JPH03179217A - Position detecting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、周期的に形成した磁気変質部を検出して機械
等の移動部の位置を求める位置検出装置に係り、特に磁
気変質部を強磁性体薄膜磁気抵抗素子によって検出する
位置検出装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a position detection device for detecting periodically formed magnetically altered parts to determine the position of a moving part of a machine, etc. The present invention relates to a position detection device that detects a position using a ferromagnetic thin film magnetoresistive element.
機械の移動部（例えばシリンダロンド）の位置を求める
装置としては、差動トランス、ポテンショメータ、直線
位置センサ等、多くのものが開発されている。そして、
直線位置センサは、被測定物の位置を高精度に求めるこ
とができるとともに、装置の小型化が図れるところから
、広く利用されている。Many devices such as differential transformers, potentiometers, and linear position sensors have been developed as devices for determining the position of moving parts of machines (for example, cylinder ronds). and,
Linear position sensors are widely used because they can determine the position of an object to be measured with high precision, and the device can be made smaller.
直線位置センサは、スケールに磁気変質部を周期的に設
け、この磁気変質部を磁気センサによって検出して被測
定物の移動量、すなわち位置を求めるようになっており
、第６図に示したような磁気センサに薄膜状の強磁性体
磁気抵抗素子を用いたものが開発されている。A linear position sensor is designed to periodically provide a magnetically altered part on a scale, and detect this magnetically altered part with a magnetic sensor to determine the amount of movement of the object to be measured, that is, the position, as shown in Figure 6. A magnetic sensor using a thin film-like ferromagnetic magnetoresistive element has been developed.
第６図において、直線状のスケールＩＯには、一定のピ
ッチを隔てて多数の歯１２が形成してあり、歯溝１４が
磁気変質部となっている。そして、歯１２の前方には、
図示しない非磁性体を介して磁石１６に設けた薄膜状の
強磁性体磁気抵抗素子１８が、はぼ歯１２と平行に位置
している。磁石１６は、スケール１０にバイアス磁場を
与えるためのもので、スケール１０にほぼ平行した磁場
を印加できるように、Ｎ極とＳ極との方向が歯１２の配
列方向に一致するように配置してある。In FIG. 6, a linear scale IO has a large number of teeth 12 formed at a constant pitch, and the tooth grooves 14 serve as magnetically altered parts. And in front of tooth 12,
A thin film-like ferromagnetic magnetoresistive element 18 provided on the magnet 16 via a non-magnetic material (not shown) is positioned parallel to the serpentine teeth 12. The magnet 16 is used to apply a bias magnetic field to the scale 10, and is arranged so that the direction of the north and south poles coincides with the arrangement direction of the teeth 12 so that a magnetic field substantially parallel to the scale 10 can be applied. There is.
このように構成した従来の位置検出装置は、磁石１６に
よってスケール１０に、歯１２の配列方向にほぼ平行し
たバイアス磁場を印加し、強磁性体磁気抵抗素子１８が
スケール１０と歯１２の配列方向に相対移動したときに
、スケール１０の歯１２と歯溝１４との磁器抵抗の相違
に基づく磁場の変化を検知し、強磁性体磁気抵抗素子１
８の前方をＪ遇する歯１２の数を検出してスケール１０
の位置を求めるようになっている。In the conventional position detection device configured as described above, a bias magnetic field approximately parallel to the arrangement direction of the teeth 12 is applied to the scale 10 by the magnet 16, and the ferromagnetic magnetoresistive element 18 is applied to the scale 10 in the arrangement direction of the scale 10 and the teeth 12. When the scale 10 moves relative to
Detect the number of teeth 12 facing the front of 8 and set the scale 10
It is designed to find the position of.
しかし、第６図に示した従来の位置検出装置は、強磁性
体磁気抵抗素子１８の磁化の向きが強磁性体磁気抵抗素
子１８の面内で変化する。このため、従来の位置検出装
置は、強磁性体磁気抵抗素子１８の磁場を感する方向と
磁石１６によるバイアス磁場の方向とが同方向であり、
充分な感度を得られない欠点がある。However, in the conventional position detection device shown in FIG. 6, the direction of magnetization of the ferromagnetic magnetoresistive element 18 changes within the plane of the ferromagnetic magnetoresistive element 18. Therefore, in the conventional position detection device, the direction in which the magnetic field of the ferromagnetic magnetoresistive element 18 is sensed and the direction of the bias magnetic field by the magnet 16 are the same,
The drawback is that sufficient sensitivity cannot be obtained.
