DE10158052A1

DE10158052A1 - Anordnung zum Bestimmen der Position eines Bewegungsgeberelements

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Publication number: DE10158052A1
Application number: DE10158052A
Authority: DE
Inventors: Stefan Butzmann
Original assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 2001-11-27
Filing date: 2001-11-27
Publication date: 2003-06-05
Also published as: US7119539B2; WO2003046595A1; US20050007102A1; EP1451601A1; JP2005510738A; AU2002351062A1

Abstract

Beschrieben wird eine Anordnung zum Bestimmen der Position eines die Ausbildung eines Magnetfeldes H, welches der Anordnung beaufschlagt ist, periodisch entlang seiner Bewegungskoordinate beeinflussenden Bewegungsgeberelements mit einer Sensoranordnung, welche entlang einer wenigstens weitgehend parallel zur Bewegungskoordinate des Bewegungsgeberelements ausgerichteten Meßrichtung gegenüber wenigstens der Polarität des der Anordnung beaufschlagten Magnetfeldes empfindlich und zum Abgeben eines Meßsignals in Abhängigkeit von einer in der Meßrichtung gemessenen, als Meßfeld bezeichneten Feldkomponente des der Anordnung beaufschlagten Magnetfeldes ausgebildet ist, worin das Bewegungsgeberelement in einer streifenförmigen Zone einer sich entlang der Bewegungskoordinate des Bewegungsgeberelements erstreckenden Hauptfläche angeordnete, periodisch wiederkehrende Bereiche wechselnder Beeinflussung des sich parallel zur Hauptfläche und wenigstens weitgehend parallel zur Bewegungskoordinate des Bewegungsgeberelements ausbildenden Meßfeldes aufweist und die Meßrichtung des Sensorelements wenigstens nahezu parallel zur Hauptfläche des Bewegungsgeberelements ausgerichtet ist, wobei das der Anordnung beaufschlagte Magnetfeld mit seiner durch die hauptsächliche Richtung der magnetischen Feldlinien bestimmten Hauptkomponente im wesentlichen senkrecht zur Hauptfläche des Bewegungsgeberelements ausgerichtet ist, worin die Sensoranordnung als magnetoresistive Sensoranordnung zur Messung ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Bestimmen der Position eines Bewegungsgeberelements.
Es sind Anordnungen zur Messung der Drehgeschwindigkeit eines rotierenden Bewegungsgeberelements mit einer Sensoranordnung beschrieben worden, welche den magnetoresistiven Effekt ausnutzt. Darin umfaßt diese magnetoresistive Sensoranordnung vier Permalloy-Streifen, die in Mäanderform auf einem Siliziumsubstrat angeordnet und in Wheatstonescher Brückenanordnung verschaltet sind. Die magnetoresistive Sensoranordnung ist entlang einer Meßrichtung gegenüber der Polarität und der Feldstärke eines äußeren Magnetfeldes empfindlich und zum Abgeben eines Meßsignals in Abhängigkeit von einer in der Meßrichtung gemessenen, als Meßfeld bezeichneten Feldkomponente des Magnetfeldes ausgebildet.
Da durch den magnetoresistiven Effekt unmittelbar eine Drehbewegung des Bewegungsgeberelements nicht direkt gemessen werden kann, ist an der magnetoresistiven Sensoranordnung zusätzlich ein als Arbeitsmagnet bezeichneter Permanentmagnet montiert. Dieser Arbeitsmagnet ist auf die Rückseite der magnetoresistiven Sensoranordnung bzw. ihres Gehäuses geklebt, so daß die magnetoresistive Sensoranordnung vom Magnetfeld des Arbeitsmagneten durchsetzt wird, allerdings in dieser Zusammenstellung für sich genommen ohne das Bewegungsgeberelement noch keine Feldkomponente des Magnetfeldes in der Meßrichtung auftritt. Das von der magnetoresistiven Sensoranordnung abgegebene Meßsignal ist in dieser Konfiguration gleich Null.
Wird ein mit zahnradartig ausgeformtem, ferromagnetischem Material ausgebildetes Bewegungsgeberelement in der Nähe der Sensoranordnung angeordnet, führt dies zu einer Veränderung des Feldverlaufs des Magnetfelds des Arbeitsmagneten. Dazu ist die magnetoresistive Sensoranordnung gegenüber den Zähnen des mit zahnradartig ausgeformtem, ferromagnetischem Material ausgebildeten Bewegungsgeberelements mit seiner Meßrichtung in der Bewegungsrichtung des Bewegungsgeberelements ausgerichtet. Die Zähne des Bewegungsgeberelements bewegen sich somit in dieser Meßrichtung an der Sensoranordnung vorbei. Dies führt entlang der mit der Meßrichtung zusammenfallenden Bewegungskoordinate des Bewegungsgeberelements zu einer mit dem Abstand der Zähne der zahnradartigen Ausformungen des Bewegungsgeberelements periodisch auftretenden Verformung der Feldlinien des Magnetfelds des Arbeitsmagneten in der Meßrichtung der Sensoranordnung. An einer "symmetrischen" Position, in der sich die Sensoranordnung mittig vor einem Zahn oder einer Lücke zwischen zwei Zähnen befindet, wird dabei das Magnetfeld nicht in der Bewegungsrichtung des Bewegungsgeberelements verformt; somit ist in dieser Position das Ausgangssignal der Sensoranordnung gleich Null. An einer "nicht symmetrischen" Position, in der die Sensoranordnung sich weder mittig vor einem Zahn noch vor einer Lücke befindet, ergibt sich eine Feldverformung des Magnetfelds in der Bewegungsrichtung des Bewegungsgeberelements, die von der Bewegungskoordinate des Bewegungsgeberelements abhängt. Damit wird durch die Sensoranordnung ein von dieser Bewegungskoordinate des Bewegungsgeberelements abhängiges Ausgangssignal erzeugt, welches vorzugsweise wenigstens nahezu sinusförmig über der Bewegungskoordinate sein kann.
Derartige magnetoresistive Sensoranordnungen werden mit rotierenden Bewegungsgeberelementen in vielfältigen Systemen zur Erfassung der Drehzahl von mit den Bewegungsgeberelementen gekoppelten Rädern, Wellen oder dergleichen eingesetzt. Zu den häufigsten Anwendungen gehört der Einsatz in Antiblockiersystemen oder als Kurbelwellendrehzahlsensor für Kraftfahrzeuge. Üblicherweise wird hierbei die Sensoranordnung vor einem Zahnrad aus magnetisierbarem Werkstoff mit vier zu einer Wheatstonebrücke der eingangs genannten Art verbundenen Widerständen betrieben, wobei die Meßrichtung, d. h. die magnetisch empfindliche Richtung der Sensoranordnung in beschriebener Weise parallel zur Drehrichtungskoordinate des Zahnrads liegt.
Wie beschrieben kann hierbei das Ausgangssignal der Wheatstonebrücke in erster Näherung durch ein über der Bewegungskoordinate des Bewegungsgeberelements sinusförmiges Signal dargestellt werden, wobei die Nulldurchgänge im Ausgangssignals jeweils vor der Mitte eines Zahns bzw. vor der Mitte einer Lücke zwischen je zwei Zähnen des Bewegungsgeberelements erfolgen. Bei bewegtem Bewegungsgeberelement kann aus dem Ausgangssignal die Stellung des Bewegungsgeberelements gegenüber dem Sensorelement eindeutig bestimmt werden.
