machines, systems or vehicles.
  • Such a rotation angle measuring arrangement is disclosed, for example, in WO 2020/015834 Al, whereby the rotation angle measuring arrangement comprises a shaft rotating about a rotation axis with four excitation magnets attached to it, a Wiegand sensor and another sensor for determining the Direction of rotation of the shaft.
  • the excitation magnets are attached to a plate-like carrier element which is firmly connected to the rotating shaft and rotate along a circular path.
  • the Wiegand sensor and the further sensor are arranged together on a rigidly arranged carrier element.
  • the further sensor is arranged offset to the Wiegand sensor and is designed as a Hall sensor.
  • DE 10 2012 008 888 A1 also discloses a rotation angle measuring arrangement with a Wiegand sensor and a further sensor, wherein the further sensor is designed as a magnetoresistive sensor.
  • the rotation angle measuring arrangement has a bipolar excitation magnet which is arranged on an end face of a rotating shaft and rotates together with the shaft about an axis of rotation. In the design of DE 10 2012 008 888 A1, both sensors are aligned, i.e. not offset from one another and not twisted from one another.
  • the voltage pulses of the Wiegand sensor and the sensor signal of the magnetoresistive sensor unit are usually evaluated in a control unit.
  • the sensor signal of the magnetoresistive sensor unit is compared with zero at the rotation positions at which a voltage pulse of the Wiegand sensor with a corresponding polarity occurs, i.e. it is determined whether the sensor signal has a negative sensor value or a positive sensor value.
  • the shaft rotates in a first direction of rotation, for example clockwise. Otherwise, the shaft rotates in a second direction of rotation, i.e.
  • the voltage pulses of the Wiegand sensor and the sensor signal of the magnetoresistive sensor unit are also evaluated in a control unit and the direction of movement of the translationally moved object is determined using the principle described for the rotating shaft.
  • the sensor signal of the magnetoresistive sensor unit is compressed, distorted and/or shifted to such an extent that the problem arises that the sensor signal of the magnetoresistive sensor unit is close to zero in one direction or rotational direction in the range of a voltage pulse of the Wiegand sensor. If this occurs, it is no longer possible to reliably determine whether the sensor signal of the magnetoresistive sensor unit has a negative or positive sensor value.
  • the sensor signal of the magnetoresistive sensor unit could be compressed, distorted and/or shifted to such an extent that, with a rotating shaft, two voltage pulses of the Wiegand sensor with the same polarity, caused by rotation in different directions, are present in the same range, i.e. both in the negative range or the positive range, and only differ depending on the direction of rotation.
  • the direction of rotation of the rotating shaft in this position or in these positions can no longer be determined in the simple manner explained above. Determining the direction of rotation, ie evaluating the signal, is then only possible using a considerably more complex method.
  • a similar problem also arises with an object that moves in a translational manner. The task therefore arises of providing a measuring arrangement with an arrangement of the magnetoresistive sensor unit offset and/or rotated relative to the Wiegand sensor, with which the signal evaluation of the sensors can be carried out with relatively little effort.
  • the measuring arrangement comprises an excitation unit with at least one excitation magnet for generating an excitation magnetic field.
  • the permanent magnetic excitation magnet is typically attached to a rotatable shaft in such a way that the alternating excitation magnetic field is generated by a rotary movement of the shaft.
  • the excitation magnet can also be attached to a translationally movable object that moves linearly back and forth, for example.
  • the movement of the permanent magnetic excitation magnet generates an alternating excitation magnetic field, i.e. an excitation magnetic field in which the polarity is continuously reversed, i.e. the (effective) direction of the field lines continuously changes over time.
  • the measuring arrangement comprises a Wiegand sensor with a pulse wire - also referred to as a Wiegand wire - and a coil arrangement that radially surrounds the pulse wire.
  • the magnetization direction of the pulse wire suddenly changes under the influence of an external magnetic field as soon as a specific trigger field strength is exceeded.
  • the Wiegand wire retains its magnetic polarity up to a certain point and flips to the opposite polarity when exposed to a reversed external magnetic field. This generates a short voltage pulse with a defined electrical energy in the coil arrangement.
  • the measuring arrangement according to the invention further comprises a magnetoresistive sensor unit, preferably a TMR or GMR sensor, and serves to continuously detect the magnetic field of the excitation magnet.
  • Magnetoresistive sensors are based on the magnetoresistive effect, whereby the electrical resistance of a material changes when an external magnetic field is applied. The change in the electrical resistance is used to measure the external magnetic field.
  • the magnetoresistive sensor unit comprises a voltage divider with a first connection and a second connection for supplying the voltage divider, at least one magnetoresistive element and a measuring point.
  • the sensor signal results from the measured value at the measuring point.
  • an additional electrical resistor is electrically connected to the measuring point, wherein the additional resistor can be electrically connected via a switching unit either to a third connection with a third voltage level or to a fourth connection with a fourth voltage level, and wherein the switching unit is electrically connected to the Wiegand sensor, evaluates the voltage pulses of the Wiegand sensor and is designed such that switching between the third connection and the fourth connection takes place depending on the polarity of the voltage pulses of the Wiegand sensor.
  • the additional resistor can be used to shift the sensor signal of the magnetoresistive sensor unit in a defined manner so that the sensor signal has either a positive sensor value or a negative sensor value when the Wiegand sensor receives a voltage pulse, meaning that the direction of the object, for example the direction of rotation of a shaft, can be determined reliably and with little effort.
  • the additional resistor is a two-pole passive electrical component and implements an ohmic resistance in electrical and electronic circuits.
  • the course of the sensor signal can be shifted either in one direction or the other by the switching unit, i.e. by optionally connecting the additional resistor to the third or fourth connection.
  • the third connection is electrically connected to the first connection and the fourth connection to the second connection, so that the switching is carried out by the switching unit between the first connection and the second connection.
