JPH047818B2 - - Google Patents
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- JPH047818B2 JPH047818B2 JP25509484A JP25509484A JPH047818B2 JP H047818 B2 JPH047818 B2 JP H047818B2 JP 25509484 A JP25509484 A JP 25509484A JP 25509484 A JP25509484 A JP 25509484A JP H047818 B2 JPH047818 B2 JP H047818B2
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- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、精密加工装置や計測機械に用いられ
るエンコーダに関する。 （従来例の構成とその問題点） 一般にエンコーダの構成は、第１図に示すよう
に基準信号発生部基台１にスリツトａを設けて光
の透過の有無を電気信号に変換して位置情報を得
ている。絶対位置検出型エンコーダは、第１図イ
に示すように、スリツトａの形状の異なる複数の
トラツクＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…で構成され各トラツ
クが２進数に従つてビツトイメージ化され、光学
的に該スリツトａが検出されて同図ロに示すよう
な出力信号A′，B′，C′，D′，…を得ており、同
図ハに示すような２進化された情報A″，B″，
C″…が得られる。ところが光学式のエンコーダ
では光学系の汚れによるるビツトエラーの発生
や、スリツトの加工性の問題などを有し、高精度
エンコーダは極めて高価である。またマルチトラ
ツクの場合には複数の光学系を個々に位置決めし
調整しなくてはならず、生産工数がめて大となる
という問題があつた。 （発明の目的） 本発明はこのような従来の問題を解決し、高精
度で高信頼性のエンコーダを提供することを目的
とするものである。 （発明の構成） 本発明のエンコーダは、Ｎ極に磁化されたＮ磁
化部、Ｓ極に磁化されたＳ磁化部、および磁化さ
れていないＯ磁化部の３種の磁化部が交互に配置
された複数のトラツクを有し、前記複数トラツク
上の３種の磁化部の異なる組合せにより符号情報
が表わされる基準信号発生部と；前記Ｎ磁化部、
Ｏ磁化部、Ｓ磁化部の３種の磁化部に対しそれぞ
れ異なる磁気電気変換効率を有し、前記複数のト
ラツクに対応する複数の磁気抵抗素子からなる磁
気検出部と；その磁気検出部の出力を処理して３
進数符号を発生する信号処理部とを備えたことを
特徴とする。即ち、本発明のエンコーダは、上記
構成のように基準信号源として３種の磁化部から
なる磁気的な符号板を用い、電気信号変換部に前
記３種の磁化部からの磁界に対し異なる磁気電気
信号変換効率を有する磁気抵抗素子、例えばバイ
アス磁界がかけられた磁気抵抗素子、を用い、３
進法に従つた符号を発生するようにしたものであ
り、磁気的な信号の発生と検出を利用しているの
で汚れ等により生ずる従来の光学式エンコーダの
欠点を取除き、高信頼性とすることができるとと
もに、３進法という手法により光学式の２進法に
より高精度化することができるというものであ
る。 （実施例の説明） 第２図は、本発明の一実施例を示すものであ
る。同図において、１は基準信号発生部基台であ
り、２は、この基準信号発生部基台１上に、３種
の磁界を発生する磁化部即ちＮ極の磁化を持つＮ
磁化部３ａ、Ｓ極の磁化を持つＳ磁化部３ｂ、お
よびＯ磁界となるように他の磁気をシヤントした
Ｏ磁化部３ｃ、を符号のパターンに応じて符号の
各桁に対応する各トラツクＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに
交互に配置した構成からなる基準信号発生部であ
る。４は、基準信号発生部２からの磁界を検出す
るための各トラツクに対応した磁気抵抗素子
MRa〜MReと、その磁気抵抗素子MRa〜MRe
にバイアス磁界を与えるバイアス磁石１０からな
る磁気検出部である。５は、磁気抵抗素子MRa
〜MReに直列に接続された直列抵抗であり、こ
