Magnetische Mikround Nanotechnologie für robuste Sensorlösungen.

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1 Magnetische Mikround Nanotechnologie für robuste Sensorlösungen. Willkommen im Sensor Kosmos. Curiosity auf dem Mars. Sensitec an Bord.

2 2 Highlights Highlights NEU in 2016! Ventilhub Messsysteme Sensitec Solutions Optimierung von Antriebskomponenten. Das System ist für Prüf- und Inspektions- sowie Forschungs- oder Entwicklungsaufgaben konzipiert und dies nicht nur für die Messung des Ventilhubs in befeuerten Verbrennungsmotoren, sondern auch für die Prüfung von Turboladern oder Einspritzdüsen. Aufgrund seiner kompakten Abmessungen kann das Sensormodul in kleinsten Räumen integriert werden. TMR für Serienanwendungen In den letzten beiden Jahren wurde bei Sensitec intensiv an der TunnelMagnetoresistiven Sensortechnologie geforscht und entwickelt. Dabei wurden neue Fertigungsprozesse definiert und in Maschinen investiert. Derzeit befinden sich die Prozesse und Produkte in der Serienüberführung, so dass schon bald ein umfangreiches Sensorportfolio für Automotive- und Industrie-Applikationen zur Verfügung steht. AAQ747 für 360 Winkelmessung Der neue AAQ747 ist ein Multichipsensor, der eine absolute Winkelmessung von 360 mit einem Dipolmagneten an einem Wellenende ermöglicht, ohne auf die hohe Genauigkeit eines AMR-Sensors verzichten zu müssen. Da in dem SO8-Gehäuse neben dem AMR-Sensor noch ein GMR-Sensor integriert ist, kann die absolute Winkelinformation über volle 360 über die Signalkombination beider Sensoren ermittelt werden. Online Bestellung Neu! Produkte, im Katalog gekennzeichnet mit diesem Label, sind auch online weltweit erhältlich bei unserem Partner RS Components ( Nutzen Sie diesen Service insbesondere bei der Bestellung kleinerer Stückzahlen.

3 Inhalt 3 Der Entdecker des Anisotropen Magnetoresistiven Effekts (AMR) ist der britische Physiker William Thomson ( ), später Lord Kelvin genannt. Er war von 1856 bis 1899 Professor für theoretische Physik in Glasgow entdeckte er den AMR Effekt. Erst über 100 Jahre später, durch die Weiterentwicklung der Dünnschichttechnik, wurde dieser Effekt industriell anwendbar. Das Unternehmen 4 Technologie 8 Besondere Konstruktionsmerkmale 12 Forschung und Entwicklung 15 Basisanwendungen 17 Produktübersicht 18 MR-Sensor Signalkette 20 Messanordnungen 22 Winkelmessung 24 Längen- und Positionsmessung 44 Strommessung 64 Magnetfeldmessung 76 Ihre individuelle Systemlösung 88 Ihre individuelle Chiplösung 90 Komplettlösungen von Sensitec 92 Anwendungen 94 Anhang 103 Glossar 107

4 4 Das Unternehmen Das Unternehmen In 2015 hat Sensitec am Standort Mainz auf eine 100-prozentige Ökostromversorgung umgestellt. Strom wird in Deutschland aus Wasserkraft gewonnen. Die Sensitec GmbH wurde 1999 in Lahnau bei Wetzlar gegründet mit dem Ziel, auf dem magnetoresistiven Effekt basierende Sensoren für industrielle und automobile Serienanwendungen zu produzieren. Dank des stetig wachsenden Marktes und einer kontinuierlich betriebenen Produktentwicklung konnte Sensitec sich schnell etablieren und gehört heute zu den Weltmarktführern für hochwertige und innovative magnetische Sensorlösungen. Im Jahr 2000 übernahm Sensitec das Institut für Mikrostrukturtechnologie und Optoelektronik e.v. (IMO) in Wetzlar. Das IMO verfügte bereits damals über mehr als zehn Jahre Forschungserfahrung auf dem Gebiet der MR-Technologie erwarb Sensitec Europas modernste und leistungsfähigste Fabrik für AMR-und GMR-Sensorik in Mainz. Die Produktpalette konnte seitdem stark erweitert werden. Mit verschiedenen Produkten und einer entsprechenden Qualifizierung hat sich das Unternehmen auf dem Automobilmarkt etabliert. Um die strengen technischen Spezifikationen der Automobilhersteller hinsichtlich Produktqualität und Produktivität zu erfüllen, erfolgte die Zertifizierung gemäß ISO/TS 16949:2002, die den Qualitätsmanagementstandard für Lieferanten der Automobilindustrie festschreibt. Darüber hinaus hat der Standort Mainz ein zertifiziertes Umweltmanagementsystem nach der Norm ISO sowie das Energiemanagementsystem gemäß ISO eingeführt. Seit dem 1. April 2013 gehört die Sensitec GmbH zum Körber-Konzern und ist als Geschäftsbereich Sensor Technology dem Geschäftsfeld Körber Automation zugeordnet. Die Körber AG ist die Holdinggesellschaft eines internationalen Technologiekonzerns mit weltweit mehr als Mitarbeitern. Der Konzern vereint technologisch führende Unternehmen mit rund 100 Produktions-, Service- und Vertriebsgesellschaften in den Geschäftsfeldern Automation, Logistik-Systeme, Werkzeugmaschinen, Pharma-Systeme, Tissue und Tabak. Unsere Kompetenzen Sensitec entwickelt, produziert und vertreibt international hochwertige und innovative magnetische Sensorlösungen gemäß den Bedürfnissen unserer Kunden in einem sich ständig wandelnden Markt. Die Sensoren kommen überall dort zum Einsatz, wo Bewegung kontrolliert, wo Wege, Winkel, Positionen, elektrische Ströme oder magnetische Felder gemessen werden. Umfangreiche Patente und Lizenzen zur Herstellung und Anwendung von MR-Sensoren und ein breites Wissens- und Erfahrungsspektrum unterstreichen dieses Ziel. Unsere Werte In unserem Marktsegment sind wir Marktund Technologieführer. Unsere Kunden sind durch uns nachhaltig erfolgreich. Performance. Sustained. Mit hoch motivierten Mitarbeitern, technologischer Kompetenz, langjähriger Branchenerfahrung und hohem Qualitäts- und Service-Anspruch lösen wir anspruchsvollste Herausforderungen unserer Kunden. Dabei arbeiten wir nach den Werten Agile. Focused. Inspiring.

