KR20140051385A - 측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성들을 측정하기 위한 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주위 환경들에서 자기 특성들을 측정할 수 있는, 라인 방향으로 연장하는 적어도 하나의 자기 저항 센서 요소를 갖는 센서 라인에 의해 측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성들을 측정하는 측정 장치에 관한 것으로, 높이는 폭보다 작고, 높이는 길이보다 작고, 라인 방향은 센서 요소의 폭 방향 또는 길이 방향으로 향하고, 센서 라인이 연장하는 영역에서 지지 자계를 생성하는 지지 장 장치와, 사전 자화 자석 또는 여러 사전 자화 자석들을 포함하는 사전 자화 장치를 갖고, 적어도 하나의 사전 자화 자석은 센서 라인으로부터 이격된 라인 방향에 수직이고 라인 방향에 평행한 방향으로 연장하는 방향으로 배치되는, 측정 장치에 있어서,
자기 저항 센서 요소는 직교 좌표 시스템의, 측정 방향으로 언급된 실질적으로 하나의 방향으로, 또는 실질적으로 하나만의 방향으로 주위 환경들의 자기 특성들을 측정할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성들을 측정하기 위한 측정 장치{MEASURING DEVICE FOR MEASURING THE MAGNETIC PROPERTIES OF THE SURROUNDINGS OF THE MEASURING DEVICE}

본 발명은 측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성들을 측정하는 측정 장치에 관한 것이다.

본 발명의 잠재적인 응용은 특히, 증명서들 또는 시트들이 특수한 이전에 적용된 자기 특징들을 갖는지의 여부를 체크하기 위해, 증명서들 또는 시트, 특히 자기 특징들의 존재시 은행 지폐들, 수표들, 또는 다른 종이 시트들의 테스트이다.

가치 문서(document of value) 상에 사용된 자기 물질의 양은 통상적으로 적다. 그러므로, 은선(security thread)의 포유 자계는 은선으로부터 수 mm의 거리에서 수 A/m이다. 매우 민감한 센서들은 그러한 유형들의 낮은 포유 자계를 확인하는데 요구된다. 그러므로, 사실상 사용된 측정 장치들은 가치 문서와 센서 사이의 단지 1mm인 거리를 요구한다. 더욱이, 소수의 기술들은 그러한 유형들의 약한 국부적으로 한정된 포유 자계들을 식별하는데 적합하다. 차동 평면 코일들(DE 37 38 455 A1), 자기 저항 센서 요소들(GB 1 362 105), 및 기술들, 특히 헤드들 또는 필드 플레이트들을 판독하는데 사용된 기술들의 이용은 예를 들어, DE 39 21 420 A1에 알려져 있다. 산업에서 사용된 측정 장치들에 사용된 센서들은 종종 다중-채널 라인들(DE 38 51 078 T2, DE 39 16 978 A1 및 DE 690 06 529 T2)로서 또는 자기 저항 센서들(DE 692 23 721 T2)로서 설계된다.

가치 문서들은 소프트 자기 보안 특징들 및/또는 하드 자기 보안 특징들을 가질 수 있다. 하드 자기 보안 특징들은 높은 잔류 자기 및 높은 보자력을 갖는 물질들로 생성될 수 있다. 소프트 자기 보안 특징들은 낮은 보자력이 아닌 높은 잔류 자기를 갖는 물질들로 생성될 수 있다. 특히 영구 자석들은 하드 자기 물질들로 생성된다. 소프트 자기 물질들은 자계에서 자화하기 쉬운 강자성 물질들이다. 연관된 자기 편극(자화)은 예를 들어, 전류-운반 코일에서의 전류에 의해 또는 영구 자석의 존재를 통해 생성될 수 있다. 이러한 방식으로 생성된 편극은 외부적으로 작용하는 자계에 의해 공기에서 생성된 것보다 소프트 자기 물질에서 더 높은 자기 플럭스 밀도를 초래한다. 일반적으로 소프트 자기 물질들은 1000 A/m 미만의 보자력을 갖는다. 소프트 자기 물질들은 하드 자기 물질들에 필적하는 포화 자화 값들을 가질 수 있지만, 이것은 이들이 포화된 상태에서 하드 자기 물질들과 구별될 수 없다는 것을 의미한다.

그러므로, 가치 문서에서 소프트 자기 보안 특징들을 확인하기 위해, 소프트 자기 요소들을 가능한 정도로 포화하는 해당 외부 자계가 있어야 한다. 대형 자석들은, 소프트 및 하드 자기 보안 특징들을 자화하기 위한 충분히 강한 자계를 생성하지만, 또한 그러한 유형들의 측정 장치들의 설정을 복잡하게 하는 산업에서의 알려진 측정 장치들에 설치된다. DE 696 08 137 T2는, 자기 저항 요소가 이에 부착된 자기 플럭스에 의존하는 가변 저항을 갖는 적어도 하나의 자기 저항 요소와 자화제(magnetization agent)를 갖는 판독 헤드의 제공을 개시한다. 여기에 설명된 판독 헤드는, 판독 헤드로의 가치 문서의 상대적 이동 동안 검출될 각 가치 문서가 먼저 자화제의 전방에 통과되고 그런 후에 상기 자기 저항 요소의 전방에 통과되도록 사용되고, 자화제는 연속적인 자기 플럭스가 센서 요소에 존재하도록 설계될 수 있다.

하드 자기 보안 특징들은, 하드 자기 물질들이 이전에 완전히 자화되는 것을 조건으로 하여 외부 자계를 요구하지 않고도 자체적으로 자계를 갖는다. 이러한 자계는 또한 더 오랜 시간 기간 동안 유지된다. 시간이 지남에 따라, 하드 자기 물질들을 자성 제거(demagnetize)할 수 있는 통계 프로세스들이 발생한다. 예를 들어, 다루어질 때, 은행 지폐들은 종종 충격을 받거나 구겨진다. 이것은 하드 자기 물질들의 자성 제거를 야기할 수 있다. 그러므로, 하드 자기 보안 특징들을 측정하기 위해, 사전 자화 자석을 이용하여 하드 자기 보안 특징 상에 새로운(명백하고 영구적인) 자화 특징을 인쇄하는 것이 도움이 된다. 이러한 새롭게 적용된 자화는 적어도 측정 시간 프레임에 걸쳐, 더 긴 시간 프레임에 걸쳐 하드 자기 보안 특징을 유지할 수 있다.

은행 지폐들 상의 특수한 보안 특징은 강자성 은선(DE 16 96 245 A1을 참조)이다. 산업에서, 작은 보자력 및 큰 보자력을 갖는 강자성 물질들은 은선을 생성하는데 사용된다. 그러므로, 바람직한 실시예에서, 그러한 유형들의 은행 지폐들을 테스트하기 위한 측정 장치들은 낮은 보자력을 갖는 물질로 만들어진 은선들 및 높은 보자력을 갖는 물질로 만들어진 은선들 모두를 검출하도록 설계된다.

WO 2010/006801 A1은 라인 방향으로 연장하는 라인에 배치된 적어도 2개의 자기 저항 센서 요소들 및 하나의 지지 장 장치를 포함하는 센서 라인을 갖는 측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성들을 측정하는 측정 장치를 개시하며, 이것은 지지 자계를 생성하고, 라인 방향으로 가리키는 자계 성분을 갖고, 라인 방향으로 변하는 자계 세기를 갖고, 상기 자계 세기 패턴은 센서 라인을 형성하는 센서 요소들의, 라인 방향으로 연속적으로 배치된 적어도 2개의 센서 에지들 상의 라인 방향으로 제로-교차 및/또는 최대 또는 최소를 갖지 않는다. 여기에 기재된 측정 장치를 통해, 바람직한 실시예에서, 센서 라인의 전방에 배치되는 사전 자화 자석이 제공될 수 있다. 이러한 사전 자화 자석은 하드 자기 패턴을 갖는 측정 물체를 자화하는데 사용될 수 있으며, 이러한 하드 자기 패턴에 의해 측정 물체는 초기에 이동된다. 측정 물체가 센서 라인을 통해 이동되면, 상기 센서 라인은 이 후 하드 자기 패턴을 검출할 수 있다.

바람직한 실시예에서, WO 2010/006801 A1로부터 알려진 측정 장치는 측정될 물체의 판독 방향으로 차례로 배치된 2개의 센서 라인들을 가질 수 있고, 센서 라인들은 상이한 특징들을 결정하는데 사용된다. 은행 지폐의 사전 자화가 자기 패턴을 검출하는데 필요한 경우에, 그리고 하드 자기 패턴을 검출하는 센서 라인이 측정 동안 어떠한 사전 자화 계도 가질 수 없는 동안, 강력한 사전 자화 계는 소프트 자기 패턴을 검출하기 위해 측정 사이트에서 센서 라인에 요구된다는 점이 가정된다. 여기에 설명된 실시예를 통해, 하드 자기 및 소프트 자기 패턴들은, 사전 자화 계가 제 1 센서 라인의 영역에서 효율적이고, 자기 특징들은 실질적으로 완전히 자화되어, 소프트 및 하드 자기 패턴들의 검출을 가능하게 하고, 동시에 하드 자기 구조들을 사전 자화하도록 한다는 점에서 검출될 수 있다. 은행 지폐가, 사전 자화 계가 더 이상 효율적이지 않는 영역에서 제 2 센서 라인 위에 후속하여 루팅(routed)되면, 이러한 제 2 센서 라인은 순수한 하드 자기 패턴을 개별적으로 검출할 수 있다.

이러한 배경에 대해, 본 발명의 목적은, 종래 기술로부터 알려진 측정 장치들 또는 측정 방법에서 적어도 하나의 단점을 더 이상 갖지 않는 측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성들을 측정하는 측정 장치를 제안하는 것이다.

이 목적은 주요 청구항 1의 주제들에 의해 달성된다. 유리한 실시예들은 종속항들 및 다음의 설명에 언급된다.

이 목적은 주요 청구항 1의 주제들에 의해 달성된다. 유리한 실시예들은 종속항들 및 다음의 설명에 언급된다.

