DE10111949A1 - Magnetische Detektorvorrichtung - Google Patents

Abstract

Ein magnetische Erfassungsvorrichtung wird geschaffen, welche in der Lage ist, die Bewegungsrichtung eines mit Zähnen versehenen, magnetischen Bewegungskörpers zu erfassen. DOLLAR A Die magnetische Erfassungsvorrichtung umfasst eine Schaltung zur Umwandlung von Ausgabesignalen aus einer Vielzahl von Magnetowiderstandseffekt-Elementen 21 und 22, die sich in der Bewegungsrichtung des mit Zähnen versehenen, magnetischen Bewegungskörpers befinden, in ein dreistufiges Signal hohen Pegels, eines niedrigen Pegels 1 und eines niedrigen Pegels 2, und wobei ein Binärsignal des hohen Pegels und des tiefen Pegels 1 ausgegeben wird, wenn sich der mit Zähnen versehene, magnetische Bewegungskörper in Vorwärtsrichtung dreht, und ein Binärsignal des hohen Pegels und des niedrigen Pegels 2 ausgegeben wird, wenn sich der mit Zähnen versehene, magnetische Bewegungskörper in Rückwärtsrichtung dreht.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Detektorvorrichtung bzw. Erfassungsvorrichtung zur Erfassung der Bewegungsrichtung eines mit Zähnen versehenen, magnetischen, beweglichen Körpers.

Fig. 22 zeigt schematische Ansichten einer herkömmlichen magnetischen Detektorvorrichtung nach dem Stand der Technik, wobei (a) eine Vorderansicht, (b) eine Perspektivansicht und in (c) eine Draufsicht ist. Fig. 23 ist ein elektrisches Schaltbild der herkömmlichen magnetischen Detektorvorrichtung. Die Fig. 24 ist ein Signalformdiagramm des in Fig. 23 gezeigten elektrischen Schaltbilds. Die magnetische Detektorvorrichtung bzw. Erfassungsvorrichtung umfasst einen rechteckigen Parallelepiped-Magnet 1 zur Erzeugung eines Magnetfelds, und einen IC-Chip 2, der auf der oberen Oberfläche des Magnets 1 montiert ist, und integral ein Magnetowiderstandseffekt-Element 6 bildet, das als magnetisches Detektorelement dient. Der Pfeil 3 gibt die Magnetisierungsrichtung des Magneten 1 an. Die magnetische Detektorvorrichtung ist gegenüber und nahe einem mit Zähnen versehenen, magnetischen Rotor 4 angeordnet. Konkave und Konvexe Teile des mit Zähnen versehenen magnetischen Rotors 4 nähern sich abwechselnd dem Magnetowiderstandeffekt-Element 6 in der magnetischen Erfassungsvorrichtung, wenn sich der mit Zähnen versehene Rotor 4 dreht. Die Ziffer 4 gibt die Drehachse des mit Zähnen versehenen Rotors 4 an. Im Ergebnis ändert sich das Magnetfeld, das vom Magneten 1 an das Magnetowiderstandseffekt-Element 6 angelegt wird. Die Veränderung des Magnetfelds wird umgewandelt in eine Widerstandsänderung des Magnetowiderstandseffekts-Elements 6, was in Form einer Spannungsänderung detektiert bzw. erfasst wird. Die Spannungsänderung wird nach außen ausgegeben, in Form eines elektrischen Pulswellensignals, über einen Komparator in dem IC-Chip und einen Ausgangstransistor. Das elektrische Pulswellensignal wird übertragen an eine Computereinheit zur Zählung der Zahl der Pulswellen, womit der Rotationswinkel des mit Zähnen versehenen magnetischen Rotors 4 erfasst wird.

Im allgemeinen wird ein Magnetowiderstandseffekt-Element 6 (im folgenden als MR-Element bezeichnet, von englisch:
magneto-resistance effect element) oder ein GMR-Element (von englisch: giant magneto-resistance effect element, d. h. Element mit großem Magnetowiderstandseffekt) als magnetisches Detektorelement verwendet. Das MR-Element besteht aus einem ferromagnetischen Dünnschichtmaterial (z. B. Ni-Fe, Ni-Co, oder dergleichen), dessen Widerstandswert sich abhängig von dem Winkel ändert, der gebildet wird zwischen der Magnetisierungsrichtung und der Richtung des elektrischen Stroms. Der Widerstandswert des MR-Elements wird minimiert, wenn die Richtung des elektrischen Stroms und die Richtung der Magnetisierung sich in rechten Winkeln kreuzen, und ist bei 0 Grad maximal, d. h. wenn die zwei erwähnten Richtungen genau gleich oder genau entgegengesetzt sind. Die Änderung des Widerstandswerts wird im folgenden als MR- Änderungsverhältnis bezeichnet, welches im allgemeinen 2 bis 3% in Ni-Fe und 5 bis 6% in Ni-Co ist.

Das GMR-Element ist ein geschichteter Körper, der durch abwechselndes Laminieren einer magnetischen Schicht und einer nicht-magnetischen Schicht gebildet wird, welche jeweils eine Dicke im Bereich von einigen wenigen Angstrom bis einigen Dutzenden Angstrom haben. Das GMR-Element ist ein so genannter Supergitterfilm, bzw. Super-Lattice-Film, der typischerweise aus (Fe/Cr), (Permalloy/Cu/Co/Cu) und (Co/Cu) besteht. Das GMR-Element bewirkt einen MR-Effekt (MR- Änderungsverhältnis), der wesentlich besser ist als jener des MR-Elements. Ferner ist das GMR-Element ein Einebenen- Magnetosensorelement zur Bereitstellung eines gleichen Änderungsmaßes des Widerstandswerts zu allen Zeiten, unabhängig von der Winkeldifferenz zwischen einem äußeren Magnetfeld und dsm elektrischen Strom.

Der Betrieb des GMR-Elements und des MR-Elements ist im wesentlichen der gleiche. Daher wird der Betrieb des MR- Elements im folgenden ausführlich als repräsentativ beschrieben. In Fig. 23 wird ein magnetisches Vorspannfeld bzw. Vormagnetisierungsfeld, das an das MR-Element 6 angelegt ist, durch die Drehung des mit Zähnen versehenen magnetischen Rotors 4 verändert, und sein Widerstandswert wird ebenfalls geändert. Um eine Änderung des Magnetfeldes zu erfassen, ist eine Brückenschaltung 7 unter Verwendung des MR-Elements 6 gebildet, und eine Versorgung VCC, welche vorzugsweise eine konstante Spannung und einen konstanten Strom hat, ist mit der Brückenschaltung 7 verbunden. Eine Änderung des Magnetfelds, das das MR-Element 6 beeinflusst, wird erfasst durch Umwandlung der Änderung des Widerstandswerts des MR- Elements in eine Änderung der elektrischen Spannung. Diese herkömmliche magnetische Erfassungsvorrichtung umfasst: das MR-Element 6; die Brückenschaltung 7, welche aus Widerständen 8, 9 und 10 besteht; den Komparator 13 zur Ausgabe eines Signals hohen Pegels oder tiefen Pegels durch Vergleichen einer Spannung an einem Kontaktpunkt 11 dieser Brückenschaltung 7 mit einem Referenzwert 12 der Widerstände 9 und 10; und einen Ausgangstransistor 14 zum Empfangen einer Ausgabe aus dem Komparator 13 und um dementsprechend zu schalten.

Das MR-Element 6 ist an den Versorgungsanschluss VCC angeschlossen, und der Widerstand 8 ist geerdet. Der Kontaktpunkt 11 zwischen dem Widerstand 8 und dem MR-Element 6 ist mit einem invertierenden Eingangsanschluss des Komparators 13 verbunden. Der nicht invertierende Eingangsanschluss des Komparators 13 ist mit einem Kontaktpunkt 12 zwischen den Widerständen 9 und 10 verbunden, zur Erzeugung einer Referenzspannung. Der Ausgangsanschluss des Komparators 13 ist mit einer Basis des Ausgangstransistors 14 verbunden und sein Emitter ist geerdet. Ein Kollektor des Ausgangstransistors 14, der als Ausgangsanschluss dient, ist mit dem Versorgungsanschluss VCC in der Computereinheit 20 über den Widerstand 15 verbunden, und auch mit dem invertierenden Eingangsanschluss 16. Der nicht invertierende Eingangsanschluss des Komparators 16 ist mit der Spannungsteilerschaltung der Widerstände 18 und 19 verbunden, zur Erzeugung einer Referenzspannung (ein Referenzwert 17).

Fig. 24 zeigt Signalformdiagramme a, b, c und d, jeweils für die entsprechenden Teile a, b, c, und d des in Fig. 23 gezeigten Schaltbilds, wenn der mit Zähnen versehene magnetische Rotor sich dreht. Wenn der mit Zähnen versehene magnetische Rotor 4 sich dreht, erfährt das MR-Element eine Änderung des magnetischen Vorspannfelds, und ein Ausgangssignal wird am Kontaktpunkt der Brückenschaltung 7 erhalten, das den konkaven und konvexen Abschnitten des mit Zähnen versehenen magnetischen Rotors entspricht. Dieses Ausgangssignal a wird dem Komparator 13 zugeführt, bei welchem das Ausgangssignal mit dem Referenzwert 12 verglichen wird und in ein Ausgangssignal b umgewandelt wird, welches weiter umgewandelt wird in ein binäres Signal c. Dieses Signal c wird dann in der Computereinheit 20 in eine Signalform umgewandelt, und dann äls ein Binärsignalausgang d mit steil ansteigenden und steil abfallenden Übergängen ausgegeben. Der Rotationswinkel des mit Zähnen versehenen magnetischen Rotors 4 wird erfasst durch Zählen dieser pulsförmigen Ausgabe d (nicht abgebildet).

In der herkömmlichen magnetischen Detektorvorrichtung der obigen Anordnung ist jedoch das Ausgangssignal c, das vom Ausgangstransistor 14 ausgegeben wird, oder das Ausgangssignal d, das von der Computereinheit 20 ausgegeben wird, hinsichtlich der Signalform ein Binärsignal tiefen oder hohen Pegels. Da die Signalform des Ausgangssignals unverändert bleibt, unabhängig davon, ob der mit Zähnen versehene magnetische Rotor 4 vorwärts oder rückwärts gedreht wird, besteht insofern ein Problem, das es unmöglich ist, die Drehrichtung des mit Zähnen versehenen magnetischen Rotors 4 zu erfassen.

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das oben diskutierte Problem zu lösen, und die Erfindung hat die Aufgabe, eine magnetische Detektorvorrichtung zu schaffen, welche in der Lage ist, die Bewegungsrichtung des mit Zähnen versehenen, magnetischen, beweglichen Körpers zu erfassen.

