JPH10122808A - Magnetic sensor - Google Patents
Magnetic sensorInfo
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- JPH10122808A JPH10122808A JP8298207A JP29820796A JPH10122808A JP H10122808 A JPH10122808 A JP H10122808A JP 8298207 A JP8298207 A JP 8298207A JP 29820796 A JP29820796 A JP 29820796A JP H10122808 A JPH10122808 A JP H10122808A
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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)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果素子
を用いた磁気センサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic sensor using a magneto-resistance effect element.
【従来の技術】一般に、ファクトリオートメーション、
オフィースオートメーション、その他の分野での自動化
機械装置にあっては、直線或いは回転移動体の正確な位
置を求めるために光学式或いは磁気式のエンコーダが用
いられている。この中で磁気式のエンコーダは、構造が
簡単で且つ耐水性、耐油性等の環境条件に対して有利で
あることから、多用されている。この磁気式の回転エン
コーダを例にとれば、このエンコーダは所定のピッチで
着磁した回転ドラムと、これに対向させて配置した磁気
センサとよりなり、この磁気センサに設けた例えば磁気
抵抗効果素子からの出力波形を処理することにより、そ
の相対的或いは絶対的位置を処理することにより、その
相対的或いは絶対的位置を求めるようになっている。2. Description of the Related Art Generally, factory automation,
In automation machinery in office automation and other fields, optical or magnetic encoders are used to determine the exact position of a linear or rotary moving body. Among them, magnetic encoders are frequently used because they have a simple structure and are advantageous for environmental conditions such as water resistance and oil resistance. Taking this magnetic rotary encoder as an example, this encoder comprises a rotating drum magnetized at a predetermined pitch and a magnetic sensor arranged opposite thereto, for example, a magnetoresistive effect element provided on this magnetic sensor. The relative or absolute position is obtained by processing the output waveform from the CPU and processing the relative or absolute position.
【０００２】これを具体的に説明すると、図６は磁気式
の回転エンコーダの一般的構成を示す斜視図であり、こ
のエンコーダは回転位置の検出対象となる回転軸２に固
定した回転ドラム４と、このドラム外周面に対向させて
所定の間隔（スペーシング）を隔てて配置した磁気セン
サ６とにより主に構成される。上記回転ドラム４の外周
面には、所定のピッチλで、Ｎ、Ｓ極が着磁された多極
磁気パターン８が設けられる。図７は上記多極磁気パタ
ーンの展開図を示しており、磁気センサ６には、上記ピ
ッチλの略半分の間隔、すなわち実質的にλ／２の間隔
で配置した２つの磁気抵抗効果素子Ｒ１、Ｒ２を有して
おり、回転ドラム４の回転に伴う磁界の変化を検出し得
るようになっている。尚、ここで、素子Ｒ１，Ｒ２間の
距離が、実質的にλ／２とは、両素子間の距離が精度良
くλ／２に設定する場合もあるし、また、特開平１−３
１８９１４号公報に示すようにドラムとセンサ間の距
離、すなわちスペーシングを考慮してセンサに接する円
を仮定した時に定まる仮のピッチに基づいて素子Ｒ１，
Ｒ２間の距離を設定する場合もある点を含めて実質的と
いう言葉を用いている。この磁気抵抗効果素子、すなわ
ちＭＲ素子Ｒ１、Ｒ２は、例えばガラス基板等の表面に
磁界の強度によってその電気抵抗が変化する材料、例え
ばＮｉ・ＦｅやＮｉ・Ｃｏ等の薄膜を蒸着等の手法によ
って形成している。FIG. 6 is a perspective view showing a general configuration of a magnetic rotary encoder. This encoder includes a rotary drum 4 fixed to a rotary shaft 2 whose rotation position is to be detected. And a magnetic sensor 6 arranged at a predetermined interval (spacing) opposite to the outer peripheral surface of the drum. On the outer peripheral surface of the rotary drum 4, a multipolar magnetic pattern 8 is provided with a predetermined pitch λ and N and S poles magnetized. FIG. 7 shows a developed view of the multipole magnetic pattern. The magnetic sensor 6 has two magnetoresistive elements R1 arranged at an interval of substantially half of the pitch λ, that is, at an interval of substantially λ / 2. , R2 so that a change in the magnetic field accompanying the rotation of the rotary drum 4 can be detected. Here, the distance between the elements R1 and R2 is substantially λ / 2. In some cases, the distance between the two elements is set to λ / 2 with high accuracy.
As shown in Japanese Patent No. 18914, the element R1, based on the distance between the drum and the sensor, that is, the tentative pitch determined when a circle contacting the sensor is assumed in consideration of the spacing.
The word "substantially" is used including the case where the distance between R2 may be set. The magnetoresistive elements, that is, the MR elements R1 and R2 are formed, for example, by depositing a thin film such as NiFe or NiCo on a surface of a glass substrate or the like by changing the electric resistance depending on the strength of a magnetic field. Has formed.
【０００３】次に、ＭＲ素子の動作原理について図８を
参照しつつ説明する。この種のＭＲ素子の磁界に対する
抵抗変化は、図８（Ａ）に示すような特性を有し、磁界
の方向に関係なく、磁界の大きさに比例して抵抗が変化
し、ある値で飽和する。ここで回転ドラム４が回転して
ＭＲ素子Ｒ１、Ｒ２に、図８（Ｂ）に示すような大きさ
が正弦波状に変化する磁界Ｂが加わったものと仮定す
る。このような磁界ＢがＭＲ素子Ｒ１、Ｒ２に加わる
と、それぞれピッチλの半波整流波形に似た抵抗値（図
８（Ｃ））となり、当然のこととしてＭＲ素子Ｒ１、Ｒ
２の抵抗波形はλ／２の位相差となっている。従って、
これらのＭＲ素子Ｒ１、Ｒ２を図８（Ｄ）に示すように
直列接続して検出直流電源１０より電圧Ｖを印加すれ
ば、その接続点より出力ｅａを取り出すことができる。
この時の出力波形は図８（Ｅ）に示すように周期がλの
略正弦波出力を得ることができる。Next, the operation principle of the MR element will be described with reference to FIG. The resistance change of this type of MR element with respect to a magnetic field has characteristics as shown in FIG. 8A, the resistance changes in proportion to the magnitude of the magnetic field regardless of the direction of the magnetic field, and saturates at a certain value. I do. Here, it is assumed that the rotating drum 4 rotates and a magnetic field B whose magnitude changes sinusoidally as shown in FIG. 8B is applied to the MR elements R1 and R2. When such a magnetic field B is applied to the MR elements R1 and R2, the resistance value becomes similar to the half-wave rectified waveform of the pitch λ (FIG. 8C).
