DE19743335C1 - Sensoreinrichtung mit einer Brückenschaltung ihrer einen großen magnetoresistiven Effekt zeigenden Brückenelemente - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sensoreinrichtung zur Er­ fassung eines äußeren Magnetfeldes mit zu einer Brückenschal­ tung verschalteten, einen großen magnetoresistiven Effekt (GMR) zeigenden Brückenelementen in Dünnschichtaufbau, wobei die Brücke, über welche ein Brückenstrom zu führen ist, zwei Brückenzweige aufweist, in denen sich jeweils mindestens zwei einen gemeinsamen Meßpunkt der Brücke bildende Brückenelemen­ te mit vorbestimmten Magnetisierungen befinden. Eine entspre­ chende Sensoreinrichtung ist der DE 44 27 495 A1 zu entnehmen.

In Schichten aus ferromagnetischen Übergangsmetallen wie Ni, Fe oder Co und deren Legierungen kann eine Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes von der Größe und der Richtung ei­ nes das Material durchdringenden Magnetfeldes gegeben sein. Den bei solchen Schichten auftretenden Effekt nennt man "anisotropen Magnetowiderstand (AMR)" oder "anisotropen ma­ gnetoresistiven Effekt". Er beruht physikalisch auf den un­ terschiedlichen Streuquerschnitten von Elektronen mit ver­ schiedenem Spin und der Spinpolarität des D-Bandes. Die Elek­ tronen werden als Majoritäts- bzw. Minoritätselektronen be­ zeichnet. Für entsprechende magnetoresistive Sensoren wird im allgemeinen eine dünne Schicht aus einem solchen magnetoresi­ stiven Material mit einer Magnetisierung in der Schichtebene vorgesehen. Die Widerstandsänderung bei Drehung der Magneti­ sierung bezüglich der Richtung eines über den Sensors gelei­ teten Stromes kann dann einige Prozent des normalen isotropen ( = ohm'schen) Widerstandes betragen.

Ferner sind seit einiger Zeit magnetoresistive Mehrschichten­ systeme bekannt, welche mehrere, zu einem Stapel angeordnete ferromagnetische Schichten enthalten, die jeweils durch me­ tallische, nicht-magnetische Zwischenschichten voneinander getrennt sind und deren Magnetisierungen jeweils vorzugsweise in der Schichtebene liegen. Die Dicken der einzelnen Schich­ ten sind dabei deutlich geringer als die mittlere freie Weglänge der Leitungselektronen gewählt. In derartigen Mehr­ schichtensystemen kann nun zusätzlich zu dem erwähnten ani­ sotropen magnetoresistiven Effekt AMR ein sogenannter "giant­ magnetoresistiver Effekt" oder "Giant-Magnetowiderstand (GMR)" auftreten (vgl. z. B. EP 0 483 373 A1). Ein solcher GMR- Effekt beruht auf der unterschiedlich starken Streuung von Majoritäts- und Minoritäts-Leitungselektronen an den Grenz­ flächen zwischen den ferromagnetischen Schichten und den dazu benachbarten Zwischenschichten sowie auf Streueffekten inner­ halb dieser Schichten. Der GMR-Effekt ist dabei ein isotroper Effekt. Er kann erheblich größer sein als der anisotrope Ef­ fekt AMR. Im allgemeinen spricht man von einem GMR-Effekt (bei Raumtemperatur), wenn er Werte annimmt, die deutlich über denen von AMR-Einschichtelementen liegen.

