JPH0562282B2 - - Google Patents

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JPH0562282B2
JPH0562282B2 JP61247362A JP24736286A JPH0562282B2 JP H0562282 B2 JPH0562282 B2 JP H0562282B2 JP 61247362 A JP61247362 A JP 61247362A JP 24736286 A JP24736286 A JP 24736286A JP H0562282 B2 JPH0562282 B2 JP H0562282B2
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magnetic
magnetically sensitive
magnetoresistive element
recording medium
common wiring
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Tadashi Takahashi
Sadao Sekizawa
Toshio Seki
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、モータに係り、たとえば回転体の回
転位置を検出する回転検出器に用いられる、磁気
抵抗効果素子を備えたモータに関するものであ
る。
〔従来の技術〕
磁気抵抗効果素子を用いて回転位置を検出する
回転検出器は、磁気記録媒体と、その磁気記録媒
体と対向して配置されて相対的に移動する。磁気
抵抗効果素子により構成される磁気ヘツドとによ
つて、回転位置を検出するようにしたものである
が、その磁気ヘツドに係るものとして、たとえ
ば、特公昭60−47988号(特開昭56−87862号、特
願昭54−164116号)「磁気ヘツド」が開発されて
いる。
そして、その磁気ヘツドにおける磁気抵抗効果
素子の配置構成に係るパターンは、第1図に示す
ごときものである。
ここで、第1図のaは、磁気ヘツドと磁気記録
媒体との配置図で、3A−1は磁気記録媒体で、
4Aは磁気ヘツド、5Aは、その磁気抵抗効果素
子のパターンを示し、6Aは非磁性体基板であ
り、イ〜ニは、外部接続端子で、R11,R12
R21,R22,R31,R32,R41,R42は、前記外部接
続端子間の磁気抵抗効果素子であり、なお、磁気
記録媒体3A−1は、後述する、回転検出器の配
置構成を示す模式図である第3図に示す円筒体に
係るドラム状の磁気記録媒体の拡大部分を示し、
また、第1図のbは、磁気抵抗効果素子のパター
ン5Aに係るブリツジ回路図である。
すなわち、磁気記録媒体3A−1には、図示の
ごとく、N、Sの磁極を一定間隔で記録してあ
り、また、上記の磁気抵抗効果素子のパターン5
Aには外部接続端子イ〜ニがあり、これらの外部
接続端子イ〜ニの間には、上記の各磁気抵抗効果
素子がブリツジ構成となるように配列されている
ものであり、そのブリツジ回路図が第1図のbに
示すごときものである。
しかして、そのブリツジの一辺を構成する磁気
抵抗効果素子は、たとえば、R11,R12に示すよ
うに、U字形のヘアピン形状をしているため、1
組のブリツジを構成すると、その全体の幅は、磁
気記録媒体3A−1の各磁極の記録ピツチをλと
したとき、図示のごとく、(2+3/4)λを必
要とするものである。
多くの回転検出器の場合、回転方向の判別を行
なう必要があるため、位相を変えて2相出力に係
るものを備えたものが多く、その際は、ブリツジ
を2組必要とするため、磁気抵抗効果素子全体の
幅は、上記の(2+3/4)λの2倍以上となつ
てしまうことになる。
しかして、このような構成の磁気抵抗効果素子
からなる磁気ヘツドを被検出体である磁気記録媒
体の組合せる場合の配置構成の模式図が第2,3
図であつて、さきに述べた開発例に示されるもの
である。
各図において、1はモータ、2はモータ軸であ
り、3A,3A−1は、円板体のデスク形および
円筒体のドラム形に係る磁気記録媒体、4A,4
A−1は、磁気ヘツドを示すものである。
すなわち、第2図に示すものは、図示のごと
く、磁気記録媒体3Aの側面外側に対向させるよ
うにしたものである。
