JP2808997B2 - 磁気センサ - Google Patents
磁気センサInfo
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気センサに関し、
さらに詳しくは、被検体の移動方向による中性電圧値の
変動を抑制しうる磁気センサに関する。
さらに詳しくは、被検体の移動方向による中性電圧値の
変動を抑制しうる磁気センサに関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来の回転検出用磁気センサの
一例の要部断面図である。この磁気センサ600は、磁
性体基板5の上面に磁気抵抗素子1〜磁気抵抗素子4を
一列に配列すると共に、磁性体基板5の下側に磁気バイ
アス用磁石6を設置した構造である。磁気抵抗素子1〜
磁気抵抗素子4の配列ピッチは、回転する磁性体歯車G
のピッチの1/4になっている。
一例の要部断面図である。この磁気センサ600は、磁
性体基板5の上面に磁気抵抗素子1〜磁気抵抗素子4を
一列に配列すると共に、磁性体基板5の下側に磁気バイ
アス用磁石6を設置した構造である。磁気抵抗素子1〜
磁気抵抗素子4の配列ピッチは、回転する磁性体歯車G
のピッチの1/4になっている。
【0003】図7は、磁気抵抗素子1〜磁気抵抗素子4
の接続図である。磁性体歯車Gのピッチの1/2だけ離
れた磁気抵抗素子1と磁気抵抗素子3とが対になり、同
じく磁性体歯車Gのピッチの1/2だけ離れた磁気抵抗
素子2と磁気抵抗素子4とが対になり、それぞれの接続
点からA相出力とB相出力とが取り出されている。
の接続図である。磁性体歯車Gのピッチの1/2だけ離
れた磁気抵抗素子1と磁気抵抗素子3とが対になり、同
じく磁性体歯車Gのピッチの1/2だけ離れた磁気抵抗
素子2と磁気抵抗素子4とが対になり、それぞれの接続
点からA相出力とB相出力とが取り出されている。
【0004】図8の(a)は、磁性体歯車GがCW方向
に回転したときのA相出力とB相出力の波形図である。
図8の(b)は、磁性体歯車GがCCW方向に回転した
ときのA相出力とB相出力の波形図である。磁性体歯車
Gが回転すると、磁気バイアス用磁石6と磁性体歯車G
の間の磁界強度が変化する。すなわち、山の部分が来る
と磁界が強くなり、谷の部分が来ると磁界が弱くなる。
そこで、A相出力とB相出力は、正弦波状となる。ま
た、磁性体歯車Gの回転方向によりA相出力とB相出力
の位相関係が逆になる。
に回転したときのA相出力とB相出力の波形図である。
図8の(b)は、磁性体歯車GがCCW方向に回転した
ときのA相出力とB相出力の波形図である。磁性体歯車
Gが回転すると、磁気バイアス用磁石6と磁性体歯車G
の間の磁界強度が変化する。すなわち、山の部分が来る
と磁界が強くなり、谷の部分が来ると磁界が弱くなる。
そこで、A相出力とB相出力は、正弦波状となる。ま
た、磁性体歯車Gの回転方向によりA相出力とB相出力
の位相関係が逆になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の磁気センサ
600では、図8に示すように、磁性体基板5の角部
5’と磁性体歯車Gの山の角部G’とによるエッジ効果
のため,磁束の片寄りを生じている。しかし、このよう
な磁束の片寄りがあると、図8の(a)と(b)に示す
ように、磁性体歯車GがCW方向に回転するときの中性
電圧値Voと,磁性体歯車GがCCW方向に回転すると
きの中性電圧値Vo’とが異なってくる。すなわち、中
性電圧値が磁性体歯車Gの回転方向によって変動する問
題点を生じる。そこで、この発明の目的は、被検体の移
動方向による中性電圧値の変動を防止できるようにした
磁気センサを提供することにある。
600では、図8に示すように、磁性体基板5の角部
5’と磁性体歯車Gの山の角部G’とによるエッジ効果
