JPH06180204A - Position detection sensor - Google Patents

Position detection sensor

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JPH06180204A
JPH06180204A JP33178392A JP33178392A JPH06180204A JP H06180204 A JPH06180204 A JP H06180204A JP 33178392 A JP33178392 A JP 33178392A JP 33178392 A JP33178392 A JP 33178392A JP H06180204 A JPH06180204 A JP H06180204A
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JP
Japan
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detection
output voltage
sensor
magnetoresistive element
signal
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JP33178392A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Okubo
浩之 大久保
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Sony Magnescale Inc
Original Assignee
Sony Magnescale Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a position detection sensor which can detect a position accurately regardless of temperature change etc. CONSTITUTION:The title sensor is provided with two detection means 1 and 2 which are laid out while they are offset each other in position detection direction and in vertical direction by separating them with a specific distance each other in position detection direction and means 3 and 4 to be detected which are laid out opposing the two detection means 1 and 2. Further, it is provided with two detection signal output means 5 and 6 for outputting two detection signals corresponding to the relative position relationship between the two detection means 1 and 2 and the means 3 and 4 to be detected and a coincidence signal output means 7 for outputting a coincidence signal at a position where the difference between two detection signals of the two detection signal output means 5 and 6 is nearly equal to 0.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、温度変化に対
しても極めて安定な位置検出を行うことができる位置検
出センサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detecting sensor capable of detecting a position extremely stable even with a change in temperature.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、位置検出を行う場合、図9に示す
ように、磁気抵抗素子を利用した位置検出センサの要部
は、複数の直線部分とこれらを連結する屈曲部とから1
郡を形成する例えばニッケルやコバルトのような磁気抵
抗の異方性効果を有する強磁性体の薄膜パターンの一群
とこの一群と直列接続される他の郡とが違いに直行する
するように配列された磁気抵抗素子30と、磁気抵抗素
子30の配列方向にバイアス磁界をかけるN極、S極の
磁極が着磁されているバイアス磁石31とからなる検出
ヘッド32と、厚さ方向にN極、S極の磁極が着磁され
ていて、検出ヘッドに対して距離dだけ隔ててx方向に
移動する発磁体33とにより構成されていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, when performing position detection, as shown in FIG. 9, the main part of a position detection sensor using a magnetoresistive element is a plurality of linear parts and a bent part connecting them.
A group of thin film patterns of a ferromagnetic material having a magnetoresistive anisotropic effect such as nickel and cobalt forming a group and another group connected in series with this group are arranged so as to be orthogonal to each other. And a detection head 32 including a magnetoresistive element 30, a bias magnet 31 in which magnetic poles of N pole and S pole for applying a bias magnetic field in the arrangement direction of the magnetoresistive elements 30 are magnetized, and an N pole in the thickness direction, The magnetic pole of the S pole is magnetized, and is constituted by a magnetizing body 33 which moves in the x direction at a distance d from the detection head.

【0003】これにより、バイアス磁石31によるバイ
アス磁界と発磁体との合成磁界が磁電変換素子30に対
して略45度となったときに、磁気抵抗素子の電気抵抗
によらない出力電圧が得られることが例えば、実公昭5
6ー47528号公報により知られているので、この位
置で位置検出信号を得るようにしている。
As a result, when the combined magnetic field of the bias magnetic field generated by the bias magnet 31 and the magnetizing body becomes approximately 45 degrees with respect to the magnetoelectric conversion element 30, an output voltage independent of the electric resistance of the magnetoresistive element is obtained. That is, for example,
Since it is known from Japanese Patent Laid-Open No. 6-47528, the position detection signal is obtained at this position.

【0004】図10に示すような、従来の磁電変換素子
を利用した位置検出センサは、検出ヘッド32に対して
発磁体33を移動させると、検出回路34より図11に
示す波形を有するアナログ出力電圧を得る。この検出回
路34の出力電圧をシュミット回路等の波形変換回路3
5で矩形波状に波形整形し、増幅器36により増幅し
て、リレー回路37を動作させることによりリレー回路
出力電圧を出力端子38より得る。
A conventional position detection sensor using a magnetoelectric conversion element as shown in FIG. 10 moves a magnetizing body 33 with respect to a detection head 32, and an analog output having a waveform shown in FIG. 11 from a detection circuit 34. Get the voltage. The output voltage of the detection circuit 34 is converted to a waveform conversion circuit 3 such as a Schmitt circuit.
5, the waveform is shaped into a rectangular wave, amplified by the amplifier 36, and the relay circuit 37 is operated to obtain the relay circuit output voltage from the output terminal 38.

【0005】また、図12に示すように、磁気変調型磁
気センサを利用した位置検出センサの要部は、それぞれ
にコイルL1 及びL2 が巻回された2つのアームを有す
る可飽和コア40を、磁気ヨーク41で両側から包んだ
2つのギャップを持つ検出ヘッドと、長さ方向にN極、
S極の磁極が着磁されていて、検出ヘッドに対して所定
距離だけ隔ててX、Y、Z方向に移動する発磁体とによ
り構成されていた。
Further, as shown in FIG. 12, a main part of a position detecting sensor using a magnetic modulation type magnetic sensor is a saturable core 40 having two arms around which coils L1 and L2 are wound. A detection head having two gaps wrapped from both sides by a magnetic yoke 41 and an N pole in the length direction,
The S-pole magnetic pole is magnetized, and is composed of a magnetizing body that moves in the X, Y, and Z directions at a predetermined distance from the detection head.

