JP3003061B2 - Speed detector - Google Patents

Speed detector

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JP3003061B2
JP3003061B2 JP5246930A JP24693093A JP3003061B2 JP 3003061 B2 JP3003061 B2 JP 3003061B2 JP 5246930 A JP5246930 A JP 5246930A JP 24693093 A JP24693093 A JP 24693093A JP 3003061 B2 JP3003061 B2 JP 3003061B2
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magnetic
coil
bubble
magnetic bubble
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扶佐夫 幸坂
康弘 坂巻
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Electric Corp
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は磁気バブルを用いた回転
数検出器に関し、詳しくは、読出コイルの駆動回路の改
善に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotational speed detector using a magnetic bubble, and more particularly to an improvement in a driving circuit of a read coil.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気バブルを用いた回転数検出器につい
ては、本願出願人が特願昭61-81901号(先行例1と記
す)や特願昭62-212208号(先行例2と記す)などで出
願しており、その原理は広く知られている。図6は磁気
バブルを用いた回転数検出器の動作原理図、図7は図6
の磁気バブル素子上に設けられた転送素子ループのパタ
ーン例図、図8は図7の転送素子ループのストレッチャ
部を拡大した図である。
2. Description of the Related Art As to a rotational speed detector using a magnetic bubble, the present applicant has filed a Japanese Patent Application No. 61-81901 (referred to as Prior Art 1) or Japanese Patent Application No. 62-212208 (referred to as Prior Art 2). And the principle is widely known. FIG. 6 is a diagram illustrating the principle of operation of a rotational speed detector using magnetic bubbles, and FIG.
8 is a pattern example diagram of a transfer element loop provided on the magnetic bubble element, and FIG. 8 is an enlarged view of a stretcher portion of the transfer element loop of FIG.

【0003】図6において、1は磁気バブル素子であ
り、磁気バブルを発生する材料で構成される。説明を加
えると、磁気バブルは、適当な強さの垂直磁界を加える
ことにより、GGG(ガドリニウム−ガリウム−ガーネ
ット)上に数μmエピタキシャル成長させた垂直磁化膜
の中に筒状の形で発生する。該磁気バブル素子1には、
磁気バブル検出素子12,13及びアルミ配線パターン
14,15,16が形成されている(図8参照)。磁気
バブル検出素子12,13は、磁気抵抗素子(例えばパ
ーマロイ)で構成される。更に磁気バブル素子1には、
薄膜のパーマロイで構成された転送素子11がループ状
に形成され、これに沿って磁気バブルが転送される(図
7,図8参照)。図7では1つの転送素子ループを示し
たが、実際の磁気バブル素子1上には複数の転送素子ル
ープが設けられる。各転送素子ループ上には先行例2で
知られているような「メモリホイールの原理」に基づい
たビットパターンで磁気バブルが書き込まれている。な
お、磁気バブル素子1が配置されている平面を便宜上x
−y表面と呼ぶ。
In FIG. 6, reference numeral 1 denotes a magnetic bubble element, which is made of a material that generates magnetic bubbles. In addition, a magnetic bubble is generated in a cylindrical shape in a perpendicular magnetic film epitaxially grown by several μm on GGG (gadolinium-gallium-garnet) by applying a perpendicular magnetic field having an appropriate strength. The magnetic bubble element 1 includes:
Magnetic bubble detecting elements 12, 13 and aluminum wiring patterns 14, 15, 16 are formed (see FIG. 8). Each of the magnetic bubble detection elements 12 and 13 is constituted by a magnetoresistive element (for example, permalloy). Further, the magnetic bubble element 1 includes
The transfer element 11 made of a thin-film permalloy is formed in a loop shape, and the magnetic bubbles are transferred along the loop (see FIGS. 7 and 8). FIG. 7 shows one transfer element loop, but a plurality of transfer element loops are provided on the actual magnetic bubble element 1. Magnetic bubbles are written on each transfer element loop in a bit pattern based on the “memory wheel principle” as known in the preceding example 2. Note that the plane on which the magnetic bubble element 1 is arranged is referred to as x for convenience.
-Called y surface.

【0004】2は2枚一組のバイアス磁石であり(図6
参照)、磁気バブル素子1に対して垂直な一定の磁界
(バイアス磁界)を与え、バブル状の磁区を保持する作
用を有するものである。3,4は読出コイルであり、磁
気バブル素子1の周囲に図6のように配置される。これ
ら読出コイル3,4はリング磁石5の回転数を読み出す
時に使われるもので、交番電流をコイルに流すことによ
り回転磁界を発生させ、磁気バブル17,18,19を
転送する。読出コイル3,4については、先行例1,2
に詳しく記載されている。
Reference numeral 2 denotes a pair of bias magnets (see FIG. 6).
), And has a function of applying a constant vertical magnetic field (bias magnetic field) to the magnetic bubble element 1 to maintain a bubble-like magnetic domain. Reference numerals 3 and 4 denote read coils, which are arranged around the magnetic bubble element 1 as shown in FIG. These read coils 3 and 4 are used when reading the number of revolutions of the ring magnet 5, and generate a rotating magnetic field by passing an alternating current through the coils to transfer the magnetic bubbles 17, 18 and 19. Regarding the read coils 3 and 4, the prior art examples 1 and 2
Is described in detail.

【0005】5は永久磁石よりなるリング磁石であり、
回転軸(図示せず)に取り付けられている。このリング
磁石5は磁気バブル素子1に対して平行な面内磁界を与
えるもので、この面内磁界は回転軸が回転することによ
り回転する。磁気バブルは、1ステップ/1回転磁界で
転送素子ループを巡回する。図6は8極に着磁されたリ
ング磁石の例であり、この場合、回転軸が1回転すると
磁気バブルは転送素子11の4個分を移動する。
[0005] 5 is a ring magnet consisting of a permanent magnet,
It is attached to a rotating shaft (not shown). The ring magnet 5 applies a parallel in-plane magnetic field to the magnetic bubble element 1, and the in-plane magnetic field is rotated by rotation of a rotation axis. The magnetic bubble circulates around the transfer element loop with one step / one rotating magnetic field. FIG. 6 shows an example of a ring magnet magnetized to eight poles. In this case, when the rotating shaft makes one rotation, the magnetic bubbles move by four transfer elements 11.

【0006】図7に示す各転送素子ループには、先行例
2に記載された『メモリホイールの原理』に基づいた特
殊配列パターンの磁気バブルが書き込まれている。特殊
配列パターンとは、全ビットパターンの中のある位置か
ら切り出した連続するビットパターンが他のどの位置か
ら切り出した同ビット数のパターンとも同じにならない
という特徴を持ったパターンである。従って、転送素子
ループのある決まった位置から連続する数ビットのパタ
ーンを読み出すことでそのループにおけるビットパター
ンの転送シフト量を知ることができる。
In each transfer element loop shown in FIG. 7, magnetic bubbles having a special arrangement pattern based on the “principle of the memory wheel” described in the preceding example 2 are written. The special arrangement pattern is a pattern having a feature that a continuous bit pattern cut out from a certain position in all bit patterns is not the same as a pattern having the same number of bits cut out from any other position. Therefore, by reading out a pattern of several consecutive bits from a certain position of the transfer element loop, the transfer shift amount of the bit pattern in the loop can be known.

