JP4729358B2 - Rotation angle sensor - Google Patents
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Description
本発明は、動径方向に着磁された円板状またはリング状の磁石の回転による回転磁場から、２つの互いに直交する磁束密度を感磁する磁電変換素子をもつ感磁部により回転角度を求める回転角度センサに関する。 In the present invention, a rotation angle is set by a magnetic sensing section having a magnetoelectric transducer that senses two mutually perpendicular magnetic flux densities from a rotating magnetic field generated by rotation of a disk-shaped or ring-shaped magnet magnetized in a radial direction. The present invention relates to a desired rotation angle sensor.
動径方向に着磁された円板磁石の円板中心付近に、磁電変換素子をおき、磁石の回転による磁束密度の変化から角度を求める角度センサが知られている。 There is known an angle sensor in which a magnetoelectric conversion element is placed in the vicinity of the center of a disk magnet magnetized in the radial direction, and an angle is obtained from a change in magnetic flux density due to rotation of the magnet.
図１は、このような角度センサのシステムを説明する図である。 FIG. 1 is a diagram for explaining such an angle sensor system.
回転する円板磁石１の下部に磁電変換素子２がパッケージ化されて置かれる。
A
動径方向に着磁された円板磁石１は、下部の基板３に平行で、円板中心付近で空間的に均一な磁場を作る。
The
磁電変換素子２としては、例えば、磁気抵抗素子（MR素子）が実用となっている。
As the
図２はMR素子の感磁部パターンの一例を示す。磁石回転による磁束密度の大きさを、X軸方向とY軸方向の矩形波型のパターン４で検知する。５はパッドである。軸方向に長手をもつこのパターン４は、その軸方向に加わる磁場の大きさにより大きく抵抗値が変化することを利用している。この感磁部は薄膜金属で作られ小型化が図られている。
FIG. 2 shows an example of the magnetosensitive part pattern of the MR element. The magnitude of the magnetic flux density caused by the magnet rotation is detected by a
また、磁気収束板を用い磁束密度の方向を円板磁石面と垂直な方向に変えて感磁することで角度を求める方式のものがある（特許文献１参照）。 In addition, there is a method of obtaining an angle by using a magnetic converging plate and changing the direction of magnetic flux density to a direction perpendicular to the disk magnet surface to sense the magnetic field (see Patent Document 1).
図３に特許文献１のFig2を示す。円板磁石の中心付近に置かれた数100μ直径の磁気収束板６の円周付近にホール素子（Ｘ１ａ〜Ｙ２ｂ）が配置され、感磁部を構成している。すなわち、Ｘ軸方向には、Ｘ１ａ，Ｘ１ｂで示すホール素子のペアとＸ２ａ，Ｘ２ｂで示すホール素子のペアとが配置され、Ｙ軸方向には、Ｙ１ａ，Ｙ１ｂで示すホール素子のペアとＹ２ａ，Ｙ２ｂで示すホール素子のペアとが配置されている。これらのホール素子（Ｘ１ａ〜Ｙ２ｂ）はシリコン上にICプロセスにより作成されている。感磁方向はシリコン面に直交する方向である。外部からの水平磁場が、収束板６の効果により、シリコン上のホール素子（Ｘ１ａ〜Ｙ２ｂ）の感磁面方向に曲げられることを利用している。図３中、７は磁場の方向を示している。Ｘ軸及びＹ軸Ｙ方向におかれたホール素子ペアが、それぞれX軸、Y軸方向の磁束密度を感磁し、電圧に変換し、シリコン上に設けられた信号処理部で、その磁束密度の比から回転角度を求める。磁気収束板６の対称位置に設置させたホール素子（Ｘ１ａ〜Ｙ２ｂ）の出力の和が利用されるが、この和の値は磁気収束板の中心付近の磁束密度を近似している。１つのシリコン上に上記の感磁部と信号処理部をもつICチップ構成が実現されており、図１の配置で小型の角度センサを構成できる。
Fig. 3 shows Fig. 2 of
図４に上記構成の角度センサによる角度計算原理を示す。 FIG. 4 shows the principle of angle calculation by the angle sensor having the above configuration.