すなわち、薄膜状の強磁性体磁気抵抗素子１８は、面内
に磁化されている。従って、第６図のように強磁性体磁
気抵抗素子１８の面とばば平行にバイアス磁場を印加す
ると、強磁性体磁気抵抗素子１８の磁化が、常にバイア
ス磁場の方向となるような磁力を受ける。この現象は、
バイアス磁場を大きくするぼど顕著となり、大きなバイ
アス磁場を印加すると、強磁性体薄膜磁気抵抗素子の磁
化がバイアス磁場の方向に飽和して測定することができ
ない、このため、バイアス磁場の大きさを小さくせざる
を得す、強磁性体磁気抵抗素子１８の抵抗が小さくなっ
て感度が低下する。しかも、歯１２と歯溝１４との磁気
抵抗の相違による磁場の強さの変化に伴う磁束の小さな
変化を強磁性体磁気抵抗素子１８が検出する場合、磁石
１６の磁場による影響のため、磁化の方向の変化が小さ
く、検出信号が微弱となって雑音が混入しやすく、検出
精度を低下させる。That is, the thin film-like ferromagnetic magnetoresistive element 18 is magnetized in-plane. Therefore, when a bias magnetic field is applied parallel to the plane of the ferromagnetic magnetoresistive element 18 as shown in FIG. 6, the magnetization of the ferromagnetic magnetoresistive element 18 is always subjected to a magnetic force in the direction of the bias magnetic field. . This phenomenon is
This becomes more noticeable as the bias magnetic field is increased, and when a large bias magnetic field is applied, the magnetization of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element saturates in the direction of the bias magnetic field, making measurement impossible. If it has to be made smaller, the resistance of the ferromagnetic magnetoresistive element 18 becomes smaller and the sensitivity decreases. Moreover, when the ferromagnetic magnetoresistive element 18 detects a small change in magnetic flux due to a change in magnetic field strength due to a difference in magnetic resistance between the tooth 12 and the tooth groove 14, the magnetization Since the change in direction is small, the detection signal becomes weak and easily contaminated with noise, reducing detection accuracy.
本発明は、強磁性体薄膜磁気抵抗素子による磁気変質部
の検出精度を向上することができる位置検出装置を提供
することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a position detection device that can improve the accuracy of detecting a magnetically altered portion using a ferromagnetic thin film magnetoresistive element.
（課題を解決するための手段〕
強磁性体薄膜磁気抵抗素子は、前記したように面内に磁
化されており、膜厚が極めて小さいために厚さ方向に磁
化を損えることが困難で、厚さ方向の磁場には感しない
０発明者等は、強磁性体薄［気抵抗素子のこのような特
性に着目して本発明をなしたもので、本発明に係る位置
検出装置は周期的に複数の磁気変質部が形成してある位
置スケールと、この位置スケールと対面して位置スケー
ルに接触または近接配置され、かつ前記位置スケールと
相対移動可能な強磁性体Ｉ’ｍ気抵抗抵抗と、この強磁
性体薄膜磁気抵抗素子の前記位置スケールと反対側に設
けられ、強磁性体薄膜磁気抵抗素子の面と位置スケール
とに直交した磁場を発生する磁場発生器とを有すること
を特徴としている。(Means for Solving the Problems) As described above, the ferromagnetic thin film magnetoresistive element is magnetized in the plane, and since the film thickness is extremely small, it is difficult to lose the magnetization in the thickness direction. The inventors developed the present invention by paying attention to such characteristics of a thin ferromagnetic resistive element, which is not sensitive to magnetic fields in the thickness direction. a position scale in which a plurality of magnetically altered parts are formed, and a ferromagnetic material I'm resistor that faces the position scale, is placed in contact with or in close proximity to the position scale, and is movable relative to the position scale. , comprising a magnetic field generator that is provided on the opposite side of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element to the position scale and generates a magnetic field perpendicular to the surface of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element and the position scale. There is.
