JPH0216413A - 角度検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、角度検出器に関し、さらに詳しくは、信号
源としての着磁円板と、複数の強磁性体磁気抵抗素子を
用いた検出センサ、およびその信号処理回路とを組み合
せて構成する角度検出器の改良に係るものである。

〔従来の技術） 従来例によるこの柚の角度検出器、すなわち信ψ源とし
ての着磁円板と、検出センサとしての複数の抵抗要素を
用いた強磁性体磁気抵抗素子、およびその信号処理回路
とを組み合せて、これらの着磁円板と磁気抵抗素子との
相対的な角度変位量を検出し得るようにした角度検出器
の概要構成を第３図に示す。

この第３図従来例による角度検出器の構成において、符
号ｌＯは信号源としての着磁円板を示し、この着磁円板
１０の外周面を含む周辺部には、所定のピッチによる等
角間隔で′ａ数の磁極１１を着磁させである。また、２
０はこの着磁円板１０での各磁極Ｉｆに僅少な間隙で対
向するようにして、その回転軌跡上に配置させた検出セ
ンサとしての強磁性体磁気抵抗素子であって、青磁円板
１０Ｆでの各磁極１１の着磁ピッチの１／ｎの間隔でか
つ長さ方向にはメ並行に保持させた複数の抵抗要素２１
を有しており、これらの各抵抗要素２１については、い
わゆる、ブリッジ回路を形成するようにその相互間を接
続させである。さらに、３０は信号処理回路であって、
磁気抵抗素子２０で検出された出力信号を磁極数に比例
してパルス化するコンパレータ３１と、パルス信号を計
数する計数回路３６と、その表示回路３５とからなって
いる。

しかして、前記構成からなる従来例での角度検出器にお
いて、着磁円板ｌＯと磁気抵抗素子２０との相対的な角
度変位量、つまり、この場合９回転角の変位量は、磁気
抵抗素子２０に・より正弦波信号として検出され、その
出力信号が検出回路３Ｇのコンパレータ３■によって磁
極数に比例するパルス信号にされると共に、これを計数
回路３６により計数処理して表示回路３５に表示させ、
このようにして所期通りに角度検出を行なうのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の角度検出器は、以上のように信号源としての着磁
円板１０と、検出センサとしての磁気抵抗素子２０とを
組み合せた構成からなっており、この装置を用いて、角
度検出を高精度で行なわせるためには、これらの着磁円
板１０側と磁気抵抗素子２０側との相対的な角度分解能
を向上させる必要がある。

そして、この角度分解能を向上させる手段としては、着
磁円板１ｏＨでの所定半径による周辺部に配された各ｉ
［ｉ＋１の着磁ピッチの間隔を小さくする。つまり、ピ
ッチ間隔を細かくするとか、あるいは、各磁極＋１の配
置部、ひいては、青磁円板ｌＯの半径を相対的に大きく
すればよいのであるが、前者による各磁極１１のピッチ
間隔を細かくする手段では、隣接する磁極１１の相互間
での磁界強度が弱くなるほかに、着磁円板１０の着磁面
と磁気抵抗素子２０の検出面との対向間隙をより以上に
微少に設定しなければならず、実際上、これが極めて困
難なもので実行し難く、また、後者による各磁極１１の
配置部の半径を相対的に大きくする手段では、着磁円板
１０の外径が大きくなって、徒らに装置構成が大型化す
ると云う不利があって好ましくないものであり、さらに
、他の手段として、磁気抵抗素子２０側での各抵抗要素
２１の個数を相対的に増加させることも考えられるが、
これによっても磁気抵抗素子２００体の大型化を免れな
いものであった。

この発明は、従来のこのような問題点を解消するために
なされたもので、その目的とするところは、信号源とし
ての着磁円板と、検出センサとしての磁気抵抗素子との
組み合せをそのまＮに維持して用い、信号処理回路での
信号処理によって、着磁円板と磁気抵抗素子との相対的
な角度変位量の検出を高精度で行ない得るようにした。