【0007】磁気バブルは、前述のある位置に配置され
た磁気バブル検出器10で検出される。磁気バブル検出
器10は、図8に示す磁気バブル検出素子12,13で
構成される。磁気バブル検出素子12,13には、アル
ミ配線パターン14,15,16を介して定電流が予め
流されている(アルミ配線パターン16はアース電
位)。そして、磁気バブル検出素子12,13の部分に
磁気バブル17,18,19が移動してくると抵抗値が
変化するため、アルミ配線パターン14,15の電位が
変化する。この2つのアルミ配線パターン14,15の
電位信号を図示しない差動増幅器で差動演算することに
より、磁気バブルの検出信号を得ている。
[0007] The magnetic bubble is detected by the magnetic bubble detector 10 arranged at a certain position as described above. The magnetic bubble detector 10 includes magnetic bubble detection elements 12 and 13 shown in FIG. A constant current is applied to the magnetic bubble detection elements 12 and 13 in advance via the aluminum wiring patterns 14, 15 and 16 (the aluminum wiring pattern 16 has a ground potential). When the magnetic bubbles 17, 18, 19 move to the magnetic bubble detecting elements 12, 13, the resistance value changes, so that the potential of the aluminum wiring patterns 14, 15 changes. The differential signal of the potential signals of the two aluminum wiring patterns 14 and 15 is calculated by a differential amplifier (not shown) to obtain a magnetic bubble detection signal.

【0008】以上のような磁気バブル素子1において、
転送素子ループ上には、『メモリホイールの原理』によ
り定まる例えば1ループ8ビットのビットパターン(0
1110100)が磁気バブルの有無により形成されて
いる。図7に示す実施例ではもっと多数のビット(例え
ば49ビット前後)であるが、ここでは発明を分かり易
くするため8ビットで説明する。この8桁のビットパタ
ーンは、リング磁石5が回転するとその回転に応じて転
送素子ループ上を巡回する。この巡回動作は図6の装置
が停電などで電気回路的にその動作を停止していても正
常に行われる。例えば、図6に示す回転数検出器の電源
がストップして電子回路的にその動作を停止している時
にリング磁石5が例えば10回転すると、この10回転
に応じた位置に前記8ビットの磁気バブルは移動してい
る。電源が復旧すると、リング磁石5が何回転したかを
測定するため、読出コイル3,4を励磁して回転磁界を
発生させ、磁気バブルを例えば3個の転送素子分だけ順
にその位置を移動させる(先行例2参照)。従って、磁
気バブル検出器10からは3個の時系列のビットパター
ンが読み出され、これらパターンからメモリホイールの
原理によりリング磁石5の累積回転数を知ることができ
る。検出後、読出コイル3,4は上述と逆方向の回転磁
界を磁気バブル素子1へ加えて磁気バブルを3個の転送
素子分だけ移動させ、元あった位置に戻す。
In the magnetic bubble element 1 as described above,
On the transfer element loop, for example, a bit pattern (0
1110100) is formed depending on the presence or absence of a magnetic bubble. Although the embodiment shown in FIG. 7 has a larger number of bits (for example, around 49 bits), here, 8 bits will be described to make the invention easier to understand. When the ring magnet 5 rotates, the 8-digit bit pattern circulates on the transfer element loop according to the rotation. This circulating operation is performed normally even if the device shown in FIG. 6 stops its operation in an electric circuit due to a power failure or the like. For example, if the ring magnet 5 rotates 10 times while the power of the rotation speed detector shown in FIG. 6 is stopped and its operation is stopped in an electronic circuit, for example, the 8-bit magnetic field is positioned at the position corresponding to the 10 rotations. The bubble is moving. When the power is restored, in order to measure how many times the ring magnet 5 has rotated, the read coils 3 and 4 are excited to generate a rotating magnetic field, and the magnetic bubble is moved in order by, for example, three transfer elements. (See Prior Example 2). Therefore, three time-series bit patterns are read from the magnetic bubble detector 10, and the cumulative number of rotations of the ring magnet 5 can be known from these patterns by the principle of the memory wheel. After detection, the read coils 3 and 4 apply a rotating magnetic field in the opposite direction to the magnetic bubble element 1 to move the magnetic bubbles by three transfer elements and return to the original position.

【0009】ここで、読出コイル3,4を動作させた場
合、読出コイル3,4により発生した磁界HMとリング
磁石5による磁界HRとが重畳して磁気バブル素子1へ
加えられる。そして、リング磁石5の磁界HRのベクト
ル方向と読出コイル3,4の磁界HMのベクトル方向と
が同じ方向へ向いた領域では、パーマロイで構成された
磁気バブル検出素子12,13が磁気飽和して、磁気バ
ブル17,18,19の検出ができなくなる問題があ
る。
Here, when the read coils 3 and 4 are operated, the magnetic field H M generated by the read coils 3 and 4 and the magnetic field H R by the ring magnet 5 are superimposed and applied to the magnetic bubble element 1. Then, in the region where the vector direction of the magnetic field H M of the vector direction and read coil 3, 4 of the magnetic field H R of the ring magnet 5 facing the same direction, magnetic bubble sensing element 12, 13 made of a permalloy magnetic saturation Thus, there is a problem that the magnetic bubbles 17, 18, and 19 cannot be detected.

【0010】これを図9と図10を参照して説明する。
磁気バブル17,18,19を転送するためには、面内
磁界として例えば40ガウス以上を加える必要がある。
リング磁石5が発生する磁界HRを40ガウスとする
と、回転軸に取り付けたリング磁石5が回転することに
より図9の小円のベクトル軌跡が得られる。ベクトルO
Aの角度でこのリング磁石5が停止し、読出コイル3,
4によりリング磁石5の累積回転数を測定する場合、読
出コイル3,4による回転磁界(例えばHM=90ガウ
ス)のベクトル軌跡は、点Aを中心とする大円になる
(図9参照)。すなわち、原点Oから見ると、ベクトル
和OBは50〜130ガウスの間で変化する。 一方、
磁気バブル検出素子12,13の磁界−抵抗値変化の特
性は図10のようになり、抵抗値の変化は60ガウス程
度で飽和している。図9でベクトル和がOCを向いた時
に磁気バブルを検出するように配置すると、磁気バブル
検出素子12,13の飽和により(図9より60ガウス
以上)、磁気バブル17,18,19の磁束を検出でき
なくなる。
This will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
In order to transfer the magnetic bubbles 17, 18, and 19, it is necessary to apply, for example, 40 gauss or more as an in-plane magnetic field.
Assuming that the magnetic field H R generated by the ring magnet 5 is 40 Gauss, the vector locus of the small circle in FIG. 9 is obtained by rotating the ring magnet 5 attached to the rotating shaft. Vector O
At the angle A, the ring magnet 5 stops, and the read coils 3 and
When the cumulative number of rotations of the ring magnet 5 is measured by using 4, the vector trajectory of the rotating magnetic field (for example, H M = 90 Gauss) by the read coils 3 and 4 becomes a great circle centering on the point A (see FIG. 9). . That is, when viewed from the origin O, the vector sum OB changes between 50 and 130 Gauss. on the other hand,
The magnetic field-resistance change characteristics of the magnetic bubble detection elements 12 and 13 are as shown in FIG. 10, and the resistance change is saturated at about 60 gauss. In FIG. 9, if the magnetic bubble is arranged so as to detect the magnetic bubble when the vector sum is directed to the OC, the magnetic flux of the magnetic bubbles 17, 18 and 19 is reduced due to the saturation of the magnetic bubble detection elements 12 and 13 (60 gauss or more in FIG. It cannot be detected.

【0011】そこで、本出願人は実願昭62-126991 号
(先行例3と記す)を出願してこの問題点を解決した。
先行例3は、2個のホール素子を用いてリング磁石によ
る磁界HRのx,y成分を測定し、磁界HRを打ち消す直
流電流を読出コイルに重畳するようにしたものである。
先行例3の考案は極めて有効であるが、リング磁石の磁
界の測定をホール素子で行っている。
The present applicant has solved this problem by filing an application for Japanese Utility Model Application No. 62-126991 (hereinafter referred to as Prior Example 3).
In the prior example 3, the x and y components of the magnetic field H R by the ring magnet are measured using two Hall elements, and a direct current for canceling the magnetic field H R is superimposed on the read coil.
Although the invention of the preceding example 3 is extremely effective, the measurement of the magnetic field of the ring magnet is performed using a Hall element.

