Магнитный датчик и способ компенсации зависящей от температуры характеристики магнитного датчика - RU2005120389A

Реферат

1. Магнитный датчик, который содержит множество магниторезистивных элементов, сформированных на верхней поверхности слоя, наложенного на подложку, и множество тепловыделяющих элементов, предназначенных для выделения тепла при электрическом возбуждении, и который на основе значений сопротивления упомянутого множества магниторезистивных элементов генерирует выходное значение, соответствующее внешнему магнитному полю, действующему на упомянутые магниторезистивные элементы, отличающийся тем, что упомянутое множество тепловыделяющих элементов располагается и конфигурируется так, что, когда каждый из упомянутого множества тепловыделяющих элементов выделяет количество тепла, примерно равное количеству тепла, выделяемому любым одним из оставшихся тепловыделяющих элементов, с целью получения данных, касающихся температурной характеристики магнитного датчика, температуры упомянутого множества магниторезистивных элементов становятся примерно равными друг другу, и становится неравномерной температура верхней поверхности упомянутого слоя, на которой формируется упомянутое множество магниторезистивных элементов, и конфигурируется так, что каждый из упомянутого множества тепловыделяющих элементов не выделяет никакого тепла, когда магнитный датчик используется для измерения внешнего магнитного поля в режиме обычной работы, температуры упомянутого множества магниторезистивных элементов становятся равными температуре магнитного датчика.

2. Магнитный датчик по п.1, в котором упомянутое множество магниторезистивных элементов располагается так, чтобы формировать множество островкоподобных групп элементов, причем каждая включает в себя множество магниторезистивных элементов, которые идентичны по направлению обнаружения магнитного поля и располагаются рядом друг с другом на верхней поверхности упомянутого слоя; и упомянутые тепловыделяющие элементы формируются так, что они располагаются над или под каждой группой элементов.

3. Магнитный датчик по п.2, в котором упомянутый тепловыделяющий элемент принимает вид катушки, выполненной с возможностью приложения к упомянутым магниторезистивным элементам, сформированным над или под упомянутым тепловыделяющим элементом, магнитного поля в направлении, примерно идентичном или примерно перпендикулярном направлению обнаружения магнитного поля упомянутых магниторезистивных элементов.

4. Магнитный датчик, который содержит множество магниторезистивных элементов, сформированных на верхней поверхности слоя, наложенного на подложку, и единственный тепловыделяющий элемент для выделения тепла при электрическом возбуждении, и который генерирует выходное значение, соответствующее внешнему магнитному полю, действующему на магниторезистивные элементы, на основе значений сопротивления упомянутого множества магниторезистивных элементов, отличающийся тем, что упомянутый тепловыделяющий элемент располагается и конфигурируется так, что температуры упомянутого множества магниторезистивных элементов становятся примерно равными друг другу, и что становится неравномерной температура верхней поверхности упомянутого слоя, на которой формируется упомянутое множество магниторезистивных элементов.

5. Магнитный датчик по п.4, в котором упомянутый тепловыделяющий элемент и упомянутое множество магниторезистивных элементов конфигурируются так, что количество тепла, которое должно передаваться от упомянутого тепловыделяющего элемента на произвольный один из упомянутого множества магниторезистивных элементов, становится примерно идентичным количеству тепла, которое должно передаваться от упомянутого тепловыделяющего элемента одному из оставшихся магниторезистивных элементов.

6. Магнитный датчик по п.4 или 5, в котором упомянутый тепловыделяющий элемент и упомянутое множество магниторезистивных элементов конфигурируются так, что относительное взаимное расположение упомянутого тепловыделяющего элемента и произвольного одного из упомянутого множества магниторезистивных элементов становится примерно идентичным относительному взаимному расположению упомянутого тепловыделяющего элемента и одного из оставшихся магниторезистивных элементов.

7. Магнитный датчик по любому одному из пп.1-5, в котором упомянутое множество магниторезистивных элементов располагается отдельно на четырех островках, разнесенных друг от друга, на верхней поверхности слоя, наложенного на упомянутую подложку, и формируется так, что, когда упомянутое множество магниторезистивных элементов поворачивается в плоскости, параллельной верхней поверхности слоя, на 90° относительно центроида четырехугольной фигуры, определяемой четырьмя прямыми линиями, причем каждая соединяет между собой примерные центры соседних островков, произвольный один из островков становится, по существу, выровненным с положением, которое перед угловым перемещением на 90° занимал другой островок, который является соседним произвольному островку в направлении углового перемещения.