これにたいし、第3図に示すものは、図示のよ
うに、磁気記録媒体3A−1における軸方向端面
の外側に対向させるようにしたものである。
これらは、それぞれ、その要請に応じて、選択
採用される配置構成に係るものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このような磁気抵抗効果素子の検出信号として
得られる出力振幅は、抵抗変化率でせいぜい2〜
3%程度である。しかも、特開昭56−90213号公
報でも示されているとおり、磁気抵抗効果素子と
磁気記録媒体との距離(スペーシングと称する。)
に大きく左右される特性をもつている。
第4図は、スペーシングに対する磁気抵抗効果
素子の出力振幅の特性図である。
このように、スペーシングが大きくなると急げ
きに出力振幅が落込む特性をもつた磁気抵抗効果
素子を検出素子として使用している回転検出器に
おいては、回転時にスペーシングが変動せずに常
に一定の出力振幅が得られることが、製品の良否
を決定する重要なポイントとなる。
そしてこのような安定したスペーシングを得る
構造としては、さきの第2図に示す配置よりも、
第3図に示す配置の方が数倍有利である。すなわ
ち、機械加工においては、側面端面部分の面のふ
れよりは、軸方向外周のふれを押さえる加工の方
が精度を出し易く、相手機械に組込まれた際の軸
方向荷重によるスペーシング変動も無視できるも
のである。
ところが、第3図に示す配置の場合の問題は、
磁気記録媒体の曲率が磁気抵抗効果素子幅に対し
てスペーシングへ影響を及ぼす概念図である第5
図に示すように、磁気抵抗効果素子の全体の幅W
が大きいと、図示のS1とS2で示すスペーシング
のように、磁気抵抗効果素子に係る、中心にある
素子と外側にある素子とでは実質的なスペーシン
グが変わつてしまうということである。
すなわち、中心にある素子は、十分な出力振幅
が得られても、外側にある素子の出力は小さく、
ブリツジ構成された出力全体は十分でなくなつた
り、変に検出信号波形が歪む原因となる。
このように、第1図に示したようなヘアピン形
状の磁気抵抗効果素子を第3図のような配置で使
う場合には、当該素子全体の幅が広いため前記す
るような不具合点があつた。
また、図示形状では、磁気抵抗効果素子から、
配線部を介することなく、直接、端子に接続され
ているため、外来ノイズの吸収による、磁気抵抗
効果素子への影響を免れることができず、耐ノイ
ズ性の向上を図りえなかつたものである。
本発明の目的は、磁気抵抗効果素子全体の幅を
小さくしてスペーシングに影響されず、良好な検
出特性が得られるとともに、磁気抵抗効果素子の
感度を均一化することができ、これに加えて磁気
ヘツドの小形化をはかることができ、しかも量産
性に優れ、また外乱ノイズが出力として現れず、
しかも複数の磁気抵抗効果素子の検出感度を均一
にし、かつ分解能を向上させ、さらに外来ノイズ
のためのシールドをわざわざ別製作して磁気ヘツ
ドの組立工程を増加させずとも耐ノイズ性が高
く、この点でも良好な検出特性が得られる、改良
されたモータを提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
前記目的は、モータの回転部に設けられ、かつ
多数の磁極を着磁した磁気記録媒体と、この磁気
記録媒体の磁界中に対向して配置した非磁性体基
板と、非磁性体基板の表面に担持した磁気抵抗効
果素子とを有し、前記磁気記録媒体と磁気抵抗効
果素子との相対的移動によつて生ずる磁気抵抗効
果素子の内部抵抗の変化に基づいて磁気記録媒体
に着磁した磁極の磁界を検出するようにしたモー
タにおいて、前記非磁性体基板に担持した幅狭の
複数の感磁部を二つのグループに分け、各グルー
プの感磁部の一方端をそれぞれ共通の幅広リード
からなる共通配線部に接続し、これらの共通配線
部の一方を電源の正極、他方を負極とし、かつ、
前記一方のグループの所定の感磁部と他方のグル
ープの所定の感磁部を接続し、この接続部から出
力を取り出すようにし、前記幅広リードからなる
共通配線部を前記磁極の磁界に交差するように設
けると共に、前記幅広リードからなるそれぞれの
共通配線部の間に前記第1、第2のグループを配
設することによつて達成される。
〔作用〕
しかして、前記構成よりなる本発明によれば、
さきの特公昭60−47988号公報などにみられる磁