【0006】図13に示すように、磁気変調型磁気セン
サを利用した位置検出センサは、電源回路43により電
圧を供給された発振回路44は、高周波信号を検出ヘッ
ド42のコイルL1 及びL2 に印加し、コイルL1 及び
L2 に互いに逆向きに変化したインダクタンスを検出回
路45で加算し、出力端子46に磁束に比例した直流電
圧を出力する。
As shown in FIG. 13, in a position detection sensor using a magnetic modulation type magnetic sensor, an oscillation circuit 44 supplied with a voltage from a power supply circuit 43 applies a high frequency signal to coils L1 and L2 of a detection head 42. Then, the inductances changed in opposite directions are added to the coils L1 and L2 in the detection circuit 45, and a DC voltage proportional to the magnetic flux is output to the output terminal 46.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来の
磁気抵抗素子を利用した位置検出センサは装置及び磁気
変調型磁気センサを利用した位置検出センサは、メカ的
原因による検出ヘッドと発磁体とのクリアランスの変
動、使用環境の変動による温度変化、あるいは電源電圧
の影響による駆動電圧の変動等によって、その出力電圧
が図11及び図14で点線または一点鎖線で示すように
変化し、このため検出位置のズレが生ずるという不都合
があった。
However, the above-described conventional position detecting sensor using a magnetoresistive element is a device and a position detecting sensor using a magnetic modulation type magnetic sensor includes a detection head and a magnetic body due to mechanical causes. The output voltage changes as shown by the dotted line or the one-dot chain line in FIGS. 11 and 14 due to fluctuations in clearance, temperature changes due to changes in the operating environment, fluctuations in drive voltage due to the effects of power supply voltage, etc. There was an inconvenience that the position was misaligned.

【0008】本発明は、これらの課題を解決するために
なされたもので、クリアランスの変動、温度変化、ある
いは駆動電圧の変動等に対しても、高精度の位置検出を
行うことができる位置検出センサを提供することを目的
とする。
The present invention has been made in order to solve these problems, and it is possible to detect a position with high accuracy even with respect to a clearance variation, a temperature variation, a drive voltage variation, and the like. It is intended to provide a sensor.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の位置検出センサ
は例えば図1及び図3に示す如く、2つの検出手段1、
2と、この2つの検出手段1、2に対向して配置した被
検出手段と、この2つの検出手段1、2と被検出手段と
の相対的位置関係に対応する2つの検出信号を出力する
2つの検出信号出力手段5、6と、この2つの検出信号
出力手段5、6の2つの検出信号の差分が略0になる位
置で一致信号を出力する一致信号出力手段7とからな
り、この一致信号を用いて位置検出をするるものであ
る。
The position detecting sensor of the present invention comprises two detecting means 1, as shown in FIGS. 1 and 3, for example.
2 and the detected means arranged facing the two detecting means 1 and 2 and two detection signals corresponding to the relative positional relationship between the two detecting means 1 and 2 and the detected means. It is composed of two detection signal output means 5 and 6, and a coincidence signal output means 7 which outputs a coincidence signal at a position where the difference between the two detection signals of these two detection signal output means 5 and 6 becomes substantially 0. The position is detected using the coincidence signal.

【0010】また、本発明の位置検出センサは例えば図
1及び図2に示す如く、2つの検出手段1、2と被検出
手段との相対的位置関係に対応する2つの検出信号のピ
ーク位置を互いにずらして線対称になるように設定した
ものである。
The position detecting sensor of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, for example, shows the peak positions of two detection signals corresponding to the relative positional relationship between the two detecting means 1 and 2 and the detected means. It is set so as to be line-symmetric with each other.

【0011】また、本発明の位置検出センサは、図1に
示す如く、検出手段1、2が、磁気抵抗の異方性効果を
有する強磁性体からなる磁気抵抗素子と、磁気抵抗素子
にバイアス磁界をかけるバイアス磁石とからなり、被検
出手段は検出手段1、2に対向する方向に着磁された発
磁体からなり、磁気抵抗素子に作用するバイアス磁界と
発磁体の信号磁界との合成磁界が略45度の位置で検出
信号を得るようにしたものである。
Further, in the position detecting sensor of the present invention, as shown in FIG. 1, the detecting means 1 and 2 include a magnetoresistive element made of a ferromagnetic material having an anisotropic effect of magnetoresistance, and a bias to the magnetoresistive element. The detection target means is a magnetized body magnetized in a direction facing the detection means 1 and 2, and a combined magnetic field of the bias magnetic field acting on the magnetoresistive element and the signal magnetic field of the magnetized body. Is to obtain a detection signal at a position of about 45 degrees.

【0012】また、本発明の位置検出センサは、図4に
示す如く、検出手段10、11は、それぞれに高周波信
号を印加したコイルが巻回された2つのアームを有する
コアと、このコアに対して2つのギャップを設けて両側
から包んだヨークとからなり、被検出手段12、13は
位置検出方向に着磁された発磁体12、13からなり、
2つの検出信号が略0になる位置で一致出力信号を得る
ようにしたものである。
Further, in the position detecting sensor of the present invention, as shown in FIG. 4, the detecting means 10 and 11 each have a core having two arms around which a coil to which a high frequency signal is applied is wound, and the core. On the other hand, it is composed of a yoke which is provided with two gaps and is wrapped from both sides, and the means to be detected 12, 13 are composed of magnetizing bodies 12 and 13 magnetized in the position detecting direction,
The coincidence output signal is obtained at a position where the two detection signals become substantially zero.

