一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

用于存储转数或位置信息的传感器元件以及存储器系统的制作方法

2022-11-23 11:44:02 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及例如用于角度或长度测量装置的根据权利要求1所述的一种用于存储转数信息(umdrehungsinformation)或位置信息的传感器元件以及一种具有传感器元件的存储器系统。


背景技术:

2.角度测量装置例如用作旋转编码器,以确定两个可相对彼此旋转的机器部件的角位置。为此目的,经常使用所谓的多转角度测量装置,通过该多圈角度测量装置可实现跨多转的绝对位置测量。
3.此外,已知如下长度测量装置,在所述长度测量装置中测量可相对于彼此移位的两个机器部件的线性移位。特别是在长度测量装置具有较大测量长度的情况下,多个线性标尺或相同的刻度通常并排排列。在这种长度测量装置的情况下,应当实现尽可能在整个测量长度上进行绝对位置确定。
4.这种用于电驱动器的测量装置或测量设备通常用于确定对应机器部件的相对移动或相对位置。在这种情况下,所产生的位置值经由对应的接口装置被输送给后续电子设备以用于操控所述驱动器。
5.对于位置测量装置、特别是角度测量或长度测量装置的许多应用重要的是:至少以非易失性方式存储转数的数目或粗略位置。
6.在ep 1 740 909 b1中描述了一种用于转数计的传感器元件,其中形成畴壁(dom
ä
nenw
ä
nde),其中所述传感器元件具有特殊的螺旋形状。


技术实现要素:

7.本发明所基于的任务是创建一种传感器元件,该传感器元件包括畴壁导体并且使得能够以经济的结构型式实现初始化或复位。
8.根据本发明,该任务通过权利要求1的特征来解决。
9.因此,本发明涉及一种用于特别是有源地(aktiv)存储转数信息或位置信息的传感器元件。所述传感器元件包括布置在衬底上的畴壁导体,其中所述畴壁导体的走向被设计为没有交叉。所述畴壁导体或其走向还包括具有正曲率的第一区域和具有负曲率的第二区域。此外,所述传感器元件包括导电层,所述导电层施加在所述衬底上并且相对于所述畴壁导体重叠地并且相对所述畴壁导体电绝缘地布置。所述导电层具有至少两个接触部位。这些接触部位被布置为,通过在所述至少两个接触部位上施加电压使得电流在第一电流方向上流动,从而能够通过所述电流的磁场在所述畴壁导体中产生畴壁。
10.因此,所述导电层以电绝缘的方式在与衬底层面正交的方向上相对于所述畴壁导体偏移地(versetzt)布置。所述导电层因此电绝缘地完全或仅部分覆盖所述畴壁导体。特别地,所述畴壁导体可以施加在绝缘层上,其中在所述绝缘层的相对置的一侧上整面地施加所述导电层。
11.术语“有源的存储”应理解为如下存储:所涉及传感器元件针对所述存储不需要任何辅助电能。
12.有利地,所述畴壁导体的走向被设计为关于轴线而言是轴对称的。在此,所述轴线能够以相对于所述第一电流方向倾斜了一角度的方式取向,或者说所述电流方向能够以一角度倾斜于所述轴线而延伸。特别地,所述电流方向与所述轴线所围成的角度大于10
°
且小于60
°
(10
°

ß
《60
°
),有利地大于15
°
且小于50
°
(15
°

ß
《50
°
)。因此,所述轴线和所述电流方向在所述导电层中围成例如10
°
和60
°
之间的角度,其中这里指的是补角中的较小者。
