JP3186656B2 - Speed sensor - Google Patents

Speed sensor

Info

Publication number
JP3186656B2
JP3186656B2 JP21203897A JP21203897A JP3186656B2 JP 3186656 B2 JP3186656 B2 JP 3186656B2 JP 21203897 A JP21203897 A JP 21203897A JP 21203897 A JP21203897 A JP 21203897A JP 3186656 B2 JP3186656 B2 JP 3186656B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gmr element
magnetic
magnetic field
gmr
sensor rotor
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 - Fee Related
Application number
JP21203897A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH1151694A (en
Inventor
高人 村田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP21203897A priority Critical patent/JP3186656B2/en
Publication of JPH1151694A publication Critical patent/JPH1151694A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3186656B2 publication Critical patent/JP3186656B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、回転数センサに係
り、特に、センサロータの回転に伴う磁界の変化を検出
する磁気検出素子を備える磁気式回転数センサに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotation speed sensor, and more particularly to a magnetic rotation speed sensor provided with a magnetic detecting element for detecting a change in a magnetic field accompanying rotation of a sensor rotor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、例えば特願平60−2544
66号に開示される磁気式回転数センサが公知である。
この回転数センサは、センサロータと、磁気検出器と、
マグネットとを備えている。磁気検出器は、センサロー
タの外周面と対向するように配設されている。マグネッ
トは、磁気検出器を隔ててセンサロータの外周面に対向
するように配設されている。また、センサロータの外周
面には、周方向に一定のピッチで形成された歯部が設け
られている。従って、センサロータが回転すると、磁気
検出器がセンサロータの歯部に対向した状態と、磁気検
出器が歯部に対向しない状態とが交互に形成されること
で、磁気検出器に作用する磁界の大きさがセンサロータ
の回転に応じて変化する。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Japanese Patent Application No. 60-2544.
A magnetic rotational speed sensor disclosed in Japanese Patent No. 66 is known.
This rotation speed sensor includes a sensor rotor, a magnetic detector,
And a magnet. The magnetic detector is disposed so as to face the outer peripheral surface of the sensor rotor. The magnet is disposed so as to face the outer peripheral surface of the sensor rotor with the magnetic detector interposed therebetween. Further, the outer peripheral surface of the sensor rotor is provided with teeth formed at a constant pitch in the circumferential direction. Accordingly, when the sensor rotor rotates, a state in which the magnetic detector faces the tooth portion of the sensor rotor and a state in which the magnetic detector does not face the tooth portion are alternately formed, so that the magnetic field acting on the magnetic detector is formed. Changes according to the rotation of the sensor rotor.

【0003】上記従来の磁気式回転数センサにおいて、
磁気検出器は、4つの磁気抵抗素子より構成されたブリ
ッジ回路を有している。磁気抵抗素子は、センサロータ
の回転方向において所定の間隔で配置されている。従っ
て、センサロータの回転に応じて磁気検出器に作用する
磁界が変化すると、ブリッジ回路を構成する各磁気抵抗
素子の抵抗値が変化し、その抵抗変化に応じてブリッジ
回路の出力電圧が変化する。従って、上記従来の磁気式
回転数センサによれば、ブリッジ回路の出力電圧に基づ
いてセンサロータの回転数を検出することができる。
In the above-mentioned conventional magnetic rotational speed sensor,
The magnetic detector has a bridge circuit composed of four magnetoresistive elements. The magnetoresistive elements are arranged at predetermined intervals in the rotation direction of the sensor rotor. Therefore, when the magnetic field acting on the magnetic detector changes according to the rotation of the sensor rotor, the resistance value of each magnetoresistive element forming the bridge circuit changes, and the output voltage of the bridge circuit changes according to the change in resistance. . Therefore, according to the conventional magnetic rotation speed sensor, the rotation speed of the sensor rotor can be detected based on the output voltage of the bridge circuit.

【0004】ところで、磁気抵抗素子は、その抵抗値が
温度に依存して変化する性質を有している。これに対し
て、上記従来の磁気式回転数センサにおいては、磁気抵
抗素子によりブリッジ回路が構成されているため、各磁
気抵抗素子の抵抗値が温度変化に応じて一定の割合で変
化した場合、その出力電圧は変化しない。このように、
上記従来の磁気式回転数センサは、磁気抵抗素子により
ブリッジ回路を構成することで、温度変化に依存した磁
気抵抗素子の抵抗変化を補償し得るものとなっている。
[0004] Incidentally, the magnetoresistive element has a property that its resistance value changes depending on temperature. On the other hand, in the conventional magnetic rotation speed sensor, since a bridge circuit is configured by the magnetoresistive elements, when the resistance value of each magnetoresistive element changes at a constant rate according to a temperature change, Its output voltage does not change. in this way,
The above-mentioned conventional magnetic rotational speed sensor can compensate for a resistance change of the magnetoresistive element depending on a temperature change by forming a bridge circuit with the magnetoresistive element.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の磁気式回転
数センサにおいて、センサロータの回転数を高精度に検
出するには、ブリッジ回路の出力電圧が大きい方が望ま
しい。ブリッジ回路の出力電圧は、各磁気抵抗素子の抵
抗変化の位相関係に応じて変化する。従って、センサの
高出力化を図るためには、磁気抵抗素子の配置を適切に
設定することが必要である。しかしながら、上記従来の
回転数センサにおいて、センサの高出力化を図ることに
ついては何ら考慮されていない。
In the above-mentioned conventional magnetic rotational speed sensor, it is desirable that the output voltage of the bridge circuit be large in order to detect the rotational speed of the sensor rotor with high accuracy. The output voltage of the bridge circuit changes according to the phase relationship of the resistance change of each magnetoresistive element. Therefore, in order to increase the output of the sensor, it is necessary to appropriately set the arrangement of the magnetoresistive elements. However, in the above-mentioned conventional rotational speed sensor, no attempt is made to increase the output of the sensor.

【0006】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、大きな出力信号を得ることが可能な回転数センサ
を提供することを目的とする。
[0006] The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a rotation speed sensor capable of obtaining a large output signal.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項1
に記載する如く、作用する磁界の変化に応じた抵抗変化
を示す磁気検出素子によりブリッジ回路を構成してなる
磁気検出器と、磁界を発生させるマグネットと、回転体
に同期して回転し、その回転角に対して前記磁気検出器
に作用する磁界を所定の周期で変化させるセンサロータ
とを備える回転数センサにおいて、前記ブリッジ回路の
互いに対向する磁気検出素子の一方の対を、前記センサ
ロータの回転方向に関して同位置に配置すると共に、前
記磁気検出素子の他方の対をそれぞれ、前記一方の対を
挟んで、該一方の対から前記センサロータの回転方向又
は反回転方向に前記所定の周期の4分の1に相当する距
離だけ離間させて配置した回転数センサにより達成され
る。
The above object is achieved by the present invention.
As described in the above, a magnetic detector configured as a bridge circuit by a magnetic detection element showing a resistance change according to a change in the applied magnetic field, a magnet that generates a magnetic field, and a magnet that rotates in synchronization with the rotating body, A sensor rotor that changes a magnetic field acting on the magnetic detector at a predetermined cycle with respect to a rotation angle, wherein one pair of magnetic detection elements facing each other of the bridge circuit is connected to the sensor rotor. Place in the same position in the rotation direction and
The other pair of the magnetic sensing elements is referred to as the one pair, respectively.
Between the pair, the rotation direction of the sensor rotor or
Is a distance corresponding to a quarter of the predetermined period in the anti-rotation direction.
This is achieved by a rotational speed sensor spaced apart by a distance .

