JPH06317637A - 磁性検出装置 - Google Patents

磁性検出装置

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JPH06317637A
JPH06317637A JP5129918A JP12991893A JPH06317637A JP H06317637 A JPH06317637 A JP H06317637A JP 5129918 A JP5129918 A JP 5129918A JP 12991893 A JP12991893 A JP 12991893A JP H06317637 A JPH06317637 A JP H06317637A
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JP
Japan
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signal
perturbation
magnetic
coil
magnetic detection
Prior art date
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Pending
Application number
JP5129918A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Suzuki
洋 鈴木
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁性検出装置から取り出される磁性検出信号
を温度変化の影響を受けない安定したものにする。 【構成】 磁気抵抗素子MR1,MR2にバイアス磁界
を与えるバイアスマグネット1に、摂動コイル8を巻回
する。信号取り出し部3からの磁性検出信号は、磁性検
出信号より高周波数f0 で駆動される摂動コイル8から
磁束密度の変化による摂動信号を与えられ変調される。
駆動電圧制御部9で、温度変化による摂動信号の振幅変
化を検出し、摂動信号の振幅が常に一定となるよう駆動
電圧印加部7を制御する。したがって、信号取り出し部
3から取り出される磁性検出信号は常に温度変化の影響
を受けない安定したものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗素子を用いて
回転体の回転検出等を行う磁性検出装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】被検出体としての歯車等の磁性体の回転
速度を検出する回転数検出機や、紙幣に形成されている
磁性インクの配設状況により紙幣の識別を行う紙幣識別
機には、磁気検出装置が組み込まれており、図4には回
転数検出機に組み込んだ場合の磁性検出装置の回路構成
が示されている。同図において、磁気抵抗素子MR1と
MR2の直列接続体の一端側は駆動電源VCCに接続され
ており、他端側はグランドに接続している。歯車2等の
回転動作によって歯車2の山と谷が磁気抵抗素子MR
1,MR2に対向するときに、磁気抵抗素子MR1,M
R2を通るバイアスマグネット1のバイアス磁界の強さ
が変化するので、各磁気抵抗素子MR1,MR2の抵抗
値が変化して各磁気抵抗素子MR1,MR2の発生電圧
が変化し、信号取り出し部3よりこの発生電圧の差動出
力Vout が正弦波のアナグロ波形の磁性検出信号として
取り出される。
【0003】このような回路構成をもつ磁性検出装置
は、一般には図3に示すように、信号取り出し部3側が
増幅器4に接続され、磁性検出信号を増幅した後、所望
の信号処理回路5に接続されて、回転体の検出や紙幣の
識別が行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁気抵
抗素子MR1,MR2からの出力電圧は約−0.5 %/℃
の温度係数をもっているため、環境温度によって変化
し、その結果、増幅器4からの出力電圧も温度によって
変化してしまい、後に続く信号処理回路5で温度補償を
する回路を設ける必要がある等、回路構成が複雑となる
という問題があった。
【0005】そこで、従来より後段の信号処理回路5で
温度補償を行う必要がないよう増幅器4のゲインをサー
ミスタで補正したり、または、各磁気抵抗素子MR1,
MR2に並列に抵抗体を接続して補正しているが、いず
れも完全に補正することができないばかりか、磁性の検
出精度が低下してしまうという問題もあった。さらに、
磁気抵抗素子の1つ1つが温度特性のばらつきをもって
いるので、その1つ1つの磁気抵抗素子に対応した温度
補償を行うのは大変困難であった。
【0006】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたものであり、その目的は、温度特性をもつ磁
気抵抗素子からの出力電圧を温度の影響を受けないよう
完全に補正することによって磁性の検出精度を高め、後
段に続く信号処理回路の構成を簡易にできる磁性検出装
