JPH08271283A - 位置センサ及び位置検出装置 - Google Patents
位置センサ及び位置検出装置Info
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- JPH08271283A JPH08271283A JP7099620A JP9962095A JPH08271283A JP H08271283 A JPH08271283 A JP H08271283A JP 7099620 A JP7099620 A JP 7099620A JP 9962095 A JP9962095 A JP 9962095A JP H08271283 A JPH08271283 A JP H08271283A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型で低価格な位置センサを提供することを
目的とする。 【構成】 隣接し合う位置で互いに異なる極性の磁極
Ｎ、Ｓが等間隔に複数配設され、該磁極Ｎ、Ｓの配設方
向が互いに平行で該磁極Ｎ、Ｓの磁極間隔λ1／２、λ2
／２が互いに異なる第１、第２の磁性部材１、２と、上
記磁極Ｎ、Ｓの配設方向をスライド方向Ｘとして上記第
１、第２の磁性部材１、２と相対移動可能で該第１の磁
性部材１の磁束発生面と第２の磁性部材２の磁束発生面
に対向配設され、該スライド方向Ｘに対し該第１、第２
の磁性部材１、２の磁極間隔λ1／２、λ2／２を等分割
する間隔毎に設けられた複数の磁気抵抗効果素子４ａ、
５ａ、６ａ、７ａにより該第１、第２の磁性部材１、２
の各磁極Ｎ、Ｓ間に生じる磁束の変化量を検出する第
１、第２の検出器１１、１２が一体に設けられる磁気ヘ
ッド３とを備える。
目的とする。 【構成】 隣接し合う位置で互いに異なる極性の磁極
Ｎ、Ｓが等間隔に複数配設され、該磁極Ｎ、Ｓの配設方
向が互いに平行で該磁極Ｎ、Ｓの磁極間隔λ1／２、λ2
／２が互いに異なる第１、第２の磁性部材１、２と、上
記磁極Ｎ、Ｓの配設方向をスライド方向Ｘとして上記第
１、第２の磁性部材１、２と相対移動可能で該第１の磁
性部材１の磁束発生面と第２の磁性部材２の磁束発生面
に対向配設され、該スライド方向Ｘに対し該第１、第２
の磁性部材１、２の磁極間隔λ1／２、λ2／２を等分割
する間隔毎に設けられた複数の磁気抵抗効果素子４ａ、
５ａ、６ａ、７ａにより該第１、第２の磁性部材１、２
の各磁極Ｎ、Ｓ間に生じる磁束の変化量を検出する第
１、第２の検出器１１、１２が一体に設けられる磁気ヘ
ッド３とを備える。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は位置センサ及び位置検出
装置に関し、特に磁束の変化量を検出する位置センサ及
びこの位置センサを用いて位置を検出する位置検出装置
に関する。
装置に関し、特に磁束の変化量を検出する位置センサ及
びこの位置センサを用いて位置を検出する位置検出装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、工作機械のスライダ部のスライ
ド位置や移動体の移動位置等の対象物の位置を検出する
位置センサ３０として、図４に示すように互いにスライ
ド方向Ｘに相対移動するように対向配設され、互いに該
スライド方向Ｘに平行に配設されＮ極とＳ極が交互に等
間隔に複数個形成された第１、第２の磁性部材３１、３
２と、該第１、第２の磁性部材３１、３２の該スライド
方向Ｘの磁束変化を検出する磁気ヘッド３５とを備えた
ものが知られている。
ド位置や移動体の移動位置等の対象物の位置を検出する
位置センサ３０として、図４に示すように互いにスライ
ド方向Ｘに相対移動するように対向配設され、互いに該
スライド方向Ｘに平行に配設されＮ極とＳ極が交互に等
間隔に複数個形成された第１、第２の磁性部材３１、３
２と、該第１、第２の磁性部材３１、３２の該スライド
方向Ｘの磁束変化を検出する磁気ヘッド３５とを備えた
ものが知られている。
【０００３】上記第１、第２の磁性部材３１、３２は、
隣接するＮ極間及びＳ極間の間隔がλ1、λ2で、隣接す
るＮ極とＳ極の磁極間がλ1／２、λ2／２で着磁されて
形成される。上記磁気ヘッド３５は、第１、第２の磁性
部材３１、３２に対向配置されフェライト等の磁性体で
形成される第１、第２の磁気コア３３、３４が配設され
る。該第１、第２の磁気コア３３、３４は、略リング形
状で第１、第２の磁性部材３１、３２のスライド方向Ｘ
に対する磁束に鎖交する第１、第２のギャップＧ１、Ｇ
２が形成される。この第１、第２の磁気コア３３、３４
には、巻回部Ｈ１、Ｈ２に巻回されて互いに並列に接続
される励磁コイル３６が設けられる。また、第１の磁気
コア３３の巻回部Ｍ１には出力コイル３７が巻回され、
第２の磁気コア３４の巻回部Ｍ２には出力コイル３８が
巻回される。
隣接するＮ極間及びＳ極間の間隔がλ1、λ2で、隣接す
るＮ極とＳ極の磁極間がλ1／２、λ2／２で着磁されて
形成される。上記磁気ヘッド３５は、第１、第２の磁性
部材３１、３２に対向配置されフェライト等の磁性体で
形成される第１、第２の磁気コア３３、３４が配設され
る。該第１、第２の磁気コア３３、３４は、略リング形
状で第１、第２の磁性部材３１、３２のスライド方向Ｘ
に対する磁束に鎖交する第１、第２のギャップＧ１、Ｇ