（作用）
上記の如く構成した本発明は、磁場発生器によって強磁
性体薄膜磁気抵抗素子に印加されるバイアス磁場が、強
磁性体薄膜磁気抵抗素子が磁場を感しない厚さ方向とな
っており、強磁性体薄膜磁気抵抗素子の磁化の方向に影
響を与えない。そして、磁気変質部が形成し７である位
置スケールと強磁性体薄膜磁気抵抗素子とが相対移動す
ると、磁気変質部によって磁場発生器が発生する磁場が
曲がり、強磁性体薄膜磁気抵抗素子を透過する際に、強
磁性体薄膜磁気抵抗素子の面に平行となる成分が生して
、強磁性体薄膜磁気抵抗素子の磁化の向きを変化させる
。この結果、強磁性体薄膜磁気抵抗素子の抵抗率が変化
し、位置スケールに形成した磁気変質部を検出でき、被
測定物の位置を検知することができる。(Function) In the present invention configured as described above, the bias magnetic field applied to the ferromagnetic thin film magnetoresistive element by the magnetic field generator is in the thickness direction where the ferromagnetic thin film magnetoresistive element does not feel the magnetic field. , does not affect the direction of magnetization of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element. When the position scale 7 formed by the magnetically altered portion and the ferromagnetic thin film magnetoresistive element move relative to each other, the magnetic field generated by the magnetic field generator is bent by the magnetically altered portion and passes through the ferromagnetic thin film magnetoresistive element. At this time, a component parallel to the plane of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element is generated, changing the direction of magnetization of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element. As a result, the resistivity of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element changes, and the magnetically altered portion formed on the position scale can be detected, and the position of the object to be measured can be detected.
しかも、Ｍｉ磁場発生器発生する磁場は、強磁性体薄膜
磁気抵抗素子のＭ厚方向であるため、位置スケールの磁
気変質部を検出する際の強磁性体薄膜磁気抵抗素子の抵
抗率の変化が大きくなり、大きな検出信号が得られて雑
音の影響を小さくできて検出精度が向上する。また、強
磁性体薄膜磁気抵抗素子の磁化は、磁場発生器が発生す
るパイアス磁場による影響を受けないため、強いバイア
ス磁場を印加することができ、検出精度をより向上する
ことができる。Moreover, since the magnetic field generated by the Mi magnetic field generator is in the M thickness direction of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element, the change in resistivity of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element when detecting a magnetically altered part of the position scale is As a result, a large detection signal can be obtained, the influence of noise can be reduced, and detection accuracy can be improved. Furthermore, since the magnetization of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element is not affected by the bias magnetic field generated by the magnetic field generator, a strong bias magnetic field can be applied, and detection accuracy can be further improved.
（実施例〕
本発明に係る位置検出装置の好ましい実施例を、添付図
面に従って詳説する。(Embodiments) Preferred embodiments of the position detection device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第１図は、本発明の実施例に係る位置検出装置の一部断
面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a position detection device according to an embodiment of the present invention.
第１図において、位置検出装置２０は、位置スケール２
２と検出器２４とを有している。位置スケール２２は、
本体２６が透磁率の高い部材によって構威してある。そ
して、本体２６は、表層部に長手方向に沿って一定のピ
ッチｌで所定幅すの透磁率の小さな磁気変質部２８が複
数形威してあるとともに、矢印３０に示したように長手
方向に沿って移動可能となっている。磁気変質部２８は
、本体２６に溝を形成し、その溝に透磁率の小さな金属
や磁器等を嵌め込んだり、本体２６をアロイニング、浸
炭処理等をすることにより形成される。In FIG. 1, the position detection device 20 includes a position scale 2
2 and a detector 24. The position scale 22 is
The main body 26 is made of a material with high magnetic permeability. The main body 26 has a plurality of magnetically altered parts 28 having small magnetic permeability of a predetermined width at a constant pitch l along the longitudinal direction on the surface layer part, and also extends in the longitudinal direction as shown by an arrow 30. It is possible to move along. The magnetically altered portion 28 is formed by forming a groove in the main body 26 and fitting a metal, porcelain, or the like with low magnetic permeability into the groove, or by subjecting the main body 26 to alloying, carburizing, or the like.