【0013】[0013]

【作用】上述せる本発明によれば、温度変化等により、
検出信号出力手段5、6の出力電圧が変動しても、2つ
の検出信号の一致する位置で検出するので、安定して高
精度の位置検出ができる。また、本発明によれば、2つ
の検出信号のピーク位置を互いにずらして線対称になる
ように設定するので、2つの検出信号の一致する位置を
容易に検出できる。
According to the present invention described above, due to temperature change and the like,
Even if the output voltages of the detection signal output means 5 and 6 vary, the detection is performed at the position where the two detection signals match, so that stable and highly accurate position detection can be performed. Further, according to the present invention, the peak positions of the two detection signals are shifted from each other and set so as to be line-symmetric, so that the positions where the two detection signals match can be easily detected.

【0014】また、本発明によれば、バイアス磁石によ
るバイアス磁界と発磁体との合成磁界が磁電変換素子に
対して略45度となったときに、検出信号を得るので、
温度変化に対して安定した出力が得られる。また、本発
明によれば、2つの検出信号が略0になる位置で検出信
号を得るので、温度等の変動によらずに、安定して、高
精度の位置検出ができる。
Further, according to the present invention, since the detection signal is obtained when the combined magnetic field of the bias magnetic field by the bias magnet and the magnetizing body becomes approximately 45 degrees with respect to the magnetoelectric conversion element,
A stable output can be obtained against temperature changes. Further, according to the present invention, since the detection signal is obtained at the position where the two detection signals become substantially 0, stable and highly accurate position detection can be performed irrespective of changes in temperature and the like.

【0015】[0015]

【実施例】以下に、図1乃至図7を参照して本発明の位
置検出センサの一実施例について詳細に説明する。図1
に磁気抵抗素子を利用した位置検出センサの要部の斜視
図及びこれに対応する正面図を示す。検出ヘッドの構成
は図9に詳細に示した従来の構成と同じものであるの
で、その詳細説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the position detecting sensor of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. Figure 1
FIG. 1 shows a perspective view of a main part of a position detection sensor using a magnetoresistive element and a front view corresponding thereto. Since the structure of the detection head is the same as the conventional structure shown in detail in FIG. 9, its detailed description is omitted.

【0016】図1において、検出ヘッド1及び2は位置
検出方向に互いに距離D/2だけ離隔して、検出方向と
垂直方向に互いにオフセットして配置し、発磁体3及び
4は、その厚さ方向にN極及びS極の磁極を着磁し、位
置検出方向に互いに距離Dだけ離隔して、検出方向と垂
直方向に違いにオフセットして配置して、2トラックの
検出路を得るようにしたものである。
In FIG. 1, the detection heads 1 and 2 are arranged so as to be separated from each other by a distance D / 2 in the position detection direction and offset from each other in the direction perpendicular to the detection direction. The magnetic poles of N-pole and S-pole are magnetized in the direction, are separated from each other by the distance D in the position detection direction, and are arranged so as to be offset in the direction perpendicular to the detection direction to obtain a two-track detection path. It was done.

【0017】図3に示すように磁気抵抗素子を利用した
位置検出センサは、図1のように配置された検出ヘッド
1及び2、発磁体3及び4と、この検出ヘッド1及び2
に対して発磁体3及び4の相対的な移動により出力電圧
を検出する検出回路5及び6と、この検出回路5及び6
の出力電圧を比較して、その一致信号を出力する電圧比
較回路7と、電圧比較回路7の一致信号を矩形波に波形
整形するシュミット回路8と、この矩形波電圧を出力す
る出力端子9により構成されている。
As shown in FIG. 3, a position detecting sensor using a magnetoresistive element is composed of the detecting heads 1 and 2, the magnetic generators 3 and 4 arranged as shown in FIG. 1, and the detecting heads 1 and 2.
With respect to the detection circuit 5 and 6 for detecting the output voltage by the relative movement of the magnetic generators 3 and 4, and the detection circuit 5 and 6
Of the output voltage of the voltage comparison circuit 7, a Schmitt circuit 8 for shaping the coincidence signal of the voltage comparison circuit 7 into a rectangular wave, and an output terminal 9 for outputting the rectangular wave voltage. It is configured.

【0018】本例の磁気抵抗素子を利用した位置検出セ
ンサは以上のように構成されていて、検出ヘッド1及び
2に対して発磁体3及び4を相対的に移動させることに
より、検出回路5及び6の出力電圧は、図2に示すよう
な曲線になる。ここで、図2中の曲線に付したA1 、B
1 、C1 及びA1'、B1'、C1'の各点はそれぞれ図1中
の検出方向の位置を示すA1 、B1 、C1 及びA1'、B
1'、C1'の各位置に対応するものである。
The position detecting sensor using the magnetoresistive element of this example is constructed as described above, and the detecting circuit 5 is moved by moving the magnetism generating bodies 3 and 4 relative to the detecting heads 1 and 2. The output voltage of 6 and 6 becomes a curve as shown in FIG. Here, A 1 and B attached to the curves in FIG.
The points 1 , 1 , C 1 and A 1 ′, B 1 ′, C 1 ′ indicate the positions in the detection direction in FIG. 1, respectively A 1 , B 1 , C 1 and A 1 ′, B
1 ', C 1' corresponds to the position of the.

