DE4090509C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Kodiereinrich­ tung zur Durchführung der Positions- bzw. Lagebestimmung durch Umwandlung der Veränderung des Magnetfeldes in ein elek­ trisches Signal unter Anwendung von Elementen mit magnetischer Widerstandswirkung durch Veränderung des elektri­ schen Widerstandes durch das Magnetfeld, insbesondere bezieht sie sich auf die Verbesserung der magnetischen Kodiereinrich­ tung, um die Exaktheit der Signalanzeige zu verbessern.

Der sehr exakte Positionssensor oder Rotations- bzw. Drehsensor (nachfolgend als Rotationssensor bezeichnet) ist auf umfangrei­ chen technischen Gebieten der NC-Werkzeugmaschinen, Roboter, OA- Instrumente, Video-Bandaufnahmegeräte usw. erforderlich. Auf diesen industriellen Gebieten erfolgt die Anwendung zahlreicher Servomotoren und Rotations-Kodiereinrichtungen. Bei der Entwick­ lung der OA- und FA-Technologien sind Sensoren mit höherer Be­ triebsgeschwindigkeit und Zuverlässigkeit erforderlich. Unter diesen Umständen wird zum Beispiel der herkömmliche optische Typ vielfach als Rotationssensor verwendet, er ist aus solchen Fak­ toren wie Photozelle oder LED-Diode, nämlich Halbleiterelementen, zusammengesetzt, wobei diese gegenüber Staub nicht wider­ standfähig sind und eine unzureichende Beständigkeit bei ei­ ner Temperaturveränderung aufweisen. Optische Sensoren zeigen auch Mängel der zahlreichen Bauteile und komplizierte Strukturen.

Folglich wurden in den letzten Jahren magnetische Typen unter Anwendung magnetischer Widerstandswirkungen entwickelt und diese Typen zeigen eine größere Exaktheit der Anzeige und Stabili­ tät gegenüber der Temperatur, wobei sie gegenüber Staub wider­ standsfähig sind, womit sie schrittweise auf vielen Gebieten an­ gewendet werden.

Fig. 5 zeigt eine schematische Schrägansicht im Schnitt als Bei­ spiel des herkömmlichen magnetischen Rotationssensors, in dieser Zeichnung ist die Rotationstrommel 51 mit einer Struktur aufge­ baut, die sich um den Rotationsschaft 52 dreht, zum Beispiel in der mit dem Pfeil gekennzeichneten Richtung. Die Schicht mit dem Magnetaufzeichnungsmedium ist um die Rotationstrommel 51 herum vorgesehen und die Magnetisierung ist als wechselseitiges Auf­ treten der NS-Magnetpole auf der Oberfläche des Trommelumfangs angegeben. Diese Schicht des Magnetaufzeichnungsmediums kann zum Beispiel ein Magnetfilm wie γ-Eisen usw. oder gefiedert sein, wie zum Beispiel Strontiumferrit usw.

In Übereinstimmung mit der Exaktheit der Anzeige erfolgt eine Magnetisierung von mindestens mehr als einem geeignet ausgewähl­ ten Magnetpol. Wenn es einige hundert bis einige tausend magne­ tisierte Magnetpole gibt, bildet folglich die Breite des Magnet­ pols einen ziemlich engen Mikromagnet.

Der Magnetsensor 53, der gegenüber der magnetisierten Oberfläche der Rotationstrommel 51 angeordnet ist, ist mit einer Einheit 54 eines magnetischen Widerstandselements versehen. Der Magnetsensor 53 wird innerhalb eines bestimmten Abstan­ des G zur Rotationstrommel 51 im Wirkungsbereich des Magnet­ feldes des Magnetmagnet angeordnet. Durch diese Strukturen wird bei der Rotation der Rotationstrommel 51 der Magnetfeldverlust auf der Oberfläche der Trommel mit der Rotation der Magnettrom­ mel 51 auf die Einheit 54 des Elementes mit magnetischer Wi­ derstandswirkung gerichtet, die entgegengesetzt angeordnet ist, wodurch jedes magnetoempfindliche Profil an der Einheit 54 des Elementes mit magnetischer Widerstandswirkung zur elektromagne­ tischen Umwandlung der Stärke des Magnetfeldverlustes an der Eingangsoberfläche in eine Veränderung des Widerstandswertes des Profils beiträgt, folglich wird ein elektrisches Signal abgege­ ben, und es können die Rotationsgeschwindigkeit und -position angegeben werden.