２が形成される。この第１、第２の磁気コア３３、３４
には、巻回部Ｈ１、Ｈ２に巻回されて互いに並列に接続
される励磁コイル３６が設けられる。また、第１の磁気
コア３３の巻回部Ｍ１には出力コイル３７が巻回され、
第２の磁気コア３４の巻回部Ｍ２には出力コイル３８が
巻回される。
【０００４】以上の構成による位置センサ３０は、磁気
ヘッド３５の励磁コイル３６にｓｉｎ（ωｔ）の励磁信
号を供給した際に、該磁気ヘッド３５の出力コイル３
７、３８では、スライド方向Ｘにおける位置ｘに対して
下記（１１）式、（１２）式の出力信号Ｙ１、Ｙ２が得
られる。
ヘッド３５の励磁コイル３６にｓｉｎ（ωｔ）の励磁信
号を供給した際に、該磁気ヘッド３５の出力コイル３
７、３８では、スライド方向Ｘにおける位置ｘに対して
下記（１１）式、（１２）式の出力信号Ｙ１、Ｙ２が得
られる。
【０００５】 Ｙ１＝ ｓｉｎ（ωｔ＋２πｘ／λ1） （１１）式 Ｙ２＝ ｓｉｎ（ωｔ＋２πｘ／λ2） （１２）式 上記出力信号Ｙ１、Ｙ２の減算値Ｙ１−Ｙ２は、下記
（１３）式となり、この減算値Ｙ１−Ｙ２を復調するこ
とにより｛１／（１／λ1−１／λ2）｝の項を取り出す
ことが可能である。
（１３）式となり、この減算値Ｙ１−Ｙ２を復調するこ
とにより｛１／（１／λ1−１／λ2）｝の項を取り出す
ことが可能である。
【０００６】 Ｙ１−Ｙ２＝ ２ｃｏｓ・１／２｛２ωｔ＋２πｘ・（１／λ1＋１／λ2）｝ ・ｓｉｎ１／２｛２πｘ・（１／λ1−１／λ2）｝ （１３）式 以上のように位置センサ３０では、励磁信号ｓｉｎ（ω
ｔ）が、２πｘ／λ1、２πｘ／λ2の位相変調が行われ
て１／λ1、１／λ2の最小公倍数｛１／（１／λ1−１
／λ2）｝を測定範囲として、該測定範囲で減算値Ｙ１
−Ｙ２がスライド方向Ｘの位置ｘに一対一に対応して、
位置ｘの検出が可能である。このように、磁気ヘッド３
５は、該励磁信号により出力コイル３７、３８の出力信
号を位相変調する磁気変調型素子として機能する。この
磁気ヘッド３５を対象物に一体に設けることにより、該
対象物の位置を広い測定範囲で正確に検出することが可
能である。
ｔ）が、２πｘ／λ1、２πｘ／λ2の位相変調が行われ
て１／λ1、１／λ2の最小公倍数｛１／（１／λ1−１
／λ2）｝を測定範囲として、該測定範囲で減算値Ｙ１
−Ｙ２がスライド方向Ｘの位置ｘに一対一に対応して、
位置ｘの検出が可能である。このように、磁気ヘッド３
５は、該励磁信号により出力コイル３７、３８の出力信
号を位相変調する磁気変調型素子として機能する。この
磁気ヘッド３５を対象物に一体に設けることにより、該
対象物の位置を広い測定範囲で正確に検出することが可
能である。
【０００７】上記対象物の位置の検出は、上記位置セン
サ３０と、該位置センサ３０で検出された出力信号Ｙ
１、Ｙ２の減算処理によりＹ１−Ｙ２を出力する減算回
路４２と、該Ｙ１−Ｙ２から｛１／（１／λ1−１／
λ2）｝の項の復調処理を行う復調回路４３とが設けら
れる位置検出装置で行う。
サ３０と、該位置センサ３０で検出された出力信号Ｙ
１、Ｙ２の減算処理によりＹ１−Ｙ２を出力する減算回
路４２と、該Ｙ１−Ｙ２から｛１／（１／λ1−１／
λ2）｝の項の復調処理を行う復調回路４３とが設けら
れる位置検出装置で行う。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記位置検
出装置の減算回路４２の減算処理及び上記復調回路４３
の復調処理は複雑であり、該減算回路４２及び該復調回
路４３の構成が複雑となる。このため、該位置検出装置
が高価になるという問題点を生じていた。また、該位置
検出装置の小型化が困難になるという問題点を生じてい
た。
出装置の減算回路４２の減算処理及び上記復調回路４３
の復調処理は複雑であり、該減算回路４２及び該復調回
路４３の構成が複雑となる。このため、該位置検出装置
が高価になるという問題点を生じていた。また、該位置
検出装置の小型化が困難になるという問題点を生じてい
た。
【０００９】また、上記位置検出装置では、磁気ヘッド
３５の出力コイル３７、３８の出力信号を位相変調する
ために、励磁コイル３６に励磁信号を供給する必要が有
り、励磁信号の発振器４１を必要とし、該位置検出装置
が高価になるという問題点を生じていた。また、該位置
検出装置の小型化が困難になるという問題点を生じてい
た。
３５の出力コイル３７、３８の出力信号を位相変調する
ために、励磁コイル３６に励磁信号を供給する必要が有
り、励磁信号の発振器４１を必要とし、該位置検出装置
が高価になるという問題点を生じていた。また、該位置
検出装置の小型化が困難になるという問題点を生じてい
た。
【００１０】また、上記磁気ヘッド３５の第１、第２の
コア３３、３４は、励磁コイル３６及び出力コイル３
７、３８を巻回する領域を巻回部に確保する必要があ
る。このため、磁気ヘッド３５の小型化は励磁コイル３
６及び出力コイル３７、３８の巻回数や径に依存する該
巻回部の大きさに制限されて、位置センサ３０の小型化
を困難にするという問題点を生じている。
コア３３、３４は、励磁コイル３６及び出力コイル３
７、３８を巻回する領域を巻回部に確保する必要があ
る。このため、磁気ヘッド３５の小型化は励磁コイル３
６及び出力コイル３７、３８の巻回数や径に依存する該
巻回部の大きさに制限されて、位置センサ３０の小型化