【0019】図2に示すように、一方の検出回路5の出
力電圧のピーク点A1 と、他方の検出回路6の出力電圧
のピーク点C1'との距離がDとなり、検出位置近傍
1 、B 1'で、一方の検出回路の出力電圧が減少して、
他方の検出回路の出力電圧が増加するようになる。ま
た、2つの検出回路の出力電圧の曲線同士の交点B1
1'は、一方の検出回路の出力電圧のピーク点A1 と、
他方の検出回路の出力電圧のピーク点C1'との距離Dの
中点となる。
As shown in FIG. 2, the output of one detection circuit 5 is
Peak point A of force voltage1And the output voltage of the other detection circuit 6
Peak point C1'Becomes D and the vicinity of the detection position
B1, B 1', The output voltage of one detection circuit decreases,
The output voltage of the other detection circuit increases. Well
Also, the intersection B of the curves of the output voltages of the two detection circuits1,
B1'Is the peak point A of the output voltage of one detection circuit1When,
Peak point C of the output voltage of the other detection circuit1'And the distance D
It will be the midpoint.

【0020】また、ここで、検出ヘッド1及び2のバイ
アス磁石によるバイアス磁界と発磁体3及び4との合成
磁界が磁気抵抗素子に対して45度の場合に、磁気抵抗
素子の電気抵抗によらない出力電圧を得られることが、
例えば実公昭56ー47528号公報により知られてい
るので、ほぼ45度となったときに位置検出信号を得る
ようにしている。図2のような検出回路5及び6の出力
電圧が得られるので、検出ヘッド1及び2と発磁体3及
び4とのクリアランスの変動、温度変化、あるいは駆動
電圧の変動等により実線から点線のように出力電圧が変
動しても、位置検出点を2つの検出回路5及び6の出力
電圧の曲線同士の交点B1 、B1'の位置に設定するよう
にすれば、出力電圧の変動によらず高精度の位置検出を
行うことができる。
Further, when the bias magnetic field by the bias magnets of the detection heads 1 and 2 and the combined magnetic field of the magnetic generators 3 and 4 is 45 degrees with respect to the magnetoresistive element, the electric resistance of the magnetoresistive element causes Can get no output voltage,
For example, since it is known from Japanese Utility Model Publication No. 56-47528, a position detection signal is obtained when the angle becomes approximately 45 degrees. Since the output voltages of the detection circuits 5 and 6 as shown in FIG. 2 can be obtained, the solid line changes from the solid line to the dotted line due to variations in the clearance between the detection heads 1 and 2 and the magnetic generators 3 and 4, temperature variations, or variations in the drive voltage. Even if the output voltage fluctuates, if the position detection point is set at the position of the intersections B 1 and B 1 ′ of the curves of the output voltage of the two detection circuits 5 and 6, the fluctuation of the output voltage may occur. Therefore, highly accurate position detection can be performed.

【0021】このように、図2において、位置検出点で
ある、2つの検出回路5及び6の出力電圧の曲線同士の
交点B1 、B1'の位置において、2つの出力電圧の差分
が0になることを利用しているが、図2において、右方
端または左方端の、検出ヘッドが発磁体から遠く離隔し
た状態では、各検出ヘッドによる出力電圧が0になり、
位置検出点と混同する恐れがあるので、予め、各検出ヘ
ッドの出力電圧の差分が0にならないように変位させて
おくものとする。
As described above, in FIG. 2, the difference between the two output voltages is 0 at the positions of the intersections B 1 and B 1 ′ of the output voltage curves of the two detection circuits 5 and 6, which are the position detection points. However, in FIG. 2, the output voltage from each detection head becomes 0 when the detection head at the right end or the left end is far away from the magnetizer.
Since it may be confused with the position detection point, it is preliminarily displaced so that the difference in the output voltage of each detection head does not become zero.

【0022】また、図4に示すように、磁気変調型磁気
センサを利用した位置検出センサの要部を示す。検出ヘ
ッドは、図12に詳細に示したものと同じものなので、
その詳細説明を省略する。図4において、検出方向に対
して垂直方向に所定距離離隔して縦列配置した検出ヘッ
ド10及び11と、検出ヘッド10及び11に対向して
検出方向に対して垂直方向に所定距離離隔して、一方が
一方向の検出方向にN極およびS極の磁極を着磁し、他
方が他方向の検出方向にN極及びS極の磁極を着磁して
縦列配置した発磁体12及び13とから構成される。
Further, as shown in FIG. 4, a main part of a position detecting sensor using a magnetic modulation type magnetic sensor is shown. Since the detection head is the same as that shown in detail in FIG. 12,
Detailed description thereof will be omitted. In FIG. 4, the detection heads 10 and 11 are arranged in a row in a vertical direction with respect to the detection direction, and the detection heads 10 and 11 are opposed to the detection heads 10 and 11 with a predetermined distance in the vertical direction to the detection direction. One is magnetized with N-pole and S-pole magnetic poles in the detection direction in one direction, and the other is magnetized with N-pole and S-pole magnetic poles in the detection direction in the other direction. Composed.