2 has a phase difference of λ / 2. Therefore,
When these MR elements R1 and R2 are connected in series as shown in FIG. 8D and a voltage V is applied from the detection DC power supply 10, an output ea can be taken out from the connection point.
As the output waveform at this time, a substantially sine wave output having a period of λ can be obtained as shown in FIG.
【０００４】以上の説明は、磁界変化の検出の原理であ
るが、実際には、ＭＲ素子の抵抗変化量は２％程度と小
さく、しかも、相対的な回転量、或いは回転角を求める
インクリメンタル相を考慮すれば、正逆回転を認識する
ためにＡ相とＢ相の２つの信号が必要となる。そこで、
図９に示すように８つのＭＲ素子ＲＡ、ＲＢ、Ｒａ、Ｒ
ｂ、Ｒａ’、Ｒｂ’、ＲＡ’、ＲＢ’を用い、これらを
それぞれ１／４λの間隔だけ隔てて順次配列し、図１０
に示すように配線接続している。尚、Ａ相用のＭＲ素子
とＢ相用のＭＲ素子の間隔は、当然のこととして、λ／
４の奇数倍に設定されている。The above description is based on the principle of detecting a change in magnetic field. In practice, however, the amount of change in resistance of the MR element is as small as about 2%. In consideration of the above, two signals of the A phase and the B phase are required to recognize the forward / reverse rotation. Therefore,
As shown in FIG. 9, eight MR elements RA, RB, Ra, R
b, Ra ', Rb', RA ', and RB' are sequentially arranged at intervals of 1 / 4.lambda.
Are connected as shown in FIG. The interval between the A-phase MR element and the B-phase MR element is, of course, λ /
It is set to an odd multiple of 4.
【０００５】ここでは、図中左側の４つのＭＲ素子Ｒ
Ａ、ＲＢ、Ｒａ、Ｒｂが検出直流電源のプラス側に接続
されることからプラス側磁気抵抗効果素子として構成さ
れ、他方、図中右側の４つのＭＲ素子Ｒａ’、Ｒｂ’、
ＲＡ’、ＲＢ’がマイナス側（接地）に接続されること
からマイナス側磁気抵抗効果素子として構成される。こ
こでＭＲ素子ＲＡ、ＲＡ’、Ｒａ、Ｒａ’はＡ相側の信
号を出力するものであり、ＭＲ素子ＲＢ、ＲＢ’、Ｒ
ｂ、Ｒｂ’はＢ相側の信号を出力するものである。各Ｍ
Ｒ素子の対、例えばＲＡとＲＡ’、ＲａとＲａ’、ＲＢ
とＲＢ’、ＲｂとＲｂ’はそれぞれ先に説明したＭＲ素
子Ｒ１とＲ２の関係を有しており、従って、両素子間は
実質的に（λ／２）×奇数倍の間隔を隔てて配置されて
いる。そして、Ａ相信号用のＭＲ素子ＲＡ、ＲＡ’、Ｒ
ａ、Ｒａ’はブリッジ状に接続されており（図１０
（Ａ）参照）、両接続点ＶA 、Ｖa を例えばオペアンプ
等よりなるＡ相側増幅器１２の−端子と＋端子にそれぞ
れ入力することにより両接続点ＶA 、Ｖa の出力を差動
増幅するようになっている。これにより、ＭＲ素子の抵
抗変化量の少なさを補償するようになっている。[0005] Here, the four MR elements R on the left side in FIG.
Since A, RB, Ra, and Rb are connected to the positive side of the detection DC power supply, they are configured as positive-side magnetoresistive elements. On the other hand, the four MR elements Ra ′, Rb ′,
Since RA 'and RB' are connected to the minus side (ground), they are configured as minus side magnetoresistive elements. Here, the MR elements RA, RA ', Ra, Ra' output signals on the A-phase side, and the MR elements RB, RB ', R'
b and Rb ′ output signals on the B-phase side. Each M
R element pairs, eg, RA and RA ', Ra and Ra', RB
And RB ', and Rb and Rb' have the relationship of the MR elements R1 and R2 described above, respectively. Therefore, the two elements are arranged at an interval of substantially (.lambda. / 2) .times.odd times. Have been. Then, the MR elements RA, RA ', R for the A-phase signal
a and Ra ′ are connected in a bridge shape (FIG. 10).
(A) refer), both connection point V A, V a, for example, made of an operational amplifier, etc. A phase side amplifier 12 - both connecting points by inputting each terminal and positive terminal V A, the output of the V a differential It is designed to amplify. Thereby, the small amount of change in resistance of the MR element is compensated.
【０００６】また同様に、Ｂ相信号用のＭＲ素子ＲＢ、
ＲＢ’、Ｒｂ、Ｒｂ’もブリッジ状に接続されており
（図１０（Ｂ）参照）、両接続点ＶB 、Ｖb をＢ相側増
幅器１４の−端子と＋端子にそれぞれ入力することによ
り、両接続点ＶB 、Ｖb の出力を差動増幅するようにな
っている。また、このようにＡ相信号用のＭＲ素子とＢ
相信号用のＭＲ素子を実質的に１／４λずつ間隔を隔て
て配置することにより、理想的には図１１に示すように
Ａ相信号とＢ相信号は電気角で９０°位相がずれた状態
で出力され、正逆回転の回転方向に応じて進む相が変わ
るので、これにより正回転であるか、逆回転であるかを
認識する。Similarly, an MR element RB for a B-phase signal,
RB ′, Rb, and Rb ′ are also connected in a bridge shape (see FIG. 10B). By inputting both connection points V B and V b to the − terminal and the + terminal of the B-phase side amplifier 14, respectively. , And differentially amplifies the outputs of the two connection points V B and V b . Also, the MR element for the A-phase signal and the B
By arranging the MR elements for phase signals at intervals of substantially 1 / 4λ, ideally, the A-phase signal and the B-phase signal are shifted by 90 ° in electrical angle as shown in FIG. Since the phase is output in the state and the phase that advances according to the rotation direction of the forward / reverse rotation changes, it is recognized whether the rotation is the forward rotation or the reverse rotation.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、図１２に示
すように回転ドラム４と磁気センサ６との位置関係を拡
大して示すと、回転ドラム４の曲率のために、磁気セン
サ６の中心部とドラム４との間の距離（スペーシング）
ｇ１と、センサ６の周辺部とドラム４との間の距離ｇ２
とが僅かではあるが異なり、この距離差が原因でＭＲ素
子の出力波形は正弦波にはならず、図１３（Ａ）に示す
ような正弦波が僅かに歪んだ波形となってしまう。この
歪波を解析すると、図１３（Ｂ）に示すように波長λの
基本波１６の他に、主として波長がλ／３の第３高調波
１８が含まれており、この第３高調波１８に起因して上
述のように出力波形が大きく歪んでしまう。回転ドラム
４の曲率がセンサ６の長さＬに対して小さい場合や、検
出精度がそれ程高くなくてもよい場合には問題とはなら
ないが、高い検出精度が求められるような場合には、上
記第３高調波成分を打ち消して歪を除去する必要があ
る。By the way, as shown in FIG. 12, the positional relationship between the rotary drum 4 and the magnetic sensor 6 is enlarged and shown. Distance between drum and drum 4 (spacing)
g1 and the distance g2 between the periphery of the sensor 6 and the drum 4
Although this is slightly different, the output waveform of the MR element does not become a sine wave due to this distance difference, and the sine wave shown in FIG. 13A becomes a slightly distorted waveform. When this distorted wave is analyzed, as shown in FIG. 13B, in addition to the fundamental wave 16 having the wavelength λ, a third harmonic 18 having a wavelength of λ / 3 is mainly included. , The output waveform is greatly distorted as described above. This is not a problem when the curvature of the rotary drum 4 is small with respect to the length L of the sensor 6 or when the detection accuracy does not need to be so high. It is necessary to cancel the third harmonic component to remove distortion.