  • the switching unit By operating the switching unit depending on the polarity of the voltage pulse of the Wiegand sensor, it can be ensured that in the movement areas, i.e. in the case of a rotating shaft in the rotation angle ranges in which there is a voltage pulse of the Wiegand sensor with the same polarity, the sensor signal of the magnetoresistive sensor unit has a polarity that is opposite to each other. Based on this, the direction of movement of the object can be determined, since the voltage pulses of the Wiegand sensor with the same polarity can be differentiated from each other.
  • a first voltage divider and a second voltage divider are provided, which together form a bridge circuit with two bridge branches connected in parallel, where each bridge branch has two magnetoresistive elements connected in series and a measuring point arranged between the two magnetoresistive elements, where one of the two measuring points is electrically connected to an additional resistor.
  • the sensor signal results from the calculation of the measured values at the two measuring points.
  • the measuring signals are fed to a comparator, for example, and the sensor signal is calculated.
  • a single voltage divider which has the magnetoresistive element and a resistor with a fixed resistance value, wherein the magnetoresistive element and the resistor are connected in series.
  • the measuring point is arranged between the magnetoresistive element and the resistor.
  • a voltage pulse of the Wiegand sensor caused in a first direction of the rotating or translationally moving object at a first position and a voltage pulse of the Wiegand sensor caused in a second direction of the rotating or translationally moving object at a second position have the same polarity, wherein the sensor signal of the magnetoresistive sensor unit has a negative value at the first position and a positive value at the second position.
  • a comparator electrically connected to the two measuring points of the bridge circuit outputs a sensor signal of the magnetoresistive sensor unit, wherein it is evaluated whether the sensor signal has a positive or a negative sensor value.
  • the voltage pulse of the Wiegand sensor caused by the direction opposite to the rotating or translationally moving object has the same polarity at a second position, whereby at the first position the measured value of the measuring point is greater than a predefined voltage value and at the second position the measured value of the measuring point is less than the predefined voltage value.
  • the predefined voltage value is, for example, 50% of the supply voltage present at the first connection. In this case, only the value at the measuring point is compared with a predefined voltage value. In contrast to the first variant, it is not the sensor signal that is considered, but the values at the measuring point of the voltage divider.
  • Both alternatives are used to differentiate the direction of voltage pulses from the Wiegand sensor with the same polarity, whereby on the one hand the sensor signal from the magnetoresistive sensor unit is compared with zero, i.e. it is determined whether the sensor signal has a negative sensor value or a positive sensor value, and on the other hand the measured value at the measuring point is compared with a predefined voltage value.
  • the sensor signal from the magnetoresistive sensor unit is compared with zero, i.e. it is determined whether the sensor signal has a negative sensor value or a positive sensor value, and on the other hand the measured value at the measuring point is compared with a predefined voltage value.
  • Figure 1 shows an embodiment of a measuring arrangement according to the invention in cross section
  • Figure 2 shows a schematic representation of a bridge circuit and the switching unit of the measuring arrangement from Figure 1
  • Figure 3 shows a curve of the sensor signals of a Wiegand sensor and a magnetoresistive sensor unit of the measuring arrangement from Figure 1
  • Figure 4 shows a schematic representation of a voltage divider and the switching unit of the measuring arrangement from Figure 1.
  • Figure 1 shows a measuring arrangement 8 designed as a rotation angle measuring arrangement with a rotating shaft 12, which forms the rotating object, and a measuring system 10 designed as a rotation angle measuring system for detecting the rotational movement of the rotating shaft 12.
  • the shaft 12 is a hollow shaft that extends essentially in the axial direction and is driven by a drive motor 14 with a static motor housing 16.
  • the measuring system 10 comprises a rotor unit 18, a stator unit 20 and a magnetic shielding arrangement 22.
  • the rotor unit 18 has a rotor plate 24 which radially surrounds the shaft 12 and is attached directly to the shaft 12. The rotor unit 18 is thus connected to the shaft 12 in a rotationally fixed manner.
  • An excitation unit 25 is arranged on the rotor plate 24, which has four excitation magnets 26 which are evenly distributed along the circumference of the rotor plate 24 and which rotate along a circular path when the shaft 12 rotates. Only two of the four excitation magnets are shown in Figure 1.
  • the stator unit 20 has a stator board 32 which radially surrounds the shaft 12.
  • a sensor device 34 is arranged on the stator board 32, which has a Wiegand sensor 36 and an integrated circuit with an evaluation unit and a magnetoresistive sensor unit 40.
  • the integrated circuit further comprises a control logic (not shown in detail) and a Energy management, which enables energy-autonomous operation of the sensor device 34 via the electrical energy obtained from the Wiegand sensor 36.
  • the evaluation unit is also connected in terms of signal technology to a non-volatile data memory (not shown in detail), in which a revolution count value is stored and read out by the evaluation unit.
  • the sensor device 34 is positioned radially such that the Wiegand sensor 36 and the magnetoresistive sensor unit 40 detect the magnetic fields of the excitation magnets 26 when the shaft 12 rotates, which rotate with the shaft 12 and are thus guided past the Wiegand sensor 36 and the magnetoresistive sensor unit 40.
  • the Wiegand sensor 36 has a Wiegand wire 42 and a coil arrangement 44 that radially surrounds the Wiegand wire.
  • the magnetization direction of the Wiegand wire 42 suddenly changes under the influence of an external magnetic field as soon as a specific trigger field strength is exceeded.
  • the Wiegand wire 42 retains its magnetic polarity up to a certain point and changes to the opposite polarity when it is exposed to a reversed external magnetic field. This generates a short voltage pulse with a defined electrical energy in the coil arrangement 44.
  • the polarity of the voltage pulse of the coil arrangement 44 depends on the direction in which the Wiegand wire 42 changes.
  • the magnetoresistive sensor unit 40 is offset in the circumferential direction and thus rotated in accordance with the angular offset to the Wiegand sensor 36 and is based on the magnetoresistive effect, whereby the electrical resistance of a material changes by applying an external magnetic field. The change in the electrical resistance is used to measure the external magnetic field.
  • the magnetoresistive sensor unit 40 comprises, as shown in Figure 2, two voltage dividers 46, 48 forming a bridge circuit 50, a first connection 52 to which the supply voltage is applied, and a second connection 54 to which the ground is applied, for feeding the bridge circuit 50.