一方、検出器２４は、図示しない固定部に固定してあり
、永久磁石３２とガラスやセラミンクなどの非磁性体か
らなる基板３４と強磁性体薄膜磁気抵抗素子３６とから
なっている。強磁性体薄膜磁気抵抗素子３６は、スパフ
タリングや蒸着などによって形成され、位置スケール２
２に対面して平行に、かつ微小間隙を隔てて配置してあ
る。そして、基板３４は、永久磁石３２に固着してある
。On the other hand, the detector 24 is fixed to a fixed part (not shown), and includes a permanent magnet 32, a substrate 34 made of a non-magnetic material such as glass or ceramic, and a ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36. The ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36 is formed by sputtering, vapor deposition, etc.
2, facing and parallel to each other, with a minute gap in between. The substrate 34 is fixed to the permanent magnet 32.
永久磁石３２は、位置スケール２２にバイアス磁場を印
加する磁場発生器であって、磁極（Ｎｉ５極）の方向が
図に示したように位置スケール２２の面および強磁性体
薄膜磁気抵抗素子３６の崩に直交しており、強磁性体薄
膜磁気抵抗素子３６、位置スケール２２に直交したバイ
アス磁場を発生するようになっている。The permanent magnet 32 is a magnetic field generator that applies a bias magnetic field to the position scale 22, and the direction of the magnetic pole (Ni5 pole) is aligned with the surface of the position scale 22 and the ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36 as shown in the figure. The bias magnetic field is perpendicular to the ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36 and the position scale 22.
強磁性体薄膜磁気抵抗素子３６は、レーザ加工やホトレ
ジストなどにより形成した複数の素子からなり、これら
が位置スケール２２の長手方向に所定の間隔をもってブ
リッジ回路等の複数の検出回路（図示せず）を形成して
いる。そして、各検出回路は、第２図に示したように、
直流電源４゜に接続され、位置スケール２２の長手方向
と直行した方向に直流電流が流れるようになっている。The ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36 is composed of a plurality of elements formed by laser processing, photoresist, etc., and these elements are arranged at predetermined intervals in the longitudinal direction of the position scale 22 and connected to a plurality of detection circuits (not shown) such as bridge circuits. is formed. Then, each detection circuit, as shown in FIG.
It is connected to a DC power source 4° so that a DC current flows in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the position scale 22.
また、強磁性体薄膜磁気抵抗素子３６は、位置スケール
２２の長手方向と平行なる方向が形状磁気異方性による
磁化容易軸方向となっていて、磁化４２の方向が磁化容
易軸方向となるように磁化されている。Further, in the ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36, the direction parallel to the longitudinal direction of the position scale 22 is the easy axis direction of magnetization due to shape magnetic anisotropy, and the direction of magnetization 42 is the easy axis direction of magnetization. is magnetized.
上記の如く構成した実施例の作用は、次のとおりである
。The operation of the embodiment configured as described above is as follows.
検出器２４の永久磁石３２は、位置スケール２２と強磁
性体薄膜磁気抵抗素子３６との面に直交した方向のバイ
アス磁場を発生している。このため、第３図に示したよ
うに、位置スケール２２の本体２６が露出している部分
と対向している強磁性体薄膜磁気抵抗素子３６の部分に
おいては、本体２６の透磁率が大きいため、永久磁石３
２の発生する磁束φが強磁性体薄膜磁気抵抗素子３６の
面に直交して厚さ方向に透過し、本体２６に垂直に人別
する。従って、強磁性体薄膜磁気抵抗素子３６の本体２
６の露出部に対向している部分は、永久磁石３２のバイ
アス磁場を感しない。The permanent magnet 32 of the detector 24 generates a bias magnetic field in a direction perpendicular to the plane of the position scale 22 and the ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36. Therefore, as shown in FIG. 3, the magnetic permeability of the main body 26 is large in the part of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36 that faces the exposed part of the main body 26 of the position scale 22. , permanent magnet 3
The magnetic flux φ generated by No. 2 is transmitted perpendicularly to the surface of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36 in the thickness direction, and is separated perpendicularly to the main body 26 . Therefore, the main body 2 of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36
The portion facing the exposed portion of the magnet 6 does not feel the bias magnetic field of the permanent magnet 32.
