JPH0690046B2 - 変位検出装置 - Google Patents
変位検出装置Info
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- JPH0690046B2 JPH0690046B2 JP1014696A JP1469689A JPH0690046B2 JP H0690046 B2 JPH0690046 B2 JP H0690046B2 JP 1014696 A JP1014696 A JP 1014696A JP 1469689 A JP1469689 A JP 1469689A JP H0690046 B2 JPH0690046 B2 JP H0690046B2
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- displacement
- magnetic
- magnetic sensing
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
効果素子(MR素子)をブリッジ回路に接続した磁気検知
素子(以下、ブリッジ磁気検知素子という)と磁気スケ
ールとの協働下、磁気検知素子から導出される検知信号
からブリッジ磁気検知素子と磁気スケールとの間の相対
変位を検出する変位検出装置に関する。
検出装置が多用される。変位センサはその移動に伴い磁
束密度または光量等を変化せしめるように、作用の異な
る検知信号発生用機能部が交互に連設された検知信号発
生用部材と、前記変位の量を検知して信号を導出する検
知素子等を含む。
サが採用され、また、回転体の変位の測定にはロータリ
型変位センサが採用されている。例えば、リニア型で且
つ前記検知信号発生用機能部としての磁気式の変位セン
サを採用する検知手段では、同一幅のS極性およびN極
性の磁石あるいは磁化部分が交互に配列された前記検知
信号発生用部材としての磁気スケールが移動体に固着さ
れる。そして、前記磁気スケールの近傍に配設された磁
気検知素子から磁気スケールの移動に相応した信号が導
出されるように構成されている。
る変位センサにあっては、外部からの強光が入射すると
悪影響を生起し、また、受光素子に塵芥等が付着し、こ
の受光素子の検知能力が経時的に低下する等の不都合を
有している。
あって、同一幅(2/3l)のS極性およびN極性の磁化形
成部が交互に連設された磁気スケールと、当該磁気スケ
ールの4/3l分の相対変位に対応して正弦波信号および余
弦波信号をブリッジ算出(比率)による検知信号として
導出する幅(l)で離間されたブリッジ磁気検知素子か
らなる一組の検知器、あるいはより大なる値の信号を導
出すべく前記検知器が倍数個配設された検知信号導出手
段から導出される正弦波信号および余弦波信号をもっ
て、前記相対変位を導出する変位検出信号形成部とで構
成され、これにより比較的簡単な構成で且つ変位を検知
する際に接触部材を必要としないため部材の摩耗を生起
することなく、光、振動等の外乱に比較的有利に作用
し、さらに経時的な検知能力の低下が効果的に阻止可能
な変位検出装置を提供することを目的とする。
と磁気検知素子との間の相対的変位を前記磁気検知素子
から検出される信号に基づき導出する変位検出装置にお
いて、 同一幅〔(2/3)l〕のS極性およびN極性の磁化形成
部が交互に連設された磁気スケールと、 複数の磁気抵抗効果素子によるブリッジ回路および一組
の極性の異なるバイアス体からなる第1と第2の磁気検
知素子を含み、前記第1と第2の磁気検知素子が幅
(l)だけ離間して配設されるとともに、前記磁気スケ
ールと(4/3)l分の相対的変位に対応して夫々正弦波
信号および余弦波信号を導出する検知器と、 前記検知器から導出される正弦波信号および余弦波信号
から前記相対的変位に対応する信号を導出する変位検出
信号形成部と、 を備えることを特徴とする。
びN極性の磁化形成部が交互に連設された磁気スケール
と、 複数の磁気抵抗効果素子によるブリッジ回路および一組
の極性の異なるバイアス体からなる第1と第2の磁気検
知素子を含み、前記第1と第2の磁気検知素子が幅
(l)だけ離間して配設されるとともに、前記磁気スケ
ールと(4/3)l分の相対的変位に対応して夫々正弦波
信号および余弦波信号を導出する一組の検知器が倍数個
配列された検知信号導出手段と、 前記検知信号導出手段から導出される正弦波信号および
余弦波信号から前記相対的変位に対応する信号を導出す
る変位検出信号形成部と、 を備えることを特徴とする。
態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。
磁気スケールを採用した変位検出装置を示す。当該変位
検出装置は固定された図示しない框体等に固着される磁
気ヘッド12と、移動体14に取着された磁気スケール16と
を備え、さらに、磁気ヘッド12から供給される検知信号
S1およびS2を所定のパルス列信号S5およびS6に形成して
出力端子T1およびT2に導出する信号処理部20とで概略構
成されている。
ジ磁気検知素子22および24が所定の幅(l)に離間して
配置されている。当該ブリッジ磁気検知素子22は、第2
図(a)、(b)に示されるように、周知の磁気抵抗効
果素子(MR素子)26a、26bおよび26c、26dがブリッジ回
路として接続され、外部磁界の極性を識別するためのN
極性バイアス磁石26eおよびS極性バイアス磁石26fが係
合取着されている。ここでブリッジ回路としての一方の
端子部となる接続部27bおよび27dには所定の電圧、例え
ば、+15Vが印加される。そして外部磁界の回転、すな
