JPS59142417A - 磁気検出装置 - Google Patents
磁気検出装置Info
- Publication number
- JPS59142417A JPS59142417A JP58016528A JP1652883A JPS59142417A JP S59142417 A JPS59142417 A JP S59142417A JP 58016528 A JP58016528 A JP 58016528A JP 1652883 A JP1652883 A JP 1652883A JP S59142417 A JPS59142417 A JP S59142417A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- magnetic
- magneto
- output
- magnetoresistive element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- G01D5/142—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 using Hall-effect devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、例えば回転検出装置を効果的に構成させる
ことができる強磁性磁気抵抗体を用いた磁気検出装置に
関する。
ことができる強磁性磁気抵抗体を用いた磁気検出装置に
関する。
強磁性材料く例えばＮ１−Ｃｏ）を用いて磁気抵抗素子
が構成される。すなわち、第１図に示すように絶縁性基
板１１の一方の主面上に、強磁性薄膜によって、複数の
平行状態にした長辺を複数の短辺によって順次直列状に
接続する状態の抵抗ハターン１２を形成するもので、こ
の抵抗体パターン１２の各端に電極１３を形成しブリッ
ジを形成する。そして、このブリッジの対向する２個の
電極１３間に定電圧、定電流の電源を接続し、抵抗体パ
ターン１２の抵抗値変化を測定して、この抵抗体パター
ン１２に作用する磁界変化を検出するものである。
が構成される。すなわち、第１図に示すように絶縁性基
板１１の一方の主面上に、強磁性薄膜によって、複数の
平行状態にした長辺を複数の短辺によって順次直列状に
接続する状態の抵抗ハターン１２を形成するもので、こ
の抵抗体パターン１２の各端に電極１３を形成しブリッ
ジを形成する。そして、このブリッジの対向する２個の
電極１３間に定電圧、定電流の電源を接続し、抵抗体パ
ターン１２の抵抗値変化を測定して、この抵抗体パター
ン１２に作用する磁界変化を検出するものである。
また、絶縁性基板１１の裏面に図示の如く磁化されたバ
イアス磁石１４を固定して、この基板面に平行にのびる
バイアス磁界（飽和磁界）を磁気抵抗素子である抵抗体
パターン１２に加えるようにしている。
イアス磁石１４を固定して、この基板面に平行にのびる
バイアス磁界（飽和磁界）を磁気抵抗素子である抵抗体
パターン１２に加えるようにしている。
このような磁気抵抗素子を用いて磁気検出を行なうには
、第２図（Ａ）にＨで示すように基板１１の面にほぼ平
行な面の磁場成分の方向変化を検出するものであり、抵
抗体パータン１２の抵抗値変化すなわち出力は、磁界方
向の変化角度に対応して第２図（Ｂ）で示すようなサイ
ンカーブで得られる。この場合、抵抗体パターン１２の
長辺部と短辺部との長さの比率に対応して、磁場成分方
向が９０度の場合と１８０度の場合とでは抵抗値変化が
大きく相違するようになり、この抵抗値変化に対応する
出力信号を波形整形する際に出力波形に影響を与え、磁
場成分Ｈを回転させた時の出力波形のデユーティ比がば
らつくような状態となる。また、バイアスなしの磁気抵
抗素子では信号磁界の３６０度回軸回転して２周期の信
号が得られるが、バイアスありのものでは１周期しか得
られない。
、第２図（Ａ）にＨで示すように基板１１の面にほぼ平
行な面の磁場成分の方向変化を検出するものであり、抵
抗体パータン１２の抵抗値変化すなわち出力は、磁界方
向の変化角度に対応して第２図（Ｂ）で示すようなサイ
ンカーブで得られる。この場合、抵抗体パターン１２の
長辺部と短辺部との長さの比率に対応して、磁場成分方
向が９０度の場合と１８０度の場合とでは抵抗値変化が
大きく相違するようになり、この抵抗値変化に対応する
出力信号を波形整形する際に出力波形に影響を与え、磁
場成分Ｈを回転させた時の出力波形のデユーティ比がば
らつくような状態となる。また、バイアスなしの磁気抵
抗素子では信号磁界の３６０度回軸回転して２周期の信
号が得られるが、バイアスありのものでは１周期しか得
られない。
また、第３図に示すように外周にＮおよびＳ極の磁極を
設定した多極回転磁石１４と同一平面状態にして磁気抵
抗素子を設定し、第１図で示したような磁場成分を作用
させるようにした場合、回転磁石１４の磁極面と、磁気
抵抗素子の抵抗体パターン１２の第１の長辺部１２ａお
よび第２の辰辺部１２ｂのそれぞれとの間の距離はβ１
および１２と異なる。すなわち、小さな距離βｌにある
第１の長辺部１２ａでは相対的に大きな磁気検出出力を
得、大きな距離β２にある第２の長辺部１２ｂでは小さ