一方、透磁率の低い磁気変質部２８と対向している強磁
性体薄膜磁気抵抗素子３６の部分においては、永久磁石
３２が発生する磁束φが磁気変質部２８に隣接する本体
２６の露出部の方向に曲げられる。このため、強磁性体
薄膜磁気抵抗素子３６を透過する磁束φは、強磁性体薄
膜磁気抵抗素子３６の面に平行した成分を有し、磁場も
！！磁性体薄膜磁気抵抗素子３６の面に平行した成分を
有する。この結果、強磁性体薄膜磁気抵抗素子３６の磁
気変質部２８に対向した部分の抵抗率が変化し、この部
分に形成した検出回路によって抵抗率の変化が電圧とし
て取り出される。従って、位置スケール２２が第１図の
矢印３０に示した方向に移動すると、強磁性体薄膜磁気
抵抗素子３６の前方を通過する磁気変質部２８に対応し
て検出信号が得られ、被測定物の位置を検知することが
できる。On the other hand, in the portion of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36 facing the magnetically altered portion 28 with low magnetic permeability, the magnetic flux φ generated by the permanent magnet 32 is transferred to the exposed portion of the main body 26 adjacent to the magnetically altered portion 28. be bent in the direction Therefore, the magnetic flux φ passing through the ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36 has a component parallel to the plane of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36, and the magnetic field also! ! It has a component parallel to the surface of the magnetic thin film magnetoresistive element 36. As a result, the resistivity of the portion of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36 facing the magnetically altered portion 28 changes, and the change in resistivity is detected as a voltage by a detection circuit formed in this portion. Therefore, when the position scale 22 moves in the direction shown by the arrow 30 in FIG. The position of the object can be detected.
このように、実施例においては、永久磁石３２が発生す
るバイアス磁場を強磁性体ｙｉＭ磁気抵抗素子３６の面
に直交して印加しているため、透磁率の高い本体２６の
露出部に対向した強磁性体薄膜磁気抵抗素子３６の部分
においては磁化容易軸方向と磁束の方向が一致せず、磁
気変質部２８に対向した強磁性体薄膜磁気抵抗素子３６
の部分のみの磁化容易軸方向と磁束の方向が一致するた
め、大きな検出信号が得られて、磁場変化を高精度で検
出することができ、被測定物の位置を正確に求めること
ができる。しかも、バイアス磁場は、強磁性体’ｌ Ｈ
Ｍ３気抵抗素子３６の面に直交して印加しているため、
バイアス磁場を大きくしても強磁性体薄膜磁気抵抗素子
３６の磁化４２の方向に影響を与えることがなく、位置
スケール２２の本体２６の磁化を飽和させて使用するこ
とができ、本体２６の着磁に よる影響をなくせて精度
の向上が図れる。また、大きなバイアス磁場を印加する
ことにより、磁気変質部２８に対向した部分における強
磁性体薄膜磁気抵抗素子３６との間の空間の磁束φが、
強磁性体薄膜磁気抵抗素子３６の面と平行になりやすく
、位置スケール２２と強磁性体薄膜磁気抵抗素子３６と
の間のギャップの変動に対する検出信号の変化を小さく
することができる。In this way, in the embodiment, the bias magnetic field generated by the permanent magnet 32 is applied perpendicularly to the surface of the ferromagnetic yiM magnetoresistive element 36, so that the In the part of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36, the easy axis direction of magnetization and the direction of the magnetic flux do not match, and the ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36 faces the magnetically altered portion 28.
Since the direction of the axis of easy magnetization and the direction of the magnetic flux match only in the part shown in FIG. Moreover, the bias magnetic field is applied to the ferromagnetic material 'l H
Since the voltage is applied perpendicularly to the surface of the M3 resistance element 36,
Even if the bias magnetic field is increased, the direction of the magnetization 42 of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36 is not affected, and the magnetization of the main body 26 of the position scale 22 can be saturated. Accuracy can be improved by eliminating the influence of magnetism. Furthermore, by applying a large bias magnetic field, the magnetic flux φ in the space between the ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36 in the portion facing the magnetically altered portion 28 is
It is likely to be parallel to the surface of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36, and changes in the detection signal due to variations in the gap between the position scale 22 and the ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36 can be reduced.