この図４の（ａ）では、X軸、Y軸、Z軸の３軸直交座標系と円板磁石８との関係を示しており、磁石８はX軸とY軸が構成するXY平面と平行な面上を回転し（磁石８はZ軸周りに回転する）、X軸、Y軸方向の磁束密度を感じる磁電変換素子９ｘ，９ｙが理想的に円板磁石８の中心にあるとして説明する。また、動径方向に着磁された磁石８の磁気モーメント８ＡがX軸方向となす角をθと定義する（図４の（ｂ））。
4A shows the relationship between the X-axis, Y-axis, and Z-axis three-axis orthogonal coordinate system and the
この円板磁石８の中心付近には円板磁石面に平行で、空間的に均一な磁束密度が発生する。Z軸周りの回転に従って、この磁束密度も回転し、磁束密度のX軸、Y軸方向の成分は、Bx、By（以下、磁束密度成分Bx、Byとも称する）となる。したがって、
Ｂｘ＝Ｍ１＊ｃｏｓ（Θ）
Ｂｙ＝Ｍ２＊ｓｉｎ（Θ）
Θ＝ａｔａｎ（Ｂｙ／Ｂｘ）＝ａｔａｎ（Ｍ２／Ｍ１＊Ｂｙ／Ｂｘ）
もし、Ｍ１≒Ｍ２ならば、
Θ＝ａｔａｎ（Ｂｙ／Ｂｘ）
となる。
Near the center of the
Bx = M1 * cos (Θ)
By = M2 * sin (Θ)
Θ = atan (By / Bx) = atan (M2 / M1 * By / Bx)
If M1≈M2,
Θ = atan (By / Bx)
It becomes.
磁束密度成分Bx、Byの磁石回転による変化の振幅絶対値であるM1、M2はX軸方向、Y軸方向の磁電変換素子の空間位置に依存し、中心付近ではほぼ同じ値をとり、このときには、角度θは、単純な式θ =atan(By/Bx)で計算することができる。 M1 and M2, which are the absolute amplitudes of changes due to rotation of the magnetic flux density components Bx and By, depend on the spatial position of the magnetoelectric transducer in the X-axis direction and Y-axis direction, and take almost the same value near the center. The angle θ can be calculated by a simple formula θ = atan (By / Bx).
しかし、磁電変換素子が中心からずれて配置される場合は、M1とM2が同じ大きさとならず、前述のθの式では誤差が大きくなる。つまり、次式、
θ=atan(M2/M1*By/Bx)
による計算が必要となるが、この式を実行するには、M2/M1の値を事前に知る必要があり、角度センサとしては複雑化することになる。
However, when the magnetoelectric transducers are arranged off the center, M1 and M2 do not have the same size, and the above-described equation of θ increases the error. In other words,
θ = atan (M2 / M1 * By / Bx)
However, in order to execute this formula, it is necessary to know the value of M2 / M1 in advance, and the angle sensor becomes complicated.
なお、実際の角度センサでの角度θの計算では、磁束密度成分をホール素子で電圧に変換した量を用いて計算するが、以下では簡単のためにこの電圧に変換した量を単に磁束密度成分として表記し説明する。 Note that in the calculation of the angle θ with an actual angle sensor, the calculation is performed using the amount obtained by converting the magnetic flux density component into a voltage by the Hall element. However, for the sake of simplicity, the amount converted into this voltage is simply referred to as the magnetic flux density component below. Will be described and explained.
上記の回転角センサは、感磁部、及び信号処理部が１つのパッケージに格納され非常に小型化されるが、円板磁石の中心付近におかないと角度誤差が大きくなる。 In the above rotation angle sensor, the magnetic sensing part and the signal processing part are housed in one package and are very miniaturized. However, if the rotational angle sensor is not near the center of the disk magnet, the angle error becomes large.