のため,磁束の片寄りを生じている。しかし、このよう
な磁束の片寄りがあると、図8の(a)と(b)に示す
ように、磁性体歯車GがCW方向に回転するときの中性
電圧値Voと,磁性体歯車GがCCW方向に回転すると
きの中性電圧値Vo’とが異なってくる。すなわち、中
性電圧値が磁性体歯車Gの回転方向によって変動する問
題点を生じる。そこで、この発明の目的は、被検体の移
動方向による中性電圧値の変動を防止できるようにした
磁気センサを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の観点では、この発
明は、磁性体基板上に複数の磁気抵抗素子を配列し且つ
前記磁性体基板下に磁気バイアス用磁石を配置してなる
磁気センサにおいて、配列の端になる2つの磁気抵抗素
子のうちの少なくとも一方の磁気抵抗素子を磁性体基板
の端部近くに位置させると共に、その磁性体基板の端部
に隣接するように前記磁性体基板と同じ磁気的性質を持
ち且つ前記磁気バイアス用磁石からの高さが前記磁性体
基板の前記磁気抵抗素子を配列した面と等しくなる厚み
を有する磁性体スペーサを設置して前記磁性体基板の端
部を磁気的に延長したことを特徴とする磁気センサを提
供する。第2の観点では、この発明は、上記構成の磁気
センサにおいて、前記磁性体スペーサは、前記磁性体基
板が嵌め込まれ且つ当該磁性体基板の厚みと同じ深さを
有する凹部を有し、前記磁性体基板と一体化されている
ことを特徴とする磁気センサを提供する。 第3の観点で
は、この発明は、上記構成の磁気センサにおいて、前記
配列の端になる2つの磁気抵抗素子のうちの一方の磁気
抵抗素子を前記磁性体基板の一端部近くに位置させ、前
記2つの磁気抵抗素子のうちの他方の磁気抵抗素子を前
記磁性体基板の他端部近くに形成された電極面より中央
側に位置させ、前記磁性体スペーサを前記磁性体基板の
一端部のみに隣接して設置したことを特徴とする磁気セ
ンサを提供する。
明は、磁性体基板上に複数の磁気抵抗素子を配列し且つ
前記磁性体基板下に磁気バイアス用磁石を配置してなる
磁気センサにおいて、配列の端になる2つの磁気抵抗素
子のうちの少なくとも一方の磁気抵抗素子を磁性体基板
の端部近くに位置させると共に、その磁性体基板の端部
に隣接するように前記磁性体基板と同じ磁気的性質を持
ち且つ前記磁気バイアス用磁石からの高さが前記磁性体
基板の前記磁気抵抗素子を配列した面と等しくなる厚み
を有する磁性体スペーサを設置して前記磁性体基板の端
部を磁気的に延長したことを特徴とする磁気センサを提
供する。第2の観点では、この発明は、上記構成の磁気
センサにおいて、前記磁性体スペーサは、前記磁性体基
板が嵌め込まれ且つ当該磁性体基板の厚みと同じ深さを
有する凹部を有し、前記磁性体基板と一体化されている
ことを特徴とする磁気センサを提供する。 第3の観点で
は、この発明は、上記構成の磁気センサにおいて、前記
配列の端になる2つの磁気抵抗素子のうちの一方の磁気
抵抗素子を前記磁性体基板の一端部近くに位置させ、前
記2つの磁気抵抗素子のうちの他方の磁気抵抗素子を前
記磁性体基板の他端部近くに形成された電極面より中央
側に位置させ、前記磁性体スペーサを前記磁性体基板の
一端部のみに隣接して設置したことを特徴とする磁気セ
ンサを提供する。
【0007】
【作用】上記第1の観点による磁気センサでは、磁性体
基板の端部に隣接するように磁性体スペーサを設置し、
磁性体基板の端部を同じ高さで磁気的に延長する。この
ため、磁性体基板側の角部によるエッジ効果を低減でき
る。すなわち、エッジ効果による磁束の片寄りを抑制す
ることが出来るので、被検体の移動方向による中性電圧
値の変動を防止できる。
基板の端部に隣接するように磁性体スペーサを設置し、
磁性体基板の端部を同じ高さで磁気的に延長する。この
ため、磁性体基板側の角部によるエッジ効果を低減でき
