JP3448209B2 - 磁気検出装置 - Google Patents
磁気検出装置Info
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- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
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- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/09—Magnetoresistive devices
- G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、印加磁界の変化
を検出する磁気検出装置に関し、特に例えば内燃機関の
回転情報を検出する場合等に用いて好適な磁気検出装置
に関する。
を検出する磁気検出装置に関し、特に例えば内燃機関の
回転情報を検出する場合等に用いて好適な磁気検出装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＧＭＲ素子は、日本応用磁気学
会誌Ｖｏ１．１５，Ｎｏ．５１９９１，ｐ８１３〜８２
１人工格子の磁気抵抗効果に記載されている数オングス
トロームから数十オングストロームの厚さの磁性層と非
磁性層とを交互に積層させた積層体、いわゆる人工格子
膜であり、（Ｆｅ／Ｃｒ）ｎ、（パーマロイ／Ｃｕ／Ｃ
ｏ／Ｃｕ）ｎ、（Ｃｏ／Ｃｕ）ｎが知られており、これ
は従来の磁気抵抗素子（以下、ＭＲ素子と云う）と比較
して格段に大きなＭＲ効果（ＭＲ変化率）を有するとと
もに、隣り合った磁性層の磁化の向きの相対角度にのみ
依存するので、外部磁界の向きが電流に対してどのよう
な角度差をもつていても同じ抵抗値変化が得られる面内
感磁の素子である。そこで、磁界の変化を検出するため
に巨大磁気抵抗素子（以下、ＧＭＲ素子と云う）で感磁
面を形成し、その感磁面の各端に電極を形成してブリッ
ジ回路を形成し、このブリッジ回路の対向する２つの電
極間に定電圧、定電流の電源を接続し、ＧＭＲ素子の抵
抗値変化を電圧変化に変換して、このＧＭＲ素子に作用
している磁界変化を検出する方式がある。
会誌Ｖｏ１．１５，Ｎｏ．５１９９１，ｐ８１３〜８２
１人工格子の磁気抵抗効果に記載されている数オングス
トロームから数十オングストロームの厚さの磁性層と非
磁性層とを交互に積層させた積層体、いわゆる人工格子
膜であり、（Ｆｅ／Ｃｒ）ｎ、（パーマロイ／Ｃｕ／Ｃ
ｏ／Ｃｕ）ｎ、（Ｃｏ／Ｃｕ）ｎが知られており、これ
は従来の磁気抵抗素子（以下、ＭＲ素子と云う）と比較
して格段に大きなＭＲ効果（ＭＲ変化率）を有するとと
もに、隣り合った磁性層の磁化の向きの相対角度にのみ
依存するので、外部磁界の向きが電流に対してどのよう
な角度差をもつていても同じ抵抗値変化が得られる面内
感磁の素子である。そこで、磁界の変化を検出するため
に巨大磁気抵抗素子（以下、ＧＭＲ素子と云う）で感磁
面を形成し、その感磁面の各端に電極を形成してブリッ
ジ回路を形成し、このブリッジ回路の対向する２つの電
極間に定電圧、定電流の電源を接続し、ＧＭＲ素子の抵
抗値変化を電圧変化に変換して、このＧＭＲ素子に作用
している磁界変化を検出する方式がある。
【０００３】図７は上記一般的なＧＭＲ素子を用いた従
来の磁気検出装置を示す構成図であり、図７の（ａ）は
その側面図、図７の（ｂ）はその平面図である。この磁
気検出装置は、回転軸１と、磁界を変化させる突起形状
を具備し、回転軸１と同期して回転する磁性回転体（以
下、プレートと称する）２と、このプレート２と所定の
間隙を持って配置されたＧＭＲ素子３と、ＧＭＲ素子３
に磁界を与える磁石４とからなり、ＧＭＲ素子３は感磁
面の部分に磁気抵抗パターン３ａ，３ｂが形成されてい
る。また、このＧＭＲ素子３は非磁性体の固定部材（図
示せず）により磁石４に所定の間隙を持って取り代られ
る。そこで、プレート２が回転することでＧＭＲ素子３
に印加される磁界が変化し磁気抵抗パターン３ａ，３ｂ
の抵抗値が変化する。
来の磁気検出装置を示す構成図であり、図７の（ａ）は
その側面図、図７の（ｂ）はその平面図である。この磁
気検出装置は、回転軸１と、磁界を変化させる突起形状
を具備し、回転軸１と同期して回転する磁性回転体（以
下、プレートと称する）２と、このプレート２と所定の
間隙を持って配置されたＧＭＲ素子３と、ＧＭＲ素子３
に磁界を与える磁石４とからなり、ＧＭＲ素子３は感磁
面の部分に磁気抵抗パターン３ａ，３ｂが形成されてい
る。また、このＧＭＲ素子３は非磁性体の固定部材（図
示せず）により磁石４に所定の間隙を持って取り代られ
る。そこで、プレート２が回転することでＧＭＲ素子３
に印加される磁界が変化し磁気抵抗パターン３ａ，３ｂ
の抵抗値が変化する。
【０００４】図８は従来の磁気検出装置を示すブロック
図である。この磁気検出装置は、プレート２と所定の間
隙を持って配置され、磁石４より磁界が与えられるＧＭ
Ｒ素子を用いたホイートストンブリッジ回路１１と、こ
のホイートストンブリッジ回路１１の出力を増幅する差
動増幅回路１２と、この差動増幅回路１２の出力を基準
値と比較する比較回路１３と、この比較回路１３の出力
を波形整形して“０”または“１”の信号として出力端
