JPH03216518A - 磁気測定方法と磁気センサ - Google Patents
磁気測定方法と磁気センサInfo
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- JPH03216518A JPH03216518A JP1305590A JP1305590A JPH03216518A JP H03216518 A JPH03216518 A JP H03216518A JP 1305590 A JP1305590 A JP 1305590A JP 1305590 A JP1305590 A JP 1305590A JP H03216518 A JPH03216518 A JP H03216518A
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- 230000005389 magnetism Effects 0.000 title claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 2
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- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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〕
本発明は磁気検出に関し、特に物体の位置検出に使用す
る磁気センサに関する。
る磁気センサに関する。
従来、この種の磁気センサは、例えば特公昭５１−４１
３３５号公報に開示されるように、繰り返し磁気信号を
発生する磁気記録媒体から有限の距離隔てた位置に、磁
気抵抗素子を直列に接続し該接続部より出力を得る方式
、あるいは特開昭５８−８６４０５号公報に開示される
ような、位相の異なる複数の出力波形が得られる角度検
出器等がある。
３３５号公報に開示されるように、繰り返し磁気信号を
発生する磁気記録媒体から有限の距離隔てた位置に、磁
気抵抗素子を直列に接続し該接続部より出力を得る方式
、あるいは特開昭５８−８６４０５号公報に開示される
ような、位相の異なる複数の出力波形が得られる角度検
出器等がある。
上述した従来の磁気抵抗素子および角度検出器は、飽和
するに十分な外部回転磁界を受けて、略正弦波あるいは
余弦波に近似した出力波形を得て、これを電圧として取
り出し計測するものであった。
するに十分な外部回転磁界を受けて、略正弦波あるいは
余弦波に近似した出力波形を得て、これを電圧として取
り出し計測するものであった。
これらの方法は、外部磁界が回転しない例えば一方向の
みの磁界を発生する物体が出入を繰り返す場合、あるい
はコイル等により発生させた電磁界の有無を検出する場
合の検出手段としては不向きであった。仮に外付けオフ
セット調整用抵抗により調整を行っても、感磁し出力し
うる外部磁界の方向は一方向のみに限定されるという欠
点があった。
みの磁界を発生する物体が出入を繰り返す場合、あるい
はコイル等により発生させた電磁界の有無を検出する場
合の検出手段としては不向きであった。仮に外付けオフ
セット調整用抵抗により調整を行っても、感磁し出力し
うる外部磁界の方向は一方向のみに限定されるという欠
点があった。
本発明の目的は、感磁方向が異る磁気抵抗素子を２組有
する感磁部を惑磁位相がπ／ ２ ｒ ａ ｄ得られる
よう配置し、回転磁界以外に一方向磁界をも検出するこ
とができる磁気センサを提供することにある。
する感磁部を惑磁位相がπ／ ２ ｒ ａ ｄ得られる
よう配置し、回転磁界以外に一方向磁界をも検出するこ
とができる磁気センサを提供することにある。
本発明の磁気測定方法と磁気センサは、１．強磁体磁性
薄膜により形成される少なくとも２つの感磁部の感磁方
向がπ／ ２ ｒ ａ ｄの位相差を有々に出力する感
磁情報をレベル判定し、該検出情報を磁界検知情報とし
て論理和出力する機能を有する。
薄膜により形成される少なくとも２つの感磁部の感磁方
向がπ／ ２ ｒ ａ ｄの位相差を有々に出力する感
磁情報をレベル判定し、該検出情報を磁界検知情報とし
て論理和出力する機能を有する。
２．感磁方向が９０度異る２組の磁気抵抗素子を交互に
接続しブリッジ構成する第１の感磁部と、感磁方向が９
０度異る２組の磁気抵抗素子を交互に接続しブリッジ構
成し前記第１の感磁部と感磁方向がπ／ ２ ｒ ａ
ｄの位相差を有する第２の感磁部と、前記第１および第
２の感磁部が出力する感磁情報をそれぞれ検知する２つ
のコンパレー夕と、該コンバレータ個々の出力を磁気検
知情報として送出する論理和回路を有する。
