CN113396315A - 传感器设备及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种设备，特别是传感器设备，包括：磁体排列结构，该磁体排列结构沿纵向轴线延伸以用于产生磁场并且被配置为产生具有沿纵向轴线变化的至少第一径向磁场分量的磁场；以及磁传感器装置，其沿纵向轴线相对于磁体排列结构可移动地布置并且包括第一磁传感器和第二磁传感器。

Description

传感器设备及其操作方法

技术领域

本公开涉及一种设备、特别是一种传感器设备。本公开还涉及一种用于这种设备的操作方法。

发明内容

优选实施例涉及一种设备、特别是传感器设备，包括：沿纵向轴线延伸的用于产生磁场的磁体排列结构，该磁体排列结构被配置为产生至少具有沿纵向轴线变化的第一径向磁场分量(例如，垂直于纵向轴线)的磁场；以及磁传感器装置，该磁传感器装置沿纵向轴线相对于磁体排列结构可移动地布置并且包括第一磁传感器(131)和第二磁传感器。这使得能够特别精确地确定沿纵向轴线变化的至少一个第一径向磁场分量。

在其他优选实施例中，该设备包括用于容纳磁体排列结构的支撑件。

在其他优选实施例中，支撑件形成为基本上中空的圆柱形状，其中优选地，磁体排列结构布置在支撑件的径向内侧。在另外的实施例中，还可以将磁体排列结构布置在支撑件的径向外侧。

在其他优选的实施例中，可选的支撑件也可以具有与示例性提及的中空圆柱形状不同的基本形状，例如长方体形状或带状形状(即，长度明显大于宽度和高度并且优选宽度和高度不同的长方体形)或棒状等。

在其他优选实施例中，磁体排列结构能够以静止的方式(即，固定地或以不可移动方式)布置，特别地可以附接到一个或所述支撑件和/或目标系统，其中，特别是传感器装置能够相对磁体排列结构移动，特别是至少沿纵向轴线相对于磁体排列结构移动。

在其他优选实施例中，传感器装置能够以静止的方式布置，特别是能够固定到目标系统或者被固定，其中，特别是磁体排列结构能够相对于传感器装置移动，特别是至少沿纵向轴线相对于传感器装置移动。

在其他优选实施例中，磁体排列结构是可移动的、特别是至少沿纵向轴线移动，其中，传感器装置也是相对于磁体排列结构可移动的、特别是至少沿纵向轴相对于磁体排列结构移动。

其他优选实施例涉及一种设备、特别是传感器设备，包括：具有纵向轴线的基本上中空的圆柱形支撑件；用于产生磁场的磁体排列结构，该磁体排列结构优选地布置在支撑件的径向内侧并沿纵向轴线延伸并且被配置为产生的磁场至少具有沿纵向轴线变化的第一径向磁场分量；以及磁传感器装置，该磁传感器装置优选地布置在磁体排列结构的径向内侧并且能够沿纵向轴线移动、特别是能够前后移动的并且包括第一磁传感器和第二磁传感器。

在其他优选实施例中，第一磁传感器具有第一传感器类型，其中，第二磁传感器具有与第一传感器类型不同的第二传感器类型。这为确定沿纵向轴线变化的至少一个第一径向磁场分量提供了进一步的自由度。

在其他优选实施例中，磁体排列结构被配置为所产生的磁场具有沿纵向轴线变化的至少一个第一径向磁场分量并且具有优选垂直于第一径向磁场分量、沿纵向轴线变化的第二径向磁场分量。这有利地提供了两个径向磁场分量，特别是彼此垂直的两个径向磁场分量，它们沿着支撑件的纵向轴线变化并且因此有利地能够例如有效地确定传感器装置的位置。

在其他优选实施例中，第一径向磁场分量和/或第二径向磁场分量沿纵向轴线至少在某些区域中以正弦或余弦的方式变化。这使得能够特别精确地确定传感器装置的位置。

在其他优选实施例中，第一径向磁场分量和/或第二径向磁场分量沿纵向轴线(例如分别线性地、可选地还以不同的梯度)以非正弦或非余弦的方式变化。这也使得能够特别精确地确定传感器装置的位置。

在其他实施例中，第一径向磁场分量的至少一个(余弦)正弦曲线和第二径向磁场分量的非(余弦)正弦(例如线性)曲线的组合也是可以想到的。

在其他优选实施例中，第一径向磁场分量和/或第二径向磁场分量沿纵向轴线至少在某些区域中至少以近似线性的方式变化。

在其他优选实施例中，磁体排列结构布置在支撑件的径向内表面上，其中，特别是磁体排列结构覆盖支撑件的径向内表面的至少约40％、进一步特别是至少约90％并且特别优选至少约95％。

在其他优选实施例中，磁体排列结构包括可磁化或磁化的材料，其沿纵向轴线被磁化，特别是以不同的方式被磁化，以得到沿纵向轴线变化的第一径向磁场分量和/或第二径向磁场分量。

在其他优选实施例中，磁体排列结构包括具有大致带状的基本形状的至少一个磁性元件。例如，大致带状的基本形状可以具有大致矩形的横截面，该横截面具有长度和宽度，其中，宽度大于长度，特别是宽度至少是长度的两倍。

在其他优选实施例中，至少一个磁性元件以至少近似螺旋的方式沿着支撑件的一个径向内表面或所述径向内表面布置。

在其他优选实施例中，至少两个磁性元件以至少近似螺旋的方式沿着支撑件的一个径向内表面或所述径向内表面布置。

在其他优选实施例中，至少一个磁性元件被布置为至少近似平行于支撑件的纵向轴线。

在其他优选实施例中，至少两个磁性元件被布置为至少近似平行于支撑件的纵向轴线。

在其他优选实施例中，支撑件包括材料和/或具有材料的涂层，该材料具有的相对渗透率为约100或更高、特别是约1000或更高、进一步特别是约2000或更高。

在其他优选实施例中，第一磁传感器和第二磁传感器均布置在纵向轴线的区域中，特别是布置在纵向轴线上或在平行于纵向轴线的虚拟直线上。

在其他优选实施例中，第一磁传感器和第二磁传感器在纵向轴线上相继地布置。

在其他优选实施例中，第一磁传感器是磁转数计数器，其特别是被配置为确定磁传感器相对于至少一个第一径向磁场分量的相对旋转的整数倍数。

在其他优选实施例中，第二磁传感器是霍尔传感器，其特别是被配置为确定至少一个第一径向磁场分量，其中进一步特别地，第二磁传感器被配置为确定第一径向磁场分量和第二径向磁场分量。

然而，在进一步的实施例中，也可以提供两个霍尔传感器类型的磁传感器。

在其他优选实施例中，还设置有评估单元，其被配置为评估第一磁传感器和第二磁传感器的输出信号。

在其他优选实施例中，评估单元被配置为确定相对于磁性元件和/或一个或所述支撑件的对应于纵向轴线的坐标的传感器装置的位置。

在其他优选实施例中，配置作为磁转数计数器的第一磁传感器具有以下配置(以下也称为“转数计数器类型1”)：至少一个传感器元件具有分层结构，能够在磁场移动经过传感器元件时在没有电源的情况下引起传感器元件中的磁化强度变化并存储多个这样的变化，其中，传感器元件包括设置有所述分层结构的螺旋形结构。

在其他优选实施例中，当磁场移动经过传感器元件时，在螺旋形结构中产生180度壁。在其他优选实施例中，螺旋形结构中可以收纳多个180度的壁。在其他优选实施例中，螺旋形结构的一端连接到表示为壁发生器的区域。在其他优选实施例中，壁发生器形成为近似圆形的区域。在其他优选实施例中，壁发生器连接到第一电触点。在其他优选实施例中，螺旋形结构的另一端连接到第二电触点。在其他优选实施例中，螺旋状结构的另一端为锥形。在其他优选实施例中，螺旋形结构具有层状结构，其依次包括至少一个软磁层、至少一个非磁层和至少一个硬磁层。在其他优选实施例中，软磁层代表其中磁化经由通过磁场而改变的传感器层，而硬磁层代表其中磁化不因磁场的通过而改变的参考层。在其他优选实施例中，螺旋形结构的区域中的反平行磁化导致该区域中的电阻增加。在其他优选实施例中，参考层的磁化具有大致平行于螺旋形结构的路径并且总是在螺旋形结构的相同方向上的取向。在其他优选实施例中，螺旋形结构具有多个彼此近似平行延伸的直线段，并且参考层的磁化具有与直线段近似平行对齐的取向。在其他优选实施例中，螺旋形结构为双螺旋，其中两个螺旋之一用于电接触。在其他优选实施例中，螺旋形结构包括半圆段和直线段，并且半圆段短路并形成电接触。在其他优选实施例中，螺旋形结构包括半圆段和直线段，且直线段分别接触。

在其他优选实施例中，配置为磁转数计数器的第一磁传感器具有以下配置(以下也称为“转数计数器类型2”)：设置有N匝的环状布置，包括GMR层堆叠，在GMR层堆叠中能够引入、能够存储并且能够通过测量电阻读取180°磁畴，其中，以相对于压印在所述传感器中参考方向的可预定角度设置有细长的环段，环段优选地在中心设置有触点，触点能够加载有电位并且串行或并行地用于读取各个环段与设置在环状布置的弯曲区域中的各个其他触点的电阻比，其中，特别地，确定的电阻比提供在相应的环段中磁畴的存在或不存在的直接度量并由此提供关于已完成的转数的明确陈述。在其他优选实施例中，细长环段的纵向延伸的取向平行于传感器中的参考方向，其中，细长的第一环段由集中在环段上的第一公共触点聚集，相对的细长第二环段由也集中在环段上的第二公共触点聚集，其中，在这些触点之间施加电压并且进行环段与至少设置在环的弯曲区域中的一侧的各个其他触点的电阻比的串行或并行读取。在其他优选实施例中，细长的相邻环段的纵向延伸的取向相对于传感器中的参考方向以绝对值大约为45°的角度延伸，并且可以施加有电位的触点优选地设置在所述细长的相邻环段的中心并且能够串行或并行读取各个环段相对于设置在环段的弯曲区域中的各个其他触点的电阻比。在其他优选实施例中，整个环状布置在俯视图中是菱形的，其中，可以施加有电压的触点设置在相对的菱形角中，并且用于单独电阻比测量的各个触点设置在各自剩余的菱形角中。在其他优选实施例中，环状布置的菱形设计使得相邻的菱形边呈90°角度。在其他优选实施例中，环状布置的菱形构造使得菱形以相对的菱形角分别形成钝角或锐角的方式扭曲。在其他优选实施例中，可以施加有电压的触点本身被构造并且独立地电接触它们所被分配到的每个环段。在其他优选实施例中，所有提供的电触点被配置为在面积上足够大，使得保留在相邻触点之间的所有环的未接触的环段具有相同的长度。在其他优选实施例中，除了环状布置之外，还提供分离的各个的不可磁化条带段，每个不可磁化条带段平行于相邻的闭合环段布置。