8. Магнитный датчик по любому одному из пп.1-5, дополнительно содержащий секцию обнаружения температуры, которая выводит в качестве температуры обнаружения температуру, имеющую постоянное соотношение с температурой по меньшей мере одного из упомянутого множества магниторезистивных элементов, когда температуры упомянутого множества магниторезистивных элементов становятся примерно равными друг другу, и становится неравномерной температура верхней поверхности упомянутого слоя, на которой формируется упомянутое множество магниторезистивных элементов.

9. Магнитный датчик по п.8, в котором упомянутое множество магниторезистивных элементов соединяется между собой так, что среди упомянутых магниторезистивных элементов элементы, идентичные по направлению обнаружения магнитного поля, составляют схему моста для генерирования выходного значения, соответствующего упомянутому внешнему магнитному полю; и упомянутый магнитный датчик дополнительно содержит память, и средство записи зависящей от температуры характеристики для записи в упомянутую память значения, которое определяется на основе данных, представляющих первую температуру упомянутых магниторезистивных элементов, определяемую на основе температуры обнаружения, выводимой упомянутой секцией обнаружения температуры, и первое выходное значение, выводимое упомянутым магнитным датчиком при первой температуре, и данных, представляющих вторую температуру упомянутых магниторезистивных элементов, отличную от первой температуры и определяемую на основе температуры обнаружения, выводимой упомянутой секцией обнаружения температуры, и второе выходное значение, выводимое упомянутым магнитным датчиком при второй температуре, причем значение, подлежащее записи в упомянутую память, соответствует отношению разности между первым и вторым выходными значениями к разности между первой и второй температурами.

10. Способ компенсации зависящей от температуры характеристики магнитного датчика, который включает в себя магниторезистивный элемент, сопротивление которого изменяется в соответствии с внешним магнитным полем, первую память, секцию обнаружения температуры для вывода в качестве температуры обнаружения температуры, имеющей постоянное соотношение с температурой упомянутого магниторезистивного элемента, и тепловыделяющий элемент для выделения тепла при электрическом возбуждении; и который генерирует выходное значение, соответствующее внешнему магнитному полю, на основе значения сопротивления упомянутого магниторезистивного элемента; причем упомянутый магнитный датчик предназначен для встраивания в электронное устройство, которое включает в себя компонент с постоянным магнитом, кожух и вторую память, в котором в упомянутом кожухе размещаются упомянутый магнитный датчик, упомянутый компонент с постоянным магнитом и упомянутая вторая память; при этом упомянутый способ содержит этапы: получения первой температуры упомянутого магниторезистивного элемента на основе температуры обнаружения, выводимой упомянутой секцией обнаружения температуры, получения первого выходного значения, выводимого упомянутым магнитным датчиком при первой температуре, перед тем как упомянутый магнитный датчик будет размещен в упомянутом кожухе; получения второй температуры упомянутого магниторезистивного элемента на основе температуры обнаружения, выводимой упомянутой секцией обнаружения температуры, после того как изменится электрически возбуждаемое состояние упомянутого тепловыделяющего элемента, и получения второго выходного значения, выводимого упомянутым магнитным датчиком при второй температуре, перед тем как упомянутый магнитный датчик будет размещен в упомянутом кожухе; сохранения в упомянутой первой памяти значения, соответствующего отношению разности между упомянутыми первым и вторым выходными значениями к разности между упомянутыми первой и второй температурами; сохранения в упомянутой второй памяти в качестве эталонных данных значения смещения выходного значения упомянутого магнитного датчика и температуры обнаружения, выводимой упомянутой секцией обнаружения температуры, после того как упомянутый магнитный датчик будет размещен в упомянутом кожухе вместе с упомянутым компонентом с постоянным магнитом; и последующей коррекции выходного значения упомянутого магнитного датчика на основе значения, соответствующего отношению, хранимому в упомянутой первой памяти, эталонных данных, хранимых в упомянутой второй памяти, и температуры обнаружения, выводимой упомянутой секцией обнаружения температуры.