13.结合本发明,畴壁导体特别是导体轨迹或导体线路(leiterbahn)或纳米线,它们由可磁化材料组成。信息能够以相反磁化区域(畴)的形式存储在所述畴壁导体中。这些畴被所谓的畴壁分开,所述畴壁可以通过磁场而被移位(verschieben),其中畴的位置发生变化。为了确定畴的位置,布置如下读出元件,其中畴或畴壁从所述读出元件旁经过。因此,从功能上看,畴壁导体也可以视为一种移位寄存器。
14.有利地,所述畴壁导体的走向被设计为封闭式环绕的(geschlossen umlaufend)。此外,所述畴壁导体的走向也可以被设计为连续的。
15.所述畴壁导体的走向形成连贯的曲线,并且既没有跃变也没有尖峰、折点(knick)或其他不连续部位。因此,术语“连续的走向”应理解为畴壁导体的以下走向,该走向被设计为均匀而没有突然的方向变化。因此用数学表达的话,畴壁导体的走向在畴壁导体的整个长度上是连续的并且特别是可微的,从而在畴壁导体的走向的每个点处能够产生明确的切线。特别地,畴壁导体在其走向上仅具有大于0.005mm、特别是大于0.02mm、有利地大于0.03mm的曲率半径。
16.畴壁导体的没有交叉的走向特别是应理解为所述畴壁导体的走向不交叉,但也并非在不同层中交叉地上下相叠地被引导。
17.曲率应理解为在特别是平坦的衬底上沿着畴壁导体的走向的方向变化。在直线走向的情况下,曲率等于0,因为走向方向没有变化。如果曲率不等于0,则可以为畴壁导体的走向定义如下曲率,所述曲率具有关于走向曲线的法线束(normalenb
ü
ndel)的定向方面的正负号 。如果曲率朝单位法线向量场(einheitsnormalenvektorfeld)的方向上弯曲,则曲率为正,而如果曲率朝相反方向弯曲,则曲率为负。例如,具有正曲率的第一区域可以称为凸区域,而具有负曲率的第二区域可以称为凹区域。因此,用数学表达,畴壁导体的走向因此特别是具有至少一个拐点。
18.根据有利的变型,所述传感器元件还具有读出元件,通过所述读出元件可以(在所述读出元件的相应位置处)确定所述畴壁导体的局部磁化状态。因此可以通过所述读出元件分别确定所述畴壁导体的磁化状态。所述读出元件相对于所述畴壁导体位置固定地布置。
19.在本发明的另一设计中,所述畴壁导体布置在所述读出元件中的至少一个与所述衬底之间的层中。替代地或附加地,所述读出元件中的至少一个布置在所述衬底与所述畴壁导体之间的层中。
20.有利地,所述读出元件被设计为gmr或tmr传感器。
21.所述传感器元件可以具有多个畴壁导体。在这种情况下,所述多个畴壁导体具有不同数目的第一区域或不同数目的第二区域。从而例如所述传感器元件可以具有第一畴壁
导体和第二畴壁导体,其中所述第一畴壁导体具有第一数目的第一区域并且所述第二畴壁导体具有第二数目的第一区域。
22.有利地,这些不同的数目、即第一畴壁导体的第一区域数目和第二畴壁导体的第一区域数目是互质的。众所周知,术语“互质”应理解为对于所涉及的数目(自然数),除了一之外不存在任何其他的将这两个数整除的自然数。
23.有利地,所述导电层具有四个接触部位,这些接触部位被布置为,使得可以在两对接触部位上施加电压,从而电流选择性地在第一电流方向或第二电流方向上流动。根据有利的简单布置,所述第一电流方向对应于第一接触部位与第二接触部位之间的连接线的方向。替代地或补充地,所述第二电流方向可以对应于第三接触部位与第四接触部位之间的连接线的方向。
24.在本发明的另一设计中,所述第一电流方向与所述第二电流方向正交地定向。