【0023】図6に示す磁気変調型磁気センサを利用し
た位置検出センサは、図4のように配置された検出ヘッ
ド10及び11、発磁体12及び13と、電源回路14
と、電源回路14により電圧を供給されて、高周波パル
ス電圧を検出ヘッド10及び11のコイルに印加する発
振回路15と、この検出ヘッド10及び11に対して発
磁体12及び13の相対的移動により、検出ヘッド10
及び11内で変化するコイルのインダクタンスを加算す
る検出回路16及び17と、検出回路16及び17の出
力電圧を比較して、その一致信号を出力する電圧比較回
路18と、電圧比較回路18の一致信号を矩形波に波形
整形するシュミット回路19と、この矩形波電圧を出力
する出力端子20により構成されている。
A position detection sensor using the magnetic modulation type magnetic sensor shown in FIG. 6 is a detection head 10 and 11, magnetic generators 12 and 13 arranged as shown in FIG. 4, and a power supply circuit 14.
And an oscillator circuit 15 which is supplied with a voltage by a power supply circuit 14 and applies a high frequency pulse voltage to the coils of the detection heads 10 and 11, and a relative movement of the magnetism generators 12 and 13 with respect to the detection heads 10 and 11. , Detection head 10
Of the detection circuits 16 and 17 for adding the inductances of the coils which change in 11 and 11, and the voltage comparison circuit 18 for comparing the output voltages of the detection circuits 16 and 17 and outputting the coincidence signal, and the coincidence of the voltage comparison circuit 18. It is composed of a Schmitt circuit 19 for shaping a signal into a rectangular wave and an output terminal 20 for outputting the rectangular wave voltage.

【0024】本例の磁気変調型磁気センサを利用した位
置検出センサは以上のように構成されていて、検出ヘッ
ド10及び11に対して発磁体12及び13を相対的移
動に移動させることにより、検出回路16及び17の出
力電圧は、図5に示すような曲線になる。ここで、図5
中の曲線に付したA2 、B2 、C2 及びA2'、B2'、C
2'の各点はそれぞれ図4中の検出方向の位置を示す
2 、B2 、C2 及びA2'、B2'、C2'の各位置に対応
するものである。
The position detecting sensor using the magnetic modulation type magnetic sensor of this example is constructed as described above, and by moving the magnetism generating bodies 12 and 13 relative to the detecting heads 10 and 11, The output voltage of the detection circuits 16 and 17 has a curve as shown in FIG. Here, FIG.
A 2 , B 2 , C 2 and A 2 ′, B 2 ′, C attached to the inside curve
2 'A 2 indicating the detection direction of the position in Figure 4 have each point of, B 2, C 2 and A 2', B 2 ', C 2' corresponds to each position of.

【0025】図5に示すように、一方の検出回路16の
出力電圧のプラスのピーク点A2 と、他方の検出回路1
7の出力電圧のプラスのピーク点C2'との距離及び一方
の検出回路16の出力電圧のマイナスのピーク点A2'
と、他方の検出回路17の出力電圧のマイナスのピーク
点C2 との距離が、発磁体12及び13の磁極N極から
S極の長さ、つまり、検出方向の長さに対応する。
As shown in FIG. 5, the positive peak point A 2 of the output voltage of one detection circuit 16 and the other detection circuit 1
7 is the distance from the positive peak point C 2 'of the output voltage and the negative peak point A 2 ' of the output voltage of one detection circuit 16
And the distance from the negative peak point C 2 of the output voltage of the other detection circuit 17 corresponds to the length from the N pole to the S pole of the magnetism generators 12 and 13, that is, the length in the detection direction.

【0026】また、検出位置近傍B2 、B2'で、一方の
検出回路16の出力電圧が減少して、他方の検出回路1
7の出力電圧が増加するようになる。さらに、2つの検
出回路16及び17の出力電圧の曲線同士の交点B2
2'は、一方の検出回路16の出力電圧のプラスのピー
ク点A2 と、他方の検出回路17の出力電圧のプラスの
ピーク点C2'との距離の中点となる。
Also, in the vicinity of the detection position B 2 , B 2 ', the output voltage of one detection circuit 16 decreases and the other detection circuit 1
The output voltage of No. 7 increases. Further, the intersection B 2 between the curves of the output voltages of the two detection circuits 16 and 17,
B 2 ′ is the midpoint of the distance between the positive peak point A 2 of the output voltage of one detection circuit 16 and the positive peak point C 2 ′ of the output voltage of the other detection circuit 17.

【0027】図5のような検出回路16及び17の出力
電圧が得られるので、検出ヘッド10及び11と発磁体
12及び13とのクリアランスの変動、温度変化、ある
いは駆動電圧の変動等により実線から点線のように出力
電圧が変動しても、位置検出点を2つの検出回路16及
び17の出力電圧の曲線同士の交点B2 、B2'の位置に
設定するようにすれば、出力電圧の変動によらず高精度
の位置検出を行うことができる。
Since the output voltages of the detection circuits 16 and 17 as shown in FIG. 5 can be obtained, the solid lines are changed from the solid lines due to variations in the clearance between the detection heads 10 and 11 and the magnetism generators 12 and 13, temperature variations, or variations in the drive voltage. Even if the output voltage fluctuates as shown by the dotted line, if the position detection point is set at the position of the intersection B 2 , B 2 'of the output voltage curves of the two detection circuits 16 and 17, the output voltage Highly accurate position detection can be performed regardless of fluctuations.

【0028】このように、図5において、位置検出点で
ある、2つの検出回路16及び17の出力電圧の曲線同
士の交点B2 、B2'の位置において、2つの出力電圧の
差分が0になることを利用しているが、図5において、
右方端または左方端の、検出ヘッドが発磁体から遠く離
隔した状態では、各検出ヘッドによる出力電圧が0にな
り、位置検出点と混同する恐れがあるので、予め、各検
出ヘッドの出力電圧の差分が0にならないように変位さ
せておくものとする。
As described above, in FIG. 5, the difference between the two output voltages is 0 at the positions of the intersections B 2 and B 2 'of the output voltage curves of the two detection circuits 16 and 17, which are the position detection points. Is used, but in FIG.
When the detection head at the right end or the left end is far away from the magnetizer, the output voltage from each detection head becomes 0, which may be confused with the position detection point. It is assumed that the voltage difference is displaced so that it does not become zero.