5 Das Unternehmen 5 Agile. Focused. Inspiring. Neugier und Kreativität bestimmen unser Tun denn wir möchten unsere Kunden und Geschäftspartner immer wieder mit neuen Produktideen und Lösungen begeistern und als unkomplizierter und stets bereiter Partner wahrgenommen werden. Wir behalten das Ziel im Auge indem wir aufmerksam und gewissenhaft arbeiten, damit unsere Kunden erleben, dass sie sich auf uns verlassen können. Wir begeistern mit unseren Produkten indem wir mit der einzigartigen Technologie unserer Produkte auch mal unkonventionelle Wege gehen, um unseren Kunden und Partnern die besten Lösungen zu bieten. Performance. Sustained. Quelle: NASA/JPL-Caltech Quelle: Mainova

6 6 MR-Sensorik MR-Sensorik»made in Germany«Sensible und präzise Messung, robuste und smarte Technik Sensitec GmbH Georg-Ohm-Straße Lahnau-Waldgirmes Fon Fax Sensitec GmbH Hechtsheimer Straße Mainz An unserem Standort Mainz verfügen wir über Europas leistungsfähigste Waferfabrik für die Produktion von MR-Chips. Hier entstehen unter automobilen Qualitätsanforderungen Mikrochips in Dünnschichttechnik auf Basis der MR-Technologie. Am Standort Lahnau werden die Chips entsprechend den Anforderungen eines anspruchsvollen weltweiten Marktes mit Elektronik ergänzt und zum Sensorsystem komplettiert. In Lahnau sind zudem die Bereiche Verwaltung, Vertrieb, Entwicklung und Systemfertigung mit kompetenten Mitarbeitern angesiedelt, die zur weiteren Beratung unserer vielfältigen Produktpalette als Ansprechpartner zur Verfügung stehen. Mit unserem speziellen Know-how erarbeiten wir Applikationslösungen auch für Ihre Messaufgabe. Unser Leistungsspektrum umfasst: Maßverkörperungen (magnetisierte Linearmaßstäbe und Polringe) Chip-Design und -Fertigung Integrierte Auswerteschaltungen Komponenten und Systemlösungen in Standard-Ausführung und nach Kundenspezifikation Durch unser strenges Qualitätsmanagement garantieren wir Ihnen ein Höchstmaß an Qualität und Zuverlässigkeit für die Serienproduktion, was durch die erfolgte Zertifizierung gemäß ISO/TS dokumentiert wird. Am Standort Mainz hat Sensitec zudem ein zertifiziertes Umweltmanagementsystem nach der Norm ISO sowie ein Energiemanagementsystem gemäß der Norm ISO erfolgreich eingeführt.

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8 8 Die Technologie MR-Sensortechnologie Der MagnetoResistive Effekt, kurz»mr-effekt«, ist seit 150 Jahren bekannt. Die sensorische Nutzung konnte jedoch erst vor ca. 30 Jahren mit der Dünnschichttechnik voran gebracht werden. MR-Sensoren erobern seither ständig neue Applikationsfelder in der Magnetfeldmessung, sei es als elektronischer Kompass, als Weg- und Winkelmesssystem oder als kleine, potenzialfreie Stromsensoren. Der Begriff MR-Sensor ist ein Sammelbegriff für Sensoren, die auf verschiedenen physikalischen Prinzipien basieren. Alle MR-Prinzipien haben gemeinsam, dass sich der elektrische Widerstand des Sensors unter dem Einfluss eines Magnetfeldes ändert. Durch geschickte Anordnung der Strukturen im Sensor können sehr unterschiedliche Sensoren konstruiert werden, um beispielsweise einen Magnetfeld-Winkel, eine Magnetfeld-Stärke oder einen Magnetfeld-Gradienten zu erfassen. Der Anisotrope MagnetoResistive Effekt (AMR) wurde 1857 von Thomson entdeckt und tritt in ferromagnetischen Materialien auf, deren spezifischer Widerstand sich mit dem Winkel zwischen Magnetfeldrichtung und Stromrichtung ändert. Die Widerstandsänderung beträgt wenige Prozent und ist schon bei schwachen Magnetfeldern nutzbar wurde der Tunnel MagnetoResistive Effekt (TMR) von Julliere entdeckt. Bei diesem Effekt ändert sich der Tunnelwiderstand zwischen zwei ferromagnetischen Schichten in Abhängigkeit des Winkels der Magnetisierung der beiden Lagen. Der im Jahr 2007 mit dem Nobelpreis für Physik gekrönte Giant MagnetoResistive Effekt (GMR) wurde erst 1988 von Fert und Grünberg entdeckt. Der elektrische Widerstand von zwei dünnen ferromagnetischen Schichten, getrennt durch eine dünne nicht magnetische Schicht, ändert sich in Abhängigkeit vom Winkel der Magnetisierung in den beiden ferromagnetischen Schichten zueinander und liefert Widerstandsänderungen bis zu 50 %. Bei einer antiparallelen Magnetisierung ist der elektrische Widerstand am höchsten. Die Widerstandsänderung ist dabei nicht abhängig von der Stromrichtung. Durch eine Stapelung von mehreren Schichten mit unterschiedlichen Eigenschaften und Magnetisierungen werden die Kennlinien von GMR-Sensoren durch ihre Konstruktion bestimmt. Dies erlaubt eine gezielte Anpassung der Kennlinien an die Anforderungen einer Messapplikation wurde von Helmholt et al. der Colossal MagnetoResistive Effekt (CMR) entdeckt. Dieser Effekt tritt auf bei Mangan-basierten Oxiden, die in Abhängigkeit von einem Magnetfeld ihren elektrischen Widerstand ändern. Von allen bekannten physikalischen Effekten, die mittels Magnetismus in einem Festkörper eine elektrische Eigenschaft ändern, muss die MR-Technologie besonders hervorgehoben werden. Der MR-Effekt ermöglicht die Erfassung von schwachen Magnetfeldern und liefert dabei ein Signal mit einem sehr guten Signal-Rausch-Verhältnis. Bei Sensitec werden AMR- und GMR-Sensoren in Serie gefertigt. TMR-Sensoren gehen demnächst in Serie. Die CMR-Technologie befindet sich noch im vorindustriellen Forschungsstadium.

9 Die Technologie 9 Ferromagnetische Metalldünnschicht R M + H α I Permalloy α Änderung des Widerstands (R) in einer AMR-Schicht in einem Magnetfeld (H) als Funktion vom Winkel (α) zwischen Strom (I) und Magnetisierung (M). + FM R H I NM M 1 M 2 FM: Ferromagnetische Schicht NM: Nichtmagnetische Zwischenschicht H Einfache GMR oder TMR 3-Schicht Anordnung. Beim GMR-Effekt besteht die nichtmagnetische Zwischenschicht aus einer leitenden Kupfer-Schicht, beim TMR-Effekt aus einer isolierenden Tunnelbarriere. Die beiden Magnetisierungen M 1 und M 2 werden durch das externe Magnetfeld H gedreht.

10 10 Vorteile Die Vorteile der magnetoresistiven Technologie Hohe Genauigkeit MR-Sensoren haben prinzipbedingt eine sehr geringe Hysterese und eine hohe Linearität. Die PerfectWave-, FixPitch- und PurePitch-Designs von Sensitec für Winkel- und Längenmessung sowie das Kompensationsverfahren für Strommessung bieten eine noch bessere Leistung für besonders anspruchsvolle Anwendungen. Hohe Auflösung MR-Sensoren bieten eine sehr hohe Auflösung. Dies ist besonders wichtig bei Anwendungen, die eine hohe Qualität der Regelung verlangen, wie zum Beispiel Encoder für Direktantriebe. Das für MR-Sensoren geltende geringe Rauschen in Kombination mit der großen Signalamplitude resultiert in einem hervorragenden Signal-zu- Rausch-Verhältnis. Dynamik MR-Sensoren haben eine sehr hohe Bandbreite und können Magnetfelder mit Frequenzen bis in den Megahertz-Bereich erfassen. Dadurch eignen sie sich besonders gut für Anwendungen, die eine kurze Reaktionszeit verlangen, wie beispielsweise Hochgeschwindigkeitsspindeln in Bearbeitungszentren oder Schaltanwendungen. Hohe Zuverlässigkeit Das kontaktfreie Messprinzip und die Festkörpereigenschaft der MR-Sensoren machen sie eigensicher. Dies wird durch umfangreiche und intensive Qualifikationstests, die den aktuellen industriellen und automobilen Standards entsprechen, untermauert. Die Ergebnisse bestätigen die Langzeitstabilität und Zuverlässigkeit der Sensitec MR-Sensoren. Verschleißfreiheit Die Magnetfeldmessung ist ein berührungsloses Messprinzip und damit verschleißfrei. Dies ermöglicht eine lange Lebensdauer ohne den mechanischen Verschleiß, wie er zum Beispiel bei Potentiometern auftritt. Hohe Empfindlichkeit Die Sensitivität von MR-Sensoren ist bis zu 50- mal besser als bei allen anderen bekannten magnetischen Festkörper-Effekten, wie zum Beispiel beim Hall-Effekt. MR-Sensoren können das Erdmagnetfeld für Kompassanwendungen erfassen und werden erfolgreich für zerstörungsfreie Materialprüfung und Fahrzeugerkennung eingesetzt. In diesen Anwendungen werden extrem schwache Magnetfelder sehr genau gemessen. Robustheit MR-Sensoren sind prinzipiell unempfindlich gegen sehr hohe oder niedrige Temperaturen, Öl, Verschmutzung oder mechanische Belastungen durch Stöße oder Vibrationen. Sie können auch in Strahlung oder im Vakuum eingesetzt werden. Egal ob bei -120 C in 400 Millionen Kilometern Entfernung auf dem Mars oder in 10 Kilometern Tiefe in der Erde bei +200 C in einem Ölbohrloch, Sensitec MR-Sensoren arbeiten stets zuverlässig und langlebig unter den widrigsten Umständen. Energie-Effizienz Für batteriebetriebene Anwendungen können MR-Sensoren mit EcoSensing (hoher Innenwiderstand) verwendet werden. Bei Stromsensoren wird durch den integrierten Kompensationsleiter ein sehr geringer Kompensationsstrom benötigt, wodurch Sensitec Stromsensoren extrem energieeffizient sind.

