Die Innovation
Auf bisherigen Funktionsprinzipien basierende Multiturn-Sensoren sind für viele Anwendungen eher ungeeignet: Sie brauchen eine dauerhafte Stromversorgung, verwenden verschleißbehaftete Getriebe oder sind für den Einsatzbereich zu aufwändig und damit zu teuer. Um Abhilfe zu schaffen, hat Novotechnik eine Sensorik basierend auf der GMR-Technologie (Giant-Magneto-Resistance) entwickelt und setzt sie in Sensoren der Baureihe RSM ein. Die Funktionsweise des Sensors ist wie folgt: An einer rotierenden Welle befindet sich ein Magnet. Dem gegenüber liegt ein Sensorelement (GMRS), bestehend aus einem GMR-Schichtstapel (sog. Referenzschicht und Sensorschicht) mit einer rautenförmigen Spiralstruktur.
Durch das extern rotierende Magnetfeld wird der Magnetisierungszustand der Sensorschicht in den Spiralarmen des GMRS verändert. Die Anzahl der zu zählenden Umdrehungen entspricht der Anzahl der Spiralarme der Rautenstruktur. Die Magnetisierungsrichtung der Sensorschicht in den Spiralarmen kann mit Hilfe des so genannten Domänenwandgenerators (DWG), verändert werden. Aufgrund seiner großen Fläche kann im DWG die Magnetisierung dem äußeren Magnetfeld folgen.
Bei Drehung des externen Magnetfeldes werden im DWG 180°-Domänen erzeugt und in die Spiralstruktur injiziert beziehungsweise wieder gelöscht. Die Magnetisierung der Sensorschicht in den Spiralarmen richtet sich entweder parallel oder antiparallel zur Referenzschicht aus, diese Ausrichtung kann über den GMR-Effekt als Widerstandsänderung detektiert werden. Die Widerstandswerte der Spiralarme sind abhängig vom Magnetisierungszustand und somit der aktuellen Umdrehungsposition. Mit einem 360°-Sensor kombiniert, lassen sich (bei n = Anzahl der Spiralarme) n-mal 360° messen. Durch die Rautenstruktur lässt sich aus jeder Umdrehungsposition ein eindeutiger Umdrehungswert ableiten. Aufgrund der rein magnetischen Funktionsweise erfasst und speichert der Sensor Winkelpositionen über mehrere Umdrehungen hinweg auch stromlos.
novotechnik Siedle Gruppe
Das Unternehmen
Seit 65 Jahren ist Novotechnik mit Stammsitz in Ostfildern wegweisend in der Weiterentwicklung der Messtechnik. Inzwischen arbeiten allein in Deutschland über 200 Mitarbeiter an Spitzenleistungen. Das Ergebnis sind leistungsstarke Weg- und Winkelsensoren, die weltweit aus vielen industriellen Anwendungen oder aus dem Automobil nicht mehr wegzudenken sind.
Die breitgefächerte Produktpalette umfasst Weg- und Winkelsensoren unterschiedlicher Funktionsprinzipien spezielle Lösungen für den Automotive-Bereich sowie Messwertumformer und Messgeräte. Das deckt praktisch alle denkbaren Aufgabenstelllungen ab und für spezielle Anwendungsbedürfnisse werden Lösungen maßgeschneidert: ob im Maschinenbau, in der Hydraulik und der Pneumatik, der Messtechnik, der Medizintechnik oder im Automobilbau. Mehr als 43.000 der Sensorkomponenten von Novotechnik werden heute pro Tag allein in der Automobilindustrie in Pkws eingebaut.
Quelle: Dokumentationsbroschüre 2011, Seite 14