を困難にするという問題点を生じている。
【００１１】本発明は、以上のような問題点に鑑み、小
型で低価格な位置センサ及び小型で低価格な位置検出装
置を提供することを目的とする。
型で低価格な位置センサ及び小型で低価格な位置検出装
置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この目的を達成した本発
明に係る位置センサは、隣接し合う位置で互いに異なる
極性の磁極が等間隔に複数配設され、該磁極の配設方向
が互いに平行で該磁極の磁極間隔が互いに異なる第１、
第２の磁性部材と、上記磁極の配設方向をスライド方向
として上記第１、第２の磁性部材と相対移動可能で該第
１の磁性部材の磁束発生面と第２の磁性部材の磁束発生
面に対向配設され、該スライド方向に対し該第１、第２
の磁性部材の磁極間隔を等分割する間隔毎に設けられた
複数の磁気抵抗効果素子により該第１、第２の磁性部材
の各磁極間に生じる磁束の変化量を検出する第１、第２
の検出器が一体に設けられる磁気ヘッドとを備える。
明に係る位置センサは、隣接し合う位置で互いに異なる
極性の磁極が等間隔に複数配設され、該磁極の配設方向
が互いに平行で該磁極の磁極間隔が互いに異なる第１、
第２の磁性部材と、上記磁極の配設方向をスライド方向
として上記第１、第２の磁性部材と相対移動可能で該第
１の磁性部材の磁束発生面と第２の磁性部材の磁束発生
面に対向配設され、該スライド方向に対し該第１、第２
の磁性部材の磁極間隔を等分割する間隔毎に設けられた
複数の磁気抵抗効果素子により該第１、第２の磁性部材
の各磁極間に生じる磁束の変化量を検出する第１、第２
の検出器が一体に設けられる磁気ヘッドとを備える。
【００１３】また、磁気ヘッドは、第１の検出器の検出
面と第２の検出器の検出面に対向配設されて、スライド
方向に磁界を発生するバイアス磁石が設けられたことを
特徴とする。上記目的を達成した本発明に係る位置検出
装置は、隣接し合う位置で互いに異なる極性の磁極が等
間隔に複数配設され、該磁極の配設方向が互いに平行で
該磁極の磁極間隔が互いに異なる第１、第２の磁性部材
と、上記磁極の配設方向をスライド方向として上記第
１、第２の磁性部材と相対移動可能で該第１の磁性部材
の磁束発生面と第２の磁性部材の磁束発生面に対向配設
さられ、該スライド方向に対し該第１、第２の磁性部材
の磁極間隔を等分割する間隔毎に設けられた複数の磁気
抵抗効果素子により該第１、第２の磁性部材の各磁極間
に生じる磁束の変化量を検出する第１、第２の検出器が
一体に設けられる磁気ヘッドと、上記磁気ヘッドの第
１、第２の検出器で検出された磁束の変化量に基づいて
上記スライド方向に対する該磁気ヘッドの位置を演算す
る演算手段とを備える。
面と第２の検出器の検出面に対向配設されて、スライド
方向に磁界を発生するバイアス磁石が設けられたことを
特徴とする。上記目的を達成した本発明に係る位置検出
装置は、隣接し合う位置で互いに異なる極性の磁極が等
間隔に複数配設され、該磁極の配設方向が互いに平行で
該磁極の磁極間隔が互いに異なる第１、第２の磁性部材
と、上記磁極の配設方向をスライド方向として上記第
１、第２の磁性部材と相対移動可能で該第１の磁性部材
の磁束発生面と第２の磁性部材の磁束発生面に対向配設
さられ、該スライド方向に対し該第１、第２の磁性部材
の磁極間隔を等分割する間隔毎に設けられた複数の磁気
抵抗効果素子により該第１、第２の磁性部材の各磁極間
に生じる磁束の変化量を検出する第１、第２の検出器が
一体に設けられる磁気ヘッドと、上記磁気ヘッドの第
１、第２の検出器で検出された磁束の変化量に基づいて
上記スライド方向に対する該磁気ヘッドの位置を演算す
る演算手段とを備える。
【００１４】また、演算手段は、磁気検出器の位置に対
する演算結果を線形とするように補正を行う補正手段が
設けられたことを特徴とする。
する演算結果を線形とするように補正を行う補正手段が
設けられたことを特徴とする。
【００１５】
【作用】以上の構成を備える本発明に係る位置センサに
よれば、互いに複数の磁気抵抗効果素子が等間隔に配設
され第１、第２の磁性部材に挟まれるように設けられた
第１、第２の検出器が一体に設けられた磁気ヘッドによ
り、互いに異なる磁極間の磁極が形成された第１、第２
の磁性部材のスライド方向の磁束の変化量を検出する。
よれば、互いに複数の磁気抵抗効果素子が等間隔に配設
され第１、第２の磁性部材に挟まれるように設けられた
第１、第２の検出器が一体に設けられた磁気ヘッドによ
り、互いに異なる磁極間の磁極が形成された第１、第２
の磁性部材のスライド方向の磁束の変化量を検出する。
【００１６】また、第１の検出器と第２の検出器に挟ま
れるようにバイアス磁石が設けられる。以上の構成を備
える本発明に係る位置検出装置によれば、互いに複数の
磁気抵抗効果素子が等間隔に配設された第１、第２の磁
性部材に挟まれるように第１、第２の検出器が一体に設
けられた磁気ヘッドにより、互いに異なる磁極間の磁極
が形成された第１、第２の磁性部材のスライド方向の磁
束の変化量を検出して、該検出結果に基づいて演算手段
で該スライド方向に対する該磁気ヘッドの位置を演算す
る。
れるようにバイアス磁石が設けられる。以上の構成を備
える本発明に係る位置検出装置によれば、互いに複数の
