JPS63172918A - 磁気式サインエンコ−ダのオフセツト電圧調整回路 - Google Patents
磁気式サインエンコ−ダのオフセツト電圧調整回路Info
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- JPS63172918A JPS63172918A JP407987A JP407987A JPS63172918A JP S63172918 A JPS63172918 A JP S63172918A JP 407987 A JP407987 A JP 407987A JP 407987 A JP407987 A JP 407987A JP S63172918 A JPS63172918 A JP S63172918A
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- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (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】
[産業上の利用分野]
本発明は磁気式サインエンコーダに係り、特に磁気セン
サをブリッジ構成して磁束変化整正弦波状の出力として
取り出し、その出力電圧振幅及びオフセット電圧を一定
とするに好適な磁気式サインエンコーダに関する。
サをブリッジ構成して磁束変化整正弦波状の出力として
取り出し、その出力電圧振幅及びオフセット電圧を一定
とするに好適な磁気式サインエンコーダに関する。
[従来の技術]
磁気抵抗効果素子を使用して回転量を検出する磁気式の
エンコーダは第2図のような構造のものが従来より使用
されている(特開昭50−28989号)。
エンコーダは第2図のような構造のものが従来より使用
されている(特開昭50−28989号)。
1は図のように円周上に着磁したドラムで回転できるよ
うになっている。2はドラムのR’fTa部に対向して
置かれた磁気抵抗効果素子である。第3図は第2図の1
と2を展開して描いたもので、3゜4は磁気抵抗効果素
子、5はドラムの着磁パターンを示している。着磁パタ
ーンに対応して第3図(b)に示すように磁界の強さB
は正弦波状に分布している。但し磁気抵抗効果素子の抵
抗変化は磁界の強さに比例し、N極かS極かには関係し
ないので、磁界の大きさの分布を描いである。磁気抵抗
効果素子3.4を磁極ピッチλに対しλ/2の間隔で配
置しておき、3,4を第4図のような3端子回路とすれ
ば中間接続点の電圧■。は第5図のように変化する。但
しvcoは電源電圧、voは出力電圧である。ドラムの
回転角Oとともに磁気抵抗効果素子3,4がλ/2で配
置されているので3゜4の抵抗変化は電気角で180°
の位相差となり、voとして磁界の変化量が検出できる
ようになっている。
うになっている。2はドラムのR’fTa部に対向して
置かれた磁気抵抗効果素子である。第3図は第2図の1
と2を展開して描いたもので、3゜4は磁気抵抗効果素
子、5はドラムの着磁パターンを示している。着磁パタ
ーンに対応して第3図(b)に示すように磁界の強さB
は正弦波状に分布している。但し磁気抵抗効果素子の抵
抗変化は磁界の強さに比例し、N極かS極かには関係し
ないので、磁界の大きさの分布を描いである。磁気抵抗
効果素子3.4を磁極ピッチλに対しλ/2の間隔で配
置しておき、3,4を第4図のような3端子回路とすれ
ば中間接続点の電圧■。は第5図のように変化する。但
しvcoは電源電圧、voは出力電圧である。ドラムの
回転角Oとともに磁気抵抗効果素子3,4がλ/2で配
置されているので3゜4の抵抗変化は電気角で180°
の位相差となり、voとして磁界の変化量が検出できる
ようになっている。
このような3端子2組を第6図のように接続する。第6
図でブリッジ回路部の各辺は磁気抵抗効果素子3,4,
6.7で構成した。ブリッジ辺の出力側には、コンパレ
ータ8を設けた。更に、ポテンショメータlOの出力を
抵抗12を介してコンパレータ8の負極側に印加させた
。尚、抵抗11は入力抵抗、抵抗9は帰還抵抗である。
図でブリッジ回路部の各辺は磁気抵抗効果素子3,4,
6.7で構成した。ブリッジ辺の出力側には、コンパレ
ータ8を設けた。更に、ポテンショメータlOの出力を
抵抗12を介してコンパレータ8の負極側に印加させた
。尚、抵抗11は入力抵抗、抵抗9は帰還抵抗である。
第7図のようにブリッジ辺の各素子3,4,6゜7はλ
/2ずつずらして配置した。このブリッジ回路の出力を