な磁気検出出力を得るようになり、磁気抵抗変化による
磁気検出作用を充分に高精度に行なうことが困難となる
。
設定した多極回転磁石１４と同一平面状態にして磁気抵
抗素子を設定し、第１図で示したような磁場成分を作用
させるようにした場合、回転磁石１４の磁極面と、磁気
抵抗素子の抵抗体パターン１２の第１の長辺部１２ａお
よび第２の辰辺部１２ｂのそれぞれとの間の距離はβ１
および１２と異なる。すなわち、小さな距離βｌにある
第１の長辺部１２ａでは相対的に大きな磁気検出出力を
得、大きな距離β２にある第２の長辺部１２ｂでは小さ
な磁気検出出力を得るようになり、磁気抵抗変化による
磁気検出作用を充分に高精度に行なうことが困難となる
。
この発明は上記のような六に鑑みなされたもので、ノイ
ズ磁界に強く、磁界成分を回転させた場合に、常に安定
したデユーティ比の出力信号波形が得られ、例えば回転
検出装置等として効果的に用いることができるようにす
る磁気検出装置を提供しようとするものである。
ズ磁界に強く、磁界成分を回転させた場合に、常に安定
したデユーティ比の出力信号波形が得られ、例えば回転
検出装置等として効果的に用いることができるようにす
る磁気検出装置を提供しようとするものである。
以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
４図は強磁性磁気抵抗素子１ｏを示すもので、例えばシ
リコン酸化膜の基板からなる絶縁基板１１の主面上にＮ
ｉ−Ｃｏ合金薄膜を蒸着し、これをエツチングして抵抗
体パターン１２を形成してなる。この場合、抵抗体パタ
ーン１２は、平行状態にした複数の細線状にした長い主
体部と、この主体部を順次直列状に接続する同じく細線
状の短い折り返し接続部とからなり、複数の主体部を直
列にした両端部に電極１３を形成しである。
４図は強磁性磁気抵抗素子１ｏを示すもので、例えばシ
リコン酸化膜の基板からなる絶縁基板１１の主面上にＮ
ｉ−Ｃｏ合金薄膜を蒸着し、これをエツチングして抵抗
体パターン１２を形成してなる。この場合、抵抗体パタ
ーン１２は、平行状態にした複数の細線状にした長い主
体部と、この主体部を順次直列状に接続する同じく細線
状の短い折り返し接続部とからなり、複数の主体部を直
列にした両端部に電極１３を形成しである。
そして絶縁性基板１１の裏面には図示の如く磁化された
バイアス磁石１４を固定し、磁気抵抗素子面に対しほぼ
垂直にバイアス磁界（例えば０．０１Ｔ）を加えている
。そして、第５．６図中Ｈで示すように上記磁気抵抗素
子１０の長手方向あるいは短手方向を含む、基板１１の
面に対して垂直な面に磁界（例えば０．０２Ｔ）を作用
させる。
バイアス磁石１４を固定し、磁気抵抗素子面に対しほぼ
垂直にバイアス磁界（例えば０．０１Ｔ）を加えている
。そして、第５．６図中Ｈで示すように上記磁気抵抗素
子１０の長手方向あるいは短手方向を含む、基板１１の
面に対して垂直な面に磁界（例えば０．０２Ｔ）を作用
させる。
第５図及び第６図は、それぞれ上記磁界Ｈ１及びＨ２の
方向変化に対応する抵抗体パターン１２の抵抗値変化、
すなわち出力変化の状態を示したものである。この出力
は本例の場合バイアス磁界なしのものに比べて２５％以
上大きくなっている。
方向変化に対応する抵抗体パターン１２の抵抗値変化、
すなわち出力変化の状態を示したものである。この出力
は本例の場合バイアス磁界なしのものに比べて２５％以
上大きくなっている。
またこの出力特性からも明らかなように９０度および２
７０度付近で出力が急激に変化する特性か得られるよう
になるものであり、このため抵抗体パターン１２による
出力信号を波形整形した場合でも、常に安定したデユー
ティ比の検出信号が得られる。従って、出力波形の変動
に対するデユーティ比の変動も、第１図に示した場合に
比較して１／６以下となる。また、本例の場合、信号磁
界の３６０度回軸回転して信号が２周期得られ、しかも
一方向にバイアス磁界を加えるようにしているためノイ
ズ磁界に対して強くなる。
７０度付近で出力が急激に変化する特性か得られるよう
になるものであり、このため抵抗体パターン１２による
出力信号を波形整形した場合でも、常に安定したデユー
ティ比の検出信号が得られる。従って、出力波形の変動
に対するデユーティ比の変動も、第１図に示した場合に
比較して１／６以下となる。また、本例の場合、信号磁
界の３６０度回軸回転して信号が２周期得られ、しかも
一方向にバイアス磁界を加えるようにしているためノイ
ズ磁界に対して強くなる。
次に、第７図には、本発明の磁気検出器１０上を磁性体
部材（例えば軟鉄）１６が通過したときの抵抗体パター
ン１２の抵抗値変化を第８図に示す。磁性体部材１６が
磁気検出器上に来たとき抵抗値は急激に変化し、良好な
位置センサとなる。
部材（例えば軟鉄）１６が通過したときの抵抗体パター
ン１２の抵抗値変化を第８図に示す。磁性体部材１６が
磁気検出器上に来たとき抵抗値は急激に変化し、良好な
位置センサとなる。
本発明の磁気検出器１０は半導体式磁気抵抗素子やポー
ル素子を用いたものに比し、低磁界（０゜０５Ｔ以下）
での出力は３倍以上と大きく、温度特性も１／６以下と
小さく良好であり、また出力波形は微分波形を示し、急
峻で良好な波形が得られる。