Die herkömmlich verwendete in Fig. 5 gezeigte magnetische Ko­ diereinrichtung wird wie bereits erwähnt mit im bestimmten Ab­ stand G entgegengesetzt angeordneter Magnettrommel, als Einrich­ tung zur wiederholten Erzeugung eines Signals, und Magnetsensors in paralleler Form ohne Kontakt angewendet. Die Einheit des Elementes mit magnetischer Widerstandswirkung des Magnetsensors ist aus einer Vielzahl magnetoempfindlicher Profile, die elektrisch leitend verbunden sind, zusammengesetzt. Mit dieser oben genannten zu­ sammengesetzten Kodiereinrichtung ist es zum Beispiel möglich, eine sofortige und exaktere Anzeige der Position von sich bewe­ gendem Material und/oder der Rotationsgeschwindigkeit von Moto­ ren, zum Beispiel numerisch gesteuerten (NC)-Prozessoren oder Robotern vorzunehmen.

Während bei den oben genannten Systemen in letzter Zeit ver­ schiedene Funktionen und größere Exaktheit gefordert werden, werden bei Anzeigeinstrumenten Kompaktheit und große Leistungen als auch sehr exakte Wirkungen gefordert, zum Beispiel wird bei der magnetischen Kodiereinrichtung die Anzeige von hoher und ge­ ringer Rotationsgeschwindigkeit und/oder der Position usw. mit großer Exaktheit gefordert. Zur Erfüllung dieser Forderungen ist es erforderlich, das Ausgangssignal mit unterschiedlicher Pulszahl zu erzeugen. Da die herkömmliche ma­ gnetische Kodiereinrichtung, wie es oben erwähnt wurde, haupt­ sächlich mit einer Magnetpollinie auf der Außenoberfläche der Rotationstrommel versehen ist, kann sie in dieser Form die oben genannte Forderung nicht erfüllen; auch die Erfüllung der oben genannten Forderung durch Kombination einer Vielzahl magneti­ scher Kodiereinrichtungen würde zu komplizierten Strukturen des gesamten Systems mit zahlreichen Teilen führen. Somit gibt es Probleme, die der Forderung nach kompaktem Aufbau entgegenstehen.

Dieses Problem wurde, so wie es in Fig. 10 gezeigt ist, gelöst durch eine magnetische Kodiereinrichtung mit Merkmalen nach Anspruch 1.

Mit diesem Aufbau können Ausgangssignale mit unterschiedlichen Pulszahlen induziert werden. So wird zum Beispiel für eine Rotation mit hoher Ge­ schwindigkeit eine geringe Pulszahl und für eine Rotation mit geringer Geschwindigkeit eine hohe Pulszahl angewendet, wodurch jeweils eine sehr exakte Anzeige vorgenommen werden kann. Unter Anwendung dieser Verfahren kann eine gleichzeitige Anzeige der Signale mit geringer Pulszahl und hoher Pulszahl erfolgen, wo­ durch der spätere Schaltungsablauf eine weitere Synthese zu einem noch exakteren Pulssignal vornehmen kann.

