JP3039223B2 - 磁気エンコーダ - Google Patents
磁気エンコーダInfo
- Publication number
- JP3039223B2 JP3039223B2 JP5235271A JP23527193A JP3039223B2 JP 3039223 B2 JP3039223 B2 JP 3039223B2 JP 5235271 A JP5235271 A JP 5235271A JP 23527193 A JP23527193 A JP 23527193A JP 3039223 B2 JP3039223 B2 JP 3039223B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage comparator
- magnetoresistive element
- magnetic encoder
- duty ratio
- rotating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気エンコーダに関し、
特にスダレ型磁気抵抗素子を利用した磁気エンコーダに
関する。
特にスダレ型磁気抵抗素子を利用した磁気エンコーダに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の磁気エンコーダは、図３
に示すように、磁化パターン２を有する回転着磁体１
と、回転着磁体１による磁界の変化を検知し電位変化の
信号を出力するスダレ型磁気抵抗素子を利用する磁気抵
抗素子３と、電圧比較器４とを有する。
に示すように、磁化パターン２を有する回転着磁体１
と、回転着磁体１による磁界の変化を検知し電位変化の
信号を出力するスダレ型磁気抵抗素子を利用する磁気抵
抗素子３と、電圧比較器４とを有する。
【０００３】回転着磁体１の有する磁化パターン２は、
図４に示すように、回転着磁体１の円周側面にＮ極とＳ
極とを交互に着磁したものとして構成される。
図４に示すように、回転着磁体１の円周側面にＮ極とＳ
極とを交互に着磁したものとして構成される。
【０００４】次に、従来の磁気エンコーダの動作につい
て説明する。
て説明する。
【０００５】図４（ａ）に示すように、４つのスダレ型
磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４はλ／４（λ：波長）
ピッチで配列され、それぞれ図４（ｂ）に示すようにＭ
ＲＥ１とＭＲＥ２およびＭＲＥ３とＭＲＥ４の２つの磁
気抵抗素子の中点の電位ＶａおよびＶｂは図５（ｂ）お
よび（ｃ）のような電位変化を示す。
磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４はλ／４（λ：波長）
ピッチで配列され、それぞれ図４（ｂ）に示すようにＭ
ＲＥ１とＭＲＥ２およびＭＲＥ３とＭＲＥ４の２つの磁
気抵抗素子の中点の電位ＶａおよびＶｂは図５（ｂ）お
よび（ｃ）のような電位変化を示す。
【０００６】図５において、（ａ）はスダレ型磁気抵抗
素子ＭＲＥ１に対する回転着磁体１の磁界を示し、
（ｂ）は中点電位Ｖａ、（ｃ）は中点電位Ｖｂ、また
（ｄ）は電圧比較器４の出力電圧Ｖｏｕｔを示す。電圧
比較器４は、電位ＶａとＶｂとを比較し、Ｖａ〉Ｖｂの
ときは＋Ｖｃｃ，Ｖａ〈ＶｂのときはＯＶの電位の矩形
波パルスとして出力する。
素子ＭＲＥ１に対する回転着磁体１の磁界を示し、
（ｂ）は中点電位Ｖａ、（ｃ）は中点電位Ｖｂ、また
（ｄ）は電圧比較器４の出力電圧Ｖｏｕｔを示す。電圧
比較器４は、電位ＶａとＶｂとを比較し、Ｖａ〉Ｖｂの
ときは＋Ｖｃｃ，Ｖａ〈ＶｂのときはＯＶの電位の矩形
波パルスとして出力する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この従来の磁気エンコ
ーダでは、磁化パターンを回転着磁体の円周側面に着磁
しており、磁化パターンによる磁界を検出する磁気抵抗
素子との距離を一定に保つ必要がある。これは、磁気抵
抗素子との距離が変化すると中点電位信号も変化し、電
圧比較器の出力するパルス電圧のデューティ比を変化さ
せる要因となることを回避するためである。
ーダでは、磁化パターンを回転着磁体の円周側面に着磁
しており、磁化パターンによる磁界を検出する磁気抵抗
素子との距離を一定に保つ必要がある。これは、磁気抵
抗素子との距離が変化すると中点電位信号も変化し、電
圧比較器の出力するパルス電圧のデューティ比を変化さ
せる要因となることを回避するためである。
【０００８】したがって、デューティ比の変化を減少さ
せるためには、回転着磁体を真円に近づけ、偏心を減少
させ、また側面を平滑にする必要がある。すなわち、回
転着磁体の機械的精度を上げなければならないが、それ
にも限度があり従ってデューティ比の変化の減少にも限
度があるという問題点があった。
せるためには、回転着磁体を真円に近づけ、偏心を減少
させ、また側面を平滑にする必要がある。すなわち、回