この種の角度検出器を提供することである。

（：！題を解決するための手段〕 首記１］的を達成するために、この発明に係る角度検出
器は、信号源としての着磁円板と、検出センサとしての
磁気抵抗素子との組み合せを従来通り現状のま＼に維持
した状態で、磁気抵抗素子によって検出された出力信号
を、一方では、コンパレータを介して従来通りの磁極数
に対応したパルス信号とし、他方では、増幅後、Ａ−Ｄ
変換回路を介して青磁ピッチ間隔内の角度変化に対応し
たパルス信号とし、これらの各パルス信号を計数回路に
より合成処理かつ計数することにより、回転角に比例し
たディジタル信号として、これを表示回路トに表示させ
るようにしたものである。

すなわち、この発明は、外周面を含む周辺部に所定のピ
ッチ間隔で複数の＆ｆｉ褌を着磁させた着磁円板と、首
記各Ｍｉ極の着磁ピッチに対応する間隔で保持され、相
互間をブリッジ接続させた複数の抵抗要素を有し、これ
らの各抵抗要素を各磁極に仔少な間隙で対向するように
配置させた検出センサとしての強磁性体磁気抵抗素子と
、検出信号を処理する信号処理回路とからなる角度検出
器において、１１汀記イ３号処理回路には、萌記強磁性
体磁気抵抗素子によって検出された正弦波出力信号を、
コンパレータを介してＭｉ磁極数対応するパルス信号と
、増巾回路、Ａ−Ｄ変換回路を介して着磁ピッチ間隔内
の角度変化に対応したパルス信号とにそれぞれ信号処理
する回路手段、これらの各パルス信号を合成処理して計
数する回路手段、および計数結果を表示する回路手段を
設けて構成したことを特徴とする角度検出器である。

〔作　　　用〕

従って、この発明においては、着磁円板と磁気抵抗素子
との相対的な角度変位に伴って、磁気抵抗素子によって
検出された出力信号を、一方では、コンパレータを介し
て磁極数に対応したパルス信号とし、他方では、増幅後
、Ａ−Ｄ変換回路を介してＲＭｉピッチの間隔を任意に
等分したパルス数のパルス信号とし、これらの各パルス
信号を計数回路により合成処理かつ計数することによっ
て、回転角に比例したディジタル信号とし、これを表示
回路−トに表示させ得るのである。

〔実　施　例〕

以下、この発明に係る角度検出器の一実施例につき、第
１図および第２図を参照して詳細に説明する。

第１図はこの実施例を適用した角度検出器の概要構成を
示すブロック線図であり、この第１図実施例構成におい
て、前記第３図従来例構成と同符号は同一または相当部
分を表わしている。

すなわち、この第１図実施例による角度検出器の構成に
おいても、符号１０は信号源としての着磁円板を示して
おり、この着磁円板１０の外周面を含む周辺部にあって
は、前記と同様に、所定のピッチによる等角間隔で磁極
ＩＩをそれぞれに着磁させである。

また、２０は前記着磁円板ＩＯでの各磁極１１に僅少な
間隙で対向するようにして、その回転軌跡−Ｅに配置さ
せた検出センサとしての強磁性体からなる磁気抵抗素子
であって、同着磁円板ＩＯ上での各磁極ＩＩの着磁ピッ
チの１／ｎの間隔でかつ長さ方向にはズ並行に保持させ
た複数の抵抗要素２１かうなっており、こ）でも、これ
らの各抵抗要素２１については、いわゆる、ブリッジ回
路を形成するようにその相互間を電気的に接続させであ
る。

そしてまた、３０は前記磁気抵抗末子２０からの検出１
３号を検出処理するための信号処理回路であって、こ工
では、磁気抵抗素子２０で検出された出力信号を、一方
では、前記と同様にして、磁極数に対応してパルス化す
るコンパレータ３１を設けると共に、他方では、増幅回
路３２を介して増［１後２着磁ピッチ間隔内の角度変化
に対応したパルス信号に変換するＡ−Ｄ変換回路３３を
設けてあり、さらに、これらのコンパレータ３１でパル
ス化されたパルス信号、およびＡ−Ｄ変換回路３３でパ
ルス化されたパルス信号を合成処理して計数し、回転角
に比例したディジタル信号を得る計数回路３４と５これ
を表示する表示回路３５とをそれぞれに設けたものであ
る。