【０００８】そこで、図１４に示すようにＭＲ素子Ｒｂ
とＲａ’との間の距離を上記第３高調波の波長λ／３の
半分の長さ、すなわちλ／６だけ更に大きくすることに
より右側の４つのＭＲ素子Ｒａ’、Ｒｂ’、ＲＡ’、Ｒ
Ｂ’をそれぞれ距離λ／６だけ右側にシフトするように
している。尚、逆に距離λ／６だけ左側にシフトさせる
ようにしてもよい。これにより、図１３（Ｃ）に示すよ
うに右側の４つのＭＲ素子Ｒａ’、Ｒｂ’、ＲＡ’、Ｒ
Ｂ’ではλ／６だけシフトした波形が生じ、この第３高
調波１８’は上記図１３（Ｂ）に示す第３高調波１８に
対して１／２波長分だけ位相がずれているので両第３高
調波１８、１８’は相殺し合うことになり、結果として
図１３（Ｄ）に示すように出力波形の歪をある程度抑制
することが可能となる。Therefore, as shown in FIG.
And Ra ′ are further increased by half the wavelength λ / 3 of the third harmonic, that is, λ / 6, so that the right four MR elements Ra ′, Rb ′, RA ′,. R
B ′ is shifted rightward by a distance λ / 6. Conversely, it may be shifted to the left by the distance λ / 6. As a result, as shown in FIG. 13C, the four right MR elements Ra ′, Rb ′, RA ′, R
In B ′, a waveform shifted by λ / 6 is generated, and the third harmonic 18 ′ is shifted in phase by 波長 wavelength with respect to the third harmonic 18 shown in FIG. The third harmonics 18 and 18 'cancel each other, and as a result, it is possible to suppress the distortion of the output waveform to some extent as shown in FIG.
【０００９】しかしながら、例えば半導体製造装置等の
ように、より高い位置決めの精度が要求される分野にお
いては、上述のように第３高調波を相殺しただけでは不
十分であり、更なる歪の除去が求められている。例え
ば、上述したような操作で歪を抑制したＡ相、Ｂ相の信
号をリサージュ波形として評価したところ、図１５に示
すように中心からの最大距離ｒａと最小距離ｒｉとの差
を用いて表す歪率（ｒａ−ｒｉ）／ｒａが例えば約７％
になってしまい、更にこの歪率を小さくすることが望ま
れている。尚、図１５において破線にて示す真円は歪の
ない理想的な波形を示す。本発明は、以上のような問題
点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたもので
ある。本発明の目的は、出力波形の歪がより少ない、磁
気センサを提供することにある。However, in a field where higher positioning accuracy is required, such as a semiconductor manufacturing apparatus, simply canceling out the third harmonic as described above is not enough. Is required. For example, when the A-phase and B-phase signals whose distortions are suppressed by the above-described operation are evaluated as a Lissajous waveform, they are expressed using the difference between the maximum distance ra and the minimum distance ri from the center as shown in FIG. The distortion rate (ra-ri) / ra is, for example, about 7%
Therefore, it is desired to further reduce the distortion factor. Note that a perfect circle indicated by a broken line in FIG. 15 indicates an ideal waveform without distortion. The present invention has been devised in view of the above problems and effectively solving them. An object of the present invention is to provide a magnetic sensor having less distortion of an output waveform.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、所定のピッチλでＮ、Ｓ極が着磁され
た多極磁気パターンを有する回転ドラムに対向して配置
される磁気センサであって、検出直流電源のプラス側に
接続される複数のプラス側磁気抵抗効果素子と前記検出
直流電源のマイナス側に接続される複数のマイナス側磁
気抵抗効果素子とを前記回転ドラムの回転方向に沿って
特定のピッチで配列した磁気センサにおいて、前記プラ
ス側磁気抵抗効果素子を前記マイナス側磁気抵抗効果素
子とを隣り合うように交互に配置するように構成したも
のである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention is directed to a rotating drum having a multi-pole magnetic pattern in which N and S poles are magnetized at a predetermined pitch λ. A rotating magnetic drum, comprising: a plurality of positive-side magnetoresistive elements connected to the positive side of the detected DC power supply; and a plurality of negative-side magnetoresistive elements connected to the negative side of the detected DC power supply. In the magnetic sensors arranged at a specific pitch along the rotation direction of the above, the plus-side magnetoresistive elements are arranged alternately so that the minus-side magnetoresistive elements are adjacent to each other.
【００１１】これにより、プラス側磁気抵抗効果素子と
マイナス側磁気抵抗効果素子とは交互に配置されること
になるので、従来のセンサと比較して素子の配列部分の
全長を略半分程度まで短くすることが可能となる。従っ
て、センサの中央部と回転ドラムとの間の距離と、セン
サ周辺部と回転ドラムとの間の距離との差を更に少なく
でき、これによりセンサ中央部とセンサ周辺部における
多極磁気パターンからの磁界強度の差異をより少なくし
て出力波形の歪を更に抑制することが可能となる。この
場合、プラス側磁気抵抗効果素子同士間の距離及びマイ
ナス側磁気抵抗効果素子同士の間の距離は当然のことと
して両者の出力波形の位相を電気角で１８０°ずらすた
めに実質的にλ／２の奇数倍の距離に設定されている。As a result, the plus side magnetoresistive elements and the minus side magnetoresistive elements are alternately arranged, so that the total length of the array of elements is reduced to about half as compared with the conventional sensor. It is possible to do. Therefore, the difference between the distance between the central portion of the sensor and the rotating drum and the distance between the peripheral portion of the sensor and the rotating drum can be further reduced. And the distortion of the output waveform can be further suppressed. In this case, the distance between the plus-side magnetoresistive elements and the distance between the minus-side magnetoresistive elements are, of course, substantially equal to λ / The distance is set to an odd multiple of two.