【0012】ホール素子は加えられた磁界の強さに比例
した電圧を出力するもので、磁界が0でもある電圧(不
平衡電圧と呼ばれる)を出力する。一般に、ホール素子
における不平衡電圧は比較的大きく、しかもホール素子
は感度と不平衡電圧の温度係数も大きい。従って、例え
ば−10℃〜+70℃の温度範囲で使用すると、不平衡
電圧分と感度の温度ドリフトのため、磁界の測定精度が
低下する。その結果、リング磁石5により発生する磁界
Rを適切にキャンセルすることができなくなってしま
う。
The Hall element outputs a voltage proportional to the strength of the applied magnetic field, and outputs a voltage at which the magnetic field is zero (called an unbalanced voltage). In general, the unbalanced voltage in a Hall element is relatively large, and the Hall element also has a large sensitivity and a large temperature coefficient of the unbalanced voltage. Therefore, when used in a temperature range of, for example, −10 ° C. to + 70 ° C., the measurement accuracy of the magnetic field decreases due to the temperature drift of the unbalanced voltage and the sensitivity. As a result, the magnetic field H R generated by the ring magnet 5 cannot be appropriately canceled.

【0013】そこで、このようなホール素子を用いるこ
とによる不都合を解決するために、本出願人はさらに実
願平2-4864号(先行例4と記す)を出願した。この先行
例4は、ホール素子を使用せずにリング磁石の磁界の強
さを知るようにしたもので、リング磁石の回転角度と磁
界ベクトルの関係を予め調べてそれらのデータをROM
に格納しておき、回転角度に応じてそれらのデータを取
り出すように構成している。
In order to solve the inconvenience caused by using such a Hall element, the present applicant has further filed Japanese Utility Model Application No. 2-4864 (described as Prior Example 4). In the prior example 4, the strength of the magnetic field of the ring magnet was known without using the Hall element, and the relationship between the rotation angle of the ring magnet and the magnetic field vector was checked in advance, and the data was stored in the ROM.
, And the data is taken out according to the rotation angle.

【0014】図11は先行例4の要部構成例図であり、
図6と共通する部分には同一符号を付けている。図にお
いて、21は回転角度検出器であり、リング磁石5が取
り付けられている図示しない回転軸の回転角度θnに応
じた信号を出力する。この回転角度検出器21としては
例えば本出願人が特願昭62-70078号として出願した光学
式エンコーダを用いることができる。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a configuration of a main part of the preceding example 4.
6 are denoted by the same reference numerals. In the figure, 21 is a rotational angle detector, and outputs a signal corresponding to the rotation angle theta n of the rotary shaft (not shown) the ring magnet 5 is attached. As the rotation angle detector 21, for example, an optical encoder filed by the present applicant as Japanese Patent Application No. 62-70078 can be used.

【0015】22はラッチであり、REQ信号の印加タ
イミングで回転角度検出器21の出力を取り込み、これ
をラッチする。23は角度/アドレス変換器であり、ラ
ッチ22を介して取り込んだ回転軸の回転角度θnをX
軸用ROM33とY軸用ROM34のアドレス値へ変換
する。X軸用ROM33には回転角度値に対応したアド
レスにリング磁石5が磁気バブル素子1へ加えるX軸成
分の磁界の強さに応じた信号が書き込まれ、Y軸用RO
M34には回転角度値に対応したアドレスにリング磁石
5が磁気バブル素子1へ加えるY軸成分の磁界の強さに
応じた信号が書き込まれている。
Reference numeral 22 denotes a latch, which takes in the output of the rotation angle detector 21 at the application timing of the REQ signal and latches the output. 23 is the angle / address translator, the rotation angle theta n of the rotating shaft taken through the latch 22 X
This is converted into the address values of the axis ROM 33 and the Y axis ROM. A signal corresponding to the strength of the magnetic field of the X-axis component applied to the magnetic bubble element 1 by the ring magnet 5 is written into the X-axis ROM 33 at an address corresponding to the rotation angle value, and the Y-axis RO
In M34, a signal corresponding to the strength of the Y-axis component magnetic field applied to the magnetic bubble element 1 by the ring magnet 5 is written at an address corresponding to the rotation angle value.

【0016】図12(1)を参照して、X軸用ROM3
3とY軸用ROM34の内容を説明する。磁気バブル素
子1へ加えられるリング磁石5の磁界ベクトルの軌跡
は、例えば図12(1)のようになる。図11では8極
着磁のリング磁石5を用いているので、リング磁石5が
1回転すると図12(1)の磁界ベクトルは4回転す
る。これらの磁界をX,Y成分に分けて考えると、リン
グ磁石5の回転とともに正弦波状に変化する。図12
(1)において、a1,a2,…はリング磁石5が取り付
けられた回転軸の実際の回転角度θ1,θ2,…に応じた
値であり、その関係は、 an=4・θn である。
Referring to FIG. 12A, the X-axis ROM 3
3 and the contents of the Y-axis ROM 34 will be described. The locus of the magnetic field vector of the ring magnet 5 applied to the magnetic bubble element 1 is, for example, as shown in FIG. In FIG. 11, since the ring magnet 5 having eight poles is used, when the ring magnet 5 makes one rotation, the magnetic field vector shown in FIG. If these magnetic fields are divided into X and Y components, they change in a sinusoidal manner with the rotation of the ring magnet 5. FIG.
In (1), a 1, a 2, ... an actual rotation angle theta 1 of the rotary shaft ring magnet 5 is mounted, theta 2, a value corresponding to ..., the relationship, a n = 4 · θ n .

【0017】そして、X軸用ROM33とY軸用ROM
34には次の内容が書き込まれる。 回転角度 X軸用ROM33 Y軸用ROM34 a1 ADX1X1 ADY1Y12 ADX2X2 ADY2Y2 : : : : : an ADXnXn ADYnYn ここで、ADX1,ADX2,…,ADXnはX軸用ROM3
3のアドレスであり、ADY1,ADY2,…,ADYnはY
軸用ROM34のアドレスである。
The ROM 33 for the X axis and the ROM for the Y axis
The following contents are written in 34. Rotation angle X-axis ROM33 for Y-axis ROM34 a 1 AD X1 H X1 AD Y1 H Y1 a 2 AD X2 H X2 AD Y2 H Y2::::: a n AD Xn H Xn AD Yn H Yn Here, AD X1 , AD X2 , ..., AD Xn are the ROM 3 for the X axis.
A third address, AD Y1, AD Y2, ... , AD Yn is Y
This is the address of the axis ROM 34.

【0018】リング磁石5から磁気バブル素子1へ加え
られる磁気ベクトルはリング磁石5の回転角θnによっ
て一義的に決定されるので、上記のa1,a2,…,an
とHX1,HX2,…,HXnおよびHY1,HY2,…,HYn
関係は予め知ることができ、これらの値をX軸用ROM
33とY軸用ROM34に書き込むことができる。な
お、これらX軸用ROM33とY軸用ROM34に書き
込む内容は磁界の強さそのものではなく、磁界の強さに
応じた信号であればよい。すなわち、この磁界をキャン
セルする磁界を発生させるために読出コイル3,4に流
す電流値を意味するものでもよい。また、磁界は回転軸
の1回転に対して4回転するので、各ROM33,34
に書き込む磁界の値は回転軸の1/4回転分だけでよ
い。
[0018] Since the magnetic vectors applied from the ring magnet 5 to the magnetic bubble device 1 is uniquely determined by the rotation angle theta n ring magnets 5, above a 1, a 2, ..., a n
, H X1 , H X2 ,..., H Xn and H Y1 , H Y2 ,.
33 and the Y-axis ROM 34. The contents to be written in the X-axis ROM 33 and the Y-axis ROM 34 need not be the strength of the magnetic field itself, but may be a signal corresponding to the strength of the magnetic field. That is, it may mean a current value flowing through the read coils 3 and 4 to generate a magnetic field that cancels this magnetic field. Further, since the magnetic field rotates four times for one rotation of the rotation axis, each of the ROMs 33, 34
The value of the magnetic field to be written only to the 軸 rotation of the rotation axis.