【0008】本発明において、ブリッジ回路において互
いに対向する磁気検出素子の一方の組は、センサロータ
の回転方向に関して同位置に配置される。従って、磁気
検出素子の一方の対に作用する磁界は互いに同位相で変
化する。磁気検出素子の抵抗値は作用する磁界に応じて
変化する。従って、磁気検出素子の一方の対の抵抗値r
1、r2は、互いに同位相で変化する。一般に、ブリッ
ジ回路において、対向する素子の抵抗値が共に増大する
と、出力端子の一方の電位が低下し、他方の電位は上昇
する。一方、磁気検出素子の他方の対は、それぞれ、前
記一方の対を挟んで、該一方の対からセンサロータの回
転方向又は反回転方向に所定の周期の4分の1に相当す
る距離だけ離間され配置される。この場合、ブリッジ回
路のパターンが対称性に富んだものとなる。従って、本
発明によれば、互いに対向する磁気検出素子の抵抗値r
1、r2が同位相で変化することで、ブリッジ回路から
大きな出力電圧が出力されると共に、各磁気検出素子の
抵抗値のバランスが良好に設定されることで、オフセッ
トの小さい良好な出力電圧が確保される
In the present invention, one set of the magnetic detecting elements facing each other in the bridge circuit is arranged at the same position in the rotation direction of the sensor rotor. Therefore, the magnetic fields acting on one pair of the magnetic sensing elements change in phase with each other. The resistance value of the magnetic sensing element changes according to the applied magnetic field. Therefore, the resistance value r of one pair of the magnetic sensing elements
1, r2 change in phase with each other. Generally, in a bridge circuit, when the resistance values of the opposing elements both increase, the potential of one of the output terminals decreases and the other potential increases. On the other hand, the other pair of magnetic sensing elements
With one pair interposed, the sensor rotor is turned from the other pair.
Equivalent to one-fourth of the predetermined period in the direction of rotation or counter-rotation
Separated by a certain distance. In this case, the bridge times
The road pattern becomes rich in symmetry. Therefore, according to the present invention, the resistance r
When 1, 1 and r2 change in phase, a large output voltage is output from the bridge circuit, and at the same time ,
By setting the resistance balance well, the offset
And a good output voltage with a small output voltage is secured .

【0009】また、上記の目的は、請求項2に記載する
如く、作用する磁界の変化に応じた抵抗変化を示す磁気
検出素子によりブリッジ回路を構成してなる磁気検出器
と、磁界を発生させるマグネットと、回転体に同期して
回転し、その回転角に対して前記磁気検出器に作用する
磁界を所定の周期で変化させるセンサロータとを備える
回転数センサにおいて、前記マグネットを前記磁気検出
素子に対して前記センサロータの回転方向にオフセット
配置した回転数センサにより達成される。
Further, the object of the present invention is to provide a magnetic device which exhibits a resistance change corresponding to a change in an applied magnetic field.
Magnetic detector consisting of a bridge circuit with sensing elements
And a magnet that generates a magnetic field,
Rotate and act on the magnetic detector for its rotation angle
A sensor rotor that changes a magnetic field at a predetermined cycle.
In the rotation speed sensor, the magnet is detected by the magnet.
Made us Ri by the rotational speed sensor that is offset <br/> arranged in the rotational direction of the sensor rotor with respect to the device.

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施例である
回転数センサ10の構成図である。図1に示す如く、回
転数センサ10は、センサロータ12を備えている。セ
ンサロータ12は軟磁性材料より構成された円盤状の部
材である。センサロータ12の外周には、歯部13が所
定のピッチPで形成されている。
FIG. 1 is a configuration diagram of a rotation speed sensor 10 according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the rotation speed sensor 10 includes a sensor rotor 12. The sensor rotor 12 is a disk-shaped member made of a soft magnetic material. The teeth 13 are formed at a predetermined pitch P on the outer periphery of the sensor rotor 12.

【0012】回転数センサ10は、また、検出部14を
備えている。検出部14は、磁気検出器16を備えてい
る。磁気検出器16は、保持ブロック18の端面に取り
付けられている。後述する如く、磁気検出器16は、絶
縁基板上にGMR薄膜が所定のパターンにパターニング
されて構成されている。検出部14は、磁気検出器16
が、センサロータ12の外周面と所定の隙間を隔てて対
向するように配設されている。なお、センサロータ12
の厚さは、磁気検出器16の図1における紙面垂直方向
の幅よりも大きくなるように設けられている。従って、
磁気検出器16は、その全面において、センサロータ1
2の外周面と対向している。
The rotation speed sensor 10 also has a detection unit 14. The detection unit 14 includes a magnetic detector 16. The magnetic detector 16 is attached to an end face of the holding block 18. As will be described later, the magnetic detector 16 is formed by patterning a GMR thin film on an insulating substrate into a predetermined pattern. The detection unit 14 includes a magnetic detector 16
Are provided so as to face the outer peripheral surface of the sensor rotor 12 with a predetermined gap therebetween. The sensor rotor 12
Is provided to be larger than the width of the magnetic detector 16 in the direction perpendicular to the plane of FIG. Therefore,
The magnetic detector 16 has a sensor rotor 1 on its entire surface.
2 is opposed to the outer peripheral surface.

【0013】検出部14は、更に、バイアスマグネット
20を備えている。バイアスマグネット20は、磁気検
出器16を隔ててセンサロータ12の外周面と対向する
ように、保持ブロック18の内部に取り付けられてい
る。なお、後述する如く、バイアスマグネット20は、
磁気検出器16の中心位置から所定量だけセンサロータ
12の回転方向にオフセットするように配置されてい
る。バイアスマグネット20は、センサロータ12に近
い側がN極、センサロータ12から遠い側がS極となる
ように、又は、その逆向きに分極されている。
The detecting section 14 further includes a bias magnet 20. The bias magnet 20 is mounted inside the holding block 18 so as to face the outer peripheral surface of the sensor rotor 12 with the magnetic detector 16 therebetween. As described later, the bias magnet 20
It is arranged so as to be offset from the center position of the magnetic detector 16 by a predetermined amount in the rotation direction of the sensor rotor 12. The bias magnet 20 is polarized so that the side near the sensor rotor 12 has an N pole and the side far from the sensor rotor 12 has an S pole, or in the opposite direction.

【0014】保持ブロック18の図1中上面には、信号
処理回路22が装着されている。信号処理回路22は、
磁気検出器16から出力される信号に所定の信号処理を
施し、その結果をコネクタ23からセンサ出力信号とし
て出力する。次に、図2を参照して、磁気検出器16の
構成について説明する。図2は、磁気検出器16の構成
図である。なお、磁気検出器16は、図2における左右
方向がセンサロータ12の接線方向に一致するように設
置される。図2に示す如く、磁気検出器16は、矩形状
に形成された絶縁基板24を備えている。絶縁基板24
の表面には、GMR素子ブリッジ26が形成されてい
る。GMR素子ブリッジ26は、絶縁基板24の表面に
成膜されたGMR薄膜をフォトリソグラフィーによりパ
ターニングすることにより形成されている。
A signal processing circuit 22 is mounted on the upper surface of the holding block 18 in FIG. The signal processing circuit 22
The signal output from the magnetic detector 16 is subjected to predetermined signal processing, and the result is output from the connector 23 as a sensor output signal. Next, the configuration of the magnetic detector 16 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a configuration diagram of the magnetic detector 16. Note that the magnetic detector 16 is installed such that the left-right direction in FIG. 2 coincides with the tangential direction of the sensor rotor 12. As shown in FIG. 2, the magnetic detector 16 includes an insulating substrate 24 formed in a rectangular shape. Insulating substrate 24
A GMR element bridge 26 is formed on the surface of. The GMR element bridge 26 is formed by patterning a GMR thin film formed on the surface of the insulating substrate 24 by photolithography.