る。すなわち、エッジ効果による磁束の片寄りを抑制す
ることが出来るので、被検体の移動方向による中性電圧
値の変動を防止できる。
【0008】なお、磁性体基板を大きくして磁気抵抗素
子を端部近くに位置させないようにすることも考えられ
るが、磁気抵抗素子を配列した磁性体基板は、磁気抵抗
素子を製作するための基板でもあり、高い加工精度を必
要とするので、大きな寸法にすると磁性体基板を製造す
る歩留りが下がる新たな問題点を生じる。この発明の磁
気センサでは、このような問題点をも回避できる。ま
た、上記第2の観点による磁気センサでは、磁性体スペ
ーサの凹部に磁性体基板を嵌め込み、磁性体基板と磁性
体スペーサとを一体化するので、取り扱いしやすくな
る。 さらに、上記第3の観点による磁気センサでは、配
列の端になる2つの磁気抵抗素子のうちの一方を磁性体
基板の一端部近くに位置させ、当該一端部側のみに磁性
体スペーサを設置し、磁性体基板の他端部側には磁性体
スペーサを設置しない。磁性体基板の他端部側には電極
面が形成されているために、前記2つの磁気抵抗素子の
うちの他方は磁性体基板の端に位置せず、磁性体スペー
サを設けなくてもエッジ効果が十分に小さい。この結
果、磁性体基板の片側のみに磁性体スペーサを設置して
構成を簡単化しつつ、磁性体基板の両端の角部によるエ
ッジ効果を十分に低減することが出来る。
子を端部近くに位置させないようにすることも考えられ
るが、磁気抵抗素子を配列した磁性体基板は、磁気抵抗
素子を製作するための基板でもあり、高い加工精度を必
要とするので、大きな寸法にすると磁性体基板を製造す
る歩留りが下がる新たな問題点を生じる。この発明の磁
気センサでは、このような問題点をも回避できる。ま
た、上記第2の観点による磁気センサでは、磁性体スペ
ーサの凹部に磁性体基板を嵌め込み、磁性体基板と磁性
体スペーサとを一体化するので、取り扱いしやすくな
る。 さらに、上記第3の観点による磁気センサでは、配
列の端になる2つの磁気抵抗素子のうちの一方を磁性体
基板の一端部近くに位置させ、当該一端部側のみに磁性
体スペーサを設置し、磁性体基板の他端部側には磁性体
スペーサを設置しない。磁性体基板の他端部側には電極
面が形成されているために、前記2つの磁気抵抗素子の
うちの他方は磁性体基板の端に位置せず、磁性体スペー
サを設けなくてもエッジ効果が十分に小さい。この結
果、磁性体基板の片側のみに磁性体スペーサを設置して
構成を簡単化しつつ、磁性体基板の両端の角部によるエ
ッジ効果を十分に低減することが出来る。
【0009】
【実施例】以下、図に示す実施例によりこの発明をさら
に詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限定さ
れるものではない。
に詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限定さ
れるものではない。
【0010】−第1実施例− 図1は、この発明の第1実施例の磁気センサの要部断面
図である。この磁気センサ100は、磁性体基板5の上
面に磁気抵抗素子1〜磁気抵抗素子4を一列に配列する
と共に、磁性体基板5の下側に磁気バイアス用磁石6を
設置し、さらに、磁気抵抗素子1〜磁気抵抗素子4の配
列方向の磁性体基板5の両端部に隣接するように前記磁
性体基板5と同じ材料の磁性体スペーサ8,8を設置し
た構造である。
図である。この磁気センサ100は、磁性体基板5の上
面に磁気抵抗素子1〜磁気抵抗素子4を一列に配列する
と共に、磁性体基板5の下側に磁気バイアス用磁石6を
設置し、さらに、磁気抵抗素子1〜磁気抵抗素子4の配
列方向の磁性体基板5の両端部に隣接するように前記磁
性体基板5と同じ材料の磁性体スペーサ8,8を設置し
た構造である。
【0011】磁気抵抗素子1〜磁気抵抗素子4の配列ピ