进一步的优选实施例涉及一种操作设备、特别是传感器设备的方法，该设备包括：沿纵向轴线延伸的用于产生磁场的磁体排列结构，该磁体布置被配置为产生具有沿纵向轴线变化的至少第一径向磁场分量的所述磁场；以及磁传感器装置，该磁传感器装置沿纵向轴线相对于磁体排列结构可移动地布置并且包括第一磁传感器和第二磁传感器，其中，该方法包括以下步骤：沿纵向轴线相对于磁体排列结构移动传感器装置。

在其他优选实施例中，所述移动的步骤包括：a)固定(不可移动地保持)磁体排列结构并沿纵向轴线相对于磁体排列结构移动传感器组件，b)固定传感器组件并沿纵向轴线相对于传感器组件移动磁体排列结构，c)使磁体排列结构和传感器组件沿纵向轴线相对于彼此移动。

在其他优选实施例中，该设备包括评估单元，其评估第一磁传感器和第二磁传感器的输出信号。

在其他优选实施例中，根据第一磁传感器和第二磁传感器的输出信号，评估单元确定传感器装置相对于特别是磁性元件和/或支撑件的对应于纵向轴线的坐标的位置、特别是相对位置。

在其他优选实施例中，第一磁传感器和第二磁传感器布置在纵向轴线上或布置在平行于纵向轴线的虚拟直线上，其中，评估单元被配置为，特别是在确定传感器装置的所述位置时，考虑两个磁传感器沿纵向轴线相对于彼此的轴向偏移。

在其他优选实施例中，磁转数计数器用作第一磁传感器，其具体地被配置为确定磁传感器相对于至少一个第一径向磁场分量的相对旋转的整数倍数。

在其他优选实施例中，转数计数器包括：具有N匝的环状布置，包括GMR层堆叠，可以在GMR层堆叠中引入、存储和通过测量电阻读出180°磁畴，其中，细长的环段以相对于压印在传感器中的参考方向的可预定的角度提供，环段优选地在中心设置有触点，触点能够施加有电位并且串行或并行地用于读取各个环段与在环状布置的弯曲区域中提供的各个其他触点的电阻比，其中特别地，所确定的电阻比提供在相应的环段中磁畴的存在或不存在的直接度量并由此提供关于发生的转数的明确陈述。

在其他优选实施例中，转数计数器包括：至少一个具有层状结构的传感器元件，当磁场移动经过传感器元件时，该层状结构能够在没有电源的情况下引起传感器元件中的磁化变化并存储多个这种变化，其中，传感器元件包括设置有所述层状结构的螺旋形结构。

在其他优选实施例中，霍尔传感器用作第二磁传感器，其特别地被配置为确定至少一个第一径向磁场分量，其中，进一步特别地，第二磁传感器被配置为确定第一径向磁场分量和优选地垂直于第一径向磁场分量的第二径向磁场分量。

进一步的优选实施例涉及一种包括可移动元件和至少一个根据实施例的装置的系统，其中，磁体排列结构的至少一个部件、特别是磁体排列结构的磁性元件设置在可移动元件上，并且其中，特别地磁传感器装置被固定地布置。

进一步的优选实施例涉及根据实施例的设备和/或根据实施例的方法和/或根据实施例的系统在位移传感器中的用途。

本发明的进一步特征、应用和优点可从附图中示出的本发明实施例的以下描述中得出。在此上下文中，无论单独或以任何组合方式描述或说明的所有特征构成本发明的主题，而不管它们在权利要求中的组合或它们的相关性以及它们在说明书或附图中的措辞或表示。

附图说明

图1示意性示出了根据优选实施例的设备，其部分地以沿纵向方向观察的横截面示出；

图2示出了图1的装置的细节；

图3示意性示出了根据其他优选实施例的传感器装置的简化框图；

图4A、图4B、图4C分别示出了根据其他优选实施例的操作变量；

图5、图6、图7分别示意性示出了根据其他优选实施例的设备，其部分地以横截面示出；

图8A、图8B、图8C分别示意性示出了根据另一个优选实施例的设备，其部分地以横截面示出；

图9示意性示出了根据其他优选实施例的评估单元的简化框图；

图10至图20分别示意性示出了根据其他优选实施例的一种类型的磁转数计数器的各个方面；

图21至图30b分别示意性示出了根据其他优选实施例的另一种类型的磁转数计数器的各个方面；

图31示意性示出了根据其他优选实施例的方法的简化流程图；

图32A示意性示出了根据其他优选实施例的设备，其部分地以在纵向方向上观察的横截面示出；

图32B示意性示出了根据其他优选实施例的设备的侧视图；并且

图32C示意性示出了根据其他优选实施例的设备的侧视图。

具体实施例

图1示意性示出了根据优选实施例的设备100，其部分地以在纵向方向上观察的横截面示出。

在本示例中，设备100包括可选的、基本上为中空圆柱形的支撑件110，支撑件110的纵向轴线112垂直于图1的绘图平面对齐，并且在这方面对应于坐标z，其中，图1中的水平坐标为参考标记x，图1中的竖直标为参考标记y。设备100还包括磁体排列结构120，其优选地被布置在可选支撑件110的径向内侧并且沿着纵向轴线112延伸以用于产生磁场并且被配置为产生具有沿纵向轴线112(即，沿z坐标)变化的至少第一径向磁场分量Bx(沿坐标x的径向磁场分量)。

在下面描述的进一步特别优选的实施例中，例如参考图32，没有提供可选的支撑件110(图1)，并且纵向轴线112例如基本上对应于磁体排列结构120的纵向轴线或对应于平行于纵向轴线的虚拟直线。

此外，根据图1和图2的设备100包括磁传感器装置130，优选地布置在磁体排列结构120的径向内侧并且可移动，特别是沿着图2的视图中示出的纵向轴线112往复移动。传感器装置130包括第一磁传感器131和第二磁传感器132。这使得能够特别精确地确定沿纵向轴线112变化的至少一个第一径向磁场分量Bx。优选地，传感器装置130被布置为可借助于滑动引导件130a、130b沿着支撑件的轴线112往复穿行或移动。可选地，还可以提供电路支撑板134，例如用于传感器装置130的至少一个部件的电接触。

在其他优选实施例中，第一磁传感器131具有第一传感器类型，其中，第二磁传感器132具有与第一传感器类型不同的第二传感器类型。这为确定沿纵向轴线112变化的至少一个第一径向磁场分量Bx提供了进一步的自由度。

在其他优选实施例中，磁体排列结构120被配置为产生磁场，该磁场具有沿纵向轴线112变化的至少一个第一径向磁场分量Bx和优选垂直于第一径向磁场分量Bx并沿着纵向轴线112(以相同方式或特别是以不同方式)变化的第二径向磁场分量By(图1)。这有利地提供了两个、特别是相互垂直的径向磁场分量Bx、Bx，径向磁场分量Bx、Bx沿支撑件110的纵向轴线112变化，因此有利地例如能够有效地确定传感器装置130的位置。

在其他优选实施例中，第一径向磁场分量Bx和/或第二径向磁场分量By沿着纵向轴线112或z坐标以非正弦或非余弦的方式变化，例如在每种情况下线性地变化，可选地还具有不同的梯度。这使得能够特别精确地确定传感器装置130的位置。

图4A以曲线K1(以任何单位绘制，例如作为坐标z的函数的磁场强度的归一化幅度)形式的示例示出了第一径向磁场分量Bx沿纵向轴线112或沿着支撑件110的z坐标的(即，沿垂直于图1的绘图平面)的变化过程。可以看出，曲线K1从z坐标z0处的最小值“0”线性增加到z坐标处z1的最大值“1”。

曲线K2给出了沿着支撑件110的z坐标的第二可选径向磁场分量By(以任何单位绘制，例如作为坐标z的函数的磁场强度的归一化幅度)的变化过程的示例。可见，曲线K2从z坐标z0处的最大值“1”线性减小到z坐标z1处的最小值“0”。通过使用两个传感器131、132来评估第一径向磁场分量Bx和/或第二径向磁场分量By，可以借助于传感器装置130有利地得出支撑件110内的传感器装置130沿着坐标z的当前位置“z”(图2)。

图4B示出了沿坐标z的第一径向磁场分量Bx的可能变化过程(曲线)的示例(参见曲线K3)，以及可选的第二径向磁场分量By的可能变化过程(参见曲线K4)。可以看出，曲线K3从z坐标z0'处的最小值“0”线性上升到z坐标z1'处的最大值“1”。相比之下，曲线K4在同一区间(z0'，z1')内从最小值(出于清楚原因未指定)到最大值(也未指定)线性增加数次。因此，仅依靠曲线K4不能在所考虑的区间(z0'，z1')中明确确定传感器设备130的位置，其例如至少近似对应于支撑件110的长度。然而，考虑曲线K3，至少在所考虑的区间(z0'，z1')中可以建立明确性。

在另外的实施例中，还可以想到，磁场装置120被设计为使得至少一个径向磁场分量可以至少暂时地(即，至少在沿着z坐标的一些区域中的一些区段中)具有负值。这在当前情况下由另一坐标轴z'表示，其相对于根据图4B的轴线z竖直偏移。

在其他优选实施例中，参见图4C，第一径向磁场分量Bx和/或第二径向磁场分量By至少在沿纵向轴线112的某些区域中以正弦或余弦的方式和变化，参见曲线K5、K6。这也使得能够特别精确地确定传感器装置130的位置。

在进一步的实施例中，第一径向磁场分量的至少一个(余弦)正弦变化过程和第二径向磁场分量的非(余弦)正弦(例如线性)变化过程的组合也是可以想到的。

在其他优选实施例中，磁体排列结构120(图1)布置在支撑件110的径向内表面110a上，其中特别地，磁体排列结构120覆盖支撑件的径向内表面110a的至少约40％，进一步特别地至少约90％，特别优选至少约95％。