【0015】GMR薄膜は、強磁性層と非磁性層とを交
互に積層してなる薄膜である。この強磁性層及び非磁性
層を構成する材料の組み合わせとして、例えば、コバル
ト(Co)/銅(Cu)や、クロム(Cr)/鉄(F
e)等の組合わせを用いることができる。かかる構成の
GMR薄膜は、その表面に対して平行に作用する磁界の
大きさ(以下、磁界の水平成分と称す)に応じて、その
抵抗値が大きく変化する特性を有している。図3はGM
R薄膜に作用する磁界Hと、GMR薄膜の単位面積当た
りの抵抗値Rとの関係を例示している。図3に示す如
く、GMR薄膜の単位面積当たりの抵抗値Rは、磁界H
の絶対値の増加に応じて減少する。なお、GMR薄膜の
抵抗値は、その表面に平行な面内での磁界の向きには依
存しない。
The GMR thin film is a thin film formed by alternately stacking ferromagnetic layers and non-magnetic layers. As a combination of materials constituting the ferromagnetic layer and the nonmagnetic layer, for example, cobalt (Co) / copper (Cu), chromium (Cr) / iron (F
Combinations such as e) can be used. The GMR thin film having such a configuration has a characteristic that its resistance value greatly changes in accordance with the magnitude of a magnetic field acting in parallel to its surface (hereinafter, referred to as a horizontal component of the magnetic field). Fig. 3 is GM
2 illustrates a relationship between a magnetic field H acting on the R thin film and a resistance value R per unit area of the GMR thin film. As shown in FIG. 3, the resistance R per unit area of the GMR thin film is represented by a magnetic field H
Decreases as the absolute value of increases. The resistance of the GMR thin film does not depend on the direction of the magnetic field in a plane parallel to the surface.

【0016】GMR素子ブリッジ26が、かかる特性を
有するGMR薄膜から構成されていることで、GMR素
子ブリッジ26の抵抗変化に基づいて、磁気検出器16
に作用する磁界を検出することができる。再び図2を参
照するに、GMR素子ブリッジ26は、細い帯状のパタ
ーンに形成された第1GMR素子26a〜第2GMR素
子26dの4つのGMR素子と、4つの電極28a〜2
8dとを備えている。電極28aは絶縁基板24の図2
における左下端部に設けられている。また、電極28b
〜28dは、電極28aの図2における右方に所定距離
隔てた位置に、図中上下方向に配列されている。
Since the GMR element bridge 26 is made of a GMR thin film having such characteristics, the magnetic detector 16 can be used based on the resistance change of the GMR element bridge 26.
Can be detected. Referring to FIG. 2 again, the GMR element bridge 26 includes four GMR elements of a first GMR element 26a to a second GMR element 26d formed in a thin band-like pattern and four electrodes 28a to 28G.
8d. The electrode 28a is formed on the insulating substrate 24 in FIG.
Is provided at the lower left end. Also, the electrode 28b
To 28d are arranged in the vertical direction in the figure at positions spaced a predetermined distance to the right of the electrode 28a in FIG.

【0017】第1GMR素子26aは、電極28aから
上向きに延び、絶縁基板24の上端部で下向きに折り返
し、下端部近傍において右方へ屈曲して電極28dに達
している。第4GMR素子26dは電極28dから右方
へ延びた後、上向きに屈曲し、絶縁基板24の上端部近
傍で下向きに折り返した後、左方へ屈曲して電極28c
に達している。
The first GMR element 26a extends upward from the electrode 28a, turns downward at the upper end of the insulating substrate 24, bends rightward near the lower end, and reaches the electrode 28d. The fourth GMR element 26d extends rightward from the electrode 28d, bends upward, turns downward near the upper end of the insulating substrate 24, and then bends leftward to form the electrode 28c.
Has been reached.

【0018】第3GMR素子26cは、電極28cから
左方へ延びた後、第1GMR素子26aに隣接する位置
で下向きに屈曲し、絶縁基板24の下端部近傍で上向き
に折り返し、更に、絶縁基板24の上端部近傍で右方に
屈曲して電極28bに達している。第2GMR素子26
bは、電極28bから右方へ延びた後、第4GMR素子
26dを越えて隣接する位置で下向きに屈曲し、絶縁基
板24の下端部に達した後、左方へ屈曲して電極28a
に達している。
After extending leftward from the electrode 28c, the third GMR element 26c bends downward at a position adjacent to the first GMR element 26a, and turns upward near the lower end of the insulating substrate 24. Is bent rightward in the vicinity of the upper end of the first electrode and reaches the electrode 28b. Second GMR element 26
b extends rightward from the electrode 28b, then bends downward at a position adjacent to and beyond the fourth GMR element 26d, reaches the lower end of the insulating substrate 24, and bends leftward to reach the electrode 28a.
Has been reached.

【0019】上述の如く、第1GMR素子26aと第3
GMR素子26c、及び、第2GMR素子26bと第4
GMR素子26dは、それぞれ、互いに隣接して配置さ
れている。また、第2GMR素子26b及び第4GMR
素子26dは、第1GMR素子26a及び第3GMR素
子26cから、図2における右方に、センサロータ12
の歯部13のピッチPの半分に相当する距離だけ離間し
た位置に配置されている。
As described above, the first GMR element 26a and the third
The GMR element 26c, the second GMR element 26b and the fourth
The GMR elements 26d are arranged adjacent to each other. Also, the second GMR element 26b and the fourth GMR
The element 26d is connected to the sensor rotor 12 from the first GMR element 26a and the third GMR element 26c to the right in FIG.
Are arranged at positions spaced apart by a distance corresponding to half of the pitch P of the tooth portions 13.

【0020】第1GMR素子26a〜第4GMR素子2
6d、及び、電極28a〜28dが上述の如く形成され
ていることで、第1GMR素子26a、第4GMR素子
26d、第3GMR素子26c、及び、第2GMR素子
26bは、この順で、それぞれ、電極28d、28b、
28b、28aを介して互いに接続され、ブリッジ回路
を構成している。なお、以下、第1GMR素子26aの
抵抗値をR1で、第2GMR素子26bの抵抗値をR2
で、第3GMR素子26cの抵抗値をR3で、第4GM
R素子26dの抵抗値をR4で、それぞれ表すものとす
る。なお、第1GMR素子26a〜第4GMR素子26
dは磁界が作用しない状態で、抵抗値R1〜R4が互い
に等しくなるように構成されている。
The first GMR element 26a to the fourth GMR element 2
6d and the electrodes 28a to 28d are formed as described above, so that the first GMR element 26a, the fourth GMR element 26d, the third GMR element 26c, and the second GMR element 26b are arranged in this order in the electrode 28d, respectively. , 28b,
They are connected to each other via 28b and 28a to form a bridge circuit. Hereinafter, the resistance of the first GMR element 26a is R1, and the resistance of the second GMR element 26b is R2.
The resistance of the third GMR element 26c is R3, and the resistance of the fourth GMR element 26c is R4.
The resistance value of the R element 26d is represented by R4. The first GMR element 26a to the fourth GMR element 26
d is a state in which no magnetic field acts, and the resistance values R1 to R4 are configured to be equal to each other.

