JPS6033002A - 位置センサ− - Google Patents
位置センサ−Info
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- JPS6033002A JPS6033002A JP14186883A JP14186883A JPS6033002A JP S6033002 A JPS6033002 A JP S6033002A JP 14186883 A JP14186883 A JP 14186883A JP 14186883 A JP14186883 A JP 14186883A JP S6033002 A JPS6033002 A JP S6033002A
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- same
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- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 3
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- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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】
本発明は磁気抵抗効果素子(M、R素子)を複数個、こ
れに対向する永久磁石の磁極ピッチと等しいピッチで配
設した位置センサーの改良に関するものである。
れに対向する永久磁石の磁極ピッチと等しいピッチで配
設した位置センサーの改良に関するものである。
第・1図(、) 、 (b)は従来よシ実施されている
M、R素子を用いた磁気式位置センサーの説明図で1は
ガラス等の非磁性の絶縁物で構成した基板、2−1〜2
−4はコ字状に折シ返して配置したM、R素子、3A〜
3Dは各M、R素子2−1〜2−4の電気出力端子、4
は端子3八〜3Dと各M、R素子との間を接続する導体
で、上記M、R素子2−1〜2−4と、端子3A〜3D
及び接続導体4とは基板1の上に例えばNi80%、F
@l 20 %の磁性体合金を厚さ100OXに蒸着し
、ホトエツチングの手段で一体的に形成してsb、M、
R素子部の幅は例えば10μ程度と他の部分の幅に比し
桁違いに小さく構成して磁気抵抗効果を高くしている。
M、R素子を用いた磁気式位置センサーの説明図で1は
ガラス等の非磁性の絶縁物で構成した基板、2−1〜2
−4はコ字状に折シ返して配置したM、R素子、3A〜
3Dは各M、R素子2−1〜2−4の電気出力端子、4
は端子3八〜3Dと各M、R素子との間を接続する導体
で、上記M、R素子2−1〜2−4と、端子3A〜3D
及び接続導体4とは基板1の上に例えばNi80%、F
@l 20 %の磁性体合金を厚さ100OXに蒸着し
、ホトエツチングの手段で一体的に形成してsb、M、
R素子部の幅は例えば10μ程度と他の部分の幅に比し
桁違いに小さく構成して磁気抵抗効果を高くしている。
5aM、R素子に空隙を介して対向配設した永久磁石で
移動方向mに沿って一定のピッチPでN極、S極交互に
着磁され、上記M、R素子2−1゜2−2 、2−3
、2−4はこの永久磁石5の移動方向mと直角の方向に
折シ返し長さがtとなるように配設され、かつその配設
ピッチはηピッチとなっている。
移動方向mに沿って一定のピッチPでN極、S極交互に
着磁され、上記M、R素子2−1゜2−2 、2−3
、2−4はこの永久磁石5の移動方向mと直角の方向に
折シ返し長さがtとなるように配設され、かつその配設
ピッチはηピッチとなっている。
基板1のM、R素子2−1〜2−4を配設していない面
には任意の極性のバイアス用磁石6が当接され、永久磁
石5によ、9M、R素子に作用する磁界の強さをこのバ
イアス用磁石6によって平衡させである。
には任意の極性のバイアス用磁石6が当接され、永久磁
石5によ、9M、R素子に作用する磁界の強さをこのバ
イアス用磁石6によって平衡させである。
M、R素子はこれに作用する磁界が弱くなると抵抗値が
増大し、作用する磁界が強くなると抵抗値が減少すると
いう性質があシ、その特性を示すと第1図(c)のR1
に示す形となる。即ち作用する磁界が零の時に抵抗が最
大で磁界が強くなると抵抗が減少するがこの性質は磁界
の極性N。
増大し、作用する磁界が強くなると抵抗値が減少すると
いう性質があシ、その特性を示すと第1図(c)のR1
に示す形となる。即ち作用する磁界が零の時に抵抗が最