  • the bridge circuit 50 comprises two bridge branches 56, 58 connected in parallel, wherein each bridge branch 56, 58 has two magnetoresistive elements 60, 62, 64, 66 connected in series and a measuring point 70, 72 arranged between the two magnetoresistive elements 60, 62, 64, 66.
  • the measuring points 70, 72 are electrically connected to a comparator, wherein the measuring point values of the two measuring points 70, 72 are calculated to form a sensor signal of the magnetoresistive sensor unit.
  • an additional resistor 82 is electrically connected to one of the two measuring points 70.
  • the additional resistor 82 is also electrically connected to a switching unit 84, by means of which the additional resistor 82 can be electrically connected optionally to a third connection 86 or a fourth connection 88.
  • the third connection 86 is electrically connected to the first connection 52 and the fourth connection 88 is electrically connected to the second connection 54, so that the supply voltage is present at the third connection 86 and the ground is present at the fourth connection 88.
  • the additional resistor 82 is thereby connected in parallel either to one magnetoresistive element 60 of the first bridge branch 56 or to the other magnetoresistive element 62 of the first bridge branch 56.
  • the switching unit 84 is electrically connected to the Wiegand sensor 36, with the switching of the switching unit 84 taking place depending on the polarity of the voltage pulses of the coil arrangement 44.
  • Figure 3 shows a diagram with several plotted curves of the sensor signal of the magnetoresistive sensor unit 40 as well as a diagram with a plotted curve of the voltage pulses of the Wiegand sensor 36.
  • the solid line shows the curve of the sensor signal of the magnetoresistive sensor unit 40 without the additional resistor 82.
  • the dashed line shows the curve of the sensor signal of the magnetoresistive sensor unit 40 with a
  • the additional resistor 82 when the additional resistor 82 is connected to the second connection 54, i.e. when the voltage pulse of the Wiegand sensor 36 has a positive polarity, the original sensor signal, i.e. without the additional resistor 82, is shifted downwards in the Y direction and the sensor value of the sensor signal at the rotational position of the corresponding voltage pulse of the Wiegand sensor 36 is evaluated using the dashed line shifted downwards.
  • the additional resistor 82 when the additional resistor 82 is connected to the first connection 52, i.e.
  • a voltage pulse with a positive polarity results in a negative sensor value of the sensor signal and for a voltage pulse with a negative polarity, a positive sensor value of the sensor signal.
  • the magnetoresistive sensor unit 40 comprises only a voltage divider 46, which has a single magnetoresistive element 60 and a resistor 90 with a fixed resistance value.
  • the magnetoresistive element 60 and the resistor 90 are connected in series, with the measuring point 70 arranged between them.
  • the measuring point 70 is electrically connected to the additional resistor 82.
  • the additional resistor 82 is electrically connected to a switching unit 84 as in the previously described embodiment.
  • the measured value at the measuring point 70 is compared with a predefined voltage value Vref, with the direction of rotation being determined depending on whether the measured value is greater or smaller than the predefined voltage value Vref.
  • the measured value at one of the two measuring points 70, 72 could be compared with a predefined voltage value Vref and the direction of rotation of the shaft 12 could thereby be determined.

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Abstract

Messanordnung mit einem um eine Drehachse drehbaren oder translatorisch bewegbaren Objekt (12) und einem Messsystem (10) zur Erfassung einer Wellen-Bewegung, das Messsystem (10) umfassend: eine Erregereinheit (25), welche drehfest mit dem Objekt (12) verbunden ist und mindestens einen permanentmagnetischen Erregermagneten (26) aufweist, einem Wiegand-Sensor (36), welcher mit einem Magnetfeld des Erregermagneten (26) zusammenwirkt, einer magnetoresistiven Sensoreinheit (40), welche mit dem Magnetfeld des Erregermagneten (26) zusammenwirkt und versetzt und/oder verdreht zum Wiegand-Sensor (36) angeordnet ist, wobei die magnetoresistive Sensoreinheit (40) einen Spannungsteiler (46, 48) mit einem ersten Anschluss (52) und einem zweiten Anschluss (54) zur Speisung des Spannungsteilers (46, 48, 90), mindestens einem magnetoresistiven Element (60, 62, 64, 66) und einem Messpunkt (70, 72) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Messpunkt (70, 72) ein Zusatzwiderstand (82) elektrisch verbunden ist, wobei der Zusatzwiderstand (82) über eine Umschalteinheit (84) wahlweise mit einem dritten Anschluss (86) oder mit einem vierten Anschluss (88) elektrisch verbindbar ist, und wobei die Umschalteinheit (84) mit dem Wiegand-Sensor (36) elektrisch verbunden ist, die Spannungspulse des Wiegand-Sensors (36) auswertet und derart ausgeführt ist, dass das Umschalten zwischen dem dritten Anschluss (86) und dem vierten Anschluss (88) in Abhängigkeit von der Polarität der Spannungspulse des Wiegand-Sensors (36) erfolgt.

Description

B E S C H R E I B U N G
Messanordnung
Die Erfindung betrifft eine Messanordnung mit einem um eine Drehachse drehbaren oder translatorisch bewegbaren Objekt und einem Messsystem zur Erfassung einer Objekt-Bewegung, das Messsystem umfassend: eine Erregereinheit, welche drehfest mit dem Objektverbunden ist und mindestens einen permanentmagnetischen Erregermagneten aufweist, einem Wiegand-Sensor, welcher mit einem Magnetfeld des Erregermagneten zusammenwirkt, einer magnetoresistiven Sensoreinheit, welche mit dem Magnetfeld des Erregermagneten zusammenwirkt und versetzt und/oder verdreht zum Wiegand-Sensor angeordnet ist, wobei die magnetoresistive Sensoreinheit einen Spannungsteiler mit einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss zur Speisung des Spannungsteilers, mindestens einem magnetoresistiven Element und einem Messpunkt aufweist.