コンパレータ8に入力すれば第8図のような出力波形e
、が得られる。但しe工は素子3゜4で構成された3端
子の出力、e、は素子6,7で構成された3端子の出力
、e3はコンパレータ8の出力で、抵抗9のコンパレー
タにヒステリシス特性を持たせるための抵抗、11.1
2はオフセット電圧調整用の抵抗器である。
/2ずつずらして配置した。このブリッジ回路の出力を
コンパレータ8に入力すれば第8図のような出力波形e
、が得られる。但しe工は素子3゜4で構成された3端
子の出力、e、は素子6,7で構成された3端子の出力
、e3はコンパレータ8の出力で、抵抗9のコンパレー
タにヒステリシス特性を持たせるための抵抗、11.1
2はオフセット電圧調整用の抵抗器である。
このように従来の磁気式エンコーダは出力としてパルス
信号として出力するパルスエンコーダとして使用されて
いる。
信号として出力するパルスエンコーダとして使用されて
いる。
ところでパルス成形する以前の正弦波出力e2−8.を
そのままアナログ電圧として増幅して出力しようとする
と、実際の電圧は磁気抵抗効果素子と磁気ドラムとのギ
ャップ変動や温度特性のため、出力振幅が一定とならな
い。
そのままアナログ電圧として増幅して出力しようとする
と、実際の電圧は磁気抵抗効果素子と磁気ドラムとのギ
ャップ変動や温度特性のため、出力振幅が一定とならな
い。
この特性を改善するため、振幅変動を検出し、電源電圧
を変化させて出力振幅を一定にすることが考えられる。
を変化させて出力振幅を一定にすることが考えられる。
すなわち出力振幅が小さくなったときは第6図に示した
vo。を大きくし、出力振幅が大きくなったときはvc
cを小さくするというように制御すれば出力振幅を一定
とすることができる。ところが、第6図に示した電圧e
1とe2のオフセット電圧は磁気抵抗効果素子3,4,
6.7が必ずしもバランスして作られないので、多少な
りともくい違いを生じている。
vo。を大きくし、出力振幅が大きくなったときはvc
cを小さくするというように制御すれば出力振幅を一定
とすることができる。ところが、第6図に示した電圧e
1とe2のオフセット電圧は磁気抵抗効果素子3,4,
6.7が必ずしもバランスして作られないので、多少な
りともくい違いを生じている。
第9図は電源電圧■。。の大きさによってオフセット電
圧が変わる様子を示したもので(1)→(2)でVCC
が2倍になった場合を示している。磁気抵抗効果素子3
と4によりAの電圧、素子6と7でBの電圧でその差が
オフセット電圧eOftとなる。
圧が変わる様子を示したもので(1)→(2)でVCC
が2倍になった場合を示している。磁気抵抗効果素子3
と4によりAの電圧、素子6と7でBの電圧でその差が
オフセット電圧eOftとなる。
VCCが2倍になると素子3と4によりCの電圧、素子
6,7でDの電圧でその差がオフセット電圧QOfaと
なる。eoftはeOftの2倍となっている。
6,7でDの電圧でその差がオフセット電圧QOfaと
なる。eoftはeOftの2倍となっている。
このようにオフセット電圧は電源電圧vccに比例して
変化する。
変化する。
[発明が解決しようとする問題点1
以上述べたように出力電圧振幅を一定にしようとして電
源電圧VCCを変えるようにするとオフセット電圧が変
化してしまう欠点があった。
源電圧VCCを変えるようにするとオフセット電圧が変
化してしまう欠点があった。
本発明の目的は電源電圧を変えても出力電圧のオフセッ
トが変わらないようにすることにある。
トが変わらないようにすることにある。
[問題点を解決するための手段]
上記目的は電源電圧が変化したとき、オフセット電圧が
変化するのを打消すように、電源電圧を使って補償する
することにより達成される。
変化するのを打消すように、電源電圧を使って補償する
することにより達成される。
[作用]
電源電圧の変動があっても、オフセット電圧は変化しな
いように補償される。
いように補償される。
[実施例]
第10図は本発明の原理図を示す。磁気抵抗効果素子3
,4,6.7はブリッジ辺を構成する。差動アンプ(オ
ペアンプ) 13は、ブリッジ回路の対抗点の信号を入
力とし、その差分出力を増幅して出力する。この差動ア
ンプ13は、電源電圧■。。を取込み、電源電圧vc0
が大きくなってオフセット電圧が大きくなろうとしても
、その増加分を打ち消すように補償の働きをする。これ
によって、差動アンプ13の出力のオフセット電圧は、
電源変動によって変化しなくなる。
,4,6.7はブリッジ辺を構成する。差動アンプ(オ
