JPH03221814A - 磁電変換装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は磁電変換装置に関し、さらに詳しくは、繰り返
し磁気信号を精度良く検出する検出手段としての磁電変
換装置に関する。

（従来の技術） 例えば、モータやターンテーブルの如き回転体等の回転
制御を行うために用いられる磁電変換装置として第５図
に示すものが知られている（特公昭５４−４１３３５号
参照）。

同図は、磁電変換装置３０及びこの磁電変換装置３０に
作用する繰り返し磁気信号源としての磁石帯３１を概念
的に示すものである。

磁電変換装置３０は、磁気抵抗の異方性効果を有する第
１．第２の磁気抵抗効果素子３２ａ。

３２ｂを、両者の感磁方向が同一で、かつ、磁石帯３１
のＮ、Ｓ磁極の間隔（周期λで表し、着磁ピッチＰと、
λ＝２Ｐの関係にある）に対し、λ／４　（−Ｐ／２）
の間隔で平行配置すると共に第１．第２の磁気抵抗効果
素子３２ａ、３２ｂを直列接続して、その中点から引き
出した端子３３を出力端子として、また、各磁気抵抗効
果素子３２ａ、３２ｂのそれぞれの他方の端子３４゜３
５を電源供給端子、接地端子として用いるようになって
いる。

この磁電変換装置３０において、第１の磁気抵抗効果素
子３２ａが磁石帯３１のＮ極に対向する状態でＮ極から
Ｓ極に向かう磁束φが作用するとき、第１の磁気抵抗効
果素子３２ａは感磁してその磁気抵抗の変化は最大とな
り、また、このとき第２の磁気抵抗効果素子３２ｂは磁
束φの水平方向成分により飽和して磁気抵抗の変化は最
゛小となる。

この結果、両磁気抵抗効果素子３２ａ、３２ｂの中点か
ら引き出された端子３３から出力される出力信号（電圧
）　Ｖｏｕｔは、これらにより分圧され第５図に示す如
く最小となる。

次に、磁石帯３１が矢印方向にλ／４ （＝Ｐ／２）だけ移動したときには、第１．第２の磁気
抵抗効果素子３２ａ、３２ｂの状態は上述した場合と逆
になり、このとき、端子３３からの出力電圧Ｖｏｕｔは
最大となる。

このような動作の基に、出力信号Ｖｏｕｔはλ／４　（
＝Ｐ／２）毎に最小、最大値が対称的に反転する正弦波
状になり、これにより、磁石帯゛３１の周期λに対し、
１／２の周期、即ち２倍の周波数を有する出力信号Ｖｏ
ｕｔを取出し回転体の回転制御等に用いることができる
。

しかしながら、この磁電変換装置３０の場合には、磁石
帯３１の周期λの１／２の周期、即ち、２倍の周波数の
出力信号Ｖｏｕｊ　Ｌ、か得ることができないため、例
えば、比較的回転数が遅く、かつ、大型のターンテーブ
ルの如き回転体の外周に磁石帯３１を設けこの磁電変換
装置３０でその回転状態の検出を行うような場合、高精
度の位置検出を行うことが困難となり、正確な回転制御
を行うことができないという問題があった。

この様な問題を解決するために、第６図に示すように、
Ｐ／２（λ／４）の間隔で配置したＡｎ。

Ｂｎの２個の磁気抵抗効果素子を有したセンサ部４１乃
至４４をＰ／８（λ／１６）づつずらして、４個構成し
た改良案が提案されている。

この装置は、前記センサ部４１の磁気抵抗効果素子Ａ、
、Ｂ１より信号Ｖ１を、前記センサ部４２の磁気抵抗効
果素子Ａ２．Ｂ２より信号Ｖ２を得るというように、前
記センサ部４１乃至４４から位相がＰ／８ずれた信号■
１乃至■４を４個だけ得て、これらの信号を波形整形し
て、−旦矩形波信号Ｅ１乃至Ｅ４を得て、この矩形波信
号を理論演算処理して、４倍の周波数を有する出力信号
Ｓを得ている。