Eine magnetische Erfassungsvorrichtung nach der Erfindung umfasst: einen Magneten zur Erzeugung eines magnetischen Vorspannfeldes; erste und zweite Magnetowiderstandseffektelement-Einheiten, die einem mit Zähnen versehenen, magnetischen, beweglichen Körper gegenüberstehen, der ausgemessen werden soll, und welche sich in dessen Bewegungsrichtung innerhalb des magnetischen Vorspannfelds des Magnets befinden, und deren Widerstandswert sich ändert gemäss der Änderung in der Bedingung des magnetischen Vorspannfelds entsprechend der Bewegung des erwähnten zu erfassenden Objekts; eine erste Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung zur Ausgabe der Widerstandswertänderung der erwähnten ersten Magnetowiderstandselement-Einheiten; eine zweite Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung zur Ausgabe einer Änderung im Widerstandswert der erwähnten zweiten Magnetowiderstandselement-Einheiten; und eine Ausgangssignal- Verarbeitungsschaltung zur Ausgabe eines ersten Signals entsprechend der Phasendifferenz zwischen einer Ausgabe der erwähnten ersten Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung und einer Ausgabe der erwähnten zweiten Widerstandsänderungs- Ausgabeschaltung, beruhend auf der Bewegung des erwähnten zu erfassenden Objekts in Vorwärtsrichtung, und zur Ausgabe eines zweiten Signals entsprechend der Phasendifferenz zwischen den Ausgaben der erwähnten ersten und zweiten Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltungen, beruhend auf der Bewegung des erwähnten zu erfassenden Objekts in Rückwärtsrichtung.

Als Ergebnis einer solchen Anordnung wird es möglich, die Bewegungsrichtung des mit Zähnen versehenen magnetischen Bewegungsobjekt zu erfassen, unter Verwendung des ersten Signals und des zweiten Signals, welche voneinander verschiedene Werte haben.

Eine weitere magnetische Erfassungsvorrichtung nach der Erfindung umfasst: einen Magneten zur Erzeugung eines magnetischen Vorspannfeldes; erste und zweite Magnetowiderstandseffektelement-Einheiten, die einem mit Zähnen versehenen, magnetischen, beweglichen Körper gegenüber stehen, der ausgemessen werden soll, und sich in dessen Bewegungsrichtung befinden, innerhalb des magnetischen Vorspannfeldes des Magneten, und deren Widerstandswert sich ändert entsprechend der Änderung in der Bedingung des magnetischen Vorspannfelds entsprechend der Bewegung des erwähnten zu erfassenden Objekts; eine erste Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung zur Ausgabe der Widerstandsänderung der erwähnten ersten Magnetowiderstandseffektelement-Einheiten; eine zweite Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung zur Ausgabe der Änderung des Widerstands der erwähnten zweiten Magnetowiderstandselement-Einheiten; und eine Ausgabesignal- Verarbeitungsschaltung zur Ausgabe eines ersten Signals gemäss der Phasendifferenz zwischen einer Ausgabe der erwähnten ersten Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung und einer Ausgabe der erwähnten zweiten Widerstandsänderungs- Ausgabeschaltung, beruhend auf der Bewegung des erwähnten zu erfassenden Objekts in Vorwärtsrichtung, und zur Erzeugung von Pulsen hohen Pegels 1 und tiefen Pegels 1 durch die erwähnte erste Signalausgabe und den Ausgang der erwähnten Widerstandsausgabeschaltung, und zur Ausgabe eines zweiten Signals gemäß der Phasendifferenz zwischen Ausgaben der erwähnten ersten und zweiten Widerstandsänderungs- Ausgabeschaltungen beruhend auf der Bewegung des zu erfassenden Objekts in Rückwärtsrichtung, und Erzeugung von Pulsen hohen Pegels 2 und tiefen Pegels 2, welche verschieden sind von dem erwähnten hohen Pegel 1 bzw. dem erwähnten tiefen Pegel 1, durch die erwähnte zweite Signalausgabe und den Ausgang der erwähnten Widerstandsänderungs- Ausgabeschaltung.

Als Ergebnis einer solchen Anordnung wird es möglich die Bewegungsrichtung des mit Zähnen versehenen, magnetischen, beweglichen Körpers zu erfassen, unter Verwendung der Pulse hohen Pegels 1 und tiefen Pegels 1, und unter Verwendung der Pulse hohen Pegels 2 und tiefen Pegels 2. Ferner, da der hohe Pegel 2 und der tiefe Pegel 2 verschieden sind von dem hohen Pegel 1 und dem tiefen Pegel 1, sind mindestens drei verschiedene Werte vorgesehen, was schließlich zu einer Vergrößerung der Informationsmenge führt, die zur Steuerung des Systems zur Verfügung steht.

Eine weitere magnetische Erfassungsvorrichtung nach der Erfindung umfasst: einen Magneten zur Erzeugung eines magnetischen Vorspannfeldes; erste und zweite Widerstandsmagnetoelement-Einheiten, die einem mit Zähnen versehenen, magnetischen, beweglichen Körper gegenüberstehen, der ausgemessen werden soll, und sich in dessen Bewegungsrichtung innerhalb des magnetischen Vorspannfeldes des Magneten befinden, und deren Widerstandswert sich ändert gemäss der Änderung in der Bedingung des magnetischen Vorspannfeldes, entsprechend der Bewegung des erwähnten auszumessenden Objektes; eine erste Widerstandsänderungs- Ausgabeschaltung zur Ausgabe einer Änderung des Widerstandswerts der erwähnten ersten Magnetowiderstandeffektelement-Einheiten; eine zweite Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung zur Ausgabe der . Änderung des Widerstands der erwähnten zweiten Magnetowiderstandseffektelement-Einheiten; und eine Ausgangsignal-Verarbeitungsschaltung zur Ausgabe eines ersten Signals aufgrund der erwähnten ersten Widerstandsänderungs- Ausgabeschaltung, deren Ausgabe früher erzeugt wird als jene der erwähnten zweiten Widerstands-Ausgabeschaltung, beruhend auf der Bewegung des zu erfassenden Objekts in Vorwärtsrichtung und zur Erzeugung von Pulsen hohen Pegels 1 und tiefen Pegels 1 durch die erwähnte erste Signalausgabe und Ausgabe der erwähnten Widerstandsänderungs- Ausgabeschaltung, zur Ausgabe eines zweiten Signals aufgrund der erwähnten zweiten Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung, deren Ausgabe früher erzeugt wird als jene der erwähnten ersten Widerstandsänderungsausgabeschaltung, beruhend auf der Bewegung des zu erfassenden Objekts in Rückwärtsrichtung, und Erzeugung von Pulsen hohen Pegels 2 und tiefen Pegels 2, welche anders sind als der erwähnte hohe Pegel 1 und der erwähnte tiefe Pegel 1, durch die erwähnte Signalausgabe und die Ausgabe der erwähnten Widerstandsänderungsausgabeschaltung.

Als Ergebnis einer solchen Anordnung wird es möglich die Bewegungsrichtung des mit Zähnen versehenen, magnetischen beweglichen Körpers zu erfassen, unter Verwendung der Pulse hohen Pegels 1 und tiefen Pegels 1, und der Verwendung der Pulse hohen Pegels 2 und tiefen Pegels 2. Ferner, da der hohe Pegel 2 und der tiefe Pegel 2 verschieden sind vom hohen Pegel 1 und dem tiefen Pegel 1, sind mindestens drei verschiedenen Werte vorgesehen, was schließlich zu einer Vergrößerung der Informationsmenge führt, die zur Steuerung des Systems zur Verfügung steht.

Vorzugsweise enthält die Ausgabesignal-Verarbeitungsschaltung eine D-Flip-Flop-Schaltung. Im Ergebnis erhält man eine einfache Schaltungsanordnung, welche die Bewegungsrichtung erfassen kann.

Vorzugsweise erzeugt die Ausgangssignal- Verarbeitungsschaltung Pulse, indem die Ausgabe aus der ersten Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung einem Ausgangstransistor und einem D-Anschluss einer D-Flip-Flop- Schaltung eingegeben wird, die Ausgabe aus der zweiten Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung einem CL-Anschluss der erwähnten D-Flip-Flop-Schaltung eingegeben wird, und die Ausgänge aus der erwähnten D-Flip-Flop-Schaltung und dem erwähnten Ausgabetransistor kombiniert werden. Im Ergebnis erhält man eine einfache Schaltungsanordnung, welche die Bewegungsrichtung erfassen kann.

Vorzugsweise ist die erste Magnetowiderstandseffektelement- Einheit eine in Reihe geschaltete Einheit, welche aus zwei in Reihe geschalteten Magnetowiderstandseffekt-Elementen besteht, und die zweite Magnetowiderstandseffektelement- Einheit ist eine in Reihe geschaltete Einheit, welche zwei in Reihe geschaltete Magnetowiderstandseffekt-Elemente enthält. Im Ergebnis erhält man eine magnetische Detektorvorrichtung mit überlegener Temperaturcharakteristik.

Vorzugsweise befinden sich ein Magnetowiderstandseffekt- Element der ersten Magnetowiderstandseffektelement-Einheit und ein Magnetowiderstandeffekt-Einheit der zweiten Magnetowiderstandseffektelement-Einheit im Zentrum, und das andere Magnetowiderstandseffekt-Element der ersten Magnetowiderstandseffektelement-Einheit und das andere Magnetowiderstandseffektelement der zweiten Magnetowiderstandseffektelement-Einheit auf zwei Seiten, um die erwähnten Magnetowiderstandseffektelemente zwischen sich sandwichartig zu umgeben, in der Bewegungsrichtung des mit Zähnen versehenen, magnetischen, beweglichen Körpers. Im Ergebnis erhält man eine magnetische Detektorvorrichtung mit überlegender Temperaturcharakteristik.

Vorzugsweise wird ein GMR-Element als Magnetowiderstandseffekt-Element verwendet. Im Ergebnis kann die Charakteristik der Vorrichtung verbessert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Fig. 1 (a), (b) und (c) sind schematische Ansichten, welche jeweils eine magnetische Erfassungsvorrichtung nach dem ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigen.

Fig. 2 ist ein elektrisches Schaltbild, das die magnetische Erfassungsvorrichtung nach dem ersten Beispiel der Erfindung zeigt.

Fig. 3 (a) und (b) sind Signalformdiagramme, welche jeweils das elektrische Schaltbild der Fig. 2 zeigen.