Bei einem ersten Typ von entsprechenden, einem GMR-Effekt zeigenden Mehrschichtensystemen sind benachbarte magnetische Schichten ohne ein äußeres Magnetfeld aufgrund einer gegen­ seitigen Kopplung magnetisch antiparallel ausgerichtet. Diese Ausrichtung kann durch ein äußeres Magnetfeld in eine paral­ lele Ausrichtung überführt werden. Demgegenüber weist ein zweiter Typ von GMR-Mehrschichtensystemen eine sogenannte Bi­ asschicht bzw. einen Biasschichtteil auf, der magnetisch här­ ter ist als eine magnetisch weichere Meßschicht. Diese beiden Schichten sind durch eine nicht-magnetische Zwischenschicht gegenseitig magnetisch entkoppelt. Ohne ein äußeres Magnet­ feld stehen dann die Magnetisierungen der beiden magnetischen Schichten irgendwie zueinander, beispielsweise antiparallel. Unter dem Einfluß eines äußeren Magnetfeldes wird dann die Magnetisierung der weichmagnetischen Meßschicht entsprechend der Feldrichtung ausgerichtet, während die Ausrichtung der magnetisch härteren Biasschicht unverändert bleibt. Dabei be­ stimmt der Winkel zwischen den Magnetisierungsrichtungen der beiden magnetischen Schichten den Widerstand des Mehrschich­ tensystems: Bei einer parallelen Ausrichtung ist der Wider­ stand klein und bei einer antiparallelen groß. Bei entspre­ chenden Magnetfeldsensoren wird diese Tatsache ausgenutzt.

Eine Sensoreinrichtung mit vier entsprechenden, zu einer Brückenschaltung verschalteten und deshalb nachfolgend als Brückenelemente bezeichneten Magnetfeldsensorelementen geht aus der eingangs genannten DE 44 27 495 A1 Schrift hervor. Dabei weisen in jedem der elektrisch parallelgeschalteten Brückenzweige die beiden Brückenelemente Magnetisierungen ihrer Bias­ schichtteile auf, die zumindest im wesentlichen zueinander antiparallel gerichtet sind. Die Brückenelemente sind dabei vom vorerwähnten zweiten Typ.

Bei dieser bekannten Sensoreinrichtung sind also in jedem Brückenzweig der Brücke die festen Magnetisierungen (ihrer Biasschicht oder eines entsprechenden Biasschichtteils) der Brückenelemente in entgegengesetzter Richtung orientiert. Das bedeutet, daß der Widerstand des ersten Brückenelementes in einem Brückenzweig z. B. der Beziehung R₁ = R₀ + ΔR cosα folgt, wobei α der Winkel zwischen der festen Magnetisierung des Brückenelementes und einer von ihm zu messenden Magnet­ feldkomponente ist. Entsprechend gilt dann für das zweite Brückenelement dieses Brückenzweigs: R₂ = R₀ - ΔR cosα, da hier die feste Magnetisierung um 180° gegenüber der Magneti­ sierung des ersten Elementes gedreht ist. Eine Unterscheidung zwischen Winkeln α_i und α_j mit α_i + α_j = 360° ist folglich nicht möglich. D. h., für den vollen Winkelbereich von 360° wäre es erforderlich, eine weitere Sensoreinrichtung mit ei­ ner Brückenschaltung vorzusehen, wobei die Bezugsachsen der beiden Brücken dann senkrecht aufeinanderstehen müßten. Der Aufwand bezüglich einer solchen 360°-Sensoreinrichtung ist folglich dementsprechend hoch.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Sensoreinrich­ tung mit den eingangs genannten Merkmalen dahingehend auszu­ gestalten, daß der Aufwand bezüglich der Anzahl der Brüc­ kenelemente verringert ist, insbesondere wenn eine 360°- Winkeldetektion angestrebt ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung ergibt sich durch die spezielle Leiterbahnführung über die einzelnen Brüc­ kenelemente der Brückenzweige an jedem Element ein effektives Meßfeld aufgrund einer Überlagerung des äußeren, zu messenden Feldes mit dem Zusatzfeld der Leiterbahn. Dieses neue effek­ tive Meßfeld ist gegenüber dem äußeren Feld um einen vorbe­ stimmten Winkel gedreht, wobei die Größe und das Vorzeichen dieses Winkels von der Orientierung der jeweiligen stromfüh­ renden Leiterbahn und der des Brückenstromes abhängt. Eine derartige Drehung ist die Voraussetzung für eine eindeutige Unterscheidungsmöglichkeit zwischen den Bereichen 0° bis 180° und 180° bis 360°, ohne daß es zusätzlicher Brückenelemente oder Zuleitungen bedarf.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Modulation der an den Meßpunkten der Brückenschaltung abnehmbaren Brückenspannung vorgesehen wird. Dann läßt sich nämlich ein Meßsignal mit An­ teilen gewinnen, die mittels analoger oder digitaler Re­ chenoperationen eine eindeutige Aussage bezüglich der Win­ kelabhängigkeit der zu detektierenden Magnetfeldkomponente im gesamten Winkelbereich von 360° liefern.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung noch wei­ ter erläutert. Dabei zeigen jeweils schematisch