磁気抵抗効果素子が等間隔に配設された第１、第２の磁
性部材に挟まれるように第１、第２の検出器が一体に設
けられた磁気ヘッドにより、互いに異なる磁極間の磁極
が形成された第１、第２の磁性部材のスライド方向の磁
束の変化量を検出して、該検出結果に基づいて演算手段
で該スライド方向に対する該磁気ヘッドの位置を演算す
る。
【００１７】また、演算手段に設けられた補正手段で磁
気検出器の位置に対する演算結果を線形とするように補
正を行う。
気検出器の位置に対する演算結果を線形とするように補
正を行う。
【００１８】
【実施例】以下、本発明に係る位置センサの好ましい実
施例について図面を参照しながら説明する。本発明に係
る位置センサ２０は、図１に示すように互いにスライド
方向Ｘに相対移動するように対向配設され、互いに該ス
ライド方向Ｘに平行に配設される第１、第２の磁性部材
１、２と、該第１の磁性部材１と第２の磁性部材２の間
に内装され該スライド方向Ｘの磁束変化を検出する磁気
ヘッド３とを備える。
施例について図面を参照しながら説明する。本発明に係
る位置センサ２０は、図１に示すように互いにスライド
方向Ｘに相対移動するように対向配設され、互いに該ス
ライド方向Ｘに平行に配設される第１、第２の磁性部材
１、２と、該第１の磁性部材１と第２の磁性部材２の間
に内装され該スライド方向Ｘの磁束変化を検出する磁気
ヘッド３とを備える。
【００１９】上記第１の磁性部材１は、スライド方向Ｘ
にＮ極とＳ極が交互に等間隔に複数個形成され、同極間
同士の間隔がλ1となるように着磁されて形成される。
上記第２の磁性部材２は、スライド方向ＸにＮ極とＳ極
が交互に等間隔に複数個形成され、同極間同士の間隔が
λ2となるように着磁されて形成される。
にＮ極とＳ極が交互に等間隔に複数個形成され、同極間
同士の間隔がλ1となるように着磁されて形成される。
上記第２の磁性部材２は、スライド方向ＸにＮ極とＳ極
が交互に等間隔に複数個形成され、同極間同士の間隔が
λ2となるように着磁されて形成される。
【００２０】上記磁気ヘッド３は、上記第１の磁性部材
１に対向配設される第１のＭＲセンサ１１と、上記第２
の磁性部材２に対向配設される第２のＭＲセンサ１２
と、該第１のＭＲセンサを上面に貼り合わせ、該第２の
ＭＲセンサ１２を裏面に貼り合わせて該第１のＭＲセン
サ１１と第２のＭＲセンサ１２間の磁界の影響を分離す
る分離板１３とを有する。
１に対向配設される第１のＭＲセンサ１１と、上記第２
の磁性部材２に対向配設される第２のＭＲセンサ１２
と、該第１のＭＲセンサを上面に貼り合わせ、該第２の
ＭＲセンサ１２を裏面に貼り合わせて該第１のＭＲセン
サ１１と第２のＭＲセンサ１２間の磁界の影響を分離す
る分離板１３とを有する。
【００２１】上記第１のＭＲセンサ１１は、ポリイミド
樹脂やフレキシブル基板等で形成される基板１０ａと、
該基板１０ａの主面上に設けられ上記スライド方向Ｘに
順次λ1／２・１／４の間隔で第１の磁性部材１から該
スライド方向Ｘの磁束の変化量を抵抗の変化量として検
出する４個の磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子と称す
る。）４ａ、５ａ、６ａ、７ａが配設される。
樹脂やフレキシブル基板等で形成される基板１０ａと、
該基板１０ａの主面上に設けられ上記スライド方向Ｘに
順次λ1／２・１／４の間隔で第１の磁性部材１から該
スライド方向Ｘの磁束の変化量を抵抗の変化量として検
出する４個の磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子と称す
る。）４ａ、５ａ、６ａ、７ａが配設される。
【００２２】また、この第１のＭＲセンサ１１は、図２
Ａに示すようにＭＲ素子４ａの一端は電源電圧Ｖｃｃに
接続され、該ＭＲ素子４ａの他の一端はＭＲ素子６ａの
一端に接続され、該ＭＲ素子６ａの他の一端は接地され
て、該ＭＲ素子４ａとＭＲ素子６ａの接続点に第１の出
力端子８ａが接続される。また、該ＭＲ素子５ａの一端
は電源電圧Ｖｃｃに接続され、該ＭＲ素子５ａの他の一
端はＭＲ素子７ａの一端に接続され、該ＭＲ素子７ａの
他の一端は接地されて、該ＭＲ素子５ａとＭＲ素子７ａ
の接続点に第２の出力端子９ａが接続される。
Ａに示すようにＭＲ素子４ａの一端は電源電圧Ｖｃｃに
接続され、該ＭＲ素子４ａの他の一端はＭＲ素子６ａの
一端に接続され、該ＭＲ素子６ａの他の一端は接地され
て、該ＭＲ素子４ａとＭＲ素子６ａの接続点に第１の出
力端子８ａが接続される。また、該ＭＲ素子５ａの一端
は電源電圧Ｖｃｃに接続され、該ＭＲ素子５ａの他の一
端はＭＲ素子７ａの一端に接続され、該ＭＲ素子７ａの
他の一端は接地されて、該ＭＲ素子５ａとＭＲ素子７ａ
の接続点に第２の出力端子９ａが接続される。
【００２３】上記第２のＭＲセンサ１２は、上記スライ
ド方向Ｘに順次λ2／２・１／４間隔の位置で第２の磁
性部材２から該スライド方向Ｘの磁束の変化量を検出す
る４個のＭＲ素子が配設され、上記第１のＭＲセンサ１
１と同様に構成され、上記第１、第２の出力端子８ａ、
９ａと同一機能をする第１、第２の出力端子８ｂ、９ｂ
が接続される。
ド方向Ｘに順次λ2／２・１／４間隔の位置で第２の磁
性部材２から該スライド方向Ｘの磁束の変化量を検出す
る４個のＭＲ素子が配設され、上記第１のＭＲセンサ１