しかし、角度センサの利用環境によっては、感磁部が円板中心から大きく離れた個所に置かざるを得ない場合がある。 However, depending on the environment in which the angle sensor is used, there are cases where the magnetic sensitive part has to be placed at a location far away from the center of the disk.
また、回転軸が磁石中心を貫通する用途では感磁部は中心から大きく外れるので、上記の単純な信号処理をする回転角センサをそのまま用いると角度誤差が非常に大きくなる。 Further, in applications where the rotation axis passes through the center of the magnet, the magnetic sensitive part is greatly deviated from the center. Therefore, if the rotation angle sensor that performs the simple signal processing described above is used as it is, the angle error becomes very large.
そこで本発明は以上のような問題を解消すべくなされたものであって、互いに直交する２つの磁束密度成分を感磁し、近接して配置された磁電変換素子をもつ感磁部が、円板状磁石の中心から大きく外れた位置に設置されるような環境でも、また、中心を回転軸が貫通するためリング磁石を用いる場合でも、前述の単純な信号処理のままで、角度誤差が少ない回転角度センサを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and a magnetic sensing portion having magnetoelectric conversion elements arranged in proximity to each other, which senses two magnetic flux density components orthogonal to each other, has a circular shape. Even in an environment where it is installed at a position greatly deviated from the center of the plate magnet, or when a ring magnet is used because the rotating shaft passes through the center, the above-mentioned simple signal processing remains as it is and the angle error is small. An object is to provide a rotation angle sensor.
本発明は、動径方向に着磁された円板状またはリング状の磁石と、前記磁石の表面の上方の空間点に設置された感磁部とを具え、前記感磁部が、前記磁石によって生じる磁束密度の当該磁石の表面に平行であり且つ互いに直交する２軸方向の成分Ｂｘ及びＢｙを各々感磁する２つの磁電変換素子を有し、前記磁石の回転による前記空間点の磁束密度の変化を前記２つの磁電変換素子の出力値から求める回転角度センサにおいて、前記感磁部の各々の感磁面の中心が同一位置に配置されており、前記磁電変換素子は、前記空間点が、前記磁石の中心部以外でかつ周縁よりも内側にあり、当該空間点での前記成分Ｂｘ及びＢｙの前記磁石の回転による変化の振幅絶対値が等しくなる位置に配置されていることを特徴とする。 The present invention comprises a disk-shaped or ring-shaped magnet magnetized in the radial direction, and a magnetic sensing part installed at a spatial point above the surface of the magnet, wherein the magnetic sensing part is the magnet The magnetic flux density of the spatial point due to the rotation of the magnet has two magnetoelectric conversion elements that respectively sense the biaxial components Bx and By that are parallel to the magnet surface and perpendicular to each other. In the rotation angle sensor for obtaining the change of the two from the output values of the two magnetoelectric transducers, the centers of the magnetosensitive surfaces of the magnetosensitive portions are arranged at the same position, and the magnetoelectric transducer has the space point. , Located outside the center of the magnet and inside the periphery , and arranged at a position where the absolute values of changes in the components Bx and By due to the rotation of the magnet at the spatial point are equal. To do.
本発明によれば、円板磁石の中心部に磁電変換素子を設置して回転角度を検出するように設計された単純な構造の回転角度センサにおいて、中心から外れた位置に磁電変換素子を置いても、また、リング磁石に対しても適切な空間位置を選択して磁電変換素子を設置することにより単純な構造の回転角度センサを構成でき、これにより、角度測定誤差を効果的に抑えた小型の回転角度センサを提供することができる。 According to the present invention, in a rotation angle sensor having a simple structure designed to detect a rotation angle by installing a magnetoelectric conversion element in the center of a disc magnet, the magnetoelectric conversion element is placed at a position off the center. However, a rotational angle sensor with a simple structure can be configured by selecting an appropriate spatial position for the ring magnet and installing the magnetoelectric transducer, thereby effectively suppressing the angle measurement error. A small rotation angle sensor can be provided.