大で磁界が強くなると抵抗が減少するがこの性質は磁界
の極性N。
Sとは無関係である。
その為に磁界の極性の判別ができないので、第1図(b
)に示すようにある極性のバイアス用磁石6を永久磁石
5とは反対の位置に設は永久磁石5による磁界を打消す
ように作用させている。
)に示すようにある極性のバイアス用磁石6を永久磁石
5とは反対の位置に設は永久磁石5による磁界を打消す
ように作用させている。
この結果第1図(c)のR2に示すように抵抗が最大と
なる位置が←)Φの方向に移動し、抵抗変化の状況が、
永久磁石5による磁界が零となるd点を中心として←)
Φで増加、lΦで減少となシ、作用する磁界の極性の判
別が可能となる。
なる位置が←)Φの方向に移動し、抵抗変化の状況が、
永久磁石5による磁界が零となるd点を中心として←)
Φで増加、lΦで減少となシ、作用する磁界の極性の判
別が可能となる。
そこで第1図(d)に示すように各M、R素子による抵
抗r、〜r4によってブリッジを構成し、このブリッジ
の一方の対向点間に平衡用抵抗Ra 、Rhの直列回路
と電源Eを夫々並列に接続する。
抗r、〜r4によってブリッジを構成し、このブリッジ
の一方の対向点間に平衡用抵抗Ra 、Rhの直列回路
と電源Eを夫々並列に接続する。
このようにした場合ブリッジの他方の対向点と上記平衡
用抵抗Ra y Rbの接続点間に発生する不平衡電圧
を永久磁石5のm方向移動に対して示すと第1図(、)
の町及びe、のように永久磁石5の一極分を半サイクル
として略正弦波状に変化し、M、R素子2−1と2−2
との配設ピッチが職となっているのでe、とe、とは2
Aだけ位相のずれた出力となる。
用抵抗Ra y Rbの接続点間に発生する不平衡電圧
を永久磁石5のm方向移動に対して示すと第1図(、)
の町及びe、のように永久磁石5の一極分を半サイクル
として略正弦波状に変化し、M、R素子2−1と2−2
との配設ピッチが職となっているのでe、とe、とは2
Aだけ位相のずれた出力となる。
この出力電圧町とe、を波形変換すると4とφ2で示す
14位相のずれた2相のパルス信号が得られ、このパル
ス信号のピッチは永久磁石5の着磁ピッチと一致するの
で、上記のノ(ル名の数を計数することによシ、永久磁
石と位置センサーとの相対的移動量を計測することがで
き、この原理によシ磁気式のエンコーダが実現されてい
る。
14位相のずれた2相のパルス信号が得られ、このパル
ス信号のピッチは永久磁石5の着磁ピッチと一致するの
で、上記のノ(ル名の数を計数することによシ、永久磁
石と位置センサーとの相対的移動量を計測することがで
き、この原理によシ磁気式のエンコーダが実現されてい
る。
上述した磁気エンコーダはM、R素子を用いた位置セン
サーが磁性体薄膜をホトエツチング手段等で極めて微細
ピッチで高精度に量産することが容易であること、永久
磁石も高性能磁石の開発で、着磁ピッチを微細にするこ
とが容易となり分解度を高めることができること等の理
由で光学式のエンコーダに比し安価に高分解度のものを
製造できる利点がある。
サーが磁性体薄膜をホトエツチング手段等で極めて微細
ピッチで高精度に量産することが容易であること、永久
磁石も高性能磁石の開発で、着磁ピッチを微細にするこ
とが容易となり分解度を高めることができること等の理
由で光学式のエンコーダに比し安価に高分解度のものを
製造できる利点がある。
しかしながら、上記位置センサーは磁束密度30〜50
ガウス程度の弱い磁場に感じ、これ以上磁束を増加して
も抵抗変化特性が飽和してしまうので、上記のような極
めて弱い磁束の下で動作させる事が重要であシ、従って
外部磁界に因る雑音障害を受け易いという欠点がある。
ガウス程度の弱い磁場に感じ、これ以上磁束を増加して
も抵抗変化特性が飽和してしまうので、上記のような極
めて弱い磁束の下で動作させる事が重要であシ、従って
外部磁界に因る雑音障害を受け易いという欠点がある。
例えば第2図に示すように外部磁界ΦXか作用した場合
を考えると、外部磁界ΦXが一様の分布でM、R素子2
−1.2−2.2−3.2−4に作用したとしても、各
素子が受ける外部磁界の影響は必ずしも一様で杜なく出
力電圧に歪を与える。
を考えると、外部磁界ΦXが一様の分布でM、R素子2
−1.2−2.2−3.2−4に作用したとしても、各
素子が受ける外部磁界の影響は必ずしも一様で杜なく出
力電圧に歪を与える。
この理由の1つ紘、M、R素子自体が磁性体であること
に起因し、M、R素子自体に誘導して成虫した磁極が、
M、R素子の周囲の磁界を歪ませることにある。
に起因し、M、R素子自体に誘導して成虫した磁極が、