の磁気抵抗素子MRa〜MReと直列抵抗５との直
列回路は電源VsとアースＧ間に接続されている。
６は、磁気検出部４の出力を処理して３進数符号
を出力する信号処理部であり、トラツク数相当分
の増幅回路７、矩形波処理回路８，３進数処理回
路９からなつている。また、信号処理部６の出力
を汎用の情報データに変換する２進数変換回路１
１が必要に応じて設けられる。 第３図は、基準信号発生部２の各トラツクＡ〜
Ｅの磁化部の配列、これらの磁化部を磁気検出部
４の各磁気抵抗素子MRa〜MReにより検出した
検出出力A′〜E′、およびそれらの検出出力より
得られる３進数の符号化位置情報A″〜E″を示す
ものである。 基準信号発生部２の磁化部の配列は、第３図の
例では、右端の第１位置においてはＡ〜Ｅトラツ
クは全てＳ磁化部であり、それに対応して磁気抵
抗素子MRa〜MReの出力A′〜E′は全て０レベル
であり、それに対応する信号処理部６の符号化出
力A″〜E″は00000である。次の第２位置において
はＡ〜ＤトラツクがＳ磁化部、ＥトラツクがＯ磁
化部であり、それに対応して磁気抵抗素子MRa
〜MReの出力A′〜D′は全て０レベルであり、磁
気抵抗素子MReの出力は１レベルであり、そし
てそれに対応する信号処理部６の符号化出力は
00001である。第３位置においてはＡ〜Ｄトラツ
クがＳ磁化部、ＥトラツクがＮ磁化部であり、そ
れに対応して磁気抵抗素子MRa〜MRdの出力
A′〜D′は全て０レベルであり、磁気抵抗素子
MReの出力は２レベルであり、そしてそれに対
応する信号処理部６の符号化出力は00002である。
以下同様に、基準信号発生部２はその基台上の位
置に応じて３種の異なる磁化部Ｎ，Ｓ，Ｏの異な
る組合せが順次形成されて３進の位置情報の符号
板を構成しており、それを磁気検出部４で検出し
て、信号処理部６により３進の符号化出力を得る
ことができる。 磁気検出部４は、バイアス磁石１０により磁気
抵抗素子に対してバイアス磁界が加えられるよう
構成されており、そのバイアス磁界は基準信号発
生部２のＳ磁化部からの磁界に対してはそれを打
ち消し、Ｎ磁化部からの磁界に対してはそれに加
算される方向であるので、磁気抵抗素子からの出
力は、第３図に示すように、Ｓ磁化部の検出では
０のレベル、Ｎ磁化部の検出では相対的に２のレ
ベルとなり、またＯ磁化部からの０磁界に対して
はバイアス磁界により相対的に１のレベルとな
る。磁気検出部４はこのように構成されているの
で、前述のように磁化部の３種の状態を識別して
検出することができる。 以上に説明した実施例においては、基準信号発
生部は直線状に構成されているが、他の実施の態
様としては、円形または扇形の形状としてその円
板面上に同心円状に磁化部のトラツクを配置する
構成や、あるいは円筒状としてその円筒表面上を
周回するように磁化部のトラツクを配置する構成
とすることもでき、種々の変形が考えられる。 （発明の効果） 本発明の作用効果を列挙すれば次のとおりであ
る。 (1) 本発明は、基準信号発生部およびその信号検
出部（磁気検出部）が磁気的なものであるの
で、従来の光学的なもののように使用環境が制
限されることがなく信頼性も高い。例えば、本
発明のエンコーダは不透明な液体中でも使用可
能であり、従来の光学式エンコーダが光学系の
汚れに対してビツトエラーの問題を有していた
ことに比較し、極めて高い信頼性を有するとと
もに、用途の範囲を拡大することが可能であ
る。 (2) 従来の光学式エンコーダの光学系を単純に磁
気系に置換えたとしたら、第４図に示すような
パターンとなるが、これでは従来と同じ情報量
しか得られないことは明らかである。本発明で
は、磁気抵抗素子にＮ磁化部とＳ磁化部との識
別を可
るエンコーダに関する。 （従来例の構成とその問題点） 一般にエンコーダの構成は、第１図に示すよう
に基準信号発生部基台１にスリツトａを設けて光
の透過の有無を電気信号に変換して位置情報を得
ている。絶対位置検出型エンコーダは、第１図イ
に示すように、スリツトａの形状の異なる複数の
トラツクＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，…で構成され各トラツ
クが２進数に従つてビツトイメージ化され、光学
的に該スリツトａが検出されて同図ロに示すよう