〈具体的実施例〉
位置スケール２２の本体２６を磁性材であるＳＣＭ４３
５を用いて作製し、その表面に溝幅（ｂ）１ｍｍ、深さ
５０μｍの複数の磁気変質部２８をクロムメ５・キによ
ってピンチ（／２）２ｍｍで形成した。また、ガラスの
基板３４上に強磁性体であるパーマロイをスパッタリン
グして強磁性体薄膜を成膜し、この強磁性体薄膜にレー
ザ加工により１６素子を形成して４素子ブリツジを４つ
作った。なお、各ブリングの形成間隔は、位置スケール
２２の磁気変質部２８の形成間隔と位相がずれるように
してある。<Specific Example> The main body 26 of the position scale 22 is made of SCM43 which is a magnetic material.
A plurality of magnetically altered portions 28 having a groove width (b) of 1 mm and a depth of 50 μm were formed on the surface using chrome plate 5 with a pinch (/2) of 2 mm. In addition, a ferromagnetic thin film was formed by sputtering permalloy, which is a ferromagnetic material, on the glass substrate 34, and 16 elements were formed on this ferromagnetic thin film by laser processing to create four four-element bridges. . Note that the formation interval of each ring is made to be out of phase with the formation interval of the magnetically altered portion 28 of the position scale 22.
このように作製した実施例に係る位置スケールの分解能
は、０．２５ｍｍであった。そして、この実施例と従来
例との出力（せん頭値〉を比較した結果、第４図に示す
ように、実施例は従来例に比較して約２倍の大きさであ
った。The resolution of the position scale according to the example produced in this way was 0.25 mm. As a result of comparing the output (peak value) between this example and the conventional example, as shown in FIG. 4, the output of the example was about twice as large as that of the conventional example.
また、上記の実施例について、位置スケール２２と強磁
性体薄膜磁気抵抗素子３６との間隙の変動に伴う出力の
安定性を従来例と比較し、第５図に示す結果を得た。実
験は、位置スケールと強磁性体薄膜磁気抵抗素子とを接
触させておいた後、Ａ点において強磁性体薄膜磁気抵抗
素子を位置スケールから０．４ｍｍ！した。その結果、
（出力平均値変化）／（出力変動幅）が、従来例では約
３０％であったものが、実施例では約３％と大幅に改善
することができた。Further, regarding the above embodiment, the stability of the output due to variations in the gap between the position scale 22 and the ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36 was compared with that of the conventional example, and the results shown in FIG. 5 were obtained. In the experiment, the position scale and the ferromagnetic thin film magnetoresistive element were brought into contact, and then the ferromagnetic thin film magnetoresistive element was moved 0.4 mm from the position scale at point A! did. the result,
(Output average value change)/(output fluctuation range) was about 30% in the conventional example, but it was able to be significantly improved to about 3% in the example.
前記実施例においては、位置スケール２２が移動する場
合について説明したが、検出器２４が移動する直線位置
センサやリニアスケール、または回転エンコーダ等にも
適用することができる。また、前記実施例においては、
磁気変質部２８をアロイニング、浸炭処理等によって形
成する場合について説明したが、磁気変質部２８を本体
２６に形成した溝としてもよい、そして、前記実施例に
おいては、磁気変質部２８を本体２６より透磁率が小さ
い場合について説明したが、磁気変質部２８を本体２６
より高透磁率としてもよい。さらに、位置スケール２２
は、ストロークセンサを内蔵した流体圧シリンダであっ
てもよい。また、前記実施例においては、磁場発生器と
して永久磁石３２を用いた場合について説明したが、磁
場発生器はコイルや電磁石であってもよい。さらに、強
磁性体薄膜磁気抵抗素子３６を位置スケール２２に接触
させて配置してもよい。In the embodiment described above, the case where the position scale 22 moves has been described, but the present invention can also be applied to a linear position sensor, a linear scale, or a rotary encoder in which the detector 24 moves. Furthermore, in the above embodiment,
Although the case where the magnetically altered portion 28 is formed by alloying, carburizing, etc. has been described, the magnetically altered portion 28 may also be formed as a groove formed in the main body 26. Although the case where the magnetic permeability is small has been described, the magnetically altered portion 28 is
It may have higher magnetic permeability. Furthermore, the position scale 22
may be a fluid pressure cylinder with a built-in stroke sensor. Furthermore, in the embodiment described above, a case has been described in which the permanent magnet 32 is used as the magnetic field generator, but the magnetic field generator may be a coil or an electromagnet. Furthermore, the ferromagnetic thin film magnetoresistive element 36 may be placed in contact with the position scale 22.