在其他优选实施例中，磁体排列结构120包括可磁化或磁化的材料，其沿着纵向轴线112(对应于坐标z)以这样的方式磁化，特别以不同的方式磁化，以使得能够得到沿纵向轴线112变化的第一径向磁场分量Bx和/或第二径向磁场分量By，参考图4A、图4B、图4C。例如，可以以内表面110a的涂层的形式提供磁体排列结构120，该涂层在被施加到支撑件110的内表面110a之后，以期望的方式被磁化，参见图4A、4B、4C。

在其他优选实施例中，参见图3，第一磁传感器131和第二磁传感器132都布置在纵向轴线112的所述区域中，特别是在纵向轴线112上或在与纵向轴线112平行的虚拟直线上，从而促使沿纵向轴线112的位置z或z坐标的特别精确的确定。

在其他优选实施例中，第一磁传感器131和第二磁传感器132在纵向轴线112或所提及的虚拟直线上相继地布置，从而产生沿着纵向方向的偏移V，如有必要，这可以被有利地通过可选的评估单元136评估传感器131、132的输出信号考虑。

在其他优选实施例中，参见图5的设备100a，磁体排列结构120包括至少一个具有基本上带状基本形状的磁性元件122。磁性元件122被布置为至少近似平行于可选支撑件110的纵向轴线112。例如，基本上带状的基本形状122可以具有基本上矩形的横截面，其具有长度(沿着图1的y坐标)和宽度(沿图1的x坐标)，其中，宽度大于长度，特别是宽度至少是长度的两倍。磁性元件122例如布置在内表面110a上，例如插入到形成于内表面110a中的凹槽(未示出)中。在其他优选实施例中，基于图5所示的配置100a，也可以省略可选的支撑件110，磁性元件122可附接或固定到目标系统，例如设备100a将被安装到该目标系统中或该目标系统将使用设备100a。在其他优选实施例中，磁性元件122可以固定或附接到目标系统，并且传感器装置130被配置为可相对于固定的磁性元件122移动(沿纵向轴线112)。在其他优选实施例中，传感器装置130可以替代地以不可移动的方式固定或附接至例如目标系统(图5中未示出)，并且磁性元件122被配置为可以(如果适用的话，与目标系统的部件一起)相对于不可移动的传感器装置130(沿纵向轴线112)移动。

在其他优选实施例中，参见图6的设备100b，提供了两个基本上带状的磁性元件122a、122b。两个磁性元件122a、122b至少近似平行于支撑件110的纵向轴线112布置。在其他优选实施例中，基于图6所示的配置100b，也可以省略可选的支撑件110，在这种情况下，上文参考图5所述的内容相应地适用于磁性元件122a、122b与例如目标系统的附接，和/或适用于不可移动的附接或适用于部件122a、122b、130的单独可移动性的附接。

在其他优选实施例中，参见图7的设备100c，提供了四个基本上带状的磁性元件122a、122b、122c、122d。在本实施例中，所有四个磁性元件122a、122b、122c、122d至少近似平行于支撑件110的纵向轴线112布置。在其他优选实施例中，从图7所示的配置100c开始，可选的支撑件110也可以省略，在这种情况下，上面参照图5和图6所述的内容相应地适用于磁性元件122a、122b、122c、122d与例如目标系统的附接，和/或适用于不可移动的附接或适用于部件122a、122b、122c、122d、130的单独可移动性。

有利地，图5、图6、图7分别提供的磁性元件中的一些或全部沿纵向方向112(z坐标)以这样的方式磁化，使得产生对应于图4A和/或图4B和/或图4C的沿纵向方向112(z坐标)的至少一个径向磁场分量Bx、By(图1)变化过程。例如，四个磁性元件122a、122b、122c、122d可以有利地沿着它们的纵向轴线(并且因此也沿着可选的支撑件110的纵向轴线112)被磁化，使得径向磁场分量Bx、By(图1)沿支撑件110的纵向轴线112具有对应于图4C的曲线K5、K6的路线。

在其他优选实施例中，参见图8A、图8B、图8C的设备100d，至少一个磁性元件122、124沿着可选支撑件110的径向内表面110a或所述径向内表面110a至少近似螺旋地布置(即，特别是不近似平行于纵向轴线112，参见根据图5、图6、图7的实施例)。在其他优选实施例中，也可以省略可选的支撑件110，其中磁性元件122、124可以例如直接布置或保持在设备100d的目标系统中。在本示例中，两个磁性元件122、124又基本上呈带状，每个磁性元件122、124各自至少近似螺旋地布置在支撑件110的内表面110a上，从而对于不同的位置z＝z01(图8A)、z＝z02>z01(图8B)、z＝z03>z02(图8C)，产生图8A、图8B、图8C所示的横截面。在该实施例中，两个基本上呈带状的磁性元件122、124也可以沿着它们的长度具有基本上恒定的磁化强度，例如，因为支撑件110中的至少近似螺旋状布置导致磁场随着沿z坐标(特别是旋转径向分量Bx、By)的运动而旋转，该运动可以由传感器设备130确定，从而有利地可以确定传感器装置130沿着z坐标的位置。

在其他优选实施例中，支撑件110包括材料和/或具有材料的涂层，该材料的相对渗透率为约100或更高、特别是约1000或更高、进一步特别是约2000或更高。因此，围绕设备100、100a、100b、100c、100d的外部空间可以保持基本上没有来自磁场装置120的磁场。同时，这种屏蔽能够实现传感器装置130的精确操作。

在其他优选实施例中，第一磁传感器131(图2)是磁转数计数器，其特别地被配置为确定磁传感器131相对于至少一个第一径向磁场分量Bx的相对旋转的整数倍数(或者相反地，第一径向磁场分量Bx相对于第一传感器131的相对旋转的整数倍数)。应当注意的是，在优选实施例中，第一传感器131(以及第二传感器132)不是相对于支撑件110或设备100、100a、100b、100c、100d的任何其他部件可旋转地布置，而是仅可通过滑动引导件130a、130b(图2)沿着纵向轴线112在支撑件110内轴向移动。所述径向磁场分量Bx、By(或(径向)总向量Bx+By)与传感器131、132之间的相对旋转有利地仅由如上所述沿z坐标变化的磁化(参见图4A、4B、4C)和/或磁性元件122、124(图8)的大致螺旋布置而产生。因此，在沿纵向轴线112移动期间，传感器装置130“经历”相应的变化，例如至少一个向量Bx、By或总向量Bx+By的旋转，其可以例如借助于评估单元136而被评估，特别是为了确定传感器装置130沿纵向轴线112的位置。

在其他优选实施例中，第二磁传感器132是霍尔传感器，其特别是被配置为确定至少一个第一径向磁场分量Bx、By，其中进一步特别地，第二磁传感器132被配置为确定第一径向磁场分量Bx和第二径向磁场分量By。

在其他优选实施例中，提供了已经提到的评估单元136(图3)，其被配置为：特别是为了确定传感器装置130沿纵向轴线112的位置而评估第一磁传感器131和第二磁传感器132的输出信号。

在特别优选的实施例中提出的磁转数计数器(第一传感器131)与霍尔传感器132的组合有利地实现了通过传感器装置130的特别精确的位置确定，同时提供了相对大的测量范围。例如，磁转数计数器(第一传感器131)可以确定径向磁场向量Bx+By的完整转数(例如对应于图4C的正弦曲线K5的完整周期)，并且借助于霍尔传感器132可以确定在径向磁场向量Bx+By的这种旋转的旋转周期内的准确位置。

在其他优选实施例中，评估单元136(图3)被配置为确定传感器装置130相对于支撑件110的对应于纵向轴线112的坐标z的位置。因此，根据实施例的设备100、100a、100b、100c、100d可以有利地用于提供位置传感器(位置编码器)。

图9示意性示出了评估单元136的实施例的简化框图。评估单元136包括计算单元1002(例如微控制器或微处理器)以及存储单元1004，该存储单元1004分配给计算单元1004并包括易失性存储器1004a(例如工作存储器、RAM)和/或非易失性存储器1004b(例如Flash-EEPROM)。存储单元1004可以至少暂时地存储至少一个计算机程序PRG，该计算机程序PRG可以在计算单元1002上执行时控制设备100、100a、...、100d的操作。特别地，计算机程序PRG可以涉及评估传感器装置130的传感器131、132的输出信号，例如以便从中确定传感器装置130沿纵向轴线112或沿z坐标的位置。

在其他优选实施例中，根据进一步特别优选的实施例被配置为磁转数计数器的第一磁传感器131(其在下文中也被称为“转数计数器类型1”)具有以下配置：至少一个传感器元件具有分层结构，当磁场移动经过传感器元件时，该层结构能够在没有电源的情况下引起传感器元件的磁化强度变化并存储多个这样的变化，其中，传感器元件包括具有分层结构的螺旋形结构。

这些实施例的方面将在下面参考图21至图30b进行描述。在此，图21示出了具有传感器元件的第一实施例的类型1的转数计数器的实施例的示意性俯视图，图22示出了穿过图21的传感器元件的示意性横截面，图23示出了图21的传感器元件的示意俯视图，图24a至图24e示出了具有示意性描绘的磁化的图21的传感器元件的示意性俯视图，图25示出了具有示意性描绘的变化的图21的传感器元件的示意性俯视图，图26示出了图21的传感器元件的第二实施例的示意性俯视图，图27示出了图21的传感器元件的第三实施例的示意性俯视图，图28示出了图21的传感器元件的第四实施例的示意性俯视图，图29示出了图21的传感器元件的第五实施例的示意性俯视图，以及图30a和图30b示出了使用对应于类型1的转数计数器的传感器元件构造的两个惠斯通电桥的示意性俯视图。

图21示出了转数计数器10(类型1)，其中不可移动的传感器元件11被分配给具有两个永磁体13、14的转子12。可以理解，例如也可以是多个传感器元件沿转子12的圆周彼此等距布置。转子12可根据箭头15在两个方向上围绕轴线16旋转。两个永磁体13、14与转子12一起旋转。当转子12旋转时，永磁体13、14的磁场移动经过传感器元件11并由其检测。永磁体13、14可以移动经过传感器元件11上方或下方。重要的是，永磁体13、14的磁场对传感器元件11、特别是对其层具有足够大但不太强的影响，这将在下面参考图22进行解释。