な出力信号A′，B′，C′，D′，…を得ており、同
図ハに示すような２進化された情報A″，B″，
C″…が得られる。ところが光学式のエンコーダ
では光学系の汚れによるるビツトエラーの発生
や、スリツトの加工性の問題などを有し、高精度
エンコーダは極めて高価である。またマルチトラ
ツクの場合には複数の光学系を個々に位置決めし
調整しなくてはならず、生産工数がめて大となる
という問題があつた。 （発明の目的） 本発明はこのような従来の問題を解決し、高精
度で高信頼性のエンコーダを提供することを目的
とするものである。 （発明の構成） 本発明のエンコーダは、Ｎ極に磁化されたＮ磁
化部、Ｓ極に磁化されたＳ磁化部、および磁化さ
れていないＯ磁化部の３種の磁化部が交互に配置
された複数のトラツクを有し、前記複数トラツク
上の３種の磁化部の異なる組合せにより符号情報
が表わされる基準信号発生部と；前記Ｎ磁化部、
Ｏ磁化部、Ｓ磁化部の３種の磁化部に対しそれぞ
れ異なる磁気電気変換効率を有し、前記複数のト
ラツクに対応する複数の磁気抵抗素子からなる磁
気検出部と；その磁気検出部の出力を処理して３
進数符号を発生する信号処理部とを備えたことを
特徴とする。即ち、本発明のエンコーダは、上記
構成のように基準信号源として３種の磁化部から
なる磁気的な符号板を用い、電気信号変換部に前
記３種の磁化部からの磁界に対し異なる磁気電気
信号変換効率を有する磁気抵抗素子、例えばバイ
アス磁界がかけられた磁気抵抗素子、を用い、３
進法に従つた符号を発生するようにしたものであ
り、磁気的な信号の発生と検出を利用しているの
で汚れ等により生ずる従来の光学式エンコーダの
欠点を取除き、高信頼性とすることができるとと
もに、３進法という手法により光学式の２進法に
より高精度化することができるというものであ
る。 （実施例の説明） 第２図は、本発明の一実施例を示すものであ
る。同図において、１は基準信号発生部基台であ
り、２は、この基準信号発生部基台１上に、３種
の磁界を発生する磁化部即ちＮ極の磁化を持つＮ
磁化部３ａ、Ｓ極の磁化を持つＳ磁化部３ｂ、お
よびＯ磁界となるように他の磁気をシヤントした
Ｏ磁化部３ｃ、を符号のパターンに応じて符号の
各桁に対応する各トラツクＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに
交互に配置した構成からなる基準信号発生部であ
る。４は、基準信号発生部２からの磁界を検出す
るための各トラツクに対応した磁気抵抗素子
MRa〜MReと、その磁気抵抗素子MRa〜MRe
にバイアス磁界を与えるバイアス磁石１０からな
る磁気検出部である。５は、磁気抵抗素子MRa
〜MReに直列に接続された直列抵抗であり、こ
の磁気抵抗素子MRa〜MReと直列抵抗５との直
列回路は電源VsとアースＧ間に接続されている。
６は、磁気検出部４の出力を処理して３進数符号
を出力する信号処理部であり、トラツク数相当分
の増幅回路７、矩形波処理回路８，３進数処理回
路９からなつている。また、信号処理部６の出力
を汎用の情報データに変換する２進数変換回路１
１が必要に応じて設けられる。 第３図は、基準信号発生部２の各トラツクＡ〜
Ｅの磁化部の配列、これらの磁化部を磁気検出部
４の各磁気抵抗素子MRa〜MReにより検出した
検出出力A′〜E′、およびそれらの検出出力より
得られる３進数の符号化位置情報A″〜E″を示す
ものである。 基準信号発生部２の磁化部の配列は、第３図の
例では、右端の第１位置においてはＡ〜Ｅトラツ
クは全てＳ磁化部であり、それに対応して磁気抵
抗素子MRa〜MReの出力A′〜E′は全て０レベル
であり、それに対応する信号処理部６の符号化出
力A″〜E″は00000である。次の第２位置において
はＡ〜ＤトラツクがＳ磁化部、ＥトラツクがＯ磁
化部であり、それに対応して磁気抵抗素子MRa
〜MReの出力A′〜D′は全て０レベルであり、磁
気抵抗素子MReの出力は１レベルであり、そし
てそれに対応する信号処理部６の符号化出力は
00001である。第３位置においてはＡ〜Ｄトラツ
クがＳ磁化部、ＥトラツクがＮ磁化部であり、そ
れに対応して磁気抵抗素子MRa〜MRdの出力
A′〜D′は全て０レベルであり、磁気抵抗素子
MReの出力は２レベルであり、そしてそれに対
応する信号処理部６の符号化出力は00002である。