M、R素子の周囲の磁界を歪ませることにある。
即ち第2図においてM、R素子2 it2 2t2−3
t2−4は順次配列されておシ、その中M、R素子2−
2と2−3は夫々その両側に他のM、R素子が配設され
ているので、この両側の素子に誘導して成虫した磁極の
影響を受けるのに対し両端に位置するM、R素子2−1
と2−4とは隣接する素子が片側しか無いので片側のみ
の影響を受けることとな、り、M、R素子2−2と2−
3の群φとは影響の大きさが異なる為に出力電圧に歪を
生ずるようになる。
t2−4は順次配列されておシ、その中M、R素子2−
2と2−3は夫々その両側に他のM、R素子が配設され
ているので、この両側の素子に誘導して成虫した磁極の
影響を受けるのに対し両端に位置するM、R素子2−1
と2−4とは隣接する素子が片側しか無いので片側のみ
の影響を受けることとな、り、M、R素子2−2と2−
3の群φとは影響の大きさが異なる為に出力電圧に歪を
生ずるようになる。
本発明の目的は外部磁界による影響を減少せしめた位置
センサーを得るにある。
センサーを得るにある。
本発明の他の目的は上述したM、R素子自体に誘導して
成牛じた磁界の影響が、各素子全部に対し同じように作
用し、その影響の大きさが同じとなるように構成し、結
果として出力電圧の歪を解消せしめた位置センサーを得
るにある。
成牛じた磁界の影響が、各素子全部に対し同じように作
用し、その影響の大きさが同じとなるように構成し、結
果として出力電圧の歪を解消せしめた位置センサーを得
るにある。
本発明の位置センサーは、作用した磁界の強さに依り、
その抵抗値が変化する磁性合金の薄膜で形成した磁気抵
抗効果素子を複数個非磁性絶縁板上に設け、この配設ピ
ッチをこの素子に空隙を介して対向配設されるNS交互
に等ピッチで着磁された永久磁石の着磁ピッチと等しく
して成る磁気式の位置センサーに於て、最も外側に位置
する磁気抵抗効果素子の更に上記複数個の磁気抵抗効果
素子の配設ピッチと同じピッチだけ離間して上記磁気抵
抗効果素子と同一形状のダミーの磁気抵抗効果素子を配
設したことを特徴とする。
その抵抗値が変化する磁性合金の薄膜で形成した磁気抵
抗効果素子を複数個非磁性絶縁板上に設け、この配設ピ
ッチをこの素子に空隙を介して対向配設されるNS交互
に等ピッチで着磁された永久磁石の着磁ピッチと等しく
して成る磁気式の位置センサーに於て、最も外側に位置
する磁気抵抗効果素子の更に上記複数個の磁気抵抗効果
素子の配設ピッチと同じピッチだけ離間して上記磁気抵
抗効果素子と同一形状のダミーの磁気抵抗効果素子を配
設したことを特徴とする。
以下図面によって本発明の詳細な説明する。
本発明に於ては第3図に示すようにM、R素子2−1と
2−4の夫々の外側に隣接してダミーのM、R素子7−
1と7−2とを配設し、このダミーのM、R素子の形状
、寸法をM、R素子2−1〜2−4と全く同じとし、夫
々M、R素子2−1とM、R素子2−4からの位置は的
とし、しかもダミーのM、R素子7−1と7−2とは閉
回路を構成せず、夫々の一端のみを上記M、R素子2−
1゜2−4の電源側の端子に接続せしめる。
2−4の夫々の外側に隣接してダミーのM、R素子7−
1と7−2とを配設し、このダミーのM、R素子の形状
、寸法をM、R素子2−1〜2−4と全く同じとし、夫
々M、R素子2−1とM、R素子2−4からの位置は的
とし、しかもダミーのM、R素子7−1と7−2とは閉
回路を構成せず、夫々の一端のみを上記M、R素子2−
1゜2−4の電源側の端子に接続せしめる。
本発明位置センサーは上記のような構成であるから、ダ
ミーのM、R素子7−1.7−2に誘導する磁界によっ
て成牛ずる磁極の影響は他のM、R素子2−1〜2−4
と全く同じであシ、M、R素子2−1 、2−2 、2
−3 、2−4の全部が両側に隣接して同じ形状の磁性
体が同じピッチで配設されていることになり、この磁性
体による相互の影響の大きさは全て同じとなるので結果
として出力電圧に歪が発生しないという効果が得られる
。
ミーのM、R素子7−1.7−2に誘導する磁界によっ
て成牛ずる磁極の影響は他のM、R素子2−1〜2−4
と全く同じであシ、M、R素子2−1 、2−2 、2
−3 、2−4の全部が両側に隣接して同じ形状の磁性
体が同じピッチで配設されていることになり、この磁性
体による相互の影響の大きさは全て同じとなるので結果
として出力電圧に歪が発生しないという効果が得られる
。
上記のように本発明では検出に使用するM、R素子の他
にダミーのM、R素子を同一の寸法と同一のピッチで配
設すると伝う簡単な構成で従来の欠点を一掃でき、また