Derartige Messanordnungen dienen in Form einer Drehwinkelmessanordnung der Erfassung von Drehbewegungen eines Objekts, d.h. einer um eine Drehachse rotierenden Welle, wobei Drehwinkelmesssysteme vielfach auch als Winkelmesseinrichtung, Drehwinkelsensor oder Drehgeber bezeichnet werden. Solche Drehwinkelmessanordnungen werden insbesondere zur Steuerung und Überwachung von Elektromotoren, insbesondere Servomotoren, in Maschinen, Anlagen oder Fahrzeugen eingesetzt. Eine derartige Drehwinkelmessanordnung ist beispielsweise in der WO 2020/015834 Al offenbart, wobei die Drehwinkelmessanordnung eine um eine Drehachse drehende Welle mit vier daran befestigten Erregermagneten, einen Wiegand-Sensor und einem weiteren Sensor zur Bestimmung der Drehrichtung der Welle aufweist. Die Erregermagneten sind an einem mit der drehenden Welle fest verbundenen, plattenartigen Trägerelement befestigt und rotieren entlang einer Kreisbahn. Der Wiegand-Sensor und der weitere Sensor sind gemeinsam an einem starr angeordneten Trägerelement angeordnet. Der weitere Sensor ist versetzt zu dem Wiegand-Sensor angeordnet und als Hall-Sensor ausgeführt. Die DE 10 2012 008 888 Al offenbart ebenfalls eine Drehwinkelmessanordnung mit einem Wiegand-Sensor und einem weiteren Sensor, wobei der weitere Sensor als magnetoresistiver Sensor ausgeführt ist. Die Drehwinkelmessanordnung weist einen bipolaren Erregermagneten auf, welcher an einer Stirnseite einer drehenden Welle angeordnet ist und gemeinsam mit der Welle um eine Drehachse rotiert. Beide Sensoren sind in der Ausführung der DE 10 2012 008 888 Al fluchtend, d. h. nicht versetzt zueinander und auch nicht verdreht zueinander angeordnet.
Im Betrieb der Drehwinkelmessanordnung werden üblicherweise die Spannungspulse des Wiegand-Sensors und das Sensorsignal der magnetoresistiven Sensoreinheit in einer Steuereinheit ausgewertet. Um die Drehrichtung der drehenden Welle zu ermitteln, werden an den Drehpositionen, an welchen jeweils ein Spannungspuls des Wiegand- Sensors mit einer entsprechenden Polarität erfolgt, das Sensorsignal der magnetoresistiven Sensoreinheit mit Null verglichen, d. h. ermittelt, ob das Sensorsignal einen negativen Sensorwert oder einen positiven Sensorwert aufweist. Beispielsweise kann definiert werden, dass bei einem Spannungspuls des Wiegand-Sensors mit einer positiven Polarität und einem positiven Sensorwert der magnetoresistiven Sensoreinheit sowie bei einem Spannungspuls des Wiegand-Sensors mit einer negativen Polarität und einem negativen Sensorwert der magnetoresistiven Sensoreinheit die Welle in eine erste Drehrichtung, beispielsweise im Uhrzeigersinn rotiert. Anderenfalls rotiert die Welle in eine zweite Drehrichtung, d. h. gegen den Uhrzeigersinn, wenn ein Spannungspuls des Wiegand-Sensors mit der positive Polarität und ein negativer Sensorwert der magnetoresistiven Sensoreinheit vorliegen sowie wenn ein Spannungspuls des Wiegand- Sensors mit der negativen Polarität und einem positiven Sensorwert der magnetoresistiven Sensoreinheit vorliegen. Bei Messanordnungen mit einem translatorisch bewegbaren Objekt werden ebenfalls die Spannungspulse des Wiegand-Sensors und das Sensorsignal der magnetoresistiven Sensoreinheit in einer Steuereinheit ausgewertet und die Bewegungsrichtung des translatorisch bewegten Objekts durch das anhand der drehenden Welle beschriebenen Prinzip ermittelt.
Bei einer versetzten oder verdrehten Anordnung der magnetoresistiven Sensoreinheit relativ zum Wiegand-Sensor ist das Sensorsignal der magnetoresistiven Sensoreinheit derart gestaucht, verzerrt und/oder verschoben, dass das Problem entsteht, dass das Sensorsignal der magnetoresistiven Sensoreinheit im Bereich eines Spannungspulses des Wiegand-Sensors in einer Richtung bzw. Drehrichtung nahe bei null liegt. Wenn dies eintritt, kann nicht mehr zuverlässig bestimmt werden, ob das Sensorsignal der magnetoresistiven Sensoreinheit einen negativen oder einen positiven Sensorwert hat. Im Extremfall könnte das Sensorsignal der magnetoresistiven Sensoreinheit derart gestaucht, verzerrt und/oder verschoben sein, dass bei einer rotierenden Welle zwei, bei einer Rotation in unterschiedliche Drehrichtungen verursachten Spannungspulse des Wiegand-Sensors mit der gleichen Polarität im gleichen Bereich, d.h. beide im negativen Bereich oder im positiven Bereich, vorliegen und sich lediglich, je nach Drehrichtung, unterscheiden. Dadurch ist die Drehrichtung der drehenden Welle in dieser Position bzw. in diesen Positionen nicht mehr auf eine oben erläuterte, einfache Weise bestimmbar. Die Bestimmung der Drehrichtung, d. h. die Signalauswertung, ist dann nur noch mit einer erheblich aufwendigeren Methode möglich. Eine entsprechende Problematik liegt auch bei einem translatorisch bewegten Objekt vor. Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Messanordnung mit einer zum Wiegand-Sensor versetzten und/oder verdrehten Anordnung der magnetoresistiven Sensoreinheit bereitzustellen, mit welcher die Signalauswertung der Sensoren mit einem relativ geringen Aufwand erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Messanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Messanordnung umfasst eine Erregereinheit mit mindestens einem Erregermagneten zur Erzeugung eines Erregermagnetfelds. Bei einer als Drehwinkelmessanordnung ausgeführten Messanordnung ist typischerweise der permanentmagnetische Erregermagnet derart an einer drehbaren Welle angebracht, dass durch eine Drehbewegung der Welle das alternierende Erregermagnetfeld erzeugt wird. Alternativ kann der Erregermagnet jedoch auch an einem translatorisch bewegbaren Objekt angebracht sein, das sich beispielsweise linear vor und zurück bewegt. In jedem Fall wird durch die Bewegung des permanentmagnetischen Erregermagneten ein alternierendes Erregermagnetfeld erzeugt, also ein Erregermagnetfeld, bei dem sich die Polarität kontinuierlich umkehrt, also die (effektive) Richtung der Feldlinien im zeitlichen Verlauf kontinuierlich wechselt.
