[发明专利]磁性温度传感器、用于确定温度的方法

说明书

本发明涉及一种温度传感器，其包括：磁性元件（3），磁性元件包括至少一个磁性层（1），磁性层的磁性特性与温度相关，其特征在于，所述磁性层（1）具有带磁涡核（2）的漩涡状磁化分布，其中漩涡状磁化分布被构造在层平面中并且涡流核（2）被构造得垂直于层平面；激励单元（15），其被设置用于将漩涡状磁化分布激励至旋磁化运动；探测单元（16），其被设置用于探测旋磁化运动的谐振频率；和评估单元（19），其被设置用于从旋磁化运动的谐振频率中确定温度。

技术领域

本发明涉及磁性温度传感器和用于确定温度的方法。

背景技术

本发明从根据专利独立权利要求的类型的所述的磁性温度传感器和用于确定温度的方法出发。

传统的温度传感器基于测辐射热的原理，其基于：材料的电阻在温度影响下变化，如其例如在DE 102012216618A1中所描述的那样。电阻的变化可以借助电流或电压测量来探测并且与温度变化相关联。

在EP 195434 A2中描述一种磁性的温度传感器，其包括磁性元件，该磁性元件包含两种不同铁磁性材料的至少两个薄层，其中对于这两个层中的每个层构造易磁化轴，以便使得其相对于大的巴克豪森效应灵敏。由于施加磁场，时间上偏移地在不同层中出现巴克豪森效应。测量在不同的层中在这些域的倾斜（Umklappen der Domänen）之间的时间差，它们与温度相关。通过与特性曲线的比较可以将时间差与温度相关联。

发明内容

本发明说明一种温度传感器和用于确定温度的方法。

本发明的优点

根据本发明的温度传感器包括磁性元件，其包括至少一个磁性层，该磁性层的磁性特性与温度相关，其中所述磁性层具有带磁涡核的漩涡状磁化分布，其中漩涡状磁化分布被构造在层平面中并且磁涡核被构造得垂直于层平面。此外，根据本发明的温度传感器包括：激励单元，其被设置用于将漩涡状磁化分布激励至旋磁化运动（gyrotropeMagnetisierungsbewegung）；探测单元，其被设置用于探测旋磁化运动的谐振频率；和评估单元，其被设置用于从旋磁化运动的谐振频率中确定温度。有利的是，根据本发明的温度传感器具有与已知的温度传感器相比非常小的结构大小。此外，根据本发明的温度传感器具有高的敏感度和测量精度，因为频率测量由于高的精度而出众。根据本发明的温度传感器具有小的功率消耗，因为涉及谐振激励。此外，根据本发明的温度传感器具有小的自发热，使得不经冷却的运行是可能的。

根据本发明的温度传感器包括磁性元件，其在一种实施方式中包括多个磁性层，其中这些层平面横向并排地位于一个平面中。这能够实现制造薄的、扁平构造的温度传感器。优点在于：所述布置实现在温度传感器和激励单元以及温度传感器和探测单元之间的温度解耦，由此能够提高温度传感器的测量精度。

在可替代的实施方式中，磁性元件被构造为磁性层堆叠，其中这些层平面在磁性层堆叠中以彼此平行的方式来布置。优点在于：磁性元件可以非常紧凑地构造并且可以以节省空间的方式来布置在一个面上。

在一种实施方式中，根据本发明的温度传感器的探测单元包括中间层和带有固定磁化的第一层。该探测单元被施加到磁性元件上，从而该中间层构造在磁性元件上并且带有固定磁化方向的第一层布置在中间层上。有利地，在该实施例中，该旋磁化运动的谐振频率通过测量电阻的变化来确定，该电阻由磁性元件和探测单元形成。这种电阻式的测量相对电容测量能够以较少的花费来实现。

在一种实施方式中，激励单元包括第一电极、第二层和第二电极，其中该第二层作为自旋极化器起作用，磁性元件布置在第一电极上，在该磁性元件上施加第二层并且在该第二层上构造第二电极。有利地，通过向激励单元施加直流电流来利用磁性元件将漩涡状磁化分布激励至旋磁化运动。