JPH02236184A - 磁気センサー - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、Ｎ極磁界、Ｓ極磁界、及び、無磁界の夫々で
異なるレベルの電圧信号を出力する磁気センサーに関す
る。

〔従来の技術〕

従来の磁気センサーにおいては、感知した磁界がＮ極で
あるかＳ極であるかを識別することができなかったので
、例えば、Ｎ極磁界感知用とＳＩｆＩ磁界感知用とを一
対設けて、それらの出力を合成して利用するようにして
いた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来構成では、Ｎ極磁界感知用とＳ極感知用とを一対と
して設けるようにしていたので、センサーの構成が複雑
高価になる不利があった。

又、それらの磁気感知特性のばらつきを調整する必要も
あり、調整が面倒であった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、一つのセンサーで、Ｎ極感知状態、Ｓ極感知
状態、及び非感知状態の夫々を判別できるようにするこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による磁気センサーの特徴構成は、以下の通りで
ある。

第１の特徴構成は、Ｎ極磁界、ｓｉＭＩ界、及び、無磁
界の夫々で異なるレベルの電圧信号を出力するように、
ブリッジ回路を構成する磁気抵抗素子と、その磁気抵抗
素子に対するバイアス磁石と、前記ブリッジ回路の出力
信号を増幅する差動増幅器とからなる磁気感知部と、そ
の磁気惑知部に対する温度補償手段ａ、前記電圧信号の
無磁界における出力レベルを変更調節する無磁界レベル
調節手段とが設けられている点にある。

第２の特徴構成は、上記第１の特徴構成に加えて、前記
電圧信号に基づいて、Ｎ極感知状態、Ｓ極感知状態、及
び、磁気非感知状態の何れであるかを判別する感知状態
判別部が設けられている点にある。

〔作　用〕

第１の特徴構成では、磁気抵抗素子にバイアス磁界を与
えながらブリッジ回路に組み込んで、その出力信号を差
動増幅させるので、外来ノイズの影響を受け難くしなが
ら、出力電圧信号レベルの調節、つまり、感度の調節が
容易になる。

又、温度補償することにより、温度変化に対する磁気感
知部の出力特性の変動を抑制し、且つ、電圧信号の無磁
界における出力レベルを変更調節できるので、磁気抵抗
素子の感度にばらつきが生じても、無磁界感知状態に対
応する出力レベルを正確に設定することができる。

但し、感知する磁気の強度を定量的に判別する必要がな
く、Ｎ極感知状態、Ｓ極感知状態、及び、磁気非感知状
態の何れであるかを判別するだけで良い場合もある。

そこで、第２の特徴構成では、上記電圧信号に基づいて
、Ｎ極感知状態、Ｓ極感知状態、及び、磁気非感知状態
の何れであるかを判別させる感知状態判別部を設けるの
である。

〔発明の効果〕

第１の特徴構成では、一つの磁気感知部で、Ｎ極磁界、
Ｓ極磁界、及び、無磁界夫々の感知状態を定量的に且つ
高精度に検出できるに至った。

第２の特徴構成では、Ｎ極感知状態、Ｓ極惑知状態、及
び、磁気非感知状態の何れであるかの判別情報を、セン
サーから直接得られるようにできるので、センサーの出
力信号を利用する装置側の構成を簡素化できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、プリッジ回路（１）の対向する二
辺の夫々に一対の磁気抵抗素子（ｒＮ）、（ｒＳ）が位
置するように、夫々が基準抵抗（ｒ）に直列接続された
状態で設けられている。

前記ブリッジ回路（１）は、定電流源（２）に接続され
て一定の電流が通電されている。

前記磁気抵抗素子（ｒＨ）　．　（ｒ＝）の一方（ｒＮ
）はＮ極磁界の強さが大なるほどその抵抗値が大となる
ように、且つ、他方（ｒｓ）はＳ極磁界の強さが大なる
ほどその抵抗値が大となるように、前記両磁気抵抗素子
（ｒＨ）　．　（ｒｓ）に対するバイアス磁界（Ｂ，）
を前記ブリッジ回路（１）の内側から外側に向かう方向
に印加するバイアス磁石（３）が設けられている。

前記ブリッジ回路（１）の一対の出力（ｅ．），（ｅ２
）は、三個の増幅器（＾ｔ）．（Ａｔ）．（＾３）によ
って構成される差動増幅器（八〇）によって増幅され、
第２図に示すように、感知する磁界の磁極及びその大き
さに対応して異なるレベルとなる電圧信号（Ｖａ）を出
力するように構成されている。