Ein Beispiel für eine derartige Anordnung zur Messung der Drehgeschwindigkeit eines rotierenden Bewegungsgeberelements mit einer Sensoranordnung der beschriebenen Art ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Darin enthält die magnetoresistive Sensoranordnung vier Sensorelemente 1, 2, 3, 4, die in der beschriebenen Art je einen der genannten, in Mäanderform auf Siliziumsubstrat angeordneten Permalloy-Streifen umfassen und als Wheatstone-Brücke verschaltet sind. Diese Wheatstone-Brücke ist zwischen einem ersten Speisespannungsanschluß 5, an den im Betrieb ein erstes Speisespannungspotential UB angelegt wird, und einem zweiten Speisespannungsanschluß 6, an den im Betrieb ein zweites Speisespannungspotential M, vorzugsweise Massepotential, angelegt wird, angeordnet. Im gezeigten Beispiel ist die Sensoranordnung in einer durch die x-Koordinatenachse und die y- Koordinatenachse eines kartesischen Koordinatensystems aufgespannten Ebene flächig angeordnet, zu welcher Ebene eine z-Koordinatenachse senkrecht steht. Diese magnetoresistive Sensoranordnung ist insgesamt mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnet.
An der Sensoranordnung 7 ist weiterhin ein als Arbeitsmagnet 8 bezeichneter, quaderförmiger Permanentmagnet montiert. Dieser Arbeitsmagnet 8 ist in einer praktischen Ausführung bevorzugt auf die Rückseite der Sensoranordnung 7 bzw. ihres Gehäuses geklebt, so daß die Sensoranordnung 7 vom Magnetfeld H des Arbeitsmagneten 8 durchsetzt wird. Die Hauptrichtung der Feldlinien dieses Magnetfeldes H verläuft entlang der z-Koordinatenachse.
Die magnetoresistive Sensoranordnung 7 weist eine Meßrichtung entlang der y-Koordinatenachse auf. Sie ist entlang dieser Meßrichtung gegenüber der Polarität und der Feldstärke eines äußeren Magnetfeldes empfindlich und zum Abgeben eines Meßsignals in Abhängigkeit von einer in der Meßrichtung gemessenen, als Meßfeld bezeichneten Feldkomponente dieses Magnetfeldes ausgebildet. Für den Betrieb soll das äußere Magnetfeld vorzugsweise ausschließlich durch das Magnetfeld H des Arbeitsmagneten 8 gebildet werden.
Zur Messung der Drehgeschwindigkeit eines rotierenden Bewegungsgeberelements mit der vorbeschriebenen Sensoranordnung 7 ist ein solches rotierendes Bewegungsgeberelement 9 in Richtung der z-Koordinatenachse vor der Sensoranordnung 7 positioniert. Das Bewegungsgeberelement 9 ist mit zahnradartig ausgeformtem, ferromagnetischem Material ausgebildet und rotiert im Betrieb in Richtung einer Bewegungskoordinate Φ. Dies führt entlang der Bewegungskoordinate Φ des Bewegungsgeberelements 9 zu einer mit dem Abstand der Zähne der zahnradartigen Ausformungen des Bewegungsgeberelements 9 periodisch auftretenden Verformung der Feldlinien des Magnetfelds H des Arbeitsmagneten 8 in der in Richtung der y-Koordinatenachse liegenden Meßrichtung der Sensoranordnung 7. Die Feldkomponente des Magnetfelds H in der in Richtung der y-Koordinatenachse liegenden Meßrichtung wird dabei als Meßfeld bezeichnet. Durch das Meßfeld wird in der Sensoranordnung 7 ein von dieser Bewegungskoordinate Φ des Bewegungsgeberelements 9 abhängiges, über der Bewegungskoordinate Φ vorzugsweise wenigstens nahezu sinusförmiges Ausgangssignal UA erzeugt.
Aus der EP-A 0 607 595 ist ein Sensorchip bekannt, der insbesondere zur Strom- und Spannungsmessung mit einer Brückenschaltung in Form einer Wheatstone-Brücke zur Messung von Gradienten der magnetischen Feldstärke dienen soll und aus vier magnetoresistiven Widerständen besteht, die parallel und in zwei Bereichen mit Abstand zu einer Mittelachse angeordnet sind. Von diesen Widerständen bilden je zwei in Reihe geschaltete Widerstände jeweils einen Brückenzweig der Wheatstone-Brücke, wobei die zwei genannten Bereiche jeweils einen magnetoresistiven Widerstand eines Brückenzweiges und einen magnetoresistiven Widerstand des jeweils anderen Brückenzweiges umfassen. Die Widerstände der beiden Bereiche sind dabei symmetrisch zur Mittelachse angeordnet. Sie bestehen aus jeweils zwei unter sich und zu den übrigen parallelen Schichtstreifen, die mit Barberpol-Strukturen versehen sind. Diese Barberpol-Strukturen snd bei allen Widerständen gleich, wodurch dafür gesorgt sein soll, daß nur ein anliegender Feldgradient die Brücke aussteuert. Weil bei diesem Sensorchip der Abstand der beiden Bereiche, d. h. die Basislänge des Gradiometers, klein gehalten wird, ist gemäß den Ausführungen der EP-A 0 607 595 auch die Beeinflussung durch Störmagnetfelder unerheblich, deren Quellen einen von der Meßanordnung dagegen großen Abstand haben.
Es zeigt sich jedoch, daß im Betrieb einer Anordnung der vorstehend beschriebenen Art zum Bestimmen der Position eines Bewegungsgeberelements die Sensoranordnung bereits ohne Vorhandensein dieses Bewegungsgeberelements ein Ausgangssignal liefert, dessen Wert im übrigen von dem in Richtung der z-Koordinatenachse gemessenen Abstand zwischen dem Bewegungsgeberelement und der Sensoranordnung abhängig ist. Dies führt zu starken Verzerrungen des Ausgangssignals der Sensoranordnung im Betrieb, wenn beim Aufbau der Anordnung nicht sehr enge Maßtoleranzen eingehalten werden. Dadurch verteuert sich eine derartige Anordnung erheblich.
Wird dagegen anstelle der beschriebenen Sensoranordnung zur Messung von Gradienten der magnetischen Feldstärke - d. h. anstelle eines Gradientensensors - eine davon abweichend aufgebaute Sensoranordnung eingesetzt, läßt sich die durch den Gradientensensor in einfacher Weise erzielbare Störsicherheit gegenüber äußeren Magnetfeldern nicht oder allenfalls nur mit erhöhten Aufwand erreichen.
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Anordnung zum Bestimmen der Position eines Bewegungsgeberelements zu schaffen, die auf einfache Weise einen störsicheren Betrieb ermöglicht und dabei auch unempfindlich gegenüber Maßtoleranzen im mechanischen Aufbau ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Anordnung zum Bestimmen der Position eines die Ausbildung eines Magnetfeldes, welches der Anordnung beaufschlagt ist, periodisch entlang seiner Bewegungskoordinate beeinflussenden Bewegungsgeberelements, mit einer Sensoranordnung, welche entlang einer wenigstens weitgehend parallel zur Bewegungskoordinate des Bewegungsgeberelements ausgerichteten Meßrichtung gegenüber wenigstens der Polarität des der Anordnung beaufschlagten Magnetfeldes empfindlich und zum Abgeben eines Meßsignals in Abhängigkeit von einer in der Meßrichtung gemessenen, als Meßfeld bezeichneten Feldkomponente des der Anordnung beaufschlagten Magnetfeldes ausgebildet ist, worin das Bewegungsgeberelement in einer