【0029】また、図7に別の磁気抵抗素子を利用した
位置検出センサの要部を示す。図7において、検出ヘッ
ド21及び22は位置検出方向に互いに距離Dだけ離隔
して、検出方向と垂直方向に互いにオフセットして配置
し、発磁体23は位置検出方向と垂直方向に検出ヘッド
21及び22を覆うような長さを有し、紙面を貫く方向
に、磁極N極、S極が向くようにして配置する。図7に
示した別の磁気抵抗素子を利用した位置検出センサが図
1に示した磁気抵抗素子を利用した位置検出センサと比
較して、発磁体23を一つにしたところが異なる。ま
た、図7に検出ヘッドが検出方向と垂直方向に互いにオ
フセットして配置した例を示したが、オフセットをしな
いで垂直方向に縦列配置してもよい。
FIG. 7 shows a main part of a position detecting sensor using another magnetoresistive element. In FIG. 7, the detection heads 21 and 22 are arranged so as to be separated from each other by a distance D in the position detection direction and offset from each other in the direction perpendicular to the detection direction, and the magnetic body 23 is arranged in the direction perpendicular to the position detection direction. It has such a length as to cover 22 and is arranged so that the magnetic poles N and S are oriented in the direction of penetrating the paper surface. The position detecting sensor using another magnetoresistive element shown in FIG. 7 is different from the position detecting sensor using the magnetoresistive element shown in FIG. 1 in that one magnetizing body 23 is used. Further, FIG. 7 shows an example in which the detection heads are arranged offset from each other in the detection direction and the vertical direction, but they may be arranged in the vertical direction in a vertical direction without offsetting.

【0030】このような別の磁気抵抗素子を利用した位
置検出センサは、図3に示した磁気抵抗素子を利用した
位置検出センサにおいて、発磁体を1つにしたものと同
等であるので、その構成の詳細説明を省略する。このよ
うな別の磁気抵抗素子を利用した位置検出センサの検出
回路の出力電圧は、図8に示すように、検出方向が右方
向の場合は、上段に示すようになり、また、検出方向が
左方向の場合は、下段に示すようになり、検出ヘッド2
1に波形A3 が対応し、検出ヘッド22に波形B3 が対
応する。
The position detecting sensor using such another magnetoresistive element is equivalent to the position detecting sensor using the magnetoresistive element shown in FIG. 3 with a single magnet. Detailed description of the configuration is omitted. The output voltage of the detection circuit of the position detection sensor using such another magnetoresistive element is as shown in the upper stage when the detection direction is the right direction, as shown in FIG. In the case of the left direction, it becomes as shown in the lower row, and the detection head 2
1 is a waveform A 3 correspond to, the waveform B 3 corresponding to the detection head 22.

【0031】ここで、上段に示す右方向に検出の場合及
び下段に示す左方向の検出の場合共に、2つの波形の交
点の位置でそれぞれ位置を検出するので、上段の出力電
圧の波形の交点と下段の出力電圧の波形の交点との距離
D’が位置検出センサの動作範囲になるが、この距離は
図7に示す検出ヘッド21及び22の位置検出方向の距
離Dに等しくなる。また、発磁体の中心位置C3 は上段
の出力電圧の波形の交点と下段の出力電圧の波形の交点
との距離D’の中点に対応する。
Here, both in the case of detecting in the right direction shown in the upper stage and in the case of detecting in the left direction shown in the lower stage, the positions are detected at the positions of the intersections of the two waveforms. And the distance D ′ between the intersection of the waveforms of the lower output voltage is the operating range of the position detection sensor, and this distance is equal to the distance D in the position detection direction of the detection heads 21 and 22 shown in FIG. The center position C 3 of the magnetizing body corresponds to the midpoint of the distance D ′ between the intersection of the upper output voltage waveform and the lower output voltage waveform.

【0032】このように発磁体を1つに構成しても、検
出方向により検出位置を変えることにより、検出ヘッド
21及び22と発磁体23とのクリアランスの変動、温
度変化、あるいは駆動電圧の変動等により出力電圧が変
動しても、位置検出点を検出方向により図8に示す位置
に設定するようにすれば、出力電圧の変動によらず高精
度の位置検出を行うことができる。
Even if one magnetic body is constructed in this way, by changing the detection position depending on the detection direction, the clearance between the detection heads 21 and 22 and the magnetic body 23 is changed, the temperature is changed, or the drive voltage is changed. Even if the output voltage fluctuates due to factors such as the above, if the position detection point is set to the position shown in FIG. 8 according to the detection direction, highly accurate position detection can be performed regardless of the fluctuation of the output voltage.

【0033】このように、図8において、位置検出点で
ある、2つの検出回路の出力電圧の曲線同士の交点の位
置において、2つの出力電圧の差分が0になることを利
用しているが、図8において、右方端または左方端の、
検出ヘッドが発磁体から遠く離隔した状態では、各検出
ヘッドによる出力電圧が0になり、位置検出点と混同す
る恐れがあるので、予め、各検出ヘッドの出力電圧の差
分が0にならないように変位させておくものとする。
As described above, in FIG. 8, the fact that the difference between the two output voltages becomes 0 at the position of the intersection of the output voltage curves of the two detection circuits, which is the position detection point, is used. In FIG. 8, at the right end or the left end,
When the detection head is far away from the magnet, the output voltage from each detection head becomes 0, which may be confused with the position detection point. Therefore, make sure that the output voltage difference between each detection head does not become 0 in advance. It shall be displaced.