ル素子を用いたものに比し、低磁界（０゜０５Ｔ以下）
での出力は３倍以上と大きく、温度特性も１／６以下と
小さく良好であり、また出力波形は微分波形を示し、急
峻で良好な波形が得られる。
これを回転検出器として具体的に構成する場合は、第９
図に示すように外周に沿って多数の突起１８を設定した
歯車状の回転体１７の外周面に対して、磁気抵抗素子１
０の基板１１の面が回転体１７の中心線を通る綿に直交
する状態で対設する状態となるもので、この磁気抵抗素
子１０の抵抗パターン部全体と回転体１７の突起１８と
の距離は一定となり、抵抗体パターン全体が均一的な磁
気効果作用を受けるようになる。従って、當に安定した
バランスのとれた検出出力が得られる。この抵抗体パタ
ーンはブリッジ構成とするか、または１本のパターンと
してブリッジに構成にしなくてもかまわない。
図に示すように外周に沿って多数の突起１８を設定した
歯車状の回転体１７の外周面に対して、磁気抵抗素子１
０の基板１１の面が回転体１７の中心線を通る綿に直交
する状態で対設する状態となるもので、この磁気抵抗素
子１０の抵抗パターン部全体と回転体１７の突起１８と
の距離は一定となり、抵抗体パターン全体が均一的な磁
気効果作用を受けるようになる。従って、當に安定した
バランスのとれた検出出力が得られる。この抵抗体パタ
ーンはブリッジ構成とするか、または１本のパターンと
してブリッジに構成にしなくてもかまわない。
以上の構成により、回転体（歯車）１７の回転により、
第１０図に示すような急峻な出力電圧が得られる。従っ
て、波形整形するとデユーティ比が非常に安定して得ら
れ、出力波形の変動に対するデユーティの変動も従来の
ものに比し１／６以下となる。また、これは多極回転磁
石のかわりに歯車を使用するためコストも安価で、精度
よい回転パルスを得ることができる。もちろん、回転体
１７としては歯車状の磁性体に代えて多極回転磁石を用
いることも可能である。
第１０図に示すような急峻な出力電圧が得られる。従っ
て、波形整形するとデユーティ比が非常に安定して得ら
れ、出力波形の変動に対するデユーティの変動も従来の
ものに比し１／６以下となる。また、これは多極回転磁
石のかわりに歯車を使用するためコストも安価で、精度
よい回転パルスを得ることができる。もちろん、回転体
１７としては歯車状の磁性体に代えて多極回転磁石を用
いることも可能である。
以上のようにこの発明によれば、ノイス磁界に対して強
くなり、検出信号を波形整形等を行なって出力する場合
でも、磁界の回転に対応してデユーティ比を確実にした
信号が取り出されるようにすると共に、磁気抵抗体パタ
ーン全体か磁界に対して均一的に作用するようになり、
安定した磁気検出信号が高出力で得られるようになるも
のであり、各種回転機器の回転検出器等を効果的に構成
し得るようになるものである。
くなり、検出信号を波形整形等を行なって出力する場合
でも、磁界の回転に対応してデユーティ比を確実にした
信号が取り出されるようにすると共に、磁気抵抗体パタ
ーン全体か磁界に対して均一的に作用するようになり、
安定した磁気検出信号が高出力で得られるようになるも
のであり、各種回転機器の回転検出器等を効果的に構成
し得るようになるものである。
第１図は従来の磁気検出装置を説明する図、第２図は上
記装置の出力波形を示す図、第３図は同しく回転検出器
を構成した場合を示す図、第４図はこの発明の一実施例
に係る磁気検出装置を説明する図、第５図及び第６図は
それぞれ上記実施例の出力波形を示す図、第７図及び第
８図は磁気検出装置の他の例を示す図及びその出力波形
図、第９図は上記装置で回転検出器を構成した場合を示
す図、第１０図はその出力波形図である。５１０・・・
磁気検出素子、１１・・・絶縁性基板、１２・・・抵抗
体パターン、１４・・・絶縁性基板、１５，１７・・・
回転体、１６・・・磁性体部材。 代理人弁理士 岡 部 隆 第１図 （Ａ） ３ （Ｂ） ２ 第２図 （Ａ） １ ２ （Ｂ） 第３図 ５ 第４図 第５因 第７図 第８図
記装置の出力波形を示す図、第３図は同しく回転検出器
を構成した場合を示す図、第４図はこの発明の一実施例
に係る磁気検出装置を説明する図、第５図及び第６図は
それぞれ上記実施例の出力波形を示す図、第７図及び第
８図は磁気検出装置の他の例を示す図及びその出力波形
図、第９図は上記装置で回転検出器を構成した場合を示
す図、第１０図はその出力波形図である。５１０・・・
磁気検出素子、１１・・・絶縁性基板、１２・・・抵抗
体パターン、１４・・・絶縁性基板、１５，１７・・・
回転体、１６・・・磁性体部材。 代理人弁理士 岡 部 隆 第１図 （Ａ） ３ （Ｂ） ２ 第２図 （Ａ） １ ２ （Ｂ） 第３図 ５ 第４図 第５因 第７図 第８図
Claims (3)
- （１）絶縁性基板上に強磁性薄膜による抵抗体パターン
を形成した磁気抵抗素子と、前記絶縁性基板の裏面に固
定され、この磁気抵抗素子面にほぼ垂直にバイアス磁界
を加えるバイアス磁石と、外部より前記磁気抵抗素子の
前記絶縁性基板面に対してほぼ垂直な方向に磁界を作用
させる手段とを具備したことを特徴とする磁気検出装置
。 - （２）前記抵抗体パターンは複数個の抵抗体パターンか