〔発明の効果］
以上に説明したように、本発明によれば、磁場発生器に
より強磁性体薄膜磁気抵抗素子の面に直交した厚さ方向
に磁場を発生するようにしたことにより、磁場発生器が
位置スケールに印加するバイアス磁場によって強磁性体
薄膜磁気抵抗素子の磁化の方向が影響を受けず、大きな
検出出力が得られ、外乱かによる影響が少なく、検出精
度を向上することができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the magnetic field generator generates a magnetic field in the thickness direction perpendicular to the surface of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element. The direction of magnetization of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element is not affected by the bias magnetic field applied to the position scale by the device, and a large detection output can be obtained, which is less affected by external disturbances and can improve detection accuracy.
第１図は本発明の実施例に係る位置検出装置の一部断面
図、第２図は強磁性体］膜磁気抵抗素子の磁化の方向の
説明図、第３図は実施例の作用を説明する模式図、第４
図は実施例と従来例との出力の比較図、第５図は実施例
と従来例との出力の安定性の比較図、第６図は従来の位
置検出装置の説明図である。
２０−一位置検出装置、２２−−−一位置スケール、２
４−検出器、２８−−−磁気変質部、３２磁場発生器（
永久磁石） 、３６ −−一強磁性体薄膜磁気抵抗素子
、４２− 磁化。FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a position detection device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the direction of magnetization of a ferromagnetic film magnetoresistive element, and FIG. 3 is an explanation of the operation of the embodiment. Schematic diagram, 4th
5 is a comparison diagram of output stability between the embodiment and the conventional example, and FIG. 6 is an explanatory diagram of the conventional position detection device. 20--one position detection device, 22--one position scale, 2
4-detector, 28--magnetic alteration unit, 32 magnetic field generator (
permanent magnet), 36--ferromagnetic thin film magnetoresistive element, 42- magnetization.
Claims (1)
ケールと、この位置スケールと対面して位置スケールに
接触または近接配置され、かつ前記位置スケールと相対
移動可能な強磁性体薄膜磁気抵抗素子と、この強磁性体
薄膜磁気抵抗素子の前記位置スケールと反対側に設けら
れ、強磁性体薄膜磁気抵抗素子の面と位置スケールとに
直交した磁場を発生する磁場発生器とを有することを特
徴とする位置検出装置。(1) A position scale in which a plurality of magnetically altered parts are periodically formed, and a ferromagnetic thin film magnet that is placed facing the position scale, in contact with or in close proximity to the position scale, and that is movable relative to the position scale. It has a resistance element and a magnetic field generator that is provided on the opposite side of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element to the position scale and generates a magnetic field perpendicular to the surface of the ferromagnetic thin film magnetoresistive element and the position scale. A position detection device characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31935889A JPH03179217A (en) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | Position detecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31935889A JPH03179217A (en) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | Position detecting apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03179217A true JPH03179217A (en) | 1991-08-05 |
Family
ID=18109261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31935889A Pending JPH03179217A (en) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | Position detecting apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03179217A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007240531A (en) * | 2006-03-08 | 2007-09-20 | Liebherr-France Sas | Localization system of hydraulic pressure cylinder |
| JP2020071028A (en) * | 2018-10-29 | 2020-05-07 | 大銀微系統股▲分▼有限公司 | Grid encoder and grid encoder device |
-
1989
- 1989-12-07 JP JP31935889A patent/JPH03179217A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007240531A (en) * | 2006-03-08 | 2007-09-20 | Liebherr-France Sas | Localization system of hydraulic pressure cylinder |
| JP2020071028A (en) * | 2018-10-29 | 2020-05-07 | 大銀微系統股▲分▼有限公司 | Grid encoder and grid encoder device |
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