JPH0330089B2 - - Google Patents

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JPH0330089B2
JPH0330089B2 JP55134372A JP13437280A JPH0330089B2 JP H0330089 B2 JPH0330089 B2 JP H0330089B2 JP 55134372 A JP55134372 A JP 55134372A JP 13437280 A JP13437280 A JP 13437280A JP H0330089 B2 JPH0330089 B2 JP H0330089B2
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magnetoresistive elements
magnetic
magnetoresistive
terminals
magnetic field
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/487Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by rotating magnets

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Linear Or Angular Velocity Measurement And Their Indicating Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は移動体の位置や速度を検出する装置に
係り、特に磁気抵抗効果素子(以下MR素子と略
す)を用いて例えば回転体の回転位置、回転速度
を検出するのに好適なものである。
〔従来の技術〕
まず、MR素子を用いた回転検出装置の従来例
を第1図〜第3図を用いて説明する。第1図にお
いて、1は回転体でこの回転体1の回転軸2には
回転円板3が取付けられている。
この回転円板3には、磁極N,Sを交互に着磁
により磁気記録を行つた磁気媒体4が取付けられ
ている。そして、この磁気媒体4に微小空隙を隔
てて対向するようにMR素子5を設けてある。と
ころで磁気媒体4とMR素子5との関係は、第2
図に示す配置としてあり、MR素子5には、基板
5a上に薄膜金属よりなる超磁性の磁気抵抗素子
R1〜R8が形成してあり、磁気抵抗素子R1〜R8
端子a〜dおよびV1,V2を用いて2つのブリツ
ジ回路を構成している。端子V1,V2はブリツジ
回路への給電端子で、端子a〜dは検出端子であ
る。いま、磁気媒体4に記録された磁気信号の半
波長はθとしたとき、磁気抵抗素子R3とR4およ
びR7とR8とはそれぞれθ/2だけ位置をずらし
てあり、また、相間の位置は(n+3/4)θだだ しnは整数だけずらしてある。MR素子5の磁気
抵抗素子R1〜R8は、磁界が加わると磁気抵抗値
が下がり、しかも、N極とS極とで同じように磁
気抵抗値が変わる。この磁気抵抗素子R1〜R8
らなるブリツジ回路は、回路的には第3図に示す
ようになつている。第3図で、磁気抵抗素子R1
R2およびR5,R6は第2図に示すように磁気媒体
4より離れているので、磁気媒体4の回転によつ
て磁気抵抗値が変化しない。しかし、磁気抵抗素
子R3,R4およびR7,R8は磁気媒体4に近いとこ
ろにあるから、磁気媒体4の回転によつて磁気媒
体4の影響を受けて磁気抵抗値が変化する。した
がつて、ブリツジ回路の検出端子a,b間および
c,d間に回転に対じたそれぞれ異なる信号が得
られる。しかも、これらの信号の周期は、磁気媒
体4に記録された磁気信号のそれの1/2となり、
かつ、検出端子a,b間およびc,d間に現われ
る信号は、位相が異なつたものとなる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、MR素子5は、基板5a上に超磁性
金属を蒸着させて磁気抵抗素子を形成させるが、
従来は第3図に示す2つのブリツジ回路としてあ
るため、第2図に示すように、磁気抵抗素子の数
がR1〜R8と多くなり、MR素子5の形状が大き
くなつて、そのため蒸着むらを生じて各ブリツジ
回路の特性にばらつきを生じ、まだ、一度に形成
することが困難になり、量酸性が割いという欠点
があつた。さらに、端子の数が多くなるので、配
線が複雑になるという問題もあつた。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、磁気抵抗効果素子に形成する磁気抵抗素子
の数および端子の数を少なくでき、磁気抵抗効果
素子を小形化し、磁気的なノイズ等により、出力
が変動するのを防止することができる移動体の位
置や速度を検出する装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は前記に着目してなされたもので、磁気
抵抗効果素子Rは前記磁極N,Sの磁界内に配し
た複数の磁気抵抗効果素子Rと、実質的にこの磁
界の影響を受けない位置に配した複数の磁気抵抗
効果素子Rとを有し、前者の複数の磁気抵抗効果
素子Rは少なくとも二つを直列接続し、かつその
接続点および両端から端子を取出した複数組の3
端子直列回路を構成し、かつ後者の複数の磁気抵
抗素子Rもこれと同様に少なくとも二つの磁気抵
抗効果素子Rを直列接続し、かつその接続点およ
び両端から端子を取出した3端子直列回路を構成
し、この単一の3端子直列回路を前記磁界内に配
した複数の3端子直列回路に対して共通なブリツ
ジ回路を構成するように接続し、移動体の位置や
速度を検出するようにしたものである。
〔作用〕
本発明は前記のように、磁界に影響されない場
所に共通なブリツジ回路を構成する単一の3端子
直列回路を設けたので、この3端子直列回路は、
少くとも媒体に記録された磁極には影響されず、
又、これ以外に外部磁界の影響を受けても、この
3端子直列回路が磁界の影響下に配した3端子直
列回路に共通に接続されているので、それぞれの
ブリツジ回路間に検出特性、回路特性等のバラツ
キが無くなるものである。
又、共通の3端子直列回路は単一であるので、
ブリツジ回路の数を増しても端子数がそれ程増加
せず、小形化されるように作用する。
〔実施例〕
以下本発明の一実施例構成を第4図、第5図お
よび第6図に用いて詳細に説明する。
本発明の回転検出装置の全体の構成は第1図と
同様であるが、MR素子5の構成およびMR素子
5と磁気媒体4との位置関係は第4図に示すよう
に構成してある。すなわち、MR素子5は、基板
5a上にパーマロイ等の強磁性材料体からなる薄
膜磁気抵抗素子がR1〜R4,R7,R8と6個配置し
てある。a,b,d,V1,V2は端子で、これら
で、第5図に示すように、磁気抵抗素子R1,R2
を共通の辺とする2つのブリツジ回路を構成して
あり、V1,V2はブリツジ回路への給電端子、a,
b,dは検出端子としてあり、それぞれ端子直列
回路を構成している。なお、共通の辺とした磁気
抵抗素子R1,R2は、第4図に示すように、磁気
媒体4の磁極の影響を受けないように基板5a上
の磁気媒体4から離れた位置に配置してあり、第
1のブリツジ回路の磁気抵抗素子R1,R2に対向
する辺の磁気抵抗素子R3,R4および第2のブリ
ツジ回路の磁気抵抗素子R1,R2に対向する辺の
磁気抵抗素子R7,R8は磁気媒体4に近接した位
置に配置してある。なお、磁気媒体4に記録され
た磁気信号波長の1/2をθとした場合、第1のブ
リツジ回路を構成する磁気抵抗素子と第2のブリ
ツジ回路を構成する磁気抵抗素子とは、(n+
1/4)θずらしてあり、また、磁気抵抗素子R3と R4およびR7とR8とはそれぞれ(n+1/2)θずら して配置してある。
第5図において、磁気抵抗素子R1,R2は磁気
媒体4から離れているから磁気媒体4が回転して
も磁気抵抗値が変化しない。これに対して磁気抵
抗素子R3,R4およびR7,R8は磁気媒体4に近接
しているから、磁気媒体4が回転すると磁気信号
に応じて磁気抵抗子が変化する。したがつて、そ
れに応じた位相が異なる出力を端子a,b間およ
びa,d間より取り出すことができる。したがつ
て、検出素子a,bをコンパレータまたは増幅器
6aに接続すると、回転体1(第1図参照)の回
転に応じた第1相の信号OUT1が得られる。ま
た、同様にして検出端子a,bをコンパレータま
たは増幅器6bに接続すると、第2相の信号
OUT2が得られる。
この関係を第6図を用いてさらに詳細に説明す
る。第6図aは、端子V2とa間の電圧va、端子
V2とb間の電圧vbおよび端子V2とd間の電圧vd
の波形図である。電圧vaは回転体1の回転に無関
係で、回転によつては変化しない直流電圧とな
る。これに対して電圧vbは、磁気抵抗素子R4
磁気媒体4のN極またはS職の磁界を受けている
ときは磁気抵抗値が下がり、このとき、磁気抵抗
素子R3はR4よりθ/2ずれた位置にあるので、
磁気媒体4のN極またはS極の磁界を受けず磁気
抵抗値が変らないから、電圧vbはvaより小さくな
る。また、この位置では、磁気抵抗素子R7,R8
は磁気媒体4のN極またはS極の磁界を同じよう
に少しづつ受けるので、それぞれ磁気抵抗値が若
干下がり、電圧vdはvaと同じになる。そして回転
体1が回転して磁気抵抗素子R8が磁界を最大に
受けるようになると、R7は磁界を受けず電圧vd
はvaより下がる。このとき磁界抵抗素子R3,R4
は同じように磁界を受けるので電圧vbはvaと同じ
になる。さらに回転体1が回転して磁気抵抗素子
R3が磁界を最大に受けるようになると、R4は磁
界を受けず電圧vbはvaより上がる。以上のことが
繰り返されるので、電圧vbとvdと第6図aに示す
ように変化し、位相が異なる2つの出力が得られ
る。なお、磁気抵抗素子の磁気抵抗値はN極とS
極の磁界で同様に下がるので、磁気媒体4に記録
されている磁気信号に対して2倍の周波数の信号
が得られる。また、電圧va,vbを入力するコンパ
レータ6aの出力OUT1は、第6図bに示すよ
うに、電圧vaよりvbが大きい場合にのみ得られ、
方形波となる。コンパレータ6bの出力OUT2
についても同様であり、第6図cに示す方形波が
得られる。第6図においては、OUT1の出力が
OUT2の出力より位相が90°進んでいるが、回転
体1の回転方向が逆になると、この位相関係も逆
転する。
上記した本発明の実施例によれば、上記したよ
うに動作するので、回転体の回転検出が可能であ
る。その上、磁気媒体4が回転しても磁気抵抗値
が変らない位置に設けた磁気抵抗素子R1,R2
2つのブリツジ回路の共通の辺としているので、
第2図の磁気抵抗素子R5,R6が不用となり、ま
た端子cがいらなくなり、MR素子5の小形化を
はかることができ、磁気抵抗素子を形成するとき
に蒸気むらが生じないようにできるとともに配線
が容易になる。そしてこれにより量産化に適して
いる。
なお、上記した実施例にはブリツジ回路が2つ
の場合について示してあるが、これを越える多相
の場合にも適用でき、同一の効果がある。
[発明の効果] 本発明は前記のように、磁気抵抗効果素子は前
記磁極N,Sの磁界内に配した複数の磁気抵抗効
果素子R3,R4,R7,R8と、実質的にこの磁界の
影響を受けない位置に配した複数の磁気抵抗効果
素子R1,R2とを有し、これら総ての磁気抵抗効
果素子はそれぞれ磁束の極性に無関係に電気抵抗
が低下する同一の材料でなされ、且つ、一つの前
記絶縁基板5a上に共通に担持形成されており、
前者の複数の磁気抵抗効果素子R3,R4,R7,R8
は少なくとも二つを直列接続し、且つその接続点
および両端から端子を取りだした複数組の3端子
直列回路を構成し、且つ後者の複数の磁気抵抗効
果素子もこれと同様に少なくとも二つの磁気抵抗
効果素子R1,R2を直列接続し、且つその接続点
および両端から端子を取りだした3端子直列回路
を構成し、この3端子直列回路を前記磁界内に配
した複数の3端子を直列回路に対して共通のブリ
ツジ回路を構成するように接続したのであり、こ
の中で、特に、磁界に影響されない場所に共通の
ブリツジ回路を構成する単一の3端子直列回路を
設けたので、この3端子直列回路は、少なくとも
磁気記録媒体に記録された磁極には影響されず、
又、これ以外の外部磁界の影響を受けても、この
3短資直列回路が磁界の影響下に配した3端子直
列回路に共通に接続されているので、それぞれの
ブリツジ回路間に検出特性、回路特性等のバラツ
キが無くなるものである。
又、共通の3端子直列回路は単一であるので、
ブリツジ回路の数を増加しても端子数がそんなに
増加せず、検出装置の小形化を図ることが出来、
更に、本発滅の磁気抵抗効果素子は磁界の極性に
関係無くその電気抵抗が低下する性質の物である
ため、出力パルス信号数を多く得ることが出来、
それだけ分解能を高めることできるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は回転検出装置の構成図、第2図は従来
の回転検出装置の磁気媒体と磁気抵抗効果素子と
の配置図、第3図は第2図のブリツジ回路図、第
4図は本発明の回転検出装置の一実施例を示す磁
気媒体と磁気抵抗効果素子との配置図、第5図は
第4図のブリツジ回路と出力回路の回路図、第6
図は第5図の動作を説明するための波形図であ
る。 1……回転体、2……回転軸、3……回転円
板、4……磁気媒体、5……磁気抵抗効果素子、
5a……基板、R1〜R4,R7,R8……磁気抵抗素
子、a,b,d,e,V1,V2……端子、6a,
6b……コンパレータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 移動体3に担持した磁気媒体4に多数の磁極
    N,Sを着磁し、この磁気媒体4に近接対向して
    絶縁基板5aを設け、この絶縁基板5aの磁気媒
    体4対向面に複数の磁気抵抗効果素子を配し、こ
    れらの磁気抵抗効果素子をブリツジ接続し、その
    出力端子から前記磁極N,Sの移動に応じた電気
    信号を取り出すように構成したものにおいて、 前記磁気抵抗効果素子は、前記磁極N,Sの磁
    界内に配した複数の磁気抵抗効果素子R3,R4
    R7,R8と、実質的にこの磁界の影響を受けない
    位置に配した少なくとも二つの磁気抵抗効果素子
    R1,R2とを有し、これら総ての磁気抵抗効果素
    子はそれぞれ磁束の極性に無関係に電気抵抗が低
    下する同一の材料でなされ、且つ、一つの前記絶
    縁基板5a上に共通に担持形成されており、前者
    の複数の磁気抵抗効果素子R3,R4,R7,R8は少
    なくとも二つを直列接続し、且つその接続点およ
    び両端から端子を取りだした複数組の3端子直列
    回路を構成し、且つ後者の複数の磁気抵抗効果素
    子もこれと同様に少なくとも二つの磁気抵抗効果
    素子R1,R2を直列接続し、且つその接続点およ
    び両端から端子を取り出した3端子直列回路を構
    成し、この3端子直列回路を前記磁界内に配した
    複数の3端子直列回路に対して共通のブリツジ回
    路を構成するように接続したことを特徴とする移
    動体の位置や速度を検出する装置。
JP13437280A 1980-09-29 1980-09-29 Rotary detector for rotary object Granted JPS5760262A (en)

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US06/306,233 US4628259A (en) 1980-09-29 1981-09-28 Magneto resistive sensor for detecting movement of a rotating body
US07/686,996 USRE34355E (en) 1980-09-29 1991-04-18 Magneto resistive sensor for detecting movement of a rotating body

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JPS5760262A JPS5760262A (en) 1982-04-12
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JPS59151072A (ja) * 1983-02-17 1984-08-29 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 磁気検出装置
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JP5048771B2 (ja) * 2007-06-11 2012-10-17 アルプス電気株式会社 磁気検出装置及び電気製品

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