【0019】35,36はデジタル信号をアナログ信号
に変換するD/A変換器(以下DACと記す)であり、
公知のものを用いることができる。37は温度検出器で
あり、リング磁石5にフェライト磁石のような温度係数
の大きいものを使用する場合に打ち消し用磁界の温度補
正を行うために用いる。この温度検出器37は回転数検
出器内部の温度を測定して角度/アドレス変換器23に
入力し、測定した角度値を補正する。
Reference numerals 35 and 36 denote D / A converters (hereinafter referred to as DACs) for converting digital signals into analog signals.
Known ones can be used. Reference numeral 37 denotes a temperature detector, which is used to correct the temperature of the canceling magnetic field when a ring magnet 5 having a large temperature coefficient such as a ferrite magnet is used. The temperature detector 37 measures the temperature inside the rotation speed detector and inputs the measured temperature to the angle / address converter 23 to correct the measured angle value.

【0020】25は2相発振器であり、90°位相の異
なる2つの交流信号(IO・sinωt、IO・cosωt)を
出力する。この2つの交流信号は、リング磁石5の累積
回転数を測定するときにオンになるスイッチ26,27
を介して減算器28,29に加えられる。なお、リング
磁石5の累積回転数を測定しない期間、スイッチ26,
27は図示しないコントローラによりオフにされる。
Reference numeral 25 denotes a two-phase oscillator, which outputs two AC signals (I o · sin ωt, I o · cos ωt) having phases different from each other by 90 °. Switches 26 and 27 which are turned on when measuring the cumulative number of rotations of ring magnet 5 are output from these two AC signals.
Are added to the subtracters 28 and 29 via During the period in which the cumulative number of rotations of the ring magnet 5 is not measured, the switches 26,
27 is turned off by a controller (not shown).

【0021】減算器28,28は2相発振器25の出力
信号からDAC35,36の出力I t,Irを減算する。
30,31はコイルドライバであり、減算器28,29
の出力を増幅してそれぞれのX軸コイル(読出コイル
3)とY軸コイル(読出コイル4)に図13(2),
(3)に示すような駆動電流を加える。
The subtracters 28, 28 output the output of the two-phase oscillator 25.
The output I of the DAC 35, 36 from the signal t, IrIs subtracted.
30 and 31 are coil drivers, and subtracters 28 and 29
Amplify the output of each X-axis coil (reading coil
3) and the Y-axis coil (reading coil 4) as shown in FIG.
A drive current as shown in (3) is applied.

【0022】図11の構成の動作を説明する。いまリン
グ磁石5の回転は停止しているものとする。このリング
磁石5の累積回転数を測定する場合、図13(1)に示
すようなREQ信号(動作開始信号)がラッチ22に加
えられ、リング磁石5の回転角度θnの値をラッチす
る。この回転角度θnの値は角度/アドレス変換器23
によりアドレス信号ADXn,ADYnに変換され、X軸用
ROM33とY軸用ROM34に加えられる。そして、
このアドレスに格納されているHXn,HYnの値が読み出
されてDAC35,36でアナログ信号It,Irに変換
される。
The operation of the configuration shown in FIG. 11 will be described. It is assumed that the rotation of the ring magnet 5 has stopped now. When measuring the cumulative rotational speed of the ring magnet 5, REQ signal as shown in FIG. 13 (1) (operation start signal) is applied to the latch 22 to latch the value of the rotation angle theta n of the ring magnet 5. The value of the rotation angle theta n the angle / address translator 23
, Are converted into address signals AD Xn and AD Yn , and are applied to the ROM 33 for the X axis and the ROM 34 for the Y axis. And
H Xn stored in this address, the analog signal at DAC35,36 the value of H Yn is read I t, is converted into I r.

【0023】すなわち、DAC35からはリング磁石5
により磁気バブル素子1に加えられているX軸成分磁界
を打ち消すのに必要な直流電流Itが出力され、DAC
36からはY軸成分磁界を打ち消すのに必要な直流電流
rが出力される。そして、例えば図13(1)に示す
REQ信号の立ち下がりエッジでスイッチ26と27は
オンになり、2相発振器25の2相信号IO・cosωtと
O・sinωtからそれぞれDAC35,36の出力
t,Irが減算される。その結果、図13(2),
(3)に示すように、オフセット成分It,Irを差し引
いた電流(I O・cosωt−It)と(IO・sinωt−
r)がそれぞれコイルドライバ30,31を介して読
出コイル3,4に加えられる。
That is, the ring magnet 5 is output from the DAC 35.
X-axis component magnetic field applied to the magnetic bubble element 1 by
DC current I required to canceltIs output and the DAC
DC current required to cancel the Y-axis component magnetic field from 36
IrIs output. Then, for example, as shown in FIG.
At the falling edge of the REQ signal, switches 26 and 27
Is turned on, and the two-phase signal I of the two-phase oscillator 25O・ Cosωt
IO・ Output of DAC35 and DAC36 from sinωt
It, IrIs subtracted. As a result, FIG.
As shown in (3), the offset component It, IrDeduct
Current (I O・ Cosωt-It) And (IO・ Sinωt-
Ir) Are read via the coil drivers 30 and 31, respectively.
It is applied to output coils 3 and 4.

【0024】図12(2)は図11の装置における磁界
ベクトルの動きの説明図である。いまリング磁石5の磁
界ベクトルがOBの方を向いて停止しているとすると、
この時の角度abは回転角度検出器21により測定さ
れ、この測定値に基づいて、リング磁石5により磁気バ
ブル素子1へ加えられている磁界のX軸成分HXBとY軸
成分HYBはX軸用ROM33とY軸用ROM34から読
み出される。
FIG. 12B is an explanatory diagram of the movement of the magnetic field vector in the apparatus shown in FIG. Assuming now that the magnetic field vector of the ring magnet 5 faces OB and stops,
The angle ab at this time is measured by the rotation angle detector 21, and based on the measured value, the X-axis component H XB and the Y-axis component H YB of the magnetic field applied to the magnetic bubble element 1 by the ring magnet 5 are X It is read from the axis ROM 33 and the Y axis ROM 34.