两个永磁体13、14的磁化方向彼此相反。这意味着当转子12沿相同方向旋转时，例如第一永磁体13以北-南取向移动经过传感器元件11，第二永磁体14以南-北取向移动经过传感器元件11。

从传感器元件11的角度来看，例如永磁体13的经过具有以下效果：首先，传感器元件11“看到”从永磁体13的北极以大致垂直的方式出现的磁场线，然后传感器元件11“看到”永磁体13的磁场线从北极大致平行地延伸到南极，最后传感器元件11“看到”磁场线近似垂直地重新进入永磁体13的南极。总之，从传感器元件11的角度来看，这代表了永磁体13的磁场线在经过期间旋转了180度。

在图1中，两个永磁体13、14以180度间隔安装在转子12的圆周上。该距离也可以不对称地提供。例如，两个永磁体13、14也可以彼此直接相邻地安装在转子12的圆周上。

图21的转数计数器10被提供用于通过传感器元件11对转子10的转数进行非接触式计数和存储。这种计数和存储不需要任何外部电源。例如，巨磁阻(GMR)效应或隧道磁阻(TMR)效应或庞磁阻(CMS)效应可用于读出存储的转数。

图22示出了传感器元件11的分层结构20，其使用GMR效应来读出存储的转数。软磁层21通过薄的非磁性层22与硬磁层23隔开。反铁磁层24在所谓的“钉扎(pinning)”的意义上增强硬磁层23的硬磁特性。

后者的结果是，与软磁层21中的磁化相反，硬磁层23中的磁化不会因经过两个永磁体13、14中的一个的磁场而改变。因此，软磁层21代表传感器层，硬磁层23代表参考层。

接触层25设置在层24上并且设置有第一触点26。如之后将解释地，第二触点27(图22中未示出)设置在传感器元件11上的不同位置处。因此，测量电流可以流过两个触点26、27之间的层结构20。正如后面还将解释地，测量电流可以用来推断存储的转数。

接触层25可以被绝缘层28覆盖。为了接触的目的，触点26、27在这种情况下至少部分地暴露，即，不被绝缘层28覆盖。整个层结构20可以例如是沉积在硅衬底上。所描述的层结构20通常也表示为自旋阀。

结合隧道磁阻(TMR)效应，两个触点26、27中的一个必须位于非磁性层22下方，两个触点26、27中的另一个必须位于非磁性层22上方。

在图23中，示出了传感器元件11的设计30，其包括壁发生器31和壁存储器32。此外，图3中示出了两个触点26、27。壁发生器31形成为圆形区域并连接到触点26。壁存储器32形成为螺旋，其外侧的起始端连接到壁发生器31，并且从其起始端开始，由半径逐渐减小的螺旋弧组成。例如，图3中螺旋的最外匝由螺旋弧33、34组成。在螺旋的末端并因此在其内部(或内侧)处，螺旋连接到触点27。注意，壁存储器32不仅可以是螺旋，还可以是另一种螺旋形结构。例如，壁存储器32因此可以是由直线段构成的螺旋状结构，其中，直线段的长度在结构内部布置得越远，直线段越短。同样地，例如可以提供由方形或矩形段组成的方形或多边形螺旋形结构作为壁存储32，其中方形或矩形段在结构内部布置得越远则尺寸越小。另外可能的是，这些螺旋状结构的角是圆形的。

在下文中，基于图23所示的螺旋作为壁存储器32来解释本实施例。然而，这些解释也相应地适用于任何其他螺旋形结构。

图23中所示的螺旋由例如具有约2微米的宽度并且以约2微米的间距从外侧向内侧缠绕的条带形成。例如，螺旋有十匝。

在螺旋的末端，上述条带逐渐变细并变尖。此处条带宽度小于约2微米。螺旋的这个尖端部分可以仅略微延伸到触点27的区域27中，或者可以基本上完全位于触点27下方。

由于螺旋的尖端部分，实现了在该端部分中不会产生或存储畴壁。触点27下方的尖端部分的布置确保螺旋和触点27之间的电连接不会劣化。

由于壁发生器31的圆形形状，壁发生器31的传感器层的磁化方向可以容易地跟随通过的磁场。然而，如上所述，参考层的磁化方向不会由于通过的磁场而改变。

在图24a至图24e中，传感器元件11以与参照图23所解释的相同的方式再次示出。然而，另外在图24a到图24e中，箭头沿着壁存储器32的螺旋的路径绘制。这些箭头表示螺旋的磁化方向，实际上各个箭头总是指它们分别在螺旋处绘制的区域。

在图24a中，在壁存储器32的区域中绘制的所有磁化方向具有相同的方向，即，所有箭头从螺旋的末端(即，从触点27)朝向螺旋的起始端(即，朝向壁发生器31)逆时针指向。可以理解，所有的箭头也可以是顺时针方向，因此箭头所代表的磁化方向可以是相反的。

为了解释传感器元件11的功能原理，假设图24a中所示的螺旋的磁化方向的取向在第一时刻出现在软磁层21中(即，在传感器层中)并且还出现在硬磁层23中(即，在壁存储器32的参考层中)。这可以通过壁存储器32的相应形成来实现，即，螺旋的参考层和传感器层的预磁化。

参考层的取向总是近似平行于螺旋的带的路径，并且总是以与螺旋相同的方向取向。螺旋的磁化的取向方向，即，顺时针还是逆时针，不是必需的。唯一重要的是，其始终为沿着整个螺旋的相同方向。这种磁化取向在硬磁参考层中保持不变。

例如，由于转子12的旋转，永磁体13现在移动经过传感器元件11。如已经解释的，这具有传感器元件11“看到”永磁体13的磁场旋转180度的效果。还如所解释的，壁发生器31的传感器层的磁化方向跟随永磁体13的通过磁场，但参考层的磁化方向不改变。

图4b示出了：在永磁体13已经经过传感器元件11的第二时刻，软磁层21(即，壁存储器32的传感器层)中的螺旋的磁化方向的取向。清楚起见，在移动经过永磁体13结束时传感器元件11“看到”的磁化方向在图4b中被绘制为箭头35。

如上所述，壁发生器31的磁化方向跟随永磁体13的磁场，因此图4b的箭头35也表示壁式发生器31的磁化方向。

表示图4b的壁发生器31的磁化方向的箭头35的方向与根据图24a的经过永磁体13之前的螺旋起始端的磁化方向的比较表明，这些磁化方向彼此相反。因此，畴壁大约形成在壁发生器31和螺旋的起始端(未示出)的接合处的区域中。由于磁化方向的独特变化，这是一个180度壁。这个180度壁从它在螺旋起始端的原点沿着螺旋迁移到螺旋的位置41。在那里，前述的180度壁被标记为带有参考符号42的黑色矩形。在这个位置41，180度壁42具有比在其原点更有利的能量状态，因为只有在那里相邻的螺旋弧33、34相对于由箭头35指示的磁化方向没有任何反平行分量。

图24b与图24a的比较表明，壁存储器32的传感器层中螺旋的磁化方向在第一螺旋弧33的区域中发生了变化，但在第二螺旋弧34和随后的螺旋弧的区域中没有变化。

大致在第一螺旋弧33和第二螺旋弧34之间存在的位置41处，两个螺旋弧33、34的彼此相反的磁化方向相遇。这可以从图24b中得出，其中所示的箭头指向相反的方向。180度壁42大致位于螺旋的这个位置41处。

转子12现在在相同方向上进一步旋转，使得永磁体14移动经过传感器元件11。这继而导致壁发生器31的传感器层的磁化方在永磁体14移动经过时跟随永磁体14的磁场。然而，参考层的磁化方向不会改变。

图24c示出了在永磁体14已经经过传感器元件11的第三时刻，软磁层21(即，壁存储器32的传感器层)中的螺旋的磁化方向的取向。图24c和图24b的比较示出了壁存储器32的传感器层中的螺旋的磁化方向在第一螺旋弧33和第二螺旋弧34的区域中已经改变，但在其后的螺旋弧中没有改变。第一螺旋弧33中的变化是壁发生器31的磁化方向由于永磁体14的经过而变化更新的结果。第二螺旋弧34中的变化是180度壁42由于第一螺旋弧33的磁化方向的上述变化更新以及180度壁42的能量状态的由此产生的变化而再次移动的结果。

在图24b的第二时刻出现在位置41的180度壁42因此在图24c的第三时刻位于位置43，即，位于壁存储器32的螺旋路径中的位置41的下游大致180度。在图24c的位置41处，两个螺旋弧33、34的相反磁化方向再次相遇。因此，在螺旋的这个位置41附近，有另一个180度壁44，其在图24c中用黑色矩形表示。这个180度壁是以已经解释过的方式在螺旋开始的区域创建的，然后移动到位置41。

转子12现在在相同方向上进一步旋转，使得永磁体13现在移动经过传感器元件11。结果，壁发生器31的传感器层的磁化方向在永磁体13移动经过时而跟随永磁体13的磁场。

图24d示出了在永磁体13已经经过传感器元件11的第四时刻，软磁层21(即，壁存储器32的传感器层)中的螺旋的磁化方向的取向。

在图24d中，180度壁42再次移动到螺旋的位置41。然而，180度壁42在螺旋的第二匝中而不是如图24b在第一外匝中。此外，180度壁44已经在螺旋的外匝中从位置41移动到位置43。最后，在螺旋的第一外匝中的位置41处创建了另一个180度壁45。

转子12现在沿相同方向进一步旋转，使得永磁体14再次移动经过传感器元件11。结果，壁发生器31的传感器层的磁化方向随着永磁体14移动经过而跟随永磁体14的磁场。

在图24e中示出了：在永磁体14已经移动经过传感器元件11的第五时刻，软磁层21(即，壁存储器32的传感器层)中的螺旋的磁化方向的取向。在图24e中，180度壁42再次移动到螺旋的第二匝的位置43。此外，180度壁44已经移动到螺旋的第二匝的位置41。因此，180度壁45已经移动到外匝的位置43。最后，另一个180度壁46已在螺旋的第一个外匝的位置41处创建。