11 Vorteile 11 Galvanische Trennung Das berührungsfreie Messprinzip von MR-Sensoren ist besonders gut geeignet für Anwendungen, die eine sichere elektrische Trennung verlangen. Die elektrische Isolation von Sensitec Stromsensoren wird regelmäßig VDE-Prüfungen unterzogen. Integrationsfähigkeit Sensitec MR-Sensoren sind von Haus aus klein und durch ihre hohe Empfindlichkeit in der Lage, mechanisch bedingte Abstände und Toleranzen zur Maßverkörperung zu überbrücken. Dies macht sie besonders integrationsfähig für Konstruktionen, bei denen wenig Bauraum zur Verfügung steht, Toleranzen unvermeidbar sind und der Montageaufwand minimal sein muss.

12 12 Konstruktionsmerkmale Besondere Konstruktionsmerkmale Sensitec ist es gelungen, die Leistungsfähigkeit der Sensoren durch verschiedene konstruktive Modifikationen am Chip- Layout weiter zu verbessern. Die patentierten Lösungen, die nachfolgend näher beschrieben werden, tragen u. a. zu geringeren Abmessungen, erhöhter Signalqualität, reduzierter Empfindlichkeit gegenüber Störfeldern und gesteigerter Regelgüte bei. FreePitch Sensoren wurden dahingehend optimiert, dass sie unabhängig von der Pollänge der Maßverkörperung eingesetzt werden können. Dies hat den Vorteil, dass sie besonders kompakt sind und einem Punkt-Sensor sehr nahe kommen. Sie sind die ideale Wahl, wenn eine besonders kostengünstige Lösung für die Messaufgabe gewünscht ist. Um die Abmessungen so gering wie möglich zu halten, sind die Widerstände der Wheatstone-Brücken ineinander verschachtelt. Um die Sinus-/Kosinus-Signale zu erzeugen, sind die beiden Brücken im Winkel von 45 zueinander angeordnet. FreePitch Sensoren können mit Polringen oder Linearmaßstäben mit fast jeder Pollänge sowie mit 2-poligen Magneten benutzt werden. Chip-Layout eines Sensors mit FreePitch Design. FixPitch Sensoren sind an die Pollängen der Maßverkörperung angepasst, d.h. die MR-Streifen sind geometrisch auf eine bestimmte Pollänge abgestimmt. Die Sinus- und Kosinus-Signale werden durch die Verteilung der Wheatstone- Brückenwiderstände entlang des einzelnen Pols erzeugt. Diese geometrische Anordnung trägt dazu bei, dass Oberwellen unterdrückt und die Empfindlichkeit auf Störfelder reduziert werden. Dadurch wird die Linearität des Sensors optimiert. Chip-Layout eines Sensors mit FixPitch Design.

13 Konstruktionsmerkmale 13 Das PurePitch Design ist eine Erweiterung des FixPitch Konzepts, in dem die MR-Widerstände über mehrere Pole verteilt sind. Damit erfolgt eine Mittelung, die dazu beiträgt, die Auswirkungen von Maßstabsfehlern ohne zusätzliche Signallaufzeiten zu minimieren. Da über Nord- und Süd- Pole gemittelt wird, werden auch homogene Störfelder noch besser unterdrückt. Diese Optimierungen machen sich beispielsweise bemerkbar in einer höheren Regelgüte von Regelsystemen. Chip-Layout eines Sensors mit PurePitch Design. Um die Signalqualität der FreePitch Sensoren zu optimieren, wird das PerfectWave Design angewandt. Die MR-Streifen, die als Widerstände dienen, haben eine gekrümmte Form, die zur Oberwellenfilterung bei der Abbildung der Magnetfeldrichtung in ein elektrisches Signal genutzt wird. Diese Filterung wird durch die spezielle Geometrie und Anordnung der MR-Streifen realisiert und verursacht keine zusätzlichen Signallaufzeiten. Das PerfectWave Design wirkt sich besonders bei kleineren Magnetfeldern in verbesserter Linearität, höheren Genauigkeiten und besserer Signalqualität aus. Chip-Layout eines Sensors mit PerfectWave Design. SelfBias SelfBias ist ein Design-Feature, welches ideale Arbeitspunkteinstellung von MR-Sensoren für Anwendungen ermöglicht, bei denen ein externes Stützmagnetfeld (Bias-Feld) erforderlich ist. Hierbei wird eine hartmagnetische Schicht direkt in das Sensorelement integriert. Dadurch entfällt das zusätzliche Hinzufügen von separaten Magneten für das Stützfeld.

14 14 Konstruktionsmerkmale Magnetoresistive Sensoren besitzen eine hohe Bandbreite, praktisch keine Einschaltverzögerung und lassen sich hochohmig herstellen. Damit eignen sie sich für energieeffiziente Anwendungen und Systeme besonders gut. Ob batteriebetriebene Sensormodule oder Applikationen in z. B. explosionsgeschützer Umgebung MR-Sensoren können energiesparsam eingesetzt werden und das bei voller Leistungsfähigkeit. TMR-Sensoren bieten aufgrund ihres technologischen Aufbaus eine ideale Plattform für Energieeffizienz. Sie sind mit hohem Innenwiderstand und dennoch großer Dynamik und hohem Ausgangssignal verfügbar. Längere Batterielebensdauern und sparsamere Schaltungsdesigns sind somit möglich. Die Sensormodule mit SmartFit-Funktion bieten zusätzliche Funktionen in der Auswerteelektronik. Zum einen ist eine Parametrierung über die Signalleitung möglich. Somit kann ein Sensormodul ohne zusätzliche Kabel im eingebauten Zustand neu parametriert werden (z. B. zur Umstellung der Messauflösung). Zum anderen wird der Betriebszustand signalisiert. Hierbei wird der Anwender über die einwandfreie Funktion bzw. über Betriebsstörungen informiert. Diese Funktionalität unterstützt den Anwender während des Einbaus und der Justage und ermöglicht ihm eine schnelle und einfache Statusüberwachung während des Betriebs. SmartFit-Funktion bietet dem Anwender somit Komfortfunktionen, die das Sensorsystem sicherer, besser und einfacher machen. Beide Funktionen können einzeln oder zusammen in SmartFit-Sensormodulen vorkommen. ZeroInertia ist eine Dynamik-Eigenschaft, die durch den Einsatz dieser Produkte erreicht werden kann. Als Maßverkörperung kommen keine zusätzlichen Elemente oder Komponenten zum Einsatz, denn es können vorhandene Maschinenteile für das Messsystem genutzt werden. D. h., es werden keine zusätzlichen Massenträgheitsmomente in dynamische Systeme eingebracht, die u. U. die Effizienz und Leistungsfähigkeit eines optimal ausgelegten Systems schwächen würden. Mit ZeroInertia kann z. B. eine Zahnstruktur als Maßverkörperung direkt auf eine Motorwelle aufgebracht werden es muss kein zusätzlicher Polring angetrieben bzw. bewegt werden und das System bleibt in der Anwendung hochdynamisch.