わち、磁気スケール16の移動によるS極性およびN極性
の変化に伴い、前記磁気抵抗効果素子26a、26bおよび26
c、26dの抵抗値が変化せしめられ、それにより相応した
信号がブリッジ回路としての他方の端子部となる接続部
27aおよび27cより導出される。なお、ブリッジ磁気検知
素子24も同様に構成されている。
よび余弦波信号に形成された検知信号S1およびS2として
導出される。
配設される磁気スケール16は前記ブリッジ磁気検知素子
22および24の所定の幅(l)に対して幅2/3l分離間して
配置されるS極性Sa乃至SnおよびN極性Na乃至Nnの磁化
部分を有した、例えば、磁石が交互に配列されている。
よび24と磁気スケール16との相対変位においてブリッジ
磁気検知素子22および24から夫々導出される検知信号S1
およびS2が供給される差動増幅器28、30を有し、さら
に、ここで増幅された増幅信号S3およびS4が位相分割回
路32に供給されるように構成されている。また差動増幅
器28および30には図示しない電源部より所定の電圧、例
えば、+15vが印加されると共に、前記ブリッジ磁気検
知素子22の接続部27bおよび27dにも印加されるように接
続されている。なおブリッジ磁気検知素子24も同様に結
線されている。さらに位相分割回路32からパルス列信号
S5およびS6が導出される出力端子T1およびT2が備えられ
ている。
説明する。
とブリッジ磁気検知素子22および24との対応関係と、そ
れによりブリッジ磁気検知素子22および24から導出され
る検知信号S1およびS2の出力波形を示す。
ジ磁気検知素子22および24は磁気スケール16の移動によ
り第3図Bに示される正弦波および余弦波の検知信号S1
およびS2を導出する。なお、第3図Bにおける(a)乃
至(e)点は前記第3図Aの分図(a)乃至(e)にお
いて導出される検知信号S1およびS2の信号遷移点に相応
する。検知信号S1およびS2は差動増幅器28および30に供
給された後、増幅された正弦波および余弦波の増幅信号
S3およびS4として位相分割回路32に供給される。ここで
増幅信号S3およびS4が所定の位相点をもって分割される
と共に、パルス列信号S5およびS6に形成され、しかる
後、図示しない計数器等を利用して時間軸上で計数せし
め、磁気スケール16の変位が検出される。
いては、磁気スケール16の矢印方向ViあるいはVoへの移
動に伴い、ブリッジ磁気検知素子22および24から検知信
号S1およびS2が導出される。この場合、ブリッジ磁気検
知素子22および24は夫々磁気抵抗効果素子(MR素子)26
a、26bおよび26c、26dがブリッジ回路として接続構成さ
れており、磁気スケール16の矢印方向ViあるいはVoへの
移動の際、磁気に感応し、且つ相応した検知信号S1およ
びS2が周知のブリッジ算出(比率)により導出される。
従って、磁気スケール16の矢印方向ViあるいはVoにおけ
る移動にあっては、単に移動点の磁気に感応して相応し
た信号を導出することなく、正確性が向上することにな
り、また外乱に対して有利に作用する。
施態様の検知信号S1およびS2に対して、例えば、2倍の
レベルの出力信号S21、S22を導出することを目的として
いる。
(a)乃至(e)は第4図に示される変位検出装置の動
作説明に供される信号波形図である。
と同様に形成された磁気スケール16と、ブリッジ磁気検
知素子36a、36bおよび36c、36dが幅(l)で連設された
磁気ヘッド38と、当該ブリッジ磁気検知素子36a、36bお
よび36c、36dから導出された検知信号S11、S12、S13、S
14が供給される信号処理部40とで構成されている。この
信号処理部40では第5図にその処理波形を示すように検
知信号S12と検知信号S14との差分の信号S15を形成し、
また検知信号S11と検知信号S13の差分の信号S16を形成
して、例えば、第1の実施態様の検知信号S1およびS2に
対して2倍のレベルを有した出力信号S21、S22を導出す
る。これにより以後の信号処理が有利に作用し、温度特
性および/または外部磁界等の外乱、すなわち、重畳せ
しめられた雑音等に対し、その影響が軽減される。さら
にブリッジ磁気検知素子36a、36bおよび36c、36dは第1
の実施態様と同様の磁気抵抗効果素子が用いられてお
り、外乱に対してその影響をさらに軽減することが出来
る。
およびN極性の磁化形成部が交互に連設された磁気スケ
ールと、当該磁気スケールの4/3l分の相対変位に対応し
て正弦波信号および余弦波信号を比率による検知信号と
して導出する幅(l)で離間されたブリッジ磁気検知素
子からなる一組の検知器、あるいはより大なる値の信号
を導出すべく前記検知器が倍数個配設された検知信号導
出手段から導出される正弦波信号および余弦波信号をも
って前記相対変位を導出する変位検出信号形成部とで構
成され、これにより比較的簡単な構成で且つ変位を検知
する際、検知用接触部材を必要としないため部材の摩耗
を生起することなく、光、振動等の外乱に比較的有利に
作用し、さらに経時的な検知能力の低下が有効に阻止で
きる効果を奏する。
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。
示す構成図、 第2図(a)、(b)は第1図に示される変位検出装置
に採用されるブリッジ磁気検知素子の構成および結線を
示す構成図、 第3図A、Bは第1図に示される変位検出装置の動作説
明に供され、磁気スケールとブリッジ磁気検知素子との
対応関係および導出される信号波形を示す説明図、 第4図は本発明に係る変位検出装置の第2の実施態様を