streifenförmigen Zone einer sich entlang der Bewegungskoordinate des Bewegungsgeberelements erstreckenden Hauptfläche angeordnete, periodisch wiederkehrende Bereiche wechselnder Beeinflussung des sich parallel zur Hauptfläche und wenigstens weitgehend parallel zur Bewegungskoordinate des Bewegungsgeberelements ausbildenden Meßfeldes aufweist und die Meßrichtung des Sensorelements wenigstens nahezu parallel zur Hauptfläche des Bewegungsgeberelements ausgerichtet ist, wobei das der Anordnung beaufschlagte Magnetfeld mit seiner durch die hauptsächliche Richtung der magnetischen Feldlinien bestimmten Hauptkomponente im wesentlichen senkrecht zur Hauptfläche des Bewegungsgeberelements ausgerichtet ist, worin die Sensoranordnung als magnetoresistive Sensoranordnung zur Messung von Gradienten des Magnetfeldes ausgebildet ist und worin das der Anordnung beaufschlagte Magnetfeld im Bereich der räumlichen Erstreckung der magnetoresistiven Sensoranordnung homogen ausgebildet ist. Das genannte Meßsignal stellt das Ausgangssignal der Sensoranordnung dar und wird im folgenden auch unter dieser Bezeichnung aufgeführt. Die zur Messung von Gradienten des Magnetfeldes ausgebildete, magnetoresistive Sensoranordnung ist im folgenden auch als Gradientensensor bezeichnet.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein als Arbeitsmagnet eingesetzter quaderförmiger Permanentmagnet ein inhomogenes Magnetfeld hervorruft. Eine vor einem derartigen Magneten angebrachte Sensoranordnung wird somit von einem inhomogenen Magnetfeld durchsetzt, was dazu führt, daß die einzelnen Brückenzweige der Sensoranordnung, d. h. die einzelnen Sensorelemente, unterschiedlichen Feldstärken und Richtungen des beaufschlagten Magnetfeldes ausgesetzt sind. Da sich außerdem zeigt, daß die Inhomogenitäten des Magnetfeldes von dem in Richtung der z-Koordinatenachse gemessenen Abstand zwischen dem Bewegungsgeberelement und der Sensoranordnung abhängig abhängig sind, ergibt sich ohne die erfindungsgemäßen Maßnahmen die vorstehend genannte Empfindlichkeit gegenüber den Maßtoleranzen gerade auch dieses Abstandes.
Die beschriebene Inhomogenität des Magnetfeldes H ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Nur in einem sehr engen Bereich um eine in Richtung der z-Koordinatenachse verlaufende Mittelachse des Arbeitsmagneten 8 sind die Feldlinien des Magnetfeldes H geradlinig ausgebildet, im übrigen Raum weisen sie eine mehr oder weniger starke Krümmung auf. Diese Krümmung verändert sich darüber hinaus auch mit dem Abstand zwischen dem Bewegungsgeberelement 9 und dem Arbeitsmagneten 8. Die damit auf die einzelnen Brückenzweige und die darin angeordneten Sensorelemente 1, 2, 3 bzw. 4 einwirkenden unterschiedlichen Magnetfelder führen dazu, daß diese Sensorelemente 1, 2, 3 bzw. 4 in unterschiedlichen Arbeitspunkten betrieben werden und dadurch unterschiedliche Charakteristiken, d. h. unterschiedliches Kleinsignalverhalten zeigen, welches sich zudem noch mit der Einbaulage der Sensoranordnung 7 und des Arbeitsmagneten 8 relativ zum Bewegungsgeberelement 9 verändert.
Die Erfindung beseitigt nun in einfacher Weise die beschriebene Abhängigkeit des Ausgangssignals der Sensoranordnung von Inhomogenitäten des Magnetfeldes und schafft so eine störsichere und gegenüber Fertigungstoleranzen unempfindliche Anordnung zum Bestimmen der Position des Bewegungsgeberelements, was sich in einem störungsfreien Verlauf der Kennlinie zwischen der Bewegungskoordinaten des Bewegungsgeberelements und dem Ausgangssignal der Sensoranordnung ausdrückt. Damit ist auch eine eindeutige Erkennung der Position des Bewegungsgeberelements anhand des Verlaufs dieser Kennlinie unmittelbar aus dem Augenblickswert des Ausgangssignals möglich. Dies gestattet eine sofortige Betriebsbereitschaft der erfindungsgemäßen Anordnung z. B. nach Einschalten des Speisespannungspotentials.
In einer vorteilhaften Fortbildung umfaßt die erfindungsgemäße Anordnung einen Arbeitsmagneten zum Beaufschlagen der Anordnung mit dem Magnetfeld, wobei die Hauptkomponente der magnetischen Feldlinien des vom Arbeitsmagneten ausgehenden Magnetfeldes im wesentlichen senkrecht zur Hauptfläche des Bewegungsgeberelements ausgerichtet ist. Vorteilhaft weist dabei der Arbeitsmagnet in einer seiner Oberflächen, die der magnetoresistiven Sensoranordnung zugewandt und zu ihr im wesentlichen parallel ausgerichtet ist, in der Richtung der Hauptkomponente der magnetischen Feldlinien des vom Arbeitsmagneten ausgehenden Magnetfeldes, d. h. im wesentlichen senkrecht zur Hauptfläche des Bewegungsgeberelements, auf diese Hauptfläche des Bewegungsgeberelements zu gerichtete vorspringende Ausformungen auf, die den Bereich der räumlichen Erstreckung der magnetoresistiven Sensoranordnung wenigstens in der Meßrichtung umfassen. Anders ausgedrückt ist die genannte Oberfläche des Arbeitsmagneten vorzugsweise grabenartig ausgeformt; ein so gestalteter Arbeitsmagnet ist auch als "Grabenmagnet" bezeichnet.
Durch diese Ausbildung des Erfindungsgegenstandes wird der Vorteil der einfachen und kostengünstigen Erzeugung des Magnetfeldes durch einen Arbeitsmagneten verknüpft mit der erfindungsgemäß erzielten Robustheit gegenüber Störungen und Maßtoleranzen.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfassen die auf die Hauptfläche des Bewegungsgeberelements zu gerichteten vorspringenden Ausformungen in der Oberfläche des Arbeitsmagneten den Bereich der räumlichen Erstreckung der magnetoresistiven Sensoranordnung in wenigstens nahezu allen parallel zu der Hauptfläche des Bewegungsgeberelements gelegenen Richtungen. Dadurch kann in allen diesen Richtungen das Magnetfeld des Arbeitsmagneten homogenisiert werden, was zu insgesamt einer weiteren Verbesserung der genannten Betriebseigenschaften führt.