ペアンプ) 13は、ブリッジ回路の対抗点の信号を入
力とし、その差分出力を増幅して出力する。この差動ア
ンプ13は、電源電圧■。。を取込み、電源電圧vc0
が大きくなってオフセット電圧が大きくなろうとしても
、その増加分を打ち消すように補償の働きをする。これ
によって、差動アンプ13の出力のオフセット電圧は、
電源変動によって変化しなくなる。
以下本発明の一実施例を第1図により説明する。
素子3,4,6.7は磁気抵抗効果素子、15はオペア
ンプ、16〜20は抵抗器、21は可変抵抗器である。
ンプ、16〜20は抵抗器、21は可変抵抗器である。
Vo、V、は素子3,4,6.7のブリッジ回路の電源
電圧である。オペアンプ15は抵抗器16〜19によっ
て差動増幅器を構成している。すなわち磁気抵抗効果素
子の磁界による変化分のみを増幅するようにα(ex−
et)=ezとなるようにする。但しαは増幅度を示し
ている。elとe、の直流分は素子3,4,6.7の抵
抗アンバランスにより多少なりとも発生する。このアン
バランス分はe、)e2のときもありe 、 < e
2のときもある。
電圧である。オペアンプ15は抵抗器16〜19によっ
て差動増幅器を構成している。すなわち磁気抵抗効果素
子の磁界による変化分のみを増幅するようにα(ex−
et)=ezとなるようにする。但しαは増幅度を示し
ている。elとe、の直流分は素子3,4,6.7の抵
抗アンバランスにより多少なりとも発生する。このアン
バランス分はe、)e2のときもありe 、 < e
2のときもある。
したがってどちらになっても必ず補償できることが必要
である。
である。
第1図においてはこのことを考慮し抵抗20によってオ
フセットを必ず一方に片寄らせるようにバイアスをかけ
る。可変抵抗器21により、出力電圧e、のオフセット
電圧が零となるように可変抵抗器21によって調整する
。このようにバランスを取った後は電源電圧が変わって
もオペアンプ15のオフセット入力電圧が合計で常に零
となるので出力e、にオフセット電圧変化が表われない
。
フセットを必ず一方に片寄らせるようにバイアスをかけ
る。可変抵抗器21により、出力電圧e、のオフセット
電圧が零となるように可変抵抗器21によって調整する
。このようにバランスを取った後は電源電圧が変わって
もオペアンプ15のオフセット入力電圧が合計で常に零
となるので出力e、にオフセット電圧変化が表われない
。
第11図は本発明の他の具体的−実施例を示す図である
。第1図と記号が同じものは同じものを示している。第
1図と異なる点は、バイアス電圧をかける抵抗器20の
代わりに22〜24で構成した抵抗器となっている点で
ある。抵抗器23と24で電源電圧を分割した後に抵抗
器22でオペアンプ15へ入力している。抵抗器22へ
の入力電圧が第1図の抵抗器20と比較し小さくなって
いるので22の抵抗値は。
。第1図と記号が同じものは同じものを示している。第
1図と異なる点は、バイアス電圧をかける抵抗器20の
代わりに22〜24で構成した抵抗器となっている点で
ある。抵抗器23と24で電源電圧を分割した後に抵抗
器22でオペアンプ15へ入力している。抵抗器22へ
の入力電圧が第1図の抵抗器20と比較し小さくなって
いるので22の抵抗値は。
20より小さくできる。抵抗値に制限があるときには効
果がある。
果がある。
第12図は本発明のさらに他の具体的実施例を示す図で
ある。
ある。
第11図と異なる点はバイアス電圧をかける抵抗器22
〜24を除き、オペアンプ25と抵抗器26〜28で構
成した反転アンプを使った点である。この実施例によれ
ば、可変抵抗器21の両端に電源電圧の極性が反転した
ものが加わっているため、可変抵抗器のセットの仕方に
より抵抗器19への入力電圧を両極性にセットできるの
で磁気抵抗効果素子のアンバランスの仕方が逆になって
も調整可能となる。
〜24を除き、オペアンプ25と抵抗器26〜28で構
成した反転アンプを使った点である。この実施例によれ
ば、可変抵抗器21の両端に電源電圧の極性が反転した
ものが加わっているため、可変抵抗器のセットの仕方に
より抵抗器19への入力電圧を両極性にセットできるの
で磁気抵抗効果素子のアンバランスの仕方が逆になって
も調整可能となる。
以上の説明では3,4,6.7をほぼ同一抵抗として作
るため、どちらにオフセット電圧がアンバランスになる
かわからないが、あらかじめ3゜4.6.7のうち1つ
をアンバランス量を大きくなるように作っておけば必ず
オフセット量が一方のみになるので、バイアス抵抗20
(第1図)、22〜24(第11図)、反転アンプ25