【0021】図4は、GMR素子ブリッジ26が構成す
るブリッジ回路の回路図を示す。図4に示す如く、互い
に対向する電極パッドの組28b、28dの間に定電圧
Eが付与され、電極パッドの他方の組28a、28cの
間の電位差Vが、磁気検出器16の出力電圧として、信
号処理回路22へ向けて出力される。出力電圧Vは、抵
抗値R1〜R4、及び定電圧Eにより次式で表すことが
できる。
FIG. 4 is a circuit diagram of a bridge circuit formed by the GMR element bridge 26. As shown in FIG. 4, a constant voltage E is applied between the pair of electrode pads 28 b and 28 d facing each other, and the potential difference V between the other pair of electrode pads 28 a and 28 c is used as the output voltage of the magnetic detector 16. , To the signal processing circuit 22. The output voltage V can be represented by the following equation using the resistance values R1 to R4 and the constant voltage E.

【0022】 V=E・{R2/(R1+R2)−R3/(R3+R4)} (1) 式(1)からわかるように、互いに対向する素子の抵抗
値R1及びR3(又はR2及びR4)を同位相で変化さ
せると、右辺の一方の項が増加した際に他方の項が減少
することで、出力電圧Vの振幅を増大させることができ
る。ところで、上述の如く、磁気検出器16は図2にお
ける左右方向がセンサロータ12の接線方向、すなわ
ち、回転方向に一致するように配置される。従って、第
1GMR素子26a〜第4GMR素子26dは、その主
要部がセンサロータ12の回転方向に対して垂直に配置
されることになる。このため、センサロータ12が回転
すると、その歯部13は、第1GMR素子26a〜第4
GMR素子26dの正面を横切るように移動し、これに
伴って、第1GMR素子26a〜第4GMR素子26d
に作用する磁界が変化する。
V = E · {R2 / (R1 + R2) −R3 / (R3 + R4)} (1) As can be seen from the equation (1), the resistance values R1 and R3 (or R2 and R4) of the elements facing each other are the same. When the phase is changed, when one term on the right side increases, the other term decreases, so that the amplitude of the output voltage V can be increased. By the way, as described above, the magnetic detector 16 is arranged so that the left-right direction in FIG. 2 coincides with the tangential direction of the sensor rotor 12, that is, the rotation direction. Therefore, the first GMR element 26a to the fourth GMR element 26d are arranged such that main parts thereof are perpendicular to the rotation direction of the sensor rotor 12. For this reason, when the sensor rotor 12 rotates, the tooth portions 13 are moved from the first GMR element 26a to the fourth GMR element 26a.
It moves across the front surface of the GMR element 26d, and accordingly, the first GMR element 26a to the fourth GMR element 26d
The magnetic field that acts on changes.

【0023】以下、図5乃至図8を参照して、センサロ
ータ12の回転角に応じた、GMR素子26に作用する
磁界の変化について説明する。なお、以下の記載におい
て、センサロータ12の回転角を、センサロータ12が
歯部13のピッチPに相当する角度だけ回転した場合を
360°とする位相角で表すものとし、位相角で表した
センサロータ12の回転角を、センサロータ12の回転
位相角θと称する。
The change of the magnetic field acting on the GMR element 26 according to the rotation angle of the sensor rotor 12 will be described below with reference to FIGS. In the following description, the rotation angle of the sensor rotor 12 is represented by a phase angle of 360 ° when the sensor rotor 12 is rotated by an angle corresponding to the pitch P of the teeth 13, and is represented by a phase angle. The rotation angle of the sensor rotor 12 is referred to as the rotation phase angle θ of the sensor rotor 12.

【0024】図5乃至図8に示す如く、バイアスマグネ
ット20が発する磁束はセンサロータ12の歯部13に
導かれる。これらの図に示す如く、バイアスマグネット
20は、GMRセンサブリッジ26の中心、すなわち、
第1GMRセンサ素子26a及び第3GMR素子26c
からセンサロータ12の回転方向にオフセットするよう
に配置されている。このため、図5に示す状態では、バ
イアスマグネット20から歯部13に導かれる磁束21
bは第2GMR素子26b及び第4GMR素子26dを
通過し、バイアスマグネット20から歯部13aに導か
れる磁束21aは、第1GMR素子26a及び第3GM
R素子26cを通過している。なお、図5に示すセンサ
ロータ12の回転位置において、第2GMR素子26b
及び第4GMR素子26dに作用する磁界の水平成分
と、第1GMR素子26a及び第3GMR素子26cに
作用する磁界の水平成分は等しいものとし、以下、この
回転位置を基準位置と称す。従って、図5に示す基準位
置において、第1GMR素子26a〜第4GMR素子2
6dの抵抗値R1〜R4は互いに等しい。
As shown in FIGS. 5 to 8, the magnetic flux generated by the bias magnet 20 is guided to the teeth 13 of the sensor rotor 12. As shown in these figures, the bias magnet 20 is located at the center of the GMR sensor bridge 26,
First GMR sensor element 26a and third GMR element 26c
From the sensor rotor 12 in the rotation direction of the sensor rotor 12. Therefore, in the state shown in FIG. 5, the magnetic flux 21 guided from the bias magnet 20 to the teeth 13
The magnetic flux b passes through the second GMR element 26b and the fourth GMR element 26d, and the magnetic flux 21a guided from the bias magnet 20 to the tooth portion 13a is separated by the first GMR element 26a and the third GM
It has passed through the R element 26c. In addition, at the rotation position of the sensor rotor 12 shown in FIG.
The horizontal component of the magnetic field acting on the fourth GMR element 26d is equal to the horizontal component of the magnetic field acting on the first GMR element 26a and the third GMR element 26c. Hereinafter, this rotational position is referred to as a reference position. Therefore, at the reference position shown in FIG. 5, the first GMR element 26a to the fourth GMR element 2
The resistance values R1 to R4 of 6d are equal to each other.

【0025】図5に示す基準位置から、センサロータ1
2が図中右向きに位相角90°だけ回転すると、図6に
示す如く、磁束21bの中心部が第2GMR素子26b
及び第4GMR素子26dを通過し、磁束21aは第1
GMR素子26a及び第3GMR素子26cを通過しな
い状態が形成される。この状態では、第2GMR素子2
6b及び第4GMR素子26dに作用する磁界の水平成
分が最大となることで、これらの抵抗値R2、R4は最
小となり、その一方、第1GMR素子26a及び第3G
MR素子26cに作用する磁界の水平成分は最小(ほぼ
ゼロ)になることで、これらの抵抗値R1、R3は最大
となる。
From the reference position shown in FIG.
2 rotates rightward in the drawing by a phase angle of 90 °, as shown in FIG. 6, the center of the magnetic flux 21b becomes the second GMR element 26b.
And the magnetic flux 21a passes through the fourth GMR element 26d.
A state where the light does not pass through the GMR element 26a and the third GMR element 26c is formed. In this state, the second GMR element 2
6b and the horizontal component of the magnetic field acting on the fourth GMR element 26d are maximized, so that their resistances R2 and R4 are minimized, while the first GMR element 26a and the third GMR element 26d are not.
Since the horizontal component of the magnetic field acting on the MR element 26c becomes minimum (substantially zero), these resistance values R1 and R3 become maximum.

【0026】図6に示す状態から、更に、センサロータ
12が図中右向きに位相角90°だけ回転すると、すな
わち、基準位置から位相角135°だけ回転すると、図
7に示す如く、磁束21bの周辺部が第2GMR素子2
6b及び第4GMR素子26dと、第1GMR素子26
a及び第3GMR素子26cとに均等に作用するように
なる。この状態では、第2GMR素子26b及び第4G
MR素子26dに作用する磁界の水平成分と、第1GM
R素子26a及び第3GMR素子26cに作用する磁界
の水平成分とは互いに等しく、従って、抵抗値R1〜R
4は互いに等しい。
When the sensor rotor 12 further rotates rightward in the figure by a phase angle of 90 ° from the state shown in FIG. 6, that is, when the sensor rotor 12 rotates by a phase angle of 135 ° from the reference position, as shown in FIG. The peripheral portion is the second GMR element 2
6b and the fourth GMR element 26d, and the first GMR element 26
a and the third GMR element 26c. In this state, the second GMR element 26b and the fourth GMR element 26b
The horizontal component of the magnetic field acting on the MR element 26d and the first GM
The horizontal components of the magnetic field acting on the R element 26a and the third GMR element 26c are equal to each other, and therefore, the resistance values R1 to R
4 are equal to each other.