【００１２】また、これらのプラス側磁気抵抗効果素子
及びマイナス磁気抵抗効果素子はＡ相用とＢ相用に２個
ずつそれぞれ４個形成されて、相毎に相互にブリッジ状
に接続される。そして、このブリッジの直列接続される
磁気抵抗効果素子間の距離は、高調波成分をキャンセル
する距離、例えば第３高調波成分をキャンセルする場合
にはこの距離を実質的にλ／２×奇数倍±λ／６の値に
設定し、この時、ブリッジの対向辺となる位置に接続さ
れる素子間の距離は実質的にλ／６となる。また、第２
高調波成分をキャンセルする場合には、実質的にλ／２
の奇数倍の距離となるような距離で両素子を配列し、こ
の時、ブリッジの対向辺となる位置に接続される素子間
の距離は両素子が実質的に同じ位置となるような微小間
隔となる。Further, four of these positive side magnetoresistive elements and two of negative side magnetoresistive elements are formed for each of the A phase and the B phase, and are connected to each other in a bridge manner for each phase. The distance between the series-connected magnetoresistive elements of the bridge is a distance for canceling a harmonic component, for example, when canceling a third harmonic component, the distance is substantially multiplied by λ / 2 × odd number. The value is set to ± λ / 6, and at this time, the distance between the elements connected to the position on the opposite side of the bridge is substantially λ / 6. Also, the second
When canceling the harmonic component, substantially λ / 2
The two elements are arranged at a distance that is an odd multiple of the distance between the elements. At this time, the distance between the elements connected to the positions that are the opposite sides of the bridge is a minute distance such that the two elements are at substantially the same position. Becomes
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る磁気センサ
の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発
明に係る磁気センサの磁気抵抗効果素子の配列状態を示
す図である。尚、先に説明した従来の磁気センサと同一
部分については同一符号を付して説明する。図１に示す
ようにこの磁気センサ２０においても、先に図９或いは
図１４にて説明したと同様に８つの磁気抵抗効果（以
下、ＭＲと称す）素子ＲＡ、ＲＢ、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒ
ａ’、Ｒｂ’、ＲＡ’、ＲＢ’を有しており、それぞれ
回転ドラム４の多極磁気パターン８の回転方向に沿って
後述するようなピッチでもって配列されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the magnetic sensor according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a view showing an arrangement state of magnetoresistive elements of a magnetic sensor according to the present invention. The same parts as those of the conventional magnetic sensor described above are denoted by the same reference numerals and described. As shown in FIG. 1, this magnetic sensor 20 also has eight magnetoresistive effect (hereinafter referred to as MR) elements RA, RB, Ra, Rb, and R as described above with reference to FIG. 9 or FIG.
a ′, Rb ′, RA ′, and RB ′, and are arranged at pitches described later along the rotating direction of the multipolar magnetic pattern 8 of the rotating drum 4.
【００１４】上記各ＭＲ素子は、一端が検出直流電源に
接続されてプラスの電圧Ｖが印加されるプラス側ＭＲ素
子ＲＡ、ＲＢ、Ｒａ、Ｒｂと、一端が上記電源のマイナ
ス側（接地）に接続されるマイナス側ＭＲ素子Ｒａ’、
Ｒｂ’、ＲＡ’、ＲＢ’とに２つに分類される。また、
これらの各ＭＲ素子は、前述のように回転ドラムの正逆
回転を認識するためにＡ相信号とＢ相信号の２つの信号
を必要とすることからＡ相用のＭＲ素子ＲＡ、ＲＡ’、
Ｒａ、Ｒａ’とＢ相用のＭＲ素子ＲＢ、ＲＢ’、Ｒｂ、
Ｒｂ’とに分けられる。これらの各ＭＲ素子は、先に図
１０を参照して説明したと同様に接続される。すなわ
ち、図１０（Ａ）に示すようにＡ相側のＭＲ素子ＲＡ、
ＲＡ’同士及びＲａ、Ｒａ’同士はそれぞれ直列に接続
されて、両素子のそれぞれの接続点ＶA 、Ｖa から出力
を取り出す。Each of the MR elements has one end connected to a detection DC power supply to which a positive voltage V is applied and a positive MR element RA, RB, Ra, or Rb, and one end connected to the negative side (ground) of the power supply. Connected negative MR element Ra ′,
Rb ', RA', and RB 'are classified into two types. Also,
As described above, each of these MR elements needs two signals of the A-phase signal and the B-phase signal in order to recognize the forward / reverse rotation of the rotating drum, so that the A-phase MR elements RA, RA ',
Ra, Ra 'and B-phase MR elements RB, RB', Rb,
Rb '. These MR elements are connected in the same manner as described above with reference to FIG. That is, as shown in FIG. 10A, the A-phase side MR element RA,
RA 'together and Ra, Ra' each other are connected in series, each of the connection points V A of both elements, extracting an output from the V a.
【００１５】これらの４つのＭＲ素子ＲＡ、ＲＡ’、Ｒ
ａ、Ｒａ’はブリッジ接続されて図中上下端に検出直流
電源１０を接続している。この場合、前述のようにプラ
ス側ＭＲ素子ＲＡ、Ｒａは電源１０のプラス側に、マイ
ナス側ＭＲ素子ＲＡ’、Ｒａ’はマイナス側にそれぞれ
接続される。両接続点ＶA 、Ｖa の出力を、それぞれＡ
相側増幅器１２のマイナス端子及びプラス端子にそれぞ
れ入力することにより、両出力を差動増幅させてＡ相信
号を得ている。また、図１０（Ｂ）に示すようにＢ相側
のＭＲ素子ＲＢ、ＲＢ’同士及びＲｂ、Ｒｂ’同士もそ
れぞれ直列に接続されて、両素子のそれぞれの接続点Ｖ
B 、Ｖb から出力を取り出す。これらの４つのＭＲ素子
ＲＢ、ＲＢ’、Ｒｂ、Ｒｂ’はブリッジ接続されて図中
上下端に検出直流電源１０を接続している。この場合
も、前述のようにプラス側ＭＲ素子ＲＢ、Ｒｂは電源１
０のプラス側に、マイナス側ＭＲ素子ＲＢ’、Ｒｂ’は
マイナス側にそれぞれ接続される。両接続点ＶB 、Ｖb
の出力をそれぞれＢ相側増幅器１４のマイナス端子及び
プラス端子にそれぞれ入力することにより、両出力を差
動増幅させてＢ相信号を得ている。These four MR elements RA, RA ', R
a and Ra 'are bridge-connected, and the detection DC power supply 10 is connected to the upper and lower ends in the figure. In this case, as described above, the plus-side MR elements RA and Ra are connected to the plus side of the power supply 10, and the minus-side MR elements RA 'and Ra' are connected to the minus side. Both connecting points V A, the output of V a, respectively A
By inputting these signals to the minus terminal and the plus terminal of the phase-side amplifier 12, both outputs are differentially amplified to obtain an A-phase signal. Further, as shown in FIG. 10B, the MR elements RB and RB ′ on the B-phase side and the Rb and Rb ′ are also connected in series, respectively, and the connection point V of each of the two elements is also connected.
