JPH08212522A - 関連する磁気トラック上のマークを読みとるための磁気エンコーダ - Google Patents
関連する磁気トラック上のマークを読みとるための磁気エンコーダInfo
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- JPH08212522A JPH08212522A JP7315589A JP31558995A JPH08212522A JP H08212522 A JPH08212522 A JP H08212522A JP 7315589 A JP7315589 A JP 7315589A JP 31558995 A JP31558995 A JP 31558995A JP H08212522 A JPH08212522 A JP H08212522A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
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- G01D5/249—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using pulse code
- G01D5/2492—Pulse stream
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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- Magnetic Heads (AREA)
- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 測定の分解能を向上させ、高精度の”ゼロ合
図”基準信号を供給することの可能なエンコーダを提案
することである。 【解決手段】 エンコーダを、少なくともひとつの磁気
抵抗器を有し磁気媒体が媒体に沿って配列された一連の
磁化区域を有し、磁気エンコーダはまたエンコーダの磁
気抵抗器に向かって相対的に移動する磁気媒体により生
成される磁束の方向を導くための磁束ガイドを有し、前
記磁束ガイドは少なくともひとつの、磁気区域の最小間
隔よりも小さな長さを有する、空気間隙で分離された読
みとり極部材片を有するように構成し、極部材片は少な
くとも部分的に磁気抵抗器の下、すなわち磁気抵抗器と
磁気媒体の読みとり面の間、に配置された端部を有する
ように構成する。
図”基準信号を供給することの可能なエンコーダを提案
することである。 【解決手段】 エンコーダを、少なくともひとつの磁気
抵抗器を有し磁気媒体が媒体に沿って配列された一連の
磁化区域を有し、磁気エンコーダはまたエンコーダの磁
気抵抗器に向かって相対的に移動する磁気媒体により生
成される磁束の方向を導くための磁束ガイドを有し、前
記磁束ガイドは少なくともひとつの、磁気区域の最小間
隔よりも小さな長さを有する、空気間隙で分離された読
みとり極部材片を有するように構成し、極部材片は少な
くとも部分的に磁気抵抗器の下、すなわち磁気抵抗器と
磁気媒体の読みとり面の間、に配置された端部を有する
ように構成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は関連する磁気トラッ
ク上のマークを読みとるための磁気エンコーダに関す
る。
ク上のマークを読みとるための磁気エンコーダに関す
る。
【0002】更に詳細には、例えばふたつの物体間の相
対的動きを測定するための増分エンコーダに関する。本
発明は更にとりわけロボット並びに機械工具の分野に適
用される。
対的動きを測定するための増分エンコーダに関する。本
発明は更にとりわけロボット並びに機械工具の分野に適
用される。
【0003】
【従来の技術】二つの物体間の相対動作を測定するため
には、エンコーダによる変位測定を実施する事が知られ
ている。これらのエンコーダは通常線形エンコーダまた
は角度エンコーダであって、一方の端に一つの物体で運
ばれる目盛定規を有し、そしてもう一方の端に少なくと
もひとつのもう一つの物体で運ばれる読みとり器を有す
る。
には、エンコーダによる変位測定を実施する事が知られ
ている。これらのエンコーダは通常線形エンコーダまた
は角度エンコーダであって、一方の端に一つの物体で運
ばれる目盛定規を有し、そしてもう一方の端に少なくと
もひとつのもう一つの物体で運ばれる読みとり器を有す
る。
【0004】エンコーダの目盛定規はひとつまたは複数
のトラックまたはチャンネルを有し、その上に目盛り、
更に一般的にはマークが刻み込まれており、これは種々
の型式が可能であって特に磁気マークとする事が可能で
ある。
のトラックまたはチャンネルを有し、その上に目盛り、
更に一般的にはマークが刻み込まれており、これは種々
の型式が可能であって特に磁気マークとする事が可能で
ある。
【0005】一般的に言えば、知られているエンコーダ
は二つの大きなグループに細分割できる、すなわち絶対
エンコーダと増分エンコーダである。エンコーダのこの
細分割は各々のエンコーダが供給できる情報型式の機能
として生じる。絶対エンコーダは測定定規上の読みとり
器の位置に対応する情報を供給する。加えて定規の各々
の目盛りは唯一無二の方法でマーク付けされており、別
の目盛りと混乱されることは無い。この場合読みとり器
は定規上のマークを読みとる。増分エンコーダは読みと
り器/定規位置が一目盛り変化する毎に基本情報を供給
する。加えて全ての目盛りは同一の情報を載せており、
読みとり器と定規との間の変位を認識するために、読み
とり器で読みとられる情報の個数を計測する必要があ
る。
は二つの大きなグループに細分割できる、すなわち絶対
エンコーダと増分エンコーダである。エンコーダのこの
細分割は各々のエンコーダが供給できる情報型式の機能
として生じる。絶対エンコーダは測定定規上の読みとり
器の位置に対応する情報を供給する。加えて定規の各々
の目盛りは唯一無二の方法でマーク付けされており、別
の目盛りと混乱されることは無い。この場合読みとり器
は定規上のマークを読みとる。増分エンコーダは読みと
り器/定規位置が一目盛り変化する毎に基本情報を供給
する。加えて全ての目盛りは同一の情報を載せており、