15 Forschung und Entwicklung 15 Wir forschen für die Zukunft. Bei Sensitec hat die Beteiligung an nationalen und internationalen Forschungsprojekten eine lange Tradition, die auf die Ursprünge des Unternehmens als privates Forschungsinstitut zurückgeht und ohne Unterbrechung bis heute fortdauert. Insbesondere durch die Zusammenarbeit mit Experten aus Forschungseinrichtungen, Universitäten und Unternehmen konnte sich das Potential der relativ neuen MR-Sensorik für die unterschiedlichsten Anwendungsfelder rasch entfalten. In der Auseinandersetzung mit den Anforderungen aus der Applikation sind wertvolle Erkenntnisse, neue Produktideen und Produkte entstanden. Aber auch die Herausforderungen und Grenzen der Technologie wurden evident. Schließlich haben diese Projektkooperationen einen erheblichen Beitrag zur Kompetenzentwicklung der beteiligten Fachleute geleistet. Die nachfolgend skizzierten Projekte geben einen kleinen Eindruck über die Vielfalt der behandelten Themen. Das schnelle und genaue Zählen von Blutbestandenteilen, z. B. Thrombozyten, ist für die Therapie von Erkrankungen, wie z. B. Krebs, von großer Wichtigkeit. Im BMBF-geförderten Projekt MRCyte haben sich führende deutsche Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Krankenhäuser zusammengefunden, um ein Messverfahren zu entwickeln, das am Pointof Care magnetisch markierte Blutzellen mit GMR-Sensoren zählt. Gemeinsam mit Forschungseinrichtungen und Industriepartnern in Schweden, Slowenien und Deutschland entwickelt Sensitec im EU-Projekt COSIVU Stromsensoren für eine kompakte, intelligente und zuverlässige Antriebstechnologie von elektrischen Nutzfahrzeugen. Die Ausbildung von wissenschaftlich-technischen Nachwuchskräften hat für Sensitec eine hohe Priorität. Zur Förderung des europäischen Fachkräftenachwuchses bietet die Europäische Kommission das Marie-Skłodowska-Curie-Programm an. Hier erhalten junge Doktoranden und Postdocs eine umfassende Aus- und Weiterbildung per E-Learning und vor Ort durch die teilnehmenden europäischen Hochschulen und Unternehmen. Im Rahmen des Projekts WALL haben sich die Projektpartner und Doktoranden die Aufgabenstellung Controlling domain wall dynamics for functional devices gestellt. In BMBF-Projekt KaLiPso arbeiten wir mit Projektpartnern an einem neuartigen Messsystem für Linearführungssysteme. KaLiPso steht für Kabellose Linearführungssysteme mit integrierter Positionsmessung. Um die Positionssensorik zukunftsfähig zu halten, entwickeln wir gemeinsam mit Hochschulen, Forschungseinrichtungen und industriellen Anwendern eine neue Generation von magnetischen Maßstäben, die kleiner, präziser und damit noch hochauflösender sind. Anwendungsspezifisch werden im BMBF-Projekt AQUILA TMR-Sensorik und neue Maßverkörperungen mit Energy Harvesting und Funkmodul kombiniert. Ohne die öffentliche Unterstützung wären die laufenden und bereits abgeschlossenen Projekte nicht möglich gewesen. Darum danken wir dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), der Europäischen Kommission und den Landesregierungen von Rheinland-Pfalz und Hessen an dieser Stelle nochmals ganz herzlich für das Vertrauen in unsere Kompetenz und Technik. Unser besonderer Dank gilt außerdem den zuständigen Projektträgern für ihre kompetente Unterstützung.

16 16 Forschung und Entwicklung Preise und Auszeichnungen Unser Bestreben, unseren Kunden Performance. Sustained. zu bieten, wurde belohnt durch zahlreiche nationale und internationale Auszeichnungen und Preise für Produktinnovationen Nominierung für den Hermes Award Sensitec gehörte zu den fünf Firmen, die aus mehr als 50 Bewerbern um den bedeutenden internationalen Technologiepreis der Hannover Messe, den Hermes Award, nominiert wurden. In der Auswahl waren die GLM-Zahnsensormodule, die auf dem Giant Magnetoresistiven (GMR) Effekt basieren Frost & Sullivan Global New Product Innovation Award für die Magnetfeldsensoren der AFF-Produktfamilie. Diese werden typischerweise für 3D-Kompassanwendungen in mobilen Geräten eingesetzt. Ausschlaggebend für die Preisverleihung waren die hohe Genauigkeit und der niedrige Leistungsverbrauch der Sensoren im Vergleich zu vorhergehenden Kompass-Sensoren Demografie-Fit Zertifizierung Als Teilnehmer im vom Land Hessen initiierten Projekt Demografie-Fit wurden die Maßnahmen von Sensitec anerkannt, um die Auswirkungen des demografischen Wandels auf die Mitarbeiter zu vermeiden. Sensitec wurde in den Bereichen Mitarbeiterentwicklung und Wissensmanagement besonders ausgezeichnet SUCCESS Innovations-Preis des Landes Rheinland-Pfalz Sensitec erhielt den Preis für die Entwicklung von Sensoren, die auf dem Tunnelmagnetoresistiven (TMR) Effekt basieren und neue Anwendungsbereiche eröffnen. Mit dem Preis wurde nicht nur der technische Innovationsgehalt anerkannt, sondern auch die Schaffung zahlreicher hochqualifizierter Stellen bei Sensitec Innovations-Preis Rheinland-Pfalz für die Entwicklung einer neuen Familie von AMR-Sensoren für Anwendungen in der industriellen Automation. Der Preis würdigte die Arbeit, die zur Entwicklung der AMR-FixPitch-Produktfamilie geführt hat, welche verbesserte Genauigkeit und Empfindlichkeit im Vergleich zu vorhergehenden AMR-Sensoren bietet Nominierung für den Hermes Award Zum zweiten Mal wurde Sensitec auf die Kurzliste der fünf Unternehmen gesetzt, die für den Hermes Award in Frage kommen. Die Nominierung verdankte Sensitec der Entwicklung von Stromsensoren der Baureihe CMS3000, die eine hohe Bandbreite aufweisen und auf dem AMR-Effekt beruhen Dürr Supplier Award Sensitec hat den Preis in der Kategorie Innovation und Technologie für einen kundenspezifischen Sensor für Auswuchtmaschinen gewonnen, die von der Firma SchenckRotec, einem Mitglied der Dürr AG, hergestellt werden. Die innovativen Eigenschaften der Sensoren sowie die Flexibilität, mit der Sensitec auf neue Kundenanforderungen reagiert hat, waren die ausschlaggebenden Kriterien für diese Preisverleihung.