从图24a中的第一时刻到图24e中的第五时刻，两个永磁体13、14中的每一个已经移动经过传感器元件11两次。转子12因此旋转了两匝。如上所述，在转子12的这两次旋转期间，在壁存储器32的螺旋中总共产生了四个畴壁，即，四个180度壁42、44、45、46。可以理解的是，转子12在相同方向上的进一步旋转将以相应的方式产生更多的畴壁。

正如也已经解释过的并且特别是可以从图24e推导出的，螺旋的传感器层中的磁化方向在各个180度壁之间总是彼此相反。这意味着在螺旋的两个外匝中，磁化方向总是在每个180度壁42、44、45、46之后反转。

在图25中，传感器元件11再次以与参考图23和图24a至图24e所解释的方式相同的方式示出。然而，在图25中，壁存储器32的螺旋的不同磁化没有如图24a到图24e所示用箭头表示，而是那些螺旋弧被标记为黑色，其图24e中的磁化与图24a中的磁化不同。所提及的两个图的比较表明，这些是螺旋的第一外匝的螺旋弧34以及延伸临近螺旋的下一个第二内匝中的螺旋弧34的螺旋弧36。

如已经解释的，图25的螺旋弧34、36的改变的磁化方向仅指向壁存储器32的传感器层。然而，在各个螺旋弧34、36的参考层中，没有发生磁化方向的改变。结果，在螺旋弧34、36的区域中的传感器层的磁化和参考层的磁化为反平行取向。这相当于两个螺旋弧34、36形成的电阻与其他螺旋弧相比较高，在其他螺旋弧中，传感器层的磁化和参考层的磁化以彼此平行的方式取向。

整个螺旋的电阻可以通过流经上文已经提到的触点26、27的测量电流来确定。如果在螺旋内存在传感器层与参考层反平行磁化的螺旋弧，这会导致电阻增加。如果存在多个这样的螺旋弧，这会导致相应的电阻的成倍增加。

为了使螺旋外匝中的螺旋弧引起与内匝中的螺旋弧大致相同的电阻变化，形成螺旋的条带的宽度可以在整个路径中变化。例如，结合巨磁阻(GMR)效应，条带的宽度可以从外侧到内侧减小。

如所解释的，图25中所示的两个反平行磁化的螺旋弧34、36是转子12旋转两匝的结果。因此，在所描述的实施例中，壁存储器32的一个反平行磁化螺旋弧恰好对应于转子12的一次旋转。

总之，因此可以使用传感器元件11的触点26、27来推断螺旋的电阻。由此可以推断存在的、反平行磁化的螺旋弧的数量以及转子12的转数。

当转子12沿其相反方向旋转时，这会导致壁存储器32中存在的180度壁的能量状态发生变化。结果，这些存在的180度壁沿螺旋向最有利的能量状态的方向移动，正如已经解释过的。由于转子12沿相反方向旋转，存在的180度壁也沿相反方向移动。

此外，根据已经描述的功能原理在壁生成器31中再次创建180度壁，但是这些壁定向在与上述180度壁相反的方向上。因此，现在相继地创建的180度壁会依次擦除沿相反方向迁移的已有180度壁。因此，图25中所示的反平行磁化的螺旋弧从内侧向外侧消失，直到再次达到图24a的状态。

在转子12的这种反向旋转期间，可以以已经解释的方式通过触点26、27确定存在的反平行磁化的螺旋弧的数量。

如果即使在壁存储器32中存在的所有180度壁都已被擦除之后转子12继续沿相反方向旋转，则创建新的180度壁，其以所述方式移动到壁存储器32中。这些新的180度壁的旋转方向与擦除的180度壁的旋转方向相反。

如果转子12继续旋转直到壁存储器32的所有螺旋匝都被180度壁占据，则当转子12继续旋转时不再产生180度壁。已有的180度壁的数量将保持不变。

所解释的传感器元件11的功能原理在畴壁的产生和由此产生的反平行磁化的螺旋弧方面与电源无关。这意味着转子12的旋转总是导致磁化方向的变化，即使在触点26、27处没有电连接。因此，在无需任何电源的条件下，由转子12实施的转数被计数并存储在壁存储器的螺旋中32。

只有为了读出壁存储器32，即，为了读出转子12进行的转数，才需要使测量电流通过触点26、27流动。然而，如上所述，该测量电流不需要用于计数转数。

在所述的传感器元件11中，壁发生器31布置在形成壁存储器32的螺旋的起始端，而在螺旋的末端仅存在触点27。或者，可以不在螺旋的起始端，而仅在螺旋的末端提供壁生成器。

也可以分别在螺旋的起始端和末端处提供一个壁发生器。

特别地，根据实施例，所描述的转数计数器10(图21)可以用作设备100、100a、100b、100c、100d的第一磁传感器131(图2)。例如，转数计数器10(图21)可以检测相对于传感器装置130(图2)旋转的径向磁场，如可以由磁体排列结构120(图2)产生的，并且计算相应的转数，从其可以确定关于传感器装置130沿着支撑件110的z坐标的位置的信息。因此，如果形成为转数计数器10的第一磁传感器131沿着支撑件110的z坐标移动，则这由转数计数器10以磁场的计数的(相对)转数的形式检测，其中该磁场的径向分量(一个或多个)沿着支撑件110的z坐标变化。因此，即使设备100被停用，或者如果设备的电源出现故障，该记录的转数也被保留在转数计数器10中。

图26示出了传感器元件11的设计60，其不同于图23的传感器元件11的设计30。图26的传感器元件11具有多个相互平行的直线段，它们通过半圆形段相互连接并形成螺旋形，从而形成壁存储器32。

在图26的传感器元件11中，壁发生器31布置在螺旋内部。此外，图26中指示了两个触点26、27。硬磁层23(即，参考层)的磁化优选地取向为近似平行于图26的传感器元件11中的直线段。

此外，对图21至图25的解释相应地适用于图26的传感器元件11。

图27示出了不同于图23的传感器元件11的设计30的传感器元件11的设计70。图27的设计70类似于图26的设计60，但与图26相反，图27的设计70是双螺旋。

图27的传感器元件11的两个螺旋中的一个对应于图26的传感器元件11的螺旋，因此对应于壁存储器32。另一方面，图27的传感器元件的另一个螺旋，用于引出内部电触点。因此，图27的传感器元件11的两个触点26、27都可从外部接近。

此外，对图21至图26的解释相应地适用于图27的传感器元件11。

例如，在图28中，传感器元件11的电触点的形成与图26中的不同。虽然在图26的传感器元件11中，触点26、27布置在螺旋的起始端和末端，但在图28的传感器元件11中情况并非如此。相反，触点26'、27'分别以这样的方式在螺旋的半圆形段的区域上延伸，即，使得只有直线段的区域不被触点26'、27'覆盖。结果，两个触点26'、27'的区域中的半圆形段分别电短路。

然而在图26的传感器元件11中，螺旋的相继的半圆形段和直线段因此在电学上形成串联电路，但在图28的传感器元件11中并不是这种情况，因为触点26'、27'的短路效应并非如此。取而代之的是，螺旋的直线段在此处形成了与半圆形段无关的并联电路。

在图26的传感器元件11的情况下，同样在图28的传感器元件11的情况下，螺旋的电阻可以通过触点26'、27'以所描述的方式读出。然而，图28的传感器元件11的电阻低于图26的传感器元件的电阻。

此外，对图21至图26的解释相应地适用于图28的传感器元件11。

在图29中，传感器元件11的电触点的设计与例如图26中的电触点不同。在图26的传感器元件11中，触点26、27布置在螺旋的起始端和末端，而在图29的传感器元件11中不是这种情况。相反，触点26"、27"出现在每个直线段的起始端和末端。

成对的触点26"、27"的数量因此对应于直线段的数量。

优选地，触点26"、27"彼此间隔开，使得所有直线段具有大致相同的长度。通过触点26"、27"的这种布置，可以分别读出每个单独的直线段的电阻。然后可以从这些部分电阻导出螺旋的总电阻。此外，对图21至图26的解释相应地适用于图29的传感器元件11。

在图30a和图30b中的每个图中，四个传感器元件11被组装以形成惠斯通电桥1100。传感器元件11可以是如参考图23到图29所解释的实施例中的任一个。

在图30a和图30b中的惠斯通电桥1100中，两个传感器元件11中的每一个的螺旋具有与其他两个传感器元件11中的每一个的螺旋取向相反的缠绕方向。在图30a和图30b中，以顺时针方向缠绕的螺旋由附图标记1101表示，而以逆时针方向缠绕的螺旋由附图标记1102表示。

在图30a的惠斯通电桥1100中，提供触点1103、1104、1105、1106以类似于图28的传感器元件11的方式使各个传感器元件11的每一个的半圆形段短路。此外，这些触点1103、1104、1105、1106彼此连接，使得四个传感器元件11的直线段共同形成并联电路。

在图30b的惠斯通电桥1100中，提供触点1107、1108、1109、1110以互连各个传感器元件11的螺旋的起始端和末端。触点1107、1108、1109、1110被布置并与各个螺旋电绝缘，使得传感器元件11的螺旋共同形成串联电路。关于图30a和图30b中存在的传感器元件11，对图21至图29的解释相应适用。

在EP 1 740 909 B1中还描述了可与本文所述的一个或多个实施例组合的转数计数器类型1的进一步细节。

在其他优选实施例中，根据特别优选实施例被配置为磁转数计数器的第一磁传感器131(图3)具有以下配置(下文中也称为“转数计数器类型2”)：环状布置设有N匝，包括GMR层堆叠，180°磁畴可以被引入、存储和通过测量电阻读出到GMR层堆叠中，其中，细长的环段以相对于压入传感器的参考方向的可预定角度提供，优选地在中央设置有触点，可以向该触点施加电压，并且触点串行或并行地用于读取各个环段与设置在环状布置的弯曲区域中的另外的各个触点的电阻比，其中，特别是确定的电阻比提供了在相应的环段中磁畴的存在后不存在的量度以及由此关于发生的转数的明确陈述。