【0034】上述せる本例によれば、温度変化等によ
り、検出信号出力手段5、6の出力電圧が変動しても、
2つの検出信号の一致する位置で検出するので、安定し
て高精度の位置検出ができる。また、本例によれば、2
つの検出信号のピーク位置を互いにずらして線対称にな
るように設定するので、2つの検出信号の一致する位置
を容易に検出できる。
According to this example described above, even if the output voltages of the detection signal output means 5 and 6 change due to temperature changes and the like,
Since the detection is performed at the position where the two detection signals match each other, stable and highly accurate position detection can be performed. Further, according to this example, 2
Since the peak positions of the two detection signals are offset from each other and are set to be line-symmetrical, the positions where the two detection signals match can be easily detected.

【0035】また、本例によれば、バイアス磁石による
バイアス磁界と発磁体3、4との合成磁界が磁気抵抗素
子に対して略45度となったときに、検出信号を得るの
で、温度変化に対して安定した出力が得られる。また、
本例によれば、2つの検出信号が略0になる位置で検出
信号を得るので、温度等の変動によらずに、安定して、
高精度の位置検出ができる。
Further, according to this example, when the combined magnetic field of the bias magnetic field of the bias magnet and the magnetic generators 3 and 4 becomes about 45 degrees with respect to the magnetoresistive element, the detection signal is obtained, so that the temperature change. A stable output can be obtained. Also,
According to this example, since the detection signal is obtained at the position where the two detection signals become substantially 0, it is possible to stably and irrespective of fluctuations in temperature and the like.
Highly accurate position detection is possible.

【0036】従って、上述した本例によれば、2つの検
出ヘッドと1つまたは2つの発磁体とのクリアランスの
変動、温度変化、あるいは駆動電圧の変動等により出力
電圧が変動しても、位置検出点を2つの検出回路の出力
電圧の曲線同士の交点の位置に設定するようにすれば、
出力電圧の変動によらず高精度の位置検出を行うことが
できる。尚、上述の実施例は本発明の一例であり、本発
明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得
ることは勿論である。
Therefore, according to the above-described present example, even if the output voltage fluctuates due to the fluctuation of the clearance between the two detection heads and the one or the two magnetizers, the temperature change, the fluctuation of the driving voltage, etc. If the detection point is set at the position of the intersection of the curves of the output voltages of the two detection circuits,
Highly accurate position detection can be performed regardless of fluctuations in the output voltage. The above-described embodiment is an example of the present invention, and it goes without saying that various other configurations can be adopted without departing from the scope of the present invention.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明によれば、温度変化等により、検
出信号出力手段の出力電圧が変動しても、2つの検出信
号の一致する位置で検出するので、安定して高精度の位
置検出ができる。また、2つの検出信号のピーク位置を
互いにずらして線対称になるように設定するので、2つ
の検出信号の一致する位置を容易に検出でき、検出方向
の両方向からの移動に対して、唯一の位置で信号を発生
することができる。また、バイアス磁石によるバイアス
磁界と発磁体3、4との合成磁界が磁気抵抗素子に対し
て略45度となったときに、検出信号を得るので、温度
変化に対して安定した出力が得られる。また、2つの検
出信号が略0になる位置で検出信号を得るので、温度等
の変動によらずに、安定して、高精度の位置検出ができ
る。従って、上述した本発明によれば、2つの検出ヘッ
ドと発磁体とのクリアランスの変動、温度変化、あるい
は駆動電圧の変動等により出力電圧が変動しても、位置
検出点を2つの検出回路の出力電圧の曲線同士の交点の
位置に設定するようにすれば、出力電圧の変動によらず
高精度の位置検出を行うことができる。
According to the present invention, even if the output voltage of the detection signal output means fluctuates due to temperature change or the like, the detection is performed at the position where the two detection signals match each other, so that stable and highly accurate position detection can be performed. You can Further, since the peak positions of the two detection signals are set so as to be offset from each other so as to be line-symmetrical, it is possible to easily detect the coincident position of the two detection signals, and to detect the movement from both directions in the detection direction. A signal can be generated at the location. Further, since the detection signal is obtained when the combined magnetic field of the bias magnetic field of the bias magnet and the magnetic generators 3 and 4 becomes approximately 45 degrees with respect to the magnetoresistive element, a stable output can be obtained against temperature changes. . Further, since the detection signal is obtained at the position where the two detection signals become substantially 0, stable and highly accurate position detection can be performed irrespective of changes in temperature and the like. Therefore, according to the above-described present invention, even if the output voltage fluctuates due to the fluctuation of the clearance between the two detection heads and the magnetism generator, the temperature change, the fluctuation of the drive voltage, or the like, the position detection point is detected by the two detection circuits. By setting the position of the intersection of the curves of the output voltage, it is possible to perform highly accurate position detection regardless of the fluctuation of the output voltage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の磁気抵抗素子を利用した位置検出セン
サの要部を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a main part of a position detection sensor using a magnetoresistive element of the present invention.

【図2】本発明の磁気抵抗素子を利用した位置検出セン
サの検出回路の出力電圧を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an output voltage of a detection circuit of a position detection sensor using the magnetoresistive element of the present invention.

【図3】本発明の磁気抵抗素子を利用した位置検出セン
サのブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram of a position detection sensor using the magnetoresistive element of the present invention.

【図4】本発明の磁気変調型磁気センサを利用した位置
検出センサの要部を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a main part of a position detection sensor using the magnetic modulation type magnetic sensor of the present invention.