17 Basisanwendungen 17 Was möchten Sie messen? Wir haben die passende Lösung! Winkelmessung Inkrementelle oder absolute Winkelmessung Auflösung im Winkelsekunden-Bereich Je nach Einsatzort und Aufgabe: Mit magnetischer Maßverkörperung am Wellenende oder -umfang Oder mit ferromagnetischen Zahn strukturen am Wellenumfang Winkelmessung Längen- und Positionsmessung Inkrementelle oder absolute Wegmessung und Positionsbestimmung Auflösung im sub-μm-bereich Je nach Einsatzort und Aufgabe: Mit magnetischer Maßverkörperung Oder mittels ferromagnetischen Zahnstrukturen Strommessung Hochdynamische und präzise Strommessung Ohne Flusskonzentratoren Sehr kleine und kompakte Bauweise Geringe Verlustleistung Hohe Isolationsfestigkeit Strommessung Längen- und Positionsmessung Magnetfeldmessung Hochpräzise Messung schwacher magnetischer Felder (50 A/m / 62.5 μt) Beispielanwendungen: Elektronischer Kompass Berührungsloses Schaltelement Referenzsensor Magnetfeldmessung

18 18 Produktübersicht Produktübersicht Komponente Modul Kit System Winkelmessung AA700 AL700 GLM700 TA900 TL900 MWX EBx7800 EBx7900 GLAM700 EBK7000 Längen- und Positionsmessung AA700 AL700 GLM700 TA900 TL900 MLX EBx7800 EBx7900 GLAM700 EBK7000 Strommessung CFS1000 CFK1000 CMK2000 CMK3000 CDK4000 CMS2000 CMS3000 CDS4000 Magnetfeldmessung AFF700 AFF800 GF700 Sie erhalten von uns alles aus einer Hand: von der Komponente bis zum fertigen System. Komponente Modul Kit System

19 Produktprogramm 19 Produktprogramm Produkte von Sensitec stehen für präzises Messen mittels robuster Sensortechnik. Unsere magnetoresistiven Sensorchips sowie die entsprechenden Mikrosysteme sind Basis für die Messung und Kontrolle magnetischer, elektrischer und mechanischer Parameter. Das Herz der Sensoren bilden Chips, die aus wenigen Nanometern dünnen Einzelschichten oder Schichtsystemen bestehen und die, beeinflusst durch ein äußeres Magnetfeld, ihren elektrischen Widerstand ändern. Von der Chip-Entwicklung über die Chip-Fertigung bis zur optimalen Kopplung der magnetischen Maßverkörperung und der Anpassung der Auswertelektronik an die vorhandene Aufgabe ist Sensitec Ihr zuverlässiger Partner. Bei uns entstehen unmittelbare Produktinnovationen wie auch Mikrosystem-Lösungen mit nachhaltig wirtschaftlichem Anwendernutzen aus einer Hand. Komponente System Konstruktions- und Montageaufwand beim Anwender Modul Kit Integrationsgrad Den Integrationsgrad unserer Produkte für den Einbau in Ihr System können Sie selbst bestimmen. Komponente Hierbei handelt es sich um Einzelteile, die für die Integration in ein Modul oder System vorgesehen sind. Da die Integration kundenseitig erfolgen muss, ergibt sich für den Anwender ein zusätzlicher Konstruktions- und Montageaufwand, der ihm allerdings die Möglichkeit verschafft, sein Gesamtsystem selbst zu realisieren. Kit Hierbei handelt es sich um einen Bausatz von einzelnen, unmontierten Teilen und Modulen, die für die kundenseitige Montage und Integration in die Maschine bzw. das Gerät vorgesehen sind. Modul Ein Modul von Sensitec setzt sich aus mehreren Komponenten zusammen. Das Modul selbst ist noch nicht funktionsfähig und benötigt weitere Bauteile wie etwa eine Maßverkörperung um ein Kit oder System zu bilden. System Bei einem System erhalten Sie einen funktionsfähigen Verbund aus Sensitec-Komponenten und/ oder Modulen. Der Vorteil des kompletten Systems besteht darin, dass sich Ihr Montage- und Konstruktionsaufwand minimiert.

20 20 MR-Sensor Signalkette MR-Sensor Signalkette In den meisten Anwendungsfällen ist nach dem reinen passiven MR-Sensor eine Kette an Signalverarbeitung notwendig, um die Ausgangssignale der Sensorbrücken weiterzuverarbeiten und der Schaltung der Kundenapplikation zuzuführen. Messgröße Das Bild zeigt schematisch einen typischen Signalverlauf durch verschiedene aktive Komponenten, die die Sensorsignale konditionieren und in schnittstellenübliche Pegel bzw. Signale wandeln. Dargestellt ist beispielhaft die Signalform bei einer Anwendung mit einem Dipolmagneten und einem FreePitch-Sensor. Die bei Magnetbewegung entstehenden differenziellen Sinus- und Kosinus-Signale des Sensors werden typischerweise verstärkt. Hier können Verstärker zum Einsatz kommen, die Sensorparameter, wie z. B. Offset, korrigieren. Anschließend kann das Signal einem Analog-/Digital-Wandler zugeführt werden. Magnet N S Dieser Wandler ist oftmals bereits in einem Interpolations-IC oder einem Mikrocontroller integriert. Die Weiterverarbeitung der digitalen Signale erfolgt dann zumeist kundenspezifisch in einem Mikrocontroller oder der kundenseitigen Steuerung.

21 MR-Sensor Signalkette 21 Elementarsensor Analoge Signalaufbereitung A/D Wandlung Signalverarbeitung Steuerfunktion A D μc MR-Sensor Verstärker A/D Wandler Mikrocontroller Vo Vo Vo Analoge Sinus/Kosinus-Signale Verstärkte Sinus/Kosinus-Signale Digitalisierte-Signale

22 22 Messanordnungen Messanordnungen Die nachfolgend aufgeführten Beispiele zeigen eine gängige Auswahl möglicher Messanordnungen. Welche Anordnung für die jeweils gestellte Messaufgabe die richtige ist, wird durch die gestellten Anforderungen und Rahmenbedingungen bestimmt. Wir beraten Sie gerne. 1 Anordnung Applikationsbeispiel Rotierender Magnet; Sensor in der Rotationsachse auf einem Träger Absolute Winkelmessung am Wellenende, axial 2 Rotierender Magnet; Sensor seitlich zur Rotationsachse auf einem Träger Absolute Winkelmessung am Wellenumfang, radial 3 4 Magnetisches Polrad mit fester Polteilung; Sensor radial angeordnet, Sensorfläche in Rotationsebene Sensoren senkrecht zu den Magnetspuren des Maßstabs Inkrementale Winkelmessung am Wellenumfang Inkrementale Winkelmessung mit Referenzpunkt 5 Linear bewegter Magnet; Sensor seitlich auf einem Träger Absolute Wegmessung entlang eines Magneten 6 Linear bewegter Magnet; Sensor seitlich auf einem Träger Magnetischer Schalter 7 Linear bewegter Magnet; Sensor frontal auf einem Träger Magnetischer Schalter 8 Linearer Maßstab mit fester Polteilung; Sensor senkrecht auf der Magnetspur des Maßstabs Inkrementale Wegmessung