这些实施例(“转数计数器类型2”)的各方面在下面参考图10至图20进行描述。这里，图10示出了转数计数器类型2的第一实施例的各方面；图11示出了在存在或不存在畴壁的情况下具有不同磁化状态的根据图10的部分切块；图12示出了外部磁场旋转时第一实施例的电位曲线和磁滞区域；图13示出了转数计数器类型2的第二实施例；图14示出了在根据图13的局部图形中四种不同的可能磁化布置；图15示出了外部磁场旋转时根据第二实施例的电位曲线和磁滞区域；图16示出了转数计数器类型2的第二实施例的有利电路变体；图17示出了当读出根据图16的变体的两侧时的示例性传感器信号；图18示出了根据图16的传感器的第一种特殊触点设计；图19示出了菱形的根据图16和图18的变体的进一步设计，具有进一步不同的触点设计；并且图20示出了用于形成参考信号的单独条带段。

图10示出了具有产生磁畴壁的畴壁发生器302的转数计数器类型2的第一基本实施例。DE 10 2008 063 226 A1中也描述了畴壁发生器302的功能的细节，例如参见图3和段落【0005】、【0006】，在此通过引用并入。在优选实施例中，根据图10的传感器301设有两个电触点306a和306b，在该示例中，它们分别接触共同在顶部或底部的条带303b和303d以及303a和303c。在优选实施例中，这些触点306a、306b各自位于所示的细长条带的中心。电位通过这两个触点306a、306b施加到传感器301。在螺旋的弯曲(弯折)304b、304d中，在左侧示例提供另外的单独电触点307a、307b，每个电触点接触一匝。以这种方式接线的这种磁传感器的优选读出原理提供了通过公共触点306a、306b向所有匝施加电位并且顺序读出每一匝的电位降。这优选地通过多路复用器电路来完成，该多路复用器电路本身是惯用的，因此在此不需要进一步描述，并且顺序地建立从公共触点306a或306b到弯曲中的单独触点307a、307b的连接。

因此，在基本上细长的条带段(303b或303d，或者303a或303c)(匝段)中测量电压降。在优选实施例的上下文中，触点307a和307b优选地被配置为面积足够大，使得在弯曲带区域内的畴壁的特定位置是无意义的。原则上，如图11中的第一匝示意性所示，在中间条带段303a和303b或者303c和303d中的触点306a和306b之间的每一匝中恰好存在四种磁状态：1、弯曲304a中不存在磁畴壁，其中，两个细长条状段303a、303b沿顺时针方向磁化(条带段303a向右，而条带段303b向左，图11a)；2、.弯曲304a中存在磁畴壁，使得细长条带段303a和303b向左磁化(图11b)；3、弯曲304a中不存在磁畴壁，其中，两个细长条带段303a和303b在逆时针方向被磁化(图11c)；4、在弯曲304a中存在磁畴壁，使得细长条带段303a和303b向右磁化(图11d)。

因此，如果传感器301中的参考方向308指向右侧，如图11所示，并且测量了跨越条带段303a的电位降，则磁化状态1至4的电位降结果如下：1、<50％(下文中L(＝低))，因为条带段303a具有比条带段303b更低的电阻；2、50％(以下也表示为M(＝中等)，因为条带段303a和303b的电阻相等；3、>50％，(以下称为H(＝高))，因为条带段303a比条带段303b具有更大的电阻；4、50％，因为条带段303a和303b的电阻相等。

磁化状态1和3与电位值50％的偏差取决于GMR效应的大小和参考方向308和条带段303a之间的角度的余弦。传感器301的初始状态没有磁畴壁。即每匝都处于第一磁状态，因此电位降<50％。(当参考方向面向另一个方向时，电位降>50％)。

传感器301的优选读出方法设定，通过多路复用器控制，依次闭合从触点306a到触点307a和307b的电连接，并且在每种情况下测量电位降。当第一匝的电压降小于触点306a和306b之间的电压(触点306a到触点307a之间的电压降)的50％时，传感器301没有磁畴壁，因此处于初始状态＝零转。当第一匝电位降＝50％时，只能存在360°或720°的磁化状态。通过测量从第二匝的触点306a到触点307b的电压降来确定存在两种状态中的哪一种。如果此处的电位降<50％，则计为一转，如果电位降＝50％，则计为两转。

图12示意性地显示了上述内容。图12a中，绘制了最外面的第一匝的信号(在图12中表示为W1；触点307a处的电压)相对于磁场的旋转角度，并且在图12b中，绘制了第二匝的信号(W2；触点307b处的电压)相对于磁场的旋转角度。对于理想的传感器，图12a中的信号将从较低的低电平跳到50％的中间电平，正好是360°。对于第二匝，图12b中的电压摆动将恰好发生在另一个360°旋转处，即，磁场旋转720°处。由于实际传感器具有滞后作用，因此跳跃发生在角度>360°或>720°(磁场沿螺旋旋转方向旋转)或角度<360°或<720°(磁场旋转与螺旋旋转方向相反)，取决于旋转方向。因此，如果传感器不是在图12中由矩形表示的滞后角范围(310或310a)之一中读出的，则是有利的。这些角范围具有180°的周期性。在第一滞后角范围310a中，电压信号可以取L电平和M电平之间的任意值，在滞后角范围310中，可以取L电平和H电平之间的任意值。

为了仍然能够随时读取转数计数器，有利地提供第二传感器301，该第二传感器301被定位成与磁性转数计数器中的第一传感器成旋转90°。该传感器提供相移90°的信号，例如，当第一个传感器处于滞后角范围(310或310a)时，可以读出该信号。如果可以读出第一传感器，则不应读出第二传感器，因为它处于滞后角范围之一(310或310a)中。由于滞后<90°，因此还存在可以读取两个传感器的角度范围。例如通过未示出的通用角度传感将有关角度的信息提供给读出电子装置，然后由读出电子装置决定可以读出哪个传感器。

一旦传感器301中的一匝没有畴壁，则更内侧的匝也没有畴壁，因为磁畴壁从螺旋的外侧起始端(即，从畴壁发生器302)相继地传输到螺旋的末端。传感器301的优选读出方法设定为：1、仅当传感器301不在滞后角范围内时才执行角度传感器控制的读出，2、首先读出加入畴壁发生器的第一匝的电压信号，3、之后，依次读出第2匝至第N匝。即，从外侧向内侧读出传感器301的匝数。一旦一匝提供低电平电压信号，就可以终止匝的读取。低电平信号意味着在读出的单个触点下方没有畴壁经过，因此没有更进一步向内的畴壁。例如，在图12中，仅读出磁场旋转270°的第一匝就足够了，因为它处于低电平状态。磁场旋转450°时，第一匝处于中间状态，因此第二匝也必须读出，其在这个角度处于低电平状态。只有在磁场旋转720°时，两个匝都处于M状态。甚至类型2转数计数器的该第一实施例也具有优于已知现有技术的几个优点：1、通过测量每一匝的电位降，可以测量的电位摆动与转数无关。因此，可计数的匝数不再受GMR效应的大小限制在大约十转。唯一的限制是由于制造，因为每匝都会延长传感器301，从而增加螺旋由于缺陷而被中断的可能性。根据EP 1 740 909 B1的教导，能够以良好的产量实现的螺旋长度允许可以计数40至50转的传感器，但是不能更多地和/或不够精确地对其进行评估。2、另一个优点是，在其他优选实施例中，不再需要在惠斯通电桥中将四个螺旋连接在一起，但是由于连接的类型，一个螺旋单独作为传感器，如惠斯通电桥，提供的信号是与温度无关。3、另一个特别的优点是传感器301可能被过度扭曲。事实上，当使用以惠斯通电桥连接的四个螺旋时，存在的主要问题是当过度扭曲时，位于最内螺旋臂的磁畴会迁移到螺旋的末端并消失。如果惠斯通电桥的所有螺旋都发生这种情况，则再次获得定义的比率。然而，如果不是所有四个螺旋中都发生(原则上不能排除)，则特性以不确定的方式改变并且传感器不再提供有效信号。为此，根据现有技术的惠斯通电桥解决方案应始终具有可靠地防止过度扭曲的机械止挡。然而，这里提出的解决方案即使只有一个螺旋也能工作，因此可以省去机械止挡。

转数计数器类型2的第二实施例将细长的螺旋扭曲成对称的菱形，其中，每匝由四个条带段组成，每个条带段以90°的角度排列在另一个条带段后面，并且其中，两个带状段分别接线作为分压器或惠斯通半桥。图13示出了这样的传感器311。传感器311具有畴壁生成器312，在该示例中，具有4N＝8个弯曲(314a到314h)的4N+1＝9个条带段(313a到313i)以N＝2个匝与畴壁生成器312连接。在实际实施中，这些弯曲的曲率半径为例如1μm的级别，因此没有单独说明。两个相对较大的第一触点316a和316b用于电位馈送。在该示例中，单独的触点317a和317b设置在左侧的弯曲中，在第一触点316a和316b之间，每个触点仅接触一匝。

通过顺序地或并行地(例如，如果提供有用于测量电压电位的N个AD转换器)确定两个大触点316a或316b之一与触点317a和317b之间的电位差来读取传感器311，以测量条带段(分别为313e和313i)中的电位降。下面进一步描述的2型转数计数器的该第二实施例的优选实施例设想条带段313a至313i在所有电触点之间具有相等的长度。

在每一匝中，如图14中的示例，在触点316a和316b之间左侧的条带段中有以下四个磁化顺序(针对313d和313e而示出)：1、在弯曲314d中没有磁畴壁，并且两个细长条带段313d、313e在顺时针方向上被磁化；2、在弯曲314d中存在磁畴壁，使得细长条带段313d和313e向左磁化(图14b)；3、在弯曲314d中不存在磁畴壁，两个细长条带段313d和313e逆时针磁化(图14c)；4、在弯曲314d中存在磁畴壁，使得细长条带段313d和313e向右磁化(图14d)。

因此，当传感器311中的硬磁层318的磁化方向指向右时，如图13所示(相对于条带的优选角度为45°)，并且测量了跨越条带段313e的电位降，则磁化状态1-4的电位降如下：1、<50％，(L＝低)，因为条带段313e的电阻低于条带段313d；2、50％(M＝中等)，因为条带段313d和313e的电阻相等；3、>50％，(H＝高)，因为条带段313e具有比条带段313d更高的电阻；4、50％，因为条带段313d和313e的电阻相等。