転着磁体の機械的精度を上げなければならないが、それ
にも限度があり従ってデューティ比の変化の減少にも限
度があるという問題点があった。
【０００９】本発明の目的は上述した問題点を解決し、
回転着磁体の機械的精度に関する条件を著しく緩和しう
る磁気エンコーダを提供することにある。
回転着磁体の機械的精度に関する条件を著しく緩和しう
る磁気エンコーダを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気エンコーダ
は、磁化パターンを有する回転着磁体と、この回転着磁
体と対向配置し前記回転着磁体の形成する磁界による電
位変化信号を出力する磁気抵抗素子と、この磁気抵抗素
子による前記電位変化信号を入力して矩形波パルス列の
出力パルスを送出する電圧比較器と、前記出力パルスを
入力としてそのデューティ比を補正し前記回転着磁体の
機械的精度にもとづく前記デューティ比の変化を補正す
るデューティ補正回路とを備える。
は、磁化パターンを有する回転着磁体と、この回転着磁
体と対向配置し前記回転着磁体の形成する磁界による電
位変化信号を出力する磁気抵抗素子と、この磁気抵抗素
子による前記電位変化信号を入力して矩形波パルス列の
出力パルスを送出する電圧比較器と、前記出力パルスを
入力としてそのデューティ比を補正し前記回転着磁体の
機械的精度にもとづく前記デューティ比の変化を補正す
るデューティ補正回路とを備える。
【００１１】また本発明の磁気エンコーダは、前記電圧
比較器と前記回転着磁体との間に前記電圧比較器の入力
レベルを増大する差動増幅器を介在させた構成を有す
る。
比較器と前記回転着磁体との間に前記電圧比較器の入力
レベルを増大する差動増幅器を介在させた構成を有す
る。
【００１２】さらに本発明の磁気エンコーダは、前記磁
気抵抗素子と前記電圧比較器と前記デューティ補正回路
または前記磁気抵抗素子と前記電圧比較器と前記デュー
ティ補正回路と前記差動増幅器とをそれぞれ１チップか
１モジュールとした構成を有する。
気抵抗素子と前記電圧比較器と前記デューティ補正回路
または前記磁気抵抗素子と前記電圧比較器と前記デュー
ティ補正回路と前記差動増幅器とをそれぞれ１チップか
１モジュールとした構成を有する。
【００１３】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１４】図１は、本発明の第一の実施例の磁気エン
コーダの構成図である。
コーダの構成図である。
【００１５】本第一の実施例は、回転着磁体１と、回転
着磁体１の円周側面に複数着磁して配設した磁化パター
ン２と、スダレ型磁気抵抗素子を利用する磁気抵抗素子
３と、電圧比較器４と、デューティ比補正回路５とを備
え、点線で示す部分は１チップまたは１モジュールの一
体化構成とされる。
着磁体１の円周側面に複数着磁して配設した磁化パター
ン２と、スダレ型磁気抵抗素子を利用する磁気抵抗素子
３と、電圧比較器４と、デューティ比補正回路５とを備
え、点線で示す部分は１チップまたは１モジュールの一
体化構成とされる。
【００１６】磁化パターン２の着磁数は、回転着磁体１
を１回転するときに発生させる出力パルス数との関係に
より決定され、例えば１００乃至２００程度のものが利
用される。
を１回転するときに発生させる出力パルス数との関係に
より決定され、例えば１００乃至２００程度のものが利
用される。
【００１７】回転着磁体１の機械的精度には限度がある
ので、電圧比較器４の出力パルスのデューティ比は厳密
にはそれぞれ異って変化している。これら電圧比較器４
の出力パルスはデューティ比補正回路５に入力される。
ので、電圧比較器４の出力パルスのデューティ比は厳密
にはそれぞれ異って変化している。これら電圧比較器４
の出力パルスはデューティ比補正回路５に入力される。
【００１８】デューティ比補正回路５は、希望するデュ
ーティ比の出力パルスを出力するように、あらかじめ回
路常数が設定されている。デューティ比補正回路５の具
体的構成例としては、例えば単安定マルチバイブレータ
回路があり、回路構成素子のコンデンサ、抵抗器による
時定数を適宜選定することにより、入力信号があれば一
定のパルス幅すなわち一定デューティ比のパルスを出力
させることができる。時定数を適宜選定することによ
り、デューティ比を略５％〜９５％の可変範囲にわたっ
て設定可能である。
ーティ比の出力パルスを出力するように、あらかじめ回
路常数が設定されている。デューティ比補正回路５の具
体的構成例としては、例えば単安定マルチバイブレータ
回路があり、回路構成素子のコンデンサ、抵抗器による
時定数を適宜選定することにより、入力信号があれば一
定のパルス幅すなわち一定デューティ比のパルスを出力
させることができる。時定数を適宜選定することによ
り、デューティ比を略５％〜９５％の可変範囲にわたっ
て設定可能である。
【００１９】尚本第一の実施例は、電圧比較器４に入力
する信号電圧が十分に確保できる場合であるが、電圧比