Fig. 4 (a), (b) und (c) sind schematische Ansichten, welche jeweils eine magnetische Erfassungsvorrichtung nach einem zweiten Beispiel der Erfindung zeigen.

Fig. 5 ist ein elektrisches Schaltbild der magnetischen Erfassungsvorrichtung nach dem zweiten Beispiel der Erfindung.

Fig. 6 (a) und (b) sind schematische Ansichten, welche jeweils das elektrische Schaltbild in Fig. 5 zeigen.

Fig. 7 (a), (b) und (c) sind schematische Ansichten, welche jeweils eine magnetische Erfassungsvorrichtung nach einem dritten Beispiel der Erfindung zeigen.

Fig. 8 ist ein elektrisches Schaltbild der magnetischen Erfassungsvorrichtung nach dem dritten Beispiel der Erfindung.

Fig. 9 (a) und (b) sind schematische Ansichten, welche jeweils das elektrische Schaltbild der Fig. 8 zeigen.

Fig. 10 ist ein elektrisches Schaltbild einer magnetischen Erfassungsvorrichtung nach einem vierten Beispiel der Erfindung.

Fig. 11 ist ein Signalformdiagramm des elektrischen Schaltbilds der Fig. 10.

Fig. 12 ist ein elektrisches Schaltbild einer magnetischen Erfassungsvorrichtung nach einem fünften Beispiel der Erfindung.

Fig. 13 ist ein Signalformdiagramm des elektrischen Schaltbilds der Fig. 12.

Fig. 14 ist ein elektrisches Schaltbild einer magnetischen Erfassungsvorrichtung nach dem sechsten Beispiel der Erfindung.

Fig. 15 ist ein Signalformdiagramm des elektrischen Schaltbilds der Fig. 14.

Fig. 16 ist ein elektrisches Schaltbild einer magnetischen Erfassungsvorrichtung nach dem siebten Beispiel der Erfindung.

Fig. 17 ist ein Signalformdiagramm des elektrischen Schaltbilds der Fig. 16.

Fig. 18 ist ein elektrisches Schaltbild einer magnetischen Erfassungsvorrichtung nach einem achten Beispiel der Erfindung.

Fig. 19 ist ein Signalformdiagramm eines elektrischen Schaltbilds der Fig. 18.

Fig. 20 ist ein elektrisches Schaltbild einer magnetischen Erfassungsvorrichtung nach einem neunten Beispiel der Erfindung.

Fig. 21 ist ein Signalformdiagramm des elektrischen Schaltbilds der Fig. 20.

Fig. 22 ist ein Blockdiagramm einer magnetischen Erfassungsvorrichtung nach dem Stand der Technik.

Fig. 23 ist ein elektrisches Schaltbild mit der magnetischen Erfassungsvorrichtung nach dem Stand der Technik.

Fig. 24 ist ein Signalformdiagramm des elektrischen Schaltbilds in Fig. 23.

Nun werden Beispiele der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.

Beispiel 1

Die Fig. 1 (a), (b) und (c) sind schematische Ansichten, welche jeweils eine magnetische Erfassungsvorrichtung nach dem ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigen, wobei (a) eine Vorderansicht, (b) eine Perspektivansicht und (c) eine Teildraufsicht ist. Fig. 2 ist ein elektrisches Schaltbild, welches die magnetische Erfassungsvorrichtung nach dem ersten Beispiel der Erfindung zeigt, und die Fig. 3(a) und (b) sind Signalformdiagramme, welche jeweils das elektrische Schaltbild in Fig. 2 zeigen. In diesem ersten Beispiel sind zwei erste und zweite Magnetowiderstandseffekt- Elemente (im folgenden als MR-Element bezeichnet) 21 und 22 gegenüber einem mit Zähnen versehenen magnetischen Rotor 4 in dessen Rotationsrichtung angeordnet, und zwei Brückenschaltungen sind gebildet aus den ersten und zweiten MR-Elementen 21 und 22 und entsprechenden Widerständen. Zusätzlich bezeichnen gleiche Bezugszeichen die gleichen oder ähnlichen Teile wie in den Fig. 22 bis 24.

Die magnetische Erfassungsvorrichtung bzw. Detektorvorrichtung nach diesem ersten Beispiel besitzt einen rechteckigen Parallelepiped-Magnet 1 zur Erzeugung eines magnetischen Vorspannfelds bzw. Vormagnetisierungsfeld, und einen IC-Chip 2, der auf der oberen Oberfläche des Magneten 1 montiert ist und integral die ersten und zweiten MR-Elemente 21 und 22 bildet, welche als magnetisches Detektorelement dienen. Die magnetische Erfassungsvorrichtung wird nahe an und gegenüber von dem mit Zähnen versehenen magnetischen Rotor 4 angeordnet, und die ersten und zweiten MR-Elemente 21 und 22 befinden sich in der Drehrichtung des mit Zähnen versehenen magnetischen Rotors 4. Konkave und konvexe Teile des mit Zähnen versehenen magnetischen Rotors 4 nähern sich abwechselnd den ersten und zweiten MR-Elementen 21 und 22 der magnetischen Erfassungsvorrichtung, wenn sich der mit Zähnen versehene magnetische Rotor 4 dreht. Im Ergebnis ändert sich ein Magnetfeld, das aus dem Magneten 1 an die ersten und zweiten MR-Elemente 21 und 22 angelegt wird. Die Änderung des Magnetfeldes wird umgewandelt in eine Widerstandsänderung der ersten und zweiten MR-Elemente 21 und 22. Somit wird es möglich, eine Ausgabe der zwei Brückenschaltungen in Form einer Spannungsänderung zu erhalten.

Die Ziffer 23 bezeichnet eine Brückenschaltung, welche aus dem ersten MR-Element 21, sowie den Widerständen 24, 25 und 26 besteht. Das erste MR-Element 21 ist vorzugsweise verbunden mit einer Energieversorgung VCC mit konstanter Spannung und konstantem Strom, und der Widerstand 24 ist geerdet. Ein Kontaktpunkt 27 zwischen dem ersten MR-Element 21 und dem Widerstand 24 ist angeschlossen an einen invertierenden Eingangseinschluss eines ersten Komparators 29. Ein Ende der Widerstände 25 und 26 ist verbunden mit der Energieversorgung VCC, und die anderen Enden sind geerdet. Ein Kontaktpunkt 28 zwischen den Widerständen 25 und 26 ist verbunden mit einem nicht invertierenden Eingangsanschluss des ersten Komparators 29, um als Referenzwert zu dienen. Auf die gleiche Weise bezeichnet die Ziffer 30 eine Brückenschaltung, welche aus dem zweiten MR-Element 22, sowie den Widerständen 31, 32 und 33 besteht. Das zweite MR-Element 22 ist vorzugsweise verbunden mit einer Energieversorgung VCC mit konstanter Spannung und konstantem Strom, und der Widerstand 31 ist geerdet. Ein Kontaktpunkt 34 zwischen dem zweiten MR-Element 22 und dem Widerstand 31 ist verbunden mit einem invertierenden Eingangsanschluss eines zweiten Komparators 36. Ein Ende der Widerstände 32 und 33 ist verbunden mit der Energieversorgung VCC, und die anderen Enden sind geerdet. Ein Kontaktpunkt 35 zwischen den Widerständen 32 und 33 ist verbunden mit einem nicht invertierenden Eingangsanschluss des zweiten Komparators 36, um als Referenzwert zu dienen. Man beachte, dass bei dieser Ausführung das erste MR-Element 21 und der Widerstand 24 eine erste Magnetowiderstandseffektelement-Einheit bilden, und das zweite MR-Element 22 und der Widerstand 31 eine zweite Magnetowiderstandseffektelement-Einheit bilden.

Die Ausgabe aus jeder dieser zwei Systembrücken-Schaltungen wird an den ersten und zweiten Komparatoren (erste und zweite Widerstands-Ausgabeschaltungen) 29 und 36 in eine Rechteckwelle umgewandelt. Ein Ausgabesignal aus dem ersten Komparator 29 wird angelegt an die Basis eines Ausgabetransistors 37 mit offenem Kollektorausgang und einen D-Anschluss eines D-Flip-Flop 38, und das andere Ausgabesignal (aus dem zweiten Komparator 36) ist mit einem CL-Anschluss verbunden. Der Ausgangsanschluss des D-Flip-Flop 38 ist verbunden mit der Basis eines Transistors 40, welcher verbunden ist mit dem Energieversorgungsanschluss VCC über den Widerstand 39, und der Emitter des Transistors ist verbunden mit dem Emitter des Ausgabetransistors 37, und ist über den Widerstand 31 geerdet. Man beachte, dass der D-Flip- Flop bekannt ist, und er den Ausgang in dem vorangegangenen Zustand hält, wenn der CL-Eingang auf L (low, d. h. niedrig) ist, unabhängig vom Pegel des D-Anschluss. Der Ausgang des D- Flip-Flop 38 ist H, wenn der CL-Eingang ein Anstiegsflanken- Trigger für H ist, und der D-Anschluss auf H ist, während der Ausgang L ist, wenn der D-Anschluss auf L liegt.

Nach der Übertragung an die Computereinheit 42, wird das Ausgangssignal aus dem Ausgabetransistor 37 angelegt an einen Energieversorgungsanschluss VCC über einen Widerstand 43 in der Computereinheit 42, und wird weiter angelegt an invertierende Eingangsanschlüsse von zwei dritten und vierten Komparatoren 44 und 45. Ein Ende der Widerstände 47 und 48 ist verbunden mit einer Energieversorgung VCC, die anderen Enden sind geerdet, und ein Kontaktpunkt 49 zwischen Widerständen 47 und 48 ist verbunden mit einem nicht invertierenden Eingangsanschluss eines dritten Komparators 24, um als Vergleichspegel 1 (Referenzspannung) zu dienen. Auf die gleiche Weise ist ein Ende der Widerstände 50 und 51 mit einer Energieversorgung VCC verbunden und die anderen Enden sind geerdet und ein Kontaktpunkt 52 zwischen den Widerständen 50 und 51 ist verbunden mit einem nicht invertierenden Eingangsanschluss des vierten Komparators 45, um als Vergleichspegel 2 (Referenzspannung) zu dienen. Die Vergleichspegel 1 und 2 für diese dritten und vierten Komparatoren 44 und 45 unterscheiden sich voneinander, so dass Vergleichspegel 1 < Vergleichspegel 2. Daher sind die Ausgangssignale der dritten und vierten Komparatoren 44 und 45 verschieden. Zusätzlich sind Ausgabesignal- Verarbeitungsschaltungen der ersten und zweiten Komparatoren 29, 36 in dem Prozess von dem Ausgabetransistor 37 zu den Kontaktpunkten 52 gebildet.