23 Messanordnungen 23 9 Anordnung Applikationsbeispiel Sensoren senkrecht zu den Magnetspuren des Maßstabs Inkrementale Linearmessung mit Referenzpunkt 10 Mehrspuranwendung mit linearen Maßstäben mit fester Polteilung; Sensoren senkrecht zu den Magnetspuren des Maßstabs Absolute Wegmessung mittels Codespur 11 Linearmaßstab mit Nonius-Spur; beide Sensoren senkrecht zu den Magnetspuren Absolute Wegmessung mittels Noniusprinzip 12 Ferromagnetisches Zahnrad mit festem Zahnabstand; Sensor radial angeordnet mit Hilfsmagnet Inkrementale Winkelmessung am Wellenumfang Ferromagnetisches Zahnrad mit fester Zahnstruktur zuzüglich einer ferromagnetischen Referenzspur; Sensor mit Hilfsmagnet senkrecht zu der Zahnstruktur Ferromagnetische Zahnstange mit festem Zahnabstand; Sensor senkrecht zu der Zahnstruktur mit Hilfsmagnet Ferromagnetische Zahnstange mit festem Zahnabstand und einer ferromagnetischen Referenzspur; Sensor mit Hilfsmagnet senkrecht zu der Zahnstruktur Inkrementale Winkelmessung mit Referenz Inkrementale Wegmessung Inkrementale Wegmessung mit Referenz Sensor in Ebene des zu messenden Magnetfeldes Magnetfeldmessung, Kompass 17 Sensor über zwei stromdurchflossenen Leitern (Gegentakt) Strommessung

24 24 Winkelmessung

25 Winkelmessung 25 Wenn man in jedem Maßstab messen kann, dann kann man ihn auch setzen. Winkelmessung Sensoren zur Winkelmessung von Sensitec ermöglichen eine dauerhaft präzise und dynamische Messung in einem weiten Temperaturbereich auch bei kleinsten Feldstärken. Sensitec-Sensoren sind dabei unempfindlich gegen Verschmutzung oder Störfelder.

26 26 Winkelmessung Winkelmessung Eine der Hauptanwendungen für MR-Sensoren ist die Winkelmessung. Das berührungslose, verschleißfreie Messprinzip, kombiniert mit hoher Genauigkeit und höchster Dynamik, macht den MR-Sensor zu einer idealen Wahl für den Maschinenbauer. MR-Sensoren bieten unterschiedliche Möglichkeiten, einen Winkel zu messen. Jede von ihnen ist optimiert für die Anforderungen der spezifischen Anwendung. Für die Winkelmessung gibt es zwei verschiedene Messkonzepte: Die Messung am Wellenende und am Wellenumfang. Für die Messung am Wellenende wird ein 2-poliger Magnet für die Winkelmessung verwendet. Für die Messung am Wellenumfang stehen dem Anwender zwei Möglichkeiten zur Verfügung. Es kann sowohl ein aktiv magnetisierter Polring eingesetzt werden als auch ein Zahnrad. Der aktive Polring ist hierbei z. B. aus einem elastomergebundenen Hartferrit mit abwechselnden Nord-Süd-Polen magnetisiert. Wird ein Zahnrad als passive Maßverkörperung verwendet, muss dieses aus einem weichmagnetischen Metall gefertigt sein. Für die Messung des Winkels am Wellenende an einem rotierenden Magneten wird ein MR-Sensor der AA700-Serie genutzt, da dieser die FreePitch-Technologie nutzt und er somit an keine besondere Polteilung gebunden ist. Wird ein Multipolring für die typische Messung am Wellenumfang verwendet, eignet sich ein an die Pollängen angepasster Sensor am besten. Hier bieten sich die auf der FixPitch-Technologie basierenden Sensoren der AL700-Serie, wie zum Beispiel der AL798 für 1 mm Pollänge (2 mm Polpaarlänge), an. Bei der Verwendung von Zahnrädern eignen sich die Sensoren der GLM-Serie am besten. Bei diesen ist der notwendige Magnet für das Hilfsmagnetfeld bereits im Sensor integriert. Die GLM-Sensoren funktionieren nicht nur für die Messung an Zahnrädern bereits an zahnähnlichen Strukturen (zum Beispiel einer Metallscheibe mit Löchern) liefern die Sensoren Sinus- und Kosinus-Signale, die sich gut für die Weiterverarbeitung eignen. MR-Sensor am Wellenende mit Dipol-Magnet In einigen Anwendungen wird eine Referenz für die Grundfunktion benötigt. Diese Referenz wird durch einen zweiten Sensor realisiert, wie zum Beispiel durch die Magnetfeldsensoren GF705 oder GF708. Eine Referenzstelle auf einer zweiten magnetischen Spur auf dem aktiven Polring wird durch diese Sensoren erfasst und zur Erzeugung eines Z-Impulses verwendet. Beim Einsatz einer passiven Maßverkörperung kann ein einzelner Zahn oder eine einzelne Nut auf einem weiteren Ring zur Erzeugung der Referenz eingesetzt werden.

27 Winkelmessung 27 Die neuesten TA- und TL-Sensorfamilien basieren auf dem besonders energieeffizienten TMR-Effekt. Die Leistungsaufnahme der neuen Sensorfamilien, deren Markteinführung für 2016 vorgesehen ist, liegt bis zu 100-fach niedriger als bei AMR- oder GMR-Sensoren mit vergleichbarer Auflösung. Damit eignen sich die TA- und TL- Familien insbesondere für Anwendungen, die mit Batterie oder Energy Harvesting betrieben werden. Die neuen Sensoren verfügen zudem über eine höhere Temperaturstabilität als AMR- oder GMR-Sensoren, wodurch sich in vielen Anwendungen ein Temperaturabgleich erübrigt. MR-Sensoren für die Winkelmessung bestehen aus MR-Widerstandsstreifen, die zu zwei Wheatstone-Brücken zusammengeschaltet sind. Sie liefern differenzielle Sinus-/Kosinus-Signale. Durch diese Schaltung werden Temperatureffekte reduziert und die Ausgangsamplitude erhöht. In den Sensormodulen von Sensitec werden die Signale mit zusätzlicher Elektronik konditioniert, um die vom Sensor gelieferten Signale so zu wandeln, dass der Anwender sie in seiner Applikation leichter verarbeiten kann. Typische Ausgangssignale sind 1-Volt Spitze-Spitze oder digitale Quadratur-Signale (AB- Signale). Es sind aber auch digitale serielle Protokolle, wie zum Beispiel SSI oder BiSS möglich. Offset und Phasenverschiebungen der Sinus-/ Kosinus-Signale können mit der Signalkonditionierung kompensiert werden. Die Auflösung wird durch die verwendeten MR-Sensoren und die Einstellungen in der Elektronik bestimmt. Genauigkeiten im Winkelminutenbereich können somit erreicht werden. Mit besonderen Designs können auch Genauigkeiten im Winkelsekundenbereich erzielt werden. Ein großer Vorteil der MR-Sensoren in der Winkelmessung ist der kontaktlose und verschleißfreie Einsatz. Der Abstand zwischen der Maßverkörperung und dem Sensor kann je nach verwendetem Design einige Millimeter betragen. Schmutz und Öl zwischen der Maßverkörperung und dem Sensor haben keinen Einfluss auf das Messergebnis. Durch die sehr hohe Wiederholgenauigkeit ist das Sensorsystem für Positionierungsaufgaben ideal geeignet. Die große Dynamik des MR-Sensors erlaubt Hochgeschwindigkeitsanwendungen mit extrem hohen Beschleunigungen. Der weite zulässige Umgebungstemperaturbereich erlaubt auch einen Einsatz unter extremen Einsatzbedingungen, zum Beispiel in Messsonden für Öllochbohrungen (bei 200 C und 1000 bar) oder in Weltraumanwendungen. MR-Sensoren können ebenfalls für die Konstruktion von Drehgebern in Kernstrahlung und Vakuum eingesetzt werden. In den meisten Anwendungen ist die Elektronik der begrenzende Faktor und nicht der Sensor. Winkelmessung

