JPH0350965B2 - - Google Patents
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- JPH0350965B2 JPH0350965B2 JP58194164A JP19416483A JPH0350965B2 JP H0350965 B2 JPH0350965 B2 JP H0350965B2 JP 58194164 A JP58194164 A JP 58194164A JP 19416483 A JP19416483 A JP 19416483A JP H0350965 B2 JPH0350965 B2 JP H0350965B2
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- Japan
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- magnetoresistive element
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- 230000005389 magnetism Effects 0.000 claims 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/24428—Error prevention
- G01D5/24433—Error prevention by mechanical means
- G01D5/24438—Special design of the sensing element or scale
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01D5/24471—Error correction
- G01D5/24476—Signal processing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
- G01D5/2454—Encoders incorporating incremental and absolute signals
- G01D5/2455—Encoders incorporating incremental and absolute signals with incremental and absolute tracks on the same encoder
- G01D5/2457—Incremental encoders having reference marks
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は直線位置や回転角度位置や速度を磁気
的に検出するものに関し、特に基準位置トラツク
を含む複数の磁気トラツクを備えた磁気的検出装
置に関するものである。そして、これらの装置
は、モータの回転位置検出、回転速度検出、自動
機械の位置決めや速度制御、更には事務機器等の
装置に広く適用できるものである。
的に検出するものに関し、特に基準位置トラツク
を含む複数の磁気トラツクを備えた磁気的検出装
置に関するものである。そして、これらの装置
は、モータの回転位置検出、回転速度検出、自動
機械の位置決めや速度制御、更には事務機器等の
装置に広く適用できるものである。
磁気的に回転を検出するためには、第１図に示
すように、回転体１のシヤフト２の先端に磁気記
録媒体４を装着し、これに磁気信号を記録して、
これと小さな間隙を介して、パーマロイなどの磁
気抵抗効果素子からなる磁気センサ６を固定板３
に対向配置させ、上記回転体１の回転を、前記磁
気抵抗効果素子の抵抗変化として取り出すもので
ある。この磁気検出装置において、磁気記録媒体
４を複数トラツクとして、その１つのトラツクを
基準位置トラツクとする場合には、磁性体のトラ
ツク間の磁気漏洩の問題がある。たとえば第２図
の例では磁気記録媒体４の１つのトラツク４ａと
他のトラツク４ｂの間には矢印のように磁気漏洩
が生じる。このため、両トラツクを十分に離間さ
せないかぎりこの部分で４ａ，４ｂの両トラツク
相互に磁気干渉を受けて各トラツクに記録した正
常な磁気信号を検出することができなくなる。
すように、回転体１のシヤフト２の先端に磁気記
録媒体４を装着し、これに磁気信号を記録して、