Nun wird der Betrieb beschrieben. Fig. 3 ist ein Signalformdiagramm, welches Signalformen c bis j entsprechend den Teilen c bis j des elektrischen Schaltbilds in Fig. 2 zeigt, und wobei (a) eine Bedingung zeigt, bei welcher der mit Zähnen versehene magnetische Rotor 4 in Vorwärtsrichtung gedreht wird, und (b) eine Bedingung zeigt, bei der der mit Zähnen versehene magnetische Rotor 4 in Rückwärtsrichtung gedreht wird. Bei der Drehung in Vorwärtsrichtung, wie in Fig. 3(a) gezeigt, kommt das MR-Element 21 dem mit Zähnen versehenen magnetischen Rotor 4 früher näher als das MR- Element 22. Daher ist die Phase (Erzeugungszeit) in einer Ausgabe e des ersten Komparators 29 früher aufgrund des Signals c der Brückenschaltung 23 auf der Seite MR-Elements 21, als jene der Ausgabe f des zweiten Komparators 26 aufgrund des Signals d der Brückenschaltung 30 auf der Seite des MR-Elements 22.

Im Ergebnis, wenn man einen D-Flip-Flop 38 der Art verwendet, der einen Trigger bei ansteigender Flanke hat, wird die Ausgabe g aus dem D-Flip-Flop auf einem hohen Pegel gehalten (erstes Signal). Der Transistor 40, der mit dem Ausgang des Flip-Flop 38 verbunden ist, wird eingeschaltet und liefert einen elektrischen Strom an den Widerstand 41, der zwischen dem Emitter des Ausgabetransistors 37 und der Erde angeschlossen ist. Wenn der Ausgabetransistor 37 ausgeschaltet ist, ist der Ausgabepegel h auf dem hohen Pegel, der bestimmt wird auf der Grundlage der elektrischen Spannung des Energieversorgungsanschlusses VCC in der Computereinheit 42, egal ob die Drehrichtung vorwärts oder rückwärts ist. Wenn der Ausgabetransistor 37 eingeschaltet ist, ist der Ausgabepegel h auf dem niedrigen Pegel 1, der bestimmt wird auf der Grundlage einer Summe des elektrischen Stroms, der durch den Ausgabetransistor 37 geliefert wird, und des elektrischen Stroms der durch den Transistor 40, welcher mit dem Ausgang des D-Flip-Flop 38 verbunden ist, geliefert wird, wobei die Summe multipliziert wird durch den Widerstand 41, der zwischen dem Emitter des Ausgabetransistors 37 und der Erde geschaltet ist, um ein Produkt zu erhalten.

Andererseits, bei der Drehung in Rückwärtsrichtung, wie in Fig. 3(b) gezeigt, kommt das MR-Element 22 dem mit Zähnen versehenen magnetischen Rotor 4 früher näher als das MR- Element 21. Daher kommt die Phase (Erzeugungszeit) früher in eine Ausgabe f des zweiten Komparators 36 aufgrund des Signals d der Brückenschaltung 30 auf der Seite des MR- Elements 22, als jene der Ausgabe e des ersten Komparators 29 aufgrund des Signals c der Brückenschaltung 23 auf der Seite des MR-Elements 21.

Im Ergebnis wird die Ausgabe g, welche von dem D-Flip-Flop 38 erzeugt wird, immer auf dem niedrigen Pegel (zweites Signal) gehalten, und der Transistor 40 der mit dem Ausgang des D- Flip-Flop 38 verbunden ist, ist ausgeschaltet. Dies verhindert, dass ein elektrischer Strom geliefert wird an den Transistor 41, der über den Transistor 40 angeschlossen ist zwischen dem Emitter des Ausgangstransistors 27 und der Erde. Dementsprechend, wenn der Ausgabetransistor eingeschaltet ist, kommt der Ausgabepegel h auf den niedrigen Pegel 2, der bestimmt wird auf der Grundlage des Produkts des elektrischen Stroms, der geliefert wird von dem Ausgabetransistor 37 und dem Transistor 41, der angeschlossen ist zwischen dem Emitter des Ausgabetransistors 37 und der Erde. Hierbei wird der Ausgabepegel h angegeben durch 3 unterschiedliche Werte. Der Pegel ist in der Reihenfolge hoher Pegel < niedriger Pegel 1 < niedriger Pegel 2. Eine solche einfache Schaltung kann eine erhöhte Informationsmenge bereitstellen.

Auf diese Weise kommt die Ausgabe g aus dem D-Flip-Flop 38 auf einen hohen Pegel (erstes Signal) bei der Drehung in Vorwärtsrichtung, und kommt auf einen niedrigen Pegel (zweites Signal) bei der Drehung in Rückwärtsrichtung. Dementsprechend wird es möglich die Rotationsrichtung aus dem Wert der Ausgabe g des D-Flip-Flop 38 zu erfassen. Ferner schafft der Ausgabepegel h des Ausgabetransistors 37 Binärsignal-Pulse des hohen Pegels und des niedrigen Pegels 1 bei der Drehung in Vorwärtsrichtung, und Binärsignal-Pulse des hohen Pegels und des niedrigen Pegels 2 bei der Drehung in Rückwärtsrichtung. Daher wird es möglich, die Rotationsrichtung unter Verwendung der Werte des niedrigen Pegels 1 und niedrigen Pegels 2 zu erfassen.

Ferner, durch Anlegen der Ausgabe h des Ausgabetransistors 37 an die Computereinheit 42, Einstellen des Vergleichspegels 1 des dritten Komparators 44 in der Computereinheit 42 auf einen Zwischenpegel zwischen dem hohen Pegel und dem niedrigen Pegel 1, und Einstellen des Vergleichspegels 2 des vierten Komparators 45 auf einen Zwischenpegel zwischen dem niedrigen Pegel 1 und dem niedrigen Pegel 2, wird es möglich, die Rotationsrichtung zu erfassen. In anderen Worten, die Situation, in der kein Signal erzeugt wird am Ausgang j des vierten Komparators 45 gibt die Drehung in Vorwärtsrichtung an, und die Situation, bei der ein Signal erzeugt wird, gibt die Rotation in Rückwärtsrichtung an. Zusätzlich wird ein Signal erzeugt am Ausgang i des dritten Komparators 44 bei der Drehung sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung.

Ferner, wie hervorgeht aus dem Signalformdiagramm in Fig. 3, ist das Signal c (Puls) der Brückenschaltung 23 auf der Seite des MR-Elements 21, das der Zahnposition des mit Zähnen versehenen magnetischen Rotors 4 entspricht, synchronisiert mit dem Puls des Ausgangs h des Ausgabetransistors 37, unabhängig von der Drehrichtung. Daher ist es möglich den gegenüberliegenden Zustand des mit Zähnen versehenen magnetischen Rotors 4 zu erkennen (ob ein vorstehender oder nicht-vorstehender Abschnitt des mit Zähnen versehenen magnetischen Rotors 4 gegenüberliegt), was nützlich ist für ein Steuersystem, das eine solche Funktion benötigt.

Ferner kann die Verwendung eines GMR-Elements anstelle eines MR-Elements die Ausgabe aus der Brückenschaltung erhöhen, wodurch die Erfassung möglich wird, selbst wenn ein großer Abstand herrscht zwischen dem mit Zähnen versehenen magnetischen Rotor 4 und der magnetischen Erfassungsvorrichtung, was zu einer verbesserten Charakteristik führt. Wie oben erwähnt, beträgt die Änderungsrate des GMR-Elements ungefähr 30%, im Vergleich mit einer Änderungsrate von 2 bis 6% des MR-Elements. Dies kann die Ausgabe aus der Brückenschaltung 5 bis 15mal anheben gegenüber jener des MR-Elements.

Beispiel 2

Die Fig. 4 (a), (b) und (c) sind schematische Ansichten, welche jeweils eine magnetische Erfassungsvorrichtung nach dem zweiten Beispiel der Erfindung zeigen, wobei (a) eine Vorderansicht ist, (b) eine Perspektivansicht und (c) eine teilweise Draufsicht. Fig. 5 ist ein elektrisches Schaltbild der magnetischen Erfassungsvorrichtung nach dem zweiten Beispiel der Erfindung. Die Fig. 6(a) und (b) sind schematische Ansichten, welche jeweils das elektrische Schaltbild in Fig. 5 zeigen. In diesem Beispiel 2 befinden sich drei erste, zweite und dritte Magnetowiderstandseffekt- Elemente (im folgenden als MR-Element bezeichnet) 61, 62 und 63 gegenüber dem mit Zähnen versehenen Rotor 4, in der Drehrichtung des Rotors 4. In den Zeichnungen bezeichnen die gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 22 bis 24 und in den Fig. 1 bis 3 gleiche oder ähnliche Teile.

Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die erste Brückenschaltung 23 gebildet aus den ersten und zweiten MR-Elementen 61 und 62, welche sich an beiden Enden befinden, in Kombination mit dem Widerstand 25 und 26. Die zweite Brückenschaltung 30 ist gebildet aus dem dritten MR-Element 62, das sich im Zentrum befindet, in Kombination mit den Widerständen 31, 32 und 33.

In der Vorwärtsdrehrichtung, da die MR-Elemente einen verringerten Widerstand zeigen in der Reihenfolge der MR- Elemente 61, 63 und 62, und die Signalformen an den Kontaktpunkten 27 und 34 so sind, wie es durch c und d in den Fig. 6(a) jeweils angegeben ist. Dann sind Ausgangssignalformen der ersten und zweiten Komparatoren 29 und 36 so, wie es durch e und f in Fig. 6(a) angegeben ist. Aufgrund der Phasendifferenz zwischen der Ausgabe e und der Ausgabe f, ist die Ausgabe e auf einem hohen Pegel zum Zeitpunkt des Anstiegs der Ausgabe f. Im Ergebnis wird die Ausgabe g aus dem D-Flip-Flop 38 immer auf dem hohen Pegel (erstes Signal) gehalten. Auf die gleiche Weise wie im vorangehenden Beispiel 1 entspricht die Signalform an jedem Teil g, h, i und j in Fig. 5 den g, h, i und j in Fig. 6 (a).