Als Ergebnis der verschiedenen Überprüfungsversuche zeigten sich jedoch die folgenden Probleme, wenn die Inkrementphasen I₁, I₂, I₃ mit unterschiedlichen Magnetpolen auf der gleichen Rotation­ trommel wie oben angeordnet sind. Wie es in der schematischen Fig. 11(a) und (b) gezeigt ist, bedeutet dies, daß zahlreiche Magnetpole mit geringerem Abstand zwischen den Polen schritt­ weise zu kürzeren Reichweiten des wirksamen Magnetflusses Φ führten, selbst wenn die magnetischen Eigenschaften des Magnet­ aufnahmemediums selbst die gleichen waren. Folglich erscheint der Wert des am magnetischen Widerstandselements hervorgerufenen Ausgangssignals unterschiedlich. Zum Beispiel zeigt die Signal­ wellenform, die von den magnetischen Widerstandselementen a₁ und b₁ angezeigt wird, die im gleichen Abstand x von der Ober­ fläche des Mediums angeordnet sind, die Formen wie im gleichen Dia­ gramm (a′) und (b′), und die Größe der Signalwellenform und die Art der Wellenform und der Verzerrung der Wellenform sind unter­ schiedlich, somit ist eine Anwendung für praktische Zwecke schwierig, und es entstand ein Problem, da keine magnetische Kodiereinrichtung für Präzisionsinstrumente, wie sie oben er­ wähnt ist, realisiert werden konnte.

Zur Erreichung der oben genannten Aufgabe weist die Erfindung die Besonderheit der entgegengesetzten Anordnung des oben ge­ nannten Elementes mit magnetischer Widerstandswirkung und der Magnetpollinie in einem Intervall oder Abstand auf, so daß dem oben genannten Profil der magnetischen Kodiereinrichtung mit dem stark magnetischen dünnen Film ein Magnetfeld eingegeben werden kann, das geringer als das anisotrope Magnetfeld durch Bildung einer Profilierung ist. Hierbei weist die magnetische Kodiereinrichtung Magnetsensoren aus einer Vielzahl von Elementen mit magnetischer Widerstandswirkung auf, wobei die Aufbaufaktoren des Profils mit dem stark magnetischen dünnen Film die magnetischen Widerstandswir­ kungen bedingen. Ferner weist sie eine Einrichtung zur wiederholten Erzeu­ gung von Magnetsignalen auf, die eine Vielzahl von Magnet­ pollinien hat, die mit unterschiedlichen Höhen magnetisiert sind.

Das heißt, daß die Erfindung die Besonderheiten aufweist, daß sie bei der Anordnung der Magnettrommel in einem bestimmten Abstand technische Maßnahmen vorsieht, um auf der Oberfläche der Elemente mit magnetischer Widerstandswirkung ein Magnetfeld durch Außeneingabe zu bilden, das geringer als das anisotrope Magnet­ feld durch Profilierung ist, um keine Verzerrung der Wellenform des Ausgangssignals hervorzurufen. Hierzu ist die magnetische Kodier­ einrichtung so angeordnet, daß sie sich im Verhältnis zum oben genannten Magnetmaterial usw. für das Element mit magneti­ scher Widerstandswirkung in einem bestimmten Intervall oder Ab­ stand entgegengesetzt zur oben genannten Magnetpollinie inner­ halb des Wirkungsbereiches des Magnetfeldes der Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes bewegen kann, da das Magnetmaterial mit Magnetpollinien, wie der Inkrementphase usw. versehen ist, die bei der Einheit des Elementes mit magnetischer Widerstands­ wirkung zum Auftreten einer Vielzahl von Magnetpolen auf der Oberfläche in relativer Bewegungsrichtung gebildet werden.

Fig. 7 zeigt ein Diagramm, das die Signalanzeige durch das Ele­ ment mit magnetischer Widerstandswirkung beschreibt. Wie es in Fig. 7(a) gezeigt ist, zeigt bei einem magnetoempfindlichen Profil, das aus einem dünnen stark magnetischen Film mit magne­ tischer Widerstandswirkung besteht, wenn das Magnetfeld H von außen in einer rechtwinkligen Richtung zur Längsrichtung des Profils eingegeben wird, der Widerstandswert zwischen beiden Seiten A und B des Profils die Veränderungen der Werte, wie sie in Fig. 7(b) gezeigt sind. Hk′ bedeutet hier das anisotrope Ma­ gnetfeld durch Profilierung und wird durch die folgende Formel ausgedrückt:

Hk′ = H_D + Hk⁰

H_D = (4 π Ms) t/W

worin
Hk⁰: das anisotrope Magnetfeld des Magnetfilmes,
H_D: das entmagnetisierende Feld,
4 π Ms: die Sättigungs-Magnetisierung des Magnet­ filmes,
t: die Filmdicke des Magnetfilmes,
W: die Breite des magnetoempfindlichen Profils darstellen,
Han bezeichnet dabei die Halbwertsbreite des in Fig. 7(b) darge­ stellten, durch eine Glockenfunktion charakterisierbaren Zusammen­ hanges zwischen der relativen Widerstandsänderung ΔR/R des Magnetwiderstandes und dem traversalen magnetischen Feld H.