図５に実施例の説明図を示す。図５の（ａ）では、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸直交座標系とリング磁石１０との関係を示しており、リング磁石１０はサマリウム・コバルトのボンド磁石で、内径４ｍｍ、外径１２ｍｍ、厚み２ｍｍである。図中の回転軸となる貫通シャフト１１は直径３ｍｍでＳＵＳ製である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the embodiment. 5A shows the relationship between the X-axis, Y-axis, and Z-axis three-axis orthogonal coordinate system and the
この貫通シャフト１１がないリング磁石１１だけの場合も同様の結果を与える。
The same result is obtained when only the
次に示す図６から図1２のデータは貫通シャフト１１がない場合の結果である。
The data shown in FIGS. 6 to 12 shown below are the results when the through
センサ(磁電変換素子)１２X、センサ(磁電変換素子)１２YはそれぞれX軸方向、Y軸方向の磁束密度成分を感磁し、図中では感磁面を示す箱として表現されている。１０Ａは磁気モーメントの方向を示す（図５の（ｂ））。センサ１２X、センサ１２Yの感磁面がX軸、Y軸と完全に一致しなくてもよい。
The sensor (magnetoelectric conversion element) 12X and the sensor (magnetoelectric conversion element) 12Y are sensitive to magnetic flux density components in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively, and are represented as boxes showing magnetically sensitive surfaces in the figure. 10A indicates the direction of the magnetic moment ((b) of FIG. 5). The magnetic sensitive surfaces of the
このセンサ１２X、センサ１２Yはほぼ同じ空間位置（X、Z）に感磁面をもつ。
The
このセンサがX=2.0ｍｍ（磁石中心からの距離、リング磁石の内側）、Z=1.0mm（磁石表面から上方に1mm）にあるときの磁束密度成分Bx（X軸方向成分）、By（Y軸方向成分）を、磁石を回転させてみたのが図６である。 Magnetic flux density component Bx (X-axis direction component), By (Y) when this sensor is at X = 2.0mm (distance from the magnet center, inside the ring magnet), Z = 1.0mm (1mm upward from the magnet surface) FIG. 6 shows the rotation of the magnet in the axial direction component.
図６の横軸は回転角度で、角度0度（磁石の磁気モーメントが＋X軸方向にある場合）と180度で磁束密度成分Bxの振幅がもっとも大きくなる。このとき磁束密度成分Byはゼロとなる。 The horizontal axis in FIG. 6 is the rotation angle, and the amplitude of the magnetic flux density component Bx becomes the largest at an angle of 0 degrees (when the magnetic moment of the magnet is in the + X-axis direction) and 180 degrees. At this time, the magnetic flux density component By becomes zero.
回転角度90度で、磁石の磁気モーメントが＋Y軸を向くときに、磁束密度成分Byの振幅がもっとも大きくなる。但し、この振幅値は、磁束密度成分Bxのそれと比較すると小さくなっている。 When the rotation angle is 90 degrees and the magnetic moment of the magnet faces the + Y axis, the amplitude of the magnetic flux density component By becomes the largest. However, this amplitude value is smaller than that of the magnetic flux density component Bx.
センサ１２Yが、Y軸上で、中心からセンサ１２Xと同じ位置にあれば、角度90度のときの磁束密度成分Byの振幅値は磁束密度成分Bxと同じになるが、今回の配置では、センサ１２Yはセンサ１２Xと同じ位置、つまり、X軸方向に中心から離れた位置にあるため、磁束密度成分Byは小さな値となっている。この磁束密度成分Bxと磁束密度成分Byのピーク値の大きさの違いが、前述の角度θの計算で、角度誤差の原因になっている。
If the
図７、図８にセンサ位置をリング磁石の内側（X=2.0ｍｍ）から外側（X=6.0ｍｍ）にX軸に沿って動かした場合の各位置におけるリング磁石の各回転角度と磁束密度成分Bx、Byとの関係を示す。 7 and 8 show the rotation angle and magnetic flux density component of the ring magnet at each position when the sensor position is moved along the X axis from the inside (X = 2.0mm) to the outside (X = 6.0mm) of the ring magnet. Shows the relationship between Bx and By.