In der Rückwärtsdrehrichtung, da die MR-Elemente einen verringerten Widerstand zeigen in der Reihenfolge der MR- Elemente 62, 63 und 61, sind die Signalformen der Kontaktpunkte 27 und 34 so, wie es in c und d in Fig. 6(b) jeweils angegeben ist. Dann sind die Ausgabesignalformen der ersten und zweiten Komparatoren 29 und 36 so, wie es durch e und f in Fig. 6 (b) angegeben ist. Aufgrund der Phasendifferenz zwischen der Ausgabe e und der Ausgabe f, ist die Ausgabe e auf einem niedrigen Pegel zum Zeitpunkt des Anstiegs der Ausgabe f. Als Ergebnis wird die Ausgabe g aus dem D-Flip-Flop 38 immer auf dem niedrigen Pegel (zweites Signal) gehalten. Auf diese Weise entspricht die Signalform an jedem Teil g, h, i und j in Fig. 5 den g, h, i und j in Fig. 6 (b).

Wie oben beschrieben kommt die Ausgabe g aus dem D-Flip-Flop 38 auf den hohen Pegel (erstes Signal) bei einer Drehung in Vorwärtsrichtung, und kommt auf den niedrigen Pegel (zweites Signal) bei einer Drehung in Rückwärtsrichtung. Daher wird es möglich die Drehrichtung zu erfassen, unter Verwendung der Ausgabe g des D-Flip-Flop 38. Ferner schafft der Ausgabepegel h des Ausgabetransistors 37 binäre Signalpulse des hohen Pegels und des niedrigen Pegels 1 bei der Drehung in Vorwärtsrichtung, und schafft Binärsignalpulse des hohen Pegels und niedrigen Pegels 2 bei der Drehung in Rückwärtsrichtung. Daher wird es möglich die Drehrichtung unter Verwendung des niedrigen Pegels 1 und niedrigen Pegels 2 zu erfassen.

Ferner, durch Anlegen der Ausgabe h des Ausgabetransistors 37 an die Computereinheit 42, Einstellen des Vergleichspegel 1 des dritten Komparators 44 in der Computereinheit 42 auf einen Zwischenpegel zwischen dem hohen Pegel und dem niedrigen Pegel 1, und Einstellen des Vergleichspegels 2 des vierten Komparators 45 auf einen Zwischenpegel zwischen dem niedrigen Pegel 1 und dem niedrigen Pegel 2, wird es möglich die Drehrichtung zu erfassen. In anderen Worten, die Situation, in welcher kein Signal erzeugt wird an dem Ausgang j des vierten Komparators 45, zeigt die Drehung in Vorwärtsrichtung an, und die Situation, in welcher ein Signal erzeugt wird, zeigt die Rotation in Rückwärtsrichtung an. Zusätzlich wird ein Signal am Ausgang i des dritten Komparators 24 bei einer Drehung sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung erzeugt.

Beispiel 3

Die Fig. 7 (a), (b) und (c) sind schematische Ansichten, welche jeweils eine magnetische Detektorvorrichtung nach einem dritten Beispiel der Erfindung zeigen, und bei welchen (a) eine Vorderansicht ist, (b) eine Perspektivansicht und (c) eine teilweise Draufsicht. Fig. 8 ist ein elektrisches Schaltbild der magnetischen Detektorvorrichtung bzw. Erfassungsvorrichtung nach dem dritten Beispiel der Erfindung. Die Fig. 9 (a) und (b) sind schematische Ansichten, welche jeweils das elektrische Schaltbild in Fig. 8 zeigen.

In diesem dritten Beispiel befinden sich vier erste, zweite, dritte und vierte Magnetowiderstandseffekt-Elemente (im folgenden als MR-Elemente bezeichnet) 71, 72, 73 und 74 gegenüber dem mit Zähnen versehenen magnetischen Rotor 4 in dessen Drehrichtung. Wie in Fig. 7(c) gezeigt, sind zwei MR- Elemente 72 und 73, welche im Zentrum sein sollten, nahe zueinander angeordnet, und die MR-Elemente 78 und 74 befinden sich an beiden Enden und schließen die MR-Elemente 72 und 73 zwischen sich sandwichartig ein, womit die Fläche verringert wird, welche durch die ersten bis vierten MR-Elemente 71-74 auf dem IC-Chip eingenommen wird. In den Zeichnungen bezeichnen die gleichen Bezugsziffern wie jene in den Fig. 22 bis 24 und den Fig. 1 bis 6 gleiche oder ähnliche Teile.

Wie in Fig. 8 gezeigt, ist die erste Brückenschaltung 23 aus den ersten und zweiten MR-Elementen 71 und 72 gebildet, die sich an einem Ende und im Zentrum befinden, in Kombination mit den Widerständen 25 und 26. Die zweite Brückenschaltung 30 besteht aus den dritten und vierten MR-Elementen 73 und 74, welche sich im Zentrum und am anderen Ende befinden, in Kombination mit den Widerständen 32 und 33.

In der Vorwärtsdrehrichtung, da die MR-Elemente einen verringerten Widerstandswert in der Reihenfolge der MR- Elemente 71, 73 und 72 aufweisen, sind die Signalformen an den Kontaktpunkten 27 und 34 so, wie es durch c und d in Fig. 9 (a) jeweils angegeben ist. Dann sind die Ausgabesignalformen der ersten und zweiten Komparatoren 29 und 36 so, wie es durch e und f in Fig. 9 (a) angegeben ist. Aufgrund der Phasendifferenz zwischen der Ausgabe e und Ausgabe f, befindet sich die Ausgabe e auf einem hohen Pegel zum Zeitpunkt des Anstiegs der Ausgabe f. Im Ergebnis wird die Ausgabe g aus dem D-Flip-Flop 38 immer auf dem hohen Pegel (erstes Signal) gehalten. Auf die gleiche Weise wie im vorangehenden Beispiel 1, entsprechen die Signalformen an jedem Teil g, h, i und j in Fig. 5 den g, h, i und j in Fig. 9 (a).

In der Rückwärtsdrehrichtung, da die MR-Elemente einen verringerten Widerstand in der Reihenfolge der MR-Elemente 74, 73, 72 und 71 aufweisen, sind Signalformen der Kontaktpunkt 27 und 34 so, wie es in c und d in Fig. 9 (b) jeweils angegeben ist. Dann sind die Ausgabesignalformen der ersten und zweiten Komparatoren 29 und 36 so, wie es durch e und f in Fig. 9 (b) angegeben ist. Aufgrund der Phasendifferenz zwischen der Ausgabe e und der Ausgabe f, ist die Ausgabe e auf einem niedrigen Pegel zum Zeitpunkt des Anstiegs der Ausgabe f. Im Ergebnis wird die Ausgabe g aus dem D-Flip-Flop 38 immer auf dem niedrigen Pegel (zweites Signal) gehalten. Auf diese Weise entspricht die Signalform an jedem Teil g, h, i und j in Fig. 5 den g, h, i und j in Fig. 9 (b).

Wie oben beschrieben, kommt die Ausgabe g aus dem D-Flip-Flop 38 auf den hohen Pegel (erstes Signal) bei der Drehung in Vorwärtsrichtung, und kommt auf den niedrigen Pegel (zweites Signal) bei der Rückwärtsrichtung. Daher wird es möglich, die Rotationsrichtung unter Verwendung der Ausgabe g des D-Flip- Flop 38 zu erfassen. Ferner schafft der Pegel des Ausgangs h des Ausgabetransistors 37 Binärsignal-Pulse des hohen Pegels und des tiefen Pegels 1 bei der Drehung in Vorwärtsrichtung, und schafft Binärsignal-Pulse des hohen Pegels und tiefen Pegels 2 bei der Drehung in Rückwärtsrichtung. Daher wird es möglich, die Drehrichtung unter Verwendung der Werte des tiefen Pegels 1 und des tiefen Pegels 2 zu erfassen.

Ferner, durch Anlegen der Ausgabe h des Ausgabetransistors 37 an die Computereinheit 42, Einstellen des Vergleichspegels 1 des dritten Komparators in der Computereinheit 42 auf einen Zwischenpegel zwischen dem hohen Pegel und dem niedrigen Pegel 1, und Einstellen des Vergleichspegels 2 des vierten Komparators 45 auf einen Zwischenpegel zwischen dem niedrigen Pegel 1 und dem niedrigen Pegel 2, wird es möglich die Drehrichtung zu erfassen. In anderen Worten, die Situation, in welcher kein Signal erzeugt wird am Ausgang j des vierten Komparators 45, gibt die Drehung in Vorwärtsrichtung an, und die Situation, in welcher ein Signal erzeugt wird, zeigt die Drehung in Rückwärtsrichtung an. Zusätzlich wird ein Signal am Ausgang i des dritten Komparators 44 bei der Drehung sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung erzeugt.

Ferner, da im dritten Beispiel zwei MR-Elemente mit der gleichen Temperaturcharakteristik verwendet werden, um die Magnetowiderstandseffektelement-Einheit zu bilden, besteht der Vorteil, dass eine magnetische Detektorvorrichtung mit überlegener Temperaturcharakteristik geschaffen wird. Das bedeutet, dass man das Problem überwinden kann, dass ein Temperaturdrift in der Ausgabe der Brückenschaltung bewirkt wird durch die Differenz im Temperaturkoeffizient, welche wahrscheinlich zwischen den MR-Elementen und den Widerständen auftritt.

Beispiel 4

Fig. 10 ist ein elektrisches Schaltbild einer magnetischen Detektorvorrichtung nach dem vierten Beispiel der Erfindung. Die Fig. 11 ist ein Signalformdiagramm des elektrischen Schaltbilds in Fig. 10. In Fig. 10 ist die Schaltungsanordnung des in Fig. 2 gezeigten, vorangehenden Beispiels 1 teilweise modifiziert. Die modifizierten Teile sind der Transistor 40 und der Ausgabetransistor 37. Die folgende Beschreibung konzentriert sich auf diese Modifikation. In den Zeichnungen bezeichnen die gleichen Bezugsziffern wie jene in den Fig. 22 bis 24 und den Fig. 1 bis 3 die gleichen oder ähnlichen Teile.

Der Ausgangsanschluss des D-Flip-Flop 38 ist verbunden mit der Basis des Transistors 40. Der Kollektor des Transistors 40 ist verbunden mit dem Ausgabetransistor 37 über den Widerstand 75, und der Emitter ist geerdet, zusammen mit dem Emitter des Ausgabetransistors 37. In Fig. 11(a), in welcher das Signalformdiagramm bei einer Drehung in Vorwärtsrichtung gezeigt ist, wird die Ausgabe g aus dem D-Flip-Flop 38 immer auf dem hohen Pegel gehalten, und daher ist der Transistor 40 eingeschaltet, wodurch bewirkt wird, dass ein elektrischer Strom 11 von dem Energieversorgungsanschluss VCC in die Computereinheit 42 fließt. Wenn der Ausgabetransistor 37 eingeschaltet ist, kommt der Ausgang h auf einen niedrigen Pegel, der bestimmt wird auf der Grundlage der Sättigungsspannung des Ausgabetransistors 37, unabhängig davon, ob die Drehrichtung vorwärts oder rückwärts ist. Wenn jedoch der Ausgabetransistor 37 ausgeschaltet ist, kommt der Ausgang h auf den hohen Pegel 1, welcher kleiner ist als VCC, um das Produkt des Widerstands 43 R und den elektrischen Strom 11, der in den Transistor 40 fließt, der mit dem Ausgang des D = Flip-Flop 38 verbunden ist.