Fig. 1 die Brückenschaltung einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung mit vier Brückenelementen,

Fig. 2 die vektorielle Konstruktion eines mit der Sen­ soreinrichtung detektierten effektiven Meßfel­ des sowie

Fig. 3 eine weitere Sensoreinrichtung mit einer Brüc­ kenschaltung.

Dabei sind in den Figuren sich entsprechende Teile mit den­ selben Bezugszeichen versehen.

Bei den für erfindungsgemäße Sensoreinrichtungen geeigneten, nachfolgend als Brückenelemente bezeichneten Sensorelementen wird von bekannten, in Dünnfilmtechnik zu erstellenden Aus­ führungsformen von magnetoresistiven Elementen mit Mehr­ schichtensystemen, die einen großen magnetoresistiven Effekt GMR zeigen, ausgegangen. Derartige Mehrschichtensysteme sind an sich bekannt (vgl. z. B. die EP 0 483 373 A1 oder die Schriften DE 42 32 244 A1, DE 42 43 357 A1 oder DE 42 43 358 A1).

Ein entsprechendes Brückenelement enthält ein auf einem Substrat aufgebrachtes, für ein GMR-Element typisches Dünn­ schichtpaket. Dieses Dünnschichtpaket weist unter anderem ei­ nen magnetisch härteren Biasschichtteil auf, der eine oder mehrere Schichten umfaßt. Mit diesem Biasschichtteil ist eine feste Magnetisierungsrichtung des Brückenelementes vorgege­ ben, die sich unter Einwirkung eines äußeren Magnetfeldes, d. h. deren Magnetfeldkomponente in der Schichtebene, nicht ändert.

Ferner weist ein entsprechendes Brückenelement eine magne­ tisch weichere Meßschicht auf, deren Magnetisierungsrichtung sich nach dem extern angelegten Magnetfeld H_m ausrichtet. Der Widerstand des Brückenelementes hängt dann von der relativen Orientierung der Magnetisierung der Meßschicht gegenüber der des Biasschichtteils ab. Die Änderung dieses Widerstandes läßt sich ausnutzen, um die Richtung des angelegten Magnet­ feldes und so z. B. Drehpositionen oder absolute Positionen zu bestimmen (vgl. auch WO 94/17426 A1). Diese Widerstandsänderung legt die Größe M_r des magnetoresistiven Effektes fest. Die Größe Mr ist dabei folgendermaßen definiert:

M_r = [R(↑↓) - R(↑↑)] /R(↑↑).

