DE3435867A1 - Differentialsensor - Google Patents
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- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/09—Magnetoresistive devices
Description
R. 19 563
PT-Ka/kn 24. Sept. 1984
ROBERT BOSCH GmbH, 7000 Stuttgart 1
Die Erfindung betrifft einen magnetostriktiven Differentialsensor
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Sensoren mit diesen Merkmalen sind z.B. aus dem Siemens-Datenbuch
Band 1 "Sensoren", Seite 60-69 bekannt. Dort liegen die beiden magnetfeldabhängigen Widerstände in Reihe an
einer Gl eichspannungsquelle und am Verbindungspunkt dieser
Widerstände wird die Sensorspannung gegriffen.
Gegenüber den bekannten Sensoren hat der erfindungsgemäß
ausgebildete Sensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 einmal den Vorteil, daß er bei sonst gleichen Verhältnissen die
doppelte Sensorausgangsspannung abgibt, was z.B. bei vorgegebener Mindestspannung einen größeren Luftspalt erlaubt.
Außerdem ist der erfindungsgemäße Sensor gegenüber in die
Zuführungsleitungen als Gleichtaktsignale eingekoppelten
Störspannungen unempfindlich. Schließlich ist beim erfindungsgemäßen
Sensor eine Erdung des Mittenanschlusses über
das Gehäuse möglich, was zur Einsparung einer Leitung im
Zuleitungskabel führt. Dies deshalb, weil ein durch Masseströme
verfälschtes Erdpotential durch die Differenzauswertung
eliminiert wird.
Jt- R. 19
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 - den prinzipiellen Aufbau eines Differentialfeldplattensensors,
Fig. 2 - das zugehörige Schaltbild, Fig. 3 - ein Schaltbild mit eingezeichneten Störquellen.
In Figur 1 ist ein Different!al sensor im Prinzip gezeigt.
Er besteht aus einem zahnradähnlichen Rotor 1 und einem
Stator, der einen Permanentmagneten 2, ein Substrat 3
(Ferrit) mit darauf aufgebrachten Feldplattenwiderständen
4a und 4b und ein weichmagnetisches Rückschlußteil 5 enthält.
Beim Drehen des Rotors wird der Fluß des Magnetfelds des Permanentmagneten 2 geändert. Die Feldplattenwiderstände
werden dadurch in ihrem Widerstandswert variiert.
Die Figur 2 zeigt die elektrische Verschaltung der beiden
Widerstände 4a und 4b. Die benachbarten Anschlüsse der Widerstände
4a und 4b sind miteinander verbunden und an Erde gelegt. Die beiden anderen Anschlüsse der Widerstände 4a und
4b sind mit einer Dopplerstromquelle 20 verbunden, die den beiden Widerständen einen nur von der Temperatur abhängigen,
sonst jedoch konstanten Strom I0 zuführt. Zwischen den beiden
Zuführungsleitungen kann auch die gewünschte Ausgangsspannung
Ußs die in ihrer Frequenz der Drehzahl des Rotors
proportional ist, abgegriffen werden. Parallel zu den Widerständen 4a und 4b liegt ein hochohmiger Spannungsteiler aus
gleichen Widerständen 21a und 21b.
Zwischen den Verbindungen der beiden Widerstandspaare 4a/4b
bzw. 21a/21b wird eine Spannung U^ * abgegriffen, die in
einem Komparator 22 mit einer konstanten Spannung U0
Ά - R. 19
verglichen wird. Die Abweichung der Spannung U/\ * von der
Spannung U0 (U0 ist die maximal zulässige mittlere Speisespannung
der Feldplatten, bei der im Betriebsbereich keine
thermische Überlastung der Feldplatten eintritt) wird der Doppel stromquelle 20 zur Regelung des Stromes I0 zugeführt.
Diese Regelung ist notwendig, um den Einfluß von durch Temperaturschwankungen hervorgerufene Änderungen der Widerstände
4a und 4b zu kompensieren. Die Regelung erfolgt so, daß
bei allen Temperaturen am Ruhewiderstand jeder Feldplatte die Spannung U0 liegt. Bei fallendem Widerstandswert wird
dazu der Strom entsprechend angehoben. Die Ausgangsspannung ist bei dieser Lösung
AR
^A = uo * — » wenn R der Ruhewiderstand der
R
Feldplatten und Ar deren Unterschied bei Rotordrehung ist.
In Figur 3 ist der Sensor 30 über Zuleitungen 31 mit den Stromquellen 32a und 32b verbunden. In die Zuleitungen 31
und die Erdleitungen sind Störspannungsquellen U$t l uncl
U$t 2 eingezeichnet. Störspannungen dieser Quellen werden
bei der vorliegenden Schaltung als Gleichtaktsignale elimi
niert.
- i
- Leerseite -
Claims (5)
1. Magnetoresistiver Differential sensor, insbesondere aus
Feldplatten, bei dem die beiden magnetfeldabhängigen Widerstände
mit ihren benachbart liegenden Anschlüssen miteinander
verbunden und stromdurchf1ossen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindung der beiden Widerstände geerdet ist, daß die freien Anschlüsse der Widerstände mit einem
bei gleichbleibender Temperatur konstanten Strom I0 beaufschlagt
werden, und daß die Spannung zwischen den beiden freien Anschlüssen als Sensorausgangsspannung verwendet
wird.
2. Magnetoresistiver Differential sensor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Strom I0 die entgegengesetzte
Abhängigkeit von der Temperatur aufweist, wie die Feldplattenwiderstände.
3. Magnetoresistiver Differential sensor nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden freien
Anschlüsse mit je einer Stromquelle, insbesondere mit einem
Anschluß einer Doppelstromquel1e verbunden ist.
- Z - R. 19
4. Magnetoresistiver Different!al sensor nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle
(n) derart spannungsgeregelt wird, daß am Ruhewiderstand
jeder Feldplatte eine konstante Spannung U0 ansteht.
5. Magnetoresistiver Different!al sensor nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Sensorwiderständen ein hochohmiger Spannungsteiler aus gleichgroßen
Widerständen liegt, daß die zwischen dem Mittenabgriff dieses
Spannungsteilers und Erde abgegriffene Spannung mit einer
vorgegebenen Spannung U0 verglichen wird und die Abweichung
zur Spannungsregelung benutzt wird.
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