【0027】図7に示す状態から、更に、センサロータ
12が図中右向きに位相角90°だけ回転すると、すな
わち、図6に示す状態から位相角180°だけ回転する
と、図8に示す状態となる。上述の如く、第2GMR素
子26b及び第4GMR素子26dと、第1GMR素子
26a及び第3GMR素子26cとが、センサロータ1
2の歯部13のピッチPの半分だけ離間する位置に配置
されている。このため、図8に示す状態では、図6に示
す状態とは逆に、第1GMR素子26a及び第3GMR
素子26cに作用する磁界の水平成分は最大となる一
方、第2GMR素子26b及び第3GMR素子26dに
作用する磁界の水平成分は最小となる。従って、抵抗値
R2、R4は最大となり、抵抗値R1、R3は最小とな
る。
When the sensor rotor 12 further rotates rightward in the figure by a phase angle of 90 ° from the state shown in FIG. 7, that is, when the sensor rotor 12 rotates by a phase angle of 180 ° from the state shown in FIG. 6, the state shown in FIG. Become. As described above, the second GMR element 26b and the fourth GMR element 26d, and the first GMR element 26a and the third GMR element 26c
The second tooth portions 13 are arranged at positions separated by half the pitch P. For this reason, in the state shown in FIG. 8, the first GMR element 26a and the third GMR
The horizontal component of the magnetic field acting on the element 26c is maximized, while the horizontal component of the magnetic field acting on the second GMR element 26b and the third GMR element 26d is minimized. Therefore, the resistance values R2 and R4 become maximum, and the resistance values R1 and R3 become minimum.

【0028】そして、図8に示す状態から、更に、セン
サロータ12が図中右向きに位相角45°だけ回転する
と、再び図5と同様の状態が形成され、抵抗値R1〜R
4は互いに等しくなる。このように、第1GMR素子2
6a〜第4GMR素子26dの抵抗値R1〜R4は、セ
ンサロータ12に伴って周期的に増減を繰り返すことに
なる。図9は、センサロータ12の回転角位相角θに対
する、(a)抵抗値R1〜R4、及び、(b)上記
(1)式より求められた出力電圧Vの関係を示す。な
お、図9において、抵抗値R1〜R4の変化率は最大1
0%であるものとし、出力電圧Vは、GMR素子ブリッ
ジ26に供給される定電圧Eが2Vである場合の値を示
している。
When the sensor rotor 12 further rotates from the state shown in FIG. 8 to the right by a phase angle of 45 ° in the figure, a state similar to that shown in FIG.
4 are equal to each other. Thus, the first GMR element 2
The resistance values R1 to R4 of the 6a to fourth GMR elements 26d are periodically increased and decreased with the sensor rotor 12. FIG. 9 shows the relationship between (a) the resistance values R1 to R4 and (b) the output voltage V obtained from the above equation (1) with respect to the rotation angle phase angle θ of the sensor rotor 12. In FIG. 9, the rate of change of the resistance values R1 to R4 is 1 at the maximum.
It is assumed that the constant voltage E is 0%, and the output voltage V indicates a value when the constant voltage E supplied to the GMR element bridge 26 is 2V.

【0029】図9に示す如く、抵抗値R1、R3と、抵
抗値R2、R4とは、互いに位相が180°ずれた状態
で、センサロータ12の回転位相角θに対して360°
の周期で変化している。かかるR1〜R4の変化に応じ
て、出力電圧Vは図9(b)に示す如く、センサロータ
12の回転位相角θに対して360°周期で変化し、そ
の振幅は約200mVppとなっている。従って、この出
力電圧Vを、信号処理回路22によって、例えば、2値
化してパルス信号に変換し、そのパルス数を計数するこ
とで、センサロータ12の回転数を検出することができ
る。
As shown in FIG. 9, the resistance values R1, R3 and the resistance values R2, R4 are shifted from each other by 180 °, and are shifted by 360 ° with respect to the rotational phase angle θ of the sensor rotor 12.
It changes in the period of. In response to such a change in R1 to R4, the output voltage V changes at a cycle of 360 ° with respect to the rotation phase angle θ of the sensor rotor 12, as shown in FIG. 9B, and its amplitude becomes about 200 mV pp. I have. Therefore, the output voltage V is converted into a pulse signal by, for example, binarization by the signal processing circuit 22 and the number of pulses is counted, whereby the rotation speed of the sensor rotor 12 can be detected.

【0030】上述の如く、本実施例においては、互いに
対向する第1GMR素子26aと第3GMR素子26c
の抵抗値R1、R3、及び、第2GMR素子26bと第
4GMR素子26dの抵抗値R2、R4がそれぞれ同位
相で変化することで、上記(1)式を参照して説明した
ように、大きな振幅の出力電圧Vを得ることが可能とな
っている。更に、抵抗値R2と抵抗値R3が互いに逆位
相で変化することによっても(1)式左辺の各項の差が
増大し、出力電圧Vの一層の増大が実現されている。
As described above, in the present embodiment, the first GMR element 26a and the third GMR element
The resistance values R1 and R3 of the second GMR element 26b and the resistance values R2 and R4 of the fourth GMR element 26d change in phase with each other, so that a large amplitude is obtained as described with reference to the above equation (1). Can be obtained. Further, when the resistance value R2 and the resistance value R3 change in opposite phases to each other, the difference between the terms on the left side of Expression (1) increases, and the output voltage V is further increased.

【0031】このように、本実施例においては、ブリッ
ジ回路において互いに対向する第1GMR素子26a及
び第3GMR素子26cの組と、第2GMR素子26b
及び第4GMR素子26dの組とがセンサロータ12の
歯部13のピッチPの半分に相当する距離だけ離間され
ていることで、磁気検出器16の高出力化が図られてい
る。従って、本実施例の回転数センサ10によれば、磁
気検出器16の出力信号を処理する信号処理回路22の
簡素化を図ることが可能となり、システムの低コスト化
を実現することができる。
As described above, in the present embodiment, the pair of the first GMR element 26a and the third GMR element 26c facing each other in the bridge circuit and the second GMR element 26b
And the set of the fourth GMR elements 26d are separated from each other by a distance corresponding to a half of the pitch P of the teeth 13 of the sensor rotor 12, so that the output of the magnetic detector 16 is increased. Therefore, according to the rotation speed sensor 10 of the present embodiment, the signal processing circuit 22 that processes the output signal of the magnetic detector 16 can be simplified, and the cost of the system can be reduced.

【0032】なお、上述の如く、第1GMR素子26a
〜第4GMR素子26dは磁界が作用しない状態で、抵
抗値R1〜R4が互いに等しくなるように構成されてい
ることで、磁気検出器16に磁界が作用しない状態で
の、出力電圧Vのオフセットは小さく抑制されている。
ところで、一般に、GMR薄膜の抵抗値は、温度変化に
応じた割合で変化する。すなわち、ある基準温度でのG
MR薄膜の抵抗値をRとすると、この基準温度からΔt
だけ上昇した場合の抵抗値Rtは、 Rt=(1+α・Δt)・R (2) で表される。ここで、αはGMR薄膜の抵抗値の温度変
化係数である。
As described above, the first GMR element 26a
The fourth GMR element 26d is configured such that the resistance values R1 to R4 are equal to each other in a state where no magnetic field is applied, and the offset of the output voltage V in a state where the magnetic field is not applied to the magnetic detector 16 is as follows. It is kept small.
By the way, generally, the resistance value of a GMR thin film changes at a rate corresponding to a temperature change. That is, G at a certain reference temperature
Assuming that the resistance value of the MR thin film is R, from this reference temperature, Δt
The resistance value Rt in the case where the resistance value rises by Rt is represented by Rt = (1 + α · Δt) · R (2) Here, α is a temperature change coefficient of the resistance value of the GMR thin film.

