JP3487452B2 - Magnetic detector - Google Patents

Magnetic detector

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JP3487452B2
JP3487452B2 JP31532794A JP31532794A JP3487452B2 JP 3487452 B2 JP3487452 B2 JP 3487452B2 JP 31532794 A JP31532794 A JP 31532794A JP 31532794 A JP31532794 A JP 31532794A JP 3487452 B2 JP3487452 B2 JP 3487452B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、磁電変換素子を用いた
磁気検出装置に関する。本発明の磁気検出装置は例えば
回転検出装置に適用される。 【0002】 【従来技術】従来のMR素子を用いた磁気検出装置(以
下、MR式磁気検出装置ともいう)の一例を図11に示
す。この装置は、回転検出装置であって、磁界を検出す
べき磁気検出位置Pに近接配置されてこの位置Pに所定
のバイアス磁界を形成するバイアス磁石111と、抵抗
値が磁界に応じて変化する磁気抵抗素子が主面上に配設
されるとともに位置Pに配設される板状のセンサ部11
2と、位置Pに近接して磁界の主方向Mと直角方向へ回
転する高透磁性の歯部113を有するギヤ114とを有
している。115は、バイアス磁石のN極面上に固着さ
れた一定厚の平板からなるスペーサであって、116は
バイアス磁石111が固定されるベースプレートであ
る。センサ部112には、位置Pに近接してMR素子が
ブリッジ回路構成又は単一又はハーフブリッジ回路構成
で配設されており、歯部113の近接又は離隔に伴うM
R素子位置における主としてX方向の磁界変化を検出し
て回転を検出している。 【0003】図12に、一対のMR素子をハーフブリッ
ジ回路構成で配設した場合の出力電圧Voの波形を示
す。MR素子r1は主としてx方向に流れるようにつづ
ら折り状に配設され、MR素子r2は主としてy方向に
流れるようにつづら折り状に配設され、その結果、歯部
113の回転によりMR素子r2の抵抗値の変化によ
り、正弦波状の出力電圧Voが得られる。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来の磁気検出装置では、MR素子とバイアス磁石との
相対位置が主面方向すなわち図 中、x,y方向でずれ
ると、MR素子の初期バイアス磁界がばらつき、それに
よりMR素子の抵抗値にオフセット誤差が生じ、その両
端にオフセット誤差が増大する。同様に、ブリッジ回路
構成されたMR素子(以下、MR素子ブリッジともい
う)でも、ブリッジの中点電位として発生する信号電圧
のDC成分がばらつき、オフセット誤差電圧が増大す
る。 図13(a)にバイアス磁石111の磁極面を模
式的に示し、図13(b)にバイアス磁石111の磁極
面と直角方向の断面図を示し、図13(c)にバイアス
磁石111のN極面の主面中心kからz方向へ所定距離
dだけ離れた磁気検出位置Pを通ってx方向へ延びる線
上におけるx方向磁界成分(Hx)の変化を示し、図1
3(d)にバイアス磁石111のN極面の主面中心kか
らz方向へ所定距離dだけ離れた磁気検出位置Pを通っ
てy方向へ延びる線上におけるy方向磁界成分(Hy)
の変化を示す。センサ部112上のMR素子の電気抵抗
はx方向磁界成分(Hx)又はy方向磁界成分(Hy)
の変化により変化してしまう。 すなわち、このような
オフセット誤差の増大は、センサ感度、精度の向上を図
る上の重大な障害となっていた。 【0005】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、センサ部の磁気検出方向におけるバイアス磁石と
磁電変換素子との位置ずれにともなうオフセット誤差を
低減可能な磁気検出装置を提供することを、その目的と
している。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明は、磁界を検出す
べき磁気検出位置に近接配置されて前記磁気検出位置に
所定のバイアス磁界を形成するバイアス磁石と、前記磁
気検出位置に配置されて前記磁気検出位置における前記
バイアス磁界の変化を電気的変化に変換する磁電変換素
子をもつセンサ部と、前記磁気検出位置の磁界を変化さ
せる高透磁性の歯部を有するギヤとを備える磁気検出装
置において、少なくとも一対の前記バイアス磁石は、前
記磁気検出位置を挟んで前記磁電変換素子の磁気検出方
向に平行なx方向における互いに反対の位置にて前記x
方向と直角なy方向へそれぞれ延設されるとともに前記
磁気検出位置にてほぼx方向へ前記バイアス磁界を形成
し、前記ギヤは、前記磁気検出位置に近接しつつ前記y
方向に対して直角に回転することを特徴とする磁気検出
装置である。 【0007】 好適には、前記磁電変換素子が磁気抵抗
素子とされる。好適には、前記バイアス磁石の磁極面が
前記センサ部の主面に平行に配設される。好適には、前
記一対のバイアス磁石の互いに異なる極性の磁極面上に
一定厚の平板からなる非磁性のスペーサの一主面が固着
され、前記センサ部は前記スペーサの反対主面に固着さ
れる 【0008】 好適には、前記磁気抵抗素子は、前記セ