The output is extracted from B and Vb . These four MR elements RB, RB ', Rb, Rb' are bridge-connected, and a detection DC power supply 10 is connected to the upper and lower ends in the figure. Also in this case, as described above, the plus side MR elements RB and Rb are connected to the power supply 1
The minus side MR elements RB 'and Rb' are connected to the plus side of 0 and the minus side, respectively. Both connection points V B , V b
Are output to the minus terminal and the plus terminal of the B-phase side amplifier 14, respectively, whereby both outputs are differentially amplified to obtain a B-phase signal.
【００１６】一方、各ＭＲ素子の配列は、図１に示すよ
うに４つのプラス側ＭＲ素子ＲＡ、ＲＢ、Ｒａ、Ｒｂ
と、４つのマイナス側ＭＲ素子Ｒａ’、Ｒｂ’、Ｒ
Ａ’、ＲＢ’とを隣り合うように交互に配置している。
すなわち、図９に示す図中左側の４つのＭＲ素子ＲＡ、
ＲＢ、Ｒａ、Ｒｂ間に、図中右側の４つのＭＲ素子Ｒ
ａ’、Ｒｂ’、ＲＡ’、ＲＢ’を櫛歯状に挿入するかの
ように配置している。すなわち、８個のＭＲ素子の配列
は、多極磁気パターン８のピッチλ内に略収めることが
可能となる。ここで隣り合うＭＲ素子同士、すなわち、
ＲＡとＲａ’同士、ＲＢとＲｂ’同士、ＲａとＲＡ’同
士、ＲｂとＲＢ’同士は、図１０を参照すると明らかな
ようにブリッジ回路の対向辺となるように位置関係にあ
る。当然のこととして、プラス側ＭＲ素子ＲＡ、ＲＢ、
Ｒａ、Ｒｂ、同士の間隔は、多極磁気パターン８のピッ
チをλとすると実質的にλ／４に所定され、同様にマイ
ナス側ＭＲ素子Ｒａ’、Ｒｂ’、ＲＡ’、ＲＢ’同士の
間隔も実質的にλ／４に設定されている。ここで、実質
的という言葉は、前述のようにドラムとセンサとの間の
距離、すなわちスペーシングを考慮したときの仮のピッ
チも含めるという意味である。すなわち、ドラムの半径
にスペーシングの距離を加えた値を半径とする円周上に
おけるＮ，Ｓのピッチを仮のピッチとする。以下の実質
的という言葉も同義である。On the other hand, as shown in FIG. 1, the arrangement of each MR element is composed of four plus side MR elements RA, RB, Ra, Rb.
And the four minus MR elements Ra ′, Rb ′, R
A ′ and RB ′ are alternately arranged so as to be adjacent to each other.
That is, the four MR elements RA on the left side in FIG.
Four MR elements R on the right side in the figure between RB, Ra, Rb
a ', Rb', RA ', and RB' are arranged as if they are inserted in a comb shape. That is, the arrangement of the eight MR elements can be substantially contained within the pitch λ of the multipole magnetic pattern 8. Here, adjacent MR elements, that is,
RA and Ra ', RB and Rb', Ra and RA ', and Rb and RB' have a positional relationship such that they are opposite sides of the bridge circuit, as is apparent from FIG. Naturally, the plus side MR elements RA, RB,
The distance between Ra and Rb is substantially determined to be λ / 4, where λ is the pitch of the multipole magnetic pattern 8, and similarly, the distance between the negative side MR elements Ra ′, Rb ′, RA ′ and RB ′. Is also substantially set to λ / 4. Here, the word “substantially” means to include the distance between the drum and the sensor, that is, the temporary pitch in consideration of the spacing, as described above. That is, the pitch of N and S on the circumference having a radius obtained by adding the spacing distance to the radius of the drum is set as the temporary pitch. The following word is also synonymous.
【００１７】そして、上記ブリッジ回路の対向辺となる
位置関係にある隣り合うＭＲ素子同士、すなわち素子Ｒ
ＡとＲａ’間、ＲＢとＲｂ’間、ＲａとＲＡ’間、Ｒｂ
とＲＢ’間はそれぞれ実質的にλ／６のピッチに設定さ
れており、第３高調波成分をキャンセルし得るようにな
っている。尚、ちなみに反対側に隣り合うＭＲ素子同
士、例えばＲａ’、ＲＢ間の距離は、実質的にλ／１２
（＝λ／４−λ／６）となる。ここで、ピッチλの値
は、約２ｍｍ程度であるのに対して各ＭＲ素子の幅は２
０μｍ程度となってピッチλに対して非常に狭いので、
ここではＭＲ素子の幅をほとんど考慮しなくてよい。
尚、ピッチλやＭＲ素子の幅は、これに限定されないの
は勿論である。Then, adjacent MR elements having a positional relationship of opposing sides of the bridge circuit, that is, elements R
Between A and Ra ', between RB and Rb', between Ra and RA ', Rb
And RB ′ are each set at a pitch of substantially λ / 6, so that the third harmonic component can be canceled. Incidentally, the distance between the MR elements adjacent on the opposite side, for example, between Ra ′ and RB is substantially λ / 12.
(= Λ / 4−λ / 6). Here, the value of the pitch λ is about 2 mm, while the width of each MR element is 2 mm.
Since it is about 0 μm and very narrow with respect to the pitch λ,
Here, almost no consideration needs to be given to the width of the MR element.
It is needless to say that the pitch λ and the width of the MR element are not limited to these.