【0025】そして、電流(−It),(−Ir)により
リング磁石5の磁界OBは相殺され、図12(2)に実
線で示す読出コイル3,4による半径50ガウスの回転
磁界のみが磁気バブル素子1に加わる。また、読出コイ
ル3,4から加わる回転磁界の大きさは一定なので磁気
バブル検出素子12,13がうける磁界は50ガウスに
なり、飽和することなく安定に信号を検出できる。
[0025] Then, the current (-I t), - the magnetic field OB ring magnets 5 by (I r) is canceled, the rotating magnetic field of the radius of 50 gauss due to read coil 3, 4 shown by a solid line only 12 (2) Is added to the magnetic bubble element 1. Further, since the magnitude of the rotating magnetic field applied from the read coils 3 and 4 is constant, the magnetic field applied to the magnetic bubble detecting elements 12 and 13 is 50 Gauss, and a signal can be detected stably without saturation.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような図
11に示した従来の回路では、比較的多くのアナログ回
路を用いているので、回路規模が大きくなってしまうと
いう問題がある。本発明の目的は、アナログ回路が少な
く小型化が可能な比較的簡単な回路構成で、精度よくリ
ング磁石による磁界をキャンセルすることができる回転
数検出器を提供することにある。
However, the conventional circuit shown in FIG. 11 has a problem that the circuit scale becomes large because a relatively large number of analog circuits are used. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rotation speed detector capable of accurately canceling a magnetic field generated by a ring magnet with a relatively simple circuit configuration having a small number of analog circuits and being compact.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、回転軸に取り付けた永久磁石の磁界を磁
気バブル素子に加えて複数ビットパターンからなる磁気
バブルを移動させるとともに、読出コイルに励磁電流を
流すことにより回転磁界を発生させて前記磁気バブルを
強制的に移動させ、磁気バブルのビットパターンを磁気
バブル検出素子で検出することにより回転軸の累積回転
数を測定する回転数検出器において、前記読出コイルの
両端間にブリッジを形成するようにスイッチ素子が接続
されたスイッチ回路と、このスイッチ回路を介して読出
コイルに励磁電流を供給する直流電源と、前記永久磁石
が磁気バブル素子に加えるX軸成分及びY軸成分の磁界
の強さを検出する磁界検出手段と、この磁界検出信号に
基づいて永久磁石が磁気バブル素子に加えるX軸成分及
びY軸成分の磁界を打ち消すためのスイッチ駆動信号を
生成して前記スイッチ回路をオン,オフ駆動するスイッ
チ駆動手段、を備えたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention applies a magnetic field of a permanent magnet attached to a rotating shaft to a magnetic bubble element to move a magnetic bubble composed of a plurality of bit patterns and read the magnetic bubble. The number of rotations for measuring the cumulative number of rotations of the rotating shaft by generating a rotating magnetic field by flowing an exciting current through the coil to forcibly move the magnetic bubbles and detecting a bit pattern of the magnetic bubbles with a magnetic bubble detecting element. In the detector, a switch circuit in which a switch element is connected so as to form a bridge between both ends of the read coil, a DC power supply for supplying an exciting current to the read coil through the switch circuit, Magnetic field detecting means for detecting the intensity of the magnetic field of the X-axis component and the Y-axis component applied to the bubble element, and a permanent magnet based on the magnetic field detection signal On the switching circuit generates a switching driving signal for canceling the magnetic field in the X-axis component and a Y-axis component added to the magnetic bubble device, but with the switch drive means for turning off the drive, the.

【0028】[0028]

【作用】読出コイルに流れる励磁電流はコイルのインダ
クタンスにより積分されて磁気バブルの移動に適した波
形になる。そして、回転永久磁石が磁気バブル素子に加
えるX軸成分及びY軸成分の磁界は、読出コイルに流れ
る励磁電流によって打ち消される。
The exciting current flowing through the read coil is integrated by the inductance of the coil to form a waveform suitable for the movement of the magnetic bubble. Then, the magnetic fields of the X-axis component and the Y-axis component applied to the magnetic bubble element by the rotating permanent magnet are canceled by the exciting current flowing through the reading coil.

【0029】[0029]

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。図1は本発明に係る回転数検出器の要部
の構成図であり、図11と共通する部分には同一の符号
を付けている。なお、実際の装置では読出コイル3,4
のそれぞれについて同様に構成されるが、図1では一方
の読出コイル3(X軸コイル)の系統について示してい
る。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of a rotation speed detector according to the present invention, and portions common to FIG. 11 are denoted by the same reference numerals. In the actual device, the read coils 3, 4
Are similarly configured, but FIG. 1 shows a system of one read coil 3 (X-axis coil).

【0030】図1において、読出コイル3の両端間には
ブリッジを形成するように4個のスイッチ素子SW1〜
SW4よりなるスイッチ回路が接続されている。すなわ
ち、読出コイル3の一端にはスイッチ素子SW1とSW
2の接続点が接続され、読出コイル3の他端にはスイッ
チ素子SW3とSW4の接続点が接続されている。スイ
ッチ素子SW1とSW3の接続点には読出コイル3に励
磁電流を供給する直流電源41が接続され、スイッチ素
子SW2とSW4の接続点は共通電位点に接続されてい
る。
In FIG. 1, four switch elements SW1 to SW1 are formed so as to form a bridge between both ends of the read coil 3.
A switch circuit composed of SW4 is connected. That is, the switch elements SW1 and SW
2 is connected, and the other end of the read coil 3 is connected to a connection point of the switch elements SW3 and SW4. A DC power supply 41 for supplying an exciting current to the read coil 3 is connected to a connection point between the switch elements SW1 and SW3, and a connection point between the switch elements SW2 and SW4 is connected to a common potential point.

【0031】42は演算部であり、回転角度検出器21
から出力される角度信号に基づいてROM33から演算
に必要な情報を読み出して永久磁石5が磁気バブル素子
1に加えるX軸成分及びY軸成分の磁界の強さに応じた
信号を算出し、この算出結果に基づき永久磁石5が磁気
バブル素子1に加える磁界を打ち消すための直流電流を
励磁電流に重畳するようにスイッチ回路を構成するスイ
ッチ素子SW1〜SW4のオン,オフを制御するための
パルス幅データを演算する。
Reference numeral 42 denotes an arithmetic unit, which is a rotation angle detector 21
The information necessary for the operation is read out from the ROM 33 based on the angle signal output from the CPU, and a signal corresponding to the strength of the magnetic field of the X-axis component and the Y-axis component applied by the permanent magnet 5 to the magnetic bubble element 1 is calculated. A pulse width for controlling on / off of the switch elements SW1 to SW4 constituting the switch circuit so that a DC current for canceling a magnetic field applied to the magnetic bubble element by the permanent magnet 5 is superimposed on the excitation current based on the calculation result. Operate on data.

【0032】43はスイッチ制御部であり、演算部42
で演算されたパルス幅データに基づいてスイッチ回路を
構成する各スイッチ素子SW1〜SW4を個別にオン,
オフ制御するための制御信号を生成出力する。図2は図
1のスイッチ回路の具体例図、図3は図2のスイッチ動
作を説明する波形図である。図2では、スイッチ素子S
W1とSW4としてPチャンネルのMOSFETが用い
られ、スイッチ素子SW2とSW3としてNチャンネル
のMOSFETが用いられている。そして、各MOSF
ETのソース・ドレイン間にはそれぞれダイオードが並
列に接続されている。これら各MOSFETの駆動はロ
ジック信号S1〜S4によりMOSドライバを介して行
われ、SW1はS1、SW2はS2、SW3はS3、S
W4はS4によりそれぞれ駆動される。なお、以下の説
明ではMOSFETの内部抵抗は無視する。これによ
り、図2のVLはVOとほぼ等しくなる。また、磁気バブ
ルを検出したのちは磁気バブルを元の位置に戻すために
回転磁界を正逆方向に回転させる必要があるが、個々で
は一方向のみを示している。
Reference numeral 43 denotes a switch control unit.
Each of the switch elements SW1 to SW4 constituting the switch circuit is individually turned on based on the pulse width data calculated in
A control signal for off control is generated and output. FIG. 2 is a specific example diagram of the switch circuit of FIG. 1, and FIG. 3 is a waveform diagram illustrating the switch operation of FIG. In FIG. 2, the switching element S
P-channel MOSFETs are used as W1 and SW4, and N-channel MOSFETs are used as switch elements SW2 and SW3. And each MOSF
Diodes are connected in parallel between the source and the drain of the ET. Each of these MOSFETs is driven by logic signals S1 to S4 via a MOS driver. SW1 is S1, SW2 is S2, SW3 is S3, S3.
W4 is driven by S4. In the following description, the internal resistance of the MOSFET is ignored. Thereby, V L in FIG. 2 becomes substantially equal to V O. After detecting the magnetic bubble, it is necessary to rotate the rotating magnetic field in the forward and reverse directions in order to return the magnetic bubble to its original position, but each shows only one direction.