子１５に出力する波形整形回路１４とを備える。
図である。この磁気検出装置は、プレート２と所定の間
隙を持って配置され、磁石４より磁界が与えられるＧＭ
Ｒ素子を用いたホイートストンブリッジ回路１１と、こ
のホイートストンブリッジ回路１１の出力を増幅する差
動増幅回路１２と、この差動増幅回路１２の出力を基準
値と比較する比較回路１３と、この比較回路１３の出力
を波形整形して“０”または“１”の信号として出力端
子１５に出力する波形整形回路１４とを備える。
【０００５】図９は図８のブロック図の具体的回路構成
の一例を示す図である。ホイートストンブリッジ回路１
１は、例えば各辺にそれぞれＧＭＲ素子抵抗１０Ａ，１
０Ｂ，１０Ｃ及び１０Ｄを有し、ＧＭＲ素子１０Ａと１
０Ｃの各一端は共通接続され、接続点１６を介して電源
端子Ｖｃｃに接続され、ＧＭＲ素子１０Ｂと１０Ｄの各
一端は共通接続され、接続点１７を介して接地され、Ｇ
ＭＲ素子１０Ａと１０Ｂの各他端は接続点１８に接続さ
れ、ＧＭＲ素子１０Ｃと１０Ｄの各他端は接続点１９に
接続される。
の一例を示す図である。ホイートストンブリッジ回路１
１は、例えば各辺にそれぞれＧＭＲ素子抵抗１０Ａ，１
０Ｂ，１０Ｃ及び１０Ｄを有し、ＧＭＲ素子１０Ａと１
０Ｃの各一端は共通接続され、接続点１６を介して電源
端子Ｖｃｃに接続され、ＧＭＲ素子１０Ｂと１０Ｄの各
一端は共通接続され、接続点１７を介して接地され、Ｇ
ＭＲ素子１０Ａと１０Ｂの各他端は接続点１８に接続さ
れ、ＧＭＲ素子１０Ｃと１０Ｄの各他端は接続点１９に
接続される。
【０００６】そして、ホイートストンブリッジ回路１１
の接続点１８が抵抗器を介して差動増幅回路１２のアン
プ１２ａの反転入力端子に接続され、接続点１９が抵抗
器を介してアンプ１２ａの非反転入力端子に接続される
と共に更に抵抗器を介して基準電源を構成する分圧回路
に接続される。更に、アンプ１２ａの出力端子は、比較
回路１３の反転入力端子に接続され、比較回路１３の非
反転入力端子は基準電源を構成する分圧回路に接続され
ると共に抵抗器を介して自己の出力端子に接続される。
そして、比較回路１３の出力側が抵抗器を介して電源端
子Ｖ CC に接続されると共に波形整形回路１４のトランジ
スタ１４ａのベースに接続され、そのコレクタは出力端
子１５に接続されると共に抵抗器を介して電源端子ＶCC
に接続され、そのエミッタは接地される。
の接続点１８が抵抗器を介して差動増幅回路１２のアン
プ１２ａの反転入力端子に接続され、接続点１９が抵抗
器を介してアンプ１２ａの非反転入力端子に接続される
と共に更に抵抗器を介して基準電源を構成する分圧回路
に接続される。更に、アンプ１２ａの出力端子は、比較
回路１３の反転入力端子に接続され、比較回路１３の非
反転入力端子は基準電源を構成する分圧回路に接続され
ると共に抵抗器を介して自己の出力端子に接続される。
そして、比較回路１３の出力側が抵抗器を介して電源端
子Ｖ CC に接続されると共に波形整形回路１４のトランジ
スタ１４ａのベースに接続され、そのコレクタは出力端
子１５に接続されると共に抵抗器を介して電源端子ＶCC
に接続され、そのエミッタは接地される。
【０００７】次に、動作について、図１０を参照して説
明する。，プレート２が回転することで、図１０の
（ａ）に示すその凹凸に対応して、ホイートストンブリ
ッジ回路１１を構成するＧＭＲ素子１０Ａと１０Ｄには
同じ磁界変化が与えられ、ＧＭＲ素子１０Ｂと１０Ｃに
はＧＭＲ素子１０Ａ，１０Ｄとは異なる磁界変化が与え
られるようになる。この結果、プレート２の凹凸に対応
してＧＭＲ素子１０Ａ，１０Ｄと１０Ｂ，１０Ｃの抵抗
値が変化し、ＧＭＲ素子１０Ａ，１０Ｄと１０Ｂ，１０
Ｃの抵抗値の最大、最小となる位置が逆となり、ホイー
トストンブリッジ回路１１の接続点１８，１９の中点電
圧も同様に変化する。
明する。，プレート２が回転することで、図１０の
（ａ）に示すその凹凸に対応して、ホイートストンブリ
ッジ回路１１を構成するＧＭＲ素子１０Ａと１０Ｄには
同じ磁界変化が与えられ、ＧＭＲ素子１０Ｂと１０Ｃに
はＧＭＲ素子１０Ａ，１０Ｄとは異なる磁界変化が与え
られるようになる。この結果、プレート２の凹凸に対応
してＧＭＲ素子１０Ａ，１０Ｄと１０Ｂ，１０Ｃの抵抗
値が変化し、ＧＭＲ素子１０Ａ，１０Ｄと１０Ｂ，１０
Ｃの抵抗値の最大、最小となる位置が逆となり、ホイー
トストンブリッジ回路１１の接続点１８，１９の中点電
圧も同様に変化する。
【０００８】そして、この中点電圧の差が差動増幅回路
１２により増幅され、その出力側には、図１０の（ｂ）
に示すような、図１０の（ａ）に示すプレート２の凹凸
に対応した実線で示すような出力ＶＤ０が得られる。こ
の差動増幅回路１２の出力は、比較回路１３に供給され
てその比較レベルである基準値ＶＴＨと比較され、この
信号は更に波形整形回路１４で波形整形され、この結
果、出力端子１５には図１０の（ｃ）に実線で示すよう
な“０”または“１”の出力が得られる。
１２により増幅され、その出力側には、図１０の（ｂ）
に示すような、図１０の（ａ）に示すプレート２の凹凸
に対応した実線で示すような出力ＶＤ０が得られる。こ
の差動増幅回路１２の出力は、比較回路１３に供給され
てその比較レベルである基準値ＶＴＨと比較され、この