置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明は、磁気抵抗素子の直列回路の一端側を駆動電圧印
加部とし、他端側をグランド側とし、磁気抵抗素子の直
列接続部を磁性検出信号の信号取り出し部とし、磁気抵
抗素子の直列回路にバイアス磁界を付与するバイアスマ
グネットが設けられている磁性検出装置において、前記
バイアスマグネットは磁性体に摂動コイルを巻回した電
磁石によって構成され、摂動コイルを前記磁性検出信号
よりも高い周波数で駆動し磁気抵抗素子に摂動信号を与
えるコイル駆動部と、前記信号取り出し部で取り出され
る信号から摂動信号成分を検出し摂動信号成分の振幅が
一定となるように前記駆動電圧印加部への印加電圧を制
御する駆動電圧制御部とを有することを特徴として構成
されている。
【0008】
【作用】磁気抵抗素子の直列回路にバイアス磁界を与え
る電磁石は摂動コイルを有しており、この摂動コイルは
コイル駆動部からの駆動により磁束密度を変化させ、磁
性検出信号よりも高い周波数の駆動信号を前記磁気抵抗
素子に与えている。したがって、信号取り出し部から
は、摂動信号により変調された磁性検出信号が取り出さ
れる。
【0009】磁気抵抗素子の温度特性により、信号取り
出し部から取り出される磁性検出信号と摂動信号との合
成信号は、環境温度により振幅が変化する。信号取り出
し部から取り出される信号の摂動信号成分も温度変化に
より振幅が変化しており、駆動電圧制御部では、この摂
動信号の振幅変化を検出して、摂動信号の振幅が常に一
定となるよう、つまり、環境温度の変化を受けないよう
駆動電圧印加部を制御する。したがって、磁性検出信号
は温度の影響を受けない安定したものとなる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1には、本発明に係る磁性検出装置の回路構成
の一実施例が示されている。同図において、磁気抵抗素
子MR1,MR2は、図2に示すように、磁性体17に摂
動コイル8を巻回して電磁石として構成されるバイアス
マグネット1の表面側に歯車2等の被磁性体と対向配置
されている。磁気抵抗素子MR1とMR2は直列に接続
されており、その接続部は信号取り出し部3となってお
り、この信号取り出し部3から磁性検出信号が取り出さ
れる。この直列接続体の一端側は駆動電圧印加部7に接
続されており、他端側はグランド側に接続されている。
【0011】前記摂動コイル8の一端側はコイル駆動部
としての発振器6に、他端側はグランド側に接続されて
いる。発振器6は、直流レベルに前記磁性検出信号より
も高い周波数f0 の交流信号をのせて摂動コイル8を駆
動しており、この摂動コイル8により、磁気抵抗素子M
R1,MR2に加わる磁束密度が変化する。したがっ
て、前記信号取り出し部3から取り出される信号は、摂
動コイル8から加えられる磁束密度の変化による高周波
数f0 の摂動信号により変調される。発振器6から摂動
コイル8に加わる直流成分により磁性体17をバイアスマ
グネットとして機能させ、磁気抵抗素子MR1,MR2
にバイアス磁界を与えている。
【0012】信号取り出し部3の出力側は、経路A側と
経路B側に分岐されており、経路A側には高周波数の信
号だけを通すバンドパスフィルタ10と、信号を増幅する
増幅器11と、信号を整流する整流平滑器12とが、直列に
接続されている。整流平滑器12の出力側は、誤差増幅器
13の反転入力端子側に接続され、誤差増幅器13の非反転
入力端子側は、基準電圧Vr が印加されている。誤差増
幅器13の出力端側は、トランジスタ14のベース側に接続
されている。これら、バンドパスフィルタ10と、増幅器
11と、整流平滑器12と、誤差増幅器13と、トランジスタ
14とは駆動電圧制御部9を構成している。
【0013】前記トランジスタ14のコレクタ側は駆動電
源Vcc側に接続されており、同トランジスタ14のエミッ
タ側は、磁気抵抗素子MR1,MR2の直列接続体の一
端側端子、つまり、駆動電圧印加部7に接続されてい
る。駆動電圧印加部7は、駆動電圧制御部9から信号を
受けて誤差増幅器13の反転入力端子側に加わる電圧が基
準電圧Vr と等しくなるよう、すなわち、摂動信号の振
幅が常に一定となるよう磁気抵抗素子MR1,MR2側
へ電圧を印加する構成となっている。
【0014】また、信号取り出し部3より経路B側に
は、ノッチフィルタ15が接続されており、ノッチフィル
タ15の出力側は増幅器4に接続されている。ノッチフィ
ルタ15は高周波数の摂動信号成分を除去し、低周波数の
磁性検出信号成分だけを通し、増幅器4は磁性検出信号
を増幅するものである。増幅器4の出力側は所望の信号
処理回路へと接続されて、本実施例の磁性検出装置の回
路が構成されている。
【0015】このような、回路構成をもつ磁性検出装置
では、発振器6により摂動コイル8が駆動されるが、こ
のとき、信号取り出し部3から取り出される信号の摂動
信号成分の振幅変化がないときは、その摂動信号を増幅
器11、および、整流平滑器12を通して増幅平滑した信号
の電圧は、基準電圧Vr と等しくなり、駆動電源Vcc
電圧増減制御は行われず、回路は定常状態で作動する。
【0016】一方、環境温度が変化して摂動信号成分の