본 발명은 센서 라인을 형성하는 하나 이상의 자기 저항 센서 요소들을 이용하는 생각에 기초하며, 센서 요소들은 본질적으로 한 방향으로 주위 환경들의 자기 특성들만을 측정할 수 있고, 직교 좌표 시스템 또는 하나의 평면에서의 측정 방향으로서, 직교 좌표 시스템의 2개의 수직 측정 방향들에 의해 걸쳐진 센서 측정 평면으로서 특징으로 한다. 자기 저항 효과에 기초한 칩으로서 설계된 센서 요소들은, 칩 평면에서 하나의 측정 방향으로 자계 구성요소들을 검출하도록 설계될 수 있다. 자기 저항 효과에 기초하여 칩으로서 설계된 그러한 센서 요소들은 이에 따라, 센서 요소에 작용하는 자계의, 칩 평면 내에 놓인 단일 자계 구성요소의 자계 세기가 변하였는지의 여부를 단지 또는 본질적으로 결정할 수 있다. 이것은 예를 들어, 센서들 세트: 독일, 바인하임, Wiley-VCH Verlag GmbH, Comprehensive Survey(eds. W. Gopel, J. Hesse, 및 J. N. Zemel)에서, Dibbern, U. (2008) 자기 저항 센서들에 기재된 소위 바버-극(barber-pole) 설계를 통해 달성될 수 있다. 다중 센서 요소들이 하나의 라인 방향으로 배치되면, 센서 요소들은, 측정 방향이 라인 방향에 대해 수직으로 배향되도록 설계될 수 있다. 평면 박막 기술을 이용하여 생성되는 자기 저항 센서들은 칩 평면에 수직인 자계 구성요소들에 실질적으로 민감하지 않는데, 특히 칩에 영향을 미치는 자계의 칩 평면에 수직인 자계 구성요소의 자계 세기에서의 변화들에 민감하지 않다.

그러한 유형들의 센서 요소들을 통해, 본 발명은,

- 하나의 사전 자화 자석으로만 구성된 사전 자화 장치의 경우에, 이를 통해 생성된 자계에 영향을 미치는 사전 자화 자석의 특성들, 및 센서 라인에 대한 상기 사전 자화 자석의 배치, 및 지지 장 장치에 의해 생성된 지지 자계는, 중첩 자계가 센서 요소의 높이 방향이 아닌 라인 방향쪽으로 수직으로 향하는 자계 구성요소의 세기보다 적어도 센서 라인 상의 하나의 위치에서 더 큰 라인 방향으로 향하는 자계 구성요소에서의 세기를 갖는 사전 자화 장치에 의해 생성된 지지 자계와 자계의 중첩으로부터 초래되도록 선택되고; 또는

- 다중 사전 자화 자석들로 구성된 사전 자화 장치의 경우에, 이를 통해 생성된 자계에 영향을 미치는 사전 자화 자석들의 특성, 센서에 대한 사전 자화 자석들의 상기 배치, 및 지지 장 장치에 의해 생성된 지지 자계는, 중첩 자계가 센서 요소의 높이 방향이 아닌 라인 방향쪽으로 수직으로 향하는 자계 구성요소의 세기보다 적어도 센서 라인 상의 하나의 위치에서 더 큰 라인 방향으로 향하는 자계 구성요소의 세기를 갖는 사전 자화 장치에 의해 생성된 지지 자계와 자계의 중첩으로부터 초래되도록 선택되는 것을 제안한다.

중첩 자계는, 예를 들어 센서 라인을 따른 은행 지폐의 통과와 같은 센서 라인의 주위 환경들의 자기 특성들에 영향을 미치는 어떠한 측정 작용들도 취해지지 않는 경우에도 센서 라인에 영향을 미치는 자계인 것으로 이해된다. 중첩 자계는 이에 따라 지지 장 장치에 의해 생성된 지지 자계로부터 초래된 자계와 사전 자화 장치에 의해 생성된 사전 자화 자계로부터의 중첩으로부터 초래된다. 중첩 자계는 바람직한 실시예에서 시간에 대해 변하지 않는다.

본 발명에 따라, 중첩 자계의 제안된 선택은, 사전 자화 자계가 센서 라인에 대한 지지 자계의 영향에 악영향을 미치지 않는다는 것을 의미한다.

본 발명에 따른 측정 장치는, 라인 방향에 수직이고 라인 방향에 평행한 방향으로 연장하는 방향으로의 센서 라인으로부터의 거리에 적어도 하나의 사전 자화 자석이 배치되는 사전 자화 장치를 갖는다. 사전 자화 자석의 n극과 s극을 연결시키는 라인이 라인 방향에 대해 수직으로 배향되고 사전 자화 자석이 본질적으로 센서 요소의 높이 방향으로 향하는 자계를 생성하는 것이 이를 통해 이해된다. z 방향이 이 경우에 의미된다.

본 발명에 따라, 청구항은, 센서 요소의 높이 방향이 아닌 라인 방향쪽으로 수직으로 향하는 자계 구성요소의 세기보다 적어도 센서 라인 상의 하나의 위치에서 더 큰 라인 방향으로 향하는 자계 구성요소의 세기를 갖는 중첩 자계가 생성되는 것으로 이루어진다. 이 경우에, "세기"라는 용어는 특히, 자계 구성요소가 자계 구성요소의 양의 방향으로 또는 자계 구성요소의 음의 방향으로 향하는 지의 여부에 상관 없이 자계 구성요소의 양을 의미하는 것으로 이해된다.

하나의 사전 자화 자석의 경우 및 다중 사전 자화 자석들의 경우에, 특히 중첩(사전 자화 장치 및 지지 자계에 의해 생성된 자계의 중첩)으로부터 초래된 중첩 자계의 자계 구성요소의 세기가, 센서 요소의 높이 방향으로 향하는 자계 구성요소의 세기보다 적어도 센서 라인 상의 하나의 위치에서 적다는 것이 제공될 수 있다. 따라서, 이를 통해 생성된 자계에 영향을 미치는 사전 자화 자석 또는 사전 자화 자석들의 특성들, 및 센서 라인에 대한 상기 자화 자석 또는 자석들의 배치, 및 지지 장 장치에 의해 생성된 지지 자계는, 사전 자화 장치에 의해 생성된 지지 자계와 자계의 중첩으로부터 초래되고, 라인 방향으로 향하는 자계 구성요소에서의 세기가 센서 요소의 높이 방향으로 향하지 않고 수직으로의 라인 방향에 영향을 미치는 자계 구성요소의 세기보다 적어도 센서 라인 상의 하나의 위치에서 더 크고, 라인 방향으로 향하는 자계 구성요소의 세기는 센서 요소의 높이 방향으로 향하는 자계 구성요소의 세기보다 적어도 센서 라인 상의 하나의 위치에서 적다는 것이 발생할 수 있다. 특히, 사전 자화 장치 및 지지 장 장치가 서로 공간적으로 분리되도록 배치되는 것이 의도될 수 있다.

자계 구성요소들이 기능적으로 "분리되는" 것이 가능해질 수 있다. 센서 요소들에 대한 지지 자계는 라인 방향으로 배향될 수 있다. 측정 자계는 측정될 물체(예를 들어, 은행 지폐 또는 시트)의 이동 방향으로, 즉 센서 요소들의 높이에서 연장 방향이 아닌 라인 방향에 수직인 방향으로 정렬될 수 있다. 사전 자화는 센서 요소들의 높으에서 배향될 수 있다. 이 경우에, 라인 방향으로의 자계 구성요소는 작고, 이동 방향에서의 자계 구성요소는 실질적으로 물체가 없는 경우 사소할 수 있고, 물체의 존재시, 물체에 의존한다는 것이 바람직하고, 특히 자계 구성요소가 센서 요소의 높이 방향으로 매우 큰 것으로 선택되는 것이 바람직하다.

바람직한 실시예에서, 센서 라인을 형성하는 센서 요소 또는 요소들은, 이들이 라인 방향으로 주위 환경들의 자기 특성들만을 측정할 수 있거나, 센서 요소들이 본질적으로 하나의 평면에서 주위 환경들의 자기 특성들만을 측정할 수 있도록 배치되고 설계되며, 라인 방향이 이들 측정 방향들 중 하나일 때, 직교 좌표 시스템의 2개의 수직의 측정 방향들에 의해 걸쳐진, 센서 측정 평면으로서 특징으로 한다.

대안으로서, 하지만 마찬가지로 바람직한 실시예에서, 센서 라인을 형성하는 센서 요소 또는 요소들은, 이들이 라인 방향에 수직인 하나의 라인 방향으로 주위 환경들의 자기 특성들만을 본질적으로 측정할 수 있도록 배치되고 설계된다. 전술한 바와 같이, 하나의 라인 방향으로 자기 저항 효과에 기초하여 칩으로서 설계된 다중 센서 요소들을 배치할 수 있고, 이것은 센서 요소들이, 민감한 측정 방향이 라인 방향에 수직으로 배향되도록(그리고 이렇게 하는 것은 센서 요소의 높이 방향에 있지 않다) 설계된다는 것을 의미한다.

바람직한 실시예에서, 중첩 자계의, 라인 방향으로 향하는 자계 구성요소의 세기는, 센서 요소의 높이 방향이 아닌 라인 방향에 수직으로 향하는 자계 구성요소의 세기보다 더 크고, 이 세기는 사이트들의 적어도 50%, 또는 특히 바람직하게 적어도 60%, 본질적으로 바람직하게 센서 라인의 사이트들의 적어도 70% 상에서 중첩 자계의 세기이다.

바람직한 실시예에서, 중첩 자계의, 라인 방향으로 향하는 자계 구성요소의 세기는 라인 방향에 수직으로 그리고 센서 요소의 높이 방향으로 향하는 자계 구성요소의 세기보다 적은데, 이 세기는 언급된 사이트들에서, 10의 인자만큼, 또는 특히 바람직하게 100의 인자만큼 중첩 자계의 세기이다.

사전 자화 장치에서의 그러한 유형의 설계를 통해, 장점은, 지지 장 장치에 의해 생성된 지지 자계가 측정 방향으로 또는 센서 측정 평면에 한정되고, 이에 센서 요소에 의한 자기 특성들의 측정이 하정되고, 이것은 다른 자계로부터의 중첩에 의해 교란되지 않은 사전 자화 장치에 의해 생성될 수 있다는 점에서 달성될 수 있다. 본 발명의 이러한 양상은, 이들 특성들이 측정 장치에 의해 측정될 수 있기 위해 측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성에 영향을 미치도록 의도되는 사전 자화 자석으로부터의 물체의 바람직한 자화가 센서 요소의 측정 특성들에 크게 영향을 미치지 않고도 발생할 수 있는 특정한 장점을 갖는다.