Die erfindungsgemäße Messanordnung umfasst einen Wiegand-Sensor mit im Allgemeinen einem Impulsdraht - auch als Wiegand-Draht bezeichnet - und einer den Impulsdraht-Draht radial umschließende Spulenanordnung auf. Die Magnetisierungsrichtung des Impulsdrahts klappt unter Einwirkung eines externen Magnetfelds schlagartig um, sobald eine spezifische Auslösefeldstärke überschritten wird. Dabei behält der Wiegand-Draht seine magnetische Polarität bis zu einem bestimmten Punkt bei und klappt in die entgegengesetzte Polarität um, wenn es einem umgekehrten externen Magnetfeld ausgesetzt ist. Hierdurch wird in der Spulenanordnung ein kurzer Spannungspuls mit einer definierten elektrischen Energie erzeugt.
Die erfindungsgemäße Messanordnung umfasst weiterhin eine magnetoresistive Sensoreinheit, vorzugsweise einen TMR- oder GMR- Sensor, und dient der stetigen Erfassung des Magnetfelds des Erregermagnets. Magnetoresistive Sensoren beruhen auf dem magnetoresistiven Effekt, wobei sich der elektrische Wiederstand eines Materials durch Anlegen eines äußeren Magnetfeldes ändert. Die Änderung des elektrischen Wiederstandes wird zur Messung des äußeren Magnetfelds genutzt.
Die magnetoresistive Sensoreinheit umfasst einen Spannungsteiler mit einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss zur Speisung des Spannungsteilers, mindestens einem magnetoresistiven Element und einem Messpunkt. Das Sensorsignal ergibt sich aus dem Messwert an dem Messpunkt.
Erfindungsgemäß ist mit dem Messpunkt ein elektrischer Zusatzwiderstand elektrisch verbunden, wobei der Zusatzwiderstand über eine Umschalteinheit wahlweise mit einem dritten Anschluss mit einem dritten Spannungslevel oder mit einem vierten Anschluss mit einem vierten Spannungslevel elektrisch verbindbar ist, und wobei die Umschalteinheit mit dem Wiegand-Sensor elektrisch verbunden ist, die Spannungspulse des Wiegand-Sensors auswertet und derart ausgeführt ist, dass das Umschalten zwischen dem dritten Anschluss und dem vierten Anschluss in Abhängigkeit von der Polarität der Spannungspulse des Wiegand-Sensors erfolgt. Durch den Zusatzwiderstand kann das Sensorsignal der magnetoresistiven Sensoreinheit derart definiert verschoben werden, dass das Sensorsignal bei einem Spannungspuls des Wiegand-Sensors entweder einen positiven Sensorwert oder einen negativen Sensorwert aufweist und dadurch die Richtung des Objekts, beispielsweise die Drehrichtung einer Welle, zuverlässig und mit einem geringen Aufwand bestimmt werden kann. Der Zusatzwiderstand ist ein zweipoliges passives elektrisches Bauelement und realisiert einen ohmschen Widerstand in elektrischen und elektronischen Schaltungen.
Durch die Umschalteinheit, d.h. durch die wahlweise Verbindung des Zusatzwiderstands mit dem dritten oder vierten Anschluss, kann der Verlauf des Sensorsignals entweder in die eine Richtung oder in die andere Richtung verschoben werden. Vorzugsweise sind der dritte Anschluss mit dem ersten Anschluss und der vierte Anschluss mit dem zweiten Anschluss elektrisch verbunden, so dass die Umschaltung durch die Umschalteinheit zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss erfolgt.
Durch die Betätigung der Umschalteinheit in Abhängigkeit von der Polarität des Spannungspulses des Wiegand-Sensors kann gewährleistet werden, dass in den Bewegungsbereichen, d.h. bei einer rotierenden Welle in den Drehwinkelbereichen, in denen jeweils ein Spannungspuls des Wiegand- Sensors mit der gleichen Polarität vorliegt, das Sensorsignal der magnetoresistiven Sensoreinheit eine zueinander entgegengesetzte Polarität aufweist. Basierend darauf kann die Bewegungsrichtung des Objekts ermittelt werden, da die Spannungspulse des Wiegand-Sensors mit der gleichen Polarität voneinander unterschieden werden können.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind ein erster Spannungsteiler und ein zweiter Spannungsteiler vorgesehen, welche gemeinsam eine Brückenschaltung mit zwei parallel geschalteten Brückenzweigen bilden, wobei jeder Brückenzweig zwei in Reihe geschaltete magnetoresistive Elemente und einen zwischen den beiden magnetoresistiven Elementen angeordneten Messpunkt aufweist, wobei einer der beiden Messpunkte mit einem Zusatzwiderstand elektrisch verbunden ist. Das Sensorsignal ergibt sich aus der Verrechnung der Messwerte an den beiden Messpunkten. Hierbei werden die Messsignale beispielsweise einem Komparator zugeführt und das Sensorsignal berechnet.