信号は更に波形整形回路１４で波形整形され、この結
果、出力端子１５には図１０の（ｃ）に実線で示すよう
な“０”または“１”の出力が得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の磁気
検出装置においては、ＧＭＲ素子のもっている抵抗値温
度係数により、ＧＭＲ素子の抵抗変化が減少し、大きな
ゲインがとれないのでノイズの影響を受けやすく、ノイ
ズ耐量が低下するという問題点があった。
検出装置においては、ＧＭＲ素子のもっている抵抗値温
度係数により、ＧＭＲ素子の抵抗変化が減少し、大きな
ゲインがとれないのでノイズの影響を受けやすく、ノイ
ズ耐量が低下するという問題点があった。
【００１０】この発明は、上記ような問題点を解決する
ためになされたもので、ＧＭＲ素子を限られた磁界範囲
で動作させることにより、抵抗値変化の温度特性を最適
化し、ノイズ耐量を向上することができる磁気検出装置
を得ることを目的とする。
ためになされたもので、ＧＭＲ素子を限られた磁界範囲
で動作させることにより、抵抗値変化の温度特性を最適
化し、ノイズ耐量を向上することができる磁気検出装置
を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
わる磁気検出装置は、磁界を発生する磁界発生手段と、
該磁界発生手段と所定の間隙を持って配置され、該磁界
発生手段によって発生された磁界を変化させる突起形状
を具備した磁性回転体と、該磁性回転体で変化された磁
界に応じて抵抗値が変化する巨大磁気抵抗素子とを備
え、上記巨大磁気抵抗素子を、該巨大磁気抵抗素子の抵
抗変化率の温度特性が小さい所定の印加磁界の振幅範囲
内で動作するよう上記磁界発生手段と所定の間隙を持っ
て配置するようにしたものである。
わる磁気検出装置は、磁界を発生する磁界発生手段と、
該磁界発生手段と所定の間隙を持って配置され、該磁界
発生手段によって発生された磁界を変化させる突起形状
を具備した磁性回転体と、該磁性回転体で変化された磁
界に応じて抵抗値が変化する巨大磁気抵抗素子とを備
え、上記巨大磁気抵抗素子を、該巨大磁気抵抗素子の抵
抗変化率の温度特性が小さい所定の印加磁界の振幅範囲
内で動作するよう上記磁界発生手段と所定の間隙を持っ
て配置するようにしたものである。
【００１２】請求項２記載の発明に係わる磁気検出装置
は、請求項１の発明において、上記所定の印加磁界の振
幅範囲が５０〜１５０［Ｏｅ］であるとしたものであ
る。
は、請求項１の発明において、上記所定の印加磁界の振
幅範囲が５０〜１５０［Ｏｅ］であるとしたものであ
る。
【００１３】請求項３記載の発明に係わる磁気検出装置
は、請求項１の発明において、上記巨大磁気抵抗素子が
第１の磁気抵抗パターンと第２の磁気抵抗パターンを有
し、上記第１の磁気抵抗パターンを上記巨大磁気抵抗素
子の抵抗変化率の温度特性が小さい第１の所定の印加磁
界の振幅範囲内で動作するよう上記磁界発生手段と所定
の間隙を持って配置し、上記第２の磁気抵抗パターンを
上記巨大磁気抵抗素子の抵抗変化率の温度特性が小さい
第２の所定の印加磁界の振幅範囲内で動作するよう上記
磁界発生手段と所定の間隙を持って配置してブリッジ回
路を構成するようにしたものである。
は、請求項１の発明において、上記巨大磁気抵抗素子が
第１の磁気抵抗パターンと第２の磁気抵抗パターンを有
し、上記第１の磁気抵抗パターンを上記巨大磁気抵抗素
子の抵抗変化率の温度特性が小さい第１の所定の印加磁
界の振幅範囲内で動作するよう上記磁界発生手段と所定
の間隙を持って配置し、上記第２の磁気抵抗パターンを
上記巨大磁気抵抗素子の抵抗変化率の温度特性が小さい
第２の所定の印加磁界の振幅範囲内で動作するよう上記
磁界発生手段と所定の間隙を持って配置してブリッジ回
路を構成するようにしたものである。
【００１４】請求項４記載の発明に係わる磁気検出装置
は、請求項３の発明において、上記第１の所定の印加磁
界の振幅範囲が５０〜１５０［Ｏｅ］であり、上記第２
の所定の印加磁界の振幅範囲が−１５０〜ー５０［Ｏ
ｅ］であるとしたものである。
は、請求項３の発明において、上記第１の所定の印加磁
界の振幅範囲が５０〜１５０［Ｏｅ］であり、上記第２
の所定の印加磁界の振幅範囲が−１５０〜ー５０［Ｏ
ｅ］であるとしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明に係わる磁気検出
装置の各実施形態を図を参照して説明する。 実施形態１．この発明の実施形態１を示す構成図、回路
ブロック図、具体的回路構成図及び動作については、後
述されるＧＭＲ素子の磁気抵抗パターンの磁石に対する
配置の仕方が異なる以外は、従来と同一であるので、そ
の詳細説明を省略する。本実施の形態では、ＧＭＲ素子
に印加される磁界を５０〜１５０［Ｏｅ］の振幅範囲内
にするように、ＧＭＲ素子の感磁面の部分に形成されて
いる磁気抵抗パターンを磁石に対して配置するものであ
る。
装置の各実施形態を図を参照して説明する。 実施形態１．この発明の実施形態１を示す構成図、回路
ブロック図、具体的回路構成図及び動作については、後
述されるＧＭＲ素子の磁気抵抗パターンの磁石に対する
配置の仕方が異なる以外は、従来と同一であるので、そ
の詳細説明を省略する。本実施の形態では、ＧＭＲ素子