11. Магнитный датчик, содержащий единственную подложку, множество магниторезистивных элементов, секцию разводки, соединяющую между собой в виде моста упомянутое множество магниторезистивных элементов, и секцию схемы управления для получения при помощи упомянутой секции разводки физической величины, определяемой на основе значений сопротивления упомянутого множества магниторезистивных элементов, и обработки физической величины так, чтобы генерировать выходной сигнал, подлежащий выводу наружу, в котором упомянутый магнитный датчик дополнительно включает в себя множество слоев, наложенных на упомянутую подложку; упомянутые магниторезистивные элементы формируются на верхней поверхности одного из упомянутого множества слоев; упомянутая секция разводки и упомянутая секция схемы управления формируются в упомянутой подложке и упомянутом множестве слоев; и упомянутые магниторезистивные элементы, упомянутая секция разводки и упомянутая секция схемы управления соединяются между собой в упомянутом множестве слоев при помощи секции соединений, сформированной из проводящего материала и проходящей по направлению, пересекающему поверхности слоев упомянутых слоев.

12. Магнитный датчик, содержащий подложку, множество магниторезистивных элементов, расположенных на верхней части упомянутой подложки, секцию разводки, расположенную на верхней части упомянутой подложки и соединяющую между собой упомянутое множество магниторезистивных элементов, и секцию схемы управления для получения при помощи упомянутой секции разводки физической величины, определяемой на основе значений сопротивления упомянутого множества магниторезистивных элементов, и обработки физической величины так, чтобы генерировать выходной сигнал, подлежащий выводу наружу, в котором упомянутое множество магниторезистивных элементов располагается на периферийной части упомянутой подложки, если смотреть сверху; упомянутая секция разводки располагается так, чтобы образовывать, по существу, замкнутую кривую, если смотреть сверху; и упомянутая секция схемы управления располагается, по существу, внутри упомянутой замкнутой кривой, если смотреть сверху.

13. Магнитный датчик, содержащий единственную подложку и множество групп элементов, причем каждая группа элементов включает в себя пару магниторезистивных элементов, которые идентичны в смысле направления намагниченности фиксированного слоя, причем по меньшей мере две из групп элементов перпендикулярны в смысле направления намагниченности упомянутого фиксированного слоя друг другу, в котором каждая из упомянутого множества групп элементов располагается на упомянутой подложке так, что направление намагниченности упомянутого фиксированного слоя каждой группы элементов, по существу, параллельно направлению, в котором увеличивается расстояние от центроида упомянутой подложки, и так, что упомянутая пара магниторезистивных элементов располагается рядом друг с другом.

14. Магнитный датчик, содержащий единственную подложку и множество групп элементов, причем каждая группа элементов включает в себя пару магниторезистивных элементов, которые идентичны в смысле направления намагниченности фиксированного слоя, по меньшей мере две из групп элементов перпендикулярны в смысле направления намагниченности свободного слоя упомянутого магниторезистивного элемента друг другу, когда не прикладывается внешнее магнитное поле, в котором каждая из упомянутого множества групп элементов располагается на упомянутой подложке так, что, когда не прикладывается внешнее магнитное поле, направление намагниченности упомянутого свободного слоя каждой группы элементов, по существу, перпендикулярно направлению, в котором увеличивается расстояние от центроида упомянутой подложки, и так, что упомянутая пара магниторезистивных элементов располагается рядом друг с другом.

15. Магнитный датчик по п.6, в котором упомянутое множество магниторезистивных элементов располагается отдельно на четырех островках, разнесенных друг от друга, на верхней поверхности слоя, наложенного на упомянутую подложку, и формируется так, что, когда упомянутое множество магниторезистивных элементов поворачивается в плоскости, параллельной верхней поверхности слоя, на 90° относительно центроида четырехугольной фигуры, определяемой четырьмя прямыми линиями, причем каждая соединяет между собой примерные центры соседних островков, произвольный один из островков становится, по существу, выровненным с положением, которое перед угловым перемещением на 90° занимал другой островок, который является соседним произвольному островку в направлении углового перемещения.

16. Магнитный датчик по п.6, дополнительно содержащий секцию обнаружения температуры, которая выводит в качестве температуры обнаружения температуру, имеющую постоянное соотношение с температурой по меньшей мере одного из упомянутого множества магниторезистивных элементов, когда температуры упомянутого множества магниторезистивных элементов становятся примерно равными друг другу, и становится неравномерной температура верхней поверхности упомянутого слоя, на которой формируется упомянутое множество магниторезистивных элементов.

17. Магнитный датчик по п.7, дополнительно содержащий секцию обнаружения температуры, которая выводит в качестве температуры обнаружения температуру, имеющую постоянное соотношение с температурой по меньшей мере одного из упомянутого множества магниторезистивных элементов, когда температуры упомянутого множества магниторезистивных элементов становятся примерно равными друг другу, и становится неравномерной температура верхней поверхности упомянутого слоя, на которой формируется упомянутое множество магниторезистивных элементов.