Für einen einfachen und leistungsfähigen Aufbau der magnetoresistiven Sensoranordnung zur Messung von Gradienten des Magnetfeldes ist diese Sensoranordnung mit wenigstens einer Wheatstoneschen Brückenschaltung ausgebildet ist, deren Brückenzweige je wenigstens ein magnetoresistives Sensorelement umfassen, wobei je zwei in Reihe angeordnete Brückenzweige je eine Teilbrücke der Wheatstoneschen Brückenschaltung bilden.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die magnetoresistiven Sensorelemente mit Barberpol-Strukturen ausgebildet, sind die Barberpol-Strukturen in den magnetoresistiven Sensorelementen je einer Teilbrücke der Wheatstoneschen Brückenschaltung zumindest im wesentlichen übereinstimmend ausgerichtet sind und ist die Ausrichtung der Barberpol-Strukturen in den magnetoresistiven Sensorelementen in wenigstens einer der Teilbrücken der Wheatstoneschen Brückenschaltung von der Ausrichtung der Barberpol-Strukturen in den magnetoresistiven Sensorelementen in wenigstens einer anderen der Teilbrücken der Wheatstoneschen Brückenschaltung abweichend gewählt. Ein derartiger Aufbau des Gradientensensors ist dadurch besonders einfach und betriebssicher, daß die Wheatstonesche Brückenschaltung eine erste Teilbrücke aus der Reihenschaltung eines ersten und eines dritten Brückenzweiges und eine zweite Teilbrücke aus der Reihenschaltung eines zweiten und eines vierten Brückenzweiges umfaßt, daß der erste, zweite, dritte bzw. vierte Brückenzweig mit einem ersten, zweiten, dritten bzw. vierten magnetoresistiven Sensorelement ausgebildet ist und daß die Barberpol-Strukturen des ersten und des dritten magnetoresistiven Sensorelements im wesentlichen rechtwinklig zu den Barberpol-Strukturen des zweiten und des vierten magnetoresistiven Sensorelements ausgerichtet sind.
Eine bevorzugte Gestaltung der gemäß der Erfindung ausgebildeten Sensoranordnung ergibt sich dadurch, daß die magnetoresistiven Sensorelemente entlang einer in Meßrichtung verlaufenden Koordinatenachse vorbestimmte Ortskoordinaten aufweisen, daß die Ortskoordinaten des ersten und des zweiten magnetoresistiven Sensorelements einerseits und die Ortskoordinaten des dritten und des vierten magnetoresistiven Sensorelements andererseits untereinander wenigstens weitgehend übereinstimmen und daß die Ortskoordinaten des ersten und zweiten magnetoresistiven Sensorelements symmetrisch zu den Ortskoordinaten des dritten und vierten magnetoresistiven Sensorelements in Bezug auf einen Bezugspunkt auf der in Meßrichtung verlaufenden Koordinatenachse gewählt sind. Die bezüglich des genannten Bezugspunktes bestimmten Ortskoordinaten des ersten und zweiten magnetoresistiven Sensorelements sind dabei untereinander wenigstens nahezu gleich; entsprechend sind die Ortskoordinaten des dritten und vierten magnetoresistiven Sensorelements bezüglich des genannten Bezugspunktes untereinander ebenfalls wenigstens nahezu gleich, weisen aber gegenüber den Ortskoordinaten des ersten und zweiten magnetoresistiven Sensorelements ein umgekehrtes Vorzeichen auf. Das bedeutet, daß alle Ortskoordinaten betragsmäßig wenigstens nahezu übereinstimmen.
Vorteilhaft sind im Bewegungsgeberelement die Zonen periodisch wiederkehrender Bereiche wechselnder Beeinflussung des Meßfeldes durch abwechselnd im wesentlichen senkrecht zur Hauptfläche des Bewegungsgeberelements vor- und rückspringende Ausformungen eines vom Bewegungsgeberelement umfaßten, magnetisierbaren Werkstoffs gebildet. Das Bewegungsgeberelement weist somit eine gezahnte Formgebung auf. Durch diese Zähne erfolgt im Betrieb eine mit der Bewegungskoordinate Φ variierende Ablenkung der Feldlinien des Magnetfeldes des Arbeitsmagneten. Abweichend davon können im Bewegungsgeberelement die Zonen periodisch wiederkehrender Bereiche wechselnder Beeinflussung des Meßfeldes auch durch Zonen periodisch veränderter Magnetisierung in der Hauptfläche des Bewegungsgeberelements gebildet sein.
Die Erfindung ermöglicht sowohl eine lineare als auch eine drehsymmetrische Ausbildung des Bewegungsgeberelements, d. h. beispielsweise als Zahnrad oder Zahnstange. Bei der drehsymetrischen Ausbildung kann die Hauptfläche des Bewegungsgeberelements entweder durch eine Mantelfläche eines im wesentlichen zylindrisch geformten Bewegungsgeberelements gebildet sein; dann verläuft die Hauptkomponente des der Anordnung beaufschlagten Magnetfeldes im wesentlichen radial zur Drehachse des Bewegungsgeberelements. Die Hauptfläche kann aber auch durch eine Stirnfläche eines im wesentlichen zylindrisch oder scheibenförmig gestalteten Bewegungsgeberelements gebildet sein; dann verläuft die Hauptkomponente des der Anordnung beaufschlagten Magnetfeldes im wesentlichen axial zum Bewegungsgeberelement. Auch eine kegelartige Formung der Hauptfläche des Bewegungsgeberelements ist beispielsweise möglich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Nachfolgenden näher beschrieben, wobei übereinstimmende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen:
Fig. 1 ein Beispiel für eine Anordnung zur Messung der Drehgeschwindigkeit eines rotierenden Bewegungsgeberelements,
Fig. 2 ein Beispiel für einen Gradientensensor als schematisches Schaltbild,
Fig. 3 eine beispielhafte räumliche Gestaltung für den Gradientensensor aus Fig. 2 und
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung zur Messung der Drehgeschwindigkeit eines rotierenden Bewegungsgeberelements gemäß der Erfindung.
Ein Beispiel für eine derartige, als Gradientensensor 10 bezeichnete Sensoranordnung zur Messung von Gradienten der magnetischen Feldstärke zeigt Fig. 2 als schematisches Schaltbild, wobei mit bereits beschriebenen Elementen übereinstimmende Elemente wieder mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Der Gradientensensor 10 umfaßt in einer Wheatstoneschen Brückenschaltung ein erstes, zweites, drittes und viertes Sensorelement 11, 12, 13 und 14. Das erste und das dritte Sensorelement 11, 13 einerseits und das zweite und das vierte Sensorelement 12, 14 andererseits sind je zueinander in Reihe zu je einer Teilbrücke verbunden. Diese Teilbrücken 13, 33 bzw. 23, 43 sind zwischen einem ersten Speisespannungsanschluß 5, der vorzugsweise wieder ein Speisespannungspotential UB führt, und einem zweiten Speisespannungsanschluß 6, der vorzugsweise wieder Massepotential M führt, angeordnet. Somit ist die Brückenschaltung wieder über an eine Speisespannung angeschlossen, die sich wie in Fig. 1 aus der Differenz der Speisespannungspotentiale UB, M ergibt.
Der Verbindungspunkt zwischen dem ersten und dem dritten Sensorelement 11 und 13 ist mit einem ersten Abgriff 15 der magnetoresistiven Sensoranordnung 10 verbunden. Entsprechend ist der Verbindungspunkt zwischen dem zweiten und dem vierten Sensorelement 12 und 14 mit einem zweiten Abgriff 16 der Wheatstone-Brücke verbunden. Zwischen dem ersten und dem zweiten Abgriff 15 und 16 wird ein Ausgangssignal UA10 der magnetoresistiven Sensoranordnung 10 abgegriffen.
Das erste, zweite, dritte und vierte Sensorelement 11, 12, 13 und 14 der magnetoresistiven Sensoranordnung 10 weisen Widerstandswerte R11, R12, R13 bzw. R14 auf.
Das erste und das zweite Sensorelement 11, 12 der magnetoresistiven Sensoranordnung 10 sind entlang einer y-Koordinatenachse mit einer für diese beiden Sensorelemente 11, 12 übereinstimmenden ersten Ortskoordinaten

