Beschreibung
Magnetoresistive Sensoren
Ziel
Das Seminar behandelt die physikalischen Grundlagen des AMR- und GMR-Effektes und leitet daraus die Einsatzmöglichkeiten von MR-Sensoren in der Mechatronik, insbesondere für die Automatisierungs- und Messtechnik, ab. Die Dozenten stellen den Aufbau der Sensoren, die erforderliche Schaltungstechnik sowie die Signalauswertung anhand grundlegender Prinzipien dar und diskutieren diese.
Das Seminar stellt neben Anwendungen aus der Automobiltechnik (ABS- und Lenkwinkel-Sensor) vor allem Beispiele aus der Automatisierungstechnik (potenzialfreie, temperatur- und offset-kompensierte Strommessung, Drehwinkelmessung in Hochgeschwindigkeitsmotoren, robuste, berührungsfreie Weg- und Winkelmessung) vor und bespricht diese.
Die Dozenten stellen die Realisierung sowohl relativ als auch absolut messender Sensorsysteme im Detail dar. Dabei arbeiten sie die Möglichkeiten zur Erzielung großer Messbereiche und hoher Aufl ösungen (z. B. bei der Wegmessung mit sub-μm Aufl ösung, Positionsmessungen auf Mikroskoptischen) besonders heraus. Die Vor- und Nachteile im Vergleich mit anderen Sensorlösungen werden diskutiert.
Das Seminar endet mit einem Ausblick auf weitere Sensorprinzipien sowie neue Anwendungsfelder. Die Abschlussdiskussion vergleicht MR-Sensoren mit Neuentwicklungen in der Hall-Sensorik im Hinblick auf Vorteile und Nachteile in bestimmten Anwendungen.
Inhalte / Module
- Begrüßung, Einführung und Motivation
- Der anistotrope magnetoresistive Effekt (AMR)
- Physikalische Grundlagen
- Realisierung von Sensorelementen
- Barberpole Strukturen zur Kennlinienverbesserung
- Kennlinienanpassung mit Stützmagneten
- Vergleich mit Hall-Effekt und Hall-Sensoren
- Der GMR- und TMR-Effekt
- Giant Magnetoresistance: Physikalische Grundlagen
- Mehrlagensysteme und Spin-Valves
- Fertigungsbedingte Herausforderungen
- Strommessung mit MR-Sensoren
- Potenzialfreie Strommessung mit Hilfe von Magnetfeldern
- Kompensationsprinzip zur Unterdrückung von
- Temperatureffekten
- Gradienten-Sensor zur Unterdrückung von Störfeldern
- Flip-Prinzip zur Offset-Korrektur
- Winkelmessung mit MR-Sensoren
- Messprinzip der absoluten Messung
- Starkfeldbedingung
- Doppelbrückenanordnung zur Messbereichserweiterung und Störunterdrückung
- Genauigkeitserhöhung durch Optimierung der Sensor-Struktur
- Sensor-Ansteuerung mit Hilfe von Permanentmagneten
- Winkelmessung statt Feldmessung
- Auswahl der Werkstoffe
- Serienprüfung
- Messbereichserweiterung für Winkelsensoren
- 360° Absolutwinkelmessung mit Zusatzstrukturen
- 360° Absolutdrehgeber für Hohlwellenanwendungen, basierend auf Spiralgeometrien
- Multi-Turn Lösungen
- Ansteuerung von Winkelsensoren mit
- Permanentmagneten
- Winkelmessung statt Feldmessung
- Magnetisierungsarten, Auswahl der Werkstoffe
- Magnetcharakterisierung und Winkelhomogenität
- Serienprüfung
- Wegmessung mit MR-Sensoren
- Wegmessung über große Strecken mit inkrementalen Sensoren
- Absolute Wegmessung: Mehrspur- und Einspurlösungen
- Reduzierte Parametersteuerung durch Layout-Optimierung
- Höchstauflösende Winkelmessung mit Polrädern
- Anwendungsbeispiele
- Applikationen mit AMR-, GMR-, und TMR-Sensoren
- Anpassungsflexibilität und Integrierbarkeit
- Ausblick und zukünftige Anwendungen
- Vergleich, Vor- und Nachteile von XMR-Sensoren
- Neuere Entwicklungen in der Hall-Sensorik
- Weitere Magnetsensorprinzipien
- Zukünftige Massenmärkte
- Abschlussdiskussion
Nutzen & Mehrwert
- Sie lernen die Vor- und Nachteile der unterschiedlichen magnetoresistiven Verfahren zu bewerten und eine Auswahl für Ihren Anwendungsfall zu treffen. Das Seminar schult insbesondere das Verständnis für den Einsatz dieser Sensoren sowohl in der Strom-, Winkel- oder Wegmessung als auch in speziellen Anwendungen.
- Die Dozenten geben außerdem Anregungen für innovative Eigenentwicklungen von MR-Sensorlösungen, wobei ein intensiver Gedanken- und Erfahrungsaustausch angestrebt wird.
Zielgruppe / Voraussetzungen
- Forscher, Entwickler, Fertigungsingenieure, Vertriebsingenieure und Technische Einkäufer, insbesondere in den Bereichen Mechatronik, Automatisierung, Automobiltechnik und Motorenbau sowie Positioniertechnik.
- Hersteller und Anwender von Sensorelementen und Messsystemen, die magnetische Sensorlösungen bereits einsetzen oder einführen wollen.
Abschlussqualifikation / Zertifikat
Teilnahmebestätigung
Weiterführende Seminare und Kurse
Das Seminar "Hall-Sensoren" ist eine gute Ergänzung zu diesem Seminar.
Kostenzusatz
EUR 560,00 zzgl. MwSt. (AMA Mitglieder EUR 460,00) für Kursgebühr, Seminarunterlagen, Mittagessen, Pausengetränke.
Infos anfordern
AMA Verband für Sensorik und Messtechnik e.V.
Als erster Ansprechpartner bietet AMA mit seinem Branchenführer einen umfassenden Überblick über Mess- und Prüftechniken und Sensoren. Der Verband für Sensorik und Messtechnik e.V. fördert den Innovationsdialog auf der renommierten Fachmesse SENSOR+TEST, auf der Sensor and Measurement Science International (SMSI)...