【００１８】さて、以上のように構成された磁気センサ
において、回転ドラム４が回転することにより、上述の
ように構成された磁気センサ２０の各ＭＲ素子に対して
加わる磁界が変化すると、先に説明したように各ＭＲ素
子の電気抵抗が変化してその出力波形を取り出すことが
できる。ここで、ブリッジ接続の対向辺に位置するＭＲ
素子同士、例えば素子ＲＡ、Ｒａ’同士、素子ＲＢ、Ｒ
ｂ’同士、素子ＲＡ、ＲＡ’同士、及び素子Ｒｂ、Ｒ
Ｂ’同士を隣り合うように配置し、且つそれらの間を実
質的にλ／６の距離だけ離間させるようにしたので直列
接続される素子同士、例えば素子ＲＡ、ＲＡ’同士、素
子ＲＢ、ＲＢ’同士、素子Ｒａ、Ｒａ’同士、素子Ｒ
ｂ、Ｒｂ’同士は実質的に［（λ／２）×奇数倍±λ／
６］に相当する距離だけ離間されて配置されていること
になり、結果的に図１３にて説明したように出力波形に
含まれる第３高調波は相互に逆位相となってこれをキャ
ンセルすることができ、出力波形の歪を抑制することが
できる。図１３（Ａ）は、図１３（Ｂ）に示す波形と、
図１３（Ｃ）に示す波形との合成波である。この点は、
図１４にて説明した場合と同様である。In the magnetic sensor configured as described above, if the magnetic field applied to each MR element of the magnetic sensor 20 configured as described above changes due to the rotation of the rotary drum 4, first, As described above, the electric resistance of each MR element changes and its output waveform can be extracted. Here, the MR located on the opposite side of the bridge connection
Elements, for example, elements RA and Ra ′, elements RB and R
b ′, elements RA, RA ′, and elements Rb, R
B ′ are arranged adjacent to each other and are substantially separated by a distance of λ / 6, so that elements connected in series, for example, elements RA and RA ′, elements RB and RB 'To each other, element Ra, Ra' to each other, element R
b and Rb ′ are substantially [(λ / 2) × odd multiple ± λ /
6], and as a result, the third harmonics included in the output waveform have opposite phases to each other and are canceled as described with reference to FIG. Thus, distortion of the output waveform can be suppressed. FIG. 13A shows the waveform shown in FIG.
It is a composite wave with the waveform shown in FIG. This point
This is the same as the case described with reference to FIG.
【００１９】更に、従来の磁気センサでは、図９及び図
１４に示すようにＭＲ素子の配列部分の長さは略２λの
距離に相当していたが、本実施例では、プラス側ＭＲ素
子ＲＡ、ＲＢ、Ｒａ、Ｒｂとマイナス側ＭＲ素子Ｒ
ａ’、Ｒｂ’、ＲＡ’、ＲＢ’とを互いに隣り合うよう
に櫛歯状に配列することによりＭＲ素子の配列部分の長
さを短くして多極磁気パターン８の１ピッチの長さλに
相当する距離内に略収めることができる。具体的には両
端のＭＲ素子ＲＡ、ＲＢ’間の距離は（１１／１２）λ
である。Further, in the conventional magnetic sensor, as shown in FIGS. 9 and 14, the length of the arrangement portion of the MR elements corresponds to a distance of about 2λ, but in this embodiment, the plus side MR element RA , RB, Ra, Rb and negative side MR element R
a ′, Rb ′, RA ′, and RB ′ are arranged in a comb shape so as to be adjacent to each other, so that the length of the arrangement portion of the MR element is shortened and the length λ of one pitch of the multipole magnetic pattern 8 is obtained. Can be substantially settled within the distance corresponding to. Specifically, the distance between the MR elements RA and RB ′ at both ends is (11/12) λ
It is.
【００２０】従って、図１２に示すように磁気センサの
ＭＲ素子配列部分の長さＬが略１／２になる結果、セン
サ中心部と回転ドラム４との間の距離ｇ１と、センサ周
辺部と回転ドラム４との間の距離ｇ２との差、すなわち
ギャップ差を従来のセンサの場合と比較して大幅に少な
くすることができるので、その分、センサ中心部と周辺
部との間における磁束強度の相異量を抑制でき、出力波
形の歪を更に少なくすることが可能となる。図２は以上
のように構成した磁気センサのＡ相信号とＢ相信号とを
示す信号波形であり、略正弦波に近い出力信号を得るこ
とができた。また、上記Ａ相信号とＢ相信号をオシロス
コープのＸ軸とＹ軸に印加してリサージュ波形を形成し
たところ、図３に示すように略真円に近い波形を得るこ
とができた。この波形の歪率を測定したところ歪率は、
１．１％程度であり、従来のセンサの歪率７％に対して
大幅な改善を図ることができた。As a result, as shown in FIG. 12, the length L of the MR element array portion of the magnetic sensor is reduced to about 1/2, so that the distance g1 between the center of the sensor and the rotating drum 4 and the peripheral portion of the sensor are reduced. Since the difference from the distance g2 to the rotating drum 4, that is, the gap difference can be greatly reduced as compared with the conventional sensor, the magnetic flux intensity between the center and the peripheral portion of the sensor is correspondingly reduced. Can be suppressed, and the distortion of the output waveform can be further reduced. FIG. 2 is a signal waveform showing the A-phase signal and the B-phase signal of the magnetic sensor configured as described above, and an output signal close to a substantially sine wave could be obtained. When the A-phase signal and the B-phase signal were applied to the X-axis and Y-axis of the oscilloscope to form a Lissajous waveform, as shown in FIG. 3, a waveform substantially close to a perfect circle could be obtained. When the distortion rate of this waveform was measured, the distortion rate was:
This is about 1.1%, which is a significant improvement over the distortion rate of the conventional sensor of 7%.
【００２１】尚、図１に示すＭＲ素子の配列は、図９或
いは図１４に示す右側４つのＭＲ素子Ｒａ’、Ｒｂ’、
ＲＡ’、ＲＢ’をこの順序で他方の４つのＭＲ素子間に
単純に櫛歯状に挿入したような配列を示しているが、図
１中のＭＲ素子ＲＢ’を１ピッチの距離λだけ左側へシ
フトさせて図４に示すようにＭＲ素子ＲＢ’を左端に位
置させるようにしてもよい。この場合には、両端のＭＲ
素子ＲＢ’、ＲＢ間の距離は図１に示す場合よりも更に
実質的にλ／１２に相当する距離だけ短くすることがで
き、その分、出力波形の歪を更に抑制することが可能と
なる。The arrangement of the MR elements shown in FIG. 1 is similar to the arrangement of the four right MR elements Ra ', Rb',
FIG. 1 shows an arrangement in which RA 'and RB' are simply inserted in a comb-like manner between the other four MR elements, but the MR element RB 'in FIG. And the MR element RB 'may be positioned at the left end as shown in FIG. In this case, both ends MR
The distance between the elements RB ′ and RB can be further reduced by a distance substantially equivalent to λ / 12 as compared with the case shown in FIG. 1, so that the distortion of the output waveform can be further suppressed. .