y1 = y2 = +Δy

bezüglich einer entlang einer x-Koordinatenachse verlaufenden räumlichen Mittelachse 17 in einer durch diese x- und y-Koordinatenachsen aufgespannten Ebene positioniert. Das dritte und das vierte Sensorelement 13, 14 der magnetoresistiven Sensoranordnung 10 sind entlang der y-Koordinatenachse mit einer auch für diese beiden Sensorelemente 13, 14 übereinstimmenden zweiten Ortskoordinaten

y3 = y4 = -Δy

bezüglich der räumlichen Mittelachse 17 in derselben Ebene positioniert. Die erste und die zweite Ortskoordinate stimmen also betragsmäßig überein.
In der Darstellung der Fig. 2 ist durch unterschiedliche Schraffuren der einzelnen Sensorelemente 11, 12, 13, 14 angedeutet, daß diese mit Barberpol-Strukturen ausgestattet sind, wobei die Ausrichtungen der Barberpol-Strukturen bezüglich der Flußrichtungen von durch das Speisespannungspotential UB hervorgerufenen, die Sensorelemente 11, 12, 13bzw. 14 durchfließenden elektrischen Strömen durch die Richtungen der Schraffuren angedeutet sind. Die Wahl der Barberpol-Strukturen der Sensorelemente 11, 12, 13, 14 wird so vorgenommen, daß sich die Widerstandswerte R11 und R13 des ersten bzw. dritten Sensorelements 11 bzw. 13 mit positivem Wert der magnetischen Feldstärke des Meßfeldes erhöhen und daß sich die Widerstandswerte R12 und R14 des zweiten bzw. vierten Sensorelements 12 bzw. 14 mit positivem Wert der magnetischen Feldstärke des Meßfeldes verringern. Dazu wird der Winkel c; der Stromflußrichtung durch das Sensorelement i bei verschwindendem Meßfeld H_i am Ort des Sensorelements i, mit i = 11, 12, 13, 14, wie folgt gewählt:

α₁₁ = +45°, α₁₂ = -45°, α₁₃ = +45°, α₁₄ = -45°.
Fig. 3 zeigt eine mögliche räumliche Gestaltung für die in Fig. 2 wiedergegebene Sensoranordnung 10 in einer Draufsicht auf die durch die x-Koordinatenachse und die y-Koordinatenachse aufgespannten Ebene. Darin sind schematisch die Barberpol-Strukturen eingezeichnet, und der Deutlichkeit halber sind deren Ausrichtungen in den einzelnen Sensorelementen 11, 12, 13, 14 durch neben die einzelnen Sensorelemente 11, 12, 13 bzw. 14 gezeichnete Symbole 21, 22, 23 bzw. 24 dargestellt.
Für das Meßfeld am Ort der einzelnen Sensorelemente i = 11, 12, 13, 14 gilt in erster Näherung:
Dabei ist:
H_i Magnetische Feldstärke des Meßfeldes am Sensorelement i mit dem Widerstand Ri
H_{Off i} Offsetanteil der magnetischen Feldstärke des Meßfeldes am Sensorelement i, hervorgerufen insbesondere durch die beschriebenen Inhomogenitäten des Meßfeldes entlang der Meßrichtung und insbesondere abhängig vom Abstand zwischen dem Bewegungsgeberelement 9 und der Sensorenordnung 7 in Richtung der z-Koordinatenachse
H_pk Amplitude der magnetischen Feldstärke des Meßfeldes am Sensorelement i
n Anzahl der Zähne auf dem als Geberrad ausgebildeten Bewegungsgeberelement 9
Φ Bewegungskoordinate des Bewegungsgeberelements 9 (z. B. Kurbelwellendrehwinkel)
r Radius des als Geberrad ausgebildeten Bewegungsgeberelements 9
y_i Ortskoordinate des Sensorelements i entlang der y-Koordinatenachse (vorzugsweise des Mittelpunkts der räumlichen Ausdehnung des Sensorelements i entlang der in Meßrichtung verlaufenden y-Koordinatenachse)
H_ex Magnetische Feldstärke eines der Sensoranordnung 17 großflächig überlagerten äußeren Magnetfeldes, insbesondere eines Störfeldes, am Sensorelement i
i Laufindex mit i = 11, 12, 13, 14
Für die Widerstandswerte Ri der einzelnen Sensorelemente i gilt die Beziehung:

Ri = R₀+ S H_i bzw. R_i = R₀- S H_i,

wobei
R₀ der Widerstandswert der einzelnen Sensorelemente i im Arbeitspunkt, d. h. bei verschwindendem Meßfeld H_i,
S die Widerstandsänderung der Widerstandswerte Ri in Abhängigkeit vom Meßfeld, d. h. die Steilheit der R-H-Kennlinie der Sensorelemente i oder die Sensitivität der Sensorelemente i und
i der Laufindex mit i = 11, 12, 13, 14
ist und das Vorzeichen vor dem zweiten Summanden in diesen Gleichungen von der Wahl der Winkel α_i der Stromflußrichtung durch das Sensorelement i bei verschwindendem Meßfeld H_i am Ort des Sensorelements i, mit i = 11, 12, 13, 14, d. h. von der Wahl der Ausrichtung der Barberpol-Strukturen bezüglich der die Sensorelemente 11, 12, 13 bzw. 14 durchfließenden elektrischen Ströme, abhängt.
Für die Widerstandswerte R11, R12, R13, R14 der einzelnen Sensorelemente 11, 12, 13, 14 der Sensoranordnung 10 gemäß Fig. 2 ergibt sich:
Am Ort der Sensorelemente i, mit i = 11, 12, 13, 14, der magnetoresistiven Sensoranordnung 10 wirken insbesondere durch die beschriebenen Inhomogenitäten des Meßfeldes entlang der Meßrichtung und insbesondere abhängig vom Abstand zwischen dem Bewegungsgeberelement 9 und der Sensorenordnung 7 in Richtung der z-Koordinatenachse die oben genannten, mit H_Offi bezeichneten Offsetanteile der magnetischen Feldstärke des Meßfeldes. Unter der Annahme symmetrischer Ortskoordinaten y₁, y₂, y₃ und y₄ der Sensorelemente 11, 12, 13, 14 bei symmetrischem Aufbau der Sensoranordnung 10 bezüglich der x-Koordinatenachse ergeben sich für die Offsetanteile H_{Off i} der magnetischen Feldstärke des Meßfeldes die Werte

H_{Off 1}= H_{Off 2} = -H_{Off 3}= -H_{Off 4}= H_Off
Mit den vorstehenden Beziehungen ergibt sich als Ausgangssignal UA10 der Sensoranordnung 10 in erster Näherung:
Es ist zu erkennen, daß durch den Einsatz dieses Gradientensensors 10 allein zwar der Einfluß äußerer Magnetfelder, somit auch äußerer Störfelder, wenigstens in erster Näherung beseitigt werden kann, daß dagegen jedoch der Einfluß der Offsetanteile der magnetischen Feldstärke des Meßfeldes an den Sensorelementen verbleibt. Da sich diese Offsetanteile der magnetischen Feldstärke des Meßfeldes an den Sensorelementen wie beschrieben als abhängig vom Abstand der Sensoranordnung 60 vom Bewegungsgeberelement 9 entlang der z-Koordinatenachse erweisen, sind die dadurch sich ergebenden Beeinträchtigungen des Ausgangssignals UA10 für einen reibungslosen Betrieb der Sensoranordnung 10 nicht tragbar.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit deren Hilfe sich die vorstehenden Nachteile beheben lassen. Dazu ist der Gradientensensor 10 gemäß beispielsweise Fig. 2 und 3 zusammen mit einem Arbeitsmagneten 18 veränderter Gestaltung in der in Fig. 4 gezeigten Anordnung zum Bestimmen der Position eines Bewegungsgeberelements 9 angeordnet. Diese veränderte Gestaltung wird dadurch gebildet, daß der Arbeitsmagnet 18 in derjenigen seiner Oberflächen, die der magnetoresistiven Sensoranordnung 10 zugewandt und zu ihr im wesentlichen parallel ausgerichtet ist, in der Richtung der Hauptkomponente der magnetischen Feldlinien des vom Arbeitsmagneten 18 ausgehenden Magnetfeldes H, d. h. in Richtung der z-Koordinatenachse und damit im wesentlichen senkrecht zur Hauptfläche des Bewegungsgeberelements 9, auf diese Hauptfläche des Bewegungsgeberelements 9 zu gerichtete vorspringende Ausformungen 19 und 20 aufweist, die den Bereich der räumlichen Erstreckung der magnetoresistiven Sensoranordnung 10 wenigstens in der Meßrichtung, die durch die y-Koordinatenachse gegeben ist, umfassen. Die Ausformungen 19, 20 erstrecken sich in Richtung der z-Koordinatenachse zumindest bis zu der x-y-Ebene, in der die magnetoresistive Sensoranordnung 10 positioniert ist. Dadurch wird auf einfache und wirksame Weise erreicht, daß das der Anordnung beaufschlagte Magnetfeld H im Bereich der räumlichen Erstreckung der magnetoresistiven Sensoranordnung 10 homogen ausgebildet ist.
Der Anschaulichkeit halber sind auch in der Darstellung der Fig. 4 die Ausrichtungen der Barberpol-Strukturen durch zu Fig. 2 gleichartige Schraffuren angedeutet.
Da für ein homogen ausgebildetes Magnetfeld Offsetanteile H_{Off i} der magnetischen Feldstärke des Meßfeldes an den Sensorelementen 11, 12, 13, 14 verschwinden, ergibt sich mit