본 발명에 따른 측정 장치는, 하드 자기 물질들을 사전 자화하는데 필요한 조치들, 및 소프트 자기 물질들을 검출하는데 필요한 조치들이 센서 동작에 요구된 지지 자계 분배로부터 분리될 수 있다는 장점을 갖는다. 사전 자화 자석은 어쨌든, 제 1 자기 기능 그룹으로서 하드 자기 물질들을 자화할 수 있고, - 원하는 경우 - 그 측정 동안 소프트 자기 물질들을 자화할 수 있다. 제 2 자기 기능 그룹으로서 지지 장 장치는 라인 방향으로 향하는 지지 자계/자계 구성요소의 분배를 제공할 수 있고, 이것은 자기 보안 특징들의 가장 민감하고 완전한 확인을 가능하게 한다.

본 발명에 따른 측정 장치는, 지지 장 장치가 설계될 수 있는 추가 장점을 제공하며, 특히 바람직하게 하나 이상의 지지 자계 자석들은 충분히 작아서, 지지 장 장치는 자기 보안 특징들의 가장 민감하고 완전하 확인을 가능하게 하는 라인 방향으로 향하는 지지 자계/자계 구성요소의 분배를 제공하는 기능만을 충족시킨다. 이에 의해 생성된 지지 자계는 또한 측정 동안 소프트 자기 물질들을 자화할 수 있도록 지지 장 장치를 설계하려는 시도가 이루어졌다. 이를 행하기 위해, 이에 의해 생성된 자계가 센서 요소들의 영역뿐 아니라 테스트될 측정 물체가 위치되거나 테스트될 측정 물체가 이동될 영역에서 영향을 억제하는 적어도 하나의 지지 자계 자석을 갖는 지지 장 장치를 이용하는 것이 필요하다. 특히, 지지 자계 자석이 사용되어야 하며, 이 지지 자계 자석의 자계는, 테스트될 측정 물체가 위치되거나 측정 동안 소프트 자기 물질들을 자화하는데 충분한 테스트될 측정 물체가 이동될 영역에서 억제된다. 비교적 큰 지지 자계 자석들은 이를 위해 사용되어야 한다는 것이 도시되었다. 본 발명에 따른 측정 장치가, 자기 보안 특징들의 가장 민감하고 완전한 확인을 가능하게 하는, 라인 방향으로 향하는 지지 자계/자계 구성요소의 분배를 제공하는 기능만을 충족시키도록 지지 장 장치가 설계되도록 하기 때문에, 지지 장 장치는 특히 컴팩트하도록 설계될 수 있다.

특히 바람직한 실시예에서, 초기에 비-자화된 지지 자계 자석들은 조인트 작업 스텝(joint work step)에서 캐리어 플레이트 상의 센서들을 통해 땜납된다. 지지 자계 자석들이 땜납 이후에 자화되는 것이 바람직하다.

하나의 사전 자화 자석으로 구성된 사전 자화 장치에 대한 바람직한 실시예에서, 이에 의해 생성된 자계에 영향을 미치는, 사전 자화 자석의 특성들, 및 센서 라인에 대한 그 배치는, 센서 라인의 센서 요소의 지점이 없는 곳에서, 사전 자화 자석에 의해 생성된 자계의 자계 세기가 라인 방향이 고려되는 경우 직교 좌표 시스템의 상대적으로 대응하는 방향으로의 지지 장 장치에 의해 생성된 자계의 자계 세기보다 임의의 3개의 방향들로, 하지만 적어도 특히 직교 좌표 시스템의 임의의 2개의 방향들로, 더 크도록 선택된다. 다중 사전 자화 자석들로 구성된 사전 자화 장치에 대한 바람직한 실시예에서, 이들에 의해 생성된 자계에 영향을 미치는, 사전 자화 자석들의 특성들과, 센서 라인에 대한 사전 자화 자석들의 배치는, 센서 라인의 센서 요소의 지점에 없는 곳에서, 사전 자화 자석들의 중첩으로부터 개별적으로 생성된 자계들에 의해 생성된 자계의 자계 세기가 라인 방향이 고려되는 경우 측정 방향으로 지지 장 장치에 의해 생성된 자계의 자계 세기보다 임의의 3개의 방향들로, 하지만 적어도 특히 직교 좌표 시스템의 임의의 2개의 방향들로 더 크도록 선택된다.

본 발명에 따른 측정 장치를 통해, 하나의 라인 방향으로 연장하는 적어도 하나의 자기 저항 센서를 갖는 센서 라인은 주위 환경들에서 자기 특성들을 측정할 수 있도록 제공된다. 그 주위 환경들에서 자기 특성들을 측정하기 위한 센서 요소는, "이방성" 자기 저항 효과(AMR 효과) 또는 "거대" 자기 저항 효과(GMR 효과)를 갖도록 설계될 수 있다. 하지만, 센서 요소는 또한 예를 들어, 거대 자기 임피던스(GMI), 터널 자기 저항 효과(TMR), 또는 홀 효과와 같은 다른 효과들을 가질 수 있다.

센서 요소는 특히 바람직하게 하나의 윗스톤 브리지를 형성하기 위해 함께 연결된 4개 이상의 개별적인 브리지 저항들, 또는 윗스톤 하프-브리지를 형성하기 위해 함께 연결된 2개 이상의 개별적인 브리지 저항들을 갖는다.

센서 요소는 폭과, 길이와, 높이를 갖고, 높이는 폭보다 작고, 높이는 길이보다 작고, 라인 방향은 센서 요소의 폭 방향 또는 길이 방향으로 향한다.

바람직한 실시예에서, 센서 요소는 저항들을 갖고, 저항들이 차지한 전체 공간은 폭과, 길이와, 높이를 갖고, 높이는 폭보다 작고, 높이는 길이보다 작고, 라인 방향은 센서 요소의 폭 방향 또는 길이 방향으로 향한다. 저항들을 갖는 센서 요소들이 예를 들어, 전압을 저항들에 인가하거나 전압을 측정하기 위한 전력선들과 같은 센서 요소의 부분으로서 추가 구성요소들이 설치되도록 하는 것이 인식될 수 있다. 이들 라인들은 높이 방향으로 인도될 수 있고, 이것은 센서 요소가 폭에 또한 매칭될 수 있는 비교적 큰 높이에 도달할 수 있다는 것을 의미한다. 그러한 설계들을 통해, 저항들이 차지하는 적어도 공간이 규정된 해석 법칙을 충족할 때 바람직하다.

또한 센서 요소들이 그룹 단위로 배치되는 것이 가능한데, 즉 다중 요소들이 라인으로 배치되거나, 센서 라인을 형성하기 위해 라인-형태의 그룹을 갖는 것이 가능하다. 센서 요소들의 배치 또는 그룹은 하우징에 위치될 수 있다. 그룹에서의 또는 하우징에서의 인접한 센서 요소들은 서로 등거리에 있을 것이다. 라인을 형성하기 위한 하우징들은 특히, 서로에 대해 일정 간격들에 있을 수 있어서, 라인을 형성하기 위해 서로 인접한 하우징들 또는 그룹들의 인접한 센서 요소들은 하우징마다 센서 요소들 사이의 거리와 동일한 거리를 갖는다.

본 발명의 장점들은 하나의 라인 방향으로 연장하는 자기 저항 센서 요소를 통해 달성될 수 있다. 이를 행할 때, 하나의 라인 방향으로 연장하는 윗스톤 브리지를 형성하기 위해 함께 연결된 4개 이상의 개별적인 브리지 저항들을 갖는 센서 요소를 통해, 하나의 라인 방향으로의 연장은 라인 방향으로 서로 나란히 배치되는 이들 개별적인 저항들 중 적어도 2개가 되는 것으로 이해된다. 특히, 센서 라인이 라인 방향으로 잇달아 배치되는 적어도 2개의 자기 저항 센서 요소들을 갖는 것이 바람직하다. 센서 라인의 길이, 이에 따라 사용된 자기 저항 센서 요소들의 수는 취해질 측정에 의존한다. 유로 은행 지폐들을 측정하기 위해, 센서 라인은 특히, 장치가 측정 장치에 대한 측정 방향으로 그 짧은 면에서 이동되는 유로 은행 지폐들을 측정하는데 사용되는 경우, 예를 들어, 10개 이상, 또는 특히 바람직하게 20개 이상, 예를 들어 31개 이상, 및 바람직하게 90개 센서 요소들을 가질 수 있다.

센서 라인을 형성하기 위해, 센서 요소들 - 존재시- 라인에 배치된다. 센서 요소들이 하나의 라인 상에 있는 것이 특히 바람직하다. 또한 개별적인 라인의 센서 요소들이 라인 방향으로 향하는 축에 대해 상이하게 배치되는 것이 인식되며, 이것은 개별적인 센서들의 중심 길이 방향 축들이 모두 더 이상 하나의 라인 상에 놓이지 않는 것을 의미한다. 하지만, 그러한 유형들의 위치된 센서 요소들이 라인 방향의 방향으로 볼 때 부분적으로 중첩하도록 배치되는 것이 특히 바람직하다.

바람직한 실시예에서, 다중 센서 요소들은 예를 들어, 공통 캐리어 구조 상에 배치된 하나의 구성요소에 조합된다. 그러한 유형의 구성요소는 다음에서 센서로서 언급된다. 센서는 예를 들어, 2개, 3개, 4개, 또는 그 이상의 센서 요소들을 가질 수 있다. 하지만, 센서가 단일 센서 요소에 의해 형성되는 것이 또한 가능하다.

본 발명에 따른 측정 장치는 측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성들을 측정하는데 적합하다. 측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성들은 특히, 측정 장치의 주위 환경들에서의 자계의 자계 세기와, 측정 장치의 주위 환경들에서의 자계의 자계 방향과, 예를 들어 측정 장치의 주위 환경들에서 자계의 자계 세기 또는 자계 방향에서의 변화를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 측정 장치를 둘러싸는 자계의 세기 및 자계 방향에서의 변화는, 상기 자계가 은행 지폐의 자기 패턴에 의해 생성되는 자계의 중첩으로 인해 변화될 때 주위 환경들의 자기 특성인 것으로 이해된다. 바람직한 실시예에서, 센서 라인은, 측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성들에서의 공간적 및/또는 연대기적 변화들만을 검출하도록 설계된다.

바람직한 실시예에서, 센서 요소는, 정의에 따라, 또한 측정 방향으로서 표시된 직교 좌표 시스템의 자계 세기, 자계 방향에서의 변화를 포함하는 측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성들만을 측정할 수 있거나, 대안적인 실시예에서, 센서 측정 평면으로서 특징으로 하는 평면에 놓이는 직교 좌표 시스템의 2개의 방향들로만 측정할 수 있도록 설계된다.