【００２２】尚、以上に説明した各実施例は主として第
３高周波成分をキャンセルするために実質的にλ／６の
距離だけ位置ずれさせてＭＲ素子を配列したが、これに
限らず、第２高周波をキャンセルするようにＭＲ素子を
配列してもよい。この場合の配列は図５に示されてお
り、基本的には第２高周波成分をキャンセルするために
は直列接続されるＭＲ素子同士、例えば素子ＲＡ、Ｒ
Ａ’同士、素子ＲＢ、ＲＢ’同士、素子Ｒａ、Ｒａ’同
士、及び素子Ｒｂ、Ｒｂ’同士は実質的にλ／２×奇数
倍の距離だけ離間させる必要があることから、素子Ｒ
Ａ、ＲＡ’同士、素子ＲＢ、ＲＢ’同士、素子Ｒａ、Ｒ
ａ’同士、及び素子Ｒｂ、Ｒｂ’同士を完全に同一場所
に重ねて設けなければならないが、両素子を上下に重ね
ることはできないので、両素子を微小間隔Ｌ１だけ離間
させて隣り合わせに配列し、実質的に同じ位置に配列さ
せている。この微小間隔Ｌ１は、両ＭＲ素子間の絶縁状
態を維持した状態で小さければ小さい程よく、ＭＲ素子
の薄膜成形技術に依存する。現在のところ、この微小間
隔Ｌ１は、５μｍ程度である。In each of the embodiments described above, the MR elements are arranged with a displacement of substantially λ / 6 to cancel the third high-frequency component. However, the present invention is not limited to this. MR elements may be arranged so as to cancel a high frequency. The arrangement in this case is shown in FIG. 5, and basically, in order to cancel the second high frequency component, MR elements connected in series, for example, elements RA and R
A ′, elements RB and RB ′, elements Ra and Ra ′, and elements Rb and Rb ′ need to be substantially separated by a distance of λ / 2 × odd number.
A, RA ', elements RB, RB', elements Ra, R
a ′ and elements Rb and Rb ′ must be completely overlapped at the same place. However, since both elements cannot be overlapped vertically, both elements are spaced apart by a minute interval L1 and arranged side by side. Are arranged at substantially the same position. The minute interval L1 is preferably as small as possible while maintaining the insulating state between the two MR elements, and depends on the thin film forming technology of the MR elements. At present, the minute interval L1 is about 5 μm.
【００２３】また更に、上記実施例では、第２高周波成
分と第３高周波成分をキャンセルする場合のＭＲ素子配
列について説明したが、隣り合うＭＲ素子間のピッチを
考慮することなく、一方のＭＲ素子ＲＡ、ＲＢ、Ｒａ、
Ｒｂ間に他方のＭＲ素子Ｒａ’、Ｒｂ’、ＲＡ’、Ｒ
Ｂ’を単に櫛歯状に挿入するように配列させて、センサ
の全長を短くするようにしてもよい。この場合には、第
２或いは第３高周波成分はキャンセルすることができな
いが、センサの全長を短くすることにより出力波形に含
まれる高次波形成分が少なくなり、この場合にも歪を抑
制することができる。また、櫛歯状にＭＲ素子を配列す
ることにより、出力波形のピーク値は、少し低下する
が、低下量は、高々最大２０％程度あり、歪抑制効果の
利点の方が遥かに大きいものである。Further, in the above embodiment, the description has been given of the MR element arrangement in the case of canceling the second high frequency component and the third high frequency component. However, without considering the pitch between adjacent MR elements, one of the MR elements can be used. RA, RB, Ra,
The other MR elements Ra ', Rb', RA ', R
B ′ may be arranged so as to be simply inserted in a comb shape to shorten the overall length of the sensor. In this case, the second or third high-frequency component cannot be canceled, but by shortening the overall length of the sensor, the high-order waveform component included in the output waveform is reduced, and in this case, the distortion is suppressed. Can be. Also, by arranging the MR elements in a comb shape, the peak value of the output waveform is slightly reduced, but the amount of reduction is at most about 20% at the maximum, and the advantage of the distortion suppression effect is much larger. is there.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気セン
サによれば、次のように優れた作用効果を発揮すること
ができる。プラス側磁気抵抗効果素子とマイナス側磁気
抵抗効果素子とを隣り合うように交互に配置して、いわ
ば櫛歯状に配列するようにしたので、従来のセンサと比
較してその長さを略半分程度に短くすることができる。
従って、センサの素子配列方向において、センサと円形
回転ドラムとの間の距離（ギャップ）の相異量が少なく
なり、この結果、出力波形に含まれる高次高調波成分を
抑制して出力波形の歪を大幅に抑制することができる。
特に、ブリッジ回路において直列接続される磁気抵抗効
果素子間の距離を、実質的にλ／２×奇数倍±λ／６の
距離に設定することにより、第３高調波成分をキャンセ
ルすることができ、出力波形の歪を更に抑制することが
できる。また、ブリッジ回路において直列接続される磁
気抵抗効果素子間の距離を、λ／２の奇数倍の距離に設
定することにより、第２高調波成分をキャンセルするこ
とができ、出力波形の歪を抑制することができる。As described above, according to the magnetic sensor of the present invention, the following excellent functions and effects can be exhibited. The plus and minus side magnetoresistive elements are arranged alternately so as to be adjacent to each other, so that they are arranged in a comb shape, so to say, the length is almost half as compared with the conventional sensor. Can be as short as possible.
Therefore, in the element arrangement direction of the sensor, the difference amount of the distance (gap) between the sensor and the circular rotary drum is reduced, and as a result, high-order harmonic components included in the output waveform are suppressed and the output waveform is reduced. Distortion can be greatly suppressed.
In particular, the third harmonic component can be canceled by setting the distance between the magnetoresistive elements connected in series in the bridge circuit to be substantially a distance of λ / 2 × odd times ± λ / 6. In addition, the distortion of the output waveform can be further suppressed. Further, by setting the distance between the magnetoresistive elements connected in series in the bridge circuit to a distance that is an odd multiple of λ / 2, the second harmonic component can be canceled, and the distortion of the output waveform can be suppressed. can do.
【図１】本発明に係る磁気センサの磁気抵抗効果素子の
配列状態を示す図である。FIG. 1 is a view showing an arrangement state of magnetoresistive elements of a magnetic sensor according to the present invention.
【図２】図１に示すセンサより得られたＡ相信号とＢ相
信号を示す波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram showing an A-phase signal and a B-phase signal obtained from the sensor shown in FIG.
【図３】図２に示すＡ相信号とＢ相信号のリサージュ波
形図である。FIG. 3 is a Lissajous waveform diagram of an A-phase signal and a B-phase signal shown in FIG. 2;
【図４】図１に示す磁気センサの変形例を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a modification of the magnetic sensor shown in FIG.
【図５】本発明の磁気センサの他の変形例を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing another modified example of the magnetic sensor of the present invention.
【図６】磁気センサを含む一般的な磁気式エンコーダを
示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a general magnetic encoder including a magnetic sensor.