【0033】従って、GMR素子26の温度がΔtだけ
上昇した場合、抵抗値R1〜R4は、それぞれ(1+α
・Δt)倍に変化することになる。しかしながら、式
(1)からわかるように、磁気検出器16の出力電圧V
は、抵抗値R1〜R4の比として表される。このため、
第1GMR素子26a〜第2GMR素子26dに同一の
温度変化が生じた場合、抵抗値R1〜R4が等しい割合
で変化することで、出力電圧Vに変化は生じない。この
ように、本実施例においては、第1GMR素子26a〜
第4GMR素子26dがブリッジ回路を構成しているこ
とにより、抵抗値R1〜R4の温度に依存した変化が補
償されている。
Therefore, when the temperature of the GMR element 26 rises by Δt, the resistance values R1 to R4 become (1 + α
.DELTA.t) times. However, as can be seen from equation (1), the output voltage V
Is expressed as a ratio of resistance values R1 to R4. For this reason,
When the same temperature change occurs in the first GMR element 26a to the second GMR element 26d, the output voltage V does not change because the resistance values R1 to R4 change at an equal rate. Thus, in the present embodiment, the first GMR elements 26a to 26a
Since the fourth GMR element 26d forms a bridge circuit, temperature-dependent changes in the resistance values R1 to R4 are compensated.

【0034】なお、本実施例においては、第1GMR素
子26a〜第4GMR素子26dの接続部に電極パッド
28a〜28dを配置することのみで、上記ブリッジ回
路が実現されており、配線部を別途設けることは不要で
ある。このため、磁気検出器16を多層配線により構成
する必要がなく、磁気検出器16の製造コストを低減す
ることが可能となっている。また、多層配線が不要とさ
れることで、磁気検出器16の表面に保護膜を形成し、
電極28a〜28dに対応する部位にコンタクトホール
を設けることで、GMRブリッジ26への電気的接続
を、例えば、フェースダウン実装等により容易に行なう
ことが可能とされている。
In the present embodiment, the bridge circuit is realized only by arranging the electrode pads 28a to 28d at the connection portions of the first GMR element 26a to the fourth GMR element 26d, and a wiring part is separately provided. It is not necessary. For this reason, it is not necessary to configure the magnetic detector 16 by multilayer wiring, and it is possible to reduce the manufacturing cost of the magnetic detector 16. In addition, since a multilayer wiring is not required, a protective film is formed on the surface of the magnetic detector 16,
By providing a contact hole at a portion corresponding to the electrodes 28a to 28d, electrical connection to the GMR bridge 26 can be easily performed by, for example, face-down mounting.

【0035】次に、本発明の第2実施例について説明す
る。本実施例の回転数センサは、上記第1実施例の回転
数センサ10において、磁気検出器16に代えて磁気検
出器50を用いることで実現される。図10は、本実施
例の回転数センサが備える磁気検出器50の構成図であ
る。本実施例の磁気検出器50は、上記第1実施例の磁
気検出器16と同様に、絶縁基板52と、絶縁基板52
の表面に形成されたGMR素子ブリッジ54とを備えて
いる。GMR素子ブリッジ54は、第1〜第4GMR素
子54a〜54dと、電極56a〜56dとより構成さ
れている。なお、本実施例においても、磁気検出器50
は、図10における左右方向がセンサロータ12の回転
方向に一致するように設置される。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The rotational speed sensor of the present embodiment is realized by using a magnetic detector 50 instead of the magnetic detector 16 in the rotational speed sensor 10 of the first embodiment. FIG. 10 is a configuration diagram of the magnetic detector 50 included in the rotation speed sensor of the present embodiment. The magnetic detector 50 of the present embodiment includes an insulating substrate 52 and an insulating substrate 52 similar to the magnetic detector 16 of the first embodiment.
And a GMR element bridge 54 formed on the surface of the GMR element. The GMR element bridge 54 includes first to fourth GMR elements 54a to 54d and electrodes 56a to 56d. In this embodiment, the magnetic detector 50 is also used.
Are installed such that the left-right direction in FIG. 10 coincides with the rotation direction of the sensor rotor 12.

【0036】電極56a〜56dは、それぞれ、絶縁基
板52の右上隅、左上隅、左下隅、及び右下隅に設けら
れている。第1GMR素子54aは、図10における上
下方向に延在し、電極56aと電極56dとを接続して
いる。また、第3GMR素子54cは、第1GMR素子
54aから図中左方にピッチPの半分(位相角180
°)に相当する距離だけ離間した位置を、図10におけ
る上下方向に延在し、電極56bと電極56cとを接続
している。
The electrodes 56a to 56d are provided at the upper right corner, the upper left corner, the lower left corner, and the lower right corner of the insulating substrate 52, respectively. The first GMR element 54a extends in the up-down direction in FIG. 10 and connects the electrode 56a to the electrode 56d. Further, the third GMR element 54c is shifted from the first GMR element 54a by half the pitch P (phase angle 180
(°) extends vertically in FIG. 10 to connect the electrode 56b and the electrode 56c.

【0037】第2GMR素子54bは電極56aから図
中左方に延び、第1GMR素子56aからピッチPの4
分の1(位相角90°)に相当する距離だけ離間した位
置で、屈曲して下方に延び、絶縁基板52の下端部近傍
で折り返して上方に延びた後、左方へ屈曲して電極56
bに達している。第4GMR素子54dは、電極56d
から図中左方に延び、第1GMR素子56aからピッチ
Pの4分の1(位相角90°)に相当する距離だけ離間
した位置で屈曲して、第2GMR素子54bに隣接しな
がら上方に延び、絶縁基板52の上端部近傍で折り返し
て下方に延びた後、左方へ屈曲して電極56cに達して
いる。本実施例においても、第1GMR素子54a〜第
4GMR素子54dの抵抗値をそれぞれR1〜R4とす
ると、図4と同様のブリッジ回路が構成されており、電
極56d、56b間に定電圧Eを付与することで、電極
56a、56c間の電位差が、磁気検出素子50の出力
電圧Vとして出力される。
The second GMR element 54b extends to the left in the figure from the electrode 56a, and extends from the first GMR element 56a at a pitch P of four.
At a position separated by a distance corresponding to one-half (a phase angle of 90 °), it bends and extends downward, turns near the lower end of the insulating substrate 52, extends upward, and then bends to the left to form an electrode 56
b has been reached. The fourth GMR element 54d includes an electrode 56d
From the first GMR element 56a, and bends at a position separated from the first GMR element 56a by a distance corresponding to a quarter of the pitch P (phase angle 90 °), and extends upward adjacent to the second GMR element 54b. After being folded near the upper end of the insulating substrate 52 and extending downward, it is bent leftward to reach the electrode 56c. Also in the present embodiment, if the resistance values of the first GMR element 54a to the fourth GMR element 54d are R1 to R4, respectively, a bridge circuit similar to that of FIG. 4 is formed, and a constant voltage E is applied between the electrodes 56d and 56b. Then, the potential difference between the electrodes 56a and 56c is output as the output voltage V of the magnetic detection element 50.

