Device and Method for Using an Anisotropic Magnetoresistive Sensor for Determining Magnetic Fields and Temperatures

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This invention relates to a device and method for determining magnetic fields and measuring temperatures using anisotropic magnetoresistive (AMR) sensors. The device allows for the independent and accurate measurement of both magnetic fields and temperatures by utilizing all four resistances in a Wheatstone bridge configuration and includes switching mechanisms to alternate between measuring modes. Notably, magnetic field measurements can be performed without prior temperature calibration, improving ease of use and flexibility.

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• Industrial processes requiring simultaneous or separate monitoring of magnetic fields and temperatures (e.g., for motor control or magnetic component testing)
• Geophysical surveys or exploration tools that measure environmental magnetic fields and temperatures
• Automotive sensor systems for tracking magnetic fields in electric motors while also monitoring temperature conditions
• Consumer electronics or IoT devices for ambient environmental sensing (magnetic and thermal)
• Medical devices where accurate and stable magnetic field/temperature readings are critical, such as MRI systems or scientific instruments

BenefitsContent extracted from patent full text and abstract with AI.

• Higher measurement accuracy for both temperature and magnetic fields
• The ability to determine magnetic fields independently from temperature, reducing calibration needs and errors
• Increased sensor reliability by accounting for all resistances in the bridge individually
• Enhanced flexibility and applicability in environments where temperature fluctuates or is unknown
• Simplified device integration due to simpler calibration procedures

Technical Classifications (CPCs)

Inventors & Applicants

Patent Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung magnetischer Felder und Messung von Temperaturen unter Nutzung von AMR Sensoren. In der Vorrichtung können dabei die Temperatur und das Magnetfeld getrennt voneinander bestimmt werden sowie für die Temperaturbestimmung alle vier Widerstände in der Messbrücke einzeln. Dies erhöht die Genauigkeit der Messungen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Nutzung eines anisotrop magnetoresistiven Sensors weist dabei mindestens eine halbe wheatstonesche Widerstands-Messbrücke auf, deren Widerstände aus anisotrop magnetoresistiven Elementen gebildet sind und eine Testspule. Der anisotrop magnetoresistive Sensor ist dabei zur Auslesung der Signale verschaltet mit einem ersten Schaltkontakt zum Wechsel zwischen Magnetfeldbestimmung und Temperaturbestimmung und mit zweiten Schaltkontakten zur Bestimmung aller Widerstände in der Messbrücke zur Temperaturbestimmung. Weiterhin erfindungsgemäß ist die Vorrichtung so ausgebildet, dass ein Magnetfeld bestimmt werden kann ohne Kenntnis der Temperatur, d.h. ohne vorherige Kalibration, wodurch die Magnetfeldbestimmung unabhängig von einer Temperaturmessung und Kalibrierung betrieben werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dazu mit einer DV zur Auswertung von Signalen aus der Vorrichtung verschaltet, wobei auf der DV mindestens ein Auswertealgorithmus zur Bestimmung von Magnetfeldern aus einer Ausgangsspannung der Messbrücke bereitgestellt ist und in den Auswertealgorithmus eine, bei einer konstanten Temperatur bestimmte Sensitivität des Sensors, die unter Berücksichtigung eines auf der DV bereitgestellten geometrischen Spulenparameter der Testspule bestimmbar ist, einfließt. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist ebenfalls angegeben.