可重置的磁阻性的旋转传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于将磁阻性的旋转传感器重置到限定状态的方法，其中旋转传感器包括：至少一个传感器元件，所述传感器元件由至少一个铁磁性的敏感层和至少一个铁磁性的参考层构成，所述敏感层和参考层通过非磁性层分开；和可旋转的触发磁体，所述触发磁体具有第一磁场，所述触发磁体可相对于至少一个传感器元件转动，以改变敏感层的至少一个子区域中的磁化。该方法的特征在于，通过施加第二磁场，实现在敏感层中的磁化的重新定向。

Resettable Magnetoresistive Rotating Sensor

The utility model relates to a method for resetting a magnetoresistive rotating sensor to a limited state, in which the rotating sensor comprises at least one sensor element comprising at least one ferromagnetic sensing layer and at least one ferromagnetic reference layer, the sensing layer and the reference layer are separated by a non-magnetic layer, and a rotatable triggering magnet. The trigger magnet has a first magnetic field, which can rotate relative to at least one sensor element to change magnetization in at least one sub-region of the sensitive layer. The characteristic of this method is that the magnetization reorientation in the sensitive layer is realized by applying a second magnetic field.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可重置的磁阻性的旋转传感器
本技术涉及一种用于重置磁阻性的旋转传感器的方法以及一种相应的旋转传感器。磁阻性的旋转传感器使用传感器元件，所述传感器元件基于GMR或巨磁阻效应(giantmagnetoresistance)。
技术介绍
在许多
中，使用旋转的构件。常常必要的是，监控所述构件的旋转或旋转位置，例如在执行器中或在机床中，尤其必须规律地确定所进行的旋转数量。除了机械检测之外，也已知经由传感器进行检测，所述传感器基于薄层的巨磁阻(giantmagnetoresistance)。例如，由NovotechnikMesswertaufnehmer无限责任公司以名称“Novoturn”销售如下系统，所述系统能够测量大于360°的角度并且所述系统基于磁阻性的传感器。在这种系统中——以及在其他旋转传感器中——也值得期望的是，参考当前位置，换言之，已经达到的转动角，并且将有故障的旋转传感器再次重置。在本申请的范围中，将重置理解成，关于测量的转数将旋转传感器置于可预设的状态，尤其置于转数n＝0时的状态。
技术实现思路
基于此，本技术基于如下目的，至少部分地解决从现有技术中已知的缺点，并且尤其提出一种用于重置磁阻性的旋转传感器的方法和一种相应的旋转传感器。所述目的通过独立权利要求的特征来实现。有利的改进方案是从属权利要求的主题。本技术涉及一种用于将磁阻性的旋转传感器重置到限定状态的方法，其中旋转传感器包括：至少一个传感器元件，所述传感器元件由至少一个铁磁性的敏感层和至少一个铁磁性的参考层通过非磁性层分开地构成；和可旋转的触发磁体，所述触发磁体具有第一磁场，所述触发磁体可相对于至少一个传感器元件转动，以改变敏感层的至少一个子区域中的磁化。方法的特征在于，通过施加第二磁场，实现在敏感层中的磁化的重新定向。相应的旋转传感器基于磁阻效应。至少一个传感器元件构造成，使得两个铁磁性的层(参考层和敏感层)通过非磁性层分开，并且层是薄的，尤其具有在纳米范围中的层厚度。在此，非磁性层面状地位于敏感层和参考层之间。此外，层也狭长地或细长地构成，尤其具有在50-400nm的数量级中的宽度。所述层在磁阻性的传感器元件中是薄的且细长的，使得磁化仅能够沿传感器元件的纵向方向(或与此相反地)定向。由于非磁性层，在正常运行下，仅敏感层中的磁化能够改变。但是，由于巨磁阻(giantmagnetoresistance)，传感器元件的电阻与磁性层中的磁化的相互取向相关。在参考层和敏感层中的磁化反平行地定向时，与在磁化平行定向时相比，电阻明显更高。通过测量相应的电阻，因此能够获取关于敏感层中的磁化相对于参考层中的磁化的信息。如果现在将多个传感器元件彼此组合或者将传感器元件分成多个区段，使得敏感层以不同的角度相对于预设的参考方向定向，那么通过触发磁体相对于至少一个传感器元件的旋转并且通过磁化的随后的改变，能够确定触发磁体的转数。相应的旋转传感器能够在不同的领域中使用，例如在任意的执行器中，通过所述执行器将旋转运动转换成轴向运动，或者在监控旋转构件的情况下，例如在机床上等。在此因此能够区分两种运行类型。