ンサ部の前記主面上にて前記y方向へ往復して延設され
た感磁導電路部から主として構成される。好適には、前
記磁電変換素子はホール素子である 【0009】 【0010】 【作用及び発明の効果】本発明では、一対のバイアス磁
石が、磁気検出位置を挟んでセンサ部の磁気検出方向に
平行なx方向における互いに反対の位置にてセンサ部の
磁気検出方向に平行でx方向と直角なy方向へそれぞれ
延設される。更に、両バイアス磁石は、この磁気検出位
置にてほぼx方向へのびる磁界を形成する。 【0011】 このようにすれば、ほぼx方向へ向かう
磁界が磁気検出位置に形成されているので、磁気検出位
置を含んでx方向に延びる線上の各点の磁界強度はほと
んど等しくなる。したがって、センサ部の磁電変換素子
がバイアス磁石に対してx方向に相対変位しても、磁電
変換素子に作用する磁界成分は殆ど変化せず、電気的変
化も小さい。 【0012】 したがって、センサ部のx方向における
バイアス磁石と磁電変換素子との位置ずれにともなうオ
フセット誤差は従来より格段に低減される。磁電変換素
子が磁気抵抗素子である場合には、検出すべき磁界の変
化を抵抗値の変化に変換できる。バイアス磁石の磁極面
がセンサ部の主面に平行に配設される場合には、配設が
容易となる。 【0013】 一対のバイアス磁石の互いに異なる極性
の磁極面上に一定厚の平板からなる非磁性のスペーサの
一主面が固着され、センサ部はスペーサの反対主面に固
着される場合には、配設が更に容易となる。磁気抵抗素
子が、センサ部の主面上にてy方向へ往復して延設され
た感磁導電路部から主として構成される場合には、感度
(抵抗値変化率)を向上することができる。 【0014】 【0015】 【実施例】 (実施例1)本発明の磁気検出装置の一実施例を図1〜
図4を参照して説明する。この装置は、回転検出装置で
あって、磁界を検出すべき磁気検出位置Pに近接配置さ
れてこの位置Pに所定のバイアス磁界を形成する一対の
バイアス磁石11、12と抵抗値が磁界に応じて変化す
る磁気抵抗素子が主面上に配設されるとともに位置Pに
配設される板状(チップ状)のセンサ部2と、位置Pに
近接してx、z面内にて回転する高透磁性の歯部3を有
するギヤ4とを有している。ベースプレート5は、バイ
アス磁石11のS極面及びバイアス磁石12のN極面が
主面に接着される平板状のベースプレートであり、非磁
性体又は磁性体により構成されている。6は一定厚を有
する非磁性の平板からなるスペーサであって、その上面
はバイアス磁石11のN極面及びバイアス磁石12のS
極面に接着され、その下面にはセンサ部2が接着されて
いる。すなわち、スペーサ6は、バイアス磁界の大きさ
及び方向を磁気検出位置Pの近傍にてできるだけ等しく
するために、バイアス磁石11、12とセンサ部2との
間に一定の間隔を確保するためのものである。 【0016】更に説明すると、バイアス磁石11、12
は、略正方形の平板形状を有し、板厚方向に異方性があ
るフェライト系のプラスチック磁石板1の着磁部から構
成されており、図2(a),(b)に示すように、プラ
スチック磁石板1の左右両側端から距離d1〜d2の間
をy方向に着磁したものである。なお、(a)はプラス
チック磁石板1をz方向上側(図1において)へ見上げ
た図でであり、(b)はそのx,z方向断面を示す図で
ある。y方向に延在するこれらバイアス磁石11、12
以外のプラスチック磁石板1の部分は着磁されていな
い。なお、この実施例では、磁気検出位置Pとギヤ4の
軸心とを結ぶ線はz方向に延在するものとし、x方向は
歯部3の回転面内におけるz方向と直角な方向とし、こ
れらx,y方向と直交する方向をy方向としている。こ
の3次元空間座標の原点は磁気検出位置Pとする。ま
た、プラスチック磁石板1の主面、センサ部2の主面は
x,y面内に延在するものとし、図2(a)に示される
プラスチック磁石板1の4辺は、x、y方向に延在する
ものとする。図2(b)に示すk点はプラスチック磁石
板1の下向き主面の中央点であり、k点は磁気検出位置
Pからz方向へ所定距離dだけ離れた点である。すなわ
ち、k点は、スペーサ6の厚さとセンサ部2の厚さの分
だけP点より反ギヤ側に変位して配設されている。 【0017】センサ部2は、シリコン基板上に図3に示
すパターンを強磁性体金属の薄膜で形成されてハーフブ
リッジ回路を構成する一対のMR素子21、22と、こ
のハーフブリッジ回路の出力電圧(信号電圧)を増幅す
る不図示の増幅回路、定電圧回路等を有しており、これ
らMR素子はセンサ部2のギヤ側の主面に形成されてい
るものとする。更に説明すると、MR素子21はy方向
へ往復して延設された感磁導電路部21aから主として
構成され、MR素子22はx方向へ往復して延設された
感磁導電路部22aから主として構成され、磁気検出位
置Pは図3に示すように両素子21、22の中間に設定
され、両素子21、22はx方向へ配列される。 もち
ろん、両素子21、22が磁気検出位置Pに近接配置さ
れる限り、他の配列も可能であり、例えば素子21を重
視して図3のP’の点に磁気検出位置Pを設定してもよ
い。 【0018】ギヤ5は高透磁性材からなるので、ギヤ5
の歯部3の移動に伴いMR素子21、22に作用する磁
界が変化する。以下、磁気検出位置P点を通ってx方向
に延びる線上の各位置における磁界強度(通常、磁界強
度は単に磁界とも呼ばれる)を図2(c)に示し、磁気
検出位置P点を通ってx方向及びy方向に延びる線上の