に印加される磁界を５０〜１５０［Ｏｅ］の振幅範囲内
にするように、ＧＭＲ素子の感磁面の部分に形成されて
いる磁気抵抗パターンを磁石に対して配置するものであ
る。
【００１６】図１にＧＭＲ素子に０〜±１０００［Ｏ
ｅ］の磁界を印加した場合の抵抗変化率（以下、ＭＲ比
と称する）のグラフを示す。この図より、ＧＭＲ素子は
いわゆるヒステリシス特性を有していることが分かる。
ここで、ＭＲ比とは、 ＭＲ比＝｛（Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）／Ｒｍｉｎ｝×１０
０［％］ で表し、Ｒｍａｘは抵抗最大値、Ｒｍｉｎは抵抗最小値
である。次に、磁性回転体の凹凸による磁界変化を想定
し、図２にＧＭＲ素子に０〜５０，５０〜１００，１０
０〜１５０，１５０〜２００，２００〜２５０，２５０
〜３００の５０［Ｏｅ］ステップの磁界を印加した場合
の抵抗値変化の温度特性のグラフを示す。なお、図２に
おいて、実線と破線はそれぞれ周囲温度Ｔａが２５゜と
１３０゜のときの抵抗値変化の温度特性を表している。
ｅ］の磁界を印加した場合の抵抗変化率（以下、ＭＲ比
と称する）のグラフを示す。この図より、ＧＭＲ素子は
いわゆるヒステリシス特性を有していることが分かる。
ここで、ＭＲ比とは、 ＭＲ比＝｛（Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）／Ｒｍｉｎ｝×１０
０［％］ で表し、Ｒｍａｘは抵抗最大値、Ｒｍｉｎは抵抗最小値
である。次に、磁性回転体の凹凸による磁界変化を想定
し、図２にＧＭＲ素子に０〜５０，５０〜１００，１０
０〜１５０，１５０〜２００，２００〜２５０，２５０
〜３００の５０［Ｏｅ］ステップの磁界を印加した場合
の抵抗値変化の温度特性のグラフを示す。なお、図２に
おいて、実線と破線はそれぞれ周囲温度Ｔａが２５゜と
１３０゜のときの抵抗値変化の温度特性を表している。
【００１７】ここで、上記５０［Ｏｅ］ステップの印加
磁界に対するＭＲ比の温度特性に着目し、図３にその特
性をグラフに示す。このグラフよりＧＭＲ素子のＭＲ比
に温度特性を生じないポイントが存在することが分か
る。つまり、図３において、実線と破線はそれぞれ周囲
温度Ｔａが２５゜と１３０゜のときのＭＲ比の温度特性
を表しているが、両方の特性の交差している点が実質的
にＧＭＲ素子のＭＲ比に温度特性を生じないポイントで
あり、図では大体印加磁界１１０［Ｏｅ］程度である。
かくして、本実施の形態では、ＧＭＲ素子に印加される
磁界を、上記印加磁界１１０［Ｏｅ］の前後のＭＲ比の
温度特性が小さい所定の印加磁界の振幅範囲、例えば印
加磁界５０〜１５０［Ｏｅ］の振幅範囲内にするよう
に、ＧＭＲ素子の感磁面の部分に形成されている磁気抵
抗パターンを磁界発生手段としての磁石に対して配置す
るようにする。
磁界に対するＭＲ比の温度特性に着目し、図３にその特
性をグラフに示す。このグラフよりＧＭＲ素子のＭＲ比
に温度特性を生じないポイントが存在することが分か
る。つまり、図３において、実線と破線はそれぞれ周囲
温度Ｔａが２５゜と１３０゜のときのＭＲ比の温度特性
を表しているが、両方の特性の交差している点が実質的
にＧＭＲ素子のＭＲ比に温度特性を生じないポイントで
あり、図では大体印加磁界１１０［Ｏｅ］程度である。
かくして、本実施の形態では、ＧＭＲ素子に印加される
磁界を、上記印加磁界１１０［Ｏｅ］の前後のＭＲ比の
温度特性が小さい所定の印加磁界の振幅範囲、例えば印
加磁界５０〜１５０［Ｏｅ］の振幅範囲内にするよう
に、ＧＭＲ素子の感磁面の部分に形成されている磁気抵
抗パターンを磁界発生手段としての磁石に対して配置す
るようにする。
【００１８】このように、本実施形態では、ＧＭＲ素子
をＭＲ比の温度特性が小さい印加磁界５０〜１５０［Ｏ
ｅ］の振幅範囲内で動作させることにより、ＧＭＲ素子
の温度特性を最適化し、ノイズ耐量向上が計れる。
をＭＲ比の温度特性が小さい印加磁界５０〜１５０［Ｏ
ｅ］の振幅範囲内で動作させることにより、ＧＭＲ素子
の温度特性を最適化し、ノイズ耐量向上が計れる。
【００１９】実施の形態２．上述の実施の形態１では、
ＧＭＲ素子に印加される磁界を５０〜１５０［Ｏｅ］に
設定したが、本実施の形態ではＧＭＲ素子の複数の磁気
抵抗パターンをブリッジ回路で構成し、第１の磁気抵抗
パターン（図４の磁気抵抗パターン３ａ相当）にＧＭＲ
素子の抵抗変化率の温度特性が小さい第１の所定の印加
磁界の振幅範囲例えば５０〜１５０［Ｏｅ］、第２の磁
気抵抗パターン（図４の磁気抵抗パターン３ｂ相当）に
ＧＭＲ素子の抵抗変化率の温度特性が小さい第２の所定
の印加磁界の振幅範囲例えば−１５０〜−５０［Ｏｅ］
の磁界が印加される位置にＧＭＲ素子を磁石に対して配
置する。
ＧＭＲ素子に印加される磁界を５０〜１５０［Ｏｅ］に
設定したが、本実施の形態ではＧＭＲ素子の複数の磁気
抵抗パターンをブリッジ回路で構成し、第１の磁気抵抗
パターン（図４の磁気抵抗パターン３ａ相当）にＧＭＲ
素子の抵抗変化率の温度特性が小さい第１の所定の印加
磁界の振幅範囲例えば５０〜１５０［Ｏｅ］、第２の磁
気抵抗パターン（図４の磁気抵抗パターン３ｂ相当）に
ＧＭＲ素子の抵抗変化率の温度特性が小さい第２の所定
の印加磁界の振幅範囲例えば−１５０〜−５０［Ｏｅ］
の磁界が印加される位置にＧＭＲ素子を磁石に対して配