【図７】図６に示す回転ドラムの多極磁気パターンを示
す展開図である。FIG. 7 is a developed view showing a multi-pole magnetic pattern of the rotating drum shown in FIG. 6;
【図８】磁気センサの動作原理を説明するための説明図
である。FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the operation principle of the magnetic sensor.
【図９】磁気センサの磁気抵抗効果素子の従来の配列パ
ターンを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a conventional arrangement pattern of magnetoresistive elements of a magnetic sensor.
【図１０】図９に示す磁気抵抗効果素子の接続状態を示
す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing a connection state of the magnetoresistance effect element shown in FIG.
【図１１】理想的な磁気センサから得られたＡ相信号と
Ｂ相信号を示す波形図である。FIG. 11 is a waveform diagram showing an A-phase signal and a B-phase signal obtained from an ideal magnetic sensor.
【図１２】磁気センサと回転ドラムとの位置関係を示す
部分拡大図である。FIG. 12 is a partially enlarged view showing a positional relationship between a magnetic sensor and a rotating drum.
【図１３】磁気抵抗効果素子の出力波形の歪を説明する
ための波形図である。FIG. 13 is a waveform chart for explaining distortion of the output waveform of the magnetoresistive element.
【図１４】磁気センサの磁気抵抗効果素子の従来の他の
配列パターンを示す図である。FIG. 14 is a diagram showing another conventional arrangement pattern of the magnetoresistive elements of the magnetic sensor.
【図１５】従来装置のＡ相信号とＢ相信号のリサージュ
波形図である。FIG. 15 is a Lissajous waveform diagram of an A-phase signal and a B-phase signal of the conventional device.
２ 回転軸 ４ 回転ドラム ８ 多極磁気パターン １０ 検出直流電源 １２ Ａ相側増幅器 １４ Ｂ相側増幅器 １６ 基本波 １８ 第３高調波 ２０ 磁気センサ ＲＡ，ＲＢ，Ｒａ，Ｒｂ プラス側磁気抵抗効
果素子 ＲＡ’，ＲＢ’，Ｒａ’，Ｒｂ’ マイナス側磁気抵抗
効果素子 λ 多極磁気パターンのピッチ2 rotating shaft 4 rotating drum 8 multi-pole magnetic pattern 10 detection DC power supply 12 A-phase amplifier 14 B-phase amplifier 16 fundamental wave 18 third harmonic 20 magnetic sensor RA, RB, Ra, Rb plus-side magnetoresistive element RA ', RB', Ra ', Rb' Negative side magnetoresistive element λ Pitch of multipole magnetic pattern
Claims (9)
多極磁気パターンを有する回転ドラムに対向して配置さ
れる磁気センサであって、検出直流電源のプラス側に接
続される複数のプラス側磁気抵抗効果素子と前記検出直
流電源のマイナス側に接続される複数のマイナス側磁気
抵抗効果素子とを前記回転ドラムの回転方向に沿って特
定のピッチで配列した磁気センサにおいて、前記プラス
側磁気抵抗効果素子を前記マイナス側磁気抵抗効果素子
とを隣り合うように交互に配置するように構成したこと
を特徴とする磁気センサ。1. A magnetic sensor disposed opposite to a rotating drum having a multi-pole magnetic pattern in which N and S poles are magnetized at a predetermined pitch λ, and is connected to a positive side of a detection DC power supply. In a magnetic sensor in which a plurality of plus-side magnetoresistive elements and a plurality of minus-side magnetoresistive elements connected to the minus side of the detection DC power supply are arranged at a specific pitch along a rotation direction of the rotating drum, A magnetic sensor comprising a positive magnetoresistance effect element and a negative magnetoresistance effect element arranged alternately so as to be adjacent to each other.
距離、または前記マイナス側磁気抵抗効果素子同士間の
距離は、実質的にλ／２の奇数倍に設定されていること
を特徴とする請求項１記載の磁気センサ。2. A distance between the plus-side magnetoresistive elements or a distance between the minus-side magnetoresistive elements is substantially set to an odd multiple of λ / 2. The magnetic sensor according to claim 1.
イナス側磁気抵抗効果素子はＡ相用とＢ相用に２個ずつ
それぞれ４個有して相毎に相互にブリッジ状に差動増幅
的に接続され、このブリッジの直列接続される磁気抵抗
効果素子間の距離は、高調波成分をキャンセルする距離
に設定されていることを特徴とする請求項１または２記
載の磁気センサ。3. The positive-side magnetoresistive element and the negative-side magnetoresistive element have four each for A-phase and B-phase, and are differentially amplified in the form of a bridge for each phase. 3. The magnetic sensor according to claim 1, wherein a distance between the series-connected magnetoresistive elements of the bridge is set to a distance for canceling a harmonic component. 4.
相用の磁気抵抗効果素子の間隔は、λ／４の奇数倍に設
定されていることを特徴とする請求項３記載の磁気セン
サ。4. The A-phase magnetoresistive element and the B-phase magnetoresistive element.
4. The magnetic sensor according to claim 3, wherein an interval between the phase magnetoresistive elements is set to an odd multiple of [lambda] / 4.
は、第３高調波成分をキャンセルする距離であることを
特徴とする請求項３または４記載の磁気センサ。5. The magnetic sensor according to claim 3, wherein the distance for canceling the harmonic component is a distance for canceling the third harmonic component.
離は、実質的にλ／２×奇数倍±λ／６の距離であるこ
とを特徴とする請求項５記載の磁気センサ。6. The magnetic sensor according to claim 5, wherein the distance at which the third harmonic component is canceled is substantially a distance of λ / 2 × odd times ± λ / 6.
される磁気抵抗効果素子間の距離は、実質的にλ／６の
距離であることを特徴とする請求項３乃至５記載の磁気
センサ。7. The magnetic sensor according to claim 3, wherein a distance between the magnetoresistive elements connected to positions on opposite sides of the bridge is substantially a distance of λ / 6. .
は、第２高調波成分をキャンセルすべく実質的にλ／２
の奇数倍の距離であることを特徴とする請求項３または
４記載の磁気センサ。8. The distance for canceling the harmonic component is substantially λ / 2 so as to cancel the second harmonic component.
5. The magnetic sensor according to claim 3, wherein the distance is an odd multiple of the distance.
される磁気抵抗効果素子間の距離は、実質的に同じ位置
となるような微小間隔であることを特徴とする請求項
３、４または８記載の磁気センサ。9. The distance between the magnetoresistive elements connected to a position on the opposite side of the bridge is a minute interval so as to be substantially the same position. 8. The magnetic sensor according to 8.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29820796A JP3610420B2 (en) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | Magnetic sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29820796A JP3610420B2 (en) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | Magnetic sensor |
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| JPH10122808A true JPH10122808A (en) | 1998-05-15 |
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Family
ID=17856608
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP29820796A Expired - Lifetime JP3610420B2 (en) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | Magnetic sensor |
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