JPH01233315A - 磁気検出装置 - Google Patents
磁気検出装置Info
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- JPH01233315A JPH01233315A JP63061041A JP6104188A JPH01233315A JP H01233315 A JPH01233315 A JP H01233315A JP 63061041 A JP63061041 A JP 63061041A JP 6104188 A JP6104188 A JP 6104188A JP H01233315 A JPH01233315 A JP H01233315A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 2
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は磁気式ロータリーエンコーダ装置などに用いる
磁気抵抗素子を用いた磁気検出装置に関するものである
。
磁気抵抗素子を用いた磁気検出装置に関するものである
。
従来の技術
最近のロボット、ＮＯマシンなどの自動組立装置の普及
は目ざましく、これに伴い回転側、定位置停止用の位置
検出などに用いられるロータリーエンコーダ装置の需要
が急増している。現在ロータリーエンコーダ装置は光学
式がほとんどを占めているが、ゴミや結露に対する信頼
性の向上、応答速度の向上、分解能の向上、低価格化の
ために磁気式ロータリーエンコーダ装置が増加しつつあ
る。
は目ざましく、これに伴い回転側、定位置停止用の位置
検出などに用いられるロータリーエンコーダ装置の需要
が急増している。現在ロータリーエンコーダ装置は光学
式がほとんどを占めているが、ゴミや結露に対する信頼
性の向上、応答速度の向上、分解能の向上、低価格化の
ために磁気式ロータリーエンコーダ装置が増加しつつあ
る。
第２図により磁気式ロータリーエンコーダの概略を説明
すると、モータ１の軸には磁性体で形成され゛た磁気ド
ラム２が直結されている。磁気ドラム２には、全周に渡
って一定のピッチで着磁した多極着磁部３と、１回転に
１個の着磁をした単極着磁部４により構成される。この
磁気ドラム２に沿って、磁気抵抗素子で形成されたＭＲ
センサ６を近接配置して、モータ１の回転情報を電気信
号によって検出している。
すると、モータ１の軸には磁性体で形成され゛た磁気ド
ラム２が直結されている。磁気ドラム２には、全周に渡
って一定のピッチで着磁した多極着磁部３と、１回転に
１個の着磁をした単極着磁部４により構成される。この
磁気ドラム２に沿って、磁気抵抗素子で形成されたＭＲ
センサ６を近接配置して、モータ１の回転情報を電気信
号によって検出している。
ＭＲセンサ６は３つのセンサ部から構成され、第１．第
２のセンサ部は多極着磁部３を検出し、第３のセンサ部
は単極着磁部４を検出し、磁気ドラム２の原点を検出す
る。第１．第２のセンナ部は同じ多極着磁部３を検出す
るが、第１．第２のセンサ部の出力は９０度の位相のず
れた電気信号となっている。
２のセンサ部は多極着磁部３を検出し、第３のセンサ部
は単極着磁部４を検出し、磁気ドラム２の原点を検出す
る。第１．第２のセンナ部は同じ多極着磁部３を検出す
るが、第１．第２のセンサ部の出力は９０度の位相のず
れた電気信号となっている。
ＭＲセンサ６のそれぞれのセンサ部は、第３図の点線で
囲んだように、磁気に感じて抵抗変化し２つの相似形を
した同じ磁気抵抗特性を持った磁気抵抗素子ＭＲ１，Ｍ
Ｒ２により構成される。
囲んだように、磁気に感じて抵抗変化し２つの相似形を
した同じ磁気抵抗特性を持った磁気抵抗素子ＭＲ１，Ｍ
Ｒ２により構成される。
磁気抵抗素子ＭＲ１，ＭＲ２の出力は、第４図ムに示す
ようにＭＲｌ、ＭＢ２に磁界が加っていないときの電圧
ＶＭＯを中心に磁界に応じた抵抗変化によりマＭの幅で
変化するＶＭとなる。
ようにＭＲｌ、ＭＢ２に磁界が加っていないときの電圧
ＶＭＯを中心に磁界に応じた抵抗変化によりマＭの幅で
変化するＶＭとなる。
一方、基準抵抗ＲＸ、ＲＹおよび可変抵抗ＶＺから、基
準電圧ＶＺＯを作り、このＶＺＯとＭＲｌ。
準電圧ＶＺＯを作り、このＶＺＯとＭＲｌ。
ＭＢ２の出力ＶＭを、入力抵抗Ｒ１を介して差動増幅器
ムに入力し、第４図Ｂに示すようにＲ２／Ｒ１の増幅さ
れた出力電圧Ｖムを得る。
ムに入力し、第４図Ｂに示すようにＲ２／Ｒ１の増幅さ
れた出力電圧Ｖムを得る。
この電圧Ｖムを入力抵抗Ｒを介して、コンパレータＣに
入力し、可変抵抗ＶＲにより調整されたしきい値ＶＲＯ
と比較し、波形整形したデジタル信号ＶＣをコンパレー
タＣの出力より得て、エンコーダ装置の出力信号として
いる。
入力し、可変抵抗ＶＲにより調整されたしきい値ＶＲＯ
と比較し、波形整形したデジタル信号ＶＣをコンパレー
タＣの出力より得て、エンコーダ装置の出力信号として
いる。
単電源の増幅器を使う場合は、差動増幅器ムの出力電圧
