Fraunhofer IIS Magnetsensor ohne Abschirmung

Ein neuartiger Magnetsensor erkennt winzige Schwankungen eines kleinen Magnetfelds — auch wenn ein großer Magnet danebensteht. Der Sensor lässt sich dort einsetzen, wo Stromkabel ein Störfeld erzeugen, beispielsweise im Außenspiegel.

Anbieter zum Thema

Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

Intellias

ZORGE Rubber Solutions GmbH

Feinfühlig registrieren Sensoren geringste Temperaturschwankungen, kleinste Veränderungen eines Magnetfelds oder minimale Luftströmungen. In einigen Fällen sind der Feinfühligkeit allerdings Grenzen gesetzt — etwa wenn ein Sensor eine kleine Magnetfeldschwankung dort registrieren soll, wo bereits ein starkes Magnetfeld vorhanden ist.

Außenspiegel richtet sich mit einem Magneten aus

Ein Beispiel sind Sensoren im Autospiegel: Bei einem Fahrerwechsel müssen Sitz und Spiegel meist neu eingestellt werden. Einfacher wäre es, Sitz- und Spiegelpositionen für jeden Fahrer zu speichern. Über einen kleinen Chip im Schlüssel oder eine entsprechende Taste auf dem Armaturenbrett kann der Fahrer diese mit einem Knopfdruck in die richtige Position bringen. Im Spiegel und im Sitz befindet sich je ein kleiner Magnet, dessen Position ein Magnetsensor ermittelt und über den der Spiegel genau eingestellt werden kann. Das Problem dabei: Die Stromkabel, welche die Spiegelheizung und den Schrittmotor versorgen, erzeugen ein Magnetfeld. Der Sensor sieht also nicht nur das Feld, das vom Magneten ausgeht, sondern auch das der Stromkabel. Bislang müssen solche Magnetfeldsensoren daher teuer und aufwendig abgeschirmt werden.

Magnetsensor arbeitet ohne Abschirmungen

Ein integrierter 3-D-Magnetfeldsensor des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS in Erlangen kommt ohne Abschirmung aus. In einer Pixelzelle haben die Forscher mehrere Sensoren so angeordnet, dass sie alle drei Komponenten des Magnetfelds an einem Ort messen können. Werden zwei Pixelzellen auf einem Chip angebracht, misst der Sensor nicht nur das Magnetfeld, sondern wie es sich räumlich verändert. „Mit diesem Sensor können wir erstmals magnetische Störfelder als solche erkennen und sie vom Nutzfeld separieren. Der Sensor funktioniert selbst dann noch fehlerfrei, wenn das Störfeld deutlich größer ist als das Nutzfeld“, sagt Dr. Hans-Peter Hohe, Gruppenleiter am IIS. „Abschirmungen sind daher überflüssig.“

Hochtemperatur-Anwendungen bis 150 °C

Ein weiterer Vorteil der Sensoren: Sie eignen sich für Hochtemperatur-Anwendungen bis etwa 150 °C und lassen sich daher beispielsweise auch im Motorraum einsetzen. Die Sensoren sind bereits geprüft und so weit entwickelt, dass sie industriell eingesetzt werden können. Um eine Serienproduktion zu erleichtern, wurden kostengünstige Standard-CMOS-Techniken verwendet.

(ID:259810)