Auf der anderen Seite ist die Stärke des Magnetfeldes durch magnetischen Streufluß, der zur Rotationszeit der Magnettrommel an der Position X im Abstand x von der Oberfläche der Magnettrommel er­ halten wird, so wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Diese Wirkungs­ größe hängt deutlich vom Abstand x ab.

Folglich wird (vgl. Fig. 6(a)) in diese Struk­ tur in jedes magnetoempfindliche Profil des Elementes mit magne­ tischer Widerstandswirkung durch die Trommelrotation periodisch ein Oberflächenmagnetfeld eingegeben, wodurch sich der Wider­ standwert, wie in Fig. 6(b) gezeigt, mit dem Abstand zwischen der Magnetpollinie und dem ma­ gnetoempfindlichen Profil in jedem Widerstandselement MR₁ und MR₂ in der äquivalenten Schaltung ändern (Fig. 9), und das Mittelpunktspoten­ tial e₀ erhält eine periodische Signalamplitude. Eine größere Magnetfeldeingabe wie in C erschwert hier die Exaktheit des Signals durch Verzerrung der Signalwellenform, dies läßt sich jedoch sehr schwer in der nachfolgenden Schaltungstechnik berücksichtigen. Eine zu geringe Magnetfeldeingabe wie in A führt zum Erhalt einer ge­ ringen Signalwellenform, dies läßt sich ebenfalls schlecht durch die nachfolgende Schaltungstechnik berücksichtigen.

Folglich werden bei nahezu gleichem Niveau des Höchstwertes der Magnetfeldeingabe bei anisotropem Magnetfeld Hk′ durch Profilie­ rung die Verzerrung verringert und das Ausgangssignal vergrößert.

Bei der erfindungsgemäßen magnetischen Kodiereinrichtung ist es möglich, zur Optimierung der Signalwellenform und der Breite des Ausgangs­ signals jedes Elementes mit magnetischer Widerstandswirkung, technische Maßnahmen beim Aufbau auszuwählen, indem das anisotrope Magnetfeld H_k′ durch Veränderungen der Breitenabmessung an jedem Element profiliert wird.

Bei der magnetischen Kodierein­ richtung kann ein Aufbau gewählt werden, um die Signalwellenform und den Wert des Ausgangssignals jedes Elementes mit magneti­ scher Widerstandswirkung annähernd auszugleichen, indem die Ma­ gnetfeldstärke, die auf der Oberfläche der Elemente mit magneti­ scher Widerstandswirkung vereinheitlicht wird dadurch daß die Dicke des Films des Magnetaufzeichnungsmediums jeder Phase der Magnettrommel und die Anzahl der Magnetpollinien jeder Phase verändert wird.

Darüber hinaus kann man bei dieser Erfindung anstelle der Rota­ tionstrommel ein ebenes Teil (flat drum) als Magnettrommel aus­ wählen, um eine ebene magnetische Kodiereinrichtung zu bilden, die auf diesem technischen Gebiet bekannt ist.

Beim oben genannten Aufbau der Erfindung erhält man eine für eine nachfolgende schaltungstechnische Verarbeitung sehr geeignete Wellenform des Ausgangssignals in Form einer Pseudo-Sinuswelle mit maximalem Amplitudenwert, ohne daß eine Verzerrung erfolgt. Dies heißt, daß bei der magnetischen Kodierein­ richtung mit dem oben gennanten Aufbau unabhängig von der Zahl der Magnetpole und dem Typ des magnetischen Aufzeichnungsmediums der Magnettrommel eine optimale Signalwellenform zur Anzeige des Ausgangssignals erhalten werden kann.