H_{Off 1}= H_{Off 2} = -H_{Off 3}= -H_{Off 4}= H_Off = 0

für das Ausgangssignal UA10 der magnetoresistiven Sensoranordnung 10 in der erfindungsgemäßen Ausbildung:
Das Ausgangssignal UA10 der magnetoresistiven Sensoranordnung 10 in der erfindungsgemäßen Ausbildung ist somit von Einflüssen durch insbesondere störende äußere Magnetfelder oder Montagetoleranzen, beispielsweise im Abstand zwischen dem Bewegungsgeberelement 9 und der magnetoresistiven Sensoranordnung 10, nicht mehr abhängig.
Mit dem Ausgangssignal UA10 der magnetoresistiven Sensoranordnung 10 in der erfindungsgemäßen Ausbildung ist außerdem eine eindeutige Erkennung möglich, ob sich das Bewegungsgeberelement 9 mit einem Zahn oder einer Lücke zwischen zwei Zähnen vor der magnetoresistiven Sensoranordnung 10 befindet. In einer Stellung des Bewegungsgeberelements 9, in der die Mitte eines Zahnes, in Richtung der Bewegungskoordinate Φ gerechnet, sich am Nullpunkt y = 0 des y-Koordinatensystems, d. h. gegenüber der räumlichen Mittelachse der magnetoresistiven Sensoranordnung 10 befindet, gilt mit

n Φ = 0, 2π, 4π, . . .

für den Cosinus-Term in der Gleichung für das Ausgangssignal UA10 der magnetoresistiven Sensoranordnung 10:

cos (n Φ) = 1
Entsprechend gilt in einer Stellung des Bewegungsgeberelements 9, in der die Mitte zwischen je zwei Zähnen, in Richtung der Bewegungskoordinate t gerechnet, sich am Nullpunkt y = 0 des y-Koordinatensystems, d. h. gegenüber der räumlichen Mittelachse der magnetoresistiven Sensoranordnung 10 befindet, mit

n Φ = 0, π, 3π, . . .

für den Cosinus-Term in der Gleichung für das Ausgangssignal UA10 der magnetoresistiven Sensoranordnung 10:

cos (n Φ) = -1
Somit kann eine eindeutige Unterscheidung zwischen Zahn und Lücke getroffen werden.
In einer Abwandlung der Anordnung nach Fig. 4 kann die magnetoresistive Sensoranordnung 10 auch in Richtung der x-Koordinatenachse von Ausformungen des Arbeitsmagneten 18 umgeben sein, die vorzugsweise wenigstens weitgehend entsprechend den Ausformungen 19, 20 gestaltet sind. Damit wird auch in Richtung der x-Koordinaten eine Homogenisierung des Magnetfeldes H erreicht. Bezugszeichenliste 1 Erstes Sensorelement der magnetoresistiven Sensoranordnung 7
2 Zweites Sensorelement der magnetoresistiven Sensoranordnung 7
3 Drittes Sensorelement der magnetoresistiven Sensoranordnung 7
4 Viertes Sensorelement der magnetoresistiven Sensoranordnung 7
5 Erster Speisespannungsanschluß (für erstes Speisespannungspotential UB)
6 Zweiter Speisespannungsanschluß (für Massepotential M)
7 Magnetoresistive Sensoranordnung
8 Arbeitsmagnet zur magnetoresistiven Sensoranordnung 7
9 Rotierendes Bewegungsgeberelement
10 Gradientensensor
11 Erstes Sensorelement des Gradientensensors 10
12 Zweites Sensorelement des Gradientensensors 10
13 Drittes Sensorelement des Gradientensensors 10
14 Viertes Sensorelement des Gradientensensors 10
15 Erster Abgriff der magnetoresistiven Sensoranordnung 10
16 Zweiter Abgriff der magnetoresistiven Sensoranordnung 10
17 Räumliche Mittelachse der magnetoresistiven Sensoranordnung 10
18 Arbeitsmagnet zum Gradientensensor 10
19 Ausformung des Arbeitsmagneten 18
20 Ausformung des Arbeitsmagneten 18
21 Symbol für die Ausrichtung der Barberpol-Strukturen im Sensorelement 11
22 Symbol für die Ausrichtung der Barberpol-Strukturen im Sensorelement 12
23 Symbol für die Ausrichtung der Barberpol-Strukturen im Sensorelement 13
24 Symbol für die Ausrichtung der Barberpol-Strukturen im Sensorelement 14
H Magnetfeld des Arbeitsmagneten
H_i ;Magnetische Feldstärke des Meßfeldes am Sensorelement i mit dem Widerstand Ri
H_ex Magnetische Feldstärke eines der Sensoranordnung 7 großflächig überlagerten äußeren Magnetfeldes, insbesondere eines Störfeldes, am Sensorelement i
H_{Off i} Offsetanteil der magnetischen Feldstärke des Meßfeldes am Sensorelement i
H_Off Betrag des Offsetanteils der magnetischen Feldstärke des Meßfeldes am Sensorelement 11, 12, 13, 14 (Fig. 2, 3)
H_pk Amplitude der magnetischen Feldstärke des Meßfeldes am Sensorelement i
i Laufindex mit i = 11, 12, 13, 14
M Zweites Speisespannungspotential (= Massepotential)
n Anzahl der Zähne auf dem als Geberrad ausgebildeten Bewegungsgeberelement 9
r Radius des als Geberrad ausgebildeten Bewegungsgeberelements 9
R₀ Widerstandswert der einzelnen Sensorelemente i im Arbeitspunkt
Ri Widerstandswert des Sensorelements mit dem Bezugszeichen i
S Widerstandsänderung der Widerstandswerte Ri in Abhängigkeit vom Meßfeld, d. h. Steilheit der R-H-Kennlinie der Sensorelemente mit dem Bezugszeichen i oder Sensitivität der Sensorelemente mit dem Bezugszeichen i
UA Ausgangssignal der Sensoranordnung 7
UA10 Ausgangssignal der Sensoranordnung 10 ( = Gradientensensor)
UB Erstes Speisespannungspotential
x Koordinatenachse
y Koordinatenachse
y_i Ortskoordinate des Sensorelements i entlang der y-Koordinatenachse
z Koordinatenachse
α_i Winkel der Stromflußrichtung durch das Sensorelement i bei verschwindendem Meßfeld H_i am Ort des Sensorelements mit dem Bezugszeichen i
Δy Betrag der Ortskoordinate der Sensorelemente 11, 12, 13, 14 der magnetoresistiven Sensoranordnung 10
Φ Bewegungskoordinate des rotierenden Bewegungsgeberelements 9 (z. B. Kurbelwellendrehwinkel)