ッチは、回転する磁性体歯車Gのピッチの1/4になっ
ている。磁気抵抗素子1〜磁気抵抗素子4の配列方向の
磁性体基板5のサイズは、磁気抵抗素子1と磁気抵抗素
子4とが端部近くに位置するようなサイズである。磁気
抵抗素子1〜磁気抵抗素子4の配列方向の磁性体スペー
サ8のサイズは、磁気抵抗素子1〜磁気抵抗素子4の配
列ピッチより大きくなっている。磁性体スペーサ8の厚
さは、磁性体基板5と同じであり、磁性体基板5の磁気
抵抗素子1〜磁気抵抗素子4を配列した面と同じ高さで
ある。
ッチは、回転する磁性体歯車Gのピッチの1/4になっ
ている。磁気抵抗素子1〜磁気抵抗素子4の配列方向の
磁性体基板5のサイズは、磁気抵抗素子1と磁気抵抗素
子4とが端部近くに位置するようなサイズである。磁気
抵抗素子1〜磁気抵抗素子4の配列方向の磁性体スペー
サ8のサイズは、磁気抵抗素子1〜磁気抵抗素子4の配
列ピッチより大きくなっている。磁性体スペーサ8の厚
さは、磁性体基板5と同じであり、磁性体基板5の磁気
抵抗素子1〜磁気抵抗素子4を配列した面と同じ高さで
ある。
【0012】図2は、磁気センサ100の上面図であ
る。磁気抵抗素子1〜磁気抵抗素子4の配列方向と直交
する方向の磁性体スペーサ8のサイズは、磁性体基板5
と同じである。
る。磁気抵抗素子1〜磁気抵抗素子4の配列方向と直交
する方向の磁性体スペーサ8のサイズは、磁性体基板5
と同じである。
【0013】この磁気センサ100では、図1に示すよ
うに、磁性体基板5の端部に隣接して磁性体スペーサ8
があるため、磁性体基板5の角部5’によるエッジ効果
が抑制され、磁束の片寄りが少なくなる。従って、図3
の(a)と(b)に示すように、磁性体歯車GがCW方
向に回転するときの中性電圧値Voと,磁性体歯車Gが
CCW方向に回転するときの中性電圧値Vo’との差が
小さくなる。すなわち、実用上、中性電圧値が磁性体歯
車Gの回転方向によって変動しなくなる。数値例を示せ
ば、磁性体歯車Gの回転方向による中性電圧値の差が、
従来の磁気センサでは13mV〜23mVであったが、
この発明の磁気センサでは5mV〜6mVになった。
うに、磁性体基板5の端部に隣接して磁性体スペーサ8
があるため、磁性体基板5の角部5’によるエッジ効果
が抑制され、磁束の片寄りが少なくなる。従って、図3
の(a)と(b)に示すように、磁性体歯車GがCW方
向に回転するときの中性電圧値Voと,磁性体歯車Gが
CCW方向に回転するときの中性電圧値Vo’との差が
小さくなる。すなわち、実用上、中性電圧値が磁性体歯
車Gの回転方向によって変動しなくなる。数値例を示せ
ば、磁性体歯車Gの回転方向による中性電圧値の差が、
従来の磁気センサでは13mV〜23mVであったが、
この発明の磁気センサでは5mV〜6mVになった。
【0014】−第2実施例− 図4は、この発明の第2実施例の磁気センサの要部断面
図である。この磁気センサ200は、磁性体基板5の上
面に磁気抵抗素子1〜磁気抵抗素子4を一列に配列する
と共に、磁性体基板5と同じ材料の磁性体スペーサ28
の凹部28’に前記磁性体基板5を嵌め込み、磁性体ス
ペーサ28の下側に磁気バイアス用磁石6を設置した構
造である。
図である。この磁気センサ200は、磁性体基板5の上
面に磁気抵抗素子1〜磁気抵抗素子4を一列に配列する
と共に、磁性体基板5と同じ材料の磁性体スペーサ28
の凹部28’に前記磁性体基板5を嵌め込み、磁性体ス
ペーサ28の下側に磁気バイアス用磁石6を設置した構
造である。
【0015】磁性体スペーサ28の凹部28’は、磁性
体基板5を嵌め込むのに適当な大きさとする。磁気抵抗
素子1〜磁気抵抗素子4の配列方向の磁性体スペーサ2
8のサイズは、凹部28’の両側に磁気抵抗素子1〜磁
気抵抗素子4の配列ピッチより大きい部分がそれぞれ形
成されるようなサイズである。磁性体スペーサ28の厚
さは、磁性体基板5の厚さの2倍程度であり、磁性体基
