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A SINGLE-PACKAGE HIGH-FIELD MAGNETORESISTIVE ANGLE SENSOR | MAGNETORESISTIVER HOCHFELD-WINKELSENSOR IN EINEM EINZELGEHÄUSE | CAPTEUR D'ANGLE MAGNÉTORESISTIF À CHAMP MAGNÉTIQUE DE HAUTE INTENSITÉ ET À BOÎTIER UNIQUE

Patentnummer:EP3285041B1
IPC Hauptklasse:G01B000730
Anmelder:
Erfinder:
Anmeldung:07.04.16
Offenlegung:16.04.15
Patenterteilung:17.06.20

Abstract / Hauptanspruch
A single-package high-field magnetoresistive angle sensor (73, 74), comprising at least one push-pull magnetoresistive bridge and soft magnetic flux attenuators (17, 29, 68, 70) located on the push-pull magnetoresistive bridge. The push-pull magnetoresistive bridge comprises a plurality of magnetoresistive sensor units (16, 20-23, 28, 67, 69, 7310, 7310', 7311, 7311'). The magnetoresistive sensor units (16, 20-23, 28, 67, 69, 7310, 7310', 7311, 7311') are of an MTJ or GMR type. Each magnetoresistive sensor unit (16, 20-23, 28, 67, 69, 7310, 7310', 7311, 7311') comprises at least one pinned layer (76, 83, 95-98), one ferromagnetic reference layer (79, 88), a nonmagnetic spacer layer (80, 89), and a ferromagnetic free layer (81, 90). The ferromagnetic free layer (81, 90) is a low aspect ratio oval or circle, which can make the intensity of magnetization of the ferromagnetic free layer (81, 90) align along an external magnetic field in any direction. The soft magnetic flux attenuator (17, 29, 68, 70) covers the surface of all the magnetoresistive sensor units (16, 20-23, 28, 67, 69, 7310, 7310', 7311, 7311') to attenuate the high intensity external magnetic field to be within a measurable range of the magnetoresistive sensor units (16, 20-23, 28, 67, 69, 7310, 7310', 7311, 7311'); the push-pull magnetoresistive bridge has antiparallel or mutually-orthogonal magnetization directions of the reference layer. The magnetoresistive angle sensor can measure the rotation angle of a high-intensity magnetic field. It has the advantages of low power consumption and small size.

A single-package high-intensity magnetic field magneto-resistance angle sensor (73, 74) comprises at least one push-pull magneto-resistance bridge and a soft magnetic flux attenuator (17, 29, 68, 70) located on the push-pull magneto-resistance bridge; the push-pull magneto-resistance bridge comprises a plurality of magneto-resistance sensor units (16, 20-23, 28, 67, 69, 7310, 7310', 7311, 7311'), the magneto-resistance sensor units (16, 20-23, 28, 67, 69, 7310, 7310', 7311, 7311') are of an MTJ or GMR type, each magneto-resistance sensor unit (16, 20-23, 28, 67, 69, 7310, 7310', 7311, 7311') comprises at least one pinning layer (76, 83, 95-98), a ferromagnetic reference layer (79, 88), a nonmagnetic spacing layer (80, 89) and a ferromagnetic free layer (81, 90), and the ferromagnetic free layer (81, 90) is low-aspect-ratio oval-shaped or circular, so that the intensity of magnetization of the ferromagnetic free layer (81, 90) can be aligned along an external magnetic field in any direction; the soft magnetic flux attenuator (17, 29, 68, 70) covers the surfaces of all the magneto-resistance sensor units (16, 20-23, 28, 67, 69, 7310, 7310', 7311, 7311') to attenuate the high-intensity external magnetic field to be within a measurable range of the magneto-resistance sensor units (16, 20-23, 28, 67, 69, 7310, 7310', 7311, 7311'); the push-pull magneto-resistance bridge has unidirectional or mutually-orthogonal reference layer magnetization directions. The magneto-resistance angle sensor is capable of measuring high-intensity magnetic-field rotational angles and has the advantages of low power consumption and small size.

L'invention concerne un capteur d'angle à magnéto-résistances à champ magnétique de haute intensité et à boîtier unique (73, 74) qui comprend au moins un pont de magnéto-résistances symétrique et un atténuateur de flux magnétique doux (17, 29, 68, 70) disposé sur le pont de magnéto-résistances symétrique ; le pont de magnéto-résistances symétrique comprend une pluralité d'unités de capteur à magnéto-résistance (16, 20 - 23, 28, 67, 69, 7310, 7310', 7311, 7311'), les unités de capteur à magnéto-résistance (16, 20 - 23, 28, 67, 69, 7310, 7310', 7311, 7311') étant du type à jonction à tunnel magnétique ou à magnéto-résistance géante, chaque unité de capteur à magnéto-résistance (16, 20 - 23, 28, 67, 69, 7310, 7310', 7311, 7311') comprenant au moins une couche d'épinglage (76, 83, 95 - 98), une couche de référence ferromagnétique (79, 88), une couche d'espacement non magnétique (80, 89) et une couche libre ferromagnétique (81, 90), la couche libre ferromagnétique (81, 90) ayant un rapport géométrique réduit de forme ovale ou circulaire, de telle sorte que l'intensité de magnétisation de la couche libre ferromagnétique (81, 90) peut être alignée le long d'un champ magnétique externe dans une quelconque direction ; l'atténuateur de flux magnétique doux (17, 29, 68, 70) recouvre les surfaces de toutes les unités de capteur à magnéto-résistance (16, 20 - 23, 28, 67, 69, 7310, 7310', 7311, 7311') de façon à atténuer le champ magnétique externe de haute intensité de façon à être à l'intérieur d'une plage mesurable des unités de capteur à magnéto-résistance (16, 20 - 23, 28, 67, 69, 7310, 7310', 7311, 7311') ; le pont de magnéto-résistances symétrique ayant des directions de magnétisation de couche de référence unidirectionnelles ou mutuellement orthogonales. Le capteur d'angle à magnéto-résistances peut mesurer des angles de rotation de champ magnétique de haute intensité et présente comme avantages une faible consommation d'énergie et une petite dimension.

一种单封装的高强度磁场磁电阻角度传感器(73,74),包括至少一个推挽式磁电阻电桥以及位于所述推挽式磁电阻电桥上的软磁通量衰减器(17,29,68,70),所述推挽式磁电阻电桥包含多个磁电阻传感单元(16,20-23,28,67,69,7310,7310',7311,7311'),所述磁电阻传感单元(16,20-23,28,67,69,7310,7310',7311,7311')为MTJ或者GMR类型,每个磁电阻传感单元(16,20-23,28,67,69,7310,7310',7311,7311')包含至少一个钉扎层(76,83,95-98)、一个铁磁参考层(79,88)、一个非磁性间隔层(80,89)以及一个铁磁自由层(81,90),所述铁磁自由层(81,90)为低纵横比椭圆形或者圆形,以使所述铁磁自由层(81,90)磁化强度能够沿任意方向外磁场对齐排列;所述软磁通量衰减器(17,29,68,70)覆盖在所有磁电阻传感单元(16,20-23,28,67,69,7310,7310',7311,7311')表面,以衰减高强度外磁场到磁电阻传感单元(16,20-23,28,67,69,7310,7310',7311,7311')可测量范围内;所述推挽式磁电阻电桥具有单向的或相互正交的参考层磁化方向。该磁电阻角度传感器能够测量高强度磁场旋转角度,并具有低功耗、小尺寸的优点。

EP3285041B1


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