Claims

1. Anordnung zum Bestimmen der Position eines die Ausbildung eines Magnetfeldes, welches der Anordnung beaufschlagt ist, periodisch entlang seiner Bewegungskoordinate beeinflussenden Bewegungsgeberelements,
mit einer Sensoranordnung, welche entlang einer wenigstens weitgehend parallel zur Bewegungskoordinate des Bewegungsgeberelements ausgerichteten Meßrichtung gegenüber wenigstens der Polarität des der Anordnung beaufschlagten Magnetfeldes empfindlich und zum Abgeben eines Meßsignals in Abhängigkeit von einer in der Meßrichtung gemessenen, als Meßfeld bezeichneten Feldkomponente des der Anordnung beaufschlagten Magnetfeldes ausgebildet ist,
worin das Bewegungsgeberelement in einer streifenförmigen Zone einer sich entlang der Bewegungskoordinate des Bewegungsgeberelements erstreckenden Hauptfläche angeordnete, periodisch wiederkehrende Bereiche wechselnder Beeinflussung des sich parallel zur Hauptfläche und wenigstens weitgehend parallel zur Bewegungskoordinate des Bewegungsgeberelements ausbildenden Meßfeldes aufweist und die Meßrichtung des Sensorelements wenigstens nahezu parallel zur Hauptfläche des Bewegungsgeberelements ausgerichtet ist,
wobei das der Anordnung beaufschlagte Magnetfeld mit seiner durch die hauptsächliche Richtung der magnetischen Feldlinien bestimmten Hauptkomponente im wesentlichen senkrecht zur Hauptfläche des Bewegungsgeberelements ausgerichtet ist,
worin die Sensoranordnung als magnetoresistive Sensoranordnung zur Messung von Gradienten des Magnetfeldes ausgebildet ist und
worin das der Anordnung beaufschlagte Magnetfeld im Bereich der räumlichen Erstreckung der magnetoresistiven Sensoranordnung homogen ausgebildet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Arbeitsmagneten zum Beaufschlagen der Anordnung mit dem Magnetfeld, wobei die Hauptkomponente der magnetischen Feldlinien des vom Arbeitsmagneten ausgehenden Magnetfeldes im wesentlichen senkrecht zur Hauptfläche des Bewegungsgeberelements ausgerichtet ist

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsmagnet in einer seiner Oberflächen, die der magnetoresistiven Sensoranordnung zugewandt und zu ihr im wesentlichen parallel ausgerichtet ist, in der Richtung der Hauptkomponente der magnetischen Feldlinien des vom Arbeitsmagneten ausgehenden Magnetfeldes, d. h. im wesentlichen senkrecht zur Hauptfläche des Bewegungsgeberelements, auf diese Hauptfläche des Bewegungsgeberelements zu gerichtete vorspringende Ausformungen aufweist, die den Bereich der räumlichen Erstreckung der magnetoresistiven Sensoranordnung wenigstens in der Meßrichtung umfassen.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Hauptfläche des Bewegungsgeberelements zu gerichteten vorspringenden Ausformungen in der Oberfläche des Arbeitsmagneten den Bereich der räumlichen Erstreckung der magnetoresistiven Sensoranordnung in wenigstens nahezu allen parallel zu der Hauptfläche des Bewegungsgeberelements gelegenen Richtungen umfassen.

5. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetoresistive Sensoranordnung zur Messung von Gradienten des Magnetfeldes mit wenigstens einer Wheatstoneschen Brückenschaltung ausgebildet ist, deren Brückenzweige je wenigstens ein magnetoresistives Sensorelement umfassen, wobei je zwei in Reihe angeordnete Brückenzweige je eine Teilbrücke der Wheatstoneschen Brückenschaltung bilden.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetoresistiven Sensorelemente mit Barberpol-Strukturen ausgebildet sind, daß die Barberpol-Strukturen in den magnetoresistiven Sensorelementen je einer Teilbrücke der Wheatstoneschen Brückenschaltung zumindest im wesentlichen übereinstimmend ausgerichtet sind und daß die Ausrichtung der Barberpol-Strukturen in den magnetoresistiven Sensorelementen in wenigstens einer der Teilbrücken der Wheatstoneschen Brückenschaltung von der Ausrichtung der Barberpol-Strukturen in den magnetoresistiven Sensorelementen in wenigstens einer anderen der Teilbrücken der Wheatstoneschen Brückenschaltung abweichend gewählt ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wheatstonesche Brückenschaltung eine erste Teilbrücke aus der Reihenschaltung eines ersten und eines dritten Brückenzweiges und eine zweite Teilbrücke aus der Reihenschaltung eines zweiten und eines vierten Brückenzweiges umfaßt, daß der erste, zweite, dritte bzw. vierte Brückenzweig mit einem ersten, zweiten, dritten bzw. vierten magnetoresistiven Sensorelement ausgebildet ist und daß die Bacberpol- Strukturen des ersten und des dritten magnetoresistiven Sensorelements im wesentlichen rechtwinklig zu den Barberpol-Strukturen des zweiten und des vierten magnetoresistiven Sensorelements ausgerichtet sind.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetoresistiven Sensorelemente entlang einer in Meßrichtung verlaufenden Koordinatenachse vorbestimmte Ortskoordinaten aufweisen, daß die Ortskoordinaten des ersten und des zweiten magnetoresistiven Sensorelements einerseits und die Ortskoordinaten des dritten und des vierten magnetoresistiven Sensorelements andererseits untereinander wenigstens weitgehend übereinstimmen und daß die Ortskoordinaten des ersten und zweiten magnetoresistiven Sensorelements symmetrisch zu den Ortskoordinaten des dritten und vierten magnetoresistiven Sensorelements iii Bezug auf einen Bezugspunkt auf der in Meßrichtung verlaufenden Koordinatenachse gewählt sind.

9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bewegungsgeberelement die Zonen periodisch wiederkehrender Bereiche wechselnder Beeinflussung des Meßfeldes durch abwechselnd im wesentlichen senkrecht zur Hauptfläche des Bewegungsgeberelements vor- und rückspringende Ausformungen eines vom Bewegungsgeberelement umfaßten, magnetisierbaren Werkstoffs gebildet sind.

10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewegungsgeberelement linear ausgebildet ist.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewegungsgeberelement drehsymmetrisch ausgebildet ist.