板5を凹部28’に嵌めたとき、凹部28’の両側部分
は磁性体基板5とほぼ同じ高さになる。
体基板5を嵌め込むのに適当な大きさとする。磁気抵抗
素子1〜磁気抵抗素子4の配列方向の磁性体スペーサ2
8のサイズは、凹部28’の両側に磁気抵抗素子1〜磁
気抵抗素子4の配列ピッチより大きい部分がそれぞれ形
成されるようなサイズである。磁性体スペーサ28の厚
さは、磁性体基板5の厚さの2倍程度であり、磁性体基
板5を凹部28’に嵌めたとき、凹部28’の両側部分
は磁性体基板5とほぼ同じ高さになる。
【0016】この磁気センサ200でも、実用上、中性
電圧値が磁性体歯車Gの回転方向によって変動しなくな
る。また、磁性体基板5と磁性体スペーサ28とを一体
化しやすいので、取り扱いやすくなる。
電圧値が磁性体歯車Gの回転方向によって変動しなくな
る。また、磁性体基板5と磁性体スペーサ28とを一体
化しやすいので、取り扱いやすくなる。
【0017】−第3実施例− 図5は、この発明の第3実施例の磁気センサの上面図で
ある。この磁気センサ300は、単相出力のもので、磁
性体基板35の上面に磁気抵抗素子31と磁気抵抗素子
33とを配列すると共にVin電極3VとGND電極3G
と出力電極3Aとを形成し、さらに、磁性体基板35と
同じ材料の磁性体スペーサ38を前記磁性体基板35の
1端部に隣接して設置し、前記磁性体基板35と前記磁
性体スペーサ38の下側に磁気バイアス用磁石36を設
置した構造である。
ある。この磁気センサ300は、単相出力のもので、磁
性体基板35の上面に磁気抵抗素子31と磁気抵抗素子
33とを配列すると共にVin電極3VとGND電極3G
と出力電極3Aとを形成し、さらに、磁性体基板35と
同じ材料の磁性体スペーサ38を前記磁性体基板35の
1端部に隣接して設置し、前記磁性体基板35と前記磁
性体スペーサ38の下側に磁気バイアス用磁石36を設
置した構造である。
【0018】磁気抵抗素子31は磁性体基板35の端部
に位置しているが、磁性体スペーサ38を設置するか
ら、磁性体基板35の角部35’によるエッジ効果を抑
制できる。一方、磁気抵抗素子33は、Vin電極3Vと
GND電極3Gと出力電極3Aとを形成するために、磁
性体基板35の端部に位置していないから、エッジ効果
を受けない。
に位置しているが、磁性体スペーサ38を設置するか
ら、磁性体基板35の角部35’によるエッジ効果を抑
制できる。一方、磁気抵抗素子33は、Vin電極3Vと
GND電極3Gと出力電極3Aとを形成するために、磁
性体基板35の端部に位置していないから、エッジ効果
を受けない。
【0019】従って、この磁気センサ300では、磁性
体スペーサ38を1端部に設置するだけだが、実用上、
中性電圧値が磁性体歯車Gの回転方向によって変動しな
くなる。
体スペーサ38を1端部に設置するだけだが、実用上、
中性電圧値が磁性体歯車Gの回転方向によって変動しな
くなる。
【0020】
【発明の効果】この発明の磁気センサによれば、中性電
圧値が被検体の移動方向によって変動することを防止で
きる。また、磁性体スペーサを磁性体基板と別体に設け
たので、磁性体基板の面積が最小で済み、磁性体基板加
工の歩留りを向上できる。さらに、磁性体スペーサは、
磁性体基板の磁気抵抗素子を配列する面とほぼ同じ高さ
であるので、磁性体基板の角部における磁束の片寄りを
磁性体スペーサの方向に移動し、磁性体基板の角部によ
るエッジ効果を低減できる(これにより、全ての磁気抵
抗素子に作用する磁束の磁束密度を均等に近づけること
が出来る)。さらにまた、磁気センサの用途に応じて磁
性体スペーサの大きさを定めることができるので、用途
ごとに被検体に合せて磁気センサを構成することが出来
る。
圧値が被検体の移動方向によって変動することを防止で
きる。また、磁性体スペーサを磁性体基板と別体に設け