接続しブリッジ構成する第１の感磁部と、感磁方向が９
０度異る２組の磁気抵抗素子を交互に接続しブリッジ構
成し前記第１の感磁部と感磁方向がπ／ ２ ｒ ａ
ｄの位相差を有する第２の感磁部と、前記第１および第
２の感磁部が出力する感磁情報をそれぞれ検知する２つ
のコンパレー夕と、該コンバレータ個々の出力を磁気検
知情報として送出する論理和回路を有する。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図（Ａ），（Ｂ）は本発明の一実施例を示す感磁部
の磁気抵抗素子配置図，第２図は本発明の一実施例を示
すブロック図，第３図（Ａ）（Ｂ）は第２図の出力信号
波形を示す図である。
の磁気抵抗素子配置図，第２図は本発明の一実施例を示
すブロック図，第３図（Ａ）（Ｂ）は第２図の出力信号
波形を示す図である。
第１図（Ａ＞は磁気抵抗素子１−１．１４と磁気抵抗素
子１−１．１−４と感磁方向が９０度異る磁気抵抗素子
１−２．１−３をそれぞれ交互に接続しブリッジを構成
してなる感磁部１を示し、第１図（Ｂ）は感磁部１の各
磁気抵抗素子１−１〜１−４をそれぞれ９０度回転して
配置し楕成した感磁部２を示す． 第２の磁気センサ１０は、感磁部１，２と、感磁部１，
２が出力する感磁情報を論理レベルにて出力するコンパ
レータ３，４、コンパレータ３，４の判定結果を取り出
すための論理和回路５を構成するダイオード５−１．５
−２と、負荷抵抗６，電源端子７，８と．出力端子９か
ら構成される。 なお感磁部１，２の磁気抵抗素子の値
を調整することにより磁気抵抗素子ブリッジのＣ点およ
びＥ点の電位は、それぞれ磁気抵抗素子ブリッジのＤ点
あるいはＦ点の電位より低い値に設定されているものと
する。
子１−１．１−４と感磁方向が９０度異る磁気抵抗素子
１−２．１−３をそれぞれ交互に接続しブリッジを構成
してなる感磁部１を示し、第１図（Ｂ）は感磁部１の各
磁気抵抗素子１−１〜１−４をそれぞれ９０度回転して
配置し楕成した感磁部２を示す． 第２の磁気センサ１０は、感磁部１，２と、感磁部１，
２が出力する感磁情報を論理レベルにて出力するコンパ
レータ３，４、コンパレータ３，４の判定結果を取り出
すための論理和回路５を構成するダイオード５−１．５
−２と、負荷抵抗６，電源端子７，８と．出力端子９か
ら構成される。 なお感磁部１，２の磁気抵抗素子の値
を調整することにより磁気抵抗素子ブリッジのＣ点およ
びＥ点の電位は、それぞれ磁気抵抗素子ブリッジのＤ点
あるいはＦ点の電位より低い値に設定されているものと
する。
磁気抵抗素子のそれぞれの抵抗値は、特公昭５４−４１
３３５号公報に開示されているように一定値以上の外部
磁界印加状態で磁気抵抗素子を流れる電流の方向と磁気
抵抗素子内の磁化方向とのなす角度をθとした時の抵抗
値Ｐ（θ）は、Ｐ（θ）＝Ｐ１ｓｉｎ２θ＋Ｐ２ｃｏｓ
２θとなる．なおＰ１，Ｐ２は磁気抵抗素子が電流方向
に対してそれぞれ垂直および水平に磁化された時の抵抗
値を表す。
３３５号公報に開示されているように一定値以上の外部
磁界印加状態で磁気抵抗素子を流れる電流の方向と磁気
抵抗素子内の磁化方向とのなす角度をθとした時の抵抗
値Ｐ（θ）は、Ｐ（θ）＝Ｐ１ｓｉｎ２θ＋Ｐ２ｃｏｓ
２θとなる．なおＰ１，Ｐ２は磁気抵抗素子が電流方向
に対してそれぞれ垂直および水平に磁化された時の抵抗
値を表す。
ここで磁気抵抗素子が例えばＮｉ，Ｆｅ，Ｃｏあるいは
これらの合金である場合、その初期抵抗値Ｐ。は（Ｐａ
Ｐ１）／Ｐａで表される固有の値を有し、その値は
略１〜５％程度の大きさを有する。なお形状異方性効果
によりＰ２’＝Ｐ＋どなる。
これらの合金である場合、その初期抵抗値Ｐ。は（Ｐａ
Ｐ１）／Ｐａで表される固有の値を有し、その値は
略１〜５％程度の大きさを有する。なお形状異方性効果
によりＰ２’＝Ｐ＋どなる。
従ってコンバレー夕の入力オフセットおよびヒステリシ
ス特性を考慮し、磁気抵抗素子ブリッジのＣ点およびＥ
点の電位と磁気抵抗素子ブリッジのＤ点およびＦ点の電
位との間には１％以内の範囲で初期電圧差を設定するこ
とかできる。
ス特性を考慮し、磁気抵抗素子ブリッジのＣ点およびＥ
点の電位と磁気抵抗素子ブリッジのＤ点およびＦ点の電
位との間には１％以内の範囲で初期電圧差を設定するこ
とかできる。
こうして初期設定した磁気抵抗素子ブリッジを第２図の
ように接続し、特定方向例えば磁気抵抗素子１−１およ
び１−４に矢印Ａのように縦方向に、また磁気抵抗素子
１−２および１−３に矢印Ｂのように横方向の磁界を印
加することにより抵抗変化が生じ、初期設定した磁気抵
抗素子ブリッジの電圧差を反転させることができる。
ように接続し、特定方向例えば磁気抵抗素子１−１およ