Andererseits, bei der Drehung in Rückwärtsrichtung, wie in Fig. 11(b) gezeigt, wird die Ausgabe g aus dem D-Flip-Flop 38 immer auf einem niedrigeren Pegel gehalten, und daher ist der Transistor 40 ausgeschaltet. Im Ergebnis, wenn der Transistor 37 ausgeschaltet ist, fließt kein elektrischer Strom in den Transistor 40, und die Ausgabe h kommt auf den hohen Pegel 2 ( = VCC).

Hierbei geben drei unterschiedliche Werte, welche von der Vorwärts- über Rückwärtsdrehrichtung abhängen, die Pegel des Ausgangs h an. Der Pegel ist in der Reihenfolge hoher Pegel 2 < hoher Pegel 1 < niedriger Pegel. Eine solche einfache Schaltung kann eine vergrößerte Informationsmenge bereitstellen.

Ferner stellt der Pegel des Ausgangs h des Ausgabetransistors 37 Binärsignal-Pulse des hohen Pegels 1 und des niedrigen Pegels bei der Drehung in Vorwärtsrichtung bereit, und stellt Binärsignal-Pulse des hohen Pegels 2 und des niedrigen Pegels bei der Drehung in Rückwärtsrichtung bereit. Daher wird es möglich, die Drehrichtung zu erfassen, unter Verwendung der Werte des hohen Pegels 1 und des niedrigen Pegels 2.

Ferner, durch Anlegen der Ausgabe h des Ausgabetransistors 37 an die Computereinheit 42, Einstellen des Vergleichspegels 1 des dritten Komparators 44 in der Computereinheit 42 auf einen Zwischenpegel zwischen dem hohen Pegel 1 und dem niedrigen Pegel, und Einstellen des Vergleichspegels 2 des vierten Komparators 45 auf einen Zwischenpegel zwischen dem hohen Pegel 1 und dem hohen Pegel 2, wird es möglich die Drehrichtung zu erfassen. In anderen Worten, die Situation, in welcher kein Signal erzeugt wird am Ausgang j des vierten Komparators 45, zeigt die Drehung in Vorwärtsrichtung an, und die Situation, in welcher ein Signal erzeugt wird, zeigt die Drehung in Rückwärtsrichtung an. Zusätzlich wird ein Signal am Ausgang i des dritten Komparators 44 sowohl bei der Drehung in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung erzeugt.

Zusätzlich werden in diesem vierten Beispiel die gleichen Wirkungen und Vorteile wie jene in dem vorangehenden Beispiel 1 erzielt, so dass eine weitere Beschreibung nicht notwendig ist.

Beispiel 5

Fig. 12 ist ein elektrisches Schaltbild einer magnetischen Detektorvorrichtung nach dem fünften Beispiel der Erfindung. Fig. 13 ist ein Signalformdiagramm des elektrischen Schaltbilds in Fig. 12. In Fig. 12 ist die in Fig. 5 gezeigte Schaltungsanordnung des vorangehenden Beispiels 2 teilweise modifiziert. Ähnlich wie beim vorangehenden Beispiel 4 sind der Transistor 40 und der Ausgabetransistor 37 die modifizierten Teile. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugsziffern wie in Fig. 1 bis 6 und Fig. 10 bis 11 die gleichen oder ähnliche Teile.

In Fig. 13 (a), welche das Signalformdiagramm bei einer Drehung in Vorwärtsrichtung zeigt, wird die Ausgabe g aus dem D-Flip-Flop 38 immer auf dem hohen Pegel gehalten, und daher ist der Transistor 40 eingeschaltet. Wenn der Ausgabetransistor 37 eingeschaltet ist, kommt der Ausgang h auf einen tiefen Pegel, der bestimmt wird auf der Grundlage der Sättigungsspannung des Ausgabetransistors 37. Wenn jedoch der Ausgabetransistor 37 ausgeschaltet ist, kommt der Ausgang h auf den hohen Pegel 1.

Andererseits, bei der Drehung in Rückwärtsrichtung, wie in Fig. 13(b) gezeigt, wird die Ausgabe g aus dem D-Flip-Flop 38 immer auf dem niedrigen Pegel gehalten, und daher ist der Transistor 40 ausgeschaltet. Wenn der Transistor 37 ausgeschaltet ist, fließt kein elektrischer Strom in den Transistor 40, und daher kommt der Ausgang h auf den hohen Pegel 2 ( = VCC).

Hierbei geben drei unterschiedliche Werte, welche abhängen von der Vorwärts- oder Rückwärtsdrehrichtung, die Pegel des Ausgangs h an. Die Pegel liegen in der Reihenfolge hoher Pegel 2 < hoher Pegel 1 < niedriger Pegel. Eine solche einfache Schaltung kann eine vergrößerte Informationsmenge bereitstellen.

Ferner schafft der Pegel des Ausgangs h des Ausgabetransistors 37 Binärsignal-Pulse des hohen Pegels 1 und des tiefen Pegels bei der Drehung in Vorsatzrichtung, und schafft Binärsignal-Pulse des hohen Pegels 2 und des tiefen Pegels bei der Drehung in Rückwärtsrichtung. Daher wird es möglich die Drehrichtung zu erfassen.

Zusätzlich werden in diesem fünften Beispiel die gleichen Wirkungen und Vorteile wie jene in dem vorangehenden Beispiel 4 erzielt, so dass eine weitere Beschreibung nicht notwendig ist.

Beispiel 6

Fig. 14 ist ein elektrisches Schaltbild einer magnetischen Erfassungsvorrichtung nach dem sechsten Beispiel der Erfindung. Fig. 15 ist ein Signalformdiagramm des elektrischen Schaltbilds in Fig. 14. In Fig. 14 ist die in Fig. 8 gezeigte Schaltungsanordnung des vorangehenden Beispiels 3 teilweise modifiziert. Ähnlich wie im vorangehenden Beispiel 4, sind die modifizierten Teile der Transistor 40 und der Ausgabetransistor 37. In den Zeichnungen bezeichnen die gleichen Bezugsziffern wie in den Fig. 1 bis 6 und den Fig. 10 und 11 gleiche oder ähnliche Teile.

Fig. 15(a) zeigt ein Signalformdiagramm bei der Drehung in Vorwärtsrichtung, und Fig. 15(b) zeigt ein Signalformdiagramm der Drehung in Rückwärtsdrehung. Hierbei geben drei unterschiedliche Werte, welche von der Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung abhängen, die Pegel des Ausgangs h an. Die Pegel sind in der Reihenfolge hoher Pegel 2 < hoher Pegel 1 < niedriger Pegel. Eine solche einfache Schaltung kann eine vergrößerte Informationsmenge bereitstellen.

Ferner stellt der Pegel des Ausgangs h des Ausgabetransistors 37 einen Binärsignal-Puls des hohen Pegels 1 und tiefen Pegels bei der Drehung in» Vorwärtsrichtung bereit, und stellt ein Binärsignal-Puls des hohen Pegels 2 und des tiefen Pegels bei der Drehung in Rückwärtsrichtung bereit. Daher wird es möglich die Drehrichtung unter Verwendung der Werte der hohen Pegel 1 und 2 zu erfassen.

Zusätzlich werden in diesem sechsten Beispiel die gleichen Wirkungen und Vorteile wie jene in dem vorangehenden Beispiel 4 erzielt, so dass eine weitere Beschreibung nicht notwendig ist.

Beispiel 7

Fig. 16 ist ein elektrisches Schaltbild einer magnetischen Detektorvorrichtung nach einem siebten Beispiel der Erfindung. Fig. 17 ist ein Signalformdiagramm des elektrischen Schaltbilds in Fig. 16. Im siebten Beispiel ist die in Fig. 2 gezeigte Schaltungsanordnung des vorangehenden Beispiels 1 teilweise modifiziert, und die folgende Beschreibung konzentriert sich auf die modifizierten Teile. Ein Ende der Brückenschaltungen 22 und 30 ist verbunden mit dem Eingangsanschluss 76 der Computereinheit 42. Ein Kollektor des Ausgabetransistors 38 ist verbunden mit der Energieversorgung VCC über den Widerstand 77. Der Emitter des Ausgabetransistors 37 und der Emitter des Ausgabetransistors 40 sind jeweils verbunden mit dem Eingangsanschluss 76 in der Computereinheit 42. Man beachte, dass ein sogenanntes Zweidrahtsystem gewählt ist, bei welchem sämtliche elektrischen Ströme, die aus der Energieversorgung VCC über die Brückenschaltung 23 und 33 durch den Ausgabetransistor 37 und durch den Transistor 40 fließen, zum Eingangsanschluss 46 in der Computereinheit 42 fließen. Der Eingangsanschluss 46 der Computereinheit 42 ist über den Widerstand 78 geerdet, und weiterhin mit den zwei Komparatoren 44 und 45 verbunden. In den Zeichnungen bezeichnen die gleichen Bezugsziffern wie in den Fig. 22 bis 24 und den Fig. 1 bis 3 gleiche oder ähnliche Teile.

Im folgenden wird der Betrieb beschrieben. Fig. 17 (a) ist ein Signalformdiagramm jedes Teils, wenn der mit Zähnen versehene magnetische Rotor 4 in die Vorwärtsrichtung gedreht wird, und Fig. 17 (b) ist ein Signalformdiagramm jedes Teils, wenn der mit Zähnen versehene Rotor 4 in Rückwärtsrichtung gedreht wird. Bei der Drehung in Vorwärtsrichtung wird die Ausgabe g aus dem D-Flip-Flop 38 immer auf dem hohen Pegel gehalten, und daher ist der Transistor 40 eingeschaltet und liefert einen elektrischen Strom 11 an den Widerstand 78R, der in der Computereinheit 42 angeordnet ist. Andererseits, bei der Drehung in Rückwärtsrichtung ist die Ausgabe g aus dem D-Flip-Flop 38 immer auf dem niedrigen Pegel, und daher ist der Transistor 40 ausgeschaltet, wodurch verhindert wird, dass dem Widerstand 78R, der in der Computereinheit 42 angeordnet ist, ein elektrischer Strom zugeführt wird.