바람직한 실시예에서, 증명서 또는 시트, 특히 은행 지폐 또는 수표의 자기 구조들을 측정하기 위한 본 발명에 따른 측정 장치가 설계되고, 센서 라인을 지나는 측정 평면에서, 센서 라인에 인접한 적어도 영역에서 증명서 또는 시트를 이동시키는 적합한 수단을 갖는다. 이를 행할 때, 증명서 또는 시트가 이동되는 방향은 판독 방향으로서 표시된다. 센서 요소가, 센서 요소가 판독 방향으로 주위 환경들의 자기 특성들만을 또는 주로 이러한 자기 특성들을 측정할 수 있는 것을 의미하는 판독 방향에 측정 방향이 대응하도록 설계될 때 특히 바람직하다.

본 발명에 따라 사용된 지지 장 장치 및 사전 자화 자석은 하나 또는 다중 구성요소들, 예를 들어 영구 자석들로 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 지지 장 장치가 국부적으로 가변적인 자화 분배를 갖는 단일 자석으로부터 형성되며, 극 스트립이 특히 바람직할 때, 특히 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 지지 장 장치 및/또는 사전 자화 자석은 영구 자석들을 갖는다. 하지만, 사전 자화 자석 및/또는 지지 장 장치는 또한 원하는 자계를 생성하는 전기 코일들을 가질 수 있다.

바람직한 실시예에서, 센서 요소들은 라인 방향으로 등거리로 이격되게 배치된다. 특히 바람직한 실시예에서, 2개의 센서 요소들의 중심들 사이의 거리에 관해 제 1 센서 요소와 이웃 센서 요소 사이의 거리는 1 내지 10mm, 또는 바람직하게 2 내지 5mm, 및 특히 바람직하게 3.5mm이다. 특히 바람직한 실시예에서, 칩은 라인 방향으로 잇달아 배치된 2개의 센서 요소들을 갖고, 라인 방향으로 1.5 내지 9mm, 또는 바람직하게 2 내지 3mm, 특히 바람직하게 2.5mm의 길이 - 하우징이 없는 -를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 하나의 칩의 에지로부터 이웃한 칩의 에지로의 거리는 1.5mm 미만, 특히 바람직하게 1.1mm 미만이다.

대안적인 실시예에서, 센서 요소들은, 칩 상에 위치되는 2개의 이웃한 센서 요소들의 2개의 에지들 사이의 거리가 칩 상에 위치되지 않는 인접한 센서 요소들의 2개의 에지들 사이의 거리보다 작도록 배치된다. 2개의 칩들 사이의 거리는 통상적으로 칩을 캐리어 플레이트에 연결시키는데 사용될 수 있는 기술에 의해 지시된다. 이들 기술들은 일반적으로 칩 상에 2개의 자기 저항 센서 요소들을 위치시키는데 요구되는 공간보다 더 많은 공간을 요구한다. 그러므로, 측정 장치의 감도는, 칩 상에 센서 요소들을 위치시킴으로써 그리고 사용된 특정 기술이 허용되는 한 가깝게 보드 상의 칩들을 위치시킴으로써 증가될 수 있다.

칩들 상의 센서 요소들의 제작은 바람직하게 평면 기술, 반도체 기술, 또는 마이크로시스템 기술 방법들을 이용하여 이루어진다.

바람직한 실시예에서, 오목부들은 사전 자화 자석을 수용하기 위해 인쇄 회로 보드에 병합되며, 이것은 특히 바람직하게 밀링(milling)을 통해 이루어진다. 이것은 더 큰 자석들의 이용을 가능하게 하는 한편, 나머지 설치 공간의 동일한 양을 유지하여, 가치 문서의 사이트 및/또는 센서 라인에서 자계 세기에서의 증가를 가능하게 한다.

측정 정밀도에서의 개선은, 라인 방향으로의 자계 세기 패턴이 라인 방향에서 연속적으로 배치된 적어도 2개의 센서 에지들 상에 제로-교차 및/또는 최대 또는 최소가 없는 경우 달성될 것이다. 이를 행할 때, 라인 방향으로 연속적으로 배치된 이들 센서 에지들은 서로 직접 따를 필요가 없다. 장점들은 또한 라인 방향으로의 자계 세기 패턴이, 이들이 센서 라인의 전체 팽창에 걸쳐 라인 방향으로 연속적으로 배치되는 에지들인 한, 센서에서의 임의의 제 1 센서 요소의 임의의 바람직한 에지에서 그리고 센서 라인에서의 임의의 제 2 센서 요소의 임의의 바람직한 에지에서 제로-교차 및/또는 최대 또는 최소가 없을 때 달성된다.

본 발명에 따른 측정 장치의 실시예를 통해, 라인 방향으로의 자계 세기 패턴이 센서 라인을 형성하는 센서 요소들의 센서 에지에서 제로-교차 및/도는 최대 또는 최소를 갖는 것이 가능하다. 측정 정밀도에 관한 장점들은 또한 다른 센서 요소 에지들에서 달성될 수 있다. 본 발명에 따른 측정 장치의 특히 바람직한 실시예에서, 지지 자계가 생성되고, 이러한 지지 자계를 통해 라인 방향으로의 자계 세기 패턴은, 라인 방향으로 연속적으로 배치된, 센서 라인을 형성하는 센서 요소들의 임의의 센서 에지들에서 제로-교차 및/또는 최대 또는 최소를 갖지 않는다. 예를 들어, 지지 자계는 센서 요소당 하나의 자석에 의해 생성된다. 가장 간단한 경우에, 이러한 자석은 센서 요소의 제작 동안 센서 바로 위에 위치될 수 있다.

지지 자계는 시간-가변적일 수 있는데, 예를 들어, 임펄스들에 의해 영향을 받을 수 있다. 하지만, 바람직한 실시예에서, 지지 자계는 시간-불변이고, 항상 동일한 방식으로 놓인다. 이것은 측정 장치의 설정을 간략화하는데, 특히 영구 자석들이 지지 자계를 생성하는데 사용될 수 있기 때문이다.

바람직한 실시예에서, 라인 방향으로의 자계 세기 패턴은 주기적이고, 특히 바람직한 실시예에서, 기간으로서 센서 라인의 센서 요소들 사이의 바람직하게 균일한 거리(여기서 거리는 2개의 인접한 센서 요소들의 중심들 사이의 거리인 것으로 이해된다)의 정수 배수 또는 정수 분수를 갖는다. 특히 바람직한 실시예에서, 지지 장 장치는 라인의 단부들에서 센서 라인 위에 라이 방향으로 자계 세기에서의 본질적으로 주기적인 패턴을 또한 초래하는 센서 라인의 시작 및 종점에서 자석들의 배치들을 갖는다. 이것은 센서 라인의 단부를 넘어 연장하는 바람직하게 적어도 3개의 추가 극들을 갖는 자석 장치에 의해 달성될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 에지 효과들은 외부 자석들의 기하학적 구성(geometry) 또는 자화 또는 배치에서의 변형에 의해, 예를 들어 전체 길이를 감소시키기 위해 센서 라인의 각 단부에서의 외부 자석의 길이를 자기 주기의 대략 30%만큼 연장함으로써 감소된다.

바람직한 실시예에서, 지지 장 장치는 특히, 센서 요소들의 방향으로, 서로 나란히 배치된 자석들의 라인을 갖는다. 이 라인에서 자석들의 자화는 교대로 이루어질 수 있고, 이것은 자석의 자화가 이에 인접한 자석의 자화에 대항한다는 것을 의미한다. 하지만, 라인에서 서로 나란히 배치된 자석들은 또한 동일한 자화를 가질 수 있다. 이 경우에, 자석들은 라인 방향으로 서로로부터 일부 거리에 특히 바람직하게 배치된다. 하지만, 라인에서 서로 나란히 배치된 자석들은 또한 센서 요소들의 면 상에 자계를 증가시키고 후면 상에 자계를 약화시키는 교대로 된 자화를 갖는다.

바람직한 실시예에서, 특히 자석들의 자화가 하나의 자석으로부터 이웃한 자석으로 교대로 되는 라인 방향에서 서로 나란히(서로 뒤로) 배치된 자석들을 통해, 자석들은 인접하게 서로 나란히 직접 배치된다. 이것은 지지 자계에서 균일한 패턴을 초래한다. 바람직한 실시예에서, 측정 장치는 시간-가변적인, 비균일한 자계를 생성하는 메커니즘을 포함할 수 있다. 대안적으로, 측정 장치는 시간-가변적인, 균일한 자계를 생성하는 메커니즘을 포함할 수 있다.

지지 장 장치는 특히, 사출 몰딩되거나 프레스되는 플라스틱-결합된 하드 페라이트 또는 희토류 자석들로 제작될 수 있거나, 소결된 희토류 자석들 또는 다른 영구 자석 물질들로 제작될 수 있다. 지지 장 장치는, 자성 제거된 상태에서 캐리어 플레이트 상에 위치되고 후속적으로 결합하여 자화된 영구 자기 자석들의 배치를 가질 수 있다.

바람직한 실시예에서, 자화가 교대로 일어나는, 서로 나란히 배치된 자석들의 라인을 갖는 지지 장 장치는 센서 라인에 대해 일정 관계로 배치되어, 하나의 자석으로부터 이웃한 자석으로의 전이는 라인 방향으로의 팽창에 관해 적어도 하나의 센서 요소의 중심에 배치된다. 이것은, 간단한 방식으로, 라인 방향으로의 자계 세기 패턴이 센서 라인을 형성하는 센서 요소들의 연속적으로 배치된 센서 에지들에서 제로-교차 및/또는 최대 또는 최소를 갖지 않는 것을 보장한다.

본 발명에 따른 측정 장치는, 라인 방향에 수직이고 라인 방향에 평행한 방향으로 연장하는 방향으로 센서 라인으로부터 일정 거리에 배치되는 사전 자화 자석을 갖는다. 이를 행할 때, 본 발명에 따른 장점들을 달성하기 위해 하나의 단일 사전 자화 자석만을 갖는 것으로도 충분할 수 있다. 센서 라인의 라인 방향에 평행한 방향으로 사전 자화 자석의 팽창이 센서 라인의 길이에 매칭하는 것이 특히 바람직하다. 사전 자화 자석이 라인 방향으로 센서 라인의 길이보다 라인 방향에 평행한 방향으로 약간 더 긴 것이 특히 바람직하다. 이것은 적합하게 몰딩된 단일 자석에 의해 달성될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 다중 사전 자화 자석들은 센서 라인의 라인 방향에 평행한 방향으로 서로 인접하게 배치된다.