振幅が変化すると、その摂動信号を増幅し、整流した信
号の電圧は、基準電圧Vr と差を生じ、駆動電圧制御部
9にて、この差が零になるよう、すなわち、摂動信号の
増幅平滑電圧が基準電圧Vrと等しくなる方向にトラン
ジスタ14のベース側へ電圧が印加され、このベース電圧
の増減によって駆動電源Vccから駆動電圧印加部7への
印加電圧が制御されている。つまり、環境温度の変化が
あっても摂動信号の振幅は常に一定に制御される。これ
に伴い、磁性検出信号の振幅は、環境温度の影響を除去
したものになる。したがって、この磁性検出装置の回路
は、温度補償回路を組み込んだものと等価となってい
る。このような温度補償された磁性検出信号は増幅器4
によって増幅され、所望の信号処理回路に加えられて、
回転数の検出や、紙幣の識別が行われる。
【0017】本実施例によれば、磁気抵抗素子MR1,
MR2から取り出される磁性検出信号を高周波数f0
摂動信号によって変調し、環境温度の変化による信号取
り出し部3からの信号の振幅変化を摂動信号の電圧変化
によって検出し、摂動信号の電圧が、常に一定の基準電
圧Vr となるよう、駆動電源Vccを制御している。した
がって、信号取り出し部3から取り出される信号から摂
動信号成分を取り除いた磁性検出信号も温度変化の影響
を受けない安定したものとなり、磁性の検出精度が高く
なる。
【0018】また、回路の前段、つまり、信号取り出し
部3の出力側に駆動電圧制御部9が接続されて温度補償
が行われるので、後段の信号処理回路で複雑な温度補償
用の路を設ける必要がなく信号処理が容易となる。さら
に、駆動電圧制御部9の回路構成は、後段の信号処理回
路に設ける従来の温度補償用回路に比べて頗る簡易構成
となっており、したがって、製造が容易となり、低コス
トになる。
【0019】なお、本発明は上記実施例の限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例のノッチフィルタ15の代わりにローパスフィルタ
を、バンドパスフィルタ10の代わりにハイパスフィルタ
を用いてもよい。
【0020】また、上記実施例では歯車2等の回転数検
出の例で説明したが、紙幣の識別や、直線移動の検出
や、磁気カードの読み取り装置等にも適用することがで
きる。
【0021】さらに、上記実施例では、バイアスマグネ
ット1を電磁石として構成したが、バイアスマグネット
1を永久磁石にて構成し、この永久磁石により磁気抵抗
素子MR1,MR2にバイアス磁界を与えるようにして
もよい。この場合には、バイアスマグネット1としての
永久磁石に摂動コイル8を巻回し、摂動コイル8に発振
器6から高周波数f0 の交流信号を加えることにより磁
気抵抗素子MR1,MR2に高周波数f0 の摂動信号を
与えることになる。
【0022】
【発明の効果】本発明は、摂動コイルの駆動により、磁
性検出信号は、磁性検出信号よりも高周波の摂動信号に
よって変調され、駆動電圧制御部で摂動信号成分の振幅
が一定となるように、駆動電圧印加部に加わる電圧を制
御しているので、温度変化により磁気抵抗素子からの出
力が変化しても、磁性検出信号は温度変化の影響を受け
ない安定したものにすることができる。したがって、磁
性検出装置の検出精度が高まり、後段の信号処理回路に
おいて温度補償用回路を設ける必要がないので信号処理
が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る磁性検出装置の一実施例を示す回
路構成図である。
【図2】同実施例の磁性検出部分を示す模式図である。
【図3】従来の磁性検出装置の回路構成を示す説明図で
ある。
【図4】従来の磁性検出装置の磁性検出部分を示す模式
図である。
【符号の説明】
1 バイアスマグネット 3 信号取り出し部 6 発振器(コイル駆動部) 7 駆動電圧印加部 8 駆動コイル 9 駆動電圧制御部 17 磁性体 MR1,MR2 磁気抵抗素子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気抵抗素子の直列回路の一端側を駆動
    電圧印加部とし、他端側をグランド側とし、磁気抵抗素
    子の直列接続部を磁性検出信号の信号取り出し部とし、
    磁気抵抗素子の直列回路にバイアス磁界を付与するバイ
    アスマグネットが設けられている磁性検出装置におい
    て、前記バイアスマグネットは磁性体に摂動コイルを巻
    回した電磁石によって構成され、摂動コイルを前記磁性
    検出信号よりも高い周波数で駆動し磁気抵抗素子に摂動
    信号を与えるコイル駆動部と、前記信号取り出し部で取
    り出される信号から摂動信号成分を検出し摂動信号成分
    の振幅が一定となるように前記駆動電圧印加部への印加
    電圧を制御する駆動電圧制御部とを有する磁性検出装
    置。
JP5129918A 1993-05-06 1993-05-06 磁性検出装置 Pending JPH06317637A (ja)

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