【0033】図3において、(A)はコイル3に流れる
電流を示し、(B)はコイル3に印加される電圧を示し
ている。なお、これら(A),(B)において、実線は
直流成分を与えない場合の基本的な動作状態を示し、点
線は永久磁石5が磁気バブル素子1に加える磁界を打ち
消すために直流成分を与えた場合の動作状態を示してい
る。(C)はスイッチ素子SW1,SW4のオン,オフ
動作状態を示し、(D)はスイッチ素子SW2,SW3
のオン,オフ動作状態を示している。
In FIG. 3, (A) shows the current flowing through the coil 3, and (B) shows the voltage applied to the coil 3. In these (A) and (B), the solid line shows a basic operating state when no DC component is applied, and the dotted line gives a DC component to cancel the magnetic field applied to the magnetic bubble element 1 by the permanent magnet 5. It shows the operation state in the case where it is performed. (C) shows the on / off operation state of the switch elements SW1 and SW4, and (D) shows the switch elements SW2 and SW3.
Of FIG.

【0034】はじめに実線で示した直流成分を与えない
場合の動作について説明する。第1の区間のパルス幅T
PSによってスイッチ素子SW1,SW4がオンにな
り、コイル3には(B)に示す電圧が印加される。すな
わち、コイル電流はスイッチ素子SW1→コイル3→ス
イッチ素子SW4の経路を通って直流電源41から共通
電位点に流れる。このとき、コイル3に流れる電流はコ
イル3のインダクタンスにより積分されるので指数関数
状の波形になる。
First, the operation when the DC component shown by the solid line is not applied will be described. Pulse width T of the first section
The switch elements SW1 and SW4 are turned on by the PS, and the voltage shown in FIG. That is, the coil current flows from the DC power supply 41 to the common potential point through the path of the switch element SW1, the coil 3, and the switch element SW4. At this time, since the current flowing through the coil 3 is integrated by the inductance of the coil 3, the current becomes an exponential waveform.

【0035】第2の区間のパルス幅TP2ではスイッチ
素子SW2,SW3がオンになり、コイル電流はスイッ
チ素子SW3→コイル3→スイッチ素子SW2の経路を
通って直流電源41から共通電位点に流れる。このと
き、コイル3に印加される電圧はTPSのときとは逆に
なるのでコイル3に流れる電流は指数関数的に減衰し、
やがてTPSのときと逆向きの電流が増加する。
In the pulse width TP2 of the second section, the switch elements SW2 and SW3 are turned on, and the coil current flows from the DC power supply 41 to the common potential point through the path of the switch element SW3 → coil 3 → switch element SW2. At this time, since the voltage applied to the coil 3 is opposite to that at the time of TPS, the current flowing through the coil 3 attenuates exponentially,
Eventually, the current in the opposite direction to the TPS increases.

【0036】第3の区間のパルス幅TP3では再びスイ
ッチ素子SW1,SW4がオンになり、コイル3に印加
される電圧はTP2のときとは逆になってコイル3に流
れる電流も反転する。このパルス幅TP3の途中でコイ
ル電流の1周期が終わり続いて2周期目に入る。以下同
様な動作をTP2→TP3→TP2と繰り返した後、第
4の区間のパルス幅TPEを実行する。これにより、コ
イル3は3周期繰り返して励磁されることになる。
In the pulse width TP3 of the third section, the switching elements SW1 and SW4 are turned on again, and the voltage applied to the coil 3 is reversed from that in the case of TP2, and the current flowing through the coil 3 is also reversed. One cycle of the coil current ends in the middle of the pulse width TP3, and then the second cycle starts. After the same operation is repeated in the order of TP2 → TP3 → TP2, the pulse width TPE in the fourth section is executed. As a result, the coil 3 is excited three times repeatedly.

【0037】次に、点線で示したように直流成分を与え
る場合の動作について説明する。ここではプラス側に加
算することを考える。基本的に各パルス幅は、コイル3
にはインダクタンス以外に内部抵抗があるので指数関数
的に決まる。第1の区間のパルス幅TPSとコイル電流
との関係は、電圧,抵抗値,インダクタンスによって指
数関数的に決まるが、インダクタンスに比べて抵抗が小
さい場合に2次の近似までとると、 TPS=(L*IL/VL)+(L*R*IL 2/2*
L 2) L:インダクタンス R:内部抵抗 IL:TPS経過後の電流値 VL:コイルに印加される電圧 で近似できる。
Next, the operation when a DC component is given as shown by the dotted line will be described. Here, addition to the plus side is considered. Basically, each pulse width is
Has an internal resistance in addition to the inductance, so it is determined exponentially. The relationship between the pulse width TPS in the first section and the coil current is determined exponentially by the voltage, the resistance value, and the inductance. However, if the resistance is smaller than the inductance, the second approximation is TPS = ( L * I L / V L) + (L * R * I L 2/2 *
V L 2) L: Inductance R: Internal resistance I L: current value after TPS lapse V L: can be approximated by a voltage applied to the coil.

【0038】第2の区間のパルス幅TP2´,第3の区
間のパルス幅TP3´において、デューティ50%(T
P2´=TP3´=TP2=TP3)とすると、直流成
分はほぼ0になる。また、このデューティと加算の関係
はほぼ線形になる。 ΔD=−R(1−exp(−T0))*exp(−T0/2)*
DC/2*VL0=(R/L)*T T:コイル動作周期 iDC:コイル電流に加える直流成分 ΔD:デューティ50%からの増分 TP2,TP3は、デューティをD=0.5とすると、
次式でも求められる。
In the pulse width TP2 'of the second section and the pulse width TP3' of the third section, the duty is 50% (T
If P2 '= TP3' = TP2 = TP3), the DC component becomes almost zero. Further, the relationship between the duty and the addition becomes substantially linear. ΔD = -R (1-exp ( -T 0)) * exp (-T 0/2) *
i DC / 2 * V L T 0 = (R / L) * T T: coil operating cycle i DC : DC component added to coil current ΔD: increment from 50% duty TP2, TP3 have a duty of D = 0. Assuming 5
It can also be obtained by the following equation.

【0039】TP2=(D+ΔD)*T TP3={1−(D+ΔD)}*T TPEも指数関数的に決まるが、これもインダクタンス
に比べて抵抗が小さい場合は次式で求められる。 TPE=(−L*IL/VL)−(1*L2*IL 2*R/
2*VL 2) 以上のような2次式に基づいて演算部42でそれぞれの
パルス幅を演算し、それらの演算結果に基づいてスイッ
チ制御部43でスイッチ素子SW1〜SW4をオン,オ
フ制御する駆動信号を生成出力することにより、コイル
電流に所望の直流成分を与えることができる。そして、
このような駆動によれば、読出コイルはほぼ三角波信号
で励磁されるので、磁気バブルも円滑に移動できる。
TP2 = (D + ΔD) * T TP3 = {1− (D + ΔD)} * T TPE is also determined exponentially, and is also obtained by the following equation when the resistance is smaller than the inductance. TPE = (- L * I L / V L) - (1 * L 2 * I L 2 * R /
2 * V L 2 ) Each of the pulse widths is calculated by the calculation unit 42 based on the quadratic expression as described above, and based on the calculation results, the switch control unit 43 controls the on / off of the switch elements SW1 to SW4. By generating and outputting the drive signal, a desired DC component can be given to the coil current. And
According to such driving, the read coil is excited by the substantially triangular wave signal, so that the magnetic bubbles can also move smoothly.

【0040】図4はスイッチ制御部43の具体例図であ
る。このスイッチ制御部43は、カウンタCTR1〜C
TR5と駆動信号発生部SGとで構成されている。な
お、各カウンタCTR1〜CTR5はロード信号LDに
より初期値データが設定できるものであり、イネーブル
信号Eにより制御される。カウンタCTR〜CTR4に
はそれぞれレジスタREG1〜REG4が設けられてい
る。
FIG. 4 is a diagram showing a specific example of the switch control unit 43. The switch control section 43 includes counters CTR1 to CTR
It is composed of TR5 and a drive signal generator SG. Each of the counters CTR1 to CTR5 can set initial value data by a load signal LD, and is controlled by an enable signal E. The counters CTR to CTR4 are provided with registers REG1 to REG4, respectively.