ダミー素子は7オツトエツチングに依るもので、他の検
出用素子と一体的に形成できるのでコストを高めること
な〈実施できる等工業上火きい利益がある。
にダミーのM、R素子を同一の寸法と同一のピッチで配
設すると伝う簡単な構成で従来の欠点を一掃でき、また
ダミー素子は7オツトエツチングに依るもので、他の検
出用素子と一体的に形成できるのでコストを高めること
な〈実施できる等工業上火きい利益がある。
第1図(a)は従来の位置センサーの平面図、第1図(
b)はその側面図、第1図(c)はM、R素子の特性線
図、第1図(a)はそのブリッジ回路、第1図(、)は
出力信号波形図、第2図は外部磁界の説明図、第3図(
a)は本発明位置センサーの平面図、第3図(b)はそ
の側面図である。 1・・一基板、2−1〜2−4・・・M、R素子、3A
〜3D・・・端子、4・・・導体、5・・・永久磁石、
6・・・磁石、7−1.7−2・・・M、R素子、m・
・・移動方向、P・・・ピッチ、t・・・長さ。 +10(0) 、+t 口(b) 4−11] (C) 矛1圓(d) +2圓 + 3[1(0) +30(b)
b)はその側面図、第1図(c)はM、R素子の特性線
図、第1図(a)はそのブリッジ回路、第1図(、)は
出力信号波形図、第2図は外部磁界の説明図、第3図(
a)は本発明位置センサーの平面図、第3図(b)はそ
の側面図である。 1・・一基板、2−1〜2−4・・・M、R素子、3A
〜3D・・・端子、4・・・導体、5・・・永久磁石、
6・・・磁石、7−1.7−2・・・M、R素子、m・
・・移動方向、P・・・ピッチ、t・・・長さ。 +10(0) 、+t 口(b) 4−11] (C) 矛1圓(d) +2圓 + 3[1(0) +30(b)
Claims (2)
- (1) 作用した磁界の強さに依シ、その抵抗値が変化
する磁性合金の薄膜で形成した磁気抵抗効果素子を複数
個非磁性絶縁板上に設け、との配設ピッチをこの素子に
空隙を介して対向配設されるNS交互に等ピッチで着磁
された永久磁石の着磁ピッチと等しくして成る磁気式の
位置センサーに於て、最も外側に位置する磁気抵抗効果
素子の更に外側に上記複数個の磁気抵抗効果素子の配設
ピッチと同じピッチだけ離間して上記磁気抵抗効果素子
と同一形状のダミーの磁気抵抗効果素子を配設したこと
を特徴とする位置センサー。 - (2) 上記ダミーの磁気抵抗効果素子の一端を他の複
数の磁気抵抗効果素子の電源側端子の1つに接続した特
許請求の範囲第1項記載の位置センサー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14186883A JPS6033002A (ja) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | 位置センサ− |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14186883A JPS6033002A (ja) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | 位置センサ− |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6033002A true JPS6033002A (ja) | 1985-02-20 |
Family
ID=15302029
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14186883A Pending JPS6033002A (ja) | 1983-08-04 | 1983-08-04 | 位置センサ− |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6033002A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1305929C (zh) * | 2002-10-30 | 2007-03-21 | 巴斯福股份公司 | 聚酰胺 |
-
1983
- 1983-08-04 JP JP14186883A patent/JPS6033002A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1305929C (zh) * | 2002-10-30 | 2007-03-21 | 巴斯福股份公司 | 聚酰胺 |
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