Alternativ ist lediglich ein einziger Spannungsteiler vorgesehen, welcher das magnetoresistive Element und einen Widerstand mit einem starren Widerstandswert aufweist, wobei das magnetoresistive Element und der Widerstand in Reihe geschaltet sind. Der Messpunkt ist zwischen dem magnetoresistiven Element und dem Widerstand angeordnet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weisen ein in eine erste Richtung des drehenden oder translatorisch bewegenden Objekts verursachter Spannungspuls des Wiegand-Sensors an einer ersten Position und ein in eine zweite, zur ersten Richtung entgegengesetzte Richtung des drehenden oder translatorisch bewegenden Objekts verursachter Spannungspuls des Wiegand-Sensors an einer zweiten Position die gleiche Polarität auf, wobei das Sensorsignal der magnetoresistiven Sensoreinheit an der ersten Position einen negativen Wert aufweist und an der zweiten Position einen positiven Wert aufweist. In diesem Fall gibt beispielsweise ein mit den beiden Messpunkten der Brückenschaltung elektrisch verbundener Komparator ein Sensorsignal der magnetoresistiven Sensoreinheit aus, wobei ausgewertet wird, ob das Sensorsignal einen positiven oder einen negativen Sensorwert aufweist.
Alternativ weisen ein in eine erste Richtung des drehenden oder translatorisch bewegenden Objekts verursachter Spannungspuls des Wiegand-Sensors an einer ersten Position und ein in eine zweite, zur ersten Richtung entgegengesetzte Richtung des drehenden oder translatorisch bewegenden Objekts verursachter Spannungspuls des Wiegand-Sensors an einer zweiten Position die gleiche Polarität auf, wobei an der ersten Position der Messwert des Messpunkts größer als ein vordefinierte Spannungswert ist und an der zweiten Position der Messwert des Messpunkts kleiner der vordefinierte Spannungswert ist. Der vordefinierte Spannungswert beträgt beispielsweise 50% der an dem ersten Anschluss vorliegenden Versorgungspannung. Hierbei wird lediglich der Werte am Messpunkt mit einem vordefinierten Spannungswert abgeglichen. Im Gegensatz zur ersten Variante wird nicht das Sensorsignal betrachtet, sondern die Werte am Messpunkt des Spannungsteilers.
Beide Alternativen dienen der Unterscheidung der Richtung bei Spannungspulsen des Wiegand-Sensors mit der gleichen Polarität, wobei einerseits das Sensorsignal der magnetoresistiven Sensoreinheit mit Null verglichen wird, d. h. ermittelt wird, ob das Sensorsignal einen negativen Sensorwert oder einen positiven Sensorwert aufweist, und andererseits der Messwert an Messpunkt mit einem vordefinierten Spannungswert abgeglichen wird. In beiden Fällen ergeben sich bei mehreren Spannungspulsen des Wiegand-Sensors mit der gleichen Polarität in Abhängigkeit von der Richtung des rotierenden oder translatorisch bewegenden Objekts definierte, zueinander abweichende Werte.
Eine Messanordnung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren beschrieben, wobei
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messanordnung im Querschnitt zeigt,
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Brückenschaltung und der Umschalteinheit der Messanordnung aus Figur 1 zeigt, Figur 3 einen Verlauf die Sensorsignale eines Wiegand-Sensors und einer magnetoresistiven Sensoreinheit der Messanordnung aus Figur 1 zeigt,
Figur 4 eine schematische Darstellung eines Spannungsteilers und der Umschalteinheit der Messanordnung aus Figur 1 zeigt.
Die Figur 1 zeigt eine als Drehwinkelmessanordnung ausgeführte Messanordnung 8 mit einer drehenden Welle 12, welche das drehende Objekt bildet, und einem als Drehwinkelmesssystem ausgeführten Messsystem 10 zur Erfassung der Drehbewegung der drehenden Welle 12. Die Welle 12 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Hohlwelle, die sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckt und von einem Antriebsmotor 14 mit einem statischen Motorgehäuse 16 angetrieben wird. Das Messsystem 10 umfasst eine Rotoreinheit 18, eine Statoreinheit 20 und eine magnetische Abschirmanordnung 22.
Die Rotoreinheit 18 weist eine Rotorplatine 24 auf, die die Welle 12 radial umschließt und direkt an der Welle 12 befestigt ist. Die Rotoreinheit 18 ist somit drehfest mit der Welle 12 verbunden. Auf der Rotorplatine 24 ist eine Erregereinheit 25 angeordnet, welche vier gleichmäßig entlang des Umfangs der Rotorplatine 24 verteilte Erregermagnete 26 aufweist, welche bei einer Drehung der Welle 12 entlang einer Kreisbahn rotieren. In Figur 1 sind lediglich zwei der vier Erregermagnete gezeigt.
Die Statoreinheit 20 weist eine Statorplatine 32 auf, die die Welle 12 radial umschließt. Auf der Statorplatine 32 ist eine Sensorvorrichtung 34 angeordnet, die einen Wiegand-Sensor 36 und einen integrierten Schaltkreis mit einer Auswerteeinheit und eine magnetoresistiven Sensoreinheit 40 aufweist. Der Integrierte Schaltkreis umfasst ferner eine nicht näher dargestellte Steuerlogik und eine nicht näher dargestellte Energieverwaltung, die einen energieautarken Betrieb der Sensorvorrichtung 34 über die aus dem Wiegand-Sensor 36 gewonnene elektrische Energie ermöglichen. Die Auswerteeinheit ist ferner signaltechnisch mit einem nicht näher gezeigten nicht-flüchtigen Datenspeicher verbunden, in dem ein Umdrehungs-Zählwert von der Auswerteeinheit abgespeichert und ausgelesen wird.
Die Sensorvorrichtung 34 ist radial derart positioniert, dass der Wiegand- Sensor 36 und die magnetoresistive Sensoreinheit 40 bei einer Rotation der Welle 12 die Magnetfelder der Erregermagnete 26 erfasst, die mit der Welle 12 mitdrehen und somit an dem Wiegand-Sensor 36 und der magnetoresistiven Sensoreinheit 40 vorbeigeführt werden.