１と同様に構成され、上記第１、第２の出力端子８ａ、
９ａと同一機能をする第１、第２の出力端子８ｂ、９ｂ
が接続される。
【００２４】上記分離板１３は、第１のＭＲセンサ１１
から第２のＭＲセンサ１２への及び磁束を遮蔽するシー
ルド板で形成される。以上の構成による位置センサ２０
は、スライド方向Ｘにおける位置ｘに対して図２Ｂに示
す出力波形となり、上記第１のＭＲセンサ１１の第１、
第２の出力端子から下記（１）式、（２）式の出力信号
Ｙ１１、Ｙ１２が得られる。
から第２のＭＲセンサ１２への及び磁束を遮蔽するシー
ルド板で形成される。以上の構成による位置センサ２０
は、スライド方向Ｘにおける位置ｘに対して図２Ｂに示
す出力波形となり、上記第１のＭＲセンサ１１の第１、
第２の出力端子から下記（１）式、（２）式の出力信号
Ｙ１１、Ｙ１２が得られる。
【００２５】 Ｙ１１＝ ｓｉｎ（２πｘ／λ1／２） （１）式 Ｙ１２＝ ｃｏｓ（２πｘ／λ1／２） （２）式 また、上記第２のＭＲセンサ１２の第１、第２の出力端
子から下記（３）式、（４）式の出力信号Ｙ２１、Ｙ２
２が得られる。
子から下記（３）式、（４）式の出力信号Ｙ２１、Ｙ２
２が得られる。
【００２６】 Ｙ２１＝ ｓｉｎ（２πｘ／λ2／２） （３）式 Ｙ２２＝ ｃｏｓ（２πｘ／λ2／２） （４）式 上記出力信号Ｙ１１、Ｙ１２の乗算値Ｙ１１・Ｙ１２と
上記出力信号Ｙ２１、Ｙ２２の乗算値Ｙ２１・Ｙ２２の
減算値Ｋは、下記（５）式となる。
上記出力信号Ｙ２１、Ｙ２２の乗算値Ｙ２１・Ｙ２２の
減算値Ｋは、下記（５）式となる。
【００２７】 Ｋ＝Ｙ１１・Ｙ１２−Ｙ２１・Ｙ２２ ＝ｓｉｎ（２πｘ／λ1／２−２πｘ／λ2／２） （５）式 以上のように位置センサ２０では、１／λ1／２、１／
λ2／２の最小公倍数｛１／（１／λ1／２−１／λ2／
２）｝を測定範囲として、該測定範囲で減算値Ｋがスラ
イド方向Ｘの位置ｘに一対一に対応して、位置ｘの検出
が可能である。従って、上記磁気ヘッド３を対象物に一
体に設けることにより、該対象物の位置を広い測定範囲
で正確に検出することが可能である。
λ2／２の最小公倍数｛１／（１／λ1／２−１／λ2／
２）｝を測定範囲として、該測定範囲で減算値Ｋがスラ
イド方向Ｘの位置ｘに一対一に対応して、位置ｘの検出
が可能である。従って、上記磁気ヘッド３を対象物に一
体に設けることにより、該対象物の位置を広い測定範囲
で正確に検出することが可能である。
【００２８】また、上記対象物の位置検出は、上記第１
のＭＲセンサ１１で検出された出力信号Ｙ１１、Ｙ１２
の積算Ｙ１１・Ｙ１２、該第２のＭＲセンサ１２で検出
された出力信号Ｙ２１、Ｙ２２の積算Ｙ２１・Ｙ２２及
び該乗算値Ｙ１１・Ｙ１２と乗算値Ｙ２１・Ｙ２２の減
算から減算値Ｋを演算する演算処理回路２１と、該減算
値Ｋから｛１／（１／λ1／２−１／λ2／２）｝の項を
取り出す復調処理を行う復調回路２２とが設けられる位
置検出装置により行われる。この演算処理回路２１では
簡易な演算がな行われ、かつ復調回路２２では簡易に復
調が行われて、該演算処理回路２１及び復調回路２２か
らなる演算手段は、簡易な構成となる。
のＭＲセンサ１１で検出された出力信号Ｙ１１、Ｙ１２
の積算Ｙ１１・Ｙ１２、該第２のＭＲセンサ１２で検出
された出力信号Ｙ２１、Ｙ２２の積算Ｙ２１・Ｙ２２及
び該乗算値Ｙ１１・Ｙ１２と乗算値Ｙ２１・Ｙ２２の減
算から減算値Ｋを演算する演算処理回路２１と、該減算
値Ｋから｛１／（１／λ1／２−１／λ2／２）｝の項を
取り出す復調処理を行う復調回路２２とが設けられる位
置検出装置により行われる。この演算処理回路２１では
簡易な演算がな行われ、かつ復調回路２２では簡易に復
調が行われて、該演算処理回路２１及び復調回路２２か
らなる演算手段は、簡易な構成となる。
【００２９】上記位置検出装置で、例えば、λ1／２＝
１０ｍｍ、λ2／２＝１０．５ｍｍとした場合は、｛１
／（１／λ1／２−１／λ2／２）｝＝２１０ｍｍであ
り、図３Ａに示すように位置ｘに対して減算値Ｋが一対
一であり、測定範囲をλ1／２、λ2／２の約２０倍とす
ることが可能である。また、図３Ａに示す減算値Ｋの曲
線を線形に補正する補正値を記憶装置に記憶して、該減
算値Ｋ毎に該記憶装置から補正値を読出して、該補正値
と該減算値Ｋを積算することにより、位置ｘに対する減
算値Ｋを線形に補正することが可能である。
１０ｍｍ、λ2／２＝１０．５ｍｍとした場合は、｛１
／（１／λ1／２−１／λ2／２）｝＝２１０ｍｍであ
り、図３Ａに示すように位置ｘに対して減算値Ｋが一対
一であり、測定範囲をλ1／２、λ2／２の約２０倍とす
ることが可能である。また、図３Ａに示す減算値Ｋの曲
線を線形に補正する補正値を記憶装置に記憶して、該減
算値Ｋ毎に該記憶装置から補正値を読出して、該補正値
と該減算値Ｋを積算することにより、位置ｘに対する減
算値Ｋを線形に補正することが可能である。
【００３０】また、例えばλ1／２＝５ｍｍ、λ2／２＝
５．２５ｍｍとした場合は、｛１／（１／λ1／２−１
／λ2／２）｝＝１０５ｍｍで、位置ｘに対して減算値
Ｋが一対一である測定範囲は、図３Ｂに示すように１０
５ｍｍである。この場合に、図３に示すようにＸ軸方向
に対して２等分する領域Ｘ１、Ｘ２をＮ極、Ｓ極とする
第３の磁性部材２１と、上記磁気ヘッド３と一体に組み