読みとり器と定規との間の変位を認識するために、読み
とり器で読みとられる情報の個数を計測する必要があ
る。
【0006】計数は”ゼロ合図”(ゼロ・キュー,ze
ro cue)として知られるひとつまたは複数のマー
クから開始される。
ro cue)として知られるひとつまたは複数のマー
クから開始される。
【0007】これに関連して、いくつかの磁気トラック
を用意して、例えば”ゼロ合図”情報、変位情報そして
変位方向に対応させることが出来る。
を用意して、例えば”ゼロ合図”情報、変位情報そして
変位方向に対応させることが出来る。
【0008】知られている磁気エンコーダは一般的に四
つの磁気抵抗器を有し、これらは一般的に二つづつ直列
に、エンコーダの測定ブリッジの二本の並列枝となるよ
うに接続されている。
つの磁気抵抗器を有し、これらは一般的に二つづつ直列
に、エンコーダの測定ブリッジの二本の並列枝となるよ
うに接続されている。
【0009】図1から判るように、測定ブリッジ10は
二本の磁気抵抗器20、22を有し、これらは並列に供
給電源16と接地電位との間に接続されている。磁気抵
抗器20、22および24、26は直列に、それぞれ枝
12および14を形成するように接続されている。
二本の磁気抵抗器20、22を有し、これらは並列に供
給電源16と接地電位との間に接続されている。磁気抵
抗器20、22および24、26は直列に、それぞれ枝
12および14を形成するように接続されている。
【0010】測定信号は端子28および30から取り出
され、これらは枝12及び14上に、それぞれ磁気抵抗
器20、22と磁気抵抗器24、26の間に位置してい
る。この信号は次に測定実施ユニット32の増幅器に供
給される。
され、これらは枝12及び14上に、それぞれ磁気抵抗
器20、22と磁気抵抗器24、26の間に位置してい
る。この信号は次に測定実施ユニット32の増幅器に供
給される。
【0011】磁気抵抗器は直線上に配列され磁気媒体の
トラックに向けられている。図2はその様な磁気トラッ
クを非常に図式的に、また磁気抵抗器の相対配置を図示
している。
トラックに向けられている。図2はその様な磁気トラッ
クを非常に図式的に、また磁気抵抗器の相対配置を図示
している。
【0012】磁気トラック40は反対向きに磁化された
複数の連続した区域42を有し、前記区域は磁気媒体の
マークと考えられる。間隙pは空間的間隔、例えば区域
42の開始44と同一磁化を有する後続の区域42の開
始44’を分離する間隔を表す。図の事例では区域が全
て同じ長さを有し、この間隔は二つの区域42の長さに
対応する。
複数の連続した区域42を有し、前記区域は磁気媒体の
マークと考えられる。間隙pは空間的間隔、例えば区域
42の開始44と同一磁化を有する後続の区域42の開
始44’を分離する間隔を表す。図の事例では区域が全
て同じ長さを有し、この間隔は二つの区域42の長さに
対応する。
【0013】図2から判るように、磁気抵抗器はそれら
の内の二つが最大磁束を横切る位置に来たときに、残り
の磁気抵抗器は最少磁束を横切るように配列されてい
る。図示された位置では、磁気抵抗器20、26が”最
大”位置、すなわち単一の区域42に面しており、磁気
抵抗器22、24は”最少”位置、すなわち二つの区域
42にまたがっている。エンコーダと磁気テープの相対
的な動きが、p/4の大きさだけY方向になされればこ
の状況が逆転する。
の内の二つが最大磁束を横切る位置に来たときに、残り
の磁気抵抗器は最少磁束を横切るように配列されてい
る。図示された位置では、磁気抵抗器20、26が”最
大”位置、すなわち単一の区域42に面しており、磁気
抵抗器22、24は”最少”位置、すなわち二つの区域
42にまたがっている。エンコーダと磁気テープの相対
的な動きが、p/4の大きさだけY方向になされればこ
の状況が逆転する。
【0014】エンコーダ及び磁気テープが互いに相手に
対して移動すると、端子28、30(図2には図示せ
ず)に於いて正弦波信号が得られ、基準値からの線形ま
たは回転変位を計数する事が可能となる。
対して移動すると、端子28、30(図2には図示せ
ず)に於いて正弦波信号が得られ、基準値からの線形ま
たは回転変位を計数する事が可能となる。
【0015】更に第二測定ブリッジ、図1のものと同一
でそれぞれ第一ブリッジからp/8に相当する距離のと
ころに配置された磁気抵抗器を具備するものが、別の時
間的にシフトされた正弦波を収集する事が出来て、第一
信号に関してエンコーダまたは磁気トラックの変位方向
を検出することを可能としている。
でそれぞれ第一ブリッジからp/8に相当する距離のと
ころに配置された磁気抵抗器を具備するものが、別の時
間的にシフトされた正弦波を収集する事が出来て、第一
信号に関してエンコーダまたは磁気トラックの変位方向
を検出することを可能としている。
【0016】先に説明したように変位はいわゆる”ゼロ
合図”に対して計数される。これは例えば、また図3に
示されるように磁気トラック40上の磁気マーク46で
ある。矢印は磁化を象徴的に示し、これはマーク46の
磁化がトラック40の残りの部分とは反対方向であるこ
とを示している。これが磁気抵抗器MRの前面を通過す
る間、後者は基準信号を供給する。
合図”に対して計数される。これは例えば、また図3に
示されるように磁気トラック40上の磁気マーク46で
ある。矢印は磁化を象徴的に示し、これはマーク46の
磁化がトラック40の残りの部分とは反対方向であるこ
とを示している。これが磁気抵抗器MRの前面を通過す
る間、後者は基準信号を供給する。
【0017】説明されている型式の磁気エンコーダは簡
素であるという特長を有するが、良好な測定分解能は得
られない。エンコーダの精度を向上させるために、ひと
つ考えられることは磁気マークの間隔、すなわちトラッ
クの磁気区間の間隔を小さくすることである。しかしな
がら、間隔に従ってこれらの区間の寸法を小さくするこ
とは、ひとつの磁気抵抗器または複数の磁気抵抗器で検
出される磁束が減少することは避けられない。
素であるという特長を有するが、良好な測定分解能は得
られない。エンコーダの精度を向上させるために、ひと
つ考えられることは磁気マークの間隔、すなわちトラッ
クの磁気区間の間隔を小さくすることである。しかしな