気抵抗効果素子パターンの感磁部形状、すなわち
U字形のヘアピン形状に代えて、この磁気抵抗効
果素子パターンの感磁部形状を、幅狭の細長い短
ざく形としたことにより、磁気抵抗効果素子全体
の幅を小さくして、スペーシングに影響されな
い、良好な検出特性を得ることができ、また複数
の感磁部を、それぞれ幅広リードからなる共通配
線部に接続したので、各感磁部にそれぞれリード
を個々に有する場合に比較して、その各磁気抵抗
効果素子の感度を均一化することができ、さらに
感磁部の所要本数が増加しても、幅広リードから
なる前記共通配線部を使用することにより、磁気
ヘツドの小形化を極力維持することができること
に加えて、共通幅広リードからなる共通配線部の
一方を電源の正極、他方を負極としたことによ
り、端子数を最少にすることができ、この点でも
磁気ヘツドの小形化をはかることができる。
また、前記のごとく、共通幅広リードからなる
共通配線部の一方を電極の正極、他方を負極とす
ることで外部配線を簡単にでき、磁気ヘツドの量
産性を向上させることができる。
さらに、前記一方のグループの所定の感磁部と
他方のグループの所定の感磁部を接触し、この接
触部から出力を取り出すことにより、外部抵抗を
外付けすることなく、磁気抵抗効果素子のみで出
力を得ることができ、磁気抵抗効果素子パターン
による回路の1チツプ化が可能となり、また前記
のごとく、外部抵抗を用いていないので、温度に
対するオフセツト電圧の変化がなく、感度が高
く、さらに部品点数を少なくして、この点でも磁
気ヘツドの小形化をはかることができる。
また、複数の感磁部の一端に位置する、共通幅
広リードからなる共通配線部は、その幅が広いの
で、インピーダンスはほとんどなく、外乱ノイズ
が出力として現れるものではなく、したがつて磁
気的ノイズが感磁部に作用して悪影響をおよぼす
不具合をなくすことができる。
さらに複数の感磁部は、共通配線の幅広部に接
続されているので、各感磁部が発熱しても、これ
ら各感磁部の熱は、前記幅広部に伝達され、各感
磁部の放熱が促進されるものであつて、全ての感
磁部の温度上昇を防止できるばかりでなく、前記
複数の感磁部の温度上昇のばらつきをなくして、
その検出感度を均一化することができる。
これに加えて、前記のごとく、複数の感磁部全
ての温度上昇を抑えることができるので、前記各
感磁部の幅を可及的に狭くすることができる。そ
して、全ての感磁部の幅を狭くすることができれ
ば、必然的に感磁部の間隔を狭くすることができ
るから、単位長さ当りに配置する感磁部の本数を
多くすることができ、それだけ微細な位置を検出
できることにより、磁気エンコーダの分解能を向
上させることができる。
一方、幅広リードからなる共通配線部を磁極の
磁界に交差するように設けると共に、前記幅広リ
ードからなるそれぞれの共通配線部の間で幅狭の
感磁部の両側を囲むことにより、外来ノイズのた
めのシールドをわざわざ別製作して磁気ヘツド組
立工程を増加させずとも、その外来ノイズを前記
幅広の配線部で吸収し、磁気抵抗の効果素子に影
響しないようにして、磁気ヘツドの耐ノイズ性を
向上させることができる。
〔実施例〕
本発明に係る各実施例を、各図を参照して説明
する。
なお、次の実施例に係るものは、1組のブリツ
ジ構成に供される配列のもので、1相出力に係る
ものである。
まず、第6図のaは、本発明の一実施例に係る
磁気ヘツドと磁気記録媒体との配置図、同図のb
は、その磁気抵抗効果素子のパターンに係るブリ
ツジ回路図である。
図で、3は磁気記録媒体、4は磁気ヘツド、5
は、その磁気抵抗効果素子のパターンを示し、6
は非磁性体基板、ホ〜ヌは、外部接続端子に係る
共通端子およびブリツジ出力端子で、R1〜R4は、
上記の端子間に配置された細長い短ざく形の磁気
抵抗効果素子であり、aは共通配線部を示すもの
である。
また、磁気抵抗効果素子の端子のうちの外側の
端子に係る共通端子ホ,ヌから磁気抵抗効果素子
R4,R1,R2,R3までの配線部を、それらの磁気
抵抗効果素子より幅広にするとともに、当該磁気
抵抗効果素子R4,R1,R2,R3群の両側を、前記
幅広の配線部によつて囲むように配置したもので
ある。
さらに、上述した外側の端子に係る共通端子
ホ,ヌを電源用としたものである。
一方、磁気記録媒体3は、第3図に示すよう
な、円筒体に係るドラム状のものの一部分を拡大