以下同様に、基準信号発生部２はその基台上の位
置に応じて３種の異なる磁化部Ｎ，Ｓ，Ｏの異な
る組合せが順次形成されて３進の位置情報の符号
板を構成しており、それを磁気検出部４で検出し
て、信号処理部６により３進の符号化出力を得る
ことができる。 磁気検出部４は、バイアス磁石１０により磁気
抵抗素子に対してバイアス磁界が加えられるよう
構成されており、そのバイアス磁界は基準信号発
生部２のＳ磁化部からの磁界に対してはそれを打
ち消し、Ｎ磁化部からの磁界に対してはそれに加
算される方向であるので、磁気抵抗素子からの出
力は、第３図に示すように、Ｓ磁化部の検出では
０のレベル、Ｎ磁化部の検出では相対的に２のレ
ベルとなり、またＯ磁化部からの０磁界に対して
はバイアス磁界により相対的に１のレベルとな
る。磁気検出部４はこのように構成されているの
で、前述のように磁化部の３種の状態を識別して
検出することができる。 以上に説明した実施例においては、基準信号発
生部は直線状に構成されているが、他の実施の態
様としては、円形または扇形の形状としてその円
板面上に同心円状に磁化部のトラツクを配置する
構成や、あるいは円筒状としてその円筒表面上を
周回するように磁化部のトラツクを配置する構成
とすることもでき、種々の変形が考えられる。 （発明の効果） 本発明の作用効果を列挙すれば次のとおりであ
る。 (1) 本発明は、基準信号発生部およびその信号検
出部（磁気検出部）が磁気的なものであるの
で、従来の光学的なもののように使用環境が制
限されることがなく信頼性も高い。例えば、本
発明のエンコーダは不透明な液体中でも使用可
能であり、従来の光学式エンコーダが光学系の
汚れに対してビツトエラーの問題を有していた
ことに比較し、極めて高い信頼性を有するとと
もに、用途の範囲を拡大することが可能であ
る。 (2) 従来の光学式エンコーダの光学系を単純に磁
気系に置換えたとしたら、第４図に示すような
パターンとなるが、これでは従来と同じ情報量
しか得られないことは明らかである。本発明で
は、磁気抵抗素子にＮ磁化部とＳ磁化部との識
別を可
【表】
能にするためにバイアス磁石を配置して、検出
電気信号を３進数化している。このため従来の
光学式エンコーダが2n（ｎはトラツク数）の情
報量しか得られないのに対して、本発明では、
3n（ｎはトラツク数）の情報量が得られる。こ
のことは上記比較表からも明らかであり、例え
ば、５トラツクのエンコーダにおいて、従来の
情報量が32であるのに対して、本発明の情報量
は234であり、約７倍強の情報量および精度を
有することがわかる。 (3) 本発明では、信号検出部に磁気抵抗素子を用
いているため、生産工程において高精度に複数
個の磁気抵抗素子を同時加工および配置をする
ことができる。このことにより従来の光学式が
光学系を個々に調整する必要があるという問題
を全くなくすることが可能である。従つて生産
性が極めて高くなるという利点を有する。
電気信号を３進数化している。このため従来の
光学式エンコーダが2n（ｎはトラツク数）の情
報量しか得られないのに対して、本発明では、
3n（ｎはトラツク数）の情報量が得られる。こ
のことは上記比較表からも明らかであり、例え
ば、５トラツクのエンコーダにおいて、従来の
情報量が32であるのに対して、本発明の情報量
は234であり、約７倍強の情報量および精度を
有することがわかる。 (3) 本発明では、信号検出部に磁気抵抗素子を用
いているため、生産工程において高精度に複数
個の磁気抵抗素子を同時加工および配置をする
ことができる。このことにより従来の光学式が
光学系を個々に調整する必要があるという問題
を全くなくすることが可能である。従つて生産
性が極めて高くなるという利点を有する。
第１図は、従来の光学式エンコーダを説明する
ための図である。第２図は、本発明の実施例のエ
ンコーダの構成を示す図である。第３図は、その
実施例の動作を説明するための図である。第４図
は従来の光学系を単純に磁気系に置換えたとした
場合の符号の発生の仕方を示す図である。 １…基準信号発生部基台、２…基準信号発生
部、３ａ，３ｂ，３ｃ…磁化部、４…磁気検出
部、５…直列抵抗、６…信号処理部、７…増幅回
路、８…矩形波処理回路、９…３進数処理回路、