しかしながら上述した改良案では、原信号（Ｖｌ、乃至
Ｖ４’）より４倍の周波数を有する出力信号Ｓを得られ
、分解能を向上できるものの、入力信号を一旦を矩形波
信号に波形整形して、さらにこの矩形波信号を理論演算
処理し出力信号を得ているため、処理回路が複雑で大型
化するばかりでなく、コスト高になるという問題がある
。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、従来
例の場合よりも分解能を向上できると共に、処理回路が
簡単で大型化せず、コスト高にならない磁電変換装置を
提供することを目的とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の磁電変換装置は、磁気抵抗の異方性効果を有し
、かつ、感磁方向が同一のＡｎ、Ｂｎの２個の磁気抵抗
効果素子をこれらに作用する繰り返し磁気信号の着磁ピ
ッチＰに対し、Ａｎ　＝　（Ｐ　（ｎ−１）　／Ｎ）±
ｍＰＢｎ　＝Ｐ／２Ｎ＋　（ｐ　（ｎ−１）／Ｎ）±ｍ
Ｐｍ＝０．　１．　２．　３・・・ ｎ＝０．　１．　２．　３・・・ Ｎ　＝　ｎ　ｍａｘ の間隔をもって平行配置に直列接続れたセンサ部を有し
、かつ、このセンサ部をＮ個配置したセンサ群を具備し
、前記Ｎ個のセンサ部の接続点を出力端子として用いて
得たＮ個の信号を加算処理し、かつ、波形整形する加算
処理手段を有することを特徴とするものである。

（作　用） 以下に上記構成の装置の作用を説明する。

この装置によれば、繰り返し磁気信号の着磁ピッチＰに
対し、 Ａｎ　−（Ｐ　（ｎ−１）　／Ｎ）±ｍＰＢｎ　＝Ｐ／
２Ｎ＋　（Ｐ　（ｎ−１）／Ｎ）±ｍＰｍ＝０．１．２
．３・・・ ｎ＝０．１．２．３・・・ Ｎ　＝　ｎ　ｍａｗ の間隔をもって平行配置に直列接続れたＡｎ。

Ｂｎの２個の磁気抵抗効果素子を有するセンサ部を有し
、かつ、このセンサ部をＮ個配置したセンサ群が、位相
がＰ／Ｎずれた信号をＮ個出力し、加算処理手段がＮ個
の信号を加算処理し、かつ、波形整形Ｌ　Ｎ倍の周波数
の出力信号を出力する。

（実施例） 以下に本発明の実施例を、センサ部を４個有した場合に
ついて詳細に説明する。

第１−図の示すセンサ群７は、ガラス製等の基板２の表
面に、ニッケルコバルトの如き強磁性体製で磁気抵抗の
異方性効果を有する２個の磁気抵抗効果素子Ａ□＋８１
からなる第１のセンサ部１と、これら両磁気抵抗効果素
子と同材質で同様な効果を発揮する２個の磁気抵抗効果
素子Ａ、、、Ｂ２からなる第２のセンサ部２と、上記同
様の磁気抵抗効果素子Ａ３．Ｂ、からなる第３のセンサ
部３ど、磁気抵抗効果素子Ａ４．Ｂ４からなる第４のセ
ンサ部４を具備し、各センサ部の第１図において左側に
位置する磁気抵抗効果素子Ａ１乃至Ａ４の端部を直流電
源５用の入力端子１ａ、　　２ａ、　　３ａ。

４ａとし、また、右側に位置する磁気抵抗効果素子Ｂ１
乃至Ｂ４の端部を接地端子１ｂ、２ｂ。

３ｂ、４ｂとして、さらに、各々のセンサ部のほぼ中央
部から前記入力端子及び接地端子とは反対側に出力信号
を取出す出力端子１ｃ、　　２ｃ、　　３ｃ。

４ｃを形成してなっている。

そして第２図はに示すように、前記入力端子ｌａ、２ａ
、３ａ、４ａは各々接続され、同様に前記接地端子１ｂ
、２ｂ、３ｂ、４ｂも各々接続され、前記出力端子１ｃ
、２ｃ、３ｃ、４ｃは、加算処理手段８に接続するよう
になっている。

前記各々の、磁気抵抗効果素子、入力端子、接地端子、
出力端子は、ニッケコバルトの如き強磁性材料を第１図
に示すパターンに蒸着又はエツチングすることにより平
行配置に形成されている。