図７は磁束密度成分Bxの場合で、振幅値はX=2（ｍｍ）からリング中心部にかけて大きくなり、さらに外側では小さくなっていく。磁石のリングエッジ部で磁束密度はZ軸方向を向き、X軸方向成分はゼロになることに対応している。 FIG. 7 shows the case of the magnetic flux density component Bx, and the amplitude value increases from X = 2 (mm) to the center of the ring and further decreases outside. This corresponds to the fact that the magnetic flux density is directed in the Z-axis direction and the X-axis direction component becomes zero at the ring edge portion of the magnet.
図8は磁束密度成分Byの場合で、リングエッジ部付近で振幅ピーク値をとり、その後、小さくなっている。 FIG. 8 shows the case of the magnetic flux density component By, which takes an amplitude peak value near the ring edge portion and then decreases.
図９は、これら磁束密度成分ピーク値のX軸位置の違いによる変化をみたものである。X=5.3（ｍｍ）付近で磁束密度成分Bxと磁束密度成分Byのピーク値が一致し、このセンサ位置ではM1=M2が成立し、前述の単純な計算で角度θを求めることができる。 FIG. 9 shows changes due to differences in the X-axis position of these magnetic flux density component peak values. Near X = 5.3 (mm), the peak values of the magnetic flux density component Bx and the magnetic flux density component By coincide with each other. At this sensor position, M1 = M2 is established, and the angle θ can be obtained by the above simple calculation.
磁束密度成分Bxのピーク値はリング磁石の中心付近で大きな値をとり、磁石エッジ付近でゼロとなる。また、磁束密度成分Byのピーク値もリングエッジ付近に向けて値が大きくなるため、エッジ付近で磁束密度成分Bx、Byのピーク値が交差する箇所が存在する。 The peak value of the magnetic flux density component Bx takes a large value near the center of the ring magnet and becomes zero near the magnet edge. In addition, since the peak value of the magnetic flux density component By increases toward the ring edge, there are places where the peak values of the magnetic flux density components Bx and By intersect near the edge.
図10はZ=1.0mmでX軸位置を決め、磁石を回転させ、磁束密度成分Bx、Byから角度θをθ＝atan(By/Bx)により求め、基準角度からの誤差を求めたものである。リング磁石の内側近傍、エッジ近傍では大きな角度誤差があるが、エッジより内側に入ったX=5.3（ｍｍ）付近で角度誤差が小さくなる。 Figure 10 shows the X axis position determined at Z = 1.0 mm, the magnet rotated, the angle θ from the magnetic flux density components Bx and By, θ = atan (By / Bx), and the error from the reference angle. is there. There is a large angle error near the inside and near the edge of the ring magnet, but the angle error becomes small near X = 5.3 (mm) inside the edge.
角度誤差θが小さくなるセンサ１２X、YのX軸位置はZ値（センサ１２Ｘ，Ｙが磁石表面からどのくらい上方に位置しているかを示す値（単位ｍｍ））に依存し、Z値が大きくなるほど磁石の内側になる。また、角度誤差は小さくなる傾向がある。
The X-axis positions of the
図11はZ=2.0の場合の磁束密度成分Bx、Byピーク値のX軸依存性を示している。Z=1.0mmの場合より、内側に磁束密度の交差点が入っている。 FIG. 11 shows the X-axis dependence of the magnetic flux density component Bx and By peak values when Z = 2.0. Compared to the case of Z = 1.0mm, there is an intersection of magnetic flux density inside.
図12は、角度誤差とZ値との関係を示しており、Z値が大きくなると角度誤差が小さくなってくる。 FIG. 12 shows the relationship between the angle error and the Z value, and the angle error decreases as the Z value increases.
この図の角度誤差は、次の手順で求めた。つまり、Z値を固定して、１つのX軸位置で、磁石を回転させ、最大角度誤差を求める。X軸位置を変えていったときに、各位置での最大角度誤差が最小になるX軸位置で、その角度誤差を１つのZ値に対する角度誤差としている。 The angle error in this figure was determined by the following procedure. That is, the Z value is fixed, the magnet is rotated at one X-axis position, and the maximum angle error is obtained. When the X-axis position is changed, the X-axis position at which the maximum angle error at each position is minimized, and the angle error is an angle error for one Z value.