특히 바람직한 실시예에서, 측정 장치는 증명서 또는 시트, 특히 은행 지폐의 자기 구조들을 검출하기 위해 설계되고, 센서 라인을 지나는 측정 평면에서 적어도 센서 라인에 인접한 영역에서, 증명서 또는 시트를 이동시키는 적합한 수단을 갖는다. 측정 평면은 테스트될 때 증명서 또는 시트를 포함하는 평면이다. 다른 한 편으로, 센서 측정 평면은, 대응하여 설계된 자기 저항 센서 요소가 그 주위 환경들의 특성들을 측정할 수 있는 평면이다. 센서 측정 평면은, 측정에 효과적인 센서 요소의 요소들이 위치되고 상기 요소들에 영향을 주는 자계의 특성들을 측정하는 평면이다. 측정 평면은 센서 측정 평면으로부터 멀리 약간의 거리에 위치된다. 하지만, 측정 평면을 통해 테스트될 측정 물체의 이동은 센서 측정 평면에서 센서 요소들에 영향을 주는 자계에서의 변화를 야기한다. 이에 따라 센서 측정 평면에서 센서 요소에 영향을 주는 자계의 특성들에서의 변화의 감시는 이에 따라 상태들, 예를 들어 측정 평면을 통과하여 자화될 수 있는 자기 물질 또는 물질에 관한 결론들이 이루어지도록 한다. 증명서 또는 시트를 이동시키는데 적합한 메커니즘들은 특히, 증명서 또는 시트가 유지될 수 있는 롤러 갭을 형성하는 롤러들을 포함한다. 그러한 롤러들의 2개의 그룹들이 사용되고 각 그룹의 롤러들 사이에 형성된 롤러 갭들이 서로에 대해 이에 따라 정렬되면, 증명서 또는 시트는 센서 라인의 전방에 있는 평면에서 롤러들의 2개의 그룹들 사이에서 이동될 수 있다. 마찬가지로, 증명서 또는 시트는 컨베이어 벨트, 예를 들어 고무 표면을 갖는 컨베이어 벨트 또는 센서 라인을 지나 부직포로 구성되는 컨베이어 벨트 상에서 이동될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 측정 장치는 센서 라인을 지나, 센서 라인에 인접한 적어도 하나의 영역에서의 측정 평면에서 증명서 또는 시트를 이동시키기 위한 메커니즘을 갖는다. 이러한 바람직한 실시예에서, 이에 의해 생성된 자계에 영향을 주는 사전 자화 자석의 특성들, 및 센서 라인에 대한 그 배치는, 사전 자화 자석에 의해 생성된 자계의 자계 세기가 센서 라인의 하나의 사이트보다 측정 평면의 사이트에서의 직교 좌표 시스템의 모든 방향들에서 더 크도록 선택된다. 본질적으로 센서 측정 평면으로서 표시된 평면에서 그 주위 환경들의 자기 특성들만을 측정할 수 있는 센서 요소가 사용되는 실시예들에서, 이러한 바람직한 실시예에서, 사전 자화 자석에 의해 생성된 자계의 자계 세기는 센서 측정 평면의 하나의 사이트보다 측정 평면의 사이트에서의 직교 좌표 시스템의 모든 방향들에서 더 클 수 있다.

특히 바람직한 실시예에서, 사전 자화 자석은 제 1 사전 자화 자석을 형성하고, 제 2 사전 자화 자석은, 제 1 사전 자화 자석이 센서 라인으로부터 멀어지는 일부 거리에 배치되는 방향에 반대인 방향으로 센서 라인으로부터 일부 거리에 배치되도록 제공된다. 이것은 측정 방향에 대해 이동하는 증명서 또는 시트의 판독 방향에 독립적인 검출을 가능하게 한다. 더욱이, 지지 자계 상의 사전 자화의 영향은 그러한 유형의 실시예에 의해 감소될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 센서 라인, 사전 자화 장치, 및 지지 장 장치는 하나의 하우징에 일체화된다. 센서 라인, 사전 자화 장치, 및 지지 장 장치가 하나의 인쇄 회로 보드 상에 일체화되는 것이 특히 바람직하다. 하지만, 사전 자화 장치 및/또는 지지 장 장치는 또한 하우징의 구성요소일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 하우징은 센서 라인 및/또는 사전 자화 장치를 마모로부터 보호하기 위해 보호 시트를 부착하기 위한 장치를 갖는다.

바람직한 실시예에서, 센서 라인은 적어도 2개의 센서 요소들을 갖는다. 각 센서 요소들은, 센서 요소가 센서 신호를 방출하도록 사용하는 적어도 하나의 신호 라인을 갖는다. 이러한 바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 멀티플렉서는, 센서 요소들의 신호 라인들이 루팅되게 제공된다. 멀티플렉서는 신호 라인의 센서 신호들을 처리하여, 단일 신호는 신호 라인들의 센서 신호들에 기초하여 생성된 멀티플렉서의 출력 라인에 제공될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 복수의 멀티플렉서들이 제공되고, 센서 요소들의 제 1 그룹의 신호 라인들은 제 1 멀티플렉서에 루팅되고, 센서 요소들의 제 2 그룹의 신호 라인들은 제 2 멀티플렉서로 루팅된다.

본 발명의 다른 독립적인 양상에 따라, 하나의 라인 방향으로 연장하는 적어도 하나의 자기 저항 센서 요소를 포함하는 센서 라인을 갖는 측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성들을 측정하기 위한 측정 장치가 제안되며, 이러한 측정 장치는 주위 환경들의 자기 특성들을 측정할 수 있고, 지지 장 장치 뿐 아니라 사전 자화 자석 또는 다중 사전 자화 자석들을 갖는 사전 자화 장치를 갖는 센서 라인에 걸쳐 연장하는 영역에서 자기 지지 자계를 생성할 수 있고, 적어도 하나의 사전 자화 자석은, 라인 방향에 대해 수직이고 라인 방향에 평행한 방향으로 연장하는 방향으로 센서 라인으로부터 멀어지게 일정 거리에 배치된다. 측정 장치를 통해, 센서 라인은 적어도 2개의 센서 요소들을 갖는다. 각 센서 요소는 센서 신호를 방출하기 위해 센서 요소가 사용하는 적어도 하나의 신호 라인을 갖는다. 더욱이, 적어도 하나의 멀티플렉서가 제공되며, 센서 요소들의 신호 라인들의 적어도 하나의 부분이 이러한 멀티플렉서에 루팅되고, 단일 신호가 신호 라인들의 센서 신호들에 기초하여 생성된 멀티플렉서의 출력 신호 라인에 제공될 수 있도록 루팅된 신호 라인들의 센서 신호를 처리한다.

바람직한 실시예에서, 측정 장치는 신호 검사(conditioning) 및/또는 신호 평가 메커니즘을 갖는다. 이들 신호 검사 및/또는 신호 평가 메커니즘들은 마이크로제어기 유닛에 배치될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 마이크로제어기 유닛이 제공되며, 이러한 마이크로제어기 유닛은 간섭들을 억제하기 위한 알고리즘들을 이용한다. 알고리즘은 특히, 측정 물체를 식별하거나 코드들을 해독하기 위해 설계될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 측정 장치는 각 신호 라인 및/또는 각 출력 라인에 대해 신호 검사 및/또는 신호 평가 메커니즘들을 갖는다. 각 신호 라인 및/또는 각 출력 라인은 적어도 단일-스테이지 증폭기를 갖는다. 전치 증폭기는 온도-보상될 수 있다. 전치 증폭기의 증폭 인자는 개별적으로 조정될 수 있다. 증폭기는, 특정한 대역폭이 잡음 및 다른 간섭 영향들을 최소화하기 위해 증폭되도록 설계될 수 있다. 대역폭은 또한 예를 들어, 운송되는 은행 지폐들의 속도 및 검출될 특징들의 크기에 기초할 수 있다. 신호들은 직접 방출될 수 있거나, 아날로그/디지털 변환기에서 디지털화될 수 있고, 마이크로제어기에서 처리될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 신호 라인들에서의 증폭된 또는 증폭되지 않은 센서 신호들은 연대순으로 멀티플렉서에 의해 출력 신호 라인 상에서 조합된다. 출력 신호 라인 신호는 디지털화를 위해 증폭된 또는 증폭되지 않은 형태로 A/D 변환기로 송신되고, 증폭된 또는 증폭되지 않은 형태로 마이크로제어기 유닛에서 처리될 수 있다.

측정 결과들은 다양한 포맷들로 추가 처리를 위해 다른 유닛들에 송출될 수 있다: 추가 처리를 수행하는 유닛들은 모든 측정된 특성들 - 주로 광학적이지만, 또한 기계적과 전기 및 기계 특성들 - 의 평가를 형성할 수 있다.

이를 행할 때, 추가 처리를 수행하는 유닛의 기능은 전체적으로 또는 부분적으로 측정 장치 자체에서 검출될 수 있다. 추가 처리를 수행하는 유닛은 예를 들어, 마이크로제어기 유닛의 부분으로서도 설계될 수 있다. 이러한 관점에서, 마이크로제어기 유닛은 평가를 수행할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 그리고 멀티플렉서가 사용되는 실시예들에 대한 대안으로서, 센서 라인은 각 센서 라인에 걸쳐 아날로그 신호를 생성할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 그리고 멀티플렉서가 사용되는지의 여부에 상관없이, 측정 장치는 프로토콜에 따라, 예를 들어 직렬 인터페이스의 프로토콜에 따라 또는 USB 포트의 프로토콜에 따라 디지털 신호들을 생성할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 센서 라인은 하우징에 의해 수용된다. 센서 라인이, 측정 물체와 접촉하고 측정 물체에 대해 최소량의 거리를 가능하게 하고 내-마모성이 되도록 설계되는 표면을 갖는 하우징에 의해 수용되는 것이 특히 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 센서 라인은, 측정 물체와 접촉하는 벽을 제외하고, 자기 차폐를 나타내는 벽들을 갖는 하우징에 의해 수용된다. 바람직한 실시예에서, 지지 장 장치는 센서 하우징에 일체화된다.