Wegen der Feldrichtungsempfindlichkeit der GMR-Brücken­ elemente stellt der magnetoresistive Effekt M_r den Unter­ schied des Widerstandes zwischen der antiparallelen und der parallelen Magnetisierungsausrichtung der Meßschicht bezüg­ lich der Biasschicht bzw. eines entsprechenden Biasschicht­ teils dar. (Nachfolgend wird von einem Biasschichtteil ausge­ gangen, der auch durch eine einzige magnetisch härtere Schicht gebildet sein kann). In der vorstehend aufgeführten Gleichung ist die gegenseitige Ausrichtung der Magnetisierung der Meßschicht und des Biasschichtteils durch die Ausrichtung der Pfeile veranschaulicht. Im allgemeinen wird ein magneto­ resistiver Effekt als GMR-Effekt bezeichnet, wenn die Größe M_r mindestens 2% (bei Raumtemperatur) beträgt.

Selbstverständlich kann das magnetoresistive Mehrschichtensy­ stem jedes Brückenelementes in bekannter Weise aus einer Vielzahl von derartigen, sich periodisch wiederholenden Un­ tersystemen aus Meßschicht, Zwischenschicht und Biasschicht­ teil aufgebaut sein (vgl. z. B. DE 42 32 244 A1).

Eine erfindungsgemäße Sensoreinrichtung 2 umfaßt mindestens vier entsprechende Brückenelemente E1 bis E4, die alle mög­ lichst weitgehend denselben feldempfindlichen Widerstand ha­ ben. Alle Elemente können deshalb insbesondere gleichen Auf­ bau und gleiche Geometrie besitzen. Vorteilhaft wird eine an sich bekannte Brückenanordnung oder -schaltung S mit den vier Brückenelementen erstellt (vgl. z. B. das Buch von E. Schrüfer: "Elektrische Meßtechnik", 6. Auflage, 1995, Karl Hanser Verlag München, Seiten 226 bis 237). Die gezeigte Brückenschaltung S enthält zwei Strom- oder Brückenzweige Z1 und Z2, die zwischen zwei Verzweigungspunkten V1 und V2 der Brücke parallelgeschaltet sind und zwei unabhängige Halbbrüc­ ken darstellen. Über die Brücke soll an den Verzweigungspunk­ ten ein Strom I geführt werden. Jeder Brückenzweig Z1 und Z2 enthält zwei in Reihe geschaltete Brückenelemente E1 und E2 bzw. E3 und E4. Zwischen den beiden Elementen jedes Brücken­ zweigs liegt ein Meßpunkt P1 bzw. P2 der Brücke. An diesen Meßpunkten kann eine Meßspannung U1 bzw. U2 abgenommen wer­ den. Dabei ist bei der gezeigten Brücke eine Brückenspan­ nungsbildung zwischen den beiden Meßpunkten durch eine einfa­ che Differenzbildung der Spannungen nicht ohne weiteres mög­ lich. Denn jeder eine Halbbrücke darstellende Stromzweig ist selbständig zu betrachten; d. h., die Spannungen U1 und U2 sind selbständig abzugreifen.

In Fig. 1 sind ferner an den einzelnen Brückenelementen E1 bis E4 die ausgerichteten Magnetisierungen m₁ bis m₄ ihrer jeweiligen Biasschicht durch gepfeilte Linien veranschau­ licht. Dabei sollen in jedem Brückenzweig Z1 und Z2 jeweils die beiden hintereinandergeschalteten Brückenelemente E1, E2 bzw. E3, E4 Magnetisierungen m₁, m₂ bzw. m₃, m₄ aufweisen, die jeweils zumindest annähernd antiparallel ausgerichtet sind. Darüber hinaus sollen die Magnetisierungen m₁ und m₂ der Bi­ asschichtteile der Elemente E1 und E2 in dem ersten Brücken­ zweig Z1 so verlaufen, daß sie bezüglich der Magnetisierungen m₃, m₄ der Biasschichtteile der Elemente E3, E4 in dem ande­ ren Brückenzweig Z2 umgekehrt gerichtet sind. D. h.; diagonale Brückenelemente (E1 mit E4 bzw. E2 mit E3) haben gleiche Ma­ gnetisierungsrichtungen. Läßt man dann über die Brücke den Strom I fließen, so erhält man Spannungen U1 und U2, die von einem Winkel α abhängen, der von einer durch die Richtungen der Magnetisierungen m₁ bis m₄ festgelegten, parallel zu die­ sen Richtungen verlaufenden gemeinsamen Bezugslinie und der zu detektierenden Magnetfeldkomponente des externen Magnet­ feldes H_m in der Schichtebene eingeschlossen wird. Diese Ab­ hängigkeit läßt sich vorteilhaft mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen auf einen Winkelbereich bis 360° erweitern.