Außerdem wird bei dieser Erfindung eine Annäherungswirkung der Signalwellenform und des Wertes des Ausgangssignals des Elemen­ tes mit magnetischer Widerstandswirkung erreicht, die durch die Größe der Magnetfeldstärke oder die Länge der Reich­ weite des Magnetflusses auf Grund der Menge der Magnetpole, die aus der Vielzahl der Magnetpole vorgesehen sind, zum Beispiel die Inkrementphase hervorgerufen wird. Das heißt, während die In­ tervalle auf dem Element mit magnetischer Widerstandwirkung des Magnetsensors, das entgegengesetzt zur Inkrementphase einer großen Anzahl von Magnetpolen angeordnet ist, ausgedehnt wird, wird das Intervall auf dem Element mit magnetischer Widerstands­ wirkung des Magnetsensors reduziert, das zur Inkrementphase einer geringen Anzahl von Magnetpolen entgegengesetzt ist. Da­ durch wird es möglich, die Magnetfeldstärke, die auf das magneto­ empfindliche Profil wirkt, aus dem jedes der Elemente mit ma­ gnetischer Widerstandswirkung besteht, auf nahezu das gleiche Niveau auszugleichen.

Nach dieser Erfindung ist es ebenfalls möglich, die Signalwel­ lenform und das Ausgangssignal auf nahezu das gleiche Niveau anzugleichen, nämlich den Betrag der Widerstandsveränderung des magnetoempfindlichen Profils der Einheit des Elementes mit magnetischer Widerstandswirkung gegenüber unterschiedlichen Ma­ gnetfeldstärken von jedem Magnetpol der angeordneten Einheit anzugleichen, die auf der Oberfläche jedes Elementes mit magne­ tischer Widerstandswirkung des Magnetsensors erhalten werden, indem das anisotrope Magnetfeld Hk′ durch Profilierung geändert wird, und indem in diesem Zustand verschiedene Breitenabmessungen des magnetoempfindlichen Profils jeder Einheit des Elementes mit magnetischer Widerstandswirkung ausgebildet werden, wobei die gleiche Abmessung des Abstandsinvervalls zu jeder Magnetpolan­ ordnung der Magnettrommel beibehalten wird, die entgegengesetzt zum entsprechenden Element mit magnetischer Widerstandswirkung des Magnetsensors angeordnet ist.

Fig. 12 zeigt eine graphische Darstellung der Verhältnisse der Stärke des Oberflächenmagnetfeldes bei jedem Element mit magne­ tischem Widerstand a, b, c und der Breite des magnetoempfindli­ chen Profils Wa, Wb, Wc jedes Elementes mit magnetischer Feldwi­ derstandswirkung. Das anisotrope Magnetfeld durch Profilierung ist im Falle von Wa<Wb<Wc der Breite des magnetoempfindli­ chen Profils aHk′<bHk′<cHk′. Somit kann durch Gestaltung der Breite jedes magnetoempfindlichen Profils, um eine annähernde Übereinstimmung mit der Magnetfeldstärke Ha, Hb, Hc auf der Oberfläche jedes der Elemente mit magnetischer Widerstandswir­ kung zu erhalten, in diesem Zustand für jedes Profil ein nahezu gleicher Wert des Betrags der Widerstandsveränderung erhalten werden, wobei das Intervall des Abstandes zwischen dem Magnet­ sensor und der Magnettrommel beibehalten wird. Somit kann man erwarten, daß von jedem Element mit magnetischer Widerstandswir­ kung ein nahezu gleiches Niveau der Signalwellenform als auch des Ausgangswertes des Ausgangssignals erhalten wird.

Durch Veränderung der Filmdicke des Magnetaufzeichnungsmediums bei der Einheit mit einer Vielzahl angeordneter Magnetpole kann bei unterschiedlicher Anzahl der Magnetpole (nämlich unter­ schiedliche Magnetisierungshöhe) der Einrichtung zur Erzeugung des Magnetsignals als nächstes eine Ein­ stellung vorgenommen werden, um eine nahezu gleiche Stärke der Magnetfeldeingabe für das entgegengesetzt angeordnete Element mit magnetischer Widerstandswirkung vorzunehmen, und es ist in diesem Zustand möglich, eine gleiche Niveauanpassung für die Signalwellenform und den Wert des Ausgangssignals jedes Elemen­ tes mit magnetischer Widerstandswirkung vorzunehmen, wobei der Intervallabstand des Elementes mit magnetischer Widerstandswir­ kung zur Magnetpollinie in der gleichen Abmessung gehalten wird.