各位置における磁界強度(通常、磁界強度は単に磁界と
も呼ばれる)を図2(d)に示す。磁界Hのx方向成分
Hx、磁界Hのy方向成分Hyは、磁気検出位置Pから
x、y方向に変位しても磁界変化が小さいことがわか
る。したがって、センサ部2がバイアス磁石11、12
に対して相対的にx方向又はy方向へ多少ずれても、ほ
とんど磁界のx方向成分Hx又はy方向成分Hyが変化
せず、これら変位に8より出力電圧のDC変動いわゆる
オフセット誤差電圧はほとんど生じないことがわかる。 【0019】次にMR素子21、22の磁界ー抵抗変化
特性を図4に示す。Aは、MR素子21における磁界の
y方向成分の変化による抵抗変化率の変化、又は、MR
素子22における磁界のx方向成分の変化による抵抗変
化率の変化を示し、Bは、MR素子22における磁界の
y方向成分の変化による抵抗変化、又は、MR素子21
における磁界のx方向成分の変化による抵抗変化を示
す。このような特性は周知のものである。したがって、
歯部3のx方向への接近、離遠により、MR素子21の
抵抗値が大幅に変化することになる。MR素子21、2
2は図3に示すようにハーフブリッジ回路を構成してい
るので、その出力電圧はMR素子21の抵抗値変化に応
じて変化し、これにより回転軸の回転を検出することが
できる。なお、スペーサ6の省略は可能である。 【0020】(実施例2)他の実施例を図5に示す。こ
の実施例では、プラスチック磁石板1の図5中左半分は
下主面がN極となるように着磁され、その図5中左半分
は下主面がS極となるように着磁され、実施例1と同様
の効果を奏する。 【0021】(実施例3)他の実施例を図6に示す。こ
の実施例では、センサ部2が接着されるx方向中央部の
無着磁部がその両側の着磁部よりz方向下向きに突出し
たものであり、このようにすれば実施例1のスペーサ6
を省略することができる。 【0022】(実施例4)他の実施例を図7に示す。但
し、実施例1と共通の機能を有する構成要素には同一符
号を付す。この実施例では、一種のスペーサ兼ベースで
ある樹脂板部8に、バイアス磁石11、12及びセンサ
部2が接着されている。ただし、この実施例では、バイ
アス磁石11のN極面及びバイアス磁石12のS極面は
それぞれややセンサ部2に向かう斜め方向に傾斜した姿
勢で樹脂板部2に接着されている。 【0023】このようにすれば、一層、x方向各位置に
おける磁界の変化が小さくなる。 (実施例5)他の実施例を図8に示す。但し、実施例1
と共通の機能を有する構成要素には同一符号を付す。こ
の実施例では、一種のスペーサ兼ベースである樹脂板部
9の同一面に、バイアス磁石11、12及びセンサ部2
が接着されている。ただし、バイアス磁石11のN極面
及びバイアス磁石12のS極面はセンサ部2を挟んで互
いに真正面に対面しており、その結果、x方向各位置に
おける磁界の変化は更に一層小さくなる。なお、図9は
ギヤ4側から見た図である。 【0024】(実施例6)他の実施例を図9に示す。こ
の実施例では、K点を中心としてプラスチック磁石板1
にあけられた固定用の穴に、ホール素子部101が磁気
検出位置Pに近接配置されるとともに、ホール素子10
1の磁気検出方向がプラスチック磁石板1の主面に平行
になるように、ホールセンサ10を通し、固着されてい
る。このようにすればホールセンサにおいても実施例1
と同様の効果を奏する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetism detecting device using a magnetoelectric conversion element. The magnetic detection device of the present invention is applied to, for example, a rotation detection device. 2. Description of the Related Art FIG. 11 shows an example of a conventional magnetic detector using an MR element (hereinafter also referred to as an MR type magnetic detector). This device is a rotation detecting device, which is disposed close to a magnetic detection position P where a magnetic field is to be detected and forms a predetermined bias magnetic field at this position P, and a resistance value changes according to the magnetic field. A plate-shaped sensor unit 11 in which a magnetoresistive element is disposed on a main surface and disposed at a position P