【0038】上述の如く、本実施例においては、第2G
MR素子54b及び第4GMR素子54cがセンサロー
タ12の回転方向に関して同位置に配置されている。こ
のため、センサロータ12の回転に伴って、第2GMR
素子54b及び第4GMR素子54dに作用する磁界の
水平成分は同位相で変化する。一方、第1GMR素子5
4a及び第3GMR素子54cは、第2GMR素子54
b及び第4GMR素子54dに対して、それぞれ、図1
0における左右両側に、位相距離90°だけ離間して配
置されている。従って、センサロータ12が、例えば、
図10における左側から右側へ回転した場合、第1GM
R素子54aに作用する磁界の水平成分は、第2GMR
素子54b及び第4GMR素子54dに作用する磁界の
水平成分に対して位相が90°遅れた状態で変化し、第
3GMR素子54bに作用する磁界の水平成分は、第2
GMR素子54b及び第4GMR素子54dに作用する
磁界の水平成分に対して位相が90°進んだ状態で変化
する。
As described above, in this embodiment, the second G
The MR element 54b and the fourth GMR element 54c are arranged at the same position in the rotation direction of the sensor rotor 12. For this reason, with the rotation of the sensor rotor 12, the second GMR
The horizontal components of the magnetic field acting on the element 54b and the fourth GMR element 54d change in phase. On the other hand, the first GMR element 5
4a and the third GMR element 54c
b and the fourth GMR element 54d, respectively, as shown in FIG.
0 on both the left and right sides with a phase distance of 90 °. Therefore, for example, when the sensor rotor 12
When rotating from left to right in FIG. 10, the first GM
The horizontal component of the magnetic field acting on the R element 54a is the second GMR
The horizontal component of the magnetic field acting on the element 54b and the fourth GMR element 54d changes with a phase delay of 90 ° with respect to the horizontal component of the magnetic field acting on the third GMR element 54b.
The phase changes by 90 degrees with respect to the horizontal component of the magnetic field acting on the GMR element 54b and the fourth GMR element 54d.

【0039】図11は、本実施例における、センサロー
タ12の回転位相角に対する、(a)抵抗値R1〜R
4、及び、(b)出力電圧Vの関係を、図9と同一条件
の場合について示している。第1GMR素子54a〜第
4GMR素子54dに作用する磁界が上述の如き位相関
係で変化するのに伴って、図11(a)に示す如く、抵
抗値R2及びR4は同位相で変化し、抵抗値R1は、抵
抗値R2、R4に対して位相が90°遅れた状態で、ま
た、抵抗値R3は、抵抗値R2、R4に対し位相が90
°進んだ状態でそれぞれ変化している。そして、かかる
抵抗値の変化に応じて、出力電圧Vは図11(b)に示
す如く、センサロータ12の位相回転角θに対して36
0°周期で、約120mVppの振幅で変化している。
FIG. 11 shows (a) resistance values R1 to R with respect to the rotation phase angle of the sensor rotor 12 in this embodiment.
4 and (b) the relationship between the output voltages V under the same conditions as in FIG. As the magnetic field acting on the first GMR element 54a to the fourth GMR element 54d changes in the above-described phase relationship, the resistance values R2 and R4 change in the same phase as shown in FIG. R1 is in a state in which the phase is delayed by 90 ° with respect to the resistance values R2 and R4, and the resistance value R3 is in a state in which the phase is 90 ° behind the resistance values R2 and R4.
° Each change in advanced state. Then, according to the change in the resistance value, the output voltage V becomes 36 degrees with respect to the phase rotation angle θ of the sensor rotor 12 as shown in FIG.
It changes with an amplitude of about 120 mV pp in a 0 ° cycle.

【0040】上述の如く、一般に、ブリッジ回路の出力
電圧を増大させるうえで、互いに対向する素子の抵抗値
を同位相で変化させることが望ましい。本実施例によれ
ば、互いに対向する第2GMR素子54b及び第4GM
R素子54dの抵抗値R2、R4が同位相で変化するこ
とで、出力電圧Vの向上が図られていることになる。本
実施例においては、GMR素子ブリッジ54のパターン
は上記第1実施例のGMR素子ブリッジ26のパターン
と比較して対称性に富んだものとなっている。このた
め、GMR素子ブリッジ54を構成する第1GMR素子
54a〜54dの抵抗値のバランスを良好に設定するこ
とは容易であり、オフセットの小さい良好な出力電圧V
を得ることができる。
As described above, generally, in order to increase the output voltage of the bridge circuit, it is desirable to change the resistance values of the elements facing each other in the same phase. According to the present embodiment, the second GMR element 54b and the fourth GM
By changing the resistance values R2 and R4 of the R element 54d in the same phase, the output voltage V is improved. In the present embodiment, the pattern of the GMR element bridge 54 is richer in symmetry than the pattern of the GMR element bridge 26 of the first embodiment. Therefore, it is easy to set a good balance of the resistance values of the first GMR elements 54a to 54d constituting the GMR element bridge 54, and a good output voltage V with a small offset is obtained.
Can be obtained.

【0041】また、本実施例の回転数センサにおいて
も、上記第1実施例の回転数センサ10と同様に、第1
GMR素子54a〜第4GMR素子54dの間に電極5
6a〜56dを設けることで、上記ブリッジ回路が実現
されている。すなわち、本実施例においても、多層配線
を行なうことは不要であり、保護膜及びコンタクトホー
ルを形成することにより、磁気検出器50に対する電気
的接続を簡易に行なうことが可能とされている。
Also, in the rotation speed sensor of this embodiment, like the rotation speed sensor 10 of the first embodiment, the first rotation speed
The electrode 5 is provided between the GMR element 54a and the fourth GMR element 54d.
By providing 6a to 56d, the bridge circuit is realized. That is, also in the present embodiment, it is unnecessary to perform multilayer wiring, and by forming a protective film and a contact hole, electrical connection to the magnetic detector 50 can be easily performed.

【0042】なお、上記第1及び第2実施例において
は、磁気検出器16、50の背部にバイアスマグネット
20を配置し、センサロータ12を軟磁性材料より構成
することで、センサロータ20の回転に応じて、磁気検
出器16、50に作用する磁界を変化させることとした
が、かかる構成に限らず、センサロータ12の外周部に
マグネットを一定のピッチで設けることとしてもよい。
In the first and second embodiments, the bias magnet 20 is disposed at the back of the magnetic detectors 16 and 50, and the sensor rotor 12 is made of a soft magnetic material. The magnetic field acting on the magnetic detectors 16 and 50 is changed according to the above. However, the present invention is not limited to such a configuration, and magnets may be provided on the outer peripheral portion of the sensor rotor 12 at a constant pitch.

【0043】なお、上記第1〜第4実施例においては、
第1GMR素子26a、54a〜第4GMR素子26
d、54dが請求項に記載した磁気検出素子に相当して
いる。
In the first to fourth embodiments,
First GMR element 26a, 54a to fourth GMR element 26
d and 54d correspond to the magnetic detecting element described in the claims.

【0044】[0044]

【発明の効果】上述の如く、請求項1及び2記載の発明
によれば、磁気検出器の出力信号を増大させることがで
きる。
As described above, according to the first and second aspects of the present invention, the output signal of the magnetic detector can be increased.

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

【図1】本発明の一実施例である回転数センサの構成図
である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a rotation speed sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施例の回転数センサが備える磁気検出器の
構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a magnetic detector included in the rotation speed sensor of the present embodiment.

【図3】GMR薄膜の、膜に平行に作用する磁界と抵抗
値との関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a magnetic field acting parallel to the GMR thin film and a resistance value.