(第12図)を不要とすることもできる。
るため、どちらにオフセット電圧がアンバランスになる
かわからないが、あらかじめ3゜4.6.7のうち1つ
をアンバランス量を大きくなるように作っておけば必ず
オフセット量が一方のみになるので、バイアス抵抗20
(第1図)、22〜24(第11図)、反転アンプ25
(第12図)を不要とすることもできる。
第13図は本発明の他の応用例を示した図である。
29はホール素子、30はオペアンプである。31〜3
5は抵抗器、36は可変抵抗器である。オペアンプ30
と抵抗器31〜34で差動増幅器を構成している。
5は抵抗器、36は可変抵抗器である。オペアンプ30
と抵抗器31〜34で差動増幅器を構成している。
ホール素子は内部構造から、不平衡電圧(オフセット電
圧)め発生機構が以上述べて来た磁気抵抗効果素子のブ
リッジ構成と原理的に同じである。
圧)め発生機構が以上述べて来た磁気抵抗効果素子のブ
リッジ構成と原理的に同じである。
第13図は磁気抵抗効果素子の第1図の例を適用したも
のであるが第11図、第12図の例を適用することも可
能である。
のであるが第11図、第12図の例を適用することも可
能である。
第14図は本発明の他の応用例を示したものである。3
7.38は抵抗器、39は可変抵抗器である。
7.38は抵抗器、39は可変抵抗器である。
この実施例では、可変抵抗器39の中間タップの出力電
圧を抵抗器22を通してオペアンプ15の一入力端子へ
入力している。第11図の応用例では可変抵抗器からの
出力をオペアンプの十入力端子へ入力しているが、第1
4図のようにしてもオフセットを同様に調整することが
できる。
圧を抵抗器22を通してオペアンプ15の一入力端子へ
入力している。第11図の応用例では可変抵抗器からの
出力をオペアンプの十入力端子へ入力しているが、第1
4図のようにしてもオフセットを同様に調整することが
できる。
第15図は本発明のさらに他の応用例を示したものであ
る。40.41は可変抵抗器である。この応用例では、
第14図の応用例の37.38を可変抵抗器としたもの
で、同様にオフセットを調整することができる。
る。40.41は可変抵抗器である。この応用例では、
第14図の応用例の37.38を可変抵抗器としたもの
で、同様にオフセットを調整することができる。
以上の説明で21.36は可変抵抗器を使用したが厚膜
抵抗等でトリミングしてもよい。
抵抗等でトリミングしてもよい。
また以上の説明では磁気抵抗効果素子を使用したが、同
様の変化をするものに本発明を適用できることは明らか
である。
様の変化をするものに本発明を適用できることは明らか
である。
また着磁ドラムは第2図のように円周上に着磁したもの
で説明したが、ドラムの側面に着磁して磁気センサも側
面に対向させるディスクタイプのものでも同様である。
で説明したが、ドラムの側面に着磁して磁気センサも側
面に対向させるディスクタイプのものでも同様である。
また直線状に着磁されたリニアタイプのものでも同様で
ある。
ある。
[発明の効果コ
本発明によれば、電源電圧変動によるオフセット電圧の
変化を抑制できるので、出力電圧の変動がない磁気式サ
インエンコーダを提供できる効果がある。
変化を抑制できるので、出力電圧の変動がない磁気式サ
インエンコーダを提供できる効果がある。
第1図は本発明の具体的一実施例を示す図、第2図は磁
気式エンコーダの概略構造を示す図、第3図は磁気エン
コーダの磁気抵抗効果素子とドラム着磁パターンとの配
置関係を示した図、第4図は磁気抵抗効果素子の3端子
接続を示した図、第5図はその動作を示した図、第6図
〜第8図は従来の磁気式パルスエンコーダの回路及び動
作を示した図、第9図はオフセット電圧を説明した図。 第10図は本発明の原理を示した図、第11図、第12
図は本発明の他の具体的実施例を示した図、第13図〜
第15図は本発明の他の応用例を示した図である。 3.4,6.7・・・磁気抵抗効果素子、15・・・差
動アンプ(オペアンプ)。
気式エンコーダの概略構造を示す図、第3図は磁気エン
コーダの磁気抵抗効果素子とドラム着磁パターンとの配
置関係を示した図、第4図は磁気抵抗効果素子の3端子
接続を示した図、第5図はその動作を示した図、第6図
〜第8図は従来の磁気式パルスエンコーダの回路及び動
作を示した図、第9図はオフセット電圧を説明した図。 第10図は本発明の原理を示した図、第11図、第12
図は本発明の他の具体的実施例を示した図、第13図〜
第15図は本発明の他の応用例を示した図である。 3.4,6.7・・・磁気抵抗効果素子、15・・・差