び１−４に矢印Ａのように縦方向に、また磁気抵抗素子
１−２および１−３に矢印Ｂのように横方向の磁界を印
加することにより抵抗変化が生じ、初期設定した磁気抵
抗素子ブリッジの電圧差を反転させることができる。
第１図（Ｂ）の感磁部２は第１図（Ａ＞の感磁部ｌに対
し、９０度回転させて配置することにより、感磁部１の
出力がコンバレー夕をオンさせるための外部磁界方向と
異る外部磁界方向を検知する。
し、９０度回転させて配置することにより、感磁部１の
出力がコンバレー夕をオンさせるための外部磁界方向と
異る外部磁界方向を検知する。
次に動作の詳細について説明する。
第３図（Ａ）は同一列上に配置された着磁方式ノマグネ
ット２０−１．２０−２．２０−３．２０−４に対し、
磁気センサ１０が矢印の方向に移動した時の感磁部１の
感磁出力２１−１，２１２．２１−３．２１−４と、感
磁部２の感磁出力２２−１．２２−２．２２−３．２２
−４と、コンパレータ３の出力２３−１．２３−２，２
３３．２３−４で構成される。
ット２０−１．２０−２．２０−３．２０−４に対し、
磁気センサ１０が矢印の方向に移動した時の感磁部１の
感磁出力２１−１，２１２．２１−３．２１−４と、感
磁部２の感磁出力２２−１．２２−２．２２−３．２２
−４と、コンパレータ３の出力２３−１．２３−２，２
３３．２３−４で構成される。
第３図（Ｂ）は第３図（Ａ）において、磁気センサ１０
を９０度回転し配置した時の感磁部２の感磁出力２６−
１．２６−２．２６−３．２６４と、感磁部１の感磁出
力２７−１．２７−２２７−３．２７−４と、コンパレ
ータ４の出力２８−１．２８−２．２８−３．２８−４
と、しきい値Ｖ，，Ｖ２で構成される。
を９０度回転し配置した時の感磁部２の感磁出力２６−
１．２６−２．２６−３．２６４と、感磁部１の感磁出
力２７−１．２７−２２７−３．２７−４と、コンパレ
ータ４の出力２８−１．２８−２．２８−３．２８−４
と、しきい値Ｖ，，Ｖ２で構成される。
第３図（Ａ）において、マグネット２０−１に対面した
磁気センサ１０の感時部１は、マグネッ｝２０−１の発
生する磁界を感磁し、磁気抵抗素子ブリッジのＣ点に感
磁出力２１−１を、またＥ点に感磁出力２２−１を発生
し、コンパレータ３を駆動する。コンパレータ３のしき
い値はヒステリシス特性を有しており、磁気抵抗素子ブ
リッジのＣ点の感磁信号が所定のしきい値レベルＶ１に
達するとコンパレータ３がオンし、■２以下になるとオ
フして論理出力２３−１を出力する。
磁気センサ１０の感時部１は、マグネッ｝２０−１の発
生する磁界を感磁し、磁気抵抗素子ブリッジのＣ点に感
磁出力２１−１を、またＥ点に感磁出力２２−１を発生
し、コンパレータ３を駆動する。コンパレータ３のしき
い値はヒステリシス特性を有しており、磁気抵抗素子ブ
リッジのＣ点の感磁信号が所定のしきい値レベルＶ１に
達するとコンパレータ３がオンし、■２以下になるとオ
フして論理出力２３−１を出力する。
この時磁気抵抗素子ブリッジのＥ点の感磁出力２２−１
は、しきい値Ｖ１以下のためコンパレータ４は動作しな
い。感磁センサ１０がマグネット２０−２．２０−３．
２０−４に移動し対面した時も同様な動作を繰返し、磁
気検知情報２３２．２３−３．２３−４を出力する。
は、しきい値Ｖ１以下のためコンパレータ４は動作しな
い。感磁センサ１０がマグネット２０−２．２０−３．
２０−４に移動し対面した時も同様な動作を繰返し、磁
気検知情報２３２．２３−３．２３−４を出力する。
第３図（Ｂ）は、第３図（Ａ）において磁気センサを９
０度回転して配置した時の動作例で、感磁部２の磁気抵
抗素子ブリッジのＥ点の感磁出力２６−１でコンパレー
タ４が動作し、論理出力２８−１を出力する。また磁気
抵抗素子ブリッジＦ点の感磁出力２７−１は、しきい値
ｖｌ以下のためコンパレータ３は動作しない。
０度回転して配置した時の動作例で、感磁部２の磁気抵
抗素子ブリッジのＥ点の感磁出力２６−１でコンパレー
タ４が動作し、論理出力２８−１を出力する。また磁気
抵抗素子ブリッジＦ点の感磁出力２７−１は、しきい値
ｖｌ以下のためコンパレータ３は動作しない。
このようにいずれか一方のコンパレー夕が動作すれば同
じ出力が得られるため、同一のマグネットあるいは同一
磁界方向に対し、９０度の角度を有する２つの検知状態
を設定することがで、感磁動作方向を１方向に限定せず
、２方向に対して有効な磁気センサを形成することがで
きる。
じ出力が得られるため、同一のマグネットあるいは同一
磁界方向に対し、９０度の角度を有する２つの検知状態
を設定することがで、感磁動作方向を１方向に限定せず
、２方向に対して有効な磁気センサを形成することがで
きる。