在外部磁场旋转一整转期间，180°磁畴壁经过传感器311的一整匝，从而依次每90°切换该匝中的四种磁化状态。类型2转数计数器的该第二实施例的优选读出原理类似于类型2转数计数器的第一实施例。优选地，测量以多路复用器控制的方式发生，所有匝都是连续的，从畴壁发生器之后的第一匝开始(弯曲314d中的接触317a)。测量可以在第一次电位降为<50％时的匝中终止。对于用于计数N转的N匝螺旋概括来说，在这种读出原理中，传感器311中以一对一磁化模式存储的转数的计数为：转数＝第一匝数(低电平信号)-1；或者，如果未检测到低电平信号，则转数＝N。

图15再次示意性地显示了这一点。在图15a中，(在触点317a处测量的)第一匝的电位相对于磁场旋转绘制，在图15b中，(在触点317b处测量的)第二匝的电位相对于磁场旋转绘制。对于理想的传感器，图15a中的信号首先会正好在360°的角度从较低的低电平跳跃到中间的50％电平。对于第二匝，图15b中的跳跃将第一次发生在另一360°之后的恰好720°磁场旋转。在第一次信号跳跃之后，随着磁畴壁被传送到下一个弯曲处，每90°发生另一次信号跳跃，从而重新磁化中间的条带。在理想的传感器中，信号跳跃会发生第一匝中在450°磁场旋转处从50％电平跳跃到高电平，在540°磁场旋转处从高电平跳跃到50％电平，以及在630°磁场旋转处从50％电平跳跃到低电平。因此，信号是从第一转(360°)开始是周期性的，周期为360°。在第二匝中，信号从第二转(720°)开始是周期性的。由于实际传感器切换滞后，因此第一次跳跃发生在角度>360°或>720°(磁场沿螺旋旋转方向旋转)或在角度<360°或<720°(磁场旋转与螺旋旋转方向相反)，取决于旋转方向。结果，传感器311优选地不应在其从低电平切换到50％电平的滞后角范围内被读出。

在图15中，滞后角范围由矩形320、321表示。为了仍然能够随时读取转数计数器，需要第二个传感器311，其位置相对于磁转数计数器中的第一传感器旋转90°，或者传感器311优选地在弯曲(314b和314f)中设置有另外的单独触点(317c和317d)，如图16所示。这两种解决方案提供两个相移180°的信号。

图17示意性示出了当在两侧读出根据图16的传感器311时的传感器信号。在图17a)和图17b)中绘制了第一匝的信号，在图17c)和图17d)中绘制了第二匝的信号：-图17a)显示了触点317c的电压信号，其中，第一次信号跳跃发生在180°；-图17b)显示了触点317a的电压信号，此后相移了180°，其中，第一次信号跳跃发生在360°，-图73c)显示了触点317d的电压信号，其第一次信号跳跃发生在540°；-图17d)示出了触点317b的电压信号，此后相移了180°，其第一次信号跳跃发生在720°。触点317d的信号与来自540°磁场旋转的触点317c的信号同相，并且触点317b的信号与来自720°磁场旋转的触点317a的信号同相。由于左触点(317a和317b)的电压信号与右触点(317c和317d)的电压信号之间存在180°的相移，因此可以有利地始终读取该传感器，而无需单独的第二传感器。

传感器311的读出原理检查是否超过了低电平状态和50％电平(中间电平)之间的阈值319。低电平信号意味着没有畴壁经过读出的单个触点下方，因此更进一步内部的匝中没有畴壁存在。只有当磁场旋转处于电压信号从低电平状态切换到M电平状态的滞后角范围320内时，才必须读出该触点的电压信号。否则，即使在电压信号从M电平切换到高电平的滞后角范围321中，也可以始终读出该电压信号。由于M电平和H电平之间的所有电压值都高于要检测的阈值319，因此总是给出畴壁已经经过相关个别触点的相关信息。因此，传感器311中左右触点之间的电压信号的相移允许在任何时间通过左或通过右单独触点读出电压信号。这意味着磁转数计数器只需要一个传感器311，在左侧和右侧具有单独的触点，而不是在传感器311的左侧或右侧具有单独触点的两个传感器311或者根据2型转数计数器(图10)第一实施例的两个传感器301。

类型2转数计数器的该第二实施例的另一个优点是，180°畴壁每隔90°磁场旋转就会进入下一个条带。这使得实际传感器中固有存在的滞后比在根据本发明第一实施例的传感器中存在的固有滞后更窄。在该方案中，磁畴壁每磁场旋转180°就会进入相邻的条带，因此对于相同的磁场，磁滞更大。因此，从理论上可用的工作窗口Hmin到Hmax(其中，传感器计数没有错误)，上半部分可用于类型2转数计数器的第二实施例，而在第一实施例中仅可使用上三分之一。Hmin表示磁畴壁无误地(即，不会无意中固定在缺陷处)传输通过螺旋时的磁场。Hmax是磁场，在该磁场下，磁畴壁不会在条带中不受控制地形成。

图18示出了传感器的一个实施例，其中，单独的触点337a和337b形成为使得它们之间的长直腹板对于螺旋的所有部分具有相同的长度。这具有以下优点：所有支路的当前负载相同。图18是不言自明的，因此不需要进一步解释。

图19所示的另一实施例设定，上述菱形在一匝内具有偏离90°的至少一个角度。

优选实施例提供具有交替钝角和锐角的对称菱形，例如25°/155°/25°/155°。类型2转数计数器的这些变体的优选实施例规定，参考方向338沿着菱形的长边延伸并且各个触点位于钝角处。这比第二种解决方案更好地利用了GMR效应(90％的GMR行程在25°的锐角处可用，而不是在90°的角度处可用71％)。由于菱形中锐角和钝角之间的角度差异，“几何滞后”被内置到传感器信号中，对应于两个角度之间的差异。图19中的传感器具有特殊特征，即，图18的触点336a和336b现在也针对每个环单独设计。这使用户可以选择将336a和336b处的电极或337a或337b处的电极设计为公共电极。这不会导致根本不同的特性，也可以与图18所示的解决方案一起使用。

除了传感器之外，类型2转数计数器的另一实施例(如图20所示)还设定：提供了一个或多个与螺旋的其余部分分开的单独的条带339a和339b，在该示例中，每个条带都被定位平行于条带333a和333b和/或333c和333d。由于缺乏与畴壁发生器332的连接，这些条带不能被重新磁化，即，这些条带中的传感器层的磁化总是指向相同的方向。结果，当将电位施加到其末端时，中心触点表现出50％的电位降，如前面示例中的传感器31或311。在测量传感器各匝中的电位降时，该信号可用作参考信号。

类型2转数计数器的其他变体设定了：替代图10中所示传感器，使用了一种变体，其中，在所有弯曲中的螺旋的两侧都提供单独的触点。该传感器提供两个180°相差的信号，类似于两侧具有单独触点的第二变体。如果打算使用180°角传感器而不是360°角传感器，这些信号是有用的。

替代(上面参照图21到图30b描述的)类型1转数计数器的使用或除了类型1转数计数器的使用之外，可以使用参照图10至图20描述的类型2转数计数器301、311、331，特别是用作根据实施例的设备100、100a、100b、100c、100d的第一磁传感器131(图2)。例如，类型2的转数计数器301、311、331可以检测相对于传感器装置130(图2)旋转的径向磁场并计算相应的转数，该磁场可以由磁体排列结构120(图2)产生(例如，在传感器装置130的径向移动过程中)，由此可以确定关于传感器装置130沿支撑件110的z坐标的位置的信息。因此，当类型2(以传感器131的形式)的转数计数器301、311、331沿着支撑件110的z坐标移动时，这被转数计数器301、311、331以计数的(相对)磁场的转数形式检测，该磁场的径向分量沿着支撑件110的z坐标变化。因此，即使装置100被停用，或者如果设备的电源中出现故障，该记录的转数也被保留在转数计数器301、311、331中。

DE 10 2008 063 226A1中还描述了可以与这里描述的一个或多个实施例组合的类型2转数计数器的进一步细节。

图31示意性示出了根据一个实施例的方法的简化流程图。在步骤200中，传感器装置130(图2、3)沿着支撑件110的纵向方向112移动，例如，使用滑动引导件130a、130b。在步骤202中，通过评估单元136(图3)确定和评估第一磁传感器131的输出信号，以及在步骤204中，通过评估单元136(图3)确定和评估第二磁传感器132的输出信号，从而特别是导出传感器装置130沿z坐标的位置。设备100、100a、100b、100c、100d可有利地被用于提供位移传感器或位置传感器。

图32A示意性示出了根据进一步优选实施例的设备100e，其部分地在纵向观察时的横截面中示出，类似于图1的配置。与图1相反，图32A的设备100e没有支撑件110，但是有基本上空心圆柱形的磁性元件120，其例如本身在尺寸上足够稳定和/或被配置为附接到设备100e的目标系统(图32A中未示出)。例如，在进一步的优选实施例中，可以规定将磁性元件120至少在某些区域中插入到相应的保持器等中，该保持器等是中空圆柱形的或适配于磁性元件120的几何形状。在其他优选实施例中，磁性元件120可以被配置为不可移动的并且传感器装置130可以被配置为相对于其可移动(沿着纵向轴线，即，垂直于图32A的绘图平面)。替代地，传感器装置130可以被配置为不可移动的并且磁性元件120可以被配置为相对于其可移动(沿着纵向轴线，即，垂直于图32A的绘图平面)，这简化了传感器装置130的电连接。可替代地，传感器装置130和磁性元件120都可以被配置为是可移动的(沿着纵向轴线)。

图32B示意性示出了根据进一步优选实施例的设备100f的侧视图。在当前情况下，提供了(特别是单个)磁性元件122'，该磁性元件122'实现了根据实施例的磁体排列结构120的功能并且特别是以不可移动的方式(即，固定地)布置在目标系统2000(例如机床)的表面2000a上。在本实施例中，传感器装置130被设计和布置为可相对于磁性元件122'沿纵向轴线112(图32B中的水平方向)(参见图32B)(往复)移动，参见块箭头A1、A2。

图32C示意性示出了根据进一步优选实施例的设备100g的侧视图。在当前情况下，提供了(特别是单个)磁性元件122'，该磁性元件122'实现了根据实施例的磁体排列结构120的功能并且被布置在目标系统2000'(例如，机床的一部分)的表面2000a'上。在当前情况下，目标系统2000'(连同布置在其上的磁性元件122')被设计和布置为可沿纵向轴线112(在图32C中水平地)(往复)移动，参见块箭头A1'、A2'，且传感器装置130以不可移动的方式布置或固定例如在目标系统的另一个(最好是不可移动)部件2000”上。这实现了传感器131、132的特别简单的电连接，为此尤其不需要移动电缆或信号线(未示出)。