置する。
【００２０】図４はこの実施形態２の具体例を示す配置
図である。図において、図７と対応する部分には同一符
号を付し、その説明を省略する。ここで、一例として図
のように磁石４の寸法を５．０mm×５．０mm×３．０m
m、磁石４からＧＭＲ素子３の磁気抵抗パターン３ａ，
３ｂ、感磁面距離をＬ＝２．０mmに、磁気抵抗パターン
３ａ、，３ｂのピッチをＰ＝０．８mmに設定する。図４
の磁石４とＧＭＲ素子３の配置において、プレート２の
回転による、ＧＭＲ素子３の磁気抵抗パターン３ａ，３
ｂの感磁面方向に印加される磁界Ｈａ，Ｈｂを図５に示
す。
図である。図において、図７と対応する部分には同一符
号を付し、その説明を省略する。ここで、一例として図
のように磁石４の寸法を５．０mm×５．０mm×３．０m
m、磁石４からＧＭＲ素子３の磁気抵抗パターン３ａ，
３ｂ、感磁面距離をＬ＝２．０mmに、磁気抵抗パターン
３ａ、，３ｂのピッチをＰ＝０．８mmに設定する。図４
の磁石４とＧＭＲ素子３の配置において、プレート２の
回転による、ＧＭＲ素子３の磁気抵抗パターン３ａ，３
ｂの感磁面方向に印加される磁界Ｈａ，Ｈｂを図５に示
す。
【００２１】次に動作について、図６を参照して説明す
る。この場合に用いる処理回路構成は、図８と同様のも
のを用いてよく、従って、ここでは、その詳細説明を省
略する。プレート２が回転することで、図６の（ａ）に
示すプレート２の凹凸に対応してブリッジ回路を構成す
るＧＭＲ素子３の磁気抵抗パタ一ン３ａ，３ｂに図６の
（ｂ）に示すＨａ＝−５０〜−１５０［Ｏｅ］，Ｈｂ＝
５０〜１５０［Ｏｅ］の磁界が印加される。
る。この場合に用いる処理回路構成は、図８と同様のも
のを用いてよく、従って、ここでは、その詳細説明を省
略する。プレート２が回転することで、図６の（ａ）に
示すプレート２の凹凸に対応してブリッジ回路を構成す
るＧＭＲ素子３の磁気抵抗パタ一ン３ａ，３ｂに図６の
（ｂ）に示すＨａ＝−５０〜−１５０［Ｏｅ］，Ｈｂ＝
５０〜１５０［Ｏｅ］の磁界が印加される。
【００２２】この結果、プレート２の凹凸に対応してＧ
ＭＲ素子３の差動出力（図６の（ｃ）の差動増幅回路出
力）、最終出力（図６の（ｄ）の波形整形回路出力）を
得ることができる。かくして、ＧＭＲ素子をＭＲ比の温
度特性の最も小さい動作領域にて使用することができる
ため、全温度範囲において安定したノイズ耐量を得るこ
とができ、特に高温時のノイズ耐量の向上が計れる。
ＭＲ素子３の差動出力（図６の（ｃ）の差動増幅回路出
力）、最終出力（図６の（ｄ）の波形整形回路出力）を
得ることができる。かくして、ＧＭＲ素子をＭＲ比の温
度特性の最も小さい動作領域にて使用することができる
ため、全温度範囲において安定したノイズ耐量を得るこ
とができ、特に高温時のノイズ耐量の向上が計れる。
【００２３】このように、本実施形態では、印加磁界５
０〜１５０［Ｏｅ］の振幅範囲内で動作するよう磁石と
所定の間隙を持って配置されたＧＭＲ素子の第１の磁気
抵抗パターンと、印加磁界−１５０〜−５０［Ｏｅ］の
振幅範囲内で動作するよう磁石と所定の間隙を持って配
置された第２の磁気抵抗パターンとでブリッジ回路を構
成することにより、ＧＭＲ素子をＭＲ比の温度特性の最
も小さい動作領域にて使用することができ、全温度範囲
において安定したノイズ耐量を得ることができ、特に高
温時のノイズ耐量の向上が計れる。
０〜１５０［Ｏｅ］の振幅範囲内で動作するよう磁石と
所定の間隙を持って配置されたＧＭＲ素子の第１の磁気
抵抗パターンと、印加磁界−１５０〜−５０［Ｏｅ］の
振幅範囲内で動作するよう磁石と所定の間隙を持って配
置された第２の磁気抵抗パターンとでブリッジ回路を構
成することにより、ＧＭＲ素子をＭＲ比の温度特性の最
も小さい動作領域にて使用することができ、全温度範囲
において安定したノイズ耐量を得ることができ、特に高
温時のノイズ耐量の向上が計れる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、磁界を発生する磁界発生手段と、この磁界発生手段
と所定の間隙を持って配置され、磁界発生手段によって
発生された磁界を変化させる突起形状を具備した磁性回
転体と、この磁性回転体で変化された磁界に応じて抵抗
値が変化する巨大磁気抵抗素子とを備え、巨大磁気抵抗
素子を、この巨大磁気抵抗素子の抵抗変化率の温度特性
が小さい所定の印加磁界の振幅範囲内で動作するよう磁
界発生手段と所定の間隙を持って配置するようにしたの
で、巨大磁気抵抗素子の抵抗値温度変化を最適化し、ノ
イズ耐量を向上できるという効果がある。
ば、磁界を発生する磁界発生手段と、この磁界発生手段
と所定の間隙を持って配置され、磁界発生手段によって
発生された磁界を変化させる突起形状を具備した磁性回
転体と、この磁性回転体で変化された磁界に応じて抵抗
値が変化する巨大磁気抵抗素子とを備え、巨大磁気抵抗
素子を、この巨大磁気抵抗素子の抵抗変化率の温度特性
が小さい所定の印加磁界の振幅範囲内で動作するよう磁
界発生手段と所定の間隙を持って配置するようにしたの
で、巨大磁気抵抗素子の抵抗値温度変化を最適化し、ノ
イズ耐量を向上できるという効果がある。
【００２５】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