Ferner, wenn der Ausgabetransistor 37 ausgeschaltet ist, wird dem Widerstand 78R, der in dem Computer 42 angeordnet ist, kein elektrischer Strom zugeführt, unabhängig davon ob die Drehrichtung vorwärts oder rückwärts ist. Wenn jedoch der Ausgabetransistor 37 eingeschaltet ist, wird ein elektrischer Strom 12 dem in dem Computer 42 angeordneten Widerstand 78R zugeführt, unabhängig davon, ob die Drehrichtung vorwärts oder rückwärts ist.

Im Ergebnis, bei der Drehung in Vorwärtsrichtung, nimmt die Ausgabe h des Ausgabetransistors 37 (die Eingangsspannung h am Eingangsanschluss 76 der Computereinheit 42) zwei unterschiedliche Werte an, die erhalten werden durch die folgenden Ausdrücke.

Hoher Pegel 1 = (I₁ + I₂ + weiterer Schaltungsstrom) × R (1).

Niedriger Pegel 1 = (I₁ + weiterer Schaltungsstrom) × R (2)

Bei der Drehung in Rückwärtsrichtung werden die zwei unterschiedlichen Werte durch die folgenden Ausdrücke erhalten.

Hoher Pegel 2 = (I₁ + I₂ + weiterer Schaltungsstrom) × R (3).

Niedriger Pegel 2 = (Weiterer Schaltungsstrom) × R (4).

Somit wird der Pegel der Ausgabe h in diesem siebten Beispiel durch die vier unterschiedlichen Werte angezeigt. Die Pegel sind in der Reihenfolge hoher Pegel 1 < hoher Pegel 2 < tiefer Pegel 1 < tiefer Pegel 2. Eine solche einfache Schaltung kann eine vergrößerte Informationsmenge bereitstellen.

Wie oben beschrieben, kommt die Ausgabe g aus dem D-Flip-Flop 38 auf den hohen Pegel (erstes Signal) bei der Drehung in Vorwärtsrichtung, und kommt auf den niedrigen Pegel (zweites Signal) bei der Drehung in Rückwärtsrichtung. Daher wird es möglich, die Drehrichtung zu bestimmen. Ferner stellt der Pegel des Ausgangs h des Ausgabetransistors 37 Binärsignal- Pulse des hohen Pegels 1 und des niedrigen Pegels 1 bei der Drehung in Vorwärtsrichtung bereit, und stellt Binärsignal- Pulse des hohen Pegels 2 und des tiefen Pegels 2 bei der Drehung in Rückwärtsrichtung bereit. Daher wird es möglich, die Rotationsrichtung zu erfassen, unter Verwendung der Werte der hohen Pegel 1, 2 und der tiefen Pegel 1, 2. Ferner, durch Anlegen der Ausgabe h des Ausgabetransistors 37 an die Computereinheit 42, Einstellen des Vergleichspegels 1 des dritten Komparators 44 in der Computereinheit 42 auf einen Zwischenpegel zwischen dem hohen Pegel 2 und dem tiefen Pegel 1, und Einstellen des Vergleichspegels 2 des vierten Komparators 45 auf einen Zwischenpegel zwischen dem niedrigen Pegel 1 und dem niedrigen Pegel 2, wird es möglich, die Drehrichtung zu erfassen. In anderen Worten, diese Situation, bei welcher keine Signale erzeugt werden an dem Ausgang j des vierten Komparators 45, zeigt die Drehung in Vorwärtsrichtung an, und die Situation, in welcher ein Signal erzeugt wird, zeigt die Drehung in Rückwärtsrichtung an. Zusätzlich wird ein Signal am Ausgang i des dritten Komparators 44 sowohl bei der Drehung in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung erzeugt.

Ferner, wie aus den Signalform-Diagrammen der Fig. 17 (a) und (b) hervorgeht, ist das Signal c (Puls) der Brückenschaltung 23 auf der Seite des MR-Elements 21, welches der Position der Zähne des mit Zähnen versehenen magnetischen Rotors 4 entspricht, synchronisiert (in entgegengesetzter Phase) mit dem Puls der Ausgabe h des Ausgabetransistors 37, unabhängig von der Drehrichtung. Daher wird es möglich, den gegenüberliegenden Zustand des mit Zähnen versehenen magnetischen Rotors 4 zu erkennen (ob ein vorstehender Abschnitt oder ein nicht-vorstehender Abschnitt des mit Zähnen versehenen magnetischen Rotors 4 gegenüberliegt), was nützlich ist für ein Steuersystem, das eine solche Funktion benötigt.

Ferner kann die Verwendung eines GMR-Elements anstelle eines MR-Elements die Ausgabe der Brückenschaltung erhöhen, wodurch die Erfassung möglich wird, selbst wenn es einen großen Abstand gibt zwischen dem mit Zähnen versehenen magnetischen Rotor 4 und der magnetischen Erfassungsvorrichtung, was zu einer Verbesserung der Charakteristik der Vorrichtung führt. Wie oben erwähnt, beträgt die Änderungsrate des GMR-Elements ungefähr 30%, verglichen mit der Änderungsrate von 2 bis 6% des MR-Elements. Dies kann die Ausgabe aus der Brückenschaltung von 5- bis 15-fach erhöhen gegenüber jener des MR-Elements.

Beispiel 8

Fig. 18 ist ein elektrisches Schaltbild einer magnetischen Detektorvorrichtung nach dem achten Beispiel der Erfindung. Fig. 19 ist ein Signalform-Diagramm des elektrischen Schaltbilds in Fig. 18. In diesem achten Beispiel ersetzen die Brückenschaltungen 23 und 33, welche so angeschlossen sind, wie in Fig. 5 gezeigt, und welche die MR-Elemente 61, 62 und 63 verwenden, welche auf die gleiche Weise angeordnet sind, wie in der vorangehenden Fig. 4, welche das vorangehende Beispiel 2 darstellt, die Brückenschaltungen 23 und 30 des vorangehenden Beispiels 7. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie jene in den Fig. 1 bis 6 und den Fig. 16 bis 17 gleiche oder ähnliche Teile.

In Fig. 19 (a), welche das Signalform-Diagramm bei einer Drehung in Vorwärtsrichtung zeigt, wird die Ausgabe g aus dem D-Flip-Flop 38 immer auf dem hohen Pegel gehalten, und daher ist der Transistor 40 eingeschaltet.

Andererseits, bei der Drehung in Rückwärtsrichtung, wie in Fig. 19 (b) gezeigt, wird die Ausgabe g aus dem D-Flip-Flop 38 immer auf dem niedrigen Pegel gehalten, und daher ist der Transistor 40 ausgeschaltet. Dementsprechend stellt die Ausgabe h (die Eingangsspannung h am Eingangsanschluss 76 der Computereinheit 42) des Ausgabetransistors 37 einen Binärpuls des hohen Pegels 1 und des niedrigen Pegels 1 bei der Drehung in Vorwärtsrichtung bereit, auf die gleiche Weise wie im vorangehenden Beispiel 7, und stellt einen Binärpuls des hohen Pegels 2 und des niedrigen Pegels 2 bei der Drehung in Rückwärtsrichtung bereit.

Somit wird bei diesem achten Beispiel der Pegel des Ausgangs h durch vier unterschiedliche Werte angegeben. Die Pegel liegen in der Reihenfolge hoher Pegel 1 < hoher Pegel 2 < niedriger Pegel 1 < niedriger Pegel 2. Eine solche einfache Schaltung kann eine vergrößerte Informationsmenge bereitstellen.

Wie oben beschrieben, stellt der Pegel der Ausgabe h des Ausgabetransistors 37 einen Binärsignalpuls des hohen Pegels 1 und des niedrigen Pegels 1 bei der Drehung in Vorwärtsrichtung bereit, und stellt einen Binärsignalpuls des hohen Pegels 2 und des niedrigen Pegels 2 bei der Drehung in Rückwärtsrichtung bereit. Daher wird es möglich, die Drehrichtung zu erfassen, unter Verwendung der Werte der hohen Pegel 1, 2 und der tiefen Pegel 1, 2.

Zusätzlich werden bei diesem Beispiel 7 die gleichen Wirkungen und Vorteile geschaffen wie im vorangehenden Beispiel 4, und eine weitere Beschreibung ist daher nicht nötig.

Beispiel 9

Fig. 20 ist ein elektrisches Schaltbild einer magnetischen Erfassungsvorrichtung nach dem neunten Beispiel der Erfindung. Fig. 21 ist ein Signalform-Diagramm des elektrischen Schaltbilds in Fig. 20. In diesem neunten Beispiel ersetzen die Brückenschaltungen 23 und 33, welche so angeschlossen sind wie in Fig. 8 gezeigt, welche die MR- Elemente 71, 72, 73 und 74 verwenden, die auf die gleiche Weise angeordnet sind wie in der vorangehenden Fig. 7, welche das vorangehende Beispiel 3 beschreibt, die Brückenschaltungen 23 und 30 in dem vorangehenden Beispiel 7. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 9 und den Fig. 16 bis 17 gleiche oder ähnliche Teile.

In Fig. 21 (a), welche das Signalform-Diagramm bei einer Drehung in Vorwärtsrichtung zeigt, wird die Ausgabe g aus dem D-Flip-Flop 38 immer auf dem hohen Pegel gehalten, und daher ist der Transistor 40 eingeschaltet.

Andererseits, bei der Drehung in Rückwärtsrichtung, wie in Fig. 21 (b) gezeigt, wird die Ausgabe g aus dem D-Flip-Flop 38 immer auf dem niedrigen Pegel gehalten, und daher ist der Transistor 40 ausgeschaltet. Dementsprechend stellt die Ausgabe h (die Eingangsspannung h am Eingangsanschluss 76 der Computereinheit 42) des Ausgabetransistors 37 einen Binärpuls des hohen Pegels 1 und des tiefen Pegels 1 bei der Drehung in Vorwärtsrichtung bereit, auf die gleiche Weise wie im vorangehenden Beispiel 7, und stellt einen Binärpuls des hohen Pegels 2 und des tiefen Pegels 2 bei der Drehung in Rückwärtsrichtung bereit.

Somit wird der Pegel der Ausgabe h in diesem neunten Beispiel durch vier unterschiedliche Werte angegeben. Die Pegel liegen in der Reihenfolge hoher Pegel 1 < hoher Pegel 2 < niedriger Pegel 1 < niedriger Pegel 2. Eine solche einfache Schaltung kann eine vergrößerte Informationsmenge bereitstellen.