１０…バイアス磁石、１１…２進数変換回路。
ための図である。第２図は、本発明の実施例のエ
ンコーダの構成を示す図である。第３図は、その
実施例の動作を説明するための図である。第４図
は従来の光学系を単純に磁気系に置換えたとした
場合の符号の発生の仕方を示す図である。 １…基準信号発生部基台、２…基準信号発生
部、３ａ，３ｂ，３ｃ…磁化部、４…磁気検出
部、５…直列抵抗、６…信号処理部、７…増幅回
路、８…矩形波処理回路、９…３進数処理回路、
１０…バイアス磁石、１１…２進数変換回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｎ極に磁化されたＮ磁化部、Ｓ極に磁化され
たＳ磁化部、および磁化されていないＯ磁化部の
３種の磁化部が交互に配置された複数のトラツク
を有し、前記複数トラツク上の３種の磁化部の異
なる組合せにより符号情報が表わされる基準信号
発生部と、 前記Ｎ磁化部、Ｏ磁化部、Ｓ磁化部の３種の磁
化部に対しそれぞれ異なる磁気電気変換効率を有
し、前記複数のトラツクに対応する複数の磁気抵
抗素子からなる磁気検出部と、 その磁気検出部の出力を処理して３進数符号を
発生する信号処理部と を備えたことを特徴とするエンコーダ。 ２ 前記磁気検出部が、ニツケル合金からなる磁
気抵抗素子と、その磁気抵抗素子にバイアス磁界
を与えるバイアス磁石とからなることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のエンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25509484A JPS61133819A (ja) | 1984-12-04 | 1984-12-04 | エンコ−ダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25509484A JPS61133819A (ja) | 1984-12-04 | 1984-12-04 | エンコ−ダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61133819A JPS61133819A (ja) | 1986-06-21 |
| JPH047818B2 true JPH047818B2 (ja) | 1992-02-13 |
Family
ID=17274030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25509484A Granted JPS61133819A (ja) | 1984-12-04 | 1984-12-04 | エンコ−ダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61133819A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG52286A1 (en) * | 1993-07-22 | 2001-01-16 | Bourns Inc | Absolute digital position encoder |
| DE102011088365A1 (de) * | 2011-12-13 | 2013-06-13 | Zf Friedrichshafen Ag | Sensorvorrichtung, Verfahren zur Erfassung einer Position des Magnetelementes in Bezug zu einem Sensorelement und Magnetelement für eine Sensorvorrichtung |
| CN211346681U (zh) * | 2020-02-17 | 2020-08-25 | 江苏多维科技有限公司 | 一种直线位移绝对位置编码器 |
-
1984
- 1984-12-04 JP JP25509484A patent/JPS61133819A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61133819A (ja) | 1986-06-21 |
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