図13は、磁石中心にSUSのシャフトが貫通した場合の磁束密度成分の変化を見たものである。事例の中でM2とあるのが、シャフトありの場合、M1とあるのがシャフトなしの場合で、mx、myはそれぞれ磁束密度成分Bx、Byに対応する。 FIG. 13 shows changes in the magnetic flux density component when the SUS shaft penetrates through the center of the magnet. In the examples, M2 is the case with the shaft, M1 is the case without the shaft, and mx and my correspond to the magnetic flux density components Bx and By, respectively.
シャフトの有り無しで、磁束密度成分Bxがリング磁石の内側で大きな影響を受けていることが分かる。リングエッジ近傍では比較的影響が少ない。 It can be seen that the magnetic flux density component Bx is greatly influenced inside the ring magnet with and without the shaft. There is relatively little influence near the ring edge.
図14は角度誤差をシャフト有り無しで比較した図である。M2がシャフトありの場合、M1がシャフトなしの場合である。シャフトがある場合はリング磁石の内側でない場合に比較して大きな角度誤差をもつ。X=4.8（ｍｍ）付近で角度誤差最小値をとる傾向はシャフトがある場合もない場合と同様である。 FIG. 14 is a diagram comparing angle errors with and without a shaft. When M2 has a shaft, M1 has no shaft. When there is a shaft, the angle error is larger than when the shaft is not inside. The tendency to obtain the minimum angle error near X = 4.8 (mm) is the same as when there is no shaft.
極小値をとるX位置は若干シャフトの影響を受けている。 The X position that takes the minimum value is slightly affected by the shaft.
以上、磁束密度成分Bx、Byの振幅値の絶対値が一致する場所が磁石エッジ付近に存在することを説明した。また、この位置はZ値にも依存することを説明した。 As described above, it has been described that a place where the absolute values of the amplitude values of the magnetic flux density components Bx and By are present in the vicinity of the magnet edge. It was also explained that this position also depends on the Z value.
Z値を大きくとると、磁束密度成分自体の大きさ（センサの検出量）が下がるとともに、センサ自体のサイズが大きくなるというデメリットがある。磁束密度成分自体の大きさの低下は、信号のS/Nを低下させる。 Increasing the Z value has the demerits of decreasing the size of the magnetic flux density component itself (detection amount of the sensor) and increasing the size of the sensor itself. A decrease in the magnitude of the magnetic flux density component itself reduces the signal S / N.
また、磁石の厚みとサイズにより角度誤差が最小になるX軸位置とZ軸位置が変わってくる。 Also, the X-axis position and Z-axis position where the angle error is minimized vary depending on the thickness and size of the magnet.
以下に、これらの特性を考慮した角度センサの構成例について述べる。 Hereinafter, a configuration example of an angle sensor in consideration of these characteristics will be described.
磁電変換素子であるセンサX、Yを組み込んだ感磁部、もしくは感磁部を内蔵するICパッケージのサイズ（Z軸方向厚み）、角度センサ外形、必要とされる角度誤差を考慮して、磁石表面から感磁部までのZ値を決定する。通常は、磁石表面に対向する位置に、基板に取り付けた感磁部、もしくはICパッケージを設置する。この基板は磁石表面のXY軸平面に対して平行に動かせるように支持される。 A magnet that takes into account the size (Z-axis direction thickness) of the magnetic sensing part that incorporates sensors X and Y, which are magnetoelectric transducers, or the IC package that incorporates the magnetic sensing part, the external shape of the angle sensor, and the required angular error. Determine the Z value from the surface to the magnetosensitive part. Normally, a magnetic sensing part attached to a substrate or an IC package is installed at a position facing the magnet surface. This substrate is supported so that it can be moved parallel to the XY axis plane of the magnet surface.