Claims (31)

1.一种设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)、特别是传感器设备，包括：沿着纵向轴线(112)延伸的用于产生磁场的磁体排列结构(120)，所述磁体排列结构(120)被配置为产生至少具有沿所述纵向轴线(112)变化的第一径向磁场分量(Bx)的所述磁场；以及磁传感器装置(130)，所述磁传感器装置(130)以沿所述纵向轴线(112)相对于所述磁体排列结构(120)能够移动的方式布置并且包括第一磁传感器(131)和第二磁传感器(132)。

2.根据权利要求1所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，所述设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)包括用于容纳所述磁体排列结构(120)的支撑件(110；2000)。

3.根据权利要求2所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，所述支撑件(110)形成为基本上中空的圆柱形，并且其中，所述磁体排列结构(120)径向地布置在所述支撑件(110)的内侧。

4.根据前述权利要求中至少一项所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，a)所述磁体排列结构(120)能够以静止的方式布置，特别是能够附接到一个支撑件(110)或所述支撑件(110)和/或目标系统(2000)，并且其中，特别是所述传感器装置(130)能够相对于所述磁体排列结构(120)、特别是能够至少沿所述纵向轴线(112)移动(A1、A2)；或b)所述传感器装置(130)能够以静止的方式布置，特别是能够附接到目标系统(2000”)，并且其中，特别是所述磁体排列结构(120)能够相对于所述传感器装置(130)、特别是能够至少沿所述纵向轴线(112)移动(A1'、A2')；或c)所述磁体排列结构(120)能够特别是至少沿所述纵向轴线(112)移动，并且其中，所述传感器装置(130)也能够相对于所述磁体排列结构(120)、特别是至少沿所述纵向轴线(112)移动(A1、A2)。

5.根据前述权利要求中至少一项所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，所述第一磁传感器(131)具有第一传感器类型，并且其中，所述第二磁传感器(132)具有与所述第一传感器类型不同的第二传感器类型。

6.根据前述权利要求中至少一项所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，所述磁体排列结构(120)被配置为产生的所述磁场具有沿所述纵向轴线(112)变化的至少一个所述第一径向磁场分量(Bx)并且具有优选地垂直于所述第一径向磁场分量(Bx)、沿所述纵向轴线(112)变化的第二径向磁场分量(By)。

7.根据前述权利要求中至少一项所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，所述第一径向磁场分量(Bx)和/或所述第二径向磁场分量(By)沿所述纵向轴线(112)至少在某些区域中以正弦或余弦的方式变化。

8.根据前述权利要求中至少一项所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，所述第一径向磁场分量(Bx)和/或所述第二径向磁场分量(By)沿所述纵向轴线(112)至少在某些区域中以非正弦或非余弦的方式变化。

9.根据前述权利要求中至少一项所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，所述第一径向磁场分量(Bx)和/或所述第二径向磁场分量(By)沿所述纵向轴线(112)至少在某些区域中以至少近似线性的方式变化。

10.根据权利要求3至9中至少一项所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，所述磁体排列结构(120)布置在所述支撑件(110)的径向内表面(110a)上，其中，特别是所述磁体排列结构(120)覆盖所述支撑件(110)的所述径向内表面(110a)的至少约40％、进一步特别是至少约90％并且特别优选地至少约95％。

11.根据前述权利要求中至少一项所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，所述磁体排列结构(120)包括可磁化材料或磁化材料，所述可磁化材料或磁化材料沿所述纵向轴线(112)被磁化、特别是以不同的方式被磁化，以得到沿所述纵向轴线(112)变化的所述第一向磁场分量(Bx)和/或所述第二径向磁场分量(By)。

12.根据前述权利要求中至少一项所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，所述磁体排列结构(120)包括具有大致带状的基本形状的至少一个磁性元件(122、124；122’)。

13.根据权利要求12所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，所述至少一个磁性元件(122、124)以至少近似螺旋的方式沿着所述支撑物(110)的一个径向内表面(110a)或所述径向内表面(110a)布置。

14.根据权利要求2至13中至少一项所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，所述支撑件(110)包括材料和/或具有材料的涂层，所述材料具有的相对渗透率为约100或更高、特别是约1000或更高、进一步特别是约2000或更高。

15.根据前述权利要求中至少一项所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，所述第一磁传感器(131)和所述第二磁传感器(132)均布置在所述纵向轴线(112)的区域中，特别是布置在所述纵向轴线(112)上或在平行于所述纵向轴线(112)的虚拟直线上。

16.根据前述权利要求中至少一项所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，所述第一磁传感器(131)和所述第二磁传感器(132)相继地布置所述纵向轴线(112)上。

17.根据前述权利要求中至少一项所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，所述第一磁传感器(131)是磁转数计数器，所述磁转数计数器特别是被配置为确定所述磁传感器(131)相对于所述至少一个第一径向磁场分量(Bx)的相对旋转的整数倍数。

18.根据前述权利要求中至少一项所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，所述第二磁传感器(132)是霍尔传感器，所述霍尔传感器特别是被配置为确定所述至少一个第一径向磁场分量(Bx)，其中，进一步特别地，所述第二磁传感器(132)被配置为确定所述第一径向磁场分量(Bx)和所述第二径向磁场分量(By)。

19.根据前述权利要求中至少一项所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，还设置有评估单元(136)，所述评估单元(136)被配置为评估所述第一磁传感器(131)和第二磁传感器(132)的输出信号。

20.根据权利要求19所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，所述评估单元(136)被配置为确定所述传感器装置(130)相对于所述磁体元件(120)和/或一个或所述支撑件(110)对应于所述纵向轴线(112)的坐标(z)的位置。

21.根据权利要求17至20中至少一项所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，配置作为磁转数计数器的所述第一磁传感器(131)包括：具有N匝的环状布置，包括GMR层堆叠，在所述GMR层堆叠中能够引入、能够存储并且通过测量电阻能够读取180°磁畴，其中，以相对于压印在所述传感器中的参考方向(38：318)的可预定角度设置有细长的环段，所述环段优选地在中心设置有触点(306a、306b；316a、316b；336a、336b)，所述触点(306a、306b；316a、316b；336a、336b)能够加载有电位并且串行或并行地用于读取各个所述环段与设置在所述环状布置的弯曲区域中的其他单个触点(37a、37b；317a、317b；337a、337b)的电阻比，其中，特别地，所确定的电阻比提供对在相应的环段中磁畴的存在或不存在的直接度量并由此提供关于已完成的转数的明确陈述。

22.根据权利要求17至21中至少一项所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，被配置作为磁转数计数器的所述第一磁传感器(131)包括：至少一个具有层状结构(20)的传感器元件(11)，当所述磁场移动经过传所述感器元件(11)时，所述层状结构(20)能够在没有电源的情况下引起所述传感器元件(11)中的磁化变化并存储多个这种变化，其中，所述传感器元件(11)包括设置有所述层状结构(20)的螺旋形结构。

23.一种用于操作设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)、特别是传感器设备的方法，所述操作设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)包括：沿纵向轴线(112)延伸的用于产生磁场的磁体排列结构(120)，所述磁体排列结构(120)被配置为产生至少具有沿所述纵向轴线(112)变化的第一径向磁场分量(Bx)的所述磁场；以及磁传感器装置(130)，所述磁传感器装置(130)沿所述纵向轴线(112)相对于所述磁体排列结构(120)可移动地布置并包括第一磁传感器(131)和第二磁传感器(132)，所述方法包括以下步骤：沿所述纵向轴线(112)相对所述磁体排列结构(120)移动(200)所述传感器装置(130)。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述移动(200)的步骤包括：a)固定所述磁体排列结构(120)并且使所述传感器装置(130)沿着所述纵向轴线(112)相对于所述磁体排列结构(120)移动；b)固定所述传感器装置(130)并使所述磁体排列结构(120)沿所述纵向轴线(112)相对于所述传感器装置(130)移动；c)使所述磁体排列结构(120)和所述传感器装置(130)沿所述纵向轴线(112)相对于彼此移动。

25.根据权利要求23至24中至少一项所述的方法，其中，所述设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)包括评估单元(136)，所述评估单元(136)评估所述第一磁传感器(131)和所述第二磁传感器(132)的输出信号。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，根据所述第一磁传感器(131)和所述第二磁传感器(132)的输出信号，所述评估单元(136)确定所述传感器装置(130)相对于特别是所述磁性元件(120)和/或所述支撑件(110)的对应于所述纵向轴线(112)的坐标(z)的位置、特别是相对位置。

27.根据权利要求23至26中至少一项所述的方法，其中，所述第一磁传感器(131)和所述第二磁传感器(132)布置在所述纵向轴线(112)上或者布置在平行于所述纵向轴线(112)的虚拟直线上，并且其中，所述评估单元(136)被配置为：特别是当确定所述传感器装置(130)的所述位置时，考虑两个所述磁传感器(131、132)沿所述纵向轴线(112)相对于彼此的轴向偏移。

28.根据权利要求23至27中至少一项所述的方法，其中，磁转数计数器被用作所述第一磁传感器(131)，所述第一磁传感器(131)特别是被配置为确定所述磁传感器(131)相对于所述至少一个第一径向磁场分量(Bx)的相对旋转的整数倍数。

29.根据权利要求23至28中至少一项所述的方法，其中，霍尔传感器被用作所述第二磁传感器(132)，所述第二磁传感器(132)特别地被配置为确定所述至少一个第一径向磁场分量(Bx)，其中进一步特别地，所述第二磁传感器(132)被配置为确定所述第一径向磁场分量(Bx)和所述第二径向磁场分量(By)。

30.一种系统，包括：可移动元件(2000')和至少一个根据权利要求1至22中至少一项所述的设备(100；100a；100b；100c；100d；100e；100f)，其中，所述磁体排列结构(120)的至少一个部件(122')、特别是所述磁体排列结构(120)的磁性元件(122')布置在所述可移动元件(2000')上，并且其中，所述磁传感器装置(130)特别是固定布置的。

31.根据权利要求1至22中至少一项所述的设备和/或根据权利要求23至30中至少一项所述的方法和/或根据权利要求30所述的系统在位移传感器中的应用。

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