Um diese Erweiterung des Winkelbereichs zu erreichen, wird gemäß Fig. 1 nicht wie beim Stand der Technik (vgl. die ein­ gangs genannte DE 44 27 495 A1) ein über die Brücke S zu leiten­ der Strom I direkt an den Verzweigungspunkten V1 und V2 zu- bzw. abgeführt. Vielmehr ist vorgesehen, daß die zu diesen Punkten führenden beiden Leiterbahnen L1 und L2 jeweils über die magnetoresistiven Schichten der Brückenelemente E2 und E1 bzw. E3 und E4 eines Brückenzweigs Z1 bzw. Z2 isoliert ge­ führt werden. Auf diese Weise wirkt auf das jeweilige Brüc­ kenelement eine durch den Strom I hervorgerufene zusätzliche Feldkomponente ein. Diese Feldkomponente ist von der durch Pfeile angedeuteten Orientierung des Stromes in der Leiter­ bahn und der Ausrichtung der Leiterbahn bezüglich der Magne­ tisierungsrichtung des jeweiligen Brückenelementes abhängig.

Der Winkel zwischen der Richtung der jeweiligen Magnetisie­ rung der Elemente E_j und der Richtung dieser Feldkomponente sei allgemein mit β_j (mit j = 1 . . . 4) entsprechend der Nume­ rierung der einzelnen Brückenelemente bezeichnet. Er wird vorteilhaft größer als 10° gewählt. In der Figur ist nur für das Element E1 unter Zugrundelegung der gewählten Stromrich­ tung die mit H_e1 zusätzlich erzeugte Feldkomponente sowie der von ihr mit der Richtung der Magnetisierung ml eingeschlosse­ ne Winkel β₁ (bzw. β_j mit j = 1) veranschaulicht.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform einer erfindungs­ gemäßen Sensoreinrichtung 2 stellt einen Spezialfall dar, bei dem β₁ = 135°, β₂ = 225°, β₃ = 225° und β₄ = 135° gewählt wur­ de. Es können gegebenenfalls statt der Winkel β_j = 135° + (j - 1) . 90° (mit j - 1 = 0, 1, 2, 3) auch andere, von 0° verschiedene Winkel gewählt werden. Der Winkel zwischen der Magnetisierungsrichtung und der Stromführungsrichtung des Elementes E1 (bzw. E_j) sei mit γ₁ (bzw. γ_j) bezeichnet. Er ist in dem gewählten Spezialfall γ_j = 45° + (j ä 1) . 90° (mit j - 1 = 0, 1, 2 oder 3), γ_j sollte größer 10° sein.

Jedes Brückenelement der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung detektiert dann nicht nur das externe Magnetfeld H_m in Form eines Meßfeldes B _m, sondern zusätzlich noch das durch die je­ weilige Leiterbahn erzeugte Feld quasi als ein Biasfeld B _b der Leiterbahn. Das effektive Meßfeld B _e an einem Brückenele­ ment ist also: B _e = B _m + B _b. Dieses effektive Meßfeld kann al­ so für jedes Brückenelement gegenüber dem Meßfeld B _m ver­ schieden sein. Fig. 2 zeigt die vektorielle Konstruktion des effektiven Meßfeldes B _e für die in den beiden Brückenzweigen Z1 und Z2 liegenden Brückenelemente E1 und E3. Wie der Figur zu entnehmen ist, wird für das Element E1 durch die Leiter­ bahn L1 dem Meßfeld B _m vektoriell noch das zusätzliche Bias­ feld B _b1 überlagert. Es ergibt sich so eine Drehung des ef­ fektiven Meßfeldes B _e1 gegenüber dem Meßfeld B _m um einen Win­ kel δ₁. In entsprechender Weise ist das effektive Meßfeld B _e3 für das Element E3 durch ein zusätzliches Biasfeld B _b3 gegen­ über dem Meßfeld B _m um einen Winkel δ₃ gedreht. Die Größe und Vorzeichen dieser Winkel δ_j (mit j = 1 ... 4) hängt dabei von der Orientierung der jeweiligen Leiterbahn und des Brücken­ stromes ab.