바람직한 실시예에서, 센서 라인은 커넥터를 이용하여 연결될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 지지 장 장치의 부분은 개별적인 브리지 저항 상의 요소로서 표시된다.

본 발명에 따른 측정 장치가 특히, 증명서들 또는 시트들이 특수한 이전에 적용된 자기 특징들을 갖는지의 여부를 체크하기 위해, 증명서들 또는 종이 시트들, 특히 은행 지폐들, 수표들, 또는 자기 특징들의 존재를 위한 다른 종이 시트들을 테스트하는데 사용되는 것이 특히 바람직하다. 응용의 추가 잠재적인 영역은 요철들 또는 물질 결점들(defects)에 대한 강자성 또는 이동된 전기적 전도성 물체들의 테스트이다.

본 발명은 본 발명의 예시적인 실시예들을 나타내는 도면들만을 이용하여 다음에 더 구체적으로 설명된다.

도 1은 제 1 실시예에 따른 개략도에서 측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성들을 축정하는 측정 장치의 사시도.
도 2는 제 2 실시예에 따른 개략도에서 측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성들을 축정하는 측정 장치의 사시도.
도 3은 센서 라인을 따라 지지 자계를 생성하기 위한 지지 장 장치의 제 1 실시예를 가지고 아래로부터 본 도 2에 따른 측정 장치의 사시도.
도 4는 도 3에 따른 측정 장치의 개략적인 측면도.
도 5는 센서 라인을 따라 지지 자계를 생성하기 위한 지지 장 장치의 제 2 실시예를 가지고 아래로부터 본 도 2에 따른 측정 장치의 사시도.
도 6은 센서 라인을 따라 지지 자계를 생성하기 위한 지지 장 장치의 제 3 실시예를 가지고 아래로부터 본 도 2에 따른 측정 장치의 사시도.
도 7은, 사전 자화 자석에 의해 생성된 자계의 자계 라인 패턴이 도시되는, 도 1로부터의 실시예에 따른 개략도에서 측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성들을 측정하는 측정 장치의 측면도.
도 8은 사전 자화 자석에 의해 생성된 자계의 자계 라인 패턴이 도시되는, 도 2로부터의 실시예에 따른 개략도에서 측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성들을 측정하는 측정 장치의 측면도.
도 9는 제 3 실시예에 따른 개략도에서 측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성들을 측정하는 측정 장치의 사시도.
도 10은 제 4 실시예에 따른 개략도에서 측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성들을 측정하는 측정 장치의 사시도.
도 11은 제 5 실시예에 따른 개략도에서 측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성들을 측정하는 측정 장치의 사시도.
도 12는, 고려되는 y-z 섹션에서 측정 상황에 영향을 주는 전체 자계의 자계 라인 패턴이 도시되는, 도 9로부터의 실시예에 따른 개략도에서 측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성들을 측정하는 측정 장치의 측면도.
도 13은 측정 장치에서 센서 요소의 주요 설정의 사시도.
도 14는 멀티플렉서, 다중 증폭기들, 아날로그/디지털 변환기, 및 마이크로제어기 유닛을 이용하는 신호 처리의 개략적인 실시예를 도시한 도면.
도 15는 멀티플렉서, 하나의 증폭기, 아날로그/디지털 변환기, 및 마이크로제어기 유닛을 이용하는 신호 처리의 개략적인 실시예를 도시한 도면.
도 16은 하나의 도면에서의 개략도에서 본 발명에 따른 측정 장치의 부분을 도시한 도면.
도 17은, 지지 자계가 횡방향도(도 17a의 상부 영역), 길이 방향 도면(도 17b의 상부 영역), 및 x-축(도 17a의 하부 영역) 및 y-축(도 17b의 하부 영역)을 따른 대응하는 자계 분배들에서 개략도에서 생성되는 본 발명에 따른 측정 장치의 지지 장 장치의 설정을 도시한 도면.
도 18은 센서 요소에 국부적으로 한정된 지지 자계가 횡방향도(도 18a의 상부 영역), 길이 방향 도면(도 18b의 상부 영역), 및 x-축(도 18a의 하부 영역) 및 y-축(도 18b의 하부 영역)을 따른 대응하는 자계 분배들에서 개략도에서 생성되는 본 발명에 따른 측정 장치의 지지 장 장치 및 사전 자화 장치의 설정을 도시한 도면.

도 1 내지 도 12는 측정 장치의 주위 환경들의 자기 특성들을 측정하기 위한 측정 장치들의 실시예들, 즉 증명서들 또는 시트들이 특수한 이전에 적용된 자기 특징들을 갖는 지의 여부를 체크하기 위해, 증명서들 또는 시트들, 특히 은행 지폐들, 수표들, 또는 자기 특징들의 존재시 다른 종이 문서들을 테스트하기 위한 측정 장치의 실시예들을 도시한다.

도 1 내지 도 12에 도시된 측정 장치들 각각은 센서 요소들(1)로 구성된 센서 라인(2)을 갖는다. 도 13에서 알 수 있듯이, 기판(3) 상의 센서 요소(1)는 윗스톤 브리지를 형성하기 위해 연결되는 자기 저항 브리지 저항들(4)을 갖는다. 외부 저항들이 사용되면, 하나의 브리지 저항(4)은 센서 요소(1)에 사용될 수 있다. 센서 요소들(1)은 그룹들, 즉 소위 센서들에 조합될 수 있다. 브리지 저항들(4)은 AMR 효과를 갖는다. 이러한 브리지 회로를 이용하여, 센서 요소(1)는 주위 환경들의 자기 특성들, 특히 자계 구성요소의 자계 세기에서의 변화를 측정할 수 있다. 도 1 내지 도 12에 도시된 센서 라인들은 라인 방향으로 서로 나란히 배치된 7개의 센서 요소들(1)을 갖는다.

가장 일반적인 용어들로 이 경우에 윗스톤 브리지는 또한, 개별적인 전위들이 서로 사이에서 그리고 기준 하프-브리지 전압에 대해 평가될 수 있는 전압 분할기들을 갖는 장치인 것으로 이해될 수 있다.

도 1 내지 도 12에 도시된 측정 장치들 각각은, 센서 라인(2)이 자기 지지 자계를 생성하는 영역에서 연장하는 지지 장 장치(5)를 갖는다.

도 1 내지 도 12는 보안 특징(9)을 갖는 가치 문서(8)를 추가로 도시한다.

더욱이, 도 1 내지 도 12에 도시된 측정 장치들 각각은 사전 자화 장치를 갖는다. 도 1 및 도 7에 도시된 실시예를 통해, 사전 자화 장치는, 라인 방향에 대해 수직이고 라인 방향에 평행한 방향으로 연장하는 방향으로 센서 라인(2)으로부터 멀리 일정 거리에 배치된 사전 자화 자석(6)을 갖는다. 도 2 내지 도 6과 도 8 내지 도 12에 도시된 실시예들은, 라인 방향에 대해 수직이고 라인 방향에 평행한 방향으로 연장하는 방향으로 센서 라인(2)으로부터 멀리 일정 거리에 배치되는 제 1 사전 자화 자석(6)을 갖는 사전 자화 장치들을 갖는다. 더욱이, 도 2 내지 도 6과 도 8 내지 도 12에 도시된 실시예들은, 제 1 사전 자화 자석(6)이 센서 라인(2)으로부터 일부 거리에 배치되는 방향에 반대인 방향으로 센서 라인(2)으로부터 멀리 일정 거리에 배치되는 제 2 사전 자화 자석(7)을 갖는 사전 자화 장치들을 갖는다.

자기 저항 센서 요소(1)는 도면들에 도시된 직교 좌표 시스템의 측정 방향(x) 및 측정 방향(y)에 의해 걸쳐진 평면에서 주위 환경들의 자기 특성들, 즉 센서 요소(1)에 영향을 미치는 자계의, 측정 방향(y)에서 향하는 자계 구성요소의 자계 세기에서의 변화를 측정한다. 자기 저항 센서 요소는 도 1 내지 도 12에 도시된 직교 좌표 시스템의 방향(x) 및 방향(z)에서 주위 환경들의 자기 특성들을 측정할 수 없다.

사전 자화 장치의 도 1에 도시된 사전 자화 자석(6)은 센서 라인(2)의 임의의 지점에서, 방향(x) 및 방향(y)의 방향으로의 자계, 방향(x) 또는 측정 방향(y)으로 지지 장 장치(5)에 의해 생성된 자계의 자계 세기보다 더 큰 방향(x) 또는 측정 방향(y)에서의 자계 세기를 갖는 자계를 생성하지 않는다. 지지 장 장치(5) 및 사전 자화 장치의 출력이 측정 방향(y)에서 활성화하는 구성요소에 대해 가능한 한 0에 가깝게 되는 것이 바람직하다. 이것은, 센서 라인(2)에 대해 사전 자화 자석(6)의 배치에 의해, 그리고 전체 센서 라인(2)을 따라 라인 방향(B)(x 방향, 또한 도 16에 비교됨)으로 연장하는 사전 자화 자석의 형태에 의해 잠재적으로 결정된다. 이러한 유형의 사전 자화 자석(6)은, 본질적으로 z 방향, 즉 음의 z 방향으로 향하는 센서 라인(2)에서의 각 지점에서 자계 세기를 갖는 자계를 생성하는 한편, 이러한 자계의 자계 세기는 y 방향 또는 x 방향에서 실질적으로 0이다.

도 7, 도 8 및 도 12는 사전 자화 자석에서의 자석의 자화 방향을 화살표(11)로 도시하고, 화살표는 각 요소에서 s 극으로부터 n 극으로의 자화 방향을 나타낸다.

도 2 내지 도 6과 도 8에서의 사전 자화 장치는 제 1 사전 자화 자석(6) 및 제 2 사전 자화 자석(7)을 갖는다. 사전 자화 자석들(6 및 7)의 배치 및 기하학적 연장으로 인해, 사전 자화 자석들(6, 7)에 의해 생성된 개별적으로 생성된 자계들의 중첩에 의해 생성된 자계는 센서 라인(2)의 각 지점에서, 잠재적으로 음의 z 방향으로 향하는 방향을 갖는다. 따라서, 중첩에 의해 생성된 자계는 센서 라인 상의 임의의 지점에서 x 방향 또는 y 방향으로 향하는 상당한 자계 세기를 갖지 않는다.