2 and a gear 114 having highly magnetically permeable teeth 113 rotating in the direction perpendicular to the main direction M of the magnetic field in the vicinity of the position P. Reference numeral 115 denotes a spacer made of a flat plate having a fixed thickness fixed on the N-pole surface of the bias magnet. Reference numeral 116 denotes a base plate to which the bias magnet 111 is fixed. In the sensor unit 112, an MR element is arranged in a bridge circuit configuration or a single or half-bridge circuit configuration in the vicinity of the position P.
The rotation is detected mainly by detecting a change in the magnetic field in the X direction at the R element position. FIG. 12 shows a waveform of an output voltage Vo when a pair of MR elements are arranged in a half-bridge circuit configuration. The MR element r1 is arranged in a zigzag shape so as to flow mainly in the x direction, and the MR element r2 is arranged in a zigzag shape so as to flow mainly in the y direction. By the change of the value, a sinusoidal output voltage Vo is obtained. However, in the above-described conventional magnetic detecting device, if the relative position between the MR element and the bias magnet is displaced in the main surface direction, that is, in the x and y directions in the figure, the MR element will not move. The initial bias magnetic field varies, thereby causing an offset error in the resistance value of the MR element, and the offset error increases at both ends. Similarly, in an MR element configured as a bridge circuit (hereinafter, also referred to as an MR element bridge), a DC component of a signal voltage generated as a midpoint potential of the bridge varies, and an offset error voltage increases. FIG. 13A schematically shows the magnetic pole surface of the bias magnet 111, FIG. 13B shows a cross-sectional view in a direction perpendicular to the magnetic pole surface of the bias magnet 111, and FIG. FIG. 1 shows a change in the x-direction magnetic field component (Hx) on a line extending in the x-direction through a magnetic detection position P separated by a predetermined distance d in the z-direction from the center k of the main surface of the pole surface.
3 (d), a y-direction magnetic field component (Hy) on a line extending in the y direction through a magnetic detection position P separated by a predetermined distance d in the z direction from the center k of the main surface of the N pole surface of the bias magnet 111 in the y direction.