前記差動増幅器（八〇）の出力電圧信号（Ｖａ）は、加
算器（＾４）によって、温度補償手段としてのサーミス
タ（ＰＴＨ）で検出される温度に比例する温度補償電圧
（Ｖｂ）と、磁気非感知状態に対応する零点（ＶＯ）（
第２図参照）を調節するための零点電Ｊｆ（Ｖｃ）とを
加算されて、一対のコンパレータ（Ａ＆），（＾，）か
ら構成されるウインドウコンパレータによって、Ｎ極感
知状態、Ｓ極感知状態、及び、非感知状態の夫々に対応
する一対の論理出力（ＱＮ）　，（Ｑｓ）に変換される
ように構成されている。

動作について説明すれば、前記加算器（Ａ４）の出力（
ＶＳ）が前記零点電圧（Ｖｃ）に対して設定不感帯より
高い場合にはＮ極感知状態に対応するＮ出力（Ｑ８）が
“Ｌ”レベルで且つＳ極感知状態に対応するＳ出力（Ｑ
，）が“Ｈ゛レベルとなり、前記加算器（＾４）の出力
（ＶＳ）が前記零点（ｖ０）に対する設定不感帯より低
い場合には前記Ｎ出力（ＱＮ）が“Ｈ”レベルで且つ前
記Ｓ出力（０３）が“゜Ｌ″゛レベルとなるように構成
されているのである。

但し、前記加算器（＾４）の出力（ＶＳ）が前記零点（
ｖ０）に対して設定不感帯内にある場合には、前記両出
力（ＱＮ）　，（Ｑｓ）が両方とも“Ｈ　Ｉ１レベルと
なって、磁気の非感知状態に対応することになる。尚、
第１図中、（Ａ，）は前記温度補償用のサーミスタ（Ｐ
ＴＨ）による検出電圧を増幅する増幅器、（Ｄ）は前記
設定不感帯に対応する電圧を発生するためのダイオード
、（Ｔ＋）　，（”ｈ）は前記両出力（ｕＨ），（ｕｓ
）を駆動するためのトランジスタ、（４）は前記各増幅
器（ＡＩ乃至＾，）に対する基準電圧つまり前記零点（
ｖ０）に対応する電圧を供給するための店準電圧回路、
（Ｒ，）は前記零点電圧（Ｖｃ）を調節するための可変
抵抗器である。

つまり、前記ブリッジ回路（１）とその出力を増幅する
差動増幅器（八〇）とで磁気感知部（１００）が構成さ
れ、前記サーミスタ（ＰＴＩ１）“とその出力電圧を増
幅する増幅器（Ａ，）とが温度補償手段（１０１）に対
応し、前記可変抵抗器（ＲＶ）及び前記加算器（Ａ４）
とが前記電圧信号（ＶＳ）の無磁界における出力レベル
を変更調節する無磁界レベル調節手段（１０２）に対応
し、そして、前記一対のコンバレータ（八＆）　，（Ａ
？）から構成されるウインドウコンバレータが、前記電
圧信号（ＶＳ）に基づいて、Ｎ極感知状態、Ｓ極感知状
態、及び、磁気非感知状態の何れであるかを判別する感
知状態判別部（１０３）に対応することになる。

次に、上記構成になる磁気センサーを利用して、同一搬
送ライン上を搬送される複数個の物品を、例えば、出荷
先毎に仕分けるための設備について説明する。

第３図に示すように、各種物品が収納された複数個の容
器（５）が、ベルトコンベヤやローラーコンベヤ等を利
用した搬送ライン（６）に沿って順次搬送されるように
なっている。

前記容器（５）の夫々は、それらに対する出荷先の情報
に基づいて、前記搬送ライン（６）から分岐する分岐ラ
イン（６゜）に仕分けられるようになっている。

前記容器（５）の横倒部には、その容器（５）が何れの
出荷先に対応するものであるかを識別するために予め付
与された容器番号に対応する情報を表示する磁気式のマ
ーク（７）が付設され、そして、前記搬送ライン（６）
の横側部に、前記マーク（７）の表示情報を読み取るマ
ークセンサー（８）が設けられ、そのマークセンサー（
８）の読み取り情報に基づいて、前記容器（５）が何れ
の出荷先に対応するものであるかを判別させるようにな
っている。尚、図中、（９）は前記マークセンサー（８
）の読み取り情報に基づいて前記容器番号を判別して、
前記容器（５）を何れの分岐ライン（６゜）に分岐させ
るかを制御するための制御装置、（１０）はその制御装
Ｗ（９）の指令に基づいて前記容器（５）を各分岐ライ
ン（６゜）に分岐させる分岐装置である。

第４図に示すように、前記マーク（７）は、表面側と真
面側とで磁極が異なるように形成された複数個の永久磁
石片（ｍ）を、それらの配置箇所における表面側の磁極
の違いと有無とを組み合わせて、上下方向に設定間隔を
隔てて位置するように設定パターンで配置することによ
り、前記容器（５）の番号をコード化した情報を表示す
るようになっている。