において、所定の印加磁界の振幅範囲を５０〜１５０
［Ｏｅ］としたので、巨大磁気抵抗素子の抵抗値温度変
化を最適化し、ノイズ耐量を確実に向上できるという効
果がある。
において、所定の印加磁界の振幅範囲を５０〜１５０
［Ｏｅ］としたので、巨大磁気抵抗素子の抵抗値温度変
化を最適化し、ノイズ耐量を確実に向上できるという効
果がある。
【００２６】請求項３の発明によれば、請求項１の発明
において、巨大磁気抵抗素子は第１の磁気抵抗パターン
と第２の磁気抵抗パターンを有し、第１の磁気抵抗パタ
ーンを巨大磁気抵抗素子の抵抗変化率の温度特性が小さ
い第１の所定の印加磁界の振幅範囲内で動作するよう磁
界発生手段と所定の間隙を持って配置し、第２の磁気抵
抗パターンを巨大磁気抵抗素子の抵抗変化率の温度特性
が小さい第２の所定の印加磁界の振幅範囲内で動作する
よう磁界発生手段と所定の間隙を持って配置してブリッ
ジ回路を構成するようにしたので、全温度範囲において
安定したノイズ耐量を得ることができ、特に高温時のノ
イズ耐量の向上が計れるという効果がある。
において、巨大磁気抵抗素子は第１の磁気抵抗パターン
と第２の磁気抵抗パターンを有し、第１の磁気抵抗パタ
ーンを巨大磁気抵抗素子の抵抗変化率の温度特性が小さ
い第１の所定の印加磁界の振幅範囲内で動作するよう磁
界発生手段と所定の間隙を持って配置し、第２の磁気抵
抗パターンを巨大磁気抵抗素子の抵抗変化率の温度特性
が小さい第２の所定の印加磁界の振幅範囲内で動作する
よう磁界発生手段と所定の間隙を持って配置してブリッ
ジ回路を構成するようにしたので、全温度範囲において
安定したノイズ耐量を得ることができ、特に高温時のノ
イズ耐量の向上が計れるという効果がある。
【００２７】請求項４の発明によれば、請求項３の発明
において、第１の所定の印加磁界の振幅範囲が５０〜１
５０［Ｏｅ］であり、第２の所定の印加磁界の振幅範囲
が−１５０〜ー５０［Ｏｅ］であるので、全温度範囲に
おいて安定したノイズ耐量を確実に得ることができ、特
に高温時のノイズ耐量の向上が確実に計れるという効果
がある。
において、第１の所定の印加磁界の振幅範囲が５０〜１
５０［Ｏｅ］であり、第２の所定の印加磁界の振幅範囲
が−１５０〜ー５０［Ｏｅ］であるので、全温度範囲に
おいて安定したノイズ耐量を確実に得ることができ、特
に高温時のノイズ耐量の向上が確実に計れるという効果
がある。
【図１】 この発明に係わる磁気検出装置に使用される
ＧＭＲ素子の印加磁界０〜±１０００［Ｏｅ］でのＭＲ
特性を示す図である。
ＧＭＲ素子の印加磁界０〜±１０００［Ｏｅ］でのＭＲ
特性を示す図である。
【図２】 この発明に係わる磁気検出装置に使用される
ＧＭＲ素子の印加磁界０〜３００［Ｏｅ］の５０［Ｏ
ｅ］ステップ毎の抵抗値変化の温度特性を示す図であ
る。
ＧＭＲ素子の印加磁界０〜３００［Ｏｅ］の５０［Ｏ
ｅ］ステップ毎の抵抗値変化の温度特性を示す図であ
る。
【図３】 この発明に係わる磁気検出装置の実施の形態
１におけるＧＭＲ素子の印加磁界０〜３００［Ｏｅ］の
５０［Ｏｅ］ステップ毎のＭＲ比の温度特性を示す図で
あるる。
１におけるＧＭＲ素子の印加磁界０〜３００［Ｏｅ］の
５０［Ｏｅ］ステップ毎のＭＲ比の温度特性を示す図で
あるる。
【図４】 この発明に係わる磁気検出装置の実施の形態
２の具体例を示す配置図である。
２の具体例を示す配置図である。
【図５】 この発明に係わる磁気検出装置の実施の形態
２における印加磁界ベクトル方向を示す図である。
２における印加磁界ベクトル方向を示す図である。
【図６】 この発明に係わる磁気検出装置の実施の形態
２における動作説明に供するための波形図である。
２における動作説明に供するための波形図である。
【図７】 従来の磁気検出装置を示す構成図である。
【図８】 ＧＭＲ素子を用いた従来の磁気検出装置の回
路構成を概略的に示すブロック図である。
路構成を概略的に示すブロック図である。
【図９】 図８の具体的回路構成の一例を示す回路図で
ある。
ある。
【図１０】 図９の動作説明に供するための波形図であ
る。
る。
２ 磁性回転体（プレート）、３ ＧＭＲ素子、３
ａ，３ｂ 磁気抵抗パターン、４ 磁石、１０Ａ，
１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ ＧＭＲ素子抵抗、１１
ホイートストンブリッジ回路、１２ 差動増幅回
路、１３ 比較回路、１４ 波形整形回路、１５
最終出力。
ａ，３ｂ 磁気抵抗パターン、４ 磁石、１０Ａ，
１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ ＧＭＲ素子抵抗、１１
ホイートストンブリッジ回路、１２ 差動増幅回
路、１３ 比較回路、１４ 波形整形回路、１５
最終出力。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭63−196817（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−287909（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−318387（ＪＰ，Ａ)