マムの中心の電圧Ｖが差動増幅器ムの電源電圧の約半分
の電圧Ｖとなるように、可変抵抗ＶＺを調整して、磁気
抵抗素子ＭＲ１、ＭＢ２による電圧ＶＭＯよりΔＶ低い
電圧ｖｚＯとする必要があった。Δｖｉｊｖ４÷により
得られる。
マムの中心の電圧Ｖが差動増幅器ムの電源電圧の約半分
の電圧Ｖとなるように、可変抵抗ＶＺを調整して、磁気
抵抗素子ＭＲ１、ＭＢ２による電圧ＶＭＯよりΔＶ低い
電圧ｖｚＯとする必要があった。Δｖｉｊｖ４÷により
得られる。
発明が解決しようとする課題
ここで温度が変化すると、磁気抵抗素子ＭＲ１とＭＢ２
の抵抗は、同時に同一基板上に作られるので、その抵抗
も同じ変化をすることにより電圧ＶＭＯは変化しない。
の抵抗は、同時に同一基板上に作られるので、その抵抗
も同じ変化をすることにより電圧ＶＭＯは変化しない。
一方、基準抵抗ＲＸ、ＲＹを温度係数の小さい（例えば
士ｓ ｏ ｐｐｍ／’Ｃ）金属皮膜抵抗器を用いても、
ｖｚＯが変化して、差動増幅器ムの出力電圧はＶＡＴと
変化する。
士ｓ ｏ ｐｐｍ／’Ｃ）金属皮膜抵抗器を用いても、
ｖｚＯが変化して、差動増幅器ムの出力電圧はＶＡＴと
変化する。
したがってこれをコンパレータＣで波形整形した出力電
圧は第４図りに示すようにＶＣＴとなり、デユーティ比
の大幅に違ったものとなってしまう。
圧は第４図りに示すようにＶＣＴとなり、デユーティ比
の大幅に違ったものとなってしまう。
本発明はこのような問題点を解決するものである。
課題を解決するための手段
以上の問題点を解決する本発明の技術的な手段は、少な
くとも２個の磁気抵抗素子と少なくとも２個の基準抵抗
器とによりブリッジ回路を構成し、かつ基準抵抗器に、
同時蒸着した温度特性のほぼ一致した金属皮膜抵抗器を
用いたものである。
くとも２個の磁気抵抗素子と少なくとも２個の基準抵抗
器とによりブリッジ回路を構成し、かつ基準抵抗器に、
同時蒸着した温度特性のほぼ一致した金属皮膜抵抗器を
用いたものである。
作用
本発明は上記した構成により、２つの基準抵抗器には同
時に蒸着した温度特性のほぼ一致した抵抗器を用いるの
で、温度変化があっても、２つの基準抵抗器が同時に同
じように変化するので、その中点の電圧ＶＺＯは変化し
なく、電圧ΔＶも変化しない。従って、電圧Ｖも変化し
々いので、コンパレータからの出力電圧ＶＣのデユーテ
ィの変化しない良好な出力波形が得られる。
時に蒸着した温度特性のほぼ一致した抵抗器を用いるの
で、温度変化があっても、２つの基準抵抗器が同時に同
じように変化するので、その中点の電圧ＶＺＯは変化し
なく、電圧ΔＶも変化しない。従って、電圧Ｖも変化し
々いので、コンパレータからの出力電圧ＶＣのデユーテ
ィの変化しない良好な出力波形が得られる。
また、２つの基準抵抗器の抵抗値を所定量ずらすことに
より、所定の電圧Δｖ、ｖを得ることにより、調整用の
可変抵抗器が不用となる。
より、所定の電圧Δｖ、ｖを得ることにより、調整用の
可変抵抗器が不用となる。
実施例
以下、本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。な
お、第１図において、第３図と同一部分については同一
符号を付している。同一基板に同時に作られた同じ特性
の２つの磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＢ２の両端に電源Ｘを
接続し、その中点Ｆより、入力抵抗Ｒ１を介して、単電
源で動作する差動増幅器ムに接続される。
お、第１図において、第３図と同一部分については同一
符号を付している。同一基板に同時に作られた同じ特性
の２つの磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＢ２の両端に電源Ｘを
接続し、その中点Ｆより、入力抵抗Ｒ１を介して、単電
源で動作する差動増幅器ムに接続される。
一方、磁気抵抗素子ＭＲ１，ＭＲ２との間でブリッジ回
路を形成する基準抵抗Ｒム、ＲＢもＭＲセンサ５と同じ
電源冨に接続し、その中点Ｇより入力抵抗Ｒ１を介して
、前記差動増幅器ムに接続され、それぞれの中点Ｆ、Ｇ
の差動電圧が増幅されて電圧Ｖムとなる。電圧Ｖムは、
第４図Ｂに示すように、磁界変化による電圧変化マムと
、無磁界での中点ＦとＧの電圧差ΔＶを増幅した電圧Ｖ
によって表される。
路を形成する基準抵抗Ｒム、ＲＢもＭＲセンサ５と同じ
電源冨に接続し、その中点Ｇより入力抵抗Ｒ１を介して
、前記差動増幅器ムに接続され、それぞれの中点Ｆ、Ｇ
の差動電圧が増幅されて電圧Ｖムとなる。電圧Ｖムは、
第４図Ｂに示すように、磁界変化による電圧変化マムと
、無磁界での中点ＦとＧの電圧差ΔＶを増幅した電圧Ｖ
によって表される。
従来例で述べたように、基準抵抗の中点Ｇの電圧が温度
によって変動することは不具合なので、本発明では、基
準抵抗Ｒム、ＲＢにスパッタ蒸着を同時に行った同一ロ
ットのＮｉＣｒ 合金系の金属皮膜抵抗器を用いた。
によって変動することは不具合なので、本発明では、基