【0041】カウンタCRT1はパルス幅TPS´を生
成し、カウンタCRT2はパルス幅TP2´を生成し、
カウンタCRT3はパルス幅TP3´を生成し、カウン
タCRT4はパルス幅TPE´を生成する。カウンタC
TR5は周波数を規定する。駆動信号発生部SGはロジ
ックで構成されていて、各カウンタCTR1〜CTR5
の動作を制御するとともに、各カウンタCTR1〜CT
R5のキャリー信号Cを受けてスイッチ素子SW1〜S
W4をオン,オフ制御する駆動信号S1〜S4を生成出
力する。
The counter CRT1 generates a pulse width TPS ', the counter CRT2 generates a pulse width TP2',
The counter CRT3 generates a pulse width TP3 ', and the counter CRT4 generates a pulse width TPE'. Counter C
TR5 specifies the frequency. The drive signal generator SG is configured by logic, and each of the counters CTR1 to CTR5
Of each counter CTR1 to CT
Upon receiving carry signal C of R5, switch elements SW1 to SW
It generates and outputs drive signals S1 to S4 for controlling ON and OFF of W4.

【0042】図4の動作を図5のタイミングチャートを
用いて説明する。なお、カウンタCTR〜CTR4のそ
れぞれのレジスタREG1〜REG4には既に初期値デ
ータが格納されていて、カウンタの計数値はリセットさ
れているものとする。また、SW1〜SW4はオフとす
る。 はじめに、コイルスタート信号が駆動信号発生部SG
に入力されることによってロード信号LD1〜LD4は
Lレベルになり、カウンタCTR〜CTR4にはそれぞ
れのレジスタREG1〜REG4に格納されているデー
タがカウント初期値としてロードされる。
The operation of FIG. 4 will be described with reference to the timing chart of FIG. It is assumed that initial value data is already stored in the registers REG1 to REG4 of the counters CTR to CTR4, and the count value of the counters has been reset. SW1 to SW4 are turned off. First, the coil start signal is supplied to the drive signal generator SG
, The load signals LD1 to LD4 become L level, and the data stored in the respective registers REG1 to REG4 are loaded into the counters CTR to CTR4 as the count initial value.

【0043】次に、カウンタCTR1のイネーブル信
号E1がLレベルになって、カウンタCTR1はカウン
ト初期値からのクロックCLKのカウントを開始する。
そして、駆動信号発生部SGはSW1,SW4をオンに
するための駆動信号S1,S4を出力する。 カウンタCTR1はカウント値が所定値に達するとキ
ャリー信号C1を駆動信号発生部SGに出力する。駆動
信号発生部SGはこのキャリー信号C1を受けるとイネ
ーブル信号E1をHレベルにしてカウンタCTR1のカ
ウント動作を停止させると同時にイネーブル信号E2を
LレベルにしてカウンタCTR2にカウント初期値から
のクロックCLKのカウント動作を開始させる。また、
イネーブル信号E5もLレベルにしてカウンタCTR5
のカウント動作も開始させる。さらに、SW1,SW4
をオフにしてSW2,SW3をオンにするための駆動信
号S1〜S4を出力する。
Next, the enable signal E1 of the counter CTR1 becomes L level, and the counter CTR1 starts counting the clock CLK from the count initial value.
Then, the drive signal generator SG outputs drive signals S1 and S4 for turning on SW1 and SW4. When the count value reaches a predetermined value, the counter CTR1 outputs a carry signal C1 to the drive signal generator SG. Upon receiving the carry signal C1, the drive signal generator SG sets the enable signal E1 to the H level to stop the counting operation of the counter CTR1, and simultaneously sets the enable signal E2 to the L level to cause the counter CTR2 to generate the clock CLK from the initial count value. Start the count operation. Also,
The enable signal E5 is also set to the L level and the counter CTR5 is set.
Is also started. Furthermore, SW1, SW4
Are turned off, and drive signals S1 to S4 for turning on SW2 and SW3 are output.

【0044】カウンタCTR2はカウント値が所定値
に達するとキャリー信号C2を駆動信号発生部SGに出
力する。駆動信号発生部SGはこのキャリー信号C2を
受けるとイネーブル信号E2をHレベルにしてカウンタ
CTR2のカウント動作を停止させると同時にイネーブ
ル信号E3をLレベルにしてカウンタCTR3にカウン
ト初期値からのクロックCLKのカウント動作を開始さ
せる。さらに、SW1,SW4を再びオンにしてSW
2,SW3をオフにするための駆動信号S1〜S4を出
力する。
When the count value reaches a predetermined value, the counter CTR2 outputs a carry signal C2 to the drive signal generator SG. Upon receiving the carry signal C2, the drive signal generator SG sets the enable signal E2 to H level to stop the counting operation of the counter CTR2, and simultaneously sets the enable signal E3 to L level to cause the counter CTR3 to output the clock CLK from the initial count value. Start the count operation. Further, SW1 and SW4 are turned on again and SW
2. It outputs drive signals S1 to S4 for turning off SW3.

【0045】駆動信号発生部SGはカウンタCTR3
のカウント動作中にカウンタCRT2のロード信号LD
2をLレベルにしてパルス幅TP2´のデータをカウン
タCRT2にロードさせる。 カウンタCTR3はカウント値が所定値に達するとキ
ャリー信号C3を駆動信号発生部SGに出力する。駆動
信号発生部SGはこのキャリー信号C3を受けるとイネ
ーブル信号E3をHレベルにしてカウンタCTR3のカ
ウント動作を停止させると同時にイネーブル信号E2を
LレベルにしてカウンタCTR2に再びカウント初期値
からのクロックCLKのカウント動作を開始させる。ま
た、駆動信号発生部SGはカウンタCTR2のカウント
動作中にカウンタCRT3のロード信号LD3をLレベ
ルにしてパルス幅TP3´のデータをカウンタCRT3
にロードさせる。さらに、SW1,SW4を再びオフに
してSW2,SW3をオンにするための駆動信号S1〜
S4を出力する。
The drive signal generator SG is provided with a counter CTR3
The load signal LD of the counter CRT2 during the counting operation of
2 is set to the L level to load the data of the pulse width TP2 'into the counter CRT2. When the count value reaches a predetermined value, the counter CTR3 outputs a carry signal C3 to the drive signal generator SG. Upon receiving the carry signal C3, the drive signal generator SG sets the enable signal E3 to the H level to stop the counting operation of the counter CTR3, and simultaneously sets the enable signal E2 to the L level to cause the counter CTR2 to again output the clock CLK from the initial count value. Is started. Further, the drive signal generator SG sets the load signal LD3 of the counter CRT3 to L level during the count operation of the counter CTR2, and outputs the data of the pulse width TP3 'to the counter CRT3.
To load. Further, drive signals S1 to S4 for turning off SW1 and SW4 again and turning on SW2 and SW3 are set.
S4 is output.

【0046】カウンタCTR2からキャリー信号C2
が出力されたらカウンタCTR2を停止させて再びカウ
ンタCRT3を動作させる。そして、駆動信号発生部S
GはSW1,SW4をオン,SW2,SW3をオフにす
るための駆動信号S1〜S4を出力する。 これらカウンタCTR2とカウンタCRT3の交互動
作をカウンタCTR5からキャリー信号C5が出力され
るまで繰り返させる。
Carry signal C2 from counter CTR2
Is output, the counter CTR2 is stopped and the counter CRT3 is operated again. Then, the drive signal generator S
G outputs drive signals S1 to S4 for turning on SW1 and SW4 and turning off SW2 and SW3. These alternate operations of the counter CTR2 and the counter CRT3 are repeated until the carry signal C5 is output from the counter CTR5.