도 9, 도 10 및 도 11의 실시예에서, 사전 자화 자석들(6 및 7)은, 센서 요소들에서의 사이트에서 결과적인 자계 구성요소 양들이 이에 대해 수직으로, 즉 센서 요소의 높이 방향으로 연장하도록 배치된다. 사전 자화 자석들(6 및 7)의 결과적인 자계 구성요소들에 더하여, 자계 구성요소들은 지지 장 장치(5)에 영향을 미친다.

도 1 및 도 7에 도시된 실시예를 통해, 센서 라인(2)에 대한 사전 자화 자석(6) 및 그 배치의 이에 의해 생성된 자계 뿐 아니라 지지 장 장치(5)에 의해 생성된 지지 자계에 영향을 미치는 특성들은, 센서 요소의 높이 방향(좌표 시스템의 z 방향)이 아닌 좌표 시스템의 y 방향의 방향으로 라인 방향쪽으로 수직으로 향하는 자계 구성요소의 세기보다 센서 라인(2)을 따른 모든 위치들에서, 라인 방향(좌표 시스템에서 x 방향)으로 향하는 자계 구성요소에서의 세기가 더 큰 사전 자화 장치에 의해 생성된 지지 자계 및 자계의 중첩으로부터 중첩 자계가 초래되도록 선택된다.

도 2 내지 도 6과, 도 8 내지 도 12에 도시된 실시예들을 통해, 센서라인에 대한 사전 자화 자석들 및 그 배치의 이들에 의해 생성된 자계 뿐 아니라 지지 장 장치에 의해 생성된 지지 자계에 영향을 미치는 특성들은, 센서 요소의 높이 방향(좌표 시스템의 z 방향)이 아닌 좌표 시스템의 y 방향의 방향으로 라인 방향쪽으로 수직으로 향하는 자계 구성요소의 세기보다 센서 라인(2)을 따른 모든 위치들에서, 라인 방향(좌표 시스템에서 x 방향)으로 향하는 자계 구성요소에서의 세기가 더 큰 사전 자화 장치에 의해 생성된 지지 자계 및 자계의 중첩으로부터 중첩 자계가 초래되도록 선택된다.

도 3에 도시된 지지 장 장치를 통해, 지지 장 장치는 개별적인 영구 자석들의 장치에 의해 형성된다. 도 5에 도시된 지지 장 장치에서, 지지 장 장치는 극 스트립에 의해 형성된다. 도 6에 도시된 지지 장 장치에서, 지지 장 장치는 단일 자석에 의해 형성된다.

도 1 내지 도 6과 도 9 내지 도 12는 자기 보안 특징(9)을 갖는 은행 지폐(8)를 도시한다. 은행 지폐는 측정 장치를 지나는 라인 방향(도 1 내지 도 8에서 음의 y 방향, 그리고 도 9 내지 도 12에서 음의 z 방향)에 대해 수직으로 이동한다. 이를 행할 때, 하드 자기 물질을 초기에 완전히 자화하는 사전 자화 자석(6)을 지나게 초기에 이동된다. 후속하여, 은행 지폐(8) 및 하드 자기 물질(9)이 추가로 이동된다. 현재 자화된 하드 자기 물질은 주위 환경들에서 자계를 생성한다. 이러한 자계는 지지 장 장치(5)에 의해 생성된 자계와 센서 라인에서의 사전 자화 장치에 의해 생성된 자계를 가지고 센서 라인(2)의 센서 요소들(1)의 영역에서 중첩한다. 하드 자기 물질에 의해 생성된 자계를 지지 장 장치 및 사전 자화 장치의 영구 자계들 상에 중첩하는 것은 센서 라인(2)의 센서 요소들(1)에서 자계의 변화를 야기하고, 이것은 자기 저항 센서 요소들(1)에 의해 결정될 수 있다. 이러한 방식으로, 측정 장치는 은행 지폐(8) 상에서 하드 자기 구조(9)의 존재를 결정할 수 있다. 은행 지폐(8)가 추가로 소프트 자기 구조들을 가지면, 이들 소프트 자기 구조들은 이상적인 경우에, 특히 소프트 자기 구조가 센서 라인(2)에 가까이 위치되는 경우 측정 장치의 영역에서, 사전 자화 자석/사전 자화 자석들의 자계에 의해 완전히 포화된다. 포화된 소프트 자기 구조에 의해 생성된 자계는 하드 자기 물질에 의해 생성된 자계와, 지지 장치 및 사전 자화 장치의 영구 자계들과 추가로 중첩하여, 센서 라인(2)의 센서 요소들(1) 및 자계에서의 변화를 초래하고, 이 변화는 자기 저항 센서 요소들(1)에 의해 결정될 수 있다.

도 14는 신호 처리의 개략적인 실시예를 도시한다. 각 센서 요소(2)는 신호 라인(17)을 통해 출력 신호가 멀티플렉서(12)에 생성되는 증폭기(13)에 제공되는 센서 신호를 제공한다. 증폭된 센서 신호들은 연대순으로 하나의 출력 신호 라인(16) 상에서 멀티플렉서(12)에 의해 조합된다. 출력 신호 라인은 제 2 증폭기 스테이지(13)에서, 디지털화를 위해 증폭된 또는 증폭되지 않은 형태로 A/D 변환기(14)에 송신되고, 마이크로제어기 유닛(15)에서 처리된다. 마이크로제어기 유닛(15)은 제어 라인(18)을 통해 멀티플렉서(12)를 제어한다.

도 15는 신호 처리의 다른 실시예를 도시한다. 센서 요소(2)의 각 센서 신호는 신호 라인(17)을 통해, 증폭되지 않은 형태로 멀티플렉서(12)에 제공된다. 증폭되지 않은 센서 신호들은 연대순으로 하나의 출력 신호 라인(16) 상에서 멀티플렉서(12)에 의해 조합된다. 출력 신호 라인 신호는 이 후 증폭기 스테이지(13)에서, 디지털화를 위해 증폭된 형태로 A/D 변환기(14)에 송신되고, 마이크로제어기 유닛(15)에서 처리된다. 마이크로제어기 유닛(15)은 제어 라인(18)을 통해 멀티플렉서(12)를 제어한다.

도 16은 x 축을 따라 배치되는 센서 요소들을 도시한다. 라인 B는 센서 측정 평면을 통해 x 축에 평행하게 연장한다. 라인 A는 센서 측정 평면을 통해 y 방향을 따라 라인 B에 수직으로 연장한다.

센서 라인, 이에 따라 자기 저항 센서 요소들(1)의 라인의 길이는 취해질 측정에 의존한다. 특히, 사용된 센서 요소들(1)의 수는 측정 작업, 즉 본질적으로 측정될 물체의 폭에 의존한다. 유로 은행 지폐들을 측정하기 위해, 센서 라인은 예를 들어, 10개 이상, 또는 특히 바람직하게 20개 이상, 주로 28개의 센서 요소들(1)을 가질 수 있고, 100개 이상, 예를 들어 168개의 센서 요소들(1)이 특히 바람직하다.

측정 장치에 대한 자계 구성요소들의 패턴은 이제 도 17 및 도 18을 이용하여 도시될 것이다. 도 17 및 도 18은 또한 예를 들어 도 8에 반영된 바와 같이 지지 장 장치(5)의 가능한 설계를 도시한다. 지지 장 장치(5)는, 라인 방향으로 향하는 자계 구성요소를 갖고 센서 라인(2)에서의 자계 세기가 라인 방향으로 변하는 자계를 생성하는데 사용될 수 있다.

도 18은, 도 17에 도시된 지지 장 장치(5)가 사전 자화 자석들(6 및 7)을 갖는 사전 자화 장치와 함께 사용되는 센서 라인(2)의 바람직한 실시예를 도시한다.

도 17a의 상부 영역은 좌측으로부터 우측으로 연장하는 센서 라인(2)의 섹션을 형성하는 라인 B를 따라 배치된 센서 요소들(1)을 도시한다. 도 17b의 상부 영역은 도 17a의 상부 영역에 매칭하는 대응하는 길이 방향 섹션을 도시한다.

도 17에서의 지지 장 장치(5)는 센서 요소들(1) 아래에 배치되는 복수의 (지지 자계) 자석들(19)을 갖는다. 이것은, 측정 물체, 예를 들어 가치 문서(8)가 도 17에 도시된 센서 라인 위에서 이동되고, 지지 장 장치의 자석들(19)이 반대편, 즉 센서 라인의 아래에 할당되는 것을 의미한다. 센서 요소들(1)은 적어도 하나의 브리지 저항(4)을 갖는다.

도 17에 도시된 지지 장 장치(5)에서, 자석들(19)은 동일한 방식으로 정렬된다. 자석들(19)의 각각의 n 극은 우측으로 향하고, 이것은 각 자석들(19)에서 화살표로 표시된다.

지지 자계 자석들(19)의 배치에 의해 생성된 자계 분배는 도 17a 및 도 17b의 하부 영역들에 도시된다.

도 17a의 하부 영역은 x 및 z 방향들을 따라 지지 장 장치(5)의 2개의 자계 구성요소들을 도시하며, 이들은 사인형의 위상-시프트된 패턴으로 향한다. 지지 장 장치(5)의 자계 구성요소는 z 방향에서 0이다.

도 17b는 지지 장 장치(5) 및 라인 A를 따른 길이 방향 섹션에 대한 자계 분배를 도시한다. 지지 자계 구성요소(Hx)는 y 방향을 따른 종속성을 도시하는 한편, 2개의 다른 구성요소들은 0이다.

도 18은 도 17에 도시된지지 장 장치(5)를 도시하지만, 도 1 내지 도 8에 기재된 바와 같이 사전 자화 장치를 포함하도록 보충되었고, 사전 자화 자석들(6 및 7)을 가질 수 있다. 도 18a의 상부 영역은 단면을 도시한다. 2개의 사전 자화 자석들(6, 7)은 센서 요소(1)의 좌측 및 우측에 대칭적으로 배치된다(또한 도 18b를 참조). 지지 자계 자석들(19)은 센서 요소(1) 아래에 배치된다.

도 18a의 하부 영역은 자계 구성요소들의 대응하는 분배를 개략적으로 도시한다. 사전 자화 장치의 자계 및 지지 장 장치(5)의 자계를 포함하는 중첩 자계의 Hx 및 Hy 구성요소들의 분배는 본질적으로 지지 장 장치(5) 단독의 자계의 Hx 및 Hy 구성요소들의 분배에 대응하는 한편, 지지 장 장치의 Hz 구성요소는 사전 자화 자석들(6, 7)로부터의 출력에 의해 중첩된다. 중첩 자계의 Hx 및 Hy 구성요소들의 영향은 적거나, 거의 영향 없다.