らなり、それらを接続してブリッジが構成されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気検出装
置。 - （３）前記手段は磁性体からなる歯車状の回転体であり
、前記磁気抵抗素子の素子面に対向して配置されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58016528A JPS59142417A (ja) | 1983-02-03 | 1983-02-03 | 磁気検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58016528A JPS59142417A (ja) | 1983-02-03 | 1983-02-03 | 磁気検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59142417A true JPS59142417A (ja) | 1984-08-15 |
Family
ID=11918764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58016528A Pending JPS59142417A (ja) | 1983-02-03 | 1983-02-03 | 磁気検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59142417A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63205516A (ja) * | 1987-02-23 | 1988-08-25 | Nippon Denso Co Ltd | 近接センサ |
| JPH03160321A (ja) * | 1989-11-18 | 1991-07-10 | Murata Mfg Co Ltd | 磁気回転センサ |
| JPH05223848A (ja) * | 1992-02-18 | 1993-09-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電流検出器 |
| EP1052474A1 (en) * | 1998-01-28 | 2000-11-15 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Magnetoresistive detector |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52121356A (en) * | 1976-04-05 | 1977-10-12 | Ibm | Converter for displacement detection |
| JPS53120547A (en) * | 1977-03-30 | 1978-10-21 | Denki Onkyo Co Ltd | Mechanicallelectrical transducer applying magnetic resistance element |
-
1983
- 1983-02-03 JP JP58016528A patent/JPS59142417A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52121356A (en) * | 1976-04-05 | 1977-10-12 | Ibm | Converter for displacement detection |
| JPS53120547A (en) * | 1977-03-30 | 1978-10-21 | Denki Onkyo Co Ltd | Mechanicallelectrical transducer applying magnetic resistance element |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63205516A (ja) * | 1987-02-23 | 1988-08-25 | Nippon Denso Co Ltd | 近接センサ |
| JPH03160321A (ja) * | 1989-11-18 | 1991-07-10 | Murata Mfg Co Ltd | 磁気回転センサ |
| JPH05223848A (ja) * | 1992-02-18 | 1993-09-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電流検出器 |
| EP1052474A1 (en) * | 1998-01-28 | 2000-11-15 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Magnetoresistive detector |
| EP1052474A4 (en) * | 1998-01-28 | 2001-02-28 | Yaskawa Denki Seisakusho Kk | MAGNETORESISTIVE DETECTOR |
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