合わせられる第３のＭＲセンサ２３とを備える位置セン
サ２０を用いることにより、該第３のＭＲセンサ２３
は、出力端子２８、２９の出力信号より該磁気ヘッド３
が何れの領域に位置してるかを検出する領域センサとし
て機能し、該領域センサの検出結果及び上記減算値Ｋと
位置ｘを一対一に対応させることにより、位置ｘに対し
て減算値Ｋが一対一となり測定範囲を２倍の２１０ｍｍ
とすることが可能である。
５．２５ｍｍとした場合は、｛１／（１／λ1／２−１
／λ2／２）｝＝１０５ｍｍで、位置ｘに対して減算値
Ｋが一対一である測定範囲は、図３Ｂに示すように１０
５ｍｍである。この場合に、図３に示すようにＸ軸方向
に対して２等分する領域Ｘ１、Ｘ２をＮ極、Ｓ極とする
第３の磁性部材２１と、上記磁気ヘッド３と一体に組み
合わせられる第３のＭＲセンサ２３とを備える位置セン
サ２０を用いることにより、該第３のＭＲセンサ２３
は、出力端子２８、２９の出力信号より該磁気ヘッド３
が何れの領域に位置してるかを検出する領域センサとし
て機能し、該領域センサの検出結果及び上記減算値Ｋと
位置ｘを一対一に対応させることにより、位置ｘに対し
て減算値Ｋが一対一となり測定範囲を２倍の２１０ｍｍ
とすることが可能である。
【００３１】以上の構成による位置センサ２０によれ
ば、互いに４個のＭＲ素子が等間隔に配設され第１、第
２の磁性部材に挟まれるように設けられた第１、第２の
検出器１１、１２が一体に設けられた磁気ヘッド３によ
り、互いに異なる磁極間の磁極が形成された第１、第２
の磁性部材１、２の各磁極間の磁束の変化量を検出す
る。このため、簡易かつ小型に構成して、第１、第２の
磁性部材の各磁極間の最小公倍数まで測定範囲を広げる
ことが可能となる。
ば、互いに４個のＭＲ素子が等間隔に配設され第１、第
２の磁性部材に挟まれるように設けられた第１、第２の
検出器１１、１２が一体に設けられた磁気ヘッド３によ
り、互いに異なる磁極間の磁極が形成された第１、第２
の磁性部材１、２の各磁極間の磁束の変化量を検出す
る。このため、簡易かつ小型に構成して、第１、第２の
磁性部材の各磁極間の最小公倍数まで測定範囲を広げる
ことが可能となる。
【００３２】以上詳細に説明したように、本発明に係る
位置検出装置によれば、互いに４個のＭＲ素子が等間隔
に配設され第１、第２の磁性部材に挟まれるように設け
られた第１、第２の検出器１１、１２が一体に設けられ
た磁気ヘッド３により、互いに異なる磁極間の磁極が形
成された第１、第２の磁性部材１、２の各磁極間の磁束
の変化量を検出して、該検出結果に基づいて演算手段で
スライド方向Ｘに対する該磁気ヘッドの位置を演算す
る。このため、簡易かつ小型に構成して、第１、第２の
磁性部材の各磁極間の最小公倍数まで測定範囲を広げる
ことが可能となる。
位置検出装置によれば、互いに４個のＭＲ素子が等間隔
に配設され第１、第２の磁性部材に挟まれるように設け
られた第１、第２の検出器１１、１２が一体に設けられ
た磁気ヘッド３により、互いに異なる磁極間の磁極が形
成された第１、第２の磁性部材１、２の各磁極間の磁束
の変化量を検出して、該検出結果に基づいて演算手段で
スライド方向Ｘに対する該磁気ヘッドの位置を演算す
る。このため、簡易かつ小型に構成して、第１、第２の
磁性部材の各磁極間の最小公倍数まで測定範囲を広げる
ことが可能となる。
【００３３】また、演算手段に設けられた補正手段で磁
気検出器１１、１２の位置に対する演算結果を線形とす
るように補正を行う。このため、位置検出装置の検出結
果に基づいて制御等を行う外部装置を簡易な構成とす
る。なお、上記実施例においては第１、第２の検出器１
１、１２は、スライド方向Ｘに対して各ＭＲ素子を各々
に対向する第１、第２の磁性部材１、２の各磁極Ｎ、Ｓ
間の磁極間隔を１／４間隔で等分割する間隔毎に配設
し、分離部材１３をシールド板で形成した場合について
説明したが、本発明に係る位置センサはこのような構成
に限定されるものでは無く、例えば図４Ａに示すよう
に、該分離部材を該スライド方向Ｘに磁界Ｈを発生する
バイアス磁石で形成し、かつ該第１の磁性部材１の各磁
極Ｎ、Ｓ間の磁極間隔を１／２間隔で等分割する間隔毎
に各ＭＲ素子を配設した第３の検出器１５及び第２の磁
性部材２の各磁極Ｎ、Ｓ間の磁極間隔を１／２間隔で等
分割する該第３の検出器１５と同様の構成の第４の検出
器を設ける位置センサによる場合にも適用可能である。
気検出器１１、１２の位置に対する演算結果を線形とす
るように補正を行う。このため、位置検出装置の検出結
果に基づいて制御等を行う外部装置を簡易な構成とす
る。なお、上記実施例においては第１、第２の検出器１
１、１２は、スライド方向Ｘに対して各ＭＲ素子を各々
に対向する第１、第２の磁性部材１、２の各磁極Ｎ、Ｓ
間の磁極間隔を１／４間隔で等分割する間隔毎に配設
し、分離部材１３をシールド板で形成した場合について
説明したが、本発明に係る位置センサはこのような構成
に限定されるものでは無く、例えば図４Ａに示すよう
に、該分離部材を該スライド方向Ｘに磁界Ｈを発生する
バイアス磁石で形成し、かつ該第１の磁性部材１の各磁
極Ｎ、Ｓ間の磁極間隔を１／２間隔で等分割する間隔毎
に各ＭＲ素子を配設した第３の検出器１５及び第２の磁
性部材２の各磁極Ｎ、Ｓ間の磁極間隔を１／２間隔で等
分割する該第３の検出器１５と同様の構成の第４の検出