そして、各永久磁石片（ｍ）の配置箇所に対応した位置
に、前述の構成になる磁気センサー（Ｓ）の複数個を配
置することにより、前記マークセンサー（８）が構成さ
れ、各磁気センサー（Ｓ）の出力（ｏｎ）　．　（ｕｓ
）の状態、つまり、Ｎ極感知状態、Ｓ極感知状態、磁気
非感知状態の何れであるかの判別情報の組み合わせに慾
づいて、前記容器（５）が何れの出荷先に対応するもの
であるかを判別させるようになっている。

但し、前記マーク（７）を形成する永久磁石片（ｍ）の
うちの最も上端部に配置されるものは、その表面側がＳ
極に形成され、且つ、必ず貼着するようにしてある。つ
まり、前記マーク（７）が、複数個の磁石片（ｍ）の表
面側に形成される磁極の違いと磁気の有無とを組み合わ
せてコード情報を表示するようになっていることから、
磁石片（ｓ）が全くない場合には、マーク読み取り開始
時点を同定できなくなるので、複数個の磁石片（＋ｗ）
のうちの一つを、読み取り開始の起動情報を表示するマ
ークとして用いるようにしているのである。

従って、前記制御装置（９）は、最も上端部に位置する
磁気センサー（Ｓ１）のＳ橿磁界惑知出力（Ｑ，）が“
Ｌ”である間の、各磁気検出センサー（Ｓ）の出力（Ｑ
Ｎ）　．　＜ｔ’ｓ）の出力論理の組み合わせに基づい
て、前記容器（５）の容器番号を判別することになる。

〔別実施例〕

上記実施例では、感知した磁気の強度は出力できないよ
うに構成した場合を例示したが、前記加算器（Ａ４）の
出力電圧（ＶＳ）は、感知した磁界が、Ｎ極、Ｓ極、及
び、無磁界の夫々で異なり、且つ、感知した磁気の強度
に応じたレベルとなることから、磁気の強度をも判別す
る必要がある場合には、前記加算器（Ａ４）の出力電圧
（ＶＳ）をセンサーの出力信号として利用するようにし
てもよい。ちなみに、Ｎ極とＳ極との間で磁気強度が連
続的に変化するような箇所において特定磁気強度となる
位置に各種装置を位置決めするための制御情報等として
利用できる。

又、上記実施例では、容器番号を表示するマーク（７）
を形成するに、上下方向に複数個の磁石片（ｎ＋）を配
置した場合を例示したが、搬送方向に平行な横方向にも
複数個を配置するようにしてもよい。但し、読み取り時
点を同定するために、それら複数個の磁石片のうちの少
なくとも一個を特定のｍｔｆｘに形成して読み取り起動
用として使用することになる。

又、上記実施例では、搬送ライン上の容器の容器番号を
読み取るためのセンサーとして用いた場合を例示したが
、本発明は、各種のセンサーとして用いることができる
ものであって、温度補償手段（１０１）、無磁界レベル
調節手段（１０２）、及び、磁気感知状態判別部（１０
３）等の本発明を実施する上で必要となる各部の具体構
成は、各種変更できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る磁気センサーの実施例を示し、第１
図は磁気検出センサーの回路図、第２図はその出力電圧
特性図、第３図及び第４図は磁気センサーの応用例の説
明図である。 （ｒ−）　．　（ｒｓ）・・・・・・磁気抵抗素子、（
八〇）・・・・・・差動増幅器、（ＶＳ）・・・・・・
電圧信号、（１）・・・・・・ブリッジ回路、（３）・
・・・・・バイアス磁石、（１００）・・・・・・磁気
感知部、（１０１）・・・・・・温度補償手段、（１０
２）・・・・・・無磁界レベルΔ）間節手段、（１０３
）・・・・・・感知状態判別部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｎ極磁界、Ｓ極磁界、及び、無磁界の夫々で異なる
   レベルの電圧信号（Ｖ＿Ｓ）を出力するように、ブリッ
   ジ回路（１）を構成する磁気抵抗素子（ｒ＿Ｎ）、（ｒ
   ＿Ｓ）と、その磁気抵抗素子（ｒ＿Ｎ）、（ｒ＿Ｓ）に
   対するバイアス磁石（３）と、前記ブリッジ回路（１）
   の出力信号を増幅する差動増幅器（Ａ＿Ｏ）とからなる
   磁気感知部（１００）と、その磁気感知部（１００）に
   対する温度補償手段（１０１）と、前記電圧信号（Ｖ＿
   Ｓ）の無磁界における出力レベルを変更調節する無磁界
   レベル調節手段（１０２）とが設けられている磁気セン
   サー。 ２、請求項１記載の磁気センサーであって、前記電圧信
   号（Ｖ＿Ｓ）に基づいて、Ｎ極感知状態、Ｓ極感知状態
   、及び、磁気非感知状態の何れであるかを判別する感知
   状態判別部（１０３）が設けられている磁気センサー。