Fig. 13 zeigt das berechnete Ergebnis, das durch Simulierung der Anwendung des Verfahrens mit begrenztem Element erhalten wurde, für die Stärke des Oberflächenmagnetfeldes und die Magnetisie­ rungshöhe und die Filmdicke des Magnetaufzeichnungsmediums bei Verwendung eines Magnetfilms unter Anwendung von Co-γ Fe₂O₃ als Magnetaufzeichnungsmedium. Aus diesem Diagramm wird deutlich, daß man einen ähnlichen Effekt erhalten kann, indem die optimale Filmdicke jeder angeordneten Magnetpoleinheit bei der Magneti­ sierungshöhe λ ausgewählt wird - sogar durch Festlegung des räumlichen Abstandes x und der Magnetstärke der Oberfläche.

Darüber hinaus ist es mit dieser Erfindung möglich, die Aus­ gangssignalwellenform und den Wert des Ausgangssignals durch ge­ eignete Kombination jedes der oben genannten Systeme anzupassen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt einen Schnitt der wichtigsten Teile, der eine Aus­ führungsform dieser Erfindung darstellt.

Fig. 2 zeigt ein Strukturdiagramm im Umriß, das den in dieser Ausführungsform verwendeten Magnetsensor zeigt.

Fig. 3(a) (b) zeigt eine Draufsicht und eine Schnittansicht der in dieser Ausführungsform verwendeten Magnettrommel.

Fig. 4 zeigt ein Diagramm jedes Signals, das mit dieser Ausfüh­ rungsform erhalten wird.

Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Schrägansicht des schematischen Abbildes bei einem Beispiel einer herkömmlichen magneti­ schen Kodiereinrichtung.

Fig. 6(a) (b) zeigt eine vergrößerte Schrägansicht der schemati­ schen Abbildung des Anzeigeteils der in Fig. 5 gezeigten herkömmlichen magnetischen Kodiereinrichtung und das äquivalente Schaltdiagramm.

Fig. 7(a) (b) zeigt das Diagramm eines magnetoempfindlichen Pro­ fils und seine Eigenschaften.

Fig. 8(a) (b) zeigt Diagramme, die die Magnettrommel und die Magnetstärke der Oberfläche in Abhängigkeit von der Umdre­ hungszeit beschreiben.

Fig. 9 zeigt ein Diagramm, das die Veränderung des Ausgangs­ signals und des Widerstandswertes im Zeitverlauf der Ma­ gnetfeldstärke darstellt.

Fig. 10 zeigt ein Beispiel des Aufbaus der magnetischen Kodier­ einrichtung mit einer Vielzahl von Ausgangssignalen.

Fig. 11(a) (a′) (b) (b′) zeigt eine schematische graphische Dar­ stellung der Wellenform des Ausgangssignals im gleichen Abstand im Falle unterschiedlicher Magnetisierungshöhe.

Fig. 12 zeigt eine Darstellung, die die Veränderung der Profil­ breite des magnetoempfindlichen Teils beschreibt, um die Veränderung des Widerstandswertes der Stärke des Ober­ flächenmagnetfeldes jedes Elementes mit magnetischer Wi­ derstandswirkung anzugleichen.

Fig. 13 ist eine graphische Darstellung, die das Verhältnis zwi­ schen der Stärke des Oberflächenmagnetfeldes und der Ma­ gnetisierungshöhe und der Filmdicke des Magnetaufzeich­ nungsmediums zeigt.