Um mit einer solchen Sensoreinrichtung eine eindeutige Aussa­ ge bezüglich der Ausrichtung des Meßfeldes B_m im gesamten 360°-Winkelbereich machen zu können, ist es besonders vor­ teilhaft, wenn man nicht eine Gleichstrom-Widerstandsmessung vorsieht, sondern die Brückenspannungen U1 und U2 moduliert. Sieht man eine Modulationsspannung U_m(t) = U_m0 . sinωt vor, so ergibt sich dann ein Ausgangssignal der allgemeinen Form

Durch analoge oder digitale Rechenoperationen lassen sich beispielsweise die Größen U_a0, U₁ und ϕ₁ ermitteln. Abweichend von der vorstehend angenommenen periodischen Anregung kann man auch eine Stufenfunktion der Stromstärke anregen und das Ausgangssignal davon abhängig analysieren. Dabei spiegelt U_a0 die cosα-Abhängigkeit der ursprünglichen Gleichstromanordnung wieder. Die Kenntnis von ϕ₁ ermöglicht dann die eindeutige Unterscheidung zwischen den Bereichen 0° bis 180° und 180° bis 360°.

Bei der allgemeinen Fourierentwicklung ist nur die Grundwelle für den Fourierindex i = 1 von Interesse. Entscheidend ist dabei die Phasenlage. Bei einer graphischen Darstellung von ϕ₁ in Abhängigkeit vom Winkel α ist dann die Lage der Wende­ punkte der erhaltenen ϕ₁-Kurve eine Funktion der Feldstärke des Meßfeldes H_m, der Stromstärke I sowie des Aufbaus der Brückenelemente (hier insbesondere vom Abstand der Leiterbahn von der GMR-Schicht).

Bei der Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensorein­ richtung 2 nach Fig. 1 wurde davon ausgegangen, daß die zur Erzeugung eines zusätzlichen Biasfeldes an den einzelnen Brückenelementen E1 bis E4 herangezogenen Leiterbahnen L1 und L2 Anschlußleitungen an den Verzweigungspunkten V1 und V2 sind. Es ist jedoch auch möglich, die Leiterbahnen innerhalb der beiden Brückenzweige Z1 und Z2 zur Erzeugung von zusätz­ lichen Biasfeldern an den Elementen heranzuziehen. Fig. 3 zeigt ein entsprechendes Ausführungsbeispiel einer Sensorein­ richtung 3. Hier verlaufen die von dem ersten Verzweigungs­ punkt V1 ausgehenden Leiterbahnen L3 und L4 der beiden Brüc­ kenzweige Z1 und Z2 nicht unmittelbar zu dem jeweiligen Brüc­ kenelement E1 bzw. E4, sondern sind erst in Fig. 1 entspre­ chenderweise über die Elemente E2 und E1 bzw. E3 und E4 zur Erzeugung der zusätzlichen Biasfelder hinweggeführt. Damit ergeben sich andere Parameter der Gleichung

Die Rechenoperationen sind dann aber analog zu denen für die Sensoreinrichtung nach Fig. 1 vorzunehmen.