도 18b의 상부 영역은 도 18a에 대한 대응하는 길이 방향 섹션을 도시한다. 도 18b의 하부 영역은 중첩 자계를 도시한다. 중첩 자계의 자계 구성요소(Hz)는 라인 A을 따라 복소수 패턴을 나타낸다. 그 값은 사전 자화 자석들(6, 7) 위에서 매우 크다(양이다). 센서 요소(1) 위에 큰 음의 값이 있다. x 방향으로의 자계 구성요소의 패턴은 본질적으로 사전 자화 자석들(6, 7)의 추가 자계 출력에 의해 영향을 받지 않고, 도 17a에서와 거의 동일하다.

도 17 및 도 18은, 센서 요소들(9)의 에지들의 영역에서 라인 방향 B에서의 자계 세기 패턴이 제로-교차 또는 최대 또는 최소를 갖지 않는 것을 도시한다. 도 17 및 도 18에 도시된 실시예를 통해, 자계 세기 패턴은 센서 요소(1)의 중심에서 최대 및/또는 최소와, 2개의 센서 요소들(1) 사이의 제로-교차를 갖는다.

도 17 및 도 18의 배치에 대한 자계 구성요소들의 패턴은 도 1에 도시된 사전 자화 자석(6)을 갖는 측정 장치에 관한 언급이 이루어지도록 한다. 도 1에 도시된 사전 자화 자석(6)은, 센서 라인(2)에서의 각 지점에서, 본질적으로 z 방향, 즉 음의 z 방향으로 향하는 자계 세기를 갖는 자계를 생성하는 한편, 이러한 자계의 자계 세기는 y 방향 또는 x 방향으로 실질적으로 0이다. 도 1에 도시된 사전 자화 장치의 설정이 도 17 및 도 18과 연계하여 설명된 지지 장 장치와 조합되면, 지지 장 장치(5)가, x 방향(라인 방향)으로 향하는 자계 구성요소의 자계 세기가 양의 최대값과 음의 최대값 사이에서 변동하는 자계를 생성하는 것이 명백하다. 심지어 지지 장 장치(5)를 통해서도, 라인 방향(x 방향)으로 향하는 자계 구성요소가 값 0을 간주하는 지점에서, 라인 방향으로 향하는 자계 구성요소의 값은 라인 방향으로 향하는 사전 자화 장치의 대응하는 자계 구성요소의 값에 대응한다 - 즉, 양쪽 구성요소들은 0의 값을 간주한다. 하지만, 도 17 및 도 18에 도시된 패턴은, 지지 장 장치(5)에 의해 생성된 자계 구성요소가 또한 라인 방향으로 0보다 크고 0 미만인 값들을 갖는다는 것을 나타낸다. 중첩 자계의, 라인 방향으로 향하는 자계 구성요소의 자계 세기는 이에 따라 이러한 방향으로 지지 장 장치에 의해 생성된 자계 구성요소의 자계 세기에 대응한다. 이러한 방향으로 사전 자화 장치에 의해 생성된 자계의 출력은 0이다. 마찬가지로, 이러한 방향으로 사전 자화 장치의, y 방향으로 향하는 자계 세기의 출력은 0이다.

Claims (10)

1. 라인 방향으로 연장하는 적어도 하나의 자기 저항 센서 요소(1)를 포함하는 센서 라인(2)을 갖는 측정 장치의 주위 환경들(surroundings)의 자기 특성들을 측정하기 위한 측정 장치로서, 상기 측정 장치는 주위 환경들에서 자기 특성들을 측정할 수 있고, 센서 요소(1)는 폭과 길이와 높이를 갖고, 상기 높이는 상기 폭보다 작고, 상기 높이는 상기 길이보다 작고, 상기 라인 방향은 상기 센서 요소(1)의 폭 방향 또는 상기 길이 방향으로 향하고, 지지 장 장치(5)는 상기 센서 라인(2)이 연장하는 영역에서 자기 지지 장(magnetic support field)를 생성하고, 사전 자화 장치는 사전 자화 자석(6) 또는 다중 사전 자화 자석들(6, 7)을 갖고, 적어도 하나의 사전 자화 자석(6, 7)은 상기 라인 방향에 수직이고 상기 라인 방향에 평행한 방향으로 연장하는 일부 거리에 배치되는, 측정 장치에 있어서,
   - 자기 저항 센서 요소(1)는 본질적으로 직교 좌표 시스템의 2개의 수직 측정 방향들에 의해 걸쳐진 센서 측정 평면으로서 특징되는 하나의 평면, 또는 직교 좌표 시스템의 측정 방향으로서 특징되는 하나의 방향으로 상기 자기 저항 센서 요소의 주위 환경들의 자기 특성들만을 측정할 수 있고,
   - 하나의 사전 자화 자석(6)으로만 구성된 사전 자화 장치를 통해, 상기 지지 장 장치(5)에 의해 발생된 상기 지지 장(support field) 뿐만 아니라 상기 사전 자화 자석에 의해 발생된 상기 자기 장에 영향을 주는 상기 사전 자화 자석(6)의 특성과 상기 센서 라인(2)에 대한 상기 사전 자화 자석의 배치가 선택되도록 하여, 중첩 자기 장이 상기 사전 자화 장치에 의해 발생된 상기 지지 장과 상기 자기 장의 중첩으로 생성되어, 상기 라인 방향으로 향하는 상기 장 구성요소 내 상기 중첩 자기장의 세기는, 상기 센서 라인(2) 상의 적어도 하나의 위치에서, 상기 센서 요소(1)의 높이 방향이 아닌 상기 라인 방향을 향하여 수직으로 향하는 상기 장 구성요소의 세기보다 크고, 또는
   - 다중 사전 자화 자석들(6, 7)로 구성된 사전 자화 장치를 통해, 상기 지지 장 장치(5)에 의해 발생된 지지 장(support field) 뿐만 아니라 다중의 사전 자화 자석들에 의해 발생된 상기 자기 장에 영향을 주는 상기 사전 자화 자석(6, 7)의 특성과 상기 센서 라인(2)에 대해 상기 사전 자화 자석들(6, 7)의 배치가 선택되도록 하여, 중첩 자기장이 상기 사전 자화 장치에 의해 발생된 상기 지지 장과 상기 자기 장의 중첩으로 생성되어, 상기 라인 방향으로 향하는 상기 장 구성요소의 상기 중첩 자기장의 세기는, 상기 센서 라인(2) 상의 적어도 하나의 위치에서, 상기 센서 요소(2)의 높이 방향이 아닌 상기 라인 방향을 향하여 수직으로 향하는 상기 장 구성요소의 세기 보다 큰 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
2. 제1항에 있어서, 사전 자화 장치는 제 1 사전 자화 자석(6) 및 제 2 사전 자화 자석(7)을 갖고, 제 2 사전 자화 자석(7)은 제 1 사전 자화 자석(6)이 센서 라인(2)으로부터 일부 거리에 배치되는 반대 방향인 방향으로 센서 라인(2)으로부터 일부 거리에 배치되는 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 센서 라인(2) 및 지지 장 장치(5)는 인쇄 회로 보드 상에 배치되는 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 센서 라인(2), 지지 장 장치(5), 및 사전 자화 장치들의 적어도 하나의 사전 자화 자석(6, 7)은 인쇄 회로 보드 상에 배치되는 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 장 장치(5)는, 라인 방향에 대해 수직인 방향으로 향하는 두께가 라인 방향에 대해 수직인 제 2 방향으로의 폭보다 더 작은 영구 자석 층을 갖는 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
6. 제5항에 있어서, 지지 장 장치(5)는 주기적인 자화를 갖는 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 지지 장 장치(5)는, 공통 자화 방향을 갖는 영구 자석들의 배치를 갖고, 또는 지지 장 장치는 자화의 교대로 되는 방향을 갖는 영구 자석들의 배치를 갖는 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 라인(2)은 적어도 2개의 센서 요소들(1)을 갖고, 각 센서 요소(1)는 적어도 하나의 신호 라인을 갖고, 상기 적어도 하나의 신호 라인을 통해 상기 센서 요소(1)는 센서 신호를 방출하고, 적어도 하나의 멀티플렉서(12)는, 상기 센서 요소들(1)의 신호 라인의 적어도 일부분이 루팅(routed)되고 루팅된 신호 라인들의 센서 신호들을 직접 처리하거나 전치 증폭되게 제공되어, 단일 신호가 신호 라인들의 센서 신호들에 기초하여 생성된 멀티플렉서(12)의 출력 신호 라인에 제공될 수 있는 것을 특징으로 하는, 측정 장치.
9. 센서 라인(2)을 갖는 측정 장치 주위 환경의 자기 특성을 측정하기 위한 측정 장치로서, 상기 센서 라인은 사전 자화 자석(6) 또는 다중 사전 자화 자석들(6, 7)을 가지는 사전 자화 장치뿐만 아니라 상기 센서 라인(2)에 걸쳐 연장되는 영역으로, 지지 장 장치(5)와 함께, 자기 지지 장을 발생할 수 있고 자기 저항 센서 요소의 주위 환경의 자기 특성을 측정할 수 있는 하나의 라인 방향으로 연장되는 적어도 하나 이상의 자기 저항 센서 요소(1)를 포함하고, 적어도 하나의 사전 자화 자석(6, 7)은 상기 라인 방향에 평행한 방향으로 연장되고 상기 라인 방향에 대하여 수직인 방향으로 상기 센서 라인(2)으로부터 이격된 거리로 배치되는, 측정 방법에 있어서,
   상기 센서 라인(2)은 적어도 2개의 센서 요소들(1)을 가지고, 각 센서 요소(1)는 적어도 하나의 신호 라인을 가지고, 상기 신호 라인을 통하여 상기 센서 요소(1)는 센서 신호를 방출하고, 상기 센서 요소들(1)의 적어도 일부의 상기 신호 라인들이 루팅되고 직접 또는 전치 증폭되게 루팅된 상기 신호 라인들의 상기 센서 신호들을 프로세스하는 적어도 하나의 멀티플렉서(12)가 제공되어, 신호 라인들의 상기 센서 신호들에 기초하여 발생되는 단일 신호가 상기 멀티플렉서(12)의 출력 신호 라인으로 제공될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는, 측정 방법.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 센서 신호를 증폭하는 증폭기(13)는 적어도 하나의 신호 라인에 제공되는 것을 특징으로 하는, 측정 장치.

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