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Mit Einführung der Feldplatte wurde ein Halbleiterbauelement mit einem magnetisch steuerbaren Widerstand über Jahrzehnte unverzichtbar. Eine Magnetfeldmodulation konnte sehr einfach in eine elektrische Widerstandänderung umgesetzt und über eine nachgeschaltete Elektronik ausgewertet werden. Als die Automobilindustrie als wirtschaftlich dominierender Nutzer Neuentwicklungen in der Dieseltechnologie einführte, wurden die Feldplatten hier nicht mehr benötigt. Der Hersteller stellte im Jahr 2003 die inzwischen unrentable Produktion ein. In der Automatisierungstechnik sind einfachste Schalterelemente bis hin zu hoch spezifizierte Sensorsysteme zur präzisen Drehzahl- und Positionserfassung betroffen. Die intensive Suche und Entwicklung alternativer Sensorelemente startete.

Lenord + Bauer wurde im Bereich der Magneto-Resistiven (MR)-Sensoren fündig. Versuche mit Anisotrophen-MR-Sensoren (AMR) führten aufgrund des schlechten Signal-zu-Rausch-Verhältnisses und der instabilen Phasenlage nicht zum Erfolg. Giant-MR-Sensoren (GMR) hingegen überzeugten mit einer hohen Systemperformance: hohe Signalqualität sowie sehr gutes Phasen- und Offsetverhalten sprechen für sich.

Der GMR-Effekt tritt in ultradünnen Schichtenfolgen, bestehend aus mindestens zwei antiferromagnetischen Schichten auf, die durch eine nicht magnetische Zwischenschicht separiert sind. Eine im feldfreien Fall antiparallel ausgerichtete Magnetisierung orientiert sich spontan parallel zu einem äußeren Magnetfeld. Der Widerstand der GMR-Sensoren sinkt dabei in Magnetisierungsrichtung. Der GMR-Effekt basiert auf magnetischen Kopplungseffekten in Mehrschichtsystemen und revolutionierte vor ca. 10 Jahren die Computer-Festplatten mit einem neuen Typ miniaturisierter GMR-basierter Leseköpfe.

Die GMR-Elemente sind in Vollbrückenschaltung verfügbar und weisen daher eine deutlich geringere Temperaturdrift als früher eingesetzte Feldplatten in Halbbrückenschaltung auf.

Basierend auf dem hier grundsätzlich angewandten magnetischen Messprinzip mit Stützmagnet hat Lenord + Bauer eine neue Sensorgeneration und technologische Basis mit GMR-Elementen entwickelt und in einem Re-Design die integrierte Geber-Elektronik auf die neuen Elemente umgestellt, wobei die Ausgangssignalmuster und Mechanik kompatibel zum bisherigen Standard sind.

Mit den neue Sensorelementen wurde die Feldplatte bereits in vielen Applikation erfolgreich abgelöst und kritische Leistungsdaten der Sensorsysteme nochmals deutlich verbessert. Die Entwicklung der neuen Sensorelemente verlangte allerdings eine intensive Betrachtung der Magnetfeldorientierung in Kombination mit einer angepassten Aufbau- und Verbindungstechnik. Mit der Einführung der neuen Sensorelemente konnte Lenord + Bauer systematisch eine neue Technologiebasis etablieren und bereits mit linearen und rotatorischen Sensorsystemen tausendfach im Markt platzieren. Die Ablösung der Feldplatte ist hier vollzogen.

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Lenord, Bauer & Co. GmbH, Oberhausen

Ihr Ansprechpartner:

Frau Kerstin Frohn, Abt. Marketing

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