また、両磁気抵抗効果素子Ａｌ、Ｂ１間の間隔（以下Ａ
、、Ｂ、７・・・の間隔も同様である）は、いずれも後
述する磁気帯９からの繰り返し磁気信号の着磁ピッチＰ
に対し、Ｐ／８の間隔をもって形成され、また、また、
前記第１のセンサ部工と、第２のセンサ部２とは、それ
ぞれの両磁気抵抗効果素子の中心から中心までの距離を
Ｐ／４の間隔を有して形成されている（以下のセンサ部
間も同様である）。

第２図に磁電変換装置１０の等価回路を示す。

ここで、７は各センサ部１乃至４の集合したセンサ群で
あり、８は加算処理手段を示す。

第２図のような構成の回路に、組み込まれた前記各セン
サ部１乃至４は第３図に示すように、磁気抵抗効果素子
Ａの抵抗変化のピークＯＡと磁気抵抗効果素子Ｂの抵抗
変化のピークＯＢの間隔（同図（ａ）参照）と、出力信
号のプラス側のピーク■１１とマイナス側のピークＶｌ
、との間隔（同図（ｂ）参照）とが一致して正確にＰ／
８となるようになっている。

次に上記構成の装置１０の作用を、第４図をも参照して
説明する。

第４図は、各のセンサ部１乃至４の磁気帯９に対する配
置状態及びその動作状態を示す図である。

第４図はに示すように、第１のセンサ部１の磁気抵抗効
果素子Ａ、、Ｂ１から出力信号ｖ１を得るように、第２
のセンサ部２の磁気抵抗効果素子Ａ２．Ｂ２から出力信
号Ｖ２を得るように、第３のセンサ部３の磁気抵抗効果
素子Ａ３．Ｂ、から出力信号■３を得るように、第４の
センサ部４の磁気抵抗効果素子Ａ４．Ｂ４から出力信号
■４を得るようになっており、それぞれ位相がＰ／４づ
つずれている。そして、前記出力信号■１乃至Ｖ４を加
算処理して加算出力Ｖが得られ、この加算信号Ｖを波形
整形して、４倍の周波数のコンパレータ出力Ｓが得られ
る。

この結果、磁気帯９を例えば比較的遅く回転するターン
テーブルの外周に設けて磁電変換装置１によりその回転
制御のための信号を取出す場合でも、従来例に比較しよ
り高精度の回転制御が可能となり、かつ、処理回路が簡
単で大型化せず、コスト高にならない。

本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、本実施例は、センサ部を４個配置例を示したが
、センサ部の個数は適宜増加可能であり、この場合セン
サ部の個数をＮ個にすれば、Ｎ倍の周波数を有する出力
信号を得ることができ、分解能も向上できる。

［発明の効果コ 以上詳述した本発明によれば、従来例の場合よりも分解
能を向上できると共に、処理回路が簡単で大型化せず、
コスト高にならない磁電変換装置１ 置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例装置を示す平面図、第２図は同
装置の等価回路図、第３図（ａ）及び（ｂ）は磁気抵抗
効果素子の特性説明図、第４図は同装置の配置及び動作
を説明するための図、第５図は従来例を示すための図、
第６図は従来の改良例の配置及び出力信号の波形を示す
説明図である。 １乃至４・・・センサ部、 Ａ１乃至Ａ４．Ｂ、乃至Ｂ４ ・・・磁気抵抗効果素子、 ８・・・加算処理手段、１０・・・磁電変換装置。 ↑２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　磁気抵抗の異方性効果を有し、かつ、感磁方向が同一
   のＡ＿ｎ、Ｂ＿ｎの２個の磁気抵抗効果素子をこれらに
   作用する繰り返し磁気信号の着磁ピッチＰに対し、 Ａ＿ｎ＝（Ｐ（ｎ−１）／Ｎ）±ｍＰ Ｂ＿ｎ＝Ｐ／２Ｎ＋（Ｐ（ｎ−１）／Ｎ）±ｍＰｍ＝０
   、１、２、３・・・ ｎ＝０、１、２、３・・・ Ｎ＝ｎ＿ｍ＿ａ＿ｘ の間隔をもって平行配置に直列接続れたセンサ部を有し
   、かつ、このセンサ部をＮ個配置したセンサ群を具備し
   、前記Ｎ個のセンサ部の接続点を出力端子として用いて
   得たＮ個の信号を加算処理し、かつ、波形整形する加算
   処理手段を有することを特徴とする磁電変換装置。