25.根据另一方面,本发明包括一种存储器系统,其具有传感器元件、部件(bauelement)和支撑磁体。所述部件包括磁体装置(magnetanordnung)并且被设计为可在第一方向上相对于畴壁导体移动。所述支撑磁体相对于所述传感器元件不可移动地布置,特别是使得所述传感器元件处于所述磁体装置与所述支撑磁体之间。替代地,所述支撑磁体关于第一方向而言在所述部件上的磁体装置旁边相对于所述传感器元件可移动地布置。此外,所述支撑磁体被配置为使得可以通过与导电层的感应磁场叠加的所述支撑磁体的磁场来初始化畴壁导体。
26.所述部件例如可以被设计为带有角度刻度的滚筒或被设计为长度标尺。
27.通过磁体装置在第一方向上相对于畴壁导体的移动而引起磁畴或畴壁的移位。
28.有利地,所述支撑磁体被布置为,使得在支撑磁体的北极和支撑磁体的南极之间的连接线在第二方向上定向,其中所述第二方向被定向为,使得第二方向具有与所述第一方向正交的分量。特别地,所述连接线在平行于所述衬底的层面或平面中延伸。
29.所述磁体装置的磁体和所述支撑磁体都特别是被设计为永磁体。
30.有利地,所述传感器元件包括特别是平坦的衬底并且所述畴壁导体被设计为所述衬底上的导体线路。
31.在本发明的另一设计中,所述畴壁导体的宽度为小于1000nm,特别是小于500nm,有利地小于300nm。
32.所述畴壁导体的厚度或层厚度有利地为小于200nm,特别是小于150nm,特别是小于60nm。
33.有利地,所述衬底具有玻璃层和/或硅层。特别是当所述衬底具有硅层时,所述传感器元件可以被构建为cmos芯片的一部分。
34.有利地,所述传感器元件和所述支撑磁体布置在共同的外壳中。
35.有利地,由所述磁体装置产生的磁场被设计为关于平行于所述第一方向延伸的轴线而言是不对称的。这种考虑适用于平行于第一方向延伸的任何假想轴线。
36.有利地,在本发明的另一设计中,由所述磁体装置产生的磁场被设计为关于平行于所述第二方向延伸的轴线而言是对称的。在此,所述第二方向与所述第一方向正交地定向。
37.平行于所述第一方向延伸的轴线和平行于所述第二方向延伸的轴线特别是位于
平行于所述衬底定向的层面中。
38.在所述存储器系统的另一设计中,所述磁体装置被设计为具有如下磁体的磁体阵列,所述磁体的磁极在所述第一方向上相对于彼此偏移地布置。
39.有利地,所述畴壁导体的走向被设计为是轴对称的。特别地,所涉及的对称轴可以平行于所述第二方向或在所述第二方向上延伸。
40.所述畴壁导体在所述第一方向上具有维度(ausdehnung),并且两个磁极具有中心距离,其中所述维度小于所述中心距离。在此,特别是应在第一方向上理解所述畴壁导体的最大维度。所述中心距离可以特别是磁体的有效中心之间的距离。例如,在柱形的条形磁体(stabmagnet)的情况下,中心距离可以视为所述柱形的条形磁体的纵轴之间的距离。
41.所述存储器系统被设计为,所述存储器系统具有至少两个畴壁,其中也可以使用具有四个或更多畴壁的设计。
42.所述存储器系统可以与角度测量装置结合使用,其中在所述角度测量装置那里特别是存储转数。替代地,所述存储器系统或所述传感器元件可以与线性标尺结合使用。所述标尺特别是可以包括第一标尺部分和第二标尺部分。所述第一标尺部和所述第二标尺部可以例如沿所述第一方向并排布置,从而可以实现较大的测量长度。在实践中,也完全可以并排布置多于两个标尺部分。于是,沿第一方向彼此偏移地设置磁体装置。通过所述传感器元件可以存储对应的位置信息,从而可以确定当前正在扫描其中的哪个标尺部分。
43.本发明的有利设计可以在从属权利要求中找到。
44.根据本发明的传感器的其他细节和优点从以下基于附图对实施例的描述中得出。
附图说明