較器４に入力する信号電圧が小さい場合には図２の第二
の実施例に示すように差動増幅器６を磁気抵抗素子３と
電圧比較器４との間に介在させて十分なレベルの信号電
圧とし、電圧比較器４に入力させることによって安定し
た動作を確保することができる。
する信号電圧が十分に確保できる場合であるが、電圧比
較器４に入力する信号電圧が小さい場合には図２の第二
の実施例に示すように差動増幅器６を磁気抵抗素子３と
電圧比較器４との間に介在させて十分なレベルの信号電
圧とし、電圧比較器４に入力させることによって安定し
た動作を確保することができる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、磁気エン
コーダの出力パルスに対するデューティ補正を施すこと
により、従来必要とされていた回転着磁体に対する機械
的精度の条件を大幅に緩和して量産化を容易とするとと
もに出力パルスのデューティ比を希望値に自由に設定す
ることができる効果を有する。
コーダの出力パルスに対するデューティ補正を施すこと
により、従来必要とされていた回転着磁体に対する機械
的精度の条件を大幅に緩和して量産化を容易とするとと
もに出力パルスのデューティ比を希望値に自由に設定す
ることができる効果を有する。
【図１】本発明の第一の実施例の磁気エンコーダの構成
図である。
図である。
【図２】本発明の第二の実施例の磁気エンコーダの構成
図である。
図である。
【図３】従来の磁気エンコーダの構成図である。
【図４】磁気抵抗素子の配置例（ａ）および接続例
（ｂ）を示す図である。
（ｂ）を示す図である。
【図５】図４の各部の電位変化と電圧比較出力とを示す
波形図である。
波形図である。
１ 回転着磁体 ２ 磁化パターン ３ 磁気抵抗素子 ４ 電圧比較器 ５ デューティ比補正回路 ６ 差動増幅器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01D 5/00 - 5/252 G01D 5/39 - 5/62
Claims (3)
- 【請求項１】 磁化パターンを有する回転着磁体と、こ
の回転着磁体と対向配置し前記回転着磁体の形成する磁
界による電位変化信号を出力する磁気抵抗素子と、この
磁気抵抗素子による前記電位変化信号を入力して矩形波
パルス列の出力パルスを送出する電圧比較器と、前記出
力パルスを入力としてそのデューティ比を補正し前記回
転着磁体の機械的精度にもとづく前記デューティ比の変
化を補正するデューティ補正回路とを備えることを特徴
とする磁気エンコーダ。 - 【請求項２】 前記電圧比較器と前記回転着磁体との間
に前記電圧比較器の入力レベルを増大する差動増幅器を
介在させたことを特徴とする請求項１記載の磁気エンコ
ーダ。 - 【請求項３】 前記磁気抵抗素子と前記電圧比較器と前
記デューティ補正回路または前記磁気抵抗素子と前記電
圧比較器と前記デューティ補正回路と前記差動増幅器と
をそれぞれ１チップか１モジュールとして構成したこと
を特徴とする請求項１または２記載の磁気エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5235271A JP3039223B2 (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 磁気エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5235271A JP3039223B2 (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 磁気エンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0791980A JPH0791980A (ja) | 1995-04-07 |
| JP3039223B2 true JP3039223B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=16983630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5235271A Expired - Lifetime JP3039223B2 (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 磁気エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3039223B2 (ja) |
-
1993
- 1993-09-22 JP JP5235271A patent/JP3039223B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0791980A (ja) | 1995-04-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000201 |