して示したものであり、これには、図示のよう
に、N、Sの磁極を一定間隔で記録しているもの
である。
そして、上記の磁気抵抗効果素子のパターン5
は、蒸着およびエツチングにより1チツプで、非
磁性体基板6の上に作られるものであり、その磁
気抵抗効果素子R4,R1,R2,R3は、第6図のb
に示す差動ブリツジに係る配列のものであつて、
磁気抵抗効果素子R1,R4の組と、同R2,R3の組
とに区分されたもので、ホ,ヌは共通端子、ヘ,
ト,チ,リは、それそれ2分割された構成の差動
出力に係るブリツジ出力端子であり、ブリツジ出
力端子ト,チ,ヘ,リから差動出力が取り出せる
ようにしたものである。
すなわち、本実施例は、まず、磁気抵抗効果素
子R1〜R4を、細長い短ざく形に形成して差動ブ
リツジに配列し、そのブリツジ出力端子ヘ、ト,
チ,リを前記配列にともなつて2分割するように
構成して、磁気抵抗効果素子R4,R1、同R2,R3
のそれぞれの一端にブリツジ出力端子ヘ,ト,
チ,リを配置し、それらの磁気抵抗効果素子R4
R1、同R2,R3の反対側より引出される共通端子
ホ,ヌを、それらの磁気抵抗効果素子R4,R1
同R2,R3の外側を回らせて、前記ブリツジ出力
端子ヘ,リと隣接して配置したものである。
上記の構成により、さきに述べた開発例では、
R11,R42などで示される8個の磁気抵抗効果素
子に係るものが配置されていたが、本実施例で
は、その2個分を1に集約したものと称しうる4
個の磁気抵抗効果素子R1〜R4の配置としたもの
である。
このようにして、電気抵抗効果素子R1〜R4は、
第6図のaに図示する順で、λ/4ピツチで配列
することにより、位相的には、さきの開発例と同
じくなつて、差動出力の得られるブリツジ構成が
実現できるものである。
しかして、上述のブリツジ出力端子ト,チおよ
びヘ,リは、ひとまとめにしたいのであるが、さ
きに述べように1枚の基板上に蒸着、エツチング
で作るため、クロスすることができず、したがつ
て2分割しておいて接続線を引出したのち、外部
でまとめるようにしたものである。
このようにすることにより、さきの開発例のも
のの全端子同じ側配置の特長は、そのままで、か
つ1組のブリツジを構成する4磁気抵抗効果素子
全体の幅は、僅かの3/4λで実現できるもので
ある。
これは、実に、さきの開発例の3/11になるわ
けで、さきの第5図に示した、磁気抵抗効果素子
に係る、中心にある素子と外側にある素子とのス
ペーシングが、ほとんど変わらない程度にするこ
とができるものである。
また、複数の磁気抵抗効果素子R1,R4および
R2,R3を、それぞれ幅広リードからなる共通配
線部aに接続したので、各磁気抵抗効果素子R1
〜R4にそれぞれリードを個々に有する場合に比
較し、その各磁気抵抗効果素子R1,R4、さらに
はR2,R3の感度を均一化することができる。
さらに、磁気抵抗効果素子の所要本数が増加し
ても、幅広リードからなる前記共通配線部aを使
用することにより、磁気ヘツドの小形化を極力維
持することができる。
上記に加え、磁気抵抗効果素子の端子のうちの
外側の端子に係る共通端子ホ,ヌから磁気抵抗効
果素子R4,R1,R2,R3までの配線部aを、それ
らの磁気抵抗効果素子より幅広にするとともに、
当該磁気抵抗効果素子R4,R1,R2,R3群の両側
を、前記幅広の配線部によつて囲むように配置し
たことにより、外来ノイズを、その幅広を配線部
で吸収し、磁気抵抗効果素子に影響しないように
して耐ノイズ性を向上させることができるもので
ある。
さらに、幅広リードからなる前記共通端子ホ,
ヌの一方を電源の正極、他方を負極としたことに
より、端子数を最少にすることができ、この点で
も磁気ヘツドの小形化をはかることができる。
また、前記のごとく、幅広リードからなる前記
共通端子ホ,ヌの一方を電極の正極、他方を負極
とすることで外部配線を簡単にでき、磁気ヘツド
の量産性を向上させることができる。
さらに、二つのグループに分けられた感磁部の
うち、一方のグループの所定の感磁部と他方のグ
ループの所定の感磁部を接続し、この接続部から
出力を取り出すことにより、外部抵抗を外付けす
ることなく、磁気抵抗効果素子のみで出力を得る
ことができ、電気抵抗効果素子パターンによる回
路の1チツプ化が可能となり、また前記のごと
く、外部抵抗を用いていないので、温度に対する