45.图1a示出了传感器元件的俯视图,图1b示出了传感器元件的侧视图,图2示出了畴壁导体的详细视图,图3示出了磁体装置的磁体,图4示出了根据第一实施例的磁体装置的俯视图,图5示出了具有磁体装置的部件的侧视图,图6示出了所述部件和所述传感器元件的俯视图,图7示出了畴壁导体、支撑磁体和磁体装置处于相对于彼此的第一相对位置的示意图,图8示出了畴壁导体、支撑磁体和磁体装置处于相对于彼此的第二相对位置的示意图,图9示出了畴壁导体、支撑磁体和磁体装置处于相对于彼此的第三相对位置的示意图,图10示出了畴壁导体、支撑磁体和磁体装置处于相对于彼此的第四相对位置的示意图,图11示出了畴壁导体、支撑磁体和磁体装置处于相对于彼此的第五相对位置的示意图,图12示出了畴壁导体、支撑磁体和磁体装置处于相对于彼此的第六相对位置的示
意图,图13示出了畴壁导体、支撑磁体和磁体装置处于相对于彼此的第七相对位置的示意图,图14示出了畴壁导体、支撑磁体和磁体装置处于相对于彼此的第八相对位置的示意图,图15示出了畴壁导体、支撑磁体和磁体装置处于相对于彼此的第九相对位置的示意图,图16示出了根据第二实施例的具有另外的畴壁导体和磁体装置的传感器元件的示意图,图17示出了在初始化或复位过程的第一阶段中的畴壁导体的示意图,图18示出了在初始化或复位过程的第二阶段中的畴壁导体的示意图,图19示出了在初始化或复位过程的第三阶段中的畴壁导体的示意图图20示出了根据第三实施例的磁体装置的俯视图,图21示出了畴壁导体、支撑磁体和根据第三实施例的磁体装置处于相对于彼此的第一相对位置的示意图图22示出了在初始化或复位过程的进一步阶段中的畴壁导体的示意图,图23示出了在所述初始化或复位过程的进一步阶段之后的畴壁导体的示意图,图24示出了根据第四实施例的具有磁体装置和支撑磁体的部件的侧视图。
具体实施方式
46.图1a示出了包括畴壁导体1.1和衬底1.2的传感器元件1。在所示的实施例中,衬底1.2具有机械承载玻璃层,其中衬底1.2被设计为平坦的。替代地,衬底1.2可以具有硅层,于是传感器元件1可以被设计为cmos芯片的一部分。传感器元件1具有层结构,该层结构可以在下面简化地描述如下(也参见图1b):在衬底1.2上施加了导电层1.7,导电层1.7在这里被设计为只有几μm厚的铜层。导电层1.7具有第一接触部位1.71、第二接触部位1.72、第三接触部位1.73和第四接触部位1.74。
47.在导电层1.7上存在电绝缘层1.8。在所示的实施例中,导电层1.7在背离畴壁导体1.1的侧上整面地覆盖电绝缘层1.8。导体线路形式的畴壁导体1.1施加在绝缘层1.8上。导电层1.7在畴壁导体1.1下方整面地布置,从而导电层1.7相对于畴壁导体1.1重叠布置。术语“重叠”表达的是:关于第三方向z(图1b),导电层1.7和畴壁导体1.1上下堆叠地布置,即使也通过薄绝缘层1.8分开。畴壁导体1.1通过绝缘层1.8与导电层1.7电绝缘。
48.替代地,该层结构可以被构造为相反的,即,畴壁导体1.1施加在衬底1.2并且绝缘层1.8施加在畴壁导体1.1上,在绝缘层1.8上又施加导电层1.7。
49.畴壁导体1.1包括软磁材料,例如ni-fe合金。畴壁导体1.1包括第一部分1.11和第二部分1.12,在第一部分1.11中畴壁导体1.1以相对窄的弯道延伸,在第二部分1.12中畴壁导体1.1以具有相对大的半径的圆弧延伸。第一部分1.11和第二部分1.12直接邻接,使得畴壁导体1.1的走向被设计为封闭式环绕的。畴壁导体1.1关于轴线c对称地设计,轴线c垂直于第一方向x并且平行于第二方向y地定向。畴壁导体1.1在第一方向x上具有宽度x1。
50.图2示出了畴壁导体1.1的片段。在此可以清楚地看出,畴壁导体1.1的走向包括具
有正曲率的第一区域a和具有负曲率的第二区域b。换句话说:如果要跟随畴壁导体1.1的走向,则既会遇到具有右弯的部分又会遇到具有左弯的部分。在第一部分1.11的走向中,具有正曲率的第一区域a之后是具有负曲率的第二区域b,然后又是第一区域a并以此类推,其中在所示的实施例中,在第一区域a和第二区域b之间存在具有畴壁导体1.1的直线走向的区域。在第二部分1.12中,曲率的正负号不变化。在所示出的实施例中,曲率或曲率半径在那里被设计为恒定的。
51.在衬底1.2上的层结构中,在根据图1的畴壁导体1.1附近存在读出元件3,这些读出元件例如可以是gmr传感器或tmr传感器,借助于读出元件3可以确定与其相邻的畴壁导体的磁化状态。
52.如果相对于畴壁导体1.1移动的磁场适当地作用在畴壁导体1.1上,则畴壁w1、w2在畴壁导体1.1内或沿着畴壁导体1.1移位。为了形成合适的磁场,使用磁体装置1.3(图4),该磁体装置在所示出的实施例中被设计为由多个(永久)磁体1.31至1.33组成的磁体阵列。
53.磁体装置1.3的第一磁体1.31布置为,使得存在平行于第二方向y的磁化,或者第一磁体1.31的北极关于第二方向y相对于其南极偏移地布置。磁体装置1.3的第二磁体1.32在第一方向x上相对于第一磁体1.31偏移距离1/2

x2地布置。第三磁体1.33相对置地在第一方向x上相对于第一磁体1.31偏移地放置。在所示的实施例中,第二磁体1.32和第三磁体1.33被设计为相同。因此,磁体1.32、1.33被设计为柱体,其中磁极沿着条形磁体意义上的最长对称轴布置。
54.针对第二磁体1.32和第三磁体1.33示例性地在图3中示出第二磁体1.32。
55.根据图1,畴壁导体1.1在第一方向x上具有维度x1。第一磁体1.31的中心与第二磁体1.32的中心之间的距离x2的大小被确定为,使得维度x1小于距离x2,即x1《x2(与第一和第二磁体1.31、1.32的中心距离有关)。
56.磁体装置1.3通常固定在部件2或量具(ma
ß
verk
ö
rperung)上。根据该实施例,部件2具有基本上环形的滚筒2.1(参见图5、图6)。由第一、第二和第三磁体1.31、1.32、1.33组成的磁体装置1.3安装在其外周上。在第二方向y上、即在轴向方向上相对于其偏移地,在所示出的实施例中将精细刻度2.12施加在滚筒2.1的外周上。替代地,磁体装置1.3也可以布置在滚筒或空心轴(hohlwelle)的内周上。除了第二磁体1.32和第三磁体1.33之外,还可以放置另外的磁体,所述另外的磁体引起整体磁场均匀化(homogenisierung)。这些措施降低了存储器系统关于外部磁场的易受干扰性,并且允许部件2与传感器元件1之间的距离公差更大。
57.根据图6,传感器元件1、即具有衬底1.2的畴壁导体1.1以相对于滚筒2.1、特别是磁体装置1.3的径向空气隙(luftspalt)而处于外壳1.5内。外壳1.5在所示的实施例中是位置固定的,而具有磁体装置1.3的部件2被可旋转地支承,使得当部件2朝第一方向x(或相反地)旋转时磁体装置1.3相对于传感器元件1而移动。可以例如通过光学扫描器来对刻度2.12解码,所述光学扫描器也被安置(unterbringen)在外壳1.5中。
58.此外,根据第一实施例,在外壳1.5中还存在支撑磁体1.6,支撑磁体1.6相对于传感器元件1不可移动地布置。传感器元件1与相对于其可移动的磁体装置1.3直接相对地布置,并且支撑磁体1.6布置在传感器元件1后面,从而传感器元件1布置在磁体装置1.3与支撑磁体1.6之间。第一磁体1.31被磁化为使得其北极与其南极之间的连接线平行于第二方
向y或平行于轴线c地定向。支撑磁体1.6被布置为,使得其磁化与第一磁体1.31的磁化反平行地取向。因此,支撑磁体1.6的北极与南极之间的连接线也平行于第二方向y延伸,但极取向相反(在附图中,第一磁体1.31的北极位于上方,而支撑磁铁1.6的北极则位于下方)。
59.图7以原理图示出了磁体装置1.3和畴壁导体1.1以及在其后面的支撑磁体1.6处于相对于彼此的第一位置。应当通过大量箭头来表示磁场。在第一位置(stellung),畴壁w1、w2位于根据图7的位置,其中(如通过符号所示)第一畴壁w1是所谓的头对头畴壁,而第二畴壁w2是所谓的尾对尾畴壁。
60.由磁体装置1.3产生的磁场被设计为关于轴线ax(图4和图7)不对称,轴线ax平行于第一方向x延伸。相反,由该磁体装置产生的磁场1.3被设计为关于轴线ay对称,轴线ay平行于第二方向y延伸。在此,第二方向与第一方向正交地定向。
61.如果现在磁体装置1.3在第一方向x上根据图7中的箭头相对于畴壁导体1.1(并且因此也相对于衬底1.2和支撑磁体1.6)移动,则准旋转的(sich quasi drehend)磁场作用在磁畴壁导体1.1上。结果,畴壁w1、w2的位置移位。该移位场(verschiebefeld)通过以下方式产生:磁体装置1.3从畴壁导体1.1旁经过,其中磁体装置1.3的磁场与支撑磁体1.6的磁场叠加。
62.图8示出了处于另外的位置的畴壁导体1.1,其中在那里磁场相对于第一位置在第一方向x上移动。因此,畴壁w1、w2改变了它们的位置。
63.与此类似,由于磁体装置1.3相对于畴壁导体1.1沿第一方向x(图9、图10、图11)进一步移位,畴壁w1、w2的位置进一步移位。根据图11的畴壁w1、w2的位置例如包含以下信息:滚筒2.1或部件2与图7的布置相比而言已移动得远到使得磁体装置1.3完全经过畴壁导体1.1,例如在第一转完全结束之后就是这种情况。特别是通过第一和第二磁体1.32、1.33的磁场而实现畴壁w1、w2超出第二部分1.12的移位,其中在第二部分1.12中畴壁导体1.1以具有较大半径的圆弧延伸。
64.随着部件2朝着相同方向的进一步移动或旋转,畴壁w1、w2的位置暂时不再改变,这是因为畴壁导体1.1始终处于支撑磁体1.6的磁场的影响下,其中支撑磁体1.6被布置为不可相对于传感器元件1移动。
65.在所示出的实施例中,滚筒2.1或部件2应当在相同方向(第一方向x)上进一步旋转,因此在图12至图15中,根据磁体装置1.3相对于畴壁导体1.1或相对于传感器元件1的定位而定,示出了畴壁w1、w2的不同位置。
66.在磁体装置1.3每次从传感器元件1旁经过之后或在部件2的每转之后,畴壁w1分别已经进一步移动到畴壁导体1.1的相邻的第一区域a。对应地,在每转之后,畴壁w2已经从第二区域b进一步移动到畴壁导体1.1的相邻的第二区域b,或者畴壁w2处于第二部分1.12中,在所述第二部分1.12中畴壁导体1.1以具有较大半径的圆弧延伸。当起点在具有较大半径的圆弧上时,畴壁w2移动到第二区域b中的圆弧中。在根据图1的布置的情况下对应地可计数出:在一个方向上有五次的接连从旁经过或转。
67.可以通过读出元件3探测畴壁导体1.1的这些部分内的磁化方向以及因此可以探测畴壁w1、w2的粗略位置。通过这种方式,即使不能使用辅助能量,也可以对转数进行计数或将转数信息存储在角度测量装置中。这例如在当电流中断时轴例如由于重量负荷而移动的情况下是很重要的。此外,畴壁w1、w2也根据旋转方向而移位,使得传感器元件1可以可靠
地用于允许两个旋转方向的应用。
68.对于存储器系统的功能而言重要的是,在磁体装置1.3沿着第一方向x而从旁经过时,磁场作用到畴壁导体1.1上,该磁场的方向根据x位置而发生改变。特别是,这里存在准旋转或转动的磁力线或磁场方向。轴线ay(图7)一侧上的磁力线与轴线ay的另一侧上的磁力线相比具有相反的旋转方向。特别地,在横穿(
ü
berfahrt)时覆盖区域a的磁力线与在横穿时覆盖区域b的磁力线具有相反的旋转方向。
69.根据图16的第二实施例,传感器元件1'可以包括多个畴壁导体1.1、1.1'以增加可计数的转数的数目,其中畴壁导体1.1、1.1'例如分别具有第一畴壁w1、w1'和第二畴壁w2、w2'。在这种情况下有利的是,多个畴壁导体1.1、1.1'具有不同数目的第一部分1.11、1.11',特别是具有不同数目的第一区域a或不同数目的第二区域b。在使用多个畴壁导体1.1、1.1'的情况下有利的是,相应畴壁导体1.1、1.1'的第一区域a的数目是互质的。多个畴壁导体1.1、1.1'可以在第一方向x上彼此偏移地布置或相互嵌套。在图16中,畴壁导体1.1、1.1'被设计为使得这些畴壁导体具有四个和五个第一区域a,其中为了清楚起见,在图16中示出了具有相对小数目的第一区域a的畴壁导体1.1、1.1'。在实践中适宜的是,使用具有不止四个第一区域a的畴壁导体。例如,可以使用具有7、9、11、13个第一区域a的四个畴壁导体,从而于是可以计数9009(7 x 9 x 11 x 13)转。
70.在开始投入运行之前,即在存储器系统的初始化的范畴内或在复位时,应当将预给定数目的畴壁引至畴壁导体1.1、1.1'上的定义位置。在传感器元件1处于磁体装置1.3的影响区域之外的位置执行初始化过程或复位过程。首先,在第一过程步骤中,将电压或电位差施加在第一接触部位1.71和第二接触部位1.72上,例如可以为此接入已充电的电容器,从而使该电容器的放电电流然后流经第一接触部位1.71和第二接触部位1.72。因此,在传感器元件1的导电层1.7中有电流在第一电流方向上流动,该第一电流方向在这里对应于第一接触部位1.71与第二接触部位1.72之间的连接线的方向。从图1a可以看出,轴线c相对于第一流动方向倾斜角度β地取向。在所示出的实施例中,角度β为25
°
。因此,由导电层1.7中的电流所感应的磁场在畴壁导体1.1中产生大量畴壁w1、w2(图17)。在此,所感应的磁场的强度明显大于产生畴壁w1、w2所需的成核磁场(nukleations-magnetfeld)。因此,即使传感器元件1永久地处于支撑磁体1.6的磁场中,由电流感应的磁场由于其高场强也在有通过电流期间占主导。必须将导电层1.7中的通过电流或电流强度选择得相对应地大。此外,这个过程只需要非常短的时间段。由电流感应的磁场小于1μs就足够了,从而即使在短时间内流过比较高电流的情况下也还是避免由于传感器元件1、特别是衬底1.2的热容量与不稳定热传导相结合而引起的过热。图17中的七个大箭头应当表示由支撑磁体1.6的磁场和导电层1.7中的电流所产生的磁场的叠加而导致的总磁场。
71.在接下来的步骤中,禁止或中断导电层1.7中的通过电流,使得畴壁导体1.1根据图18中的箭头仅仍暴露于支撑磁体1.6的磁场中。其结果是头对头畴壁w1和尾对尾畴壁w2在畴壁导体1.1的笔直中心区域中向彼此行进(wandern)(图18)并最终相互抵消(ausl
ö