器を設ける位置センサによる場合にも適用可能である。
【００３４】上記第３の検出器１５では、ＭＲ素子４ａ
とＭＲ素子６ａが第１の磁性部材１のＮ極とＳ極から互
いに逆方向の磁束に鎖交する位置に配設され、Ｎ極から
Ｓ極の磁束及び上記磁界Ｈの合成磁界とＳ極からＮ極の
磁束及び該磁界Ｈの合成磁界の差は磁界Ｈに応じたとな
り、図４Ｂに示すように該３の検出器１５の第１の出力
端子８ａから上記第１の検出器１１の第１の出力端子８
ａの出力信号の波長を２倍とした信号が出力される。ま
た、該第３の検出器１５の第２の出力端子９ａの出力信
号も該第３の検出器１５の第１の出力端子８ａと同様と
なる。また、第４の検出器の第１、第２の出力端子８
ｂ、９ｂは、該第３の検出器１５の第１、第２の出力端
子８ａ、９ａと同様に第２の検出器１２の波長を２倍と
した出力信号となる。
とＭＲ素子６ａが第１の磁性部材１のＮ極とＳ極から互
いに逆方向の磁束に鎖交する位置に配設され、Ｎ極から
Ｓ極の磁束及び上記磁界Ｈの合成磁界とＳ極からＮ極の
磁束及び該磁界Ｈの合成磁界の差は磁界Ｈに応じたとな
り、図４Ｂに示すように該３の検出器１５の第１の出力
端子８ａから上記第１の検出器１１の第１の出力端子８
ａの出力信号の波長を２倍とした信号が出力される。ま
た、該第３の検出器１５の第２の出力端子９ａの出力信
号も該第３の検出器１５の第１の出力端子８ａと同様と
なる。また、第４の検出器の第１、第２の出力端子８
ｂ、９ｂは、該第３の検出器１５の第１、第２の出力端
子８ａ、９ａと同様に第２の検出器１２の波長を２倍と
した出力信号となる。
【００３５】従って、上記バイアス磁石を上記第３の検
出器と第４の検出器で挟むように構成した位置センサで
は、該磁界Ｈの大きさに応じた振幅で波長が２倍の出力
信号が得られる。このため、測定範囲を２倍とすること
が可能である。
出器と第４の検出器で挟むように構成した位置センサで
は、該磁界Ｈの大きさに応じた振幅で波長が２倍の出力
信号が得られる。このため、測定範囲を２倍とすること
が可能である。
【００３６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る位置センサによれば、互いに複数の磁気抵抗効果素子
が等間隔に配設され第１、第２の磁性部材に挟まれるよ
うに設けられた第１、第２の検出器が一体に設けられた
磁気ヘッドにより、互いに異なる磁極間の磁極が形成さ
れた第１、第２の磁性部材のスライド方向の磁束の変化
量を検出する。このため、簡易かつ小型に構成して、第
１、第２の磁性部材の各磁極間の最小公倍数まで測定範
囲を広げる位置センサを提供することが可能となる。
る位置センサによれば、互いに複数の磁気抵抗効果素子
が等間隔に配設され第１、第２の磁性部材に挟まれるよ
うに設けられた第１、第２の検出器が一体に設けられた
磁気ヘッドにより、互いに異なる磁極間の磁極が形成さ
れた第１、第２の磁性部材のスライド方向の磁束の変化
量を検出する。このため、簡易かつ小型に構成して、第
１、第２の磁性部材の各磁極間の最小公倍数まで測定範
囲を広げる位置センサを提供することが可能となる。
【００３７】また、第１の検出器と第２の検出器に挟ま
れるようにバイアス磁石が設けられる。このため、第
１、第２の検出器に設けられる磁気抵抗効果素子の間隔
を広げることで磁気ヘッドで検出される出力信号の波長
を長くして、測定範囲を広げることが可能となる。
れるようにバイアス磁石が設けられる。このため、第
１、第２の検出器に設けられる磁気抵抗効果素子の間隔
を広げることで磁気ヘッドで検出される出力信号の波長
を長くして、測定範囲を広げることが可能となる。
【００３８】以上詳細に説明したように、本発明に係る
位置検出装置によれば、互いに複数の磁気抵抗効果素子
が等間隔に配設された第１、第２の磁性部材に挟まれる
ように第１、第２の検出器が一体に設けられた磁気ヘッ
ドにより、互いに異なる磁極間の磁極が形成された第
１、第２の磁性部材のスライド方向の磁束の変化量を検
出して、該検出結果に基づいて演算手段で該スライド方
向に対する該磁気ヘッドの位置を演算する。このため、
位置センサ及び演算手段を簡易かつ小型に構成して、第
１、第２の磁性部材の各磁極間の最小公倍数まで測定範
囲を広げる位置検出装置を提供することが可能となる。
位置検出装置によれば、互いに複数の磁気抵抗効果素子
が等間隔に配設された第１、第２の磁性部材に挟まれる
ように第１、第２の検出器が一体に設けられた磁気ヘッ
ドにより、互いに異なる磁極間の磁極が形成された第
１、第２の磁性部材のスライド方向の磁束の変化量を検
出して、該検出結果に基づいて演算手段で該スライド方
向に対する該磁気ヘッドの位置を演算する。このため、
位置センサ及び演算手段を簡易かつ小型に構成して、第
１、第２の磁性部材の各磁極間の最小公倍数まで測定範
囲を広げる位置検出装置を提供することが可能となる。
【００３９】また、演算手段に設けられた補正手段で磁
気検出器の位置に対する演算結果を線形とするように補
正を行う。このため、位置検出装置の検出結果に基づい
て制御等を行う外部装置の演算処理を簡易とする位置検
出装置を提供することが可能となる。
気検出器の位置に対する演算結果を線形とするように補
正を行う。このため、位置検出装置の検出結果に基づい
て制御等を行う外部装置の演算処理を簡易とする位置検