がら、間隔に従ってこれらの区間の寸法を小さくするこ
とは、ひとつの磁気抵抗器または複数の磁気抵抗器で検
出される磁束が減少することは避けられない。
【0018】磁束の減少を補償するために、磁気トラッ
クから磁気抵抗器を隔てている距離(図2参照)を減じ
る必要がある。しかしながら、磁気抵抗器はおよそ2μ
mの有限な幅lを有する。従って、距離d並びに区域の
間隔pを減少させる結果磁気抵抗器が区域に比較して幅
が広すぎるようになり、測定の空間分解能が減少してし
まい考えている目的と相反してしまう。
クから磁気抵抗器を隔てている距離(図2参照)を減じ
る必要がある。しかしながら、磁気抵抗器はおよそ2μ
mの有限な幅lを有する。従って、距離d並びに区域の
間隔pを減少させる結果磁気抵抗器が区域に比較して幅
が広すぎるようになり、測定の空間分解能が減少してし
まい考えている目的と相反してしまう。
【0019】良好な分解能を得ることの難しさはまたい
わゆる”ゼロ合図”基準マークを生成する際のハンディ
キャップでもある。
わゆる”ゼロ合図”基準マークを生成する際のハンディ
キャップでもある。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、測定の分解能を著しく向上させることの可能なエン
コーダを提案することである。
は、測定の分解能を著しく向上させることの可能なエン
コーダを提案することである。
【0021】本発明の別な目的は、高精度の”ゼロ合
図”基準信号を供給することである。
図”基準信号を供給することである。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明はこれらの目的
を、関連する磁気媒体上のマーク読みとり用磁気エンコ
ーダを提案することで実現可能であり、このエンコーダ
は少なくともひとつの磁気抵抗器を有し磁気媒体は媒体
に沿って配列された一連の磁化区域を有し、磁気エンコ
ーダはまたエンコーダの磁気抵抗器に向かって相対的に
移動する磁気媒体により生成される磁束の方向を導くた
めの磁束ガイドを有し、前記磁束ガイドは少なくともひ
とつの、磁気区域の最小間隔よりも小さな長さを有す
る、空気間隙で分離された読みとり極部材片を有するこ
とを特徴とする。極部材片は少なくとも部分的に磁気抵
抗器の下、すなわち磁気抵抗器と磁気媒体の読みとり面
の間、に配置された端部を有する。従って磁気抵抗器は
空気間隙の上部に配置されている。
を、関連する磁気媒体上のマーク読みとり用磁気エンコ
ーダを提案することで実現可能であり、このエンコーダ
は少なくともひとつの磁気抵抗器を有し磁気媒体は媒体
に沿って配列された一連の磁化区域を有し、磁気エンコ
ーダはまたエンコーダの磁気抵抗器に向かって相対的に
移動する磁気媒体により生成される磁束の方向を導くた
めの磁束ガイドを有し、前記磁束ガイドは少なくともひ
とつの、磁気区域の最小間隔よりも小さな長さを有す
る、空気間隙で分離された読みとり極部材片を有するこ
とを特徴とする。極部材片は少なくとも部分的に磁気抵
抗器の下、すなわち磁気抵抗器と磁気媒体の読みとり面
の間、に配置された端部を有する。従って磁気抵抗器は
空気間隙の上部に配置されている。
【0023】本発明の特徴によれば、磁気トラックは
l,2xgに近い標準的な間隔pを備えたいわゆる標準
的に磁化された区域と、標準区域の連なりの中に配置さ
れ局部的にpよりも大きな、例えばおよそp’=1.5
pの間隔p’を形成する、少なくともひとつのいわゆる
基準区域とを有することが可能である。
l,2xgに近い標準的な間隔pを備えたいわゆる標準
的に磁化された区域と、標準区域の連なりの中に配置さ
れ局部的にpよりも大きな、例えばおよそp’=1.5
pの間隔p’を形成する、少なくともひとつのいわゆる
基準区域とを有することが可能である。
【0024】従ってp=1.2gとなる間隔pに対して
センサ応答は最小となる。従ってより大きな間隔を具備
したひとつまたは複数の区域の存在はまた、”ゼロ合
図”情報の基準として機能することの出来るマークを構
成する。
センサ応答は最小となる。従ってより大きな間隔を具備
したひとつまたは複数の区域の存在はまた、”ゼロ合
図”情報の基準として機能することの出来るマークを構
成する。
【0025】センサの分解能そして/または十分な強度
を備えた”ゼロ合図”信号からの恩恵を増すために、エ
ンコーダは磁気媒体に沿って直線状に配列された複数の
いわゆるアクティブ磁気抵抗器を有することが可能で、
この磁気抵抗器には、それぞれが磁気抵抗器と関連づけ
られ不等距離で対になって分離された複数の空気間隙を
有する磁束ガイドが装備され、磁気媒体は空気間隙を分
離している距離とそれぞれ等しい距離で対になって分離
されている複数の基準区域を有する。
を備えた”ゼロ合図”信号からの恩恵を増すために、エ
ンコーダは磁気媒体に沿って直線状に配列された複数の
いわゆるアクティブ磁気抵抗器を有することが可能で、
この磁気抵抗器には、それぞれが磁気抵抗器と関連づけ
られ不等距離で対になって分離された複数の空気間隙を
有する磁束ガイドが装備され、磁気媒体は空気間隙を分
離している距離とそれぞれ等しい距離で対になって分離
されている複数の基準区域を有する。
【0026】本発明のその他の特徴並びに特長は、添付
図を参照した図示を目的としかつ制限することが目的で
はない以下の説明から理解されよう。
図を参照した図示を目的としかつ制限することが目的で
はない以下の説明から理解されよう。
【0027】
【発明の実施の形態】図4、図5並びに図6は本発明に
基づく磁気エンコーダを示し、絶縁基板150上に形成
され、アクティブ幅wそして長さlを具備したリボン形
式の磁気抵抗器120を有する。これは集積半導体で
も、または積層型式のいずれでもかまわない。図4、図
5並びに図6に示される幅w及び長さlはそれぞれ、磁
気抵抗器に関連する磁束ガイド154の空気間隙152
に平行にまた垂直に測られたものである。
基づく磁気エンコーダを示し、絶縁基板150上に形成
され、アクティブ幅wそして長さlを具備したリボン形
式の磁気抵抗器120を有する。これは集積半導体で
も、または積層型式のいずれでもかまわない。図4、図
5並びに図6に示される幅w及び長さlはそれぞれ、磁
気抵抗器に関連する磁束ガイド154の空気間隙152