28 28 AA700 Familie Winkelmessung AA700 Familie AMR FreePitch Sensor für die Winkelmessung Komponente Online erhältlich bei Die AA700-Familie bündelt die Erfahrung der Sensitec aus über einem Jahrzehnt in der AMR-Winkelsensorik. Mit patentierten Chip-Layouts decken sie diejenigen Anwendungsbereiche ab, in denen hochgenaue Winkelmessung flexibel und kostengünstig unter widrigen Bedingungen erforderlich ist. Die AA700-Sensoren lassen sich aufgrund des FreePitch-Designs unabhängig von festen Pollängen einsetzen. Für Anwendungen, die sehr kleine Formfaktoren und damit Chip-on-board- Montage voraussetzen, stehen neben gehäusten Chips auch Chips als Bare Die zur Verfügung. In der AA700-Produktfamilie finden Sie Sensoren für Winkelmessung am Wellenumfang und am Wellenende. Merkmale Basiert auf dem anisotropen magnetoresistiven (AMR) Effekt Beinhaltet zwei unabhängige Wheatstone- Brücken Sinus- und Kosinus-Ausgangssignal Umgebungstemperatur von -40 C bis +150 C Verfügbar für SMD-Bestückung Qualifiziert für automobile Anwendungen (nur SO8 und Chip) Vorteile Großer Arbeitsabstand zwischen Sensor und Maßstab Hohe Genauigkeit, auch bei schwachen Magnetfeldern Hohe zulässige Grenzfrequenz erlaubt Hochgeschwindigkeits-Anwendungen (zulässige Winkelfrequenz des Magnetfeldes > 1 MHz) Hohe Toleranz gegenüber Exzentrizitäten Unempfindlich gegen Störfelder Minimale Offsetspannung Vernachlässigbare Hysterese Anwendungen Inkrementale und absolute Winkelgeber Motor-Feedback-Systeme Schnelle Winkelgeschwindigkeitsmessung Winkelmessung (180 absolut am Wellenende bei AA74x) Winkelmessung (360 absolut am Wellenende bei AAQ747) Raddrehzahlsensorik Drehgeber an der Kurbelwelle

29 Winkelmessung AA700 Familie 29 Produkteigenschaften Sensortyp Messanordnung FreePitch PerfectWave Merkmal AA745 1) AA746 Optimiert für Messanwendungen am Wellenumfang 1) Qualifiziert für Automobilanwendungen (nur Chip) AA747 1) AAQ747 Optimiert für Messanwendungen am Wellenende Tolerant gegenüber Exzentrizitätsfehlern 1) Qualifiziert für Automobilanwendungen (nur Chip und SO8) Winkelmessung Drehmomentmessung für die Aktivlenkung mit AA745-Sensor Technische Daten Symbol Parameter AA745 AA746 AA747 AAQ747 2) Einheit α Genauigkeit 1) ±0.05 V CC Versorgungsspannung ±5 V V off Offset Spannung pro V CC ±2 ±0.5 ±2 ±2 mv/v V peak Signalamplitude pro V CC mv/v R B Brückenwiderstand kω H ext Nominalfeldstärke > 25 > 5 > 25 ka/m 1) Diese Zahlen beziehen sich auf den Betrieb in Sättigung bei Raumtemperatur. Bei den Angaben in der Tabelle handelt es sich um charakteristische Werte. Datenblätter mit den vollständigen technischen Spezifikationen finden Sie unter 2) Der Sensor verfügt über zusätzliche Quadrantenausgänge. Diese können zur Bestimmung der Absolutposition über 360 verwendet werden. Produktbezeichnungen Produktbezeichnung Abmessungen [mm] Gehäuse Umgebungstemperaturbereich T amb AA745AKA 7.6 x 3.5 x 1.4 SIL6-40 C bis +125 C AA745AMA 3.0 x 2.6 x 1.5 LGA6S -40 C bis +125 C AA x 1.6 Bare die -40 C bis +125 C AA746AMA 6.0 x 2.6 x 1.5 LGA6L -40 C bis +125 C AA747AHA 4.9 x 6.0 x 1.8 SO8-40 C bis +150 C AAQ747AHA 4.9 x 6.0 x 1.8 SO8-40 C bis to +150 C Die Sensoren der AA700-Familie sind auch als reine Chips (als Wafer, gesägt auf Folie und im Waffle-Pack) erhältlich. Für weitere Informationen zu dieser Lieferform wenden Sie sich bitte an Ihren zuständigen Vertriebsingenieur. Zur Evaluierung Ihrer Anwendung steht ein Evaluation-Kit zur Verfügung sprechen Sie hierzu unseren Vertrieb an.

30 30 AL700 Familie Winkelmessung AL700 Familie AMR FixPitch Sensor für die Winkelmessung Komponente Online erhältlich bei Die AL700-Sensorkomponenten basieren auf der bewährten FixPitch Technologie. Diese Sensorkomponenten sind für die Verwendung mit aktiven Maßverkörperungen, wie zum Beispiel Polringen, entwickelt worden. Die Sensoren sind so gestaltet, dass sie an einer Platinenkante bestückt werden können und somit einfach in radialer Orientierung den Polring abtasten können. Diese Sensorfamilie beinhaltet die PurePitch Technologie, mit der der Sensor über mehrere Pole mittelt. Diese Besonderheit kombiniert mit dem PerfectWave Design, welches die Oberwellen im Ausgangssignal unterdrückt bietet hervorragende Winkelmessgenauigkeit und hohe Signalqualität. Diese Sensoren stehen in einem SIL6- und LGA6-Gehäuse für die SMD-Bestückung zur Verfügung. Merkmale Basiert auf dem anisotropen magnetoresistiven (AMR) Effekt Beinhaltet zwei unabhängige Wheatstone- Brücken Sinus- und Kosinus-Ausgangssignal Umgebungstemperatur von -40 C bis +125 C Verfügbar im SMD-fähigen Gehäuse SIL6 und LGA6 Vorteile Großer Arbeitsabstand zwischen Sensor und Maßverkörperung Ausgezeichnete Genauigkeit durch die PurePitch und PerfectWave Technologie Hohe zulässige Grenzfrequenz erlaubt Hochgeschwindigkeits-Anwendungen (zulässige Winkelfrequenz des Magnetfeldes > 1 MHz) Unempfindlich gegen homogene Störfelder durch die PerfectWave Technologie Kein Stabilisierungsfeld notwendig Geringe Offsetspannung Vernachlässigbare Hysterese Anwendungen Inkrementale und absolute Winkelgeber Motor-Feedback-Systeme Schnelle Winkelgeschwindigkeitsmessung (zum Beispiel für Hochgeschwindigkeitsspindeln)