Shows the change. The electric resistance of the MR element on the sensor unit 112 is represented by an x-direction magnetic field component (Hx) or a y-direction magnetic field component (Hy).
Will change due to changes in That is, such an increase in the offset error has been a serious obstacle in improving sensor sensitivity and accuracy. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a magnetic detector capable of reducing an offset error due to a displacement between a bias magnet and a magnetoelectric transducer in a magnetic detection direction of a sensor unit. , Its purpose. [0006] According to an aspect of the present invention, the bias magnet is arranged close to the magnetic detection position to detect a magnetic field to form a predetermined bias magnetic field to the magnetic detection position, the magnetic
A sensor unit having a magneto-electric transducer which is arranged in the gas detection position is converted into electrical change a change in the bias magnetic field in the magnetic detection position, the change of the magnetic field of the magnetic detection position
And a gear having highly magnetically permeable teeth , wherein at least a pair of the bias magnets are opposite to each other in the x direction parallel to the magnetic detection direction of the magnetoelectric conversion element with the magnetic detection position interposed therebetween. before similar position Symbol x
Wherein together are extended respectively in the direction perpendicular y-direction
The bias magnetic field is formed substantially in the x direction at the magnetic detection position
The gear moves toward the magnetic detection position while
A magnetic detection device characterized by rotating at right angles to a direction . [0007] Preferably, the magnetoelectric conversion element is a magnetoresistive element . Preferably, the pole face of the bias magnet Ru are arranged in parallel to the main surface of the sensor portion. Preferably, one main surface of a non-magnetic spacer made of a flat plate having a fixed thickness is fixed on magnetic pole surfaces of different polarities of the pair of bias magnets, and the sensor unit is fixed to an opposite main surface of the spacer. . Preferably, the magnetoresistive element is mainly constituted by a magneto-sensitive conductive path portion extending back and forth in the y direction on the main surface of the sensor portion . Preferably, the magnetoelectric conversion element is a Hall element . According to the present invention , the pair of bias magnets are arranged such that the pair of bias magnets are positioned opposite to each other in the x direction parallel to the magnetic detection direction of the sensor with the magnetic detection position interposed therebetween. They are respectively extended in the y direction parallel to the magnetic detection direction and perpendicular to the x direction. Furthermore, both the bias magnet, the magnetic sensing position
A magnetic field extending substantially in the x-direction is formed at the position. [0011] If in this manner, since the magnetic field toward the substantially x-direction is formed on the magnetic position detection, the magnetic field intensity of each point on the line extending in the x-direction comprise a magnetic detection position is almost equal. Therefore, even if the magnetoelectric conversion element of the sensor unit is displaced relative to the bias magnet in the x direction, the magnetic field component acting on the magnetoelectric conversion element hardly changes, and the electrical change is small. Therefore, an offset error caused by a displacement between the bias magnet and the magnetoelectric conversion element in the x direction of the sensor unit is significantly reduced as compared with the related art. If magnetoelectric transducer is a magnetoresistive element can be converted to changes in the magnetic field to be detected change in the resistance value. If the pole face of the bias magnet is arranged parallel to the main surface of the sensor section, thereby facilitating the arrangement. [0013] Is fixed is different polarities nonmagnetic one major surface of the spacer made from a constant thickness of the flat plate on the pole face of the pair of bias magnets, the sensor unit when it is secured to the opposite major surface of the spacer arrangement is It becomes even easier . Magnetoresistive elements, when composed primarily sensitive permeative electrical path portion that extends back and forth in the y-direction in the main surface of the sensor portion, it is possible to improve the sensitivity (resistance change rate) it can. (Embodiment 1) One embodiment of the magnetic detection apparatus of the present invention is shown in FIGS.
