JPH03165281A - センサ回路 - 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Ｊ この発明は、ロータリエンコーダあるいはリニアエンコ
ーダに係り、その移動体の移動量（位置）または回転体
の回転量（角度）などの検出に用いて好適なセンサ回路
に関する。

「従来の技術」 従来、ロータリエンコーダなどでは、例えば、回転体に
連動する永久磁石の位置をＭＲ（磁気抵抗）素子などか
ら構成されるセンサによって検出している。このＭＲ素
子は、磁気の変化によって電気抵抗が変化する素子であ
り、一般に次のように使用される。

第２図は、従来より、−船釣に使用されているセンサ回
路のＭＲ素子の配置図である。この図において、まず、
直列接続されたＭ　Ｒ素子１ａ１１ｂに電源電圧Ｖ。Ｃ
が印加される（端子ＴＩと端子Ｔ３との間）。そして、
シャフト２が回転すると、このシャフト２に直結された
半円状の永久磁石３がシャフト２に連動して回転する。

永久磁石３が回転すると、この永久磁石３の回転に伴っ
て、ＭＲ素子１ａ、Ｉｂに対する磁界が変化し、このＭ
Ｒ素子１ａ、Ｉｂの抵抗値が変化する。すなわち、永久
磁石３の位置（回転角）に応じて、ＭＲ素子ｌ　ａ、Ｉ
　ｂの抵抗値か変化する。この結果、シャフト２の回転
角に応じて電圧値が変化する正弦波電圧Ｖ。、、１が出
力される（端子Ｔ２と端子Ｔ３との間）。

上述したセンサ回路では、ＭＲ素子１　ａ、Ｉ　ｂの出
力電圧Ｖ。ＩＪＴの温度ドリフトが、比較的太きいこと
が問題になっている。そこで、−船釣には、ＭＲ素子１
　ａ、Ｉ　ｂの温度係数とは逆の温度係数を有する温度
補償素子を別途設けて、上記出力電圧■。６．アの温度
ドリフトを補正するようになっている。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述したセンサ回路では、磁気変化を検出す
るＭＲ素子と温度補償素子とは、別個の素子によって構
成されているとともに、空間的に多少離れたところに設
けられる。この結果、従来のセンサ回路では、次の問題
を生じる。

■Ｍｒｔ素子と温度補償素子とは、別々の素子であるた
め、素子の特性のバラツキが回路設計に影響し、個々の
センサ回路の特性（出力電圧など）がばらつくという問
題を生じる。

■１ＶｆＲ素子と温度補償素子とが空間的に異なった場
所に配置されるため、各素子に温度差が生じ、温度の過
渡段階では温度補償が完全に行えない。

■温度補償素子が必要となり、コスト高になるという問
題を生じる。

この発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、上述
した課題を解消できるセンサ回路を提供することを目的
としている。

「課題を解決するための手段」 このような問題点を解決するために、この発明では、電
源と接地との間に直列に介挿される一対の磁気検出素子
と、入力抵抗および帰還抵抗によりゲインが設定される
増幅回路とを有し、磁気検出素子の接地側を前記入力抵
抗としたことを特徴とする。

「作用」 このセンサ回路は、磁気検出素子の接地側を増幅回路の
入力抵抗とすることにより、温度変化によって上記磁気
検出素子のインピーダンスが変化（あるいは、磁気検出
素子の出力電圧変化）した場合、このインピーダンス変
化に応じて増幅回路のゲインを変化させる。このように
して、磁気検出素子の温度ドリフトを補償する。

「実施例Ｊ 次に図面を参照してこの発明の実施例について説明する
。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図である
。この図において、Ｉ　ａ、Ｉ　ｂは、第２図に示すＭ
Ｒ素子と同じものであり、これらと同様に配置されてい
る。４は、演算増幅器であり、非反転入力端側に設けら
れた抵抗Ｒ１（入力抵抗）と帰還用の２つの抵抗Ｒ２と
、反転入力端側に上記抵抗ＲＩ、Ｒ２とは別途に設けら
れた抵抗Ｒ１（入力抵抗）と帰還用の２つの抵抗Ｒ２と
に上り差動増幅器５を構成している。また、非反転入力
端側の２つの抵抗Ｒ２の接続点Ｐ１と反転入力端側の２
つの抵抗Ｒ２の接続点Ｐ２とは、可変抵抗器ｖＲを介し
て接続されている。この可変抵抗器ＶＲは、上述した差
動増幅器５のゲインを調整するための抵抗器である。

次に、ＭＲ素子１　ａ、ｌ　ｂは、直列接続されており
、ＭＲ素子１ａの一端には、電源電圧Ｖ。０が印加され
ている。また、ＭＲ素子１ｂの一端は、アースへ接続さ
れている。次に、抵抗Ｒ３，Ｒ３よ、上述したＭＲ素子
１ａ、ｌｂと同様に直列接続されている。また、ＭＲ素
子１　ａ、Ｉ　ｂおよび抵抗Ｒ３、Ｒ３は、並列接続さ
れており、これらのＭＲ素子１　ａ、１　ｂと抵抗Ｒ３
、Ｒ３とによってブリッジ回路６か構成されている。