オフセツト電圧の変化が少なく、感度が高く、さ
らに部品点数を少なくして、この点でも磁気ヘツ
ドの小形化をはかることができる。
また、複数の感磁部の一端に位置する、共通幅
広リードからなる共通配線部aは、その幅が広い
ので、インピーダンスはほとんどなく、外乱ノイ
ズが出力として現われるものではなく、したがつ
て磁気的ノイズが感磁部に作用して悪影響をおよ
ぼす不具合をなくすことができる。
さらに複数の感磁部は、共通配線の幅広部に接
続されているので、各感磁部が発熱しても、これ
ら各感磁部の熱は、前記幅広部に伝達され、各感
磁部の放熱が促進されるものであつて、全ての感
磁部の温度上昇を防止できるばかりでなく、前記
複数の感磁部の温度上昇のばらつきをなくして、
その検出感度を均一化することができる。
これに加えて、前記のごとく、複数の感磁部全
ての温度上昇を抑えることができるので、前記各
感磁部の幅を可及的に狭くすることができる。そ
して、全ての感磁部の幅を狭くすることができれ
ば、必然的に感磁部の間隔を狭くすることができ
るから、単位長さ当りに配置する感磁部の本数を
多くすることができ、それだけ微細な位置を検出
できることにより、磁気エンコーダの分解能を向
上させることができる。
しかして、さきにも述べちように、多くの回転
検出器は、位相の異なる2相を出力するタイプで
あるが、組のブリツジを使う場合、本発明に係る
ものの効果は、さらに大きいものである。
これを、次に説明する。
たとえば、2組の位相差をλ/8とすれば、さ
きの開発例の磁気ヘツドに係るものにおいては、
第7図の磁気抵抗効果素子の2相出力用パターン
図に示すごとく、次の幅が必要である。
(2+3/4)λ+1/8λ+(2+
3/4)λ=45/8λ なお、第7図で、R11,R32などは、ヘアピン
形状の磁気抵抗効果素子、Iは共通端子、〜
は差動出力に係るブリツジ出力端子を示すもので
ある。
これにたいし、第8図a,bは、本発明の別の
実施例に係るものの磁気抵抗効果素子の2相出力
用パターンと、その磁気抵抗効果素子のパターン
に係るブリツジ回路とを示すものである。
そして、本実施例は、さきの第6図に示した実
施例と同態様の構成で2相出力用としたものであ
る。
この第8図のa,bによれば、僅かに7/8λ
でよく、その差は、実に38/8λで、上記の45/
8λの7/45の幅でよいことになり、その小形化
は顕著なものである。
なお、第8図で、5−1は磁気抵抗効果素子の
パターン、○

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 モータの回転部に設けられ、かつ多数の磁極
    を着磁した磁気記録媒体と、この磁気記録媒体の
    磁界中に対向して配置した非磁性体基板と、非磁
    性体基板の表面に担持した磁気抵抗効果素子とを
    有し、前記磁気記録媒体と磁気抵抗効果素子との
    相対的移動によつて生ずる磁気抵抗効果素子の内
    部抵抗の変化に基づいて磁気記録媒体に着磁した
    磁極の磁界を検出するようにしたモータにおい
    て、 前記非磁性体基板に担持した幅狭の複数の感磁
    部を二つのグループに分け、各グループの感磁部
    の一方端をそれぞれ共通の幅広リードからなる共
    通配線部に接続し、これらの共通配線部の一方を
    電源の正極、他方を負極とし、 かつ、前記一方のグループの所定の感磁部と他
    方のグループの所定の感磁部を接続し、この接続
    部から出力を取り出すようにし、 前記幅広リードからなる共通配線部を前記磁極
    の磁界に交差するように設けると共に、前記幅広
    リードからなるそれぞれの共通配線部の間に前記
    第1、第2のグループを配設したことを特徴とす
    るモータ。
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US4954803A (en) * 1988-03-18 1990-09-04 Yamaha Corporation Magnetic-resistor sensor and a magnetic encoder using such a sensor

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