Wie oben beschrieben, stellt der Pegel der Ausgabe h des Ausgangstransistors 37 einen Binärsignal-Puls des hohen Pegels 1 und des tiefen Pegels 1 bei der Drehung in Vorwärtsrichtung bereit, und stellt einen Binärsignal-Puls des hohen Pegels 2 und des tiefen Pegels 2 bei der Drehung in Rückwärtsrichtung bereit. Daher wird es möglich, die Drehrichtung zu erfassen, unter Verwendung der Werte der hohen Pegel 1, 2 und der tiefen Pegel 1, 2.

Zusätzlich werden in diesem siebten Beispiel die gleichen Wirkungen und Vorteile wie jene in dem vorangehenden Beispiel 4 erzielt, so dass eine weitere Beschreibung nicht notwendig ist.

Obwohl jedes der vorangehenden Beispiele auf der Grundlage eines mit Zähnen versehenen magnetischen Rotors beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht nur auf Rotoren anwendbar, sondern auch auf in der Länge mit Zähnen versehene, magnetische, bewegliche Körper, die mit konkaven und konvexen Zähnen versehen sind, um die Bewegungsrichtung zu erfassen.

Claims (8)

1. Magnetische Erfassungsvorrichtung, in welcher ein Magnetowiderstandseffekt-Element (21) einem mit Zähnen versehenen, magnetischen, beweglichen Körper (4), der ausgemessen werden soll, gegenübersteht, zur Ausgabe einer Widerstandsänderung entsprechend der Änderung der Bedingungen des magnetischen Vorspannfeldes des Magneto- Widerstandseffekt-Elements (21) entsprechend der Bewegung des auszumessenden Objekts, wobei die magnetische Erfassungsvorrichtung umfasst:
erste und zweite Magnetowiderstandseffektelement- Einheiten (21, 24, 22, 31), die einem mit Zähnen versehenen, magnetischen, beweglichen Körper (4) gegenüberstehen und in dessen Bewegungsrichtung innerhalb des magnetischen Vorspannfeldes eines Magneten (1) angeordnet sind, und deren Widerstandswert sich ändert entsprechend der Änderung der Bedingung des magnetischen Vorspannfeldes, entsprechend der Bewegung des mit Zähnen versehenen, magnetischen, beweglichen Körpers (4);
eine erste Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung (29) zur Ausgabe der Widerstandsänderung der ersten Magnetowiderstandseffektelement-Einheiten (21, 24);
eine zweite Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung (36) zur Ausgabe der Widerstandsänderung der zweiten Magnetowiderstandseffektelement-Einheiten (22, 31); und
eine Ausgabesignal-Verarbeitungsschaltung (38) zur Ausgabe eines ersten Signals (g) gemäß der Phasendifferenz zwischen einer Ausgabe (e) der ersten Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung (29) und einer Ausgabe (f) der zweiten Widerstandsänderungs- Ausgabeschaltung (36), beruhend auf der Bewegung des auszumessenden Objekts in Vorwärtsrichtung, und zur Ausgabe eines zweiten Signals (g) gemäß einer Phasendifferenz zwischen einer Ausgabe (e) der ersten Widerstands-Ausgabeschaltung (29) und einer Ausgabe (f) der zweiten Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung (36), beruhend auf der Bewegung des auszumessenden Objekts in Rückwärtsrichtung.

2. Magnetische Erfassungsvorrichtung, bei welcher ein Magnetowiderstandseffekt-Element (21) einem auszumessenden, mit Zähnen versehenen, beweglichen Körper (4) gegenübersteht, zur Ausgabe einer Widerstandswert-Änderung gemäß der Änderung der Bedingung des magnetischen Vorspannfeldes des Magneto- Widerstandseffekt-Elements (21), entsprechend der Bewegung des auszumessenden Objekts, wobei die magnetische Erfassungsvorrichtung umfasst:
erste und zweite Magnetowiderstandseffektelement- Einheiten (21, 24, 22, 31), welche einem mit Zähnen versehenen, magnetischen, beweglichen Körper (4) gegenüberstehen und in dessen Bewegungsrichtung innerhalb des magnetischen Vorspannfeldes eines Magneten (1) angeordnet sind, und deren Widerstandswert sich ändert gemäß der Änderung in der Bedingung des magnetischen Vorspannfeldes, entsprechend der Bewegung des mit Zähnen versehenen, magnetischen, beweglichen Körpers (4);
eine erste Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung (29) zur Ausgabe einer Widerstandsänderung der ersten Magnetowiderstandseffektelement-Einheiten (21, 24);
eine zweite Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung (36) zur Ausgabe einer Widerstandsänderung der zweiten Magnetowiderstandseffektelement-Einheiten (22, 31); und
eine Ausgabesignal-Verarbeitungsschaltung zur Ausgabe eines ersten Signals (g) gemäß einer Phasendifferenz zwischen einer Ausgabe (e) der ersten Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung (29) und einer Ausgabe (f) der zweiten Widerstandsänderungs- Ausgabeschaltung (36), beruhend auf der Bewegung des auszumessenden Objekts in Vorwärtsrichtung, und zur Erzeugung von Pulsen ersten hohen Pegels und ersten niedrigen Pegels durch das erste ausgegebene Signal (g) und die Ausgabe der Widerstandsänderungs- Ausgabeschaltung (29), und zur Ausgabe eines zweiten Signals (g) gemäß der Phasendifferenz zwischen einer Ausgabe (e) der ersten Widerstandsänderungs- Ausgabeschaltung (29) und einer Ausgabe (f) der zweiten Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung (36), beruhend auf der Bewegung des auszumessenden Objekts in Rückwärtsrichtung, und zur Erzeugung von Pulsen zweiten hohen Pegels und zweiten niedrigen Pegels, welche verschieden sind von dem ersten hohen Pegel oder dem ersten niedrigen Pegel, durch die Ausgabe des zweiten Signals (g) und die Ausgabe der Widerstandsänderungs- Ausgabeschaltung (29).

3. Magnetische Erfassungsvorrichtung, in welcher ein Magnetowiderstandseffekt-Element (21) einem auszumessenden, mit Zähnen versehenen, magnetischen, beweglichen Körper (4) gegenüberliegt, und zur Ausgabe einer Widerstandswertänderung gemäß einer Änderung in der Bedingung des magnetischen Vorspannfeldes des Magnetowiderstandseffekt-Elements (21) entsprechend der Bewegung des auszumessenden Objekts, wobei die magnetische Erfassungsvorrichtung umfasst:
erste und zweite Magnetowiderstandseffektelement- Einheiten (21, 24, 22, 31), welche einem mit Zähnen versehenen, magnetischen, beweglichen Körper (4) gegenüberstehen und sich in dessen Bewegungsrichtung innerhalb des magnetischen Vorspannfeldes eines Magneten (1) befinden, und deren Widerstandswert sich ändert gemäß der Änderung in der Bedingung des magnetischen Vorspannfeldes, entsprechend der Bewegung des mit Zähnen versehenen, magnetischen, beweglichen Körpers (4);
eines erste Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung (29) zur Ausgabe einer Widerstandsänderung der ersten Magnetowiderstandseffektelement-Einheiten (21, 24);
eine zweite Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung (36) zur Ausgabe einer Widerstandsänderung der zweiten Magnetowiderstandseffektelement-Einheiten (22, 31); und
eine Ausgangssignal-Verarbeitungsschaltung zur Ausgabe eines ersten Signals (g), das zurückgeht auf die erste Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung (29), deren Ausgabe (e) früher erzeugt wird als eine Ausgabe (f) der zweiten Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung (36), beruhend auf der Bewegung des auszumessenden Objekts in Vorwärtsrichtung, und zur Erzeugung von Pulsen ersten hohen Pegels und ersten niedrigen Pegels durch das ausgegebene erste Signal (g) und die Ausgabe der Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung (29), zur Ausgabe eines zweiten Signals (g), das zurückgeht auf die zweite Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung (36), deren Ausgabe (f) früher erzeugt wird als eine Ausgabe (e) der ersten Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung (29), beruhend auf der Bewegung des auszumessenden Objekts in Rückwärtsrichtung, und zur Erzeugung von Pulsen zweiten hohen Pegels und zweiten niedrigen Pegels, welche verschieden sind von dem ersten hohen Pegel oder dem erwähnten ersten niedrigen Pegel, durch das ausgegebene zweite Signal (g) und die Ausgabe der Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung (29).

4. Magnetische Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ausgabesignal- Verarbeitungsschaltung (38, 37) eine D-Flip-Flop- Schaltung (38) umfasst.

5. Magnetische Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ausgabesignal- Verarbeitungsschaltung (38, 37) Pulse erzeugt, durch Eingabe der Ausgabe aus der ersten Widerstandsänderungs- Ausgabeschaltung (29) in einen Ausgabetransistor (37) und einen D-Anschluss einer D-Flip-Flop-Schaltung (38), Eingabe der Ausgabe aus der zweiten Widerstandsänderungs-Ausgabeschaltung (36) in einen CL- Anschluss der D-Flip-Flop-Schaltung (38), und Kombinieren der Ausgaben aus der D-Flip-Flop-Schaltung (38) und des Ausgabetransistors (37).

6. Magnetische Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Magnetowiderstandseffektelement-Einheit eine in Reihe geschaltete Einheit ist, die aus zwei in Reihe geschalteten Magnetowiderstandseffekt-Elementen (71, 72) besteht, und die zweite Magnetowiderstandseffektelement- Einheit eine in Reihe geschaltete Einheit ist, die aus zwei in Reihe geschalteten Magnetowiderstandseffekt- Elementen (73, 74) besteht.

7. Magnetische Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Magnetowiderstandseffekt- Element (72) der ersten Magnetowiderstandseffektelement- Einheit, und ein Magnetowiderstandseffekt-Element (73) der zweiten Magnetowiderstandseffektelement-Einheit sich im Zentrum befinden, und das andere Magnetowiderstandseffekt-Element (71) der ersten Magnetowiderstandseffektelement-Einheit und das andere Magnetowiderstandseffekt-Element (74) der zweiten Magnetowiderstandseffektelement-Einheit sich auf zwei Seiten befinden, um die zentralen Magnetowiderstandseffekt-Elemente (72, 73) zwischen sich sandwichartig einzuschließen, in der Bewegungsrichtung des mit Zähnen versehenen, magnetischen, beweglichen Körpers.

8. Magnetische Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein GMR-Element als Magneto- Widerstandseffekt-Element (21, 22, 61, 62, 63, 71, 72, 73, 74) verwendet wird.