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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- poles
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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 |