This will be described with reference to FIG. This device is a rotation detecting device, and a pair of bias magnets 11 and 12 which are arranged close to a magnetic detection position P where a magnetic field is to be detected and form a predetermined bias magnetic field at this position P, and whose resistance value depends on the magnetic field. (A chip-shaped) sensor unit 2 disposed at the position P and rotating in the x and z planes close to the position P. And a gear 4 having teeth 3 having high magnetic permeability. The base plate 5 is a flat base plate in which the S-pole surface of the bias magnet 11 and the N-pole surface of the bias magnet 12 are bonded to the main surface, and is made of a non-magnetic material or a magnetic material. Reference numeral 6 denotes a spacer made of a non-magnetic flat plate having a constant thickness, and the upper surfaces thereof are the N-pole surface of the bias magnet 11 and the S
The sensor part 2 is adhered to the lower surface thereof. That is, the spacer 6 is used to secure a constant interval between the bias magnets 11 and 12 and the sensor unit 2 in order to make the magnitude and direction of the bias magnetic field as close to the magnetic detection position P as possible. It is. More specifically, the bias magnets 11 and 12
Is composed of a magnetized portion of a ferrite-based plastic magnet plate 1 which has a substantially square plate shape and has anisotropy in the plate thickness direction, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). The magnet is magnetized in the y-direction between distances d1 and d2 from both left and right ends of the plastic magnet plate 1. (A) is a diagram in which the plastic magnet plate 1 is seen upward in the z direction (in FIG. 1), and (b) is a diagram showing a cross section in the x and z directions. These bias magnets 11, 12 extending in the y direction
Other parts of the plastic magnet plate 1 are not magnetized. In this embodiment, a line connecting the magnetic detection position P and the axis of the gear 4 extends in the z direction, and the x direction is a direction perpendicular to the z direction in the rotation plane of the tooth portion 3. The direction orthogonal to these x and y directions is defined as the y direction. The origin of the three-dimensional space coordinates is a magnetic detection position P. The main surface of the plastic magnet plate 1 and the main surface of the sensor unit 2 extend in the x and y planes. The four sides of the plastic magnet plate 1 shown in FIG. Shall extend. A point k shown in FIG. 2B is a center point of the downward main surface of the plastic magnet plate 1, and a point k is a point separated from the magnetic detection position P by a predetermined distance d in the z direction. That is, the point k is displaced from the point P toward the non-gear side by the thickness of the spacer 6 and the thickness of the sensor section 2. The sensor section 2 comprises a pair of MR elements 21 and 22 which are formed on a silicon substrate by forming a pattern shown in FIG. 3 with a thin film of a ferromagnetic metal to form a half bridge circuit, and an output voltage of the half bridge circuit. It has an amplifier circuit (not shown) for amplifying (signal voltage), a constant voltage circuit, and the like. These MR elements are formed on the gear-side main surface of the sensor unit 2. More specifically, the MR element 21 mainly includes a magneto-sensitive conductive path portion 21a extending reciprocally in the y direction, and the MR element 22 includes a magneto-sensitive conductive path portion 22a extending reciprocally in the x direction. Mainly, the magnetic detection position P is set in the middle between the two elements 21 and 22 as shown in FIG. 3, and the two elements 21 and 22 are arranged in the x direction. Of course, other arrangements are possible as long as the two elements 21 and 22 are arranged close to the magnetic detection position P. For example, the magnetic detection position P is set at a point P ′ in FIG. Is also good. Since the gear 5 is made of a highly magnetically permeable material, the gear 5
As the tooth 3 moves, the magnetic field acting on the MR elements 21 and 22 changes. Hereinafter, the magnetic field strength (generally, the magnetic field strength is also simply referred to as a magnetic field) at each position on a line extending in the x direction through the magnetic detection position P is shown in FIG. FIG. 2D shows the magnetic field strength (generally, the magnetic field strength is also simply referred to as a magnetic field) at each position on a line extending in the direction and the y direction. It can be seen that the x-direction component Hx of the magnetic field H and the y-direction component Hy of the magnetic field H change little even when displaced from the magnetic detection position P in the x and y directions. Therefore, the sensor unit 2 is provided with the bias magnets 11 and 12.