実開 昭63−199079（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 7/30 101
G01D 5/245
G01R 33/09
H01L 43/08
Claims (4)
- 【請求項１】 磁界を発生する磁界発生手段と、 該磁界発生手段と所定の間隙を持って配置され、該磁界
発生手段によって発生された磁界を変化させる突起形状
を具備した磁性回転体と、 該磁性回転体で変化された磁界に応じて抵抗値が変化す
る巨大磁気抵抗素子とを備え、上記巨大磁気抵抗素子
を、該巨大磁気抵抗素子の抵抗変化率の温度特性が小さ
い所定の印加磁界の振幅範囲内で動作するよう上記磁界
発生手段と所定の間隙を持って配置するようにしたこと
を特徴とする磁気検出装置。 - 【請求項２】 上記所定の印加磁界の振幅範囲は５０〜
１５０［Ｏｅ］であることを特徴とする請求項１記載の
磁気検出装置。 - 【請求項３】 上記巨大磁気抵抗素子は、第１の磁気抵
抗パターンと第２の磁気抵抗パターンを有し、上記第１
の磁気抵抗パターンを上記巨大磁気抵抗素子の抵抗変化
率の温度特性が小さい第１の所定の印加磁界の振幅範囲
内で動作するよう上記磁界発生手段と所定の間隙を持っ
て配置し、上記第２の磁気抵抗パターンを上記巨大磁気
抵抗素子の抵抗変化率の温度特性が小さい第２の所定の
印加磁界の振幅範囲内で動作するよう上記磁界発生手段
と所定の間隙を持って配置してブリッジ回路を構成する
ようにしたことを特徴とする請求項１記載の磁気検出装
置。 - 【請求項４】 上記第１の所定の印加磁界の振幅範囲は
５０〜１５０［Ｏｅ］であり、上記第２の所定の印加磁
界の振幅範囲は−１５０〜ー５０［Ｏｅ］であることを
特徴とする請求項３記載の磁気検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12628198A JP3448209B2 (ja) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | 磁気検出装置 |
| US09/175,413 US6246234B1 (en) | 1998-05-08 | 1998-10-20 | Magnetic detector with improved temperature characteristic and noise resistance |
| DE19851323A DE19851323B4 (de) | 1998-05-08 | 1998-11-06 | Magnetischer Detektor |
| KR10-1998-0057181A KR100363128B1 (ko) | 1998-05-08 | 1998-12-22 | 자기검출장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12628198A JP3448209B2 (ja) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | 磁気検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11325814A JPH11325814A (ja) | 1999-11-26 |
| JP3448209B2 true JP3448209B2 (ja) | 2003-09-22 |
Family
ID=14931339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12628198A Expired - Lifetime JP3448209B2 (ja) | 1998-05-08 | 1998-05-08 | 磁気検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6246234B1 (ja) |
| JP (1) | JP3448209B2 (ja) |
| KR (1) | KR100363128B1 (ja) |
| DE (1) | DE19851323B4 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6577123B2 (en) * | 2001-06-04 | 2003-06-10 | Delphi Technologies, Inc. | Linear position sensor assembly |
| US6911826B2 (en) * | 2001-06-12 | 2005-06-28 | General Electric Company | Pulsed eddy current sensor probes and inspection methods |
| US6992479B2 (en) * | 2003-01-31 | 2006-01-31 | Delphi Technologies, Inc. | Magnetic sensor array configuration for measuring a position and method of operating same |
| DE202005011361U1 (de) * | 2005-07-19 | 2006-11-23 | Woelke Magnetbandtechnik Gmbh & Co Kg | Magnetfeldempfindlicher Sensor |