これと小さな間隙を介して、パーマロイなどの磁
気抵抗効果素子からなる磁気センサ６を固定板３
に対向配置させ、上記回転体１の回転を、前記磁
気抵抗効果素子の抵抗変化として取り出すもので
ある。この磁気検出装置において、磁気記録媒体
４を複数トラツクとして、その１つのトラツクを
基準位置トラツクとする場合には、磁性体のトラ
ツク間の磁気漏洩の問題がある。たとえば第２図
の例では磁気記録媒体４の１つのトラツク４ａと
他のトラツク４ｂの間には矢印のように磁気漏洩
が生じる。このため、両トラツクを十分に離間さ
せないかぎりこの部分で４ａ，４ｂの両トラツク
相互に磁気干渉を受けて各トラツクに記録した正
常な磁気信号を検出することができなくなる。
また、これをさけるため、トラツク４ａと４ｂ
を近づけずに間隔を十分あけることが必然的に考
えられるが、この場合は磁気記録媒体４およびこ
れに対向させる磁気センサ６が大きくなつてしま
う欠点がある。
を近づけずに間隔を十分あけることが必然的に考
えられるが、この場合は磁気記録媒体４およびこ
れに対向させる磁気センサ６が大きくなつてしま
う欠点がある。
本発明の目的は磁気記録媒体４に記録した基準
位置トラツクを含む各トラツクの磁気信号を、相
互に磁気干渉を受けずに磁気抵抗効果素子で検出
でき、又、簡単な構成で温度補償可能とする小形
な磁気検出装置を提供することにある。
位置トラツクを含む各トラツクの磁気信号を、相
互に磁気干渉を受けずに磁気抵抗効果素子で検出
でき、又、簡単な構成で温度補償可能とする小形
な磁気検出装置を提供することにある。
本発明は上記目的を達成するため、磁性体の隣
接する各トラツクに記録した磁気信号のＳ，Ｎの
中心部を回転方向に対して直角方向に一直線上に
合わせると共に磁気信号のＮ，Ｓの方向に合わせ
るように構成したものである。このように構成す
れば隣接するトラツクが互いに同極の磁気信号が
並ぶことになるのでトラツク間に生じる磁気漏洩
を防止できるものである。さらに各トラツクの境
界近くはトラツク間の磁気漏洩がないので、この
部分に固定抵抗部を配置して磁気抵抗効果素子を
３端子構成して温度補正についても容易に実現で
きるものである。
接する各トラツクに記録した磁気信号のＳ，Ｎの
中心部を回転方向に対して直角方向に一直線上に
合わせると共に磁気信号のＮ，Ｓの方向に合わせ
るように構成したものである。このように構成す
れば隣接するトラツクが互いに同極の磁気信号が
並ぶことになるのでトラツク間に生じる磁気漏洩
を防止できるものである。さらに各トラツクの境
界近くはトラツク間の磁気漏洩がないので、この
部分に固定抵抗部を配置して磁気抵抗効果素子を
３端子構成して温度補正についても容易に実現で
きるものである。
本発明の一実施例を第１図、第３図ないし第７
図により説明する。第１図は磁気検出装置の外観
構成で、回転体とするモータ１のシヤフト２に磁
気記録媒体４を表面に担持した非磁性盤４を取付
けてあり、この磁気記録媒体４には磁気信号を記
録してある。この磁気記録媒体４とある間隔離し
てパーマロイ等の磁気抵抗効果素子をもつ磁気セ
ンサ６を支持台３によつてモータ１に固定してい
る。この磁気記録媒体４と磁気センサ６の関係を
第３図の展開図に示す。この実施例は磁性体４は
２つのトラツク４ａと４ｂに分割している。トラ
ツク４ａには１周連続した磁気信号を記録してエ
ンコーダトラツクを構成し、これに平行対向した
基準位置トラツク４ｂには11回転１個又は数個の
磁気信号を記録している。この両トラツク４ａ，
４ｂに記録する磁気信号Ｎ，Ｓの中心をそれぞれ
MC1とMC2とすると、このMC1とMC2が回転軸
方向に対して一直線上に並ぶように記録する。ま
た、トラツク４ａの信号のＮ，Ｓとトラツク４ｂ
の信号のＮ，Ｓを同極となるように記録してい
る。これに対向する磁気センサ６は磁気抵抗効果
素子R1とR2をトラツク４ａに対向させると共に
その間隔を磁気記録信号の記録波長λに対して
λ／２として配置する。磁気抵抗効果素子R3はトラ
ツク４ｂに対向して配置する。磁気抵抗効果素子
R1〜R3はガラス等の無機材料板上に蒸着により
パターン成形され、電流方向に対し直角方向の磁
界により抵抗が変化する。第４図はパーマロイ等
の強磁性体を用いた磁気抵抗効果素子の磁界に対
する特性で、磁界により抵抗が下る特性を示して
いる。
図により説明する。第１図は磁気検出装置の外観
構成で、回転体とするモータ１のシヤフト２に磁
気記録媒体４を表面に担持した非磁性盤４を取付
けてあり、この磁気記録媒体４には磁気信号を記
録してある。この磁気記録媒体４とある間隔離し
てパーマロイ等の磁気抵抗効果素子をもつ磁気セ
ンサ６を支持台３によつてモータ１に固定してい
る。この磁気記録媒体４と磁気センサ６の関係を
第３図の展開図に示す。この実施例は磁性体４は
２つのトラツク４ａと４ｂに分割している。トラ
ツク４ａには１周連続した磁気信号を記録してエ
ンコーダトラツクを構成し、これに平行対向した
基準位置トラツク４ｂには11回転１個又は数個の
磁気信号を記録している。この両トラツク４ａ，
４ｂに記録する磁気信号Ｎ，Ｓの中心をそれぞれ
MC1とMC2とすると、このMC1とMC2が回転軸
方向に対して一直線上に並ぶように記録する。ま
た、トラツク４ａの信号のＮ，Ｓとトラツク４ｂ
の信号のＮ，Ｓを同極となるように記録してい
る。これに対向する磁気センサ６は磁気抵抗効果
素子R1とR2をトラツク４ａに対向させると共に
その間隔を磁気記録信号の記録波長λに対して
λ／２として配置する。磁気抵抗効果素子R3はトラ
ツク４ｂに対向して配置する。磁気抵抗効果素子
R1〜R3はガラス等の無機材料板上に蒸着により
パターン成形され、電流方向に対し直角方向の磁
界により抵抗が変化する。第４図はパーマロイ等
の強磁性体を用いた磁気抵抗効果素子の磁界に対
する特性で、磁界により抵抗が下る特性を示して
いる。
いま、第１図のモータ１が回転した場合を考え
る。これは第３図の磁気記録媒体４が矢印の方向
に移動したと等価である。磁気記録媒体４が移動
するとこれに記録された磁気信号により、磁気セ
ンサR1〜R3は第５図に示すような抵抗変化を示
す。すなわち抵抗R1とR2はλ/2離れているので、、
第５図のように抵抗R2は抵抗R1の抵抗変化に対
して位相が遅れて抵抗が変化する。また抵抗R3
は磁気信号がある時のみ抵抗が変化するので図の
ような抵抗変化となる。
る。これは第３図の磁気記録媒体４が矢印の方向
に移動したと等価である。磁気記録媒体４が移動
するとこれに記録された磁気信号により、磁気セ
ンサR1〜R3は第５図に示すような抵抗変化を示
す。すなわち抵抗R1とR2はλ/2離れているので、、
第５図のように抵抗R2は抵抗R1の抵抗変化に対
して位相が遅れて抵抗が変化する。また抵抗R3
は磁気信号がある時のみ抵抗が変化するので図の
ような抵抗変化となる。
これらの磁気抵抗効果素子を第６図のように、
抵抗R1とR2を直列接続し、３端子構成とする。
また、磁気抵抗効果素子R3は固定抵抗R4と直列
接続して３端子構成にする。各々の３端子の両端
に電源Ｂを接続して中間端子T1，T0の電圧変化
を見ると、第７図のような電圧波形e1，e0が得ら
れる。さらに中間端子T1，T0は電圧比較器
CMP1，CMP0に加えられる。電圧比較器CMP1，
CMP0にはそれぞれ基準電圧v1，v0が加えられて
おり、この電圧とそれぞれの電圧e1，e0が比較さ
れ、電圧比較器の出力P1，P0にはそれぞれ第８
図に示すような波形の信号E1，E0が得られる。
抵抗R1とR2を直列接続し、３端子構成とする。
また、磁気抵抗効果素子R3は固定抵抗R4と直列
接続して３端子構成にする。各々の３端子の両端
に電源Ｂを接続して中間端子T1，T0の電圧変化
を見ると、第７図のような電圧波形e1，e0が得ら
れる。さらに中間端子T1，T0は電圧比較器
CMP1，CMP0に加えられる。電圧比較器CMP1，
CMP0にはそれぞれ基準電圧v1，v0が加えられて
おり、この電圧とそれぞれの電圧e1，e0が比較さ
れ、電圧比較器の出力P1，P0にはそれぞれ第８
図に示すような波形の信号E1，E0が得られる。
このように本発明によれば、磁性体の各トラツ
クに記録した磁気信号が相互に磁気干渉を起すこ
となく、磁気信号を磁気抵抗効果素子で検出する
ことが可能であり、さらに磁性体の各トラツクの
間隔を十分小さくして磁気記録媒体および磁気セ
ンサも小形にできる効果がある。
クに記録した磁気信号が相互に磁気干渉を起すこ
となく、磁気信号を磁気抵抗効果素子で検出する
ことが可能であり、さらに磁性体の各トラツクの
間隔を十分小さくして磁気記録媒体および磁気セ
ンサも小形にできる効果がある。
さらに本発明による温度補償構成を第９図、第
１０図を用いて説明する。この実施例は前記実施
例に於いて３端子構成した固定抵抗R4を磁気抵
抗効果素子R1〜R3と同じ材料により同じ基板上
に成形することにより、形状を大きくすることな
しに磁気抵抗効果素子R1〜R3の温度変化等を補
正できるようにした。第９図は磁気記録媒体４と
磁気センサ６の展開図であり、磁気記録媒体はト
ラツク４ａと４ｂに分けてあり、４ａには１周連
続した磁気信号を記録してあり、トラツク４ｂに
は１回転に１個又は数個のパルス状の磁気信号を
記録してある。これに対応する磁気センサ６の磁
気抵抗効果素子R1，R2はトラツク４ａに対向し、
R3はトラツク４ｂに対向するように配置してあ
る。さらに磁気抵抗効果素子R4は前記R1〜R3と
直角方向でトラツク４ａ，４ｂの境界に対向して
配置してある。このような構成において磁気記録
媒体４が移動すると、磁気抵抗効果素子R1〜R3
の抵抗変化は前記実施例の第５図と全く同じにな
る。磁気抵抗効果素子R4はトラツク４ａ，４ｂ
の境界に配置されてあり、その方向もトラツク４
ａと４ｂ間の磁界を検出する向きに配置されてい
るがトラツク間の磁気漏洩がないため、抵抗変化
がなく固定抵抗として動作する。したがつて、磁
気抵抗効果素子R3とR4の配置が近くなり、温度
変化に対してほぼ同じように追従できるので温度
補償が可能になる。磁気抵抗効果素子R1とR2の
接続点T1およびR3とR4の接続点T0の出力は第７
図と同じになり、これを波形整形すると第８図の
ような出力を得ることができる。このような磁気
抵抗効果素子を配置することにより、磁気センサ
６の寸法を大きくすることなく、磁気抵抗効果素
子R3の温度補償が可能になる。
１０図を用いて説明する。この実施例は前記実施
例に於いて３端子構成した固定抵抗R4を磁気抵
抗効果素子R1〜R3と同じ材料により同じ基板上
に成形することにより、形状を大きくすることな
しに磁気抵抗効果素子R1〜R3の温度変化等を補
正できるようにした。第９図は磁気記録媒体４と
磁気センサ６の展開図であり、磁気記録媒体はト
ラツク４ａと４ｂに分けてあり、４ａには１周連
続した磁気信号を記録してあり、トラツク４ｂに
は１回転に１個又は数個のパルス状の磁気信号を
記録してある。これに対応する磁気センサ６の磁
気抵抗効果素子R1，R2はトラツク４ａに対向し、
R3はトラツク４ｂに対向するように配置してあ
る。さらに磁気抵抗効果素子R4は前記R1〜R3と
直角方向でトラツク４ａ，４ｂの境界に対向して
配置してある。このような構成において磁気記録
媒体４が移動すると、磁気抵抗効果素子R1〜R3
の抵抗変化は前記実施例の第５図と全く同じにな
る。磁気抵抗効果素子R4はトラツク４ａ，４ｂ
の境界に配置されてあり、その方向もトラツク４
ａと４ｂ間の磁界を検出する向きに配置されてい
るがトラツク間の磁気漏洩がないため、抵抗変化
がなく固定抵抗として動作する。したがつて、磁
気抵抗効果素子R3とR4の配置が近くなり、温度
変化に対してほぼ同じように追従できるので温度
補償が可能になる。磁気抵抗効果素子R1とR2の
接続点T1およびR3とR4の接続点T0の出力は第７
図と同じになり、これを波形整形すると第８図の
ような出力を得ることができる。このような磁気
抵抗効果素子を配置することにより、磁気センサ
６の寸法を大きくすることなく、磁気抵抗効果素
子R3の温度補償が可能になる。
尚、磁気記録媒体には永久磁石を多数有するも
のでもよい。
のでもよい。
磁気記録媒体は直線に移動するものでもよい。
すなわち、前記実施例の回転体は直線移動体ある
いは単に移動体という言葉で表現することができ
る。
すなわち、前記実施例の回転体は直線移動体ある
いは単に移動体という言葉で表現することができ
る。
本発明によれば磁性体のトラツク間隔を密着さ
せても、各トラツク間の磁気信号による磁気干渉
を受けずに磁気抵抗効果素子により、正確な磁気
信号の検出ができ、更に温度補償も容易になると
いう効果を有するものである。
せても、各トラツク間の磁気信号による磁気干渉
を受けずに磁気抵抗効果素子により、正確な磁気
信号の検出ができ、更に温度補償も容易になると
いう効果を有するものである。
第１図は磁気回転センサの構成図、第２図は先
に開発した磁気回転センサの磁性体と磁気センサ
の展開図、第３図は本発明の一実施例の磁気回転
センサの磁性体と磁気センサの展開図、第４図は
磁気抵抗効果素子の特性図、第５図は本発明の磁
気回転センサの磁気抵抗効果素子の抵抗変化を示
す図、第６図は本発明の磁気抵抗効果素子の接続
図と波形整形回路の一例を示す図、第７図は本発
明の磁気センサの出力波形図、第８図は本発明の
磁気回転センサの出力波形図、第９図は本発明の
温度補償構成例を示す磁性体と磁気センサの展開
図、第１０図は磁気センサの接続図である。 １…回転体、２…シヤフト、３…支持台、４…
磁性体、４ａ…磁性体のエンコーダトラツク、４
ｂ…磁性体の基準位置トラツク、MC1，MC2…
磁気記録信号の中心、６…磁気センサ、R1〜R4
…磁気抵抗効果素子、Ｂ…直流電源、CMP0，
CMP1…波形整形用、T1，T0…磁気センサの出
力端子。
に開発した磁気回転センサの磁性体と磁気センサ
の展開図、第３図は本発明の一実施例の磁気回転
センサの磁性体と磁気センサの展開図、第４図は
磁気抵抗効果素子の特性図、第５図は本発明の磁
気回転センサの磁気抵抗効果素子の抵抗変化を示
す図、第６図は本発明の磁気抵抗効果素子の接続
図と波形整形回路の一例を示す図、第７図は本発
明の磁気センサの出力波形図、第８図は本発明の
磁気回転センサの出力波形図、第９図は本発明の
温度補償構成例を示す磁性体と磁気センサの展開
図、第１０図は磁気センサの接続図である。 １…回転体、２…シヤフト、３…支持台、４…
磁性体、４ａ…磁性体のエンコーダトラツク、４
ｂ…磁性体の基準位置トラツク、MC1，MC2…
磁気記録信号の中心、６…磁気センサ、R1〜R4
…磁気抵抗効果素子、Ｂ…直流電源、CMP0，
CMP1…波形整形用、T1，T0…磁気センサの出
力端子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 非磁性体の移動体と、この移動体に担持され
た磁気記録媒体と、この磁気記録媒体に着磁さ
れ、それぞれの磁気信号を生成する複数の磁気信
号トラツクと、この磁気記録媒体に近接して配置
され、前記磁気記録媒体の磁気に感応して内部抵
抗が変化する磁気抵抗効果素子と、この磁気抵抗
効果素子の抵抗変化を電気的に取出して前記磁気
記録媒体の磁気信号を検出するものにおいて、 前記複数トラツクは、磁気記録媒体の移動全長
に亘つて磁気信号を記録した第１のトラツクと、
最小あるいは数個の磁気信号を記録した基準位置
トラツクを含み、これらのトラツクに着磁する磁
気信号同志の記録ピツチλをほぼ同じにすると共
に、極性も合わせるように構成し、前記磁気抵抗
効果素子は、第１のトラツクの磁気信号を検出す
る少なくとも１対の磁気抵抗効果素子を相互に
λ／２離間すると共に磁気信号方向に交叉するよう
に配置し、一方基準位置トラツクの磁気信号を検
出する磁気抵抗効果素子は磁気信号方向に交叉す
る磁気抵抗効果素子とこれに平行方向の磁気抵抗
効果素子とを含み、それぞれ３端子接続して電気
信号を取出すように構成したことを特徴とする磁
気検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58194164A JPS6086412A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | 磁気検出装置 |
| US06/662,013 US4713613A (en) | 1983-10-19 | 1984-10-18 | Device for magnetically detecting displacement of non-magnetic movable member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58194164A JPS6086412A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | 磁気検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6086412A JPS6086412A (ja) | 1985-05-16 |
| JPH0350965B2 true JPH0350965B2 (ja) | 1991-08-05 |
Family
ID=16319988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Also Published As
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