, The x-direction component Hx or the y-direction component Hy of the magnetic field hardly changes, and the DC fluctuation of the output voltage, the so-called offset error voltage, is hardly changed due to these displacements. It turns out that it does not occur. FIG. 4 shows the magnetic field-resistance change characteristics of the MR elements 21 and 22. A is a change in the rate of change in resistance due to a change in the y-direction component of the magnetic field in the MR element 21, or
A change in the resistance change rate due to a change in the x-direction component of the magnetic field in the element 22 is indicated by B. A resistance change due to a change in the y-direction component of the magnetic field in the MR element 22 or the MR element 21
5 shows a resistance change due to a change in the x-direction component of the magnetic field at. Such characteristics are well known. Therefore,
The resistance value of the MR element 21 greatly changes due to the approach and the separation of the tooth portion 3 in the x direction. MR element 21, 2
2 constitutes a half-bridge circuit as shown in FIG. 3, so that its output voltage changes in accordance with the change in the resistance value of the MR element 21, whereby the rotation of the rotating shaft can be detected. Note that the spacer 6 can be omitted. (Embodiment 2) Another embodiment is shown in FIG. In this embodiment, the left half of the plastic magnet plate 1 in FIG. 5 is magnetized so that the lower main surface has an N pole, and the left half in FIG. 5 is magnetized so that the lower main surface has an S pole. Thus, the same effects as in the first embodiment can be obtained. (Embodiment 3) Another embodiment is shown in FIG. In this embodiment, the non-magnetized portion at the center in the x direction to which the sensor portion 2 is adhered protrudes downward in the z direction from the magnetized portions on both sides thereof.
Can be omitted. (Embodiment 4) FIG. 7 shows another embodiment. However, components having the same functions as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, the bias magnets 11 and 12 and the sensor unit 2 are adhered to the resin plate 8 which is a kind of spacer and base. However, in this embodiment, the N-pole surface of the bias magnet 11 and the S-pole surface of the bias magnet 12 are bonded to the resin plate 2 in a posture slightly inclined toward the sensor unit 2. With this arrangement, the change in the magnetic field at each position in the x direction is further reduced. (Embodiment 5) Another embodiment is shown in FIG. However, Embodiment 1
Components having the same functions as those described above are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, the bias magnets 11 and 12 and the sensor unit 2 are provided on the same surface of a resin plate 9 which is a kind of spacer and base.
Is glued. However, the N-pole surface of the bias magnet 11 and the S-pole surface of the bias magnet 12 face directly in front of each other with the sensor unit 2 interposed therebetween. As a result, the change in the magnetic field at each position in the x direction is further reduced. FIG. 9 is a view as seen from the gear 4 side. (Embodiment 6) Another embodiment is shown in FIG. In this embodiment, the plastic magnet plate 1 is centered on the point K.
In the fixing hole drilled in the hole, the Hall element portion 101 is disposed in proximity to the magnetic detection position P.
The magnetic sensor 1 is fixed through the Hall sensor 10 so that the magnetic detection direction is parallel to the main surface of the plastic magnet plate 1. By doing so, the first embodiment can be applied to the Hall sensor.
It has the same effect as.

【図面の簡単な説明】 【図1】(a) 本発明の磁気検出装置の一実施例を示
す模式正面図である。 (b) 図1の装置における磁束Φの分布をしめす磁力
線図である。 【図2】(a) 図1のプラスチック磁石板1の平面図
である。 (b) そのx、z方向断面図である。 (c) 磁気検出位置Pがx方向へ移動した場合の磁界
Hxの変化を示す特性図である。 (d) 磁気検出位置Pがy方向へ移動した場合の磁界
Hxの変化を示す特性図である。 【図3】図1のセンサ部2に形成されたMR素子21、
22の模式配置図である。 【図4】MR素子21、22のx方向又はy方向の磁界
変化と抵抗値との関係を示す特性図である。 【図5】実施例2の磁気検出装置の正面図である。 【図6】実施例3の磁気検出装置の正面図である。 【図7】実施例4の磁気検出装置の正面図である。 【図8】実施例5の磁気検出装置の正面図である。 【図9】図8の磁気検出装置の平面図である。 【図10】実施例6の磁気検出装置の正面図である。 【図11】従来の磁気検出装置の正面図である。 【図12】図10の従来装置の出力特性を示すタイミン
グチャートである。 【図13】(a) 図11のバイアス磁石の平面であ
る。 (b) 図11のバイアス磁石の正面断面図である。 (c) 磁気検出位置Pがx方向へ移動した場合の磁界
Hxの変化を示す特性図である。 (d) 磁気検出位置Pがy方向へ移動した場合の磁界