動アンプ(オペアンプ)。
Claims (1)
- 1、NSに交互に連続的に着磁された磁極媒体と、該磁
極媒体に対向して配置されて磁気センサをブリッジ構成
に接続してなるブリッジ回路部と、該ブリッジ回路部の
ブリッジ出力を入力する差動アンプと、上記ブリッジ回
路部の電源電圧を、上記差動アンプにオフセット電圧の
電源電圧変動分を打消すべく、上記差動アンプに印加す
る手段と、より成る磁気式サインエンコーダのオフセッ
ト電圧調整回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP407987A JPS63172918A (ja) | 1987-01-13 | 1987-01-13 | 磁気式サインエンコ−ダのオフセツト電圧調整回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP407987A JPS63172918A (ja) | 1987-01-13 | 1987-01-13 | 磁気式サインエンコ−ダのオフセツト電圧調整回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63172918A true JPS63172918A (ja) | 1988-07-16 |
Family
ID=11574786
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP407987A Pending JPS63172918A (ja) | 1987-01-13 | 1987-01-13 | 磁気式サインエンコ−ダのオフセツト電圧調整回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63172918A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2284554A1 (en) * | 2009-07-29 | 2011-02-16 | TDK Corporation | Magnetic sensor with bridge circuit including magnetoresistance effect elements |
JP2014145676A (ja) * | 2013-01-29 | 2014-08-14 | Seiko Instruments Inc | センサ回路 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59153118A (ja) * | 1983-02-21 | 1984-09-01 | Fuji Electric Co Ltd | 圧力変換器の補償回路 |
JPS61169716A (ja) * | 1985-01-22 | 1986-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気エンコ−ダ装置 |
-
1987
- 1987-01-13 JP JP407987A patent/JPS63172918A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59153118A (ja) * | 1983-02-21 | 1984-09-01 | Fuji Electric Co Ltd | 圧力変換器の補償回路 |
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
EP2284554A1 (en) * | 2009-07-29 | 2011-02-16 | TDK Corporation | Magnetic sensor with bridge circuit including magnetoresistance effect elements |
US8466676B2 (en) | 2009-07-29 | 2013-06-18 | Tdk Corporation | Magnetic sensor with bridge circuit including magnetoresistance effect elements |
JP2014145676A (ja) * | 2013-01-29 | 2014-08-14 | Seiko Instruments Inc | センサ回路 |
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