以上説明したように本発明は、感磁方向が異る磁気抵抗
素子を２組有する感磁部を９０度回転して配置すること
により、回転磁界以外に一方向の磁界をも検出すること
ができる効果がある。しがも外部磁界に対するセンサの
配置方向が限定されず、２方向選べる効果がある。
素子を２組有する感磁部を９０度回転して配置すること
により、回転磁界以外に一方向の磁界をも検出すること
ができる効果がある。しがも外部磁界に対するセンサの
配置方向が限定されず、２方向選べる効果がある。
第１図（Ａ），（Ｂ）は本発明の一実施例を示す感磁部
の磁気抵抗素子配置図，第２図は本発明の一実施例を示
す磁気センサのブロック図，第３図（Ａ），（Ｂ）は第
２図の磁気センサの出力信号波形図である。 １，２・・・感磁部、１−１〜１−４．１−１〜２４・
・・磁気抵抗素子、３，４・・・コンパレー夕、５・・
・論理和回路、５−１．５＝２・・・ダイオード、６・
・・負荷抵抗、７．８・・・電源端子、９・・・出力端
子、１０・・・磁気センサ、２０−１〜２０−４，２５
１〜２５−４・・・マグネット、２１−１〜２１−４．
２７−１〜２７−４・・・磁気抵抗素子ブリッジＣ点の
感磁出力、２２−１〜２２−４．２６−１〜２６−４・
・・磁気抵抗素子ブリッジＥ点の感磁出力、２５．２８
・・・コンパレータ３，４の出力。
の磁気抵抗素子配置図，第２図は本発明の一実施例を示
す磁気センサのブロック図，第３図（Ａ），（Ｂ）は第
２図の磁気センサの出力信号波形図である。 １，２・・・感磁部、１−１〜１−４．１−１〜２４・
・・磁気抵抗素子、３，４・・・コンパレー夕、５・・
・論理和回路、５−１．５＝２・・・ダイオード、６・
・・負荷抵抗、７．８・・・電源端子、９・・・出力端
子、１０・・・磁気センサ、２０−１〜２０−４，２５
１〜２５−４・・・マグネット、２１−１〜２１−４．
２７−１〜２７−４・・・磁気抵抗素子ブリッジＣ点の
感磁出力、２２−１〜２２−４．２６−１〜２６−４・
・・磁気抵抗素子ブリッジＥ点の感磁出力、２５．２８
・・・コンパレータ３，４の出力。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、強磁体磁性薄膜により感磁部が形成される磁気セン
サによる磁気測定方法において、少なくとも２つの前記
感磁部の感磁方向がπ／２ｒａｄの位相差を有し、該感
磁部が個々に出力する感磁情報をレベル検出し、該検出
情報を磁界検知情報として論理和出力するよう作動する
ことを特徴とする磁気測定方法。 ２、感磁方向が９０度異る２組の磁気抵抗素子を交互に
接続しブリッジ構成する第１の感磁部と、感磁方向が９
０度異る２組の磁気抵抗素子を交互に接続しブリッジ構
成し前記第１の感磁部と感磁方向がπ／２ｒａｄの位相
差を有する第２の感磁部と、前記第１および第２の感磁
部が出力する感磁情報をそれぞれ検知する２つのコンパ
レータと、該コンパレータ個々の出力を磁気検知情報と
して送出する論理和回路を有することを特徴とする磁気
センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1305590A JPH03216518A (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 磁気測定方法と磁気センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1305590A JPH03216518A (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 磁気測定方法と磁気センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03216518A true JPH03216518A (ja) | 1991-09-24 |
Family
ID=11822443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1305590A Pending JPH03216518A (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 磁気測定方法と磁気センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03216518A (ja) |
-
1990
- 1990-01-22 JP JP1305590A patent/JPH03216518A/ja active Pending
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