示す構成図、 第5図(a)乃至(e)は第4図に示される変位検出装
置の動作説明に供される信号波形図である。 12……磁気ヘッド、14……移動体 16……磁気スケール、20……信号処理部 22、24……ブリッジ磁気検知素子 26a〜26d……磁気抵抗効果素子(MR素子) 26e……N極性バイアス磁石 26f……S極性バイアス磁石 28、30……差動増幅器、32……位相分割回路 T1、T2……出力端子、S1、S2……検知信号 S3、S4……増幅信号 S5、S6……パルス列信号
Claims (3)
- 【請求項1】磁気スケールと磁気検知素子との間の相対
的変位を前記磁気検知素子から検出される信号に基づき
導出する変位検出装置において、 同一幅〔(2/3)l〕のS極性およびN極性の磁化形成
部が交互に連設された磁気スケールと、 複数の磁気抵抗効果素子によるブリッジ回路および一組
の極性の異なるバイアス体からなる第1と第2の磁気検
知素子を含み、前記第1と第2の磁気検知素子が幅
(l)だけ離間して配設されるとともに、前記磁気スケ
ールと(4/3)l分の相対的変位に対応して夫々正弦波
信号および余弦波信号を導出する検知器と、 前記検知器から導出される正弦波信号および余弦波信号
から前記相対的変位に対応する信号を導出する変位検出
信号形成部と、 を備えることを特徴とする変位検出装置。 - 【請求項2】請求項1記載の変位検出装置において、変
位検出信号形成部は、少なくとも1以上の差動増幅器と
位相分割回路とを含むことを特徴とする変位検出装置。 - 【請求項3】磁気スケールと磁気検知素子との間の相対
的変位を前記磁気検知素子から検出される信号に基づき
導出する変位検出装置において、 同一幅〔(2/3)l〕のS極性およびN極性の磁化形成
部が交互に連設された磁気スケールと、 複数の磁気抵抗効果素子によるブリッジ回路および一組
の極性の異なるバイアス体からなる第1と第2の磁気検
知素子を含み、前記第1と第2の磁気検知素子が幅
(l)だけ離間して配設されるとともに、前記磁気スケ
ールと(4/3)l分の相対的変位に対応して夫々正弦波
信号および余弦波信号を導出する一組の検知器が倍数個
配列された検知信号導出手段と、 前記検知信号導出手段から導出される正弦波信号および
余弦波信号から前記相対的変位に対応する信号を導出す
る変位検出信号形成部と、 を備えることを特徴とする変位検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1014696A JPH0690046B2 (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | 変位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1014696A JPH0690046B2 (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | 変位検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02194316A JPH02194316A (ja) | 1990-07-31 |
JPH0690046B2 true JPH0690046B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=11868352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1014696A Expired - Lifetime JPH0690046B2 (ja) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | 変位検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0690046B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112012005322B4 (de) | 2011-12-20 | 2022-02-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Drehwinkel-Detektiervorrichtung |
JP6350841B2 (ja) * | 2017-05-22 | 2018-07-04 | Tdk株式会社 | 磁界発生体および磁気センサ |
CN107621822B (zh) * | 2017-08-30 | 2021-01-05 | 杭州为诺智能科技有限公司 | 一种磁条码及其读取方法和磁导航机器人的路径规划方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60104262A (ja) * | 1983-11-10 | 1985-06-08 | Sony Corp | 周波数発電器 |
JPS61292503A (ja) * | 1985-06-20 | 1986-12-23 | Alpine Electron Inc | 回転角度検出装置 |
-
1989
- 1989-01-23 JP JP1014696A patent/JPH0690046B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH02194316A (ja) | 1990-07-31 |
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