に平行にまた垂直に測られたものである。
【0028】長さgの空気間隙152は、図5及び図6
に示すように、二つの極部材片156、156’を磁束
ガイド154から分離しており、この磁束ガイドの端部
は部分的に磁気抵抗器に重なっている。磁束ガイド15
4は磁気抵抗器から絶縁物質層155によって電気的に
絶縁されている。
に示すように、二つの極部材片156、156’を磁束
ガイド154から分離しており、この磁束ガイドの端部
は部分的に磁気抵抗器に重なっている。磁束ガイド15
4は磁気抵抗器から絶縁物質層155によって電気的に
絶縁されている。
【0029】基板上に形成された電力供給点158、1
60は、磁気抵抗器の自由端162、164に接続され
ており、これらを図示はされていない回路に接続してい
る。図4並びに図6から判るように、磁気抵抗器の端部
162、164は、電力供給点158、160に重なっ
ている。電力供給点及び磁気抵抗器は食刻処理を使用し
て基板上に蒸着する事ができる。極部材片156、15
6’は電解蒸着によって形成され、これらを平板とする
ために研磨される場合もある。
60は、磁気抵抗器の自由端162、164に接続され
ており、これらを図示はされていない回路に接続してい
る。図4並びに図6から判るように、磁気抵抗器の端部
162、164は、電力供給点158、160に重なっ
ている。電力供給点及び磁気抵抗器は食刻処理を使用し
て基板上に蒸着する事ができる。極部材片156、15
6’は電解蒸着によって形成され、これらを平板とする
ために研磨される場合もある。
【0030】極部材片並びに空気間隙を生成するため
に、例えば欧州特許125 326に記述されている処
理工程を使用することが可能である。更に、仏国特許2
645 314及び2 657 189は磁気ヘッド
のアプリケーションに関連して磁気抵抗器を製造するた
めの処理工程を図示している。
に、例えば欧州特許125 326に記述されている処
理工程を使用することが可能である。更に、仏国特許2
645 314及び2 657 189は磁気ヘッド
のアプリケーションに関連して磁気抵抗器を製造するた
めの処理工程を図示している。
【0031】図7は磁束ガイドの機能を明らかにしてい
る。これは磁気抵抗器220と磁束ガイド254とを具
備したセンサを示し、このセンサは逆方向に磁化された
一連の区域242を有する磁気媒体240のトラックに
面している。
る。これは磁気抵抗器220と磁束ガイド254とを具
備したセンサを示し、このセンサは逆方向に磁化された
一連の区域242を有する磁気媒体240のトラックに
面している。
【0032】磁束ガイドの空気間隙252が、図7に示
されるように二つの区域の切り替わりの間に配置されて
いる場合は、磁気抵抗器はガイド254の極部材片25
6、256’で形成された磁束路の中に短絡回路を構成
する。従って磁束線270は磁気抵抗器によって中断ま
たは検出される。空気間隙252が丁度切り替わり24
4の真上に配置された時には、磁気抵抗器を横切る磁束
は存在しない。
されるように二つの区域の切り替わりの間に配置されて
いる場合は、磁気抵抗器はガイド254の極部材片25
6、256’で形成された磁束路の中に短絡回路を構成
する。従って磁束線270は磁気抵抗器によって中断ま
たは検出される。空気間隙252が丁度切り替わり24
4の真上に配置された時には、磁気抵抗器を横切る磁束
は存在しない。
【0033】磁束ガイドの結果、磁気抵抗器の長さlを
ほぼ2μmの一定に保ちながら、一方で磁気トラックの
区域の間隔を減ずる(例えば従来技術による20μmの
代わりにp=2μm)事が可能である。これはエンコー
ダの測定の分解能の改善に導く。
ほぼ2μmの一定に保ちながら、一方で磁気トラックの
区域の間隔を減ずる(例えば従来技術による20μmの
代わりにp=2μm)事が可能である。これはエンコー
ダの測定の分解能の改善に導く。
【0034】計数トラックを組み込むために、図8に示
すように、エンコーダはそれぞれ各々の磁気抵抗器に関
連した四つの空気間隙352を形成する複数の極部材片
356を具備した磁束ガイド354に関連した四つのア
クティブ磁気抵抗器320、322、324、326を
有することができる。磁気トラック340の区域342
は減少された間隔を有する。
すように、エンコーダはそれぞれ各々の磁気抵抗器に関
連した四つの空気間隙352を形成する複数の極部材片
356を具備した磁束ガイド354に関連した四つのア
クティブ磁気抵抗器320、322、324、326を
有することができる。磁気トラック340の区域342
は減少された間隔を有する。
【0035】異なる磁気抵抗器を図1に基づいて、ただ
し区域342が標準間隔を有する場合はそれぞれ20、
22、24、26を320、322、324、326で
置き換えて、ブリッジ形式に接続することが可能であ
る。
し区域342が標準間隔を有する場合はそれぞれ20、
22、24、26を320、322、324、326で
置き換えて、ブリッジ形式に接続することが可能であ
る。
【0036】基準として働くゼロ合図を得るため、従っ
て図9に示す方法で不規則間隔の区域の読みとりを可能
とするために、磁気抵抗器320、322、324及び
326は四つのいわゆる補償磁気抵抗器321、32
3、325、327と共に測定ブリッジ310の中に接
続されている。補償磁気抵抗器は磁気媒体から入力され
る全ての磁束に対して絶縁されているが、測定ブリッジ
接続の中で外部干渉障害への不感応及び熱ドリフトの平
衡に寄与している。
て図9に示す方法で不規則間隔の区域の読みとりを可能
とするために、磁気抵抗器320、322、324及び
326は四つのいわゆる補償磁気抵抗器321、32
3、325、327と共に測定ブリッジ310の中に接
続されている。補償磁気抵抗器は磁気媒体から入力され
る全ての磁束に対して絶縁されているが、測定ブリッジ
接続の中で外部干渉障害への不感応及び熱ドリフトの平
衡に寄与している。
【0037】測定ブリッジ310は二本の枝312、3
14を有し、これらは並列に供給電源316と接地電位
との間に接続されている。枝312、314はそれぞれ
順番に磁気抵抗器320、322、325、327及
び、磁気抵抗器321、323、324、326を有
し、後者はそれぞれ直列にブリッジ枝として接続されて
いる。
14を有し、これらは並列に供給電源316と接地電位
との間に接続されている。枝312、314はそれぞれ
順番に磁気抵抗器320、322、325、327及
び、磁気抵抗器321、323、324、326を有
し、後者はそれぞれ直列にブリッジ枝として接続されて
いる。
【0038】測定信号はブリッジ312、314の磁気
抵抗器322、325の間および磁気抵抗器323、3
24の間の端子328、330で得られる。この信号は
次に図示されていない演算ユニットに供給される。
抵抗器322、325の間および磁気抵抗器323、3
24の間の端子328、330で得られる。この信号は
次に図示されていない演算ユニットに供給される。
【0039】本発明に基づくエンコーダが、先に説明し
たようにひとつまたは複数の磁気抵抗器を有することと
は関係なく、本発明は磁気媒体上の測定マークの間隔を
減少させるための磁束ガイドのみならず、前記間隔と磁
束ガイドの空気間隙の間の寸法比をも減少させるという
特長を有する。
たようにひとつまたは複数の磁気抵抗器を有することと
は関係なく、本発明は磁気媒体上の測定マークの間隔を
減少させるための磁束ガイドのみならず、前記間隔と磁
束ガイドの空気間隙の間の寸法比をも減少させるという
特長を有する。
【0040】エンコーダの応答を示す測定値はもはや磁
気抵抗器の長さlには依存せず、その代わりに磁束ガイ
ドの空気間隙の長さgと、関連する磁気トラックの区域
の間隔pとの間の比に依存する。
気抵抗器の長さlには依存せず、その代わりに磁束ガイ
ドの空気間隙の長さgと、関連する磁気トラックの区域
の間隔pとの間の比に依存する。
【0041】図10の曲線はエンコーダの端子に供給さ
れる信号の強度を、与えられた長さgの空気間隙を有す
る磁束ガイド用の磁気トラックの区域の間隔の関数とし
て示す。縦座標上にプロットされた信号の強度は正規化
された単位を表す。この曲線は信号の強度が間隔と共に
減少し、間隔pがほぼp≒1.2gの時に最初の最小値
M1に達することを示す。
れる信号の強度を、与えられた長さgの空気間隙を有す
る磁束ガイド用の磁気トラックの区域の間隔の関数とし
て示す。縦座標上にプロットされた信号の強度は正規化
された単位を表す。この曲線は信号の強度が間隔と共に
減少し、間隔pがほぼp≒1.2gの時に最初の最小値
M1に達することを示す。
【0042】また、信号の強度がp’>1.2gの間隔
値に対して最大となることが判る。p=1.2gと取る
ことにより経験的に最大値p’はおよそ1.5pである
ことが示されている。
値に対して最大となることが判る。p=1.2gと取る
ことにより経験的に最大値p’はおよそ1.5pである
ことが示されている。
【0043】特長的に、ゼロ合図マークを得るために、
磁気媒体のひとつのトラックは間隔pをp=1.2gに
近くなるように配列した一連の規則的な磁化区域を有す
るようにして、これに対しては仮想的にエンコーダから
は信号が供給され無くし、ひとつまたは複数の区域には
異なるより大きな間隔を具備し、これがエンコーダの下
を通過すると検出されてゼロ合図マークを構成するよう
にする事が出来る。
磁気媒体のひとつのトラックは間隔pをp=1.2gに
近くなるように配列した一連の規則的な磁化区域を有す
るようにして、これに対しては仮想的にエンコーダから
は信号が供給され無くし、ひとつまたは複数の区域には
異なるより大きな間隔を具備し、これがエンコーダの下
を通過すると検出されてゼロ合図マークを構成するよう
にする事が出来る。
【0044】ゼロ合図を符号化するために、図11に示
されるように磁気トラックが磁束ガイドの空気間隙と同
じ距離に分離されたいくつかの基準区域を有するように
するのが好都合である。
されるように磁気トラックが磁束ガイドの空気間隙と同
じ距離に分離されたいくつかの基準区域を有するように
するのが好都合である。
【0045】本明細書では、空気間隙、それぞれの磁束
ガイドを分離している距離という用語は空気間隙または
磁束ガイドの中心から中心の距離を意味するものと理解
されている。従って基準区域が空気間隙と合致すると、
四つの磁気抵抗器は同時にゼロ合図信号を供給し、これ
らの強度は合計される。
ガイドを分離している距離という用語は空気間隙または
磁束ガイドの中心から中心の距離を意味するものと理解
されている。従って基準区域が空気間隙と合致すると、
四つの磁気抵抗器は同時にゼロ合図信号を供給し、これ
らの強度は合計される。
【0046】この様なトラック440が図11に示され
ており、p≒1.2gのである間隔pで配列された一連
の規則的な区域442と、四つの基準区域401、40
2、403および404を有し、これらの基準区域はそ
れぞれ距離l1 , l2 及びl3 で、空気間隙45
2を磁気抵抗器320、322、324、326に関し
て分離している距離l1 , l2 及びl3 と対にな
るように不等分に等しくなるように分離されている。好
適に距離l1 , l2 及びl3 は互いに約分するこ
とは出来ない。全ての空気間隙452と区域401、4
02、403、404の間には一回の通過に際して唯一
度だけ合致が生じる。この様な構成の特長は図12の曲
線を調べれば明らかであり、これはトラック440が図
11のエンコーダ上を通過する間の端子328と330
(図9)の間の測定ブリッジ上で取られた信号を示す。
ており、p≒1.2gのである間隔pで配列された一連
の規則的な区域442と、四つの基準区域401、40
2、403および404を有し、これらの基準区域はそ
れぞれ距離l1 , l2 及びl3 で、空気間隙45
2を磁気抵抗器320、322、324、326に関し
て分離している距離l1 , l2 及びl3 と対にな
るように不等分に等しくなるように分離されている。好
適に距離l1 , l2 及びl3 は互いに約分するこ
とは出来ない。全ての空気間隙452と区域401、4
02、403、404の間には一回の通過に際して唯一
度だけ合致が生じる。この様な構成の特長は図12の曲
線を調べれば明らかであり、これはトラック440が図
11のエンコーダ上を通過する間の端子328と330
(図9)の間の測定ブリッジ上で取られた信号を示す。
【0047】l1 = 2,l2 = 7そしてl3 = 1
3の例の場合、表Iは信号501から507の間のトラ
ックと空気間隙との間の相対位置の対応を示す。
3の例の場合、表Iは信号501から507の間のトラ
ックと空気間隙との間の相対位置の対応を示す。
【0048】
【表1】 表I 信号 マークの通過 空気間隙下の磁気抵抗器 501 404 320 502 404 322 503 404 324 504 403 320 505 403 322 506 402 320 507 401 320 402 322 403 324 404 326
【0049】表の最後の行は信号507が全ての基準区
域と磁気抵抗器とが同時に一致した応答を示している。
距離l1 ,l2 およびl3 は対になって異なっているの
で、この同時性は磁気トラックを読みとる際に唯一度だ
け発生する。更に装置の四つの磁気抵抗器上で同時に検
出するので四倍高い強度信号を与え、従って検出が容易
である。
域と磁気抵抗器とが同時に一致した応答を示している。
距離l1 ,l2 およびl3 は対になって異なっているの
で、この同時性は磁気トラックを読みとる際に唯一度だ
け発生する。更に装置の四つの磁気抵抗器上で同時に検
出するので四倍高い強度信号を与え、従って検出が容易
である。
【0050】これらの特徴の結果エンコーダの分解能及
びゼロ合図マークの精度が共に向上される。
びゼロ合図マークの精度が共に向上される。
【図1】既知の磁気エンコーダの配線詳細を図示した回
路図。
路図。
【図2】磁気媒体の図式表現であり、図1のエンコーダ
の磁気抵抗器の配列を磁気トラックとの関連で示す。
の磁気抵抗器の配列を磁気トラックとの関連で示す。
【図3】既知の型式のいわゆる”ゼロ合図”を具備した
磁気媒体の図式表現。
磁気媒体の図式表現。
【図4】本発明に基づくエンコーダの図式的断面図。
【図5】図4のエンコーダの図式的長軸断面図。
【図6】図4のエンコーダの図式的平面図。
【図7】本発明に基づく単一磁気抵抗器を有するエンコ
ーダの関連する磁気媒体との図式的断面図。
ーダの関連する磁気媒体との図式的断面図。
【図8】複数の磁気抵抗器を備えた本発明に基づくエン
コーダの図式的断面図。
コーダの図式的断面図。
【図9】特に四つの磁気抵抗器を使用した場合の、図8
のエンコーダの配線を示す回路図。
のエンコーダの配線を示す回路図。
【図10】本発明に基づくエンコーダから供給される信
号の強度を、磁気媒体の磁化区域の間隔の関数として図
示した曲線。
号の強度を、磁気媒体の磁化区域の間隔の関数として図
示した曲線。
【図11】本発明に基づく磁気トラックの図式的表現。
【図12】図8のエンコーダから供給され、図11に基
づくトラックの通過を検出したときの信号を示す曲線。
づくトラックの通過を検出したときの信号を示す曲線。
10,310 測定ブリッジ 12,14,312,314 ブリッジ枝 16 供給電源 20,22,24,26 磁気抵抗器 120,220,320,322,324,326,2
8,30 測定端子 32 測定実施ユニット 40,340 磁気トラック 42,242,342,442 磁化区域 44,244 磁化区域切り替わり 46 磁気マーク 150 絶縁基板 152,252,352 空気間隙 154,254,354,454 磁束ガイド 155 絶縁物質層 156,256,356 極部材片 158,160 電力供給点 162,164 磁気抵抗器端部 240 磁気媒体 321,323,325,327 補償磁気抵抗器
8,30 測定端子 32 測定実施ユニット 40,340 磁気トラック 42,242,342,442 磁化区域 44,244 磁化区域切り替わり 46 磁気マーク 150 絶縁基板 152,252,352 空気間隙 154,254,354,454 磁束ガイド 155 絶縁物質層 156,256,356 極部材片 158,160 電力供給点 162,164 磁気抵抗器端部 240 磁気媒体 321,323,325,327 補償磁気抵抗器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リヌ ビュー − ロシャ フランス国サスナージュ,リュ ドゥ グ ラン プレ,60
Claims (7)
- 【請求項1】 関連する磁気媒体上のマークを読みとる
ための磁気エンコーダであって、このエンコーダは少な
くともひとつの磁気抵抗器及び媒体に沿って配列された
一連の磁化区域を有する磁気媒体とを有し、磁気エンコ
ーダはまたエンコーダの磁気抵抗器に向かって相対的に
移動する磁気媒体により生成される磁束の方向を導くた
めの磁束ガイドを有し、前記磁束ガイドは少なくともひ
とつの、磁気区域の最小間隔よりも小さな長さ(g)を
有する、空気間隙で分離された読みとり極部材片を有
し、この極部材片は少なくとも部分的に磁気抵抗器の下
に配置された端部を有することを特徴とする、前記磁気
エンコーダ。 - 【請求項2】 請求項第1項記載の磁気エンコーダに於
いて、磁気媒体が1.2gに近い規則的な間隔pを具備
して配列された一連のいわゆる規則的磁化区域を備えた
磁気トラックと、一連の規則区域内に配置され局所的に
間隔pを超える間隔p’を形成する少なくともひとつの
基準区域とを有する、前記磁気エンコーダ。 - 【請求項3】 請求項第2項記載のエンコーダに於い
て、間隔p’が1.5pに近い、前記エンコーダ。 - 【請求項4】 請求項第2項記載のエンコーダに於い
て、磁気媒体に沿って直線状となるように配置された複
数のいわゆるアクティブ磁気抵抗器を有し、この磁気抵
抗器にはそれぞれ磁気抵抗器と関連づけられて、不等距
離で分離されて対とされた複数の空気間隙を有する磁束
ガイドが装備され、磁気媒体がそれぞれ空気間隙を分離
している距離に等しい距離で対となって分離された複数
の基準領域を有する、前記エンコーダ。 - 【請求項5】 請求項第4項記載のエンコーダに於い
て、連続している空気間隙が互いに約分できない距離で
分離されている、前記エンコーダ。 - 【請求項6】 請求項第4項記載のエンコーダに於い
て、磁気抵抗器が検出ブリッジとして接続されている、
前記エンコーダ。 - 【請求項7】 請求項第6項記載のエンコーダに於い
て、このブリッジが供給電源と接地電位との間に並列に
接続された二本の枝を有し、それぞれが枝の中で直列に
接続された二つのアクティブ読みとり磁気抵抗器とふた
つの補償磁気抵抗器とを具備する、前記エンコーダ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9414536 | 1994-12-02 | ||
FR9414536A FR2727778B1 (fr) | 1994-12-02 | 1994-12-02 | Codeur magnetique pour la lecture de marques sur une piste magnetique associee |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08212522A true JPH08212522A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=9469436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7315589A Pending JPH08212522A (ja) | 1994-12-02 | 1995-12-04 | 関連する磁気トラック上のマークを読みとるための磁気エンコーダ |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5821517A (ja) |
EP (1) | EP0717265B1 (ja) |
JP (1) | JPH08212522A (ja) |
DE (1) | DE69515273T2 (ja) |
FR (1) | FR2727778B1 (ja) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3004924B2 (ja) * | 1996-11-01 | 2000-01-31 | 株式会社ミツトヨ | 磁気エンコーダ |
EP0889460B1 (en) * | 1997-07-04 | 2003-09-24 | STMicroelectronics S.r.l. | An electromagnetic head with magnetoresistive means connected to a magnetic core |
US6098880A (en) * | 1998-03-20 | 2000-08-08 | Seagate Technology, Inc. | Shaped magnetoresistive readers |
JP3651433B2 (ja) * | 2001-09-28 | 2005-05-25 | 株式会社村田製作所 | 磁気センサ |
FR2865273B1 (fr) * | 2004-01-21 | 2006-03-03 | Siemens Vdo Automotive | Dispositif pour determiner la position angulaire d'un organe rotatif |
US7505233B2 (en) * | 2004-12-15 | 2009-03-17 | International Business Machines Corporation | Magnetic sensor |
US9529060B2 (en) | 2014-01-09 | 2016-12-27 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetoresistance element with improved response to magnetic fields |
US9812637B2 (en) | 2015-06-05 | 2017-11-07 | Allegro Microsystems, Llc | Spin valve magnetoresistance element with improved response to magnetic fields |
US10620279B2 (en) | 2017-05-19 | 2020-04-14 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetoresistance element with increased operational range |
US11022661B2 (en) | 2017-05-19 | 2021-06-01 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetoresistance element with increased operational range |
US10612946B2 (en) * | 2018-05-30 | 2020-04-07 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Encoder system for position determination with inclined scale |
CN113324464B (zh) * | 2021-04-09 | 2022-10-04 | 深圳市领略数控设备有限公司 | 磁尺和磁尺的标定方法 |
US11719771B1 (en) | 2022-06-02 | 2023-08-08 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetoresistive sensor having seed layer hysteresis suppression |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4418372A (en) * | 1979-08-02 | 1983-11-29 | Hitachi, Ltd. | Magnetic rotary encoder |
DE3373586D1 (en) | 1983-05-13 | 1987-10-15 | Westinghouse Electric Corp | Nuclear reactor |