次にX値を仮決めする。磁石のリングエッジ付近からX軸上、動径方向内側に感磁部を設定し、磁石を回転させ最大角度誤差を求める。磁石回転系はエンコーダをもち、磁石は、この基準回転角度に応じた回転をする。感磁素子出力からatan（By/Bx）により角度を計算し、基準回転角度との差をとり角度誤差を求める。 Next, the X value is provisionally determined. Set the magnetosensitive part on the X axis from the ring edge of the magnet to the inside in the radial direction, and rotate the magnet to find the maximum angle error. The magnet rotation system has an encoder, and the magnet rotates according to the reference rotation angle. The angle is calculated from the magnetosensitive element output by atan (By / Bx), and the angle error is obtained by taking the difference from the reference rotation angle.
更に内側に感磁部を移し、角度誤差を求めていく。この角度誤差がX軸位置に対して最小となるX軸位置を採用する。 Further, the magnetic sensing part is moved inward to determine the angle error. An X-axis position where the angle error is minimum with respect to the X-axis position is adopted.
上記の操作により最適なZ値、X値がもとまり、この情報をもとに角度センサを製造する。 By the above operation, the optimum Z value and X value are obtained, and the angle sensor is manufactured based on this information.
図15に角度センサの組み立て例を示す。磁石１３は回転体支持部１４に埋め込まれ、この回転体支持部１４に下方からの回転シャフト１５が挿入され、回転する。センサ基板１６はハウジング１７側に固定される。センサ基板１６の磁石面側であって、上記で決定したZ値、X値の位置に感磁部（磁電変換素子であるセンサX、Yを組み込んだ感磁部、もしくは感磁部を内蔵するICパッケージ）を配置する。
FIG. 15 shows an assembly example of the angle sensor. The
以上の説明では、感磁部としてパターン生成されたMR薄膜や、集磁板を利用したシリコンホール素子を例としてあげているが、２個のホール素子を感磁面を直交させ、基板上でセンサ中心をできるだけ近づけた構成でもよい。 In the above description, an MR thin film with a pattern generated as a magnetic sensing portion and a silicon Hall element using a magnetic current collecting plate are taken as examples. However, two Hall elements are made perpendicular to each other on a substrate. A configuration in which the sensor center is as close as possible may be used.
１ 円板磁石
２ 磁電変換素子を内蔵したパッケージ
３ 基板
４ 磁気抵抗素子パターン
５ パッド
６ 磁気収束板
７ ホール素子部
８ リング磁石
８Ａ 磁気モーメントの方向
９ｘ，９ｙ 磁電変換素子
１０ リング磁石
１１ 貫通シャフト
１２ｘ X軸方向センサ
１２ｙ Y軸方向センサ
１３ 磁石
１４ 回転体支持部
１５ 回転シャフト
１６ センサ基板
１７ ハウジング
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記感磁部の各々の感磁面の中心が同一位置に配置されており、
前記磁電変換素子は、前記空間点が、前記磁石の中心部以外でかつ周縁よりも内側にあり、当該空間点での前記成分Ｂｘ及びＢｙの前記磁石の回転による変化の振幅絶対値が等しくなる位置に配置されていることを特徴とする回転角度センサ。 A disk-shaped or ring-shaped magnet magnetized in the radial direction; and a magnetic sensing part installed at a spatial point above the surface of the magnet, wherein the magnetic sensing part is a magnetic flux density generated by the magnet. Two magnetoelectric transducers that respectively sense the biaxial components Bx and By that are parallel to the surface of the magnet and orthogonal to each other, and the change in the magnetic flux density at the spatial point due to the rotation of the magnet In the rotation angle sensor obtained from the output values of the two magnetoelectric transducers,
The center of each magnetic sensing surface of the magnetic sensing part is arranged at the same position,
In the magnetoelectric conversion element, the spatial point is other than the center of the magnet and inside the periphery, and the absolute values of the amplitudes of changes of the components Bx and By due to the rotation of the magnet at the spatial point are equal. A rotation angle sensor arranged at a position.
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