たので、磁性体基板の面積が最小で済み、磁性体基板加
工の歩留りを向上できる。さらに、磁性体スペーサは、
磁性体基板の磁気抵抗素子を配列する面とほぼ同じ高さ
であるので、磁性体基板の角部における磁束の片寄りを
磁性体スペーサの方向に移動し、磁性体基板の角部によ
るエッジ効果を低減できる(これにより、全ての磁気抵
抗素子に作用する磁束の磁束密度を均等に近づけること
が出来る)。さらにまた、磁気センサの用途に応じて磁
性体スペーサの大きさを定めることができるので、用途
ごとに被検体に合せて磁気センサを構成することが出来
る。
【図1】この発明の第1実施例の磁気センサの要部断面
図である。
図である。
【図2】図1の磁気センサの上面図である。
【図3】図1の磁気センサにおいて磁性体歯車がCW回
転のときとCCW回転のときの出力電圧波形を示す説明
図である。
転のときとCCW回転のときの出力電圧波形を示す説明
図である。
【図4】この発明の第2実施例の磁気センサの要部断面
図である。
図である。
【図5】この発明の第3実施例の磁気センサの上面図で
ある。
ある。
【図6】従来の磁気センサの一例の要部断面図である。
【図7】図6の磁気センサの回路図である。
【図8】図6の磁気センサにおいて磁性体歯車がCW回
転のときとCCW回転のときの出力電圧波形を示す説明
図である。
転のときとCCW回転のときの出力電圧波形を示す説明
図である。
1,2,3,4 磁気抵抗素子 5 磁性体基板 6 磁気バイアス用磁石 G 磁性体歯車 8 磁性体スペーサ 28 磁性体スペーサ 28’ 凹部 35 磁性体基板 38 磁性体スペーサ 100 磁気センサ 200 磁気センサ 300 磁気センサ
Claims (3)
- 【請求項1】 磁性体基板上に複数の磁気抵抗素子を配
列し且つ前記磁性体基板下に磁気バイアス用磁石を配置
してなる磁気センサにおいて、配列の端になる2つの磁
気抵抗素子のうちの少なくとも一方の磁気抵抗素子を磁
性体基板の端部近くに位置させると共に、その磁性体基
板の端部に隣接するように前記磁性体基板と同じ磁気的
性質を持ち且つ前記磁気バイアス用磁石からの高さが前
記磁性体基板の前記磁気抵抗素子を配列した面と等しく
なる厚みを有する磁性体スペーサを設置して前記磁性体
基板の端部を磁気的に延長したことを特徴とする磁気セ
ンサ。 - 【請求項2】 請求項1に記載の磁気センサにおいて、
前記磁性体スペーサは、前記磁性体基板が嵌め込まれ且
つ当該磁性体基板の厚みと同じ深さを有する凹部を有
し、前記磁性体基板と一体化されていることを特徴とす
る磁気センサ。 - 【請求項3】 請求項1に記載の磁気センサにおいて、
前記配列の端になる2つの磁気抵抗素子のうちの一方の
磁気抵抗素子を前記磁性体基板の一端部近くに位置さ
せ、前記2つの磁気抵抗素子のうちの他方の磁気抵抗素
子を前記磁性体基板の他端部近くに形成された電極面よ
り中央側に位置させ、前記磁性体スペーサを前記磁性体
基板の一端部のみに隣接して設置したことを特徴とする
磁気センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4198624A JP2808997B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 磁気センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4198624A JP2808997B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 磁気センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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