一方面是正常运行，其中通过第一磁场，进行至少一个传感器元件的敏感层的至少一部分的磁化的重新取向。另一方面是重置运行，其中将至少一个传感器元件中的磁化置于可预设的状态。在该重置运行中，使用第二磁场，以便将(多个)敏感层的磁化沿可预设的方向、即平行于参考层中的磁化或与反平行于其重置。磁场为矢量，使得对于磁化的全部可能的取向始终存在第二磁场的分量，所述分量指向相应的取向的纵向方向(或与此相反)，下述情况除外：传感器元件的区段中的或传感器元件中的磁化垂直于第二磁场。因此，实际上在第二磁场任意定向的情况下，能够实现沿相应的方向上的分量。但是因为在此仅第二磁场的分量指向相应的方向，优选的是，将第二磁场的幅值选择地相应大，以便得到在传感器元件上的磁场的足够大的强度。根据一个有利的设计方案，第一磁场具有第一幅值并且第二磁场具有第二幅值，其中第二幅值与第一幅值的比值大于1并且大于可预设的重置因数。为了可能即使在与触发磁体的第一磁场叠加中也实现磁化的重置，有利的是，第二磁场的第二幅值大于第一磁场的第一幅值，即使在其叠加的情况下也能够沿平行方向实现磁化的重新取向。尤其优选的是，将重置因数设置到大于1，以便在最不利的情况下也可靠地实现相应的(多个)磁化的重新取向。根据一个有利的设计方案，根据至少一个传感器元件的几何构造预设重置因数。根据几何构造尤其表示根据各个传感器元件或传感器元件的区段的取向。因此，例如可行的是，传感器元件构成为具有多个绕组的平面的螺旋体。每个绕组都能够以规则的多边形的形状构成，即例如构成为等边三角形、正方形、均匀的八边形等。那么，基于传感器元件的已知的形状，能够执行矢量分解，其中确定第二磁场的平行于或反平行于传感器元件的区段或各个传感器元件的分量。如果进行所述分量分解(Komponentenzerlegen)并且随后考虑，在第一磁场仅沿所述方向的情况下仍应进行相应的敏感层中的磁化的重新取向，那么得到第二磁场的幅值的最小值并进而也得到重置因数的最小值。根据一个有利的设计方案，可随时间改变地施加第二磁场。这具有如下优点：例如当需要重置时，第二磁场仅暂时接通，以便避免各个传感器元件或区段的无意的重置。此外，可行的是，能够实现有针对性的重置，其中例如第二磁场的多个源共同随时间可变地使用。附加地或替选地，旋转地施加第二磁场。旋转的第二磁场允许各个传感器元件或区段的简单的且有效的重置，因为通过旋转，对于敏感元件的每个取向随着相应的(多个)敏感层磁化出现第二磁场的平行的或反平行的定向，使得能够以简单的方式进行重置。优选地，这与第二磁场的随时间变化组合，使得尤其在旋转的第二磁场的范围中仅能够实现第二磁场的特定的定向。通常，磁阻性的旋转传感器中的传感器元件螺旋体形地构成为在一个平面中具有多个绕组，以便能够实现旋转传感器，所述旋转传感器能够感测多个转。在这种传感器中，相应地，磁畴壁通过第一磁场的旋转生成。现在，借助旋转的第二磁场，可行的是，在传感器和其重置的故障的情况下，仿真相应的感测，即将传感器或传感器元件置于没有故障的状态。根据一个有利的设计方案，第二磁场通过至少一个电磁体产生。这能够以简单的方式和方法实现产生施加的第二磁场的随时间的变化，和在正常运行和重置运行之间的严格分离。根据一个有利的设计方案，第二磁场通过叠加多个电磁体的磁场产生，其中所述电磁体的磁场随时间变化，使得第二磁场旋转。通过多个相应的电磁体的磁场的叠加，可能简单地并且有效地产生旋转的第二磁场。这尤其在如下情况下是有利的：存在旋转传感器的平面的螺旋体形的设计方案，例如通过相应的传感器元件。在该情况下是多个电磁体的磁场的叠加，例如和特别优选是四个电磁体的磁场的叠加，借助所述电磁体能够产生相应的旋转的第二磁场。根据本技术的另一方面，提出一种可重置的磁阻性的旋转传感器，包括：至少一个磁阻性的传感器元件，所述传感器元件具有铁磁性的参考层和铁磁性的敏感层和将参考层与敏感层分开的非磁性层，所述传感器元件具有多个区段；包括触发磁体，所述触发磁体可相对于区段沿转动方向转动，以改变所述区段中的至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可重置的磁阻性的旋转传感器(22)，包括：至少一个磁阻性的传感器元件(1)，所述传感器元件具有铁磁性的参考层(9)和铁磁性的敏感层(10)和将所述参考层(9)与所述敏感层(10)分开的非磁性层(11)，所述传感器元件具有多个区段(3)；触发磁体(31)，所述触发磁体可相对于所述区段(3)沿转动方向转动，以改变所述区段(3)中的至少一个区段的所述敏感层(10)中的磁化(14)，其特征在于，至少一个第二磁体(23)构成为用于产生第二磁场(26)，用于所述敏感层(10)中的磁化(14)的重新定向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.10 DE 102015210585.71.一种可重置的磁阻性的旋转传感器(22)，包括：至少一个磁阻性的传感器元件(1)，所述传感器元件具有铁磁性的参考层(9)和铁磁性的敏感层(10)和将所述参考层(9)与所述敏感层(10)分开的非磁性层(11)，所述传感器元件具有多个区段(3)；触发磁体(31)，所述触发磁体可相对于所述区段(3)沿转动方向转动，以改变所述区段(3)中的至少一个区段的所述敏感层(10)中的磁化(14)，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯·迪特里希，奥利弗·林克，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：新型
国别省市：德国,DE