31 Winkelmessung AL700 Familie 31 Produkteigenschaften Sensortyp Messanordnung FixPitch PurePitch PerfectWave Mittelung (Anzahl Pole) AL780 5 mm 1 AL mm 2 AL794 1) 2.5 mm 2 AL796 2 mm 2 AL798 1 mm 2 AL mm 8 1) hochohmig Technische Daten Winkelmessung Symbol Parameter AL780 AL797 AL794 1) AL796 AL798 AL795 Einheit α Genauigkeit < 1 % vom Pitch P Pitch mm d Arbeitsabstand ~2.5 ~1.3 ~1.3 ~1 ~0.5 ~0.3 mm V CC Versorgungsspannung 5 V V off Offsetspannung pro V CC ±1 ±1 ±2 ±2 ±2 ±0.5 mv/v V peak Signalamplitude pro V CC mv/v R B Brückenwiderstand kω R S Sensorwiderstand kω T amb Umgebungstemperaturbereich -40 bis +125 C 1) hochohmig Bei den Angaben in der Tabelle handelt es sich um charakteristische Werte. Datenblätter mit den vollständigen technischen Spezifikationen finden Sie unter Produktbezeichnungen Hochgeschwindigkeitsspindel Anordnungen Produktbezeichnung Gehäuse Abmessungen AL7xxAKA SIL6 7.6 x 3.5 x 1.4 mm AL7xxAMA LGA6L 6 x 2.6 x 1.5 mm AL798AMA LGA6S 3 x 2.6 x 1.5 mm Die Sensoren der AL700-Familie sind auch als reine Chips (als Wafer, gesägt auf Folie und im Waffle-Pack) erhältlich. Für weitere Informationen zu dieser Lieferform wenden Sie sich bitte an Ihren zuständigen Vertriebsingenieur. Zur Evaluierung Ihrer Anwendung steht ein Evaluation-Kit zur Verfügung sprechen Sie hierzu unsere Vertriebsmitarbeiter an. Prinzipdarstellung der Ausgangssignale

32 32 TA900 Familie Winkelmessung TA900 Familie NEU in 2016! TMR FreePitch Sensor für die Winkelmessung Die neue TA900-Familie kombiniert die jahrelange Erfahrung von Sensitec in der Winkelsensorik mit der Energieeffizienz und Temperaturstabilität des neuen TMR-Effekts. Patentierte Chip-Layouts ermöglichen genaue, flexible und kostengünstige Winkelmessung unter schwierigen Einsatzbedingungen. Aufgrund der niedrigen Leistungsaufnahme eignen sich die TA900 Sensoren besonders für Anwendungen, die mit Batterie oder Energy Harvesting betrieben werden. Die neuen Sensoren sind darüber hinaus auch für EX-Schutz Anwendungen besonders vorteilhaft. Ein weiterer Unterschied im Vergleich zu den etablierten AMR-Winkelsensoren ist die Eignung für 360 absolute Winkelmessung am Wellenende mit nur einem Sensorelement. Die TA900-Sensoren lassen sich unabhängig von festen Pollängen einsetzen und können für Winkelmessung am Wellenumfang als auch am Wellenende eingesetzt werden. Merkmale Basiert auf dem Tunnel Magnetoresistiven (TMR) Effekt Beinhaltet zwei unabhängige Wheatstone- Brücken Sinus- und Kosinus-Ausgangssignal Umgebungstemperatur von -40 C bis +150 C Verfügbar für SMD-Bestückung Qualifiziert für Automobile Anwendungen ab 2016 Vorteile Single-turn Absolutmessung über 360 (mechanisch) möglich Extrem niedrige Leistungsaufnahme, dadurch ideal für Anwendungen mit Versorgung durch Batterie oder Energy Harvesting Hohe Temperaturstabilität Großer Arbeitsabstand zwischen Sensor und Maßverkörperung Hohe Genauigkeit, auch bei schwachen Magnetfeldern Hohe zulässige Grenzfrequenz erlaubt Hochgeschwindigkeits-Anwendungen (zulässige Winkelfrequenz des Magnetfeldes > 1 MHz) - Hohe Toleranz gegenüber Exzentrizität im mechanischen Aufbau - Unempfindlich gegen homogene Störfelder - Minimale Offsetspannung - Vernachlässigbare Hysterese Anwendungen Inkrementelle und absolute Winkelgeber Motor-Feedback-Systeme Schnelle Winkelgeschwindigkeitsmessung (z. B. für Hochgeschwindigkeitsspindeln) Radrehzahlsensorik Winkelmessung am Scheibenwischer oder der Drosselklappe im Automobil

33 Winkelmessung TA900 Familie 33 Produkteigenschaften Sensortyp Messanordnung FreePitch PerfectWave Merkmal TA901 1) 1) Qualifiziert für Automobilanwendungen ab 2016/2017 Winkelmessung Technische Daten Symbol Parameter TA901 Einheit α Genauigkeit mt mt 0.6 V CC Versorgungsspannung 5 V V off Offset Spannung pro V CC ±3 mv/v V peak Signalamplitude pro V CC 250 mv/v R B Brückenwiderstand 6 kω H ext Nominalfeldstärke ka/m Bei den Angaben in der Tabelle handelt es sich um charakteristische Werte. Datenblätter mit den vollständigen technischen Spezifikationen finden Sie unter Produktbezeichnungen Produktbezeichnung Gehäuse Abmessungen Umgebungstemperaturbereich T amb TA901AIA-LE TSSOP8 6.4 x 3.05 mm C Die Sensoren der TA900-Familie sind auch als reine Chips (als Wafer, gesägt auf Folie und im Waffle-Pack) erhältlich. Für weitere Informationen zu dieser Lieferform wenden Sie sich bitte an Ihren zuständigen Vertriebsingenieur. Zur Evaluierung Ihrer Anwendung steht ein Mustermodul zur Verfügung sprechen Sie hierzu unsere Vertriebsmitarbeiter an.

34 34 TL900 Familie Winkelmessung TL900 Familie NEU in 2016! TMR FixPitch Sensor für die Winkelmessung Die neue TL900-Familie kombiniert die jahrelange Erfahrung von Sensitec in der Winkelsensorik mit der Energieeffizienz und Temperaturstabilität des neuen TMR-Effekts. Die TL900-Familie ist für die Verwendung mit aktiven Maßverkörperungen, z. B. Polringe, entwickelt worden. Die Sensoren sind so gestaltet, dass sie an einer Platinenkante bestückt werden können und somit einfach in radialer Orientierung den Polring abtasten können. Diese Sensorfamilie nutzt die PerfectWave Technologie, welche die Oberwellen im Ausgangssignal unterdrückt, um eine exzellente Winkelgenauigkeit und hohe Signalqualität zu realisieren. Diese Sensoren sind zuerst in einem LGA-Gehäuse für die SMD-Bestückung verfügbar. Auf Anfrage sind die TL900-Sensoren auch als Bare Die lieferbar. Aufgrund der niedrigen Leistungsaufnahme eignen sich die TL900 Sensoren besonders für Anwendungen, die mit Batterie oder Energy Harvesting betrieben werden. Die neuen Sensoren sind auch für EX-Schutz Anwendungen besonders vorteilhaft. Merkmale Basiert auf dem Tunnel Magnetoresistiven (TMR) Effekt Beinhaltet zwei unabhängige Wheatstone- Brücken Sinus- und Kosinus-Ausgangssignal Umgebungstemperatur von -40 C bis +125 C Verfügbar für SMD-Bestückung Vorteile Extrem niedrige Leistungsaufnahme, dadurch ideal für Anwendungen mit Versorgung durch Batterie oder Energy Harvesting Hohe Temperaturstabilität Großer Arbeitsabstand zwischen Sensor und Maßverkörperung Hohe Genauigkeit, auch bei schwachen Magnetfeldern Hohe zulässige Grenzfrequenz erlaubt Hochgeschwindigkeits-Anwendungen (zulässige Winkelfrequenz des Magnetfeldes > 1 MHz) Unempfindlich gegen homogene Störfelder Kein Stabilisierungsfeld notwendig Minimale Offsetspannung Vernachlässigbare Hysterese Anwendungen Inkrementelle und absolute Winkelgeber Motor-Feedback-Systeme Schnelle Winkelgeschwindigkeitsmessung (z. B. für Hochgeschwindigkeitsspindeln) Radrehzahlsensorik