【図4】本実施例の磁気検出器が備えるGMR素子ブリ
ッジの回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of a GMR element bridge included in the magnetic detector of the present embodiment.

【図5】センサロータの回転に応じてGMR素子ブリッ
ジに作用する磁界が変化する様子を示す図(その1)で
ある。
FIG. 5 is a diagram (part 1) illustrating how a magnetic field acting on a GMR element bridge changes in accordance with rotation of a sensor rotor.

【図6】センサロータの回転に応じてGMR素子ブリッ
ジに作用する磁界が変化する様子を示す図(その2)で
ある。
FIG. 6 is a diagram (part 2) illustrating how a magnetic field acting on a GMR element bridge changes according to rotation of a sensor rotor.

【図7】センサロータの回転に応じてGMR素子ブリッ
ジに作用する磁界が変化する様子を示す図(その3)で
ある。
FIG. 7 is a diagram (part 3) illustrating how a magnetic field acting on a GMR element bridge changes according to rotation of a sensor rotor.

【図8】センサロータの回転に応じてGMR素子ブリッ
ジに作用する磁界が変化する様子を示す図(その4)で
ある。
FIG. 8 is a diagram (part 4) illustrating how a magnetic field acting on a GMR element bridge changes according to rotation of a sensor rotor.

【図9】本実施例の回転数センサにおける、センサロー
タの回転位相角に対する各GMR素子の抵抗値、及び、
磁気検出器の出力電圧の関係を示す図である。
FIG. 9 shows a resistance value of each GMR element with respect to a rotation phase angle of a sensor rotor in the rotation speed sensor of the present embodiment, and
It is a figure showing relation of output voltage of a magnetic detector.

【図10】本発明の第2実施例の回転数センサが備える
磁気検出器の構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram of a magnetic detector included in a rotation speed sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図11】本実施例の回転数センサにおける、センサロ
ータの回転位相角に対する各GMR素子の抵抗値、及
び、磁気検出器の出力電圧の関係を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the resistance value of each GMR element and the output voltage of the magnetic detector with respect to the rotation phase angle of the sensor rotor in the rotation speed sensor of the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 センサロータ 16、50 磁気検出器 20 バイアスマグネット 26、54 GMR素子ブリッジ 26a、54a 第1GMR素子 26a、54b 第2GMR素子 26c、54c 第3GMR素子 26d、54d 第4GMR素子 12 Sensor rotor 16, 50 Magnetic detector 20 Bias magnet 26, 54 GMR element bridge 26a, 54a First GMR element 26a, 54b Second GMR element 26c, 54c Third GMR element 26d, 54d Fourth GMR element

───────────────────────────────────────────────────── 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 - 5/62 G01B 7/00 - 7/32 G01P 1/00 - 3/80 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01D 5/00-5/62 G01B 7 /00-7/32 G01P 1/00-3/80

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 作用する磁界の変化に応じた抵抗変化を
示す磁気検出素子によりブリッジ回路を構成してなる磁
気検出器と、磁界を発生させるマグネットと、回転体に
同期して回転し、その回転角に対して前記磁気検出器に
作用する磁界を所定の周期で変化させるセンサロータと
を備える回転数センサにおいて、 前記ブリッジ回路の互いに対向する磁気検出素子の一方
の対を、前記センサロータの回転方向に関して同位置に
配置すると共に、 前記磁気検出素子の他方の対をそれぞれ、前記一方の対
を挟んで、該一方の対から前記センサロータの回転方向
又は反回転方向に前記所定の周期の4分の1に相当する
距離だけ離間させて配置 したことを特徴とする回転数セ
ンサ。
A magnetic detector configured to form a bridge circuit with a magnetic detection element exhibiting a resistance change corresponding to a change in an applied magnetic field; a magnet for generating a magnetic field; A sensor rotor that changes a magnetic field acting on the magnetic detector at a predetermined cycle with respect to a rotation angle, wherein one pair of magnetic detection elements facing each other of the bridge circuit is connected to the sensor rotor. The magnetic sensors are arranged at the same position with respect to the rotation direction, and the other pair of the magnetic sensing elements are respectively connected to the one pair.
, The rotational direction of the sensor rotor from the one pair
Or, in the anti-rotation direction, corresponds to a quarter of the predetermined period
A rotation speed sensor, wherein the rotation speed sensor is arranged at a distance .
【請求項2】 作用する磁界の変化に応じた抵抗変化を
示す磁気検出素子によりブリッジ回路を構成してなる磁
気検出器と、磁界を発生させるマグネットと、回転体に
同期して回転し、その回転角に対して前記磁気検出器に
作用する磁界を所定の周期で変化させるセンサロータと
を備える回転数センサにおいて、 前記マグネットを前記磁気検出素子に対して前記センサ
ロータの回転方向にオフセット 配置したことを特徴とす
る回転数センサ。
2. A resistance change according to a change in an applied magnetic field.
The magnetism that constitutes the bridge circuit with the magnetic sensing element shown
Air detector, a magnet that generates a magnetic field, and a rotating body.
Rotate synchronously, and the magnetic detector
A sensor rotor that changes the acting magnetic field at a predetermined cycle.
A rotation speed sensor comprising:
A rotation speed sensor, wherein the rotation speed sensor is arranged offset in the rotation direction of the rotor .
JP21203897A 1997-08-06 1997-08-06 Speed sensor Expired - Fee Related JP3186656B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21203897A JP3186656B2 (en) 1997-08-06 1997-08-06 Speed sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21203897A JP3186656B2 (en) 1997-08-06 1997-08-06 Speed sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1151694A JPH1151694A (en) 1999-02-26
JP3186656B2 true JP3186656B2 (en) 2001-07-11

Family

ID=16615848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21203897A Expired - Fee Related JP3186656B2 (en) 1997-08-06 1997-08-06 Speed sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3186656B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10162752A1 (en) * 2001-12-20 2003-07-03 Philips Intellectual Property Magnetoresistive sensor
JP4117175B2 (en) 2002-10-03 2008-07-16 アルプス電気株式会社 Rotation angle detector
KR100872091B1 (en) 2007-04-26 2008-12-05 에스앤티대우(주) Sensor module for detecting relative displacement and method of detecting moving direction using the same
KR100833329B1 (en) * 2007-04-26 2008-05-28 에스앤티대우(주) Damper equipped with relative displacement detecting sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JPH1151694A (en) 1999-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5654455B2 (en) Gear speed detection method and gear speed detection device
US7112957B2 (en) GMR sensor with flux concentrators
JP4234004B2 (en) Device for measuring the angular position of an object
EP1975637B1 (en) Magnetic substance detection sensor and magnetic substance detecting apparatus
JP2002071381A (en) Sensor for detection of direction of magnetic field
JPH0252807B2 (en)
CN109212439A (en) Magnetic field sensor
JPH09159684A (en) Magnetic rotary detection device
JP3487452B2 (en) Magnetic detector
JPH03195970A (en) Magnetism detecting apparatus
JP3186656B2 (en) Speed sensor
JP2742551B2 (en) Rotation sensor
JP2000193407A (en) Magnetic positioning device
JP3064293B2 (en) Rotation sensor
JP2001141514A (en) Magnetoresistive element
JP2005069744A (en) Magnetic detection element
JPH01105178A (en) Current detector
JPH11311542A (en) Magnetic detector
JPH11311543A (en) Magnetoresistive element and magnetic detector
JPH10227809A (en) Rotating condition detector
JP3064292B2 (en) Rotation sensor
JPH1151695A (en) Revolutions-sensor
JPH10227805A (en) Rotation sensor
JPH069306Y2 (en) Position detector
JPH081387B2 (en) Magnetic sensor

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080511

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090511

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100511

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees