Eine neue Generation magnetoresistiver Sensoren für das Automobil

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Berührungsfreie Sensortechniken arbeiten völlig verschleißfrei als Geber bei der Positionierung mechanisch beweglicher Teile, u. a. in sicherheitskritischen Anwendungen. Unter ihnen gelten magnetoresistive (MR-)Sensoren als hoch präzise, besonders robust und kosteneffektiv. Dabei kommt ein Magnet zum Einsatz, dessen Feld eine Widerstandsänderung im Sensorelement hervorruft. Das sensitive Element ist in der Regel eine Wheastone-Brücke, in der die Widerstandsänderung auf dem anisotropen magnetoresistiven (AMR-)Effekt beruht. Wenn nicht der Betrag des Magnetfeldes sensorisch erfasst wird, sondern dessen Richtung, spricht man von einem Winkelsensor. Zur Winkelmessung können AMR-Winkelsensoren entweder als Absolutgeber am Wellenende oder am Wellenumfang in Kombination mit einem Polring als Inkrementalgeber eingesetzt werden. Die Wegmessung erfolgt analog für kurze Verfahrwege absolut, während weite Verfahrwege inkrementell gemessen werden. Der Winkelfehler des Sensors limitiert in der praktischen Anwendung die Genauigkeit der Messung. Präsentiert wird eine neue Generation von hochpräzisen und robusten AMR-Winkelsensoren. Durch Weiterentwicklung des Sensordesigns und eine state-of-the-art Wafertechnologie lässt sich der Winkelfehler auf 0.05 Grad minimieren. In der Automobilkonstruktion kommen berührungslos arbeitende magnetempfindliche Winkelsensoren vielfältig zum Einsatz. Die Einsatzbedingungen variieren stark je nach Anwendung im Innenraum, Motorraum nahe der Bremse. Der Bedarf an hochpräzisen robusten Gebern im Automobil steigt kontinuierlich. An ausgewählten Beispielen werden Funktionsweise und Vorteile der MR-Technologie erläutert. Messaufgaben ergeben sich z. B. in der elektrischen Lenkkraftverstärkung. Als Raddrehzahlsensoren werden AMR-Sensoren zur Regelung des Antiblockiersystems eingesetzt. In Motortestständen kommen MR-Sensoren heute in der Ventilsteuerung zum Einsatz.