Die erfindungsgemäßen Sensoreinrichtungen können auch zu an­ deren Ausführungsformen gestaltet werden, bei denen der Meß­ strom, die Feldstärke des Meßfeldes und die Empfindlichkeit der Brücke dermaßen kombiniert werden, daß das Biasfeld einen Brückenzweig vom Zustand der reinen Winkelabhängigkeit in den Zustand kombinierter Feldstärkeabhängigkeit und Winkelabhän­ gigkeit überführt. Aufgrund der vorteilhaften Modulation der Brückenspannung lassen sich daraus wiederum Zusatzinformatio­ nen durch analoge und/oder digitale Signalverarbeitung gewin­ nen, die die eindeutige Bestimmung einer Winkelposition mit GMR-Brückenelementen im Bereich 0° bis 360° zulassen.

Claims (8)

1. Sensoreinrichtung zur Erfassung eines äußeren Magnetfeldes mit zu einer Brückenschaltung verschalteten, einen großen ma­ gnetoresistiven Effekt (GMR) zeigenden Brückenelementen in Dünnschichtaufbau, wobei die Brücke, über welche ein Brücken­ strom zu führen ist, zwei Brückenzweige aufweist, in denen sich jeweils mindestens zwei einen gemeinsamen Meßpunkt der Brücke bildende Brückenelemente mit vorbestimmten Magnetisie­ rungen befinden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei stromführende Leiterbahnen (L1, L2 oder L3, L4) vorgesehen sind, die jeweils

• 1. einem Brückenzweig (Z1, Z2) zugeordnet sind,
• 2. nacheinander die Brückenelemente (E1 bis E4) jeweils unter einem vorbestimmten Winkel (γ_j) bezüglich der Richtung der Magnetisierung (m₁ bis m₄) des jeweiligen Brückenelementes (E1 bis E4) schneiden und ein magnetisches Zusatzfeld (B _b) hervorrufen

sowie

• 1. den gesamten Brückenstrom (I) oder dessen auf den jeweili­ gen Brückenzweig (Z1, Z2) entfallenden Teil des Stromes führen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in jedem Brückenzweig (Z1, Z2) die Brückenelemente (E1 bis E4) entgegengesetzte Richtun­ gen ihrer Magnetisierungen (m₁ bis m₄) aufweisen und mit dem jeweils diagonal zugeordneten Brückenelement aus dem jeweils anderen Brückenzweig dieselbe Magnetisierungsrichtung haben.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine periodische oder stufenförmige Modulation des Brückenstromes (I) und damit der an den Meßpunkten (P1, P2) abnehmbaren Brückenspannungen (U1, U2) vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Leiter­ bahnen (L1 bis L4) die Brückenelemente (E1 bis E4) bezüglich der jeweiligen Magnetisierungsrichtung unter einem Winkel (γ_j) von größer 10° schneiden.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Schnittwinkel (γ_j ) von zumindest annähernd 45° + (j - 1) . 90° vorgesehen ist, wobei j der Numerierung der einzelnen Brückenelemente entspricht.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Leiter­ bahnen (L1, L2) mit Anschlußleitern der Brückenschaltung (S) an den Verzweigungspunkten (V1, V2) ihrer Brückenzweige (Z1, Z2) gebildet sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Leiter­ bahnen (L3, L4) mit Leiterbahnteilen der Brückenzweige (Z1, Z2) zwischen einem Brückenelement und dem zugeordneten Ver­ zweigungspunkt (V1, V2) der Brückenzweige gebildet sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Brüc­ kenelemente (E1 bis E4) jeweils ein magnetoresistives Mehr­ schichtensystem aufweisen, das zumindest folgende Teile um­ faßt, nämlich eine weichmagnetische Meßschicht, eine ver­ gleichsweise magnetisch härtere Biasschicht oder einen ent­ sprechenden Biasschichtteil sowie eine dazwischen angeordnete nicht-magnetische Zwischenschicht.