Der Wiegand-Sensor 36 weist einen Wiegand-Draht 42 und eine den Wiegand-Draht radial umschließende Spulenanordnung 44 auf. Die Magnetisierungsrichtung des Wiegand-Drahts 42 klappt unter Einwirkung eines externen Magnetfelds schlagartig um, sobald eine spezifische Auslösefeldstärke überschritten wird. Dabei behält der Wiegand-Draht 42 seine magnetische Polarität bis zu einem bestimmten Punkt bei und klappt in die entgegengesetzte Polarität um, wenn es einem umgekehrten externen Magnetfeld ausgesetzt ist. Hierdurch wird in der Spulenanordnung 44 ein kurzer Spannungspuls mit einer definierten elektrischen Energie erzeugt. Die Polarität des Spannungspulses der Spulenanordnung 44 ist davon abhängig, in welche Richtung der Wiegand- Draht 42 umklappt.
Die magnetoresistive Sensoreinheit 40 ist in Umfangsrichtung versetzt und damit entsprechend dem Winkelversatz verdreht zum Wiegand-Sensor 36 angeordnet und beruht auf dem magnetoresistiven Effekt, wobei sich der elektrische Wiederstand eines Materials durch Anlegen eines äußeren Magnetfeldes ändert. Die Änderung des elektrischen Wiederstandes wird zur Messung des äußeren Magnetfelds genutzt. Die magnetoresistive Sensoreinheit 40 umfasst, wie in Figur 2 gezeigt, zwei, eine Brückenschaltung 50 bildende Spannungsteiler 46, 48, einen ersten Anschluss 52, an welchem die Versorgungsspannung anliegt, und einen zweiten Anschluss 54, an welchen die Erdung anliegt, zur Speisung der Brückenschaltung 50. Die Brückenschaltung 50 umfasst zwei parallel geschaltete Brückenzweige 56, 58, wobei jeder Brückenzweig 56, 58 zwei in Reihe geschaltete magnetoresistive Elemente 60, 62, 64, 66 und jeweils einen zwischen den beiden magnetoresistiven Elementen 60, 62, 64, 66 angeordnete Messpunkt 70, 72 aufweist. Die Messpunkte 70, 72 sind mit einem Komparator elektrisch verbunden, wobei die Messpunktwerte der beiden Messpunkte 70, 72 zu einem Sensorsignal der magnetoresistiven Sensoreinheit verrechnet werden.
Erfindungsgemäß ist mit einem der beiden Messpunkte 70 ein Zusatzwiderstand 82 elektrisch verbunden. Der Zusatzwiderstand 82 ist außerdem mit einer Umschalteinheit 84 elektrisch verbunden, durch welche der Zusatzwiderstand 82 wahlweise mit einem dritten Anschluss 86 oder einem vierten Anschluss 88 elektrisch verbunden werden kann. Im vorliegenden Fall ist der dritte Anschluss 86 mit dem ersten Anschluss 52 elektrisch verbunden und der vierte Anschluss 88 ist mit dem zweiten Anschluss 54 elektrisch verbunden, so dass am dritten Anschluss 86 die Versorgungsspannung und am vierten Anschluss 88 die Erdung vorliegt. Dadurch wird der Zusatzwiderstand 82 entweder zu dem einen magnetoresistiven Element 60 des ersten Brückenzweigs 56 oder zu dem anderen magnetoresistiven Element 62 des ersten Brückenzweigs 56 parallelgeschaltet. Die Umschalteinheit 84 ist mit dem Wiegand-Sensor 36 elektrisch verbunden, wobei das Umschalten der Umschalteinheit 84 in Abhängigkeit von der Polarität der Spannungspulse der Spulenanordnung 44 erfolgt. In Figur 3 sind ein Diagramm mit mehreren eingezeichneten Verläufen des Sensorsignals der magnetoresistiven Sensoreinheit 40 sowie ein Diagramm mit einem eingezeichneten Verlauf der Spannungspulse des Wiegand-Sensors 36 gezeigt. Die durchgezogene Linie zeigt den Verlauf des Sensorsignals der magnetoresistiven Sensoreinheit 40 ohne den Zusatzwiderstand 82. Die Strichpunktlinie zeigt den Verlauf des Sensorsignals der magnetoresistiven Sensoreinheit 40 mit einer
Parallelschaltung des Zusatzwiderstands 82 zum magnetoresistiven Element 60, d. h. die Verbindung des Zusatzwiderstandes 82 mit dem ersten Anschluss 52. Die gestrichelte Linie zeigt den Verlauf des Sensorsignals der magnetoresistiven Sensoreinheit 40 mit einer
Parallelschaltung des Zusatzwiderstands 82 zum magnetoresistiven Element 62, d. h. die Verbindung des Zusatzwiderstandes 82 mit dem zweiten Anschluss 54.
Wie bereits oben erläutert wird das ursprüngliche Sensorsignal, d. h. ohne den Zusatzwiderstand 82, beim Verbinden des Zusatzwiderstands 82 mit dem zweiten Anschluss 54, d. h. bei einer positiven Polarität des Spannungsimpulses des Wiegand-Sensors 36, in Y-Richtung betrachtet nach unten verschoben und der Sensorwert des Sensorsignals an der Drehposition des entsprechenden Spannungspulses des Wiegand-Sensors 36 anhand der nach unten verschobenen, gestrichelten Linie ausgewertet. Im Gegensatz dazu wird das ursprüngliche Sensorsignal beim Verbinden des Zusatzwiderstands 82 mit dem ersten Anschluss 52, d. h. bei einer negativen Polarität des Spannungsimpulses des Wiegand-Sensors 36, in Y- Richtung betrachtet nach oben verschoben und der Sensorwert des Sensorsignals an der Drehposition des entsprechenden Spannungspulses des Wiegand-Sensors 36 anhand der nach oben verschobenen Strichpunktlinie ausgewertet. Durch eine derartige Ausgestaltung existiert bei jedem Spannungspuls jeweils eine eindeutige Zuordnung der Drehrichtung, wobei bei einer Drehung in eine erste Drehrichtung bei einem Spannungsimpuls mit einer positiven Polarität ein positiver Sensorwert des Sensorsignals vorliegt und bei einem Spannungsimpuls mit einer negativen Polarität ein negativer Sensorwert des Sensorsignals vorliegt. Im Gegensatz dazu liegt einer Drehung in eine zweite, zur ersten entgegengesetzte Drehrichtung bei einem Spannungsimpuls mit einer positiven Polarität ein negativer Sensorwert des Sensorsignals und bei einem Spannungsimpuls mit einer negativen Polarität ein positiver Sensorwert des Sensorsignals vor. Dadurch kann bei jedem Spannungspuls des Wiegand-Sensors die Drehrichtung der Welle bestimmt werden.