Es wurde eine Magnettrommel 1 hergestellt, indem 3 Magnetpolli­ nien von 2000 magnetisierten Polen zur Anzeige der Drehzeit bei geringer Geschwindigkeit, 256 Magnetpolen zur Anzeige der Dre­ hung mit hoher Geschwindigkeit und ein Magnetisierungspol zur Anzeige des Standardpunktes verwendet wurden, wobei die Ma­ gnetschicht durch Magnetanstrich eines Magnetpulvers aus Co-γ-Fe₂O₃ als Magnetaufzeichnungsmedium auf der Außenoberfläche der Rotationstrommel gebildet wurde, die aus einem nicht magnetischen Material besteht, das mit einem Durchmesser von 130 mm und einer Länge in axialer Richtung von 25 mm aufgebaut war. Bei dieser Ausührungsform wurde eine Stufendifferenz bei der Einheit mit 256 magnetisierten Polen vorgesehen, die einen kürzeren Weg als die anderen hat. Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist der in dieser Ausführungsform verwendete Magnetsensor aus drei Einheiten 31, 32 und 33 von magnetischen Widerstandselementen zusammengesetzt. Jede Breite des magnetoempfindlichen Profils wird als jeweilige Z-Einheit; 10 µm, P-Einheit; 20 µm, V-Einheit; 10 µm festgelegt. Die magnetische Kodiereinrichtung dieser Erfindung wurde unter deren Verwendung aufgebaut.

Fig. 1 zeigt eine seitliche Schnittansicht, die den schemati­ schen Aufbau der magnetischen Kodiereinrichtung dieser Ausfüh­ rungsform darstellt. Die gleichen Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt. In der Fig. 1 hat die Magnettrommel 1 die Z-Phasen-Magnetpollinie zur An­ zeige des Standardpunktes, die P-Signal-Magnetpollinie als In­ krementphase und die V-Signalphasen-Magnetpollinie 13, dies ent­ spricht der jeweiligen oben genannten 2000 Puls/Rotation (P/R) und 256 P/R.

Drei Elemente 31, 32, 33 mit magnetischer Widerstandswirkung des Magnetsensors 3 sind entgegengesetzt zur oben genannten Z-Pha­ sen-Magnetpollinie 11, der P-Signalphasen-Magnetpollinie 12, der V-Signalphasen-Magnetpollinie 13 angeordnet. In diesem Fall sind die Elemente 32 und 33 mit magnetischer Widerstandswirkung im Abstand g₂ und g₃ jeweils entgegengesetzt zu den magnetisierten Magnetpollinien 12 und 13 angeordnet, in dieser Ausführungsform wurde g₂=130 µm und g₃=665 µm festgelegt. Wenn die Einheiten 31 bis 33 der Elemente mit magnetischer Widerstandswirkung auf der gleichen Ebene angeordnet sind, wurde der Radius der V-Si­ gnalphasen-Magnetpollinie 13 um 535 µm geringer als der der P- Signalphasen-Magnetpollinie 12 auf der Magnettrommel 1 festge­ legt (die mit einem Durchmesser von 1070 µm ausgebildet war). Die in der Z-Phase magnetisierte Einheit 11 wurde mit dem glei­ chen Durchmesser wie die P-Signalphasen-Magnetpollinie 12 gebildet.

Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, können beim oben genannten Aufbau die Elemente 31 bis 33 mit magnetischer Widerstandswirkung na­ hezu ein gleiches Niveau der Ausgangsspannung von 50 mV und na­ hezu die gleiche Wellenform zeigen. Wie es aus diesem Diagramm deutlich wird, können mit dieser Erfindung ein Ausgangssignal­ wert und eine Wellenform mit gleichem Niveau erhalten werden.

Bei der oben genannten Ausführungsform wurde der Abstand zwi­ schen jeder Pollinie und jedem Element mit magnetischem Wider­ stand verändert, und es ist leicht verständlich, daß eine Wel­ lenform und ein Ausgangssignalwert mit gleichem Niveau erhalten werden kann, sogar wenn die Filmdicke des Magnetaufzeichnungsme­ diums oder die Breite des Profils mit stark magnetischem dünnem Film des in der oben aufgeführten Beschreibung dieser Erfindung beschriebenen Typs verändert werden.