| US7521922B2 (en) * | 2006-11-07 | 2009-04-21 | Key Safety Systems, Inc. | Linear position sensor |
| KR100872091B1 (ko) * | 2007-04-26 | 2008-12-05 | 에스앤티대우(주) | 상대변위 측정 센서모듈 및 이를 이용한 이동방향 감지방법 |
| DE202007014319U1 (de) * | 2007-10-12 | 2009-02-26 | Woelke Magnetbandtechnik Gmbh & Co. Kg | Magnetfeldempfindlicher Sensor |
| US7977935B2 (en) * | 2009-06-04 | 2011-07-12 | Key Safety Systems, Inc. | Temperature tolerant magnetic linear displacement sensor |
| JP5215370B2 (ja) * | 2010-11-22 | 2013-06-19 | 三菱電機株式会社 | 磁気式位置検出装置 |
| KR101636412B1 (ko) * | 2014-09-03 | 2016-07-05 | 한국수력원자력 주식회사 | 피검사체의 균열길이 측정방법 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3132549A1 (de) * | 1981-08-18 | 1983-03-03 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Vorrichtung zur erfassung der drehzahl von rotierenden teilen |
| DE3426784A1 (de) * | 1984-07-20 | 1986-01-30 | Bosch Gmbh Robert | Magnetoresistiver sensor zur abgabe von elektrischen signalen |
| US5644226A (en) * | 1994-03-02 | 1997-07-01 | Nippondenso Co., Ltd. | Magnetic detector having a bias magnet and magnetoresistive elements shifted away from the center of the magnet |
| US5488294A (en) * | 1995-01-18 | 1996-01-30 | Honeywell Inc. | Magnetic sensor with means for retaining a magnet at a precise calibrated position |
| JP3605880B2 (ja) * | 1995-05-12 | 2004-12-22 | 株式会社デンソー | 非接触型回転センサ |
| JPH09329461A (ja) | 1996-06-10 | 1997-12-22 | Mitsubishi Electric Corp | 検出装置 |
| JPH09329462A (ja) * | 1996-06-10 | 1997-12-22 | Mitsubishi Electric Corp | 検出装置 |
| JPH10239098A (ja) | 1997-02-26 | 1998-09-11 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気検出装置 |
-
1998
- 1998-05-08 JP JP12628198A patent/JP3448209B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-20 US US09/175,413 patent/US6246234B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-06 DE DE19851323A patent/DE19851323B4/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-22 KR KR10-1998-0057181A patent/KR100363128B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6246234B1 (en) | 2001-06-12 |
| DE19851323A1 (de) | 1999-11-25 |
| JPH11325814A (ja) | 1999-11-26 |
| DE19851323B4 (de) | 2004-05-06 |
| KR100363128B1 (ko) | 2003-02-17 |
| KR19990087016A (ko) | 1999-12-15 |
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