出装置を提供することが可能となる。
【図１】本発明に係る位置検出装置の要部のブロック図
である。
である。
【図２】上記位置検出装置の位置センサに設けられる第
１の検出器の要部の構成及び該第１の検出器の位置に対
する検出特性の一例を示す特性図である。
１の検出器の要部の構成及び該第１の検出器の位置に対
する検出特性の一例を示す特性図である。
【図３】上記位置検出装置の位置に対する検出特性の一
例を示す特性図である。
例を示す特性図である。
【図４】上記位置検出装置の位置センサに設けられる第
３の検出器の要部の構成及び該第３の検出器の位置に対
する検出特性の一例を示す特性図である。
３の検出器の要部の構成及び該第３の検出器の位置に対
する検出特性の一例を示す特性図である。
【図５】従来の位置検出装置の要部のブロック図であ
る。
る。
１ 第１の磁性部材 ２ 第２の磁性部材 ３ 磁気ヘッド ４ａ、５ａ、６ａ、７ａ ＭＲ素子 ２０ 位置センサ １１ 第１の検出器 １２ 第２の検出器 １３ 分離板 １５ 第３の検出器 ２１ 演算処理回路 ２２ 復調回路 Ｘ スライド方向
Claims (4)
- 【請求項１】 隣接し合う位置で互いに異なる極性の磁
極が等間隔に複数配設され、該磁極の配設方向が互いに
平行で該磁極の磁極間隔が互いに異なる第１、第２の磁
性部材と、 上記磁極の配設方向をスライド方向として上記第１、第
２の磁性部材と相対移動可能で該第１の磁性部材の磁束
発生面と第２の磁性部材の磁束発生面に対向配設され、
該スライド方向に対し該第１、第２の磁性部材の磁極間
隔を等分割する間隔毎に設けられた複数の磁気抵抗効果
素子により該第１、第２の磁性部材の各磁極間に生じる
磁束の変化量を検出する第１、第２の検出器が一体に設
けられる磁気ヘッドとを備えてなる位置センサ。 - 【請求項２】 磁気ヘッドは、第１の検出器の検出面と
第２の検出器の検出面に対向配設されて、スライド方向
に磁界を発生するバイアス磁石が設けられたことを特徴
とする請求項１記載の位置センサ。 - 【請求項３】 隣接し合う位置で互いに異なる極性の磁
極が等間隔に複数配設され、該磁極の配設方向が互いに
平行で該磁極の磁極間隔が互いに異なる第１、第２の磁
性部材と、 上記磁極の配設方向をスライド方向として上記第１、第
２の磁性部材と相対移動可能で該第１の磁性部材の磁束
発生面と第２の磁性部材の磁束発生面に対向配設され、
該スライド方向に対し該第１、第２の磁性部材の磁極間
隔を等分割する間隔毎に設けられた複数の磁気抵抗効果
素子により該第１、第２の磁性部材の各磁極間に生じる
磁束の変化量を検出する第１、第２の検出器が一体に設
けられる磁気ヘッドと、 上記磁気ヘッドの第１、第２の検出器で検出された磁束
の変化量に基づいて上記スライド方向に対する該磁気ヘ
ッドの位置を演算する演算手段とを備えてなる位置検出
装置。 - 【請求項４】 演算手段は、磁気検出器の位置に対する
演算結果を線形とするように補正を行う補正手段が設け
られたことを特徴とする請求項３記載の位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7099620A JPH08271283A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 位置センサ及び位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7099620A JPH08271283A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 位置センサ及び位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08271283A true JPH08271283A (ja) | 1996-10-18 |
Family
ID=14252143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7099620A Withdrawn JPH08271283A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 位置センサ及び位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08271283A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013024779A (ja) * | 2011-07-22 | 2013-02-04 | Murata Mach Ltd | 磁気式変位センサと変位検出方法 |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP7099620A patent/JPH08271283A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013024779A (ja) * | 2011-07-22 | 2013-02-04 | Murata Mach Ltd | 磁気式変位センサと変位検出方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020604 |