【図5】本発明の磁気変調型磁気センサを利用した位置
検出センサの検出回路の出力電圧を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an output voltage of a detection circuit of a position detection sensor using the magnetic modulation type magnetic sensor of the present invention.

【図6】本発明の磁気変調型磁気センサを利用した位置
検出センサのブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram of a position detection sensor using the magnetic modulation type magnetic sensor of the present invention.

【図7】本発明の他の磁気抵抗素子を利用した位置検出
センサの要部を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a main part of a position detection sensor using another magnetoresistive element of the present invention.

【図8】本発明の他の磁気抵抗素子を利用した位置検出
センサの検出回路の出力電圧を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an output voltage of a detection circuit of a position detection sensor using another magnetoresistive element of the present invention.

【図9】従来の磁気抵抗素子を利用した位置検出センサ
の要部を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a main part of a conventional position detection sensor using a magnetoresistive element.

【図10】従来の磁気抵抗素子を利用した位置検出セン
サのブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram of a conventional position detection sensor using a magnetoresistive element.

【図11】従来の磁気抵抗素子を利用した位置検出セン
サの検出回路及びリレー回路の出力電圧を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing output voltages of a detection circuit and a relay circuit of a position detection sensor using a conventional magnetoresistive element.

【図12】従来の磁気変調型磁気センサを利用した位置
検出センサの要部を示す斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view showing a main part of a position detection sensor using a conventional magnetic modulation type magnetic sensor.

【図13】従来の磁気変調型磁気センサを利用した位置
検出センサのブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram of a position detection sensor using a conventional magnetic modulation type magnetic sensor.

【図14】従来の磁気変調型磁気センサを利用した位置
検出センサの検出回路の出力電圧を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing an output voltage of a detection circuit of a position detection sensor using a conventional magnetic modulation type magnetic sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2 検出ヘッド 3、4 発磁体 5、6 検出回路 7 電圧比較回路 10、11 検出ヘッド 12、13 発磁体 16、17 検出回路 18 電圧比較回路 1, 2 Detection head 3, 4 Magnetization body 5, 6 Detection circuit 7 Voltage comparison circuit 10, 11 Detection head 12, 13 Magnetization body 16, 17 Detection circuit 18 Voltage comparison circuit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2つの検出手段と、前記2つの検出手段
に対向して配置した被検出手段と、前記2つの検出手段
と前記被検出手段との相対的位置関係に対応する2つの
検出信号を出力する2つの検出信号出力手段と、前記2
つの検出信号出力手段の2つの検出信号の差分が略0に
なる位置で一致信号を出力する一致信号出力手段とから
なり、前記一致信号を用いて位置検出をする位置検出セ
ンサ。
1. A detection means arranged to face the two detection means, and two detection signals corresponding to a relative positional relationship between the two detection means and the detected means. Two detection signal output means for outputting
A position detection sensor which comprises a coincidence signal output means for outputting a coincidence signal at a position where the difference between two detection signals of one detection signal output means becomes substantially 0, and which detects a position using the coincidence signal.
【請求項2】 前記2つの検出手段と前記被検出手段と
の相対的位置関係に対応する2つの検出信号のピーク位
置を互いにずらして線対称になるように設定したことを
特徴とする請求項1記載の位置検出センサ。
2. The peak positions of the two detection signals corresponding to the relative positional relationship between the two detection means and the detected means are shifted from each other and set so as to be line-symmetrical. 1. The position detection sensor according to 1.
【請求項3】 前記検出手段は、磁気抵抗の異方性効果
を有する強磁性体からなる磁気抵抗素子と、前記磁気抵
抗素子にバイアス磁界をかけるバイアス磁石とからな
り、前記被検出手段は前記検出手段に対向する方向に着
磁された発磁体からなり、前記磁気抵抗素子に作用する
バイアス磁界と前記発磁体の信号磁界との合成磁界が略
45度の位置で検出信号を得るようにしたことを特徴と
する請求項1記載の位置検出センサ。
3. The detection means includes a magnetoresistive element made of a ferromagnetic material having an anisotropic effect of magnetoresistance and a bias magnet for applying a bias magnetic field to the magnetoresistive element, and the detected means is the It is composed of a magnetized body magnetized in a direction facing the detection means, and a detection signal is obtained at a position where the combined magnetic field of the bias magnetic field acting on the magnetoresistive element and the signal magnetic field of the magnetized body is approximately 45 degrees. The position detection sensor according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記検出手段は、それぞれに高周波信号
を印加したコイルが巻回された2つのアームを有するコ
アと、前記コアに対して2つのギャップを設けて両側か
ら包んだヨークとからなり、前記被検出手段は前記位置
検出方向に着磁された発磁体からなり、前記2つの検出
信号が略0になる位置で検出信号を得るようにしたこと
を特徴とする請求項1記載の位置検出センサ。
4. The detection means comprises a core having two arms around which a coil to which a high-frequency signal is applied is wound, and a yoke wrapped around the core with two gaps. 2. The position according to claim 1, wherein the detected means is composed of a magnetized body magnetized in the position detecting direction, and the detection signal is obtained at a position where the two detection signals become substantially zero. Detection sensor.
JP33178392A 1992-12-11 1992-12-11 Position detection sensor Pending JPH06180204A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09152303A (en) * 1995-12-01 1997-06-10 Smc Corp Detection apparatus for position
JP2008076193A (en) * 2006-09-20 2008-04-03 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Position detector, optical system with position detector, and imaging device
JP2013100843A (en) * 2011-11-07 2013-05-23 Honda Motor Co Ltd Transmission neutral position determining device

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