FR2559293B1 (fr) * | 1984-02-03 | 1988-09-09 | Commissariat Energie Atomique | Nouvelle tete magnetique d'ecriture et de lecture pour enregistrement magnetique et son procede de fabrication |
FR2604021B1 (fr) * | 1986-09-17 | 1988-10-28 | Commissariat Energie Atomique | Procede de realisation de tetes magnetiques en couches minces et a structure planaire et tete obtenue par ce procede |
EP0311854A1 (de) * | 1987-10-16 | 1989-04-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Dünnfilm-Magnetkopf mit schichtweisem Aufbau zur senkrechten Magnetisierung |
US4954803A (en) * | 1988-03-18 | 1990-09-04 | Yamaha Corporation | Magnetic-resistor sensor and a magnetic encoder using such a sensor |
FR2645314B1 (fr) | 1989-03-29 | 1991-05-31 | Commissariat Energie Atomique | Tete magnetique a magnetoresistance pour enregistrement longitudinal et procede de realisation d'une telle tete |
FR2645315B1 (fr) * | 1989-03-29 | 1991-05-31 | Commissariat Energie Atomique | Tete magnetique de lecture a magnetoresistance pour enregistrement perpendiculaire et procede de realisation d'une telle tete |
FR2657189B1 (fr) * | 1990-01-18 | 1993-12-31 | Commissariat A Energie Atomique | Tete magnetique de lecture et d'ecriture a element magnetoresistant. |
FR2700633B1 (fr) * | 1993-01-20 | 1995-03-17 | Silmag Sa | Procédé de réalisation d'une tête magnétique à détecteur de champ à semiconducteur et tête obtenue par ce procédé. |
DE4309442C2 (de) * | 1993-03-24 | 1996-09-12 | Vdo Schindling | Passiver berührungsloser magnetischer Positionssensor |
FR2709855B1 (fr) * | 1993-09-06 | 1995-10-20 | Commissariat Energie Atomique | Tête magnétique de lecture et d'écriture à élément magnétorésistant compensé en écriture. |
EP0651374A3 (en) * | 1993-11-01 | 1995-09-06 | Hewlett Packard Co | Planar magnetoresistive head. |
US5545985A (en) * | 1994-03-16 | 1996-08-13 | Campbell; Peter | Magnetoresistive position sensor including an encoder wherein the magnetization extends greater than 0.5 times the pole pitch below the surface |
-
1994
- 1994-12-02 FR FR9414536A patent/FR2727778B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-11-30 DE DE69515273T patent/DE69515273T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-11-30 EP EP95402711A patent/EP0717265B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-01 US US08/566,301 patent/US5821517A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-04 JP JP7315589A patent/JPH08212522A/ja active Pending
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Publication number | Publication date |
---|---|
US5821517A (en) | 1998-10-13 |
DE69515273D1 (de) | 2000-04-06 |
EP0717265B1 (fr) | 2000-03-01 |
FR2727778A1 (fr) | 1996-06-07 |
FR2727778B1 (fr) | 1997-01-03 |
EP0717265A1 (fr) | 1996-06-19 |
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