準抵抗Ｒム、ＲＢにスパッタ蒸着を同時に行った同一ロ
ットのＮｉＣｒ 合金系の金属皮膜抵抗器を用いた。
この同一ロフトの金属皮膜抵抗器４００個の温度特性の
相対的な変動は６ｐｐｍ／℃以内と非常に小さいもので
、このような抵抗器を用いることにより、温度変化に対
して中点Ｇの電圧変化がなく、差動増幅器ムの出力電圧
Ｖの変化も無視できる範囲であり、しだがって温度変化
に対しても一定のデユーティ比のパルス電圧ｖＣをコン
パレータＣより出力できる。
相対的な変動は６ｐｐｍ／℃以内と非常に小さいもので
、このような抵抗器を用いることにより、温度変化に対
して中点Ｇの電圧変化がなく、差動増幅器ムの出力電圧
Ｖの変化も無視できる範囲であり、しだがって温度変化
に対しても一定のデユーティ比のパルス電圧ｖＣをコン
パレータＣより出力できる。
また、基準抵抗Ｒムは基準抵抗ＲＢより高い値で、しか
もあらかじめ決められた抵抗値とすることにより、中点
Ｆと中点Ｇの電圧差ΔＶを作り、電圧Ｖを電源電圧Ｅの
ほぼ半分とすることにより、中点電圧調整用の可変抵抗
器ＶＺが不要となる。
もあらかじめ決められた抵抗値とすることにより、中点
Ｆと中点Ｇの電圧差ΔＶを作り、電圧Ｖを電源電圧Ｅの
ほぼ半分とすることにより、中点電圧調整用の可変抵抗
器ＶＺが不要となる。
発明の効果
温度特性の小さいといわれている金属皮膜抵抗器でも通
常±５０１）ｐｍｌｌ／℃ ある。したがって幅として
は１ｏｏｐｐｍ／℃となり、温度変化が１００℃あると
、１チの抵抗値変動となり、磁気抵抗素子の磁界変化に
対する抵抗変化率２．６チからみると、大きな抵抗値変
動となり、従来のものでは、温度変化に対応できなかっ
たのに対して、本発明では、同時蒸着による金属皮膜抵
抗器を用いることにより、相対変動のない抵抗器なり、
温度に対して安定な磁気抵抗素子を用いた検出装置が安
価に得られる。
常±５０１）ｐｍｌｌ／℃ ある。したがって幅として
は１ｏｏｐｐｍ／℃となり、温度変化が１００℃あると
、１チの抵抗値変動となり、磁気抵抗素子の磁界変化に
対する抵抗変化率２．６チからみると、大きな抵抗値変
動となり、従来のものでは、温度変化に対応できなかっ
たのに対して、本発明では、同時蒸着による金属皮膜抵
抗器を用いることにより、相対変動のない抵抗器なり、
温度に対して安定な磁気抵抗素子を用いた検出装置が安
価に得られる。
また、あらかじめ決められた抵抗値となるように２つの
基準抵抗を設定することにより、調整用の可変抵抗器が
不用となり、回路構成が簡単で、装置として安価となる
。
基準抵抗を設定することにより、調整用の可変抵抗器が
不用となり、回路構成が簡単で、装置として安価となる
。
第１図は本発明の一実施例による磁気検出装置の電気回
路図、第２図は磁気式ロータリーエンコーダ装置を説明
するための斜視図、第３図は従来のロータリーエンコー
ダの電気回路図、第４図は第３図の回路の要部の信号波
形図である。 ＭＲ，１，ＭＲ２・・・・・・磁気抵抗素子、Ｒム、Ｒ
Ｂ・・・・・・基準抵抗、ム・旧・・差動増幅器、Ｃ・
旧・・コンパレータ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名△イ
Ｒノ、ＭＲ２−、！気すきＪｐｔ素子ＲＡ、ＲＢ−グー
玉準抵抗 ハ−五勲増帰器 第 ｌ 図 Ｑ−コンバν−ヌ第 ２ 図 第 ３（！Ｉ 、ダ 第４図
路図、第２図は磁気式ロータリーエンコーダ装置を説明
するための斜視図、第３図は従来のロータリーエンコー
ダの電気回路図、第４図は第３図の回路の要部の信号波
形図である。 ＭＲ，１，ＭＲ２・・・・・・磁気抵抗素子、Ｒム、Ｒ
Ｂ・・・・・・基準抵抗、ム・旧・・差動増幅器、Ｃ・
旧・・コンパレータ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名△イ
Ｒノ、ＭＲ２−、！気すきＪｐｔ素子ＲＡ、ＲＢ−グー
玉準抵抗 ハ−五勲増帰器 第 ｌ 図 Ｑ−コンバν−ヌ第 ２ 図 第 ３（！Ｉ 、ダ 第４図
Claims (2)
- （１）少なくとも２個の磁気抵抗素子と少なくとも２個
の基準抵抗器とによりブリッジ回路を構成し、かつ基準
抵抗器に温度特性のほぼ一致した金属皮膜抵抗器を用い
たことを特徴とする磁気検出装置。 - （２）磁気抵抗素子からの出力電圧を増幅するオペアン
プを設け、そのオペアンプの出力の基準点が電源電圧の
約半分となるように２つの基準抵抗器の抵抗値の比を設
定したことを特徴とする請求項１記載の磁気検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63061041A JPH01233315A (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 磁気検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63061041A JPH01233315A (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 磁気検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01233315A true JPH01233315A (ja) | 1989-09-19 |