Wie oben beschrieben ist, besteht diese Erfindung aus den oben genannten Strukturen und Wirkungen, folglich ist es möglich, aus einem Satz der magnetischen Kodiereinrichtung, die aus der Magnettrommel und dem Magnetsensor aufgebaut ist, gleichzeitig eine Vielzahl von Ausgangssignalen zu erhaltendes gesamte System kann sehr klein und kompakt gefertigt werden. Darüber hinaus können die Bauteile reduziert werden und die Herstellung ist einfach. Ausgangssignale mit unterschiedlichen Pulszahlen können gleichzeitig erhalten werden, somit ist zum Beispiel die gleich­ zeitige Anwendung von Ausgangssignalen für hohe und geringe Ge­ schwindigkeiten möglich, außerdem kann die Exaktheit der Anzeige stark erhöht werden.

Claims (5)

1. Magnetische Kodiereinrichtung mit einem Magnetsensor (3, 93), der eine Vielzahl von magnetischen Dünnfilm- Widerstandselementen aufweist, und einer Einrichtung (1, 91) zur wiederholten Erzeugung von Magnetsignalen, die aus einer Zuwachsphase sowie aus Inkrementphasen besteht, wobei die Inkrementphasen aus einer Vielzahl von Magnetpollinien bestehen und die Magnetisierungsabstände der einzelnen Inkrementphasen unterschiedlich zueinander sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpollinien im Abstand gegenüber den magnetischen Widerstandselementen angeordnet sind, derart, daß dem stark magnetischen dünnen Film (31, 32, 33; 93, 94a, 94b, 94c) ein Magnetfeld eingegeben werden kann, das geringer als das an­ isotrope Magnetfeld entsprechend dem anisotropen Magnetfeld durch Profilierung des magnetischen Dünnfilm- Widerstandselementes ist.

2. Magnetische Kodiereinrichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1, die Magnetsensoren umfaßt, da­ durch gekennzeichnet, daß die magnetischen Dünnfilm- Widerstandselemente auf der gleichen Ebene angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen dem Magnetsensor (3, 93) und der Einrichtung (1, 91) verändert wird, indem die Stufendifferenz an der Position der entgegengesetzten Magnetpollinien so gewählt wird, daß dem Profil mit den stark magnetischen dünnen Filmen (31, 32, 33; 93, 94a, 94b, 94c) ein Magnetfeld eingegeben werden kann, das geringer als das anisotrope Magnetfeld entsprechend dem anisotropen Magnetfeld durch Profilierung der magnetischen Dünnfilm-Widerstandselemente ist.

3. Magnetische Kodiereinrichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1, die Magnetsensoren umfaßt, die jeweils im gleichen Abstand zu der Einrichtung (1, 91) an­ geordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der stark magnetische dünne Film (31, 32, 33; 93, 94a, 94b, 94c) mit unterschiedlichen Breitenabmessungen profiliert wird, derart, daß den stark magnetischen Profilen ein Magnetfeld eingegeben werden kann, das geringer als das anisotrope Magnetfeld durch Profilierung der magnetischen Dünnfilm-Widerstandselemente ist.

4. Magnetische Kodiereinrichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1, die Magnetsensoren umfaßt, die jeweils im gleichen Abstand zu der Einrichtung (1, 91) an­ geordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasen (Z, P, V; Z, I₁, I₂, I₃) der Einrichtung (1, 91) unterschiedliche Filmdicken besitzen, derart, daß dem Profil mit dem stark magnetischen dünnen Film ein Magnetfeld eingegeben werden kann, das ge­ ringer als das anisotrope Magnetfeld durch Profilierung der magnetischen Dünnfilm-Widerstandselemente ist.

5. Magnetische Kodiereinrichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1, die Magnetsensoren umfaßt, da­ durch gekennzeichnet, daß einer der Faktoren aus Filmdicke des Magnetaufzeichnungsmediums, Breite des Profils mit dem stark magnetischen dünnen Film (31, 32, 33; 93, 94a, 94b, 94c) und des Abstandes zwischen der Einrichtung (1, 91) und dem Magnetsensor (3, 93) verändert wird, derart, daß dem Profil mit dem stark magnetischen dünnen Film ein Magnetfeld ein­ gegeben werden kann, das geringer als das anisotrope Magnetfeld durch Profilierung der magnetischen Dünnfilm- Widerstandselemente ist.