また、上述したブリッジ回路６の一方の中点、すなわち
、ＭＲ素子１ａとＭＲ素子１ｂとの接続点には、反転入
力端に一端が接続された抵抗Ｒ１の他端が接続されてい
る。一方、直列接続された抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ３との接続
点には、一端が非反転入力端に接続された抵抗Ｒ１の他
端が接続されている。また、この接続点には、一端が可
変抵抗器ＶＲに接続された非反転入力端側の抵抗Ｒ２の
他端が接続されている。一般には、この抵抗Ｒ２の他端
をアースに接続することによって、演算増幅器４の反転
入力端と非反転入力端とに供給される入力電圧の差を増
幅するようになっている。しかし、この例の場合には、
上述したように、抵抗Ｒ２の他端を非反転入力端と同電
位にすることによって、反転入力端の電位を打ち消し、
非反転入力端に供給される入力電圧Ｖ１、のみを増幅す
るようになっている。

また、上述した差動増幅器５のゲインは、ブリッジ回路
６のＭＲ素子１　ａ、１　ｂと抵抗Ｒ３、Ｒ３、非反転
入力端側に接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ２および休転
入力端側に接続された抵抗Ｒ１，Ｒ１゜Ｒ２とによって
決まる（可変抵抗ＶＲは、前述したように調節用である
）。すなわち、差動増幅器５のゲインは、温度変化によ
るＭＲ素子１　ａ、１ｂのインピーダンス変化によって
変化（この例の場合、比例）するようになっている。

また、この例の場合、上述した抵抗Ｒ１の抵抗値は５に
Ω、抵抗Ｒ２の抵抗値は１００にΩ、抵抗Ｒ３の抵抗値
はＩＯｋΩである。また、ＭＲ素子１　ａ、Ｉ　ｂは、
正の温度係数（０，２５〜０．３％／’Ｃ）を有するも
のを使用しており、図示しない永久磁石が各ＭＲ素子１
ａ、ｌｂの中点にある場合の抵抗値は１４にΩである。

次に、上述した構成によるこの実施例の動作について説
明する。

まず、通常は、永久磁石の位置に応じて、ＭＲ素子１ａ
、ｌｂの抵抗値か変化する。これらの抵抗値が変化する
と、入力電圧ＶＩＮが変化し、これに対応して出力電圧
Ｖ。ＵＴも変化する。このようにして、図示のセンサ回
路は、永久磁石の位置に応じた出力電圧Ｖ。１＋−１を
出力する。

次に、周囲の温度が何等かの原因により上昇すると、Ｍ
Ｒ素子！　ａ、Ｉ　ｂの温度係数は、前述したように正
であるため、永久磁石が通常の場合と同位置でも抵抗値
は大となり、入力電圧ＶＩＮは上記温度係数に応じて下
降する。また、ＭＲ素子１ａ、Ｉ　ｂの抵抗値が大とな
ると、差動増幅器５のゲインも大となり、出力電圧Ｖ。

ＵＴが下降して、結果的にＭＲ素子１　ａ、ｌ　ｂによ
る温度ドリフトを補償する。

また、周囲の温度が下降した場合には、上述した温度上
昇の場合と逆の動作をすることによって、ＭＲ素子１　
ａ、１　ｂの温度ドリフトを補償する。

なお、上述した実施例において、ＭＲ素子１ａ１ｂに負
の温度係数を有するのらを用いる場合には、ブリッジ回
路６の抵抗Ｒ３、Ｒ３を当該ＭＲ素子１　ａ、Ｉ　ｂと
することによって、同様の効果を得ることができる。

また、上述したセンサ回路において、センサ（検出素子
）としてはＭＲ素子に限ることなく、ホール素子などを
用いてもよい。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば次の効果が得ら
れる。

（ｉ）ＭＲＪ：子と温度補償素子とが同一の素子である
ため、各素子のバラツキが最小限に押さえられ、センサ
回路の特性（出力電圧など）が向上する。

（＋１）従来のセンサ回路のように、ＭＲ素子と温度補
償素子との温度差を生ぜず、温度の過渡段階での温度補
償も完全に行うことができる。

（ｉｉｉ　）　ｍ度補償素子が不要であるため、コスト
の削減ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図、第２
図は従来のＭＲ素子を用いたセンサ回路の一部を示す回
路図である。 Ｉ　ａ、Ｉ　ｂ・・・・・・ＭＲ素子（磁気検出素子）
、５・・・・・・差動増幅器（増幅回路）、Ｒ１・・・
・・・抵抗（入力抵抗）、Ｒ２・・・・・・抵抗（帰還
抵抗）、Ｒ３抵抗（入力抵抗）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電源と接地との間に直列に介挿される一対の磁気検出素
   子と、入力抵抗および帰還抵抗によりゲインが設定され
   る増幅回路とを有し、磁気検出素子の接地側を前記入力
   抵抗としたことを特徴とするセンサ回路。