しかして、首記構成からなるこの実施例での角度検出器
においても、着磁円板！０と磁気抵抗素子２０との相対
的な角度変位量、つまり、こＳでもこれらの両者間の相
対的な回転角の変位量は、磁気抵抗素子２０により、そ
の回転角に対応した正弦波信号として検出されると共に
、この正弦波出力信号が５一方では、前記と同様にして
、検出回路３０のコンパレータ３１により磁極数に対応
したパルスイエ号にされ、また他方では、増巾回路３２
により増幅された後、Ａ−Ｄ変換回路３３を介すること
で、着磁ピッチ間隔内の角度変化に対応したパルス信号
、すなわち着磁ピッチの間隔を任意に等分したパルス数
のパルス信号にされ、ついで、これらの各パルス信号を
計数回路３４により合成処理し、かつ計数することによ
って、回転角に比例したディジタル信号とし、これを表
示回路３５上に表示させるのであり、このようにして所
期通りに角度検出を行ない得るのである。

また、第２図は前記強磁性体磁気抵抗素子２０の別個を
示しており、この場合には、磁気抵抗素子２０に対して
、その主面に形成された抵抗要素２１の長さ方向と同−
主面内で垂直な方向とに、バイアス磁界を加えるための
永久磁石２２を添設させたもので、こ＼では、前記した
着磁ピッチ間隔対応の磁界に併せて、このバイアス磁界
を加えることにより、磁気抵抗素子２０での磁界に対す
る抵抗変化を直線性のよい範囲に変更して、各着磁ピッ
チ間での分解精度を一層向上し得るのである。

（発明の効果〕 以上詳述したようにこの発明によれば、外周面を含む周
辺部に所定のピッチ間隔で複数の磁極を着磁させた着磁
円板と、各磁極の着磁ピッチに対応する間隔で保持され
ると共に、相互間をブリッジ接続させた複数の抵抗要素
を有し、これらの各抵抗要素を各磁極に僅少な間隙で対
向するように配置させた検出センサとしての強磁性体磁
気抵抗素イーと、検出信号を処理する信号処理回路とか
らなる角度検出器において、着磁円板と磁気抵抗素子と
の相対的な角度変位に伴ない、磁気抵抗素子によって検
出された出力信号を、一方では、コンパレータを介して
磁極数に対応゛したパルス信号とし、他方では、増幅後
、Ａ−Ｄ変換回路を介して着磁ピッチの間隔を任意に等
分したパルス数のパルス信号とし、これらの各パルス信
号を計数回路により合成処理かつ計数して、回転角に比
例したディジタル信号を得るようにしたから、着磁円板
での各磁極の着磁ピッチの間隔を小さくしたり、または
、着磁円板の半径を相対的に大きくさせたり、もしくは
、磁気抵抗素子での抵抗要素数を増加させたすせずに、
これらの着磁円板と磁気抵抗素子との相対的な角度分解
能を向上できて、この種の角度変位量の検出を高錆度で
行ない得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る角度検出器の一実施例による概
要構成を示すブロック線図、第２図は同上強磁性体磁気
抵抗素子の別個を示す斜視図であり、また、第３図は従
来例による同Ｆ角度検出器の概要構成を示すブロック線
図である。 ｌＯ・・・・着磁円板、１１・・・・磁極、２０・・・
・磁気抵抗素子、２１・・・・抵抗要素、３０・・・・
検出回路、３１・・・・コンパレータ、３２・・・・増
幅回路、３３・・・・Ａ　　Ｄ変換回路、３４・・・・
計数回路、３５・・・・表示回路。 第３図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　外周面を含む周辺部に所定のピッチ間隔で複数の磁極
   を着磁させた着磁円板と、前記各磁極の着磁ピッチに対
   応する間隔で保持され、相互間をブリッジ接続させた複
   数の抵抗要素を有し、これらの各抵抗要素を各磁極に僅
   少な間隙で対向するように配置させた検出センサとして
   の強磁性体磁気抵抗素子と、検出信号を処理する信号処
   理回路とからなる角度検出器において、前記信号処理回
   路には、前記強磁性体磁気抵抗素子によつて検出された
   正弦波出力信号を、コンパレータを介して磁極数に対応
   するパルス信号と、増巾回路、Ａ−Ｄ変換回路を介して
   着磁ピッチ間隔内の角度変化に対応したパルス信号とに
   それぞれ信号処理する回路手段、これらの各パルス信号
   を合成処理して計数する回路手段、および計数結果を表
   示する回路手段を設けて構成したことを特徴とする角度
   検出器。