schen)(图19)。然后达到所期望的经定义的状态,在该状态中剩余的第一(头对头)畴壁w1位于第一区域a中,并且剩余的第二(尾对尾)畴壁w2位于第二区域b中。畴壁导体1.1的初始化或复位现在已结束。特别地,因此支撑磁体1.6被配置为使得可以通过与导电层1.7的磁场叠加的支撑磁体1.6的磁场来初始化畴壁导体1.1。
72.在图20中示出了第三实施例,其特别适用于仅需要对少量的转数或遍历(durchlauf)计数的应用。在这种情况下,磁体装置1.3''可以简化为仅具有第一磁体1.31。然而,在这种简化装置的情况下,第一畴壁w1不能借助于由磁体装置1.3''产生的磁场而移动穿过畴壁导体1.1的第二部分1.12。因此在这种情况下,可计数的转数或遍历的数目被限制为畴壁导体1.1的第一部分1.11的数目。在该实施例中,不一定必须将畴壁导体的走向设计为封闭式环绕的。例如,在这里可以省去具有大曲率半径的区域,即畴壁导体的第二部分,从而使畴壁导体替代于此地具有两个端部。然后为了使磁化稳定,在那里布置例如具有反铁磁耦合的区域。
73.针对仅相对较少的转数或较少次从旁经过,为了初始化存储器系统或复位畴壁导体1.1,首先进行与第一实施例中相同的步骤。对应地,畴壁导体1.1处于所定义的状态,在该状态中畴壁w1位于第一部分1.11中的第一区域a中,而第二畴壁w2位于第二部分1.12中,正如根据图19所示。对于只需用于对少量转数或少次从旁经过进行计数的传感器元件1而言有利的是:第一畴壁w1尽可能地位于处于中间的第一区域a或第一部分1.11中。
74.当传感器元件1处于磁体装置1.3的影响区域之外却处于支撑磁体1.6的影响区域中时,现在也执行以下过程步骤。为了使第一畴壁w1从根据图19的位置出发而移位,现在将电压或电位差施加在第三接触部位1.73和第四接触部位1.74上。其结果是在传感器元件1的导电层1.7中有电流在第二电流方向上流动。与之前在第一和第二接触部位1.71、1.72之间产生的电流相比,现在施加的电流强度较低。但是,现在通过电流比以前保持更长的时间(几μs)。然后畴壁w1、w2来到根据图22的位置。图22中的七个大箭头应当表示由支撑磁体1.6的磁场和导电层1.7中的电流所产生的磁场的叠加导致的总磁场。
75.然后禁止通过电流,从而使畴壁导体1.1仅仍暴露于支撑磁体1.6的磁场中。在这些条件下,畴壁w1、w2移动到根据图23的位置。
76.现在可以重复这最后这两个过程步骤,直到第一畴壁w1位于中间的第一区域a并且第二畴壁w2位于第二部分1.12的中间为止。然后在附图中未明确示出的状态下,畴壁w1、w2位于轴线c上,并且现在可以对两个移动方向上的最大转数或从旁经过最大次数进行计数。
77.在迄今为止示出的实施例中,存储器系统被设计为,使得支撑磁体1.6相对于传感器元件1不可移动地布置,其中支撑磁体1.6被布置为使得传感器元件1处于磁体装置1.3、1.3''与支撑磁体1.6之间。
78.根据第四实施例,参见图24,支撑磁体2.11替代地布置在部件2'''上,其中部件2'''在其他方面与三个实施例类似地设计。但是,磁体装置1.3'''在这里包括由多个(永久)磁体组成的磁体阵列。此外,滚筒2.1'''在外周区域具有支撑磁体2.11。该支撑磁体2.11可以例如由可磁化材料层组成。磁化如此进行,使得北极和南极彼此轴向偏移地布置。在第二方向y上、即在轴向方向上相对于支撑磁体2.11偏移地,也在这里将精细刻度2.12施加在滚筒2.1'"的外周上。
再多了解一些

本文用于创业者技术爱好者查询,仅供学习研究,如用于商业用途,请联系技术所有人。

发表评论 共有条评论
用户名: 密码:
验证码: 匿名发表

相关文献