Family
ID=13159768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63061041A Pending JPH01233315A (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 磁気検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01233315A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03269383A (ja) * | 1990-03-20 | 1991-11-29 | Nec Corp | 磁気センサ及びその信号処理方式 |
| JP2002000598A (ja) * | 2000-06-22 | 2002-01-08 | Toshiba Corp | Ｘ線コンピュータ断層撮影装置 |
| DE10224747A1 (de) * | 2002-06-04 | 2004-01-15 | Infineon Technologies Ag | Sensorschaltung und Verfahren zur Herstellung derselben |
| US7117585B2 (en) | 2003-07-25 | 2006-10-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Magnetic detection apparatus with resin infiltration prevention |
| JP2010210306A (ja) * | 2009-03-09 | 2010-09-24 | Panasonic Corp | 回転数センサ |
-
1988
- 1988-03-15 JP JP63061041A patent/JPH01233315A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03269383A (ja) * | 1990-03-20 | 1991-11-29 | Nec Corp | 磁気センサ及びその信号処理方式 |
| JP2002000598A (ja) * | 2000-06-22 | 2002-01-08 | Toshiba Corp | Ｘ線コンピュータ断層撮影装置 |
| JP4686009B2 (ja) * | 2000-06-22 | 2011-05-18 | 株式会社東芝 | Ｘ線コンピュータ断層撮影装置 |
| DE10224747A1 (de) * | 2002-06-04 | 2004-01-15 | Infineon Technologies Ag | Sensorschaltung und Verfahren zur Herstellung derselben |
| DE10224747B4 (de) * | 2002-06-04 | 2004-05-13 | Infineon Technologies Ag | Sensorschaltung und Verfahren zur Herstellung derselben |
| US7038447B2 (en) | 2002-06-04 | 2006-05-02 | Infineon Technologies Ag | Sensor circuit and method of producing it |
| US7117585B2 (en) | 2003-07-25 | 2006-10-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Magnetic detection apparatus with resin infiltration prevention |
| KR100710560B1 (ko) * | 2003-07-25 | 2007-04-24 | 미츠비시덴키 가부시키가이샤 | 자기 검출 장치 |
| US7441322B2 (en) | 2003-07-25 | 2008-10-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing a magnetic detection apparatus |
| JP2010210306A (ja) * | 2009-03-09 | 2010-09-24 | Panasonic Corp | 回転数センサ |
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