Hxの変化を示す特性図である。 【符号の説明】 Pは磁気検出位置、1はプラスチック磁石板、2はセン
サ部、3は歯部、4はギヤ、6はスペーサ、11、12
はバイアス磁石。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 (a) is a schematic front view showing one embodiment of the magnetic detection device of the present invention. FIG. 2 (b) is a magnetic force diagram showing the distribution of magnetic flux Φ in the apparatus of FIG. FIG. 2A is a plan view of the plastic magnet plate 1 of FIG. (B) It is x, z direction sectional drawing. (C) is a characteristic diagram illustrating a change in the magnetic field Hx when the magnetic detection position P moves in the x direction. (D) is a characteristic diagram illustrating a change in the magnetic field Hx when the magnetic detection position P moves in the y direction. FIG. 3 shows an MR element 21 formed in the sensor unit 2 of FIG. 1;
FIG. 22 is a schematic layout view of No. 22. FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a change in a magnetic field in the x direction or the y direction of the MR elements 21 and 22 and a resistance value. FIG. 5 is a front view of a magnetic detection device according to a second embodiment. FIG. 6 is a front view of a magnetic detection device according to a third embodiment. FIG. 7 is a front view of a magnetic detection device according to a fourth embodiment. FIG. 8 is a front view of a magnetic detection device according to a fifth embodiment. FIG. 9 is a plan view of the magnetic detection device of FIG. 8; FIG. 10 is a front view of a magnetic detection device according to a sixth embodiment. FIG. 11 is a front view of a conventional magnetic detection device. FIG. 12 is a timing chart showing output characteristics of the conventional device of FIG. FIG. 13 (a) is a plane view of the bias magnet of FIG. FIG. 12B is a front sectional view of the bias magnet of FIG. 11. (C) is a characteristic diagram illustrating a change in the magnetic field Hx when the magnetic detection position P moves in the x direction. (D) is a characteristic diagram illustrating a change in the magnetic field Hx when the magnetic detection position P moves in the y direction. [Description of Signs] P is a magnetic detection position, 1 is a plastic magnet plate, 2 is a sensor section, 3 is a tooth section, 4 is a gear, 6 is a spacer, 11, 12
Is a bias magnet.

フロントページの続き (72)発明者 青山 正紀 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−208569(JP,A) 特開 平4−282481(JP,A) 特開 平3−245061(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01P 3/488 G01D 5/245 Continuation of the front page (72) Inventor Masaki Aoyama 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Japan Inside Denso Co., Ltd. (56) References JP-A-2-208569 (JP, A) JP-A 4-282481 (JP) , A) JP-A-3-2455061 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01P 3/488 G01D 5/245

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】磁界を検出すべき磁気検出位置に近接配置
されて前記磁気検出位置に所定のバイアス磁界を形成す
るバイアス磁石と、前記磁気検出位置に配置されて前記
磁気検出位置における前記バイアス磁界の変化を電気的
変化に変換する磁電変換素子をもつセンサ部と、前記磁
気検出位置の磁界を変化させる高透磁性の歯部を有する
ギヤとを備える磁気検出装置において、 少なくとも一対の前記バイアス磁石は、前記磁気検出位
置を挟んで前記磁電変換素子の磁気検出方向に平行なx
方向における互いに反対の位置にて前記x方向と直角な
y方向へそれぞれ延設されるとともに前記磁気検出位置
にてほぼx方向へ前記バイアス磁界を形成し、前記ギヤ
は、前記磁気検出位置に近接しつつ前記y方向に対して
直角に回転することを特徴とする磁気検出装置
(57) Claims: 1. A bias magnet which is arranged close to a magnetic detection position where a magnetic field is to be detected and forms a predetermined bias magnetic field at the magnetic detection position, and which is arranged at the magnetic detection position. Said
A sensor unit having a magneto-electric transducer for converting a change in the bias magnetic field in the magnetic detection position electrical change, the magnetic
Highly permeable teeth that change the magnetic field at the air detection position
And a gear , wherein at least one pair of the bias magnets is x parallel to a magnetic detection direction of the magnetoelectric conversion element with the magnetic detection position interposed therebetween.
The magnetic detection position together are extended respectively to the front Symbol x direction perpendicular y-direction similar positions opposite to each other in the direction
The bias magnetic field is formed substantially in the x direction at
With respect to the y direction while approaching the magnetic detection position.
A magnetic detection device characterized by rotating at right angles .
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