【0047】カウンタCTR5からキャリー信号C5
が出力されたらイネーブル信号E4をLレベルにしてカ
ウンタCTR4にカウント初期値からのクロックCLK
のカウント動作を開始させてパルス幅TPE´に関連し
たスイッチの駆動信号を生成し、パルス幅TPE´の間
SW1,SW4をオン,SW2,SW3をオフにするた
めの駆動信号S1〜S4を出力する。そして、キャリー
信号C4が出力されると一連の動作は終了し、SW1〜
SW4はオフになる。
The carry signal C5 is output from the counter CTR5.
Is output, the enable signal E4 is set to the L level, and the counter CTR4 outputs the clock CLK from the count initial value.
To generate a switch drive signal related to the pulse width TPE ′, and output drive signals S1 to S4 for turning on SW1 and SW4 and turning off SW2 and SW3 during the pulse width TPE ′. I do. When the carry signal C4 is output, a series of operations ends, and SW1 to SW1 are output.
SW4 is turned off.

【0048】以上により、スイッチ素子SW1〜SW4
の駆動信号が生成出力される。ここで、各パルス幅を変
化させるのにあたってはカウンタCTR〜CTR4のそ
れぞれのレジスタREG1〜REG4の値を変えればよ
い。また、周波数に関するカウンタCTR5は必要な周
波数分だけカウントできるように設計すればよい。な
お、このカウンタCTR5も他のカウンタのようにレジ
スタをもたせることによって周波数を変えることができ
る。
As described above, the switch elements SW1 to SW4
Are generated and output. Here, in changing each pulse width, the values of the registers REG1 to REG4 of the counters CTR to CTR4 may be changed. The counter CTR5 relating to the frequency may be designed to be able to count only the required frequency. The frequency of the counter CTR5 can be changed by providing a register like other counters.

【0049】また、上記実施例ではリング磁石による磁
界の大きさを検出する検出器を回転角度検出器とROM
とで構成する例を示したが、x,y方向の磁界成分をホ
ール素子や磁気抵抗素子などで測定してもよい。スイッ
チ制御部の構成は実施例にかぎるものではなく、所望の
パルス幅の出力信号が得られるものであれば他の回路構
成であってもよい。
In the above embodiment, the detector for detecting the magnitude of the magnetic field by the ring magnet is a rotation angle detector and a ROM.
Although the above example has been described, the magnetic field components in the x and y directions may be measured by a Hall element, a magnetoresistive element, or the like. The configuration of the switch control unit is not limited to the embodiment, and other circuit configurations may be used as long as an output signal having a desired pulse width can be obtained.

【0050】スイッチ回路を構成するスイッチ素子はN
MOSとPMOSの組み合わせに限るものではなくNM
OSだけでもよい。また、MOSFETにかぎるもので
はなく、例えばバイポーラトランジスタとダイオードの
組み合わせであってもよい。また、以上の説明ではMO
SFETの内部抵抗を無視したが、無視できない場合に
はTPS,ΔD,TPEの各式の内部抵抗に含ませて考
えればよい。
The switch element constituting the switch circuit is N
Not limited to the combination of MOS and PMOS, but NM
The OS alone may be used. Further, the present invention is not limited to the MOSFET, and may be, for example, a combination of a bipolar transistor and a diode. In the above description, MO
Although the internal resistance of the SFET is neglected, if it cannot be neglected, it may be considered by including it in the internal resistance of each equation of TPS, ΔD, and TPE.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の回転数検出
器によれば、アナログ回路が少なく小型化が可能な比較
的簡単な回路構成で、精度よくリング磁石による磁界を
キャンセルすることができる。そして、このような構成
によれば、大半の回路を集積回路化することも可能にな
る。
As described above, according to the rotation speed detector of the present invention, the magnetic field generated by the ring magnet can be canceled accurately with a relatively simple circuit configuration having a small number of analog circuits and a small size. it can. According to such a configuration, most circuits can be integrated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る回転数検出器の要部の構成図であ
る。
FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of a rotation speed detector according to the present invention.

【図2】図1のスイッチ回路の具体例図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a specific example of the switch circuit of FIG. 1;

【図3】図2のスイッチ動作を説明する波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram illustrating the switch operation of FIG.

【図4】図1のスイッチ制御部の具体例図である。FIG. 4 is a specific example diagram of a switch control unit in FIG. 1;

【図5】図4の動作を説明するタイミングチャートであ
る。
FIG. 5 is a timing chart illustrating the operation of FIG.

【図6】磁気バブルを用いた回転数検出器の動作原理図
である。
FIG. 6 is an operation principle diagram of a rotation speed detector using a magnetic bubble.

【図7】図6の磁気バブル素子上に設けられた転送素子
ループのパターン例図である。
7 is an exemplary pattern diagram of a transfer element loop provided on the magnetic bubble element of FIG. 6;

【図8】図7の転送素子ループのストレッチャ部を拡大
した図である。
FIG. 8 is an enlarged view of a stretcher portion of the transfer element loop of FIG. 7;

【図9】回転磁界のベクトル説明図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a vector of a rotating magnetic field.

【図10】磁気バブル検出素子の磁界−抵抗値変化の特
性例図である。
FIG. 10 is a graph showing a characteristic example of a magnetic field-resistance change of a magnetic bubble detection element.

【図11】先行例4の要部構成例図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a configuration of a main part of a preceding example 4.

【図12】回転磁界のベクトル説明図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a vector of a rotating magnetic field.

【図13】図11の動作説明図である。FIG. 13 is an operation explanatory diagram of FIG. 11;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 磁気バブル素子 3,4 読出コイル 5 リング磁石 21 角度回転検出器 33 ROM 41 直流電源 42 演算部 43 スイッチ制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic bubble element 3, 4 Reading coil 5 Ring magnet 21 Angle rotation detector 33 ROM 41 DC power supply 42 Operation part 43 Switch control part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01P 3/487 G01D 5/245 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01P 3/487 G01D 5/245

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】回転軸に取り付けた永久磁石の磁界を磁気
バブル素子に加えて複数ビットパターンからなる磁気バ
ブルを移動させるとともに、読出コイルに励磁電流を流
すことにより回転磁界を発生させて前記磁気バブルを強
制的に移動させ、磁気バブルのビットパターンを磁気バ
ブル検出素子で検出することにより回転軸の累積回転数
を測定する回転数検出器において、 前記読出コイルの両端間にブリッジを形成するようにス
イッチ素子が接続されたスイッチ回路と、 このスイッチ回路を介して読出コイルに励磁電流を供給
する直流電源と、 前記永久磁石が磁気バブル素子に加えるX軸成分及びY
軸成分の磁界の強さを検出する磁界検出手段と、 この磁界検出信号に基づいて永久磁石が磁気バブル素子
に加えるX軸成分及びY軸成分の磁界を打ち消すための
スイッチ駆動信号を生成して前記スイッチ回路をオン,
オフ駆動するスイッチ駆動手段、を備えた回転数検出
器。
1. A magnetic field comprising a plurality of bit patterns is moved by applying a magnetic field of a permanent magnet attached to a rotating shaft to a magnetic bubble element, and a rotating magnetic field is generated by supplying an exciting current to a read coil to generate the magnetic field. In a rotation speed detector for measuring a cumulative rotation speed of a rotation shaft by forcibly moving a bubble and detecting a bit pattern of a magnetic bubble with a magnetic bubble detection element, a bridge is formed between both ends of the reading coil. A switching circuit having a switching element connected thereto, a DC power supply for supplying an exciting current to the readout coil via the switching circuit, an X-axis component and a Y component applied by the permanent magnet to the magnetic bubble element.
Magnetic field detection means for detecting the strength of the magnetic field of the axial component; and a switch drive signal for canceling the magnetic field of the X-axis component and the Y-axis component applied to the magnetic bubble element by the permanent magnet based on the magnetic field detection signal. Turn on the switch circuit,
A rotation speed detector including a switch driving unit that performs off driving.
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