In einer anderen, in Figur 4 gezeigten Ausführungsform umfasst die magnetoresistive Sensoreinheit 40 lediglich einen Spannungsteiler 46, welcher ein einziges magnetoresistives Element 60 und einen Widerstand 90 mit einem starren Widerstandswert aufweist. Das magnetoresistive Element 60 und der Widerstand 90 sind in Reihe geschaltet, wobei dazwischen der Messpunkt 70 angeordnet ist. Der Messpunkt 70 ist mit dem Zusatzwiderstand 82 elektrisch verbunden. Der Zusatzwiderstand 82 ist wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform mit einer Umschalteinheit 84 elektrisch verbunden. Zur Ermittlung der Drehrichtung wird der Messwert am Messpunkt 70 mit einem vordefinierten Spannungswert Vref abgeglichen, wobei in Abhängigkeit davon, ob der Messwert größer oder kleiner als der vordefinierte Spannungswert Vref ist, auf die Drehrichtung geschlossen wird. In gleicher Weise könnte auch bei der Ausführung zu Figur 2, anstatt des Abgleichs der beiden Messpunkte 70, 72, der Messwert an einem der beiden Messpunkten 70, 72 mit einem vordefinierten Spannungswert Vref verglichen werden und dadurch auf die Drehrichtung der Welle 12 geschlossen werden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Messanordnung mit einem um eine Drehachse drehbaren oder translatorisch bewegbaren Objekt (12) und einem Messsystem (10) zur Erfassung einer Objekt-Bewegung, das Messsystem (10) umfassend: eine Erregereinheit (25), welche drehfest mit dem Objekt (12) verbunden ist und mindestens einen permanentmagnetischen Erregermagneten (26) aufweist, einem Wiegand-Sensor (36), welcher mit einem Magnetfeld des Erregermagneten (26) zusammenwirkt, einer magnetoresistiven Sensoreinheit (40), welche mit dem Magnetfeld des Erregermagneten (26) zusammenwirkt und versetzt und/oder verdreht zum Wiegand-Sensor (36) angeordnet ist, wobei die magnetoresistive Sensoreinheit (40) mindestens einen Spannungsteiler (46, 48) mit einem ersten Anschluss (52) und einem zweiten Anschluss (54) zur Speisung des Spannungsteilers (46, 48, 90), mindestens einem magnetoresistiven Element (60, 62, 64, 66) und einem Messpunkt (70, 72) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Messpunkt (70, 72) ein Zusatzwiderstand (82) elektrisch verbunden ist, wobei der Zusatzwiderstand (82) über eine Umschalteinheit (84) wahlweise mit einem dritten Anschluss (86) oder mit einem vierten Anschluss (88) elektrisch verbindbar ist, und wobei die Umschalteinheit (84) mit dem Wiegand-Sensor (36) elektrisch verbunden ist, die Spannungspulse des Wiegand-Sensors (36) auswertet und derart ausgeführt ist, dass das Umschalten zwischen dem dritten Anschluss (86) und dem vierten Anschluss (88) in Abhängigkeit von der Polarität der Spannungspulse des Wiegand-Sensors (36) erfolgt. Messanordnung nach Anspruch 1, wobei der dritte Anschluss (86) mit dem ersten Anschluss (52) und der vierte Anschluss (88) mit dem zweiten Anschluss (54) elektrisch verbunden sind. Messanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein erster Spannungsteiler (46) und ein zweiter Spannungsteiler (48) vorgesehen sind, welche gemeinsam eine Brückenschaltung (50) mit zwei parallel geschalteten Brückenzweigen (56, 58) bilden, wobei jeder Brückenzweig (56, 58) zwei in Reihe geschaltete magnetoresistive Elemente (60, 62, 64, 66) und einen zwischen den beiden magnetoresistiven Elementen (60, 62, 64, 66) angeordneten Messpunkt (70, 72) aufweist, wobei einer der beiden Messpunkte (70, 72) mit einem Zusatzwiderstand (82) elektrisch verbunden ist. Messanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Spannungsteiler (46) das magnetoresistive Element (60) und einen Widerstand (90) mit einem starren Widerstandswert aufweist, welche in Reihe geschaltet sind, wobei zwischen dem magnetoresistiven Element (60) und dem Widerstand (90) ein Messpunkt angeordnet ist. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein in eine erste Richtung des drehenden oder translatorisch bewegenden Objekts (12) verursachter Spannungspuls des Wiegand-Sensors (36) an einer ersten Position und ein in eine zweite, zur ersten Richtung entgegengesetzte Richtung des drehenden oder translatorisch bewegenden Objekts (12) verursachter Spannungspuls des Wiegand-Sensors (36) an einer zweiten Position die gleiche Polarität aufweisen, wobei das Sensorsignal der magnetoresistiven Sensoreinheit (40) an der ersten Position einen negativen Wert aufweist und an der zweiten Position einen positiven Wert aufweist.
6. Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein in eine erste Richtung des drehenden oder translatorisch bewegenden Objekts (12) verursachter Spannungspuls des Wiegand-Sensors (36) an einer ersten Position und ein in eine zweite, zur ersten Richtung entgegengesetzte Richtung des drehenden oder translatorisch bewegenden Objekts (12) verursachter Spannungspuls des Wiegand-Sensors (36) an einer zweiten Position die gleiche Polarität aufweisen, wobei an der ersten Position der Messwert des Messpunkts (70) größer als ein vordefinierten Spannungswert (Vref) ist und an der zweiten Position der Messwert des Messpunkts (70) kleiner der vordefinierte Spannungswert (Vref) ist.
7. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die magnetoresistiver Sensoreinheit (40) ein TMR- oder ein GMR- Sensor ist.
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