JPH0645853Y2 - 原点信号検出装置 - Google Patents

原点信号検出装置

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JPH0645853Y2
JPH0645853Y2 JP14299088U JP14299088U JPH0645853Y2 JP H0645853 Y2 JPH0645853 Y2 JP H0645853Y2 JP 14299088 U JP14299088 U JP 14299088U JP 14299088 U JP14299088 U JP 14299088U JP H0645853 Y2 JPH0645853 Y2 JP H0645853Y2
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magnetoresistive
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origin
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崇 片桐
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、磁気抵抗ストライプを用いた原点信号検出装
置に関するものであり、回転位置検出装置や回転速度検
出装置あるいはエンコーダなどに適用可能なものであ
る。
(従来の技術) 第13図は、磁気抵抗ストライプを用いた原点信号検出装
置の従来例を示す。第13図において、N極とS極の1極
対の原点信号を記録した原点信号記録部2を有してなる
磁気記録媒体1に対して、2本の磁気抵抗ストライプR
11,R12を有してなる磁気抵抗素子3が所定の間隙をお
いて対向配置されている。磁気記録媒体1は磁気抵抗素
子3に対し矢印で示す方向に相対移動する。2本の磁気
抵抗ストライプR11,R12は磁気記録媒体1との相対移動
方向に対し直交する方向に、かつ、この相対移動方向に
一定の間隔をおいて配置され、互いに直列に接続されて
いる。2本の磁気抵抗ストライプR11,R12の接続点から
は一定の電圧Vccが供給され、一方の磁気抵抗ストライ
プR12には定電流源により一定の電流I11が供給され、他
方の磁気抵抗ストライプR12には定電流源により一定の
電流I12が供給される。磁気抵抗ストライプR11の端子電
圧V11はコンパレータ4の+側に入力され、磁気抵抗ス
トライプR12の端子電圧V12はコンパレータ4の−側に入
力される。コンパレータ4からは原点相パルス信号eが
出力される。
いま、磁気抵抗素子3に対し磁気記録媒体1が相対移動
して磁気抵抗ストライプR11,R12の位置を原点信号記録
部2が通過したとする。このとき磁気抵抗ストライプR
11,R12が原点信号を検出してその抵抗が変化するた
め、各端子電圧V11,V12が第14図に示すように山形に変
化する。また、2本の磁気抵抗ストライプR11,R12は上
記相対移動方向に一定間隔でずらされているため、各端
子電圧V11,V12の上記山形に変化するタイミングもずれ
る。上記各端子電圧V11,V12はコンパレータ4で比較さ
れ、第14図に示すように電圧V12よりも電圧V11が高いと
き原点信号パルスeが出力され、記録媒体1の原点検出
に供される。
なお、磁気抵抗ストライプR11,R12が原点信号記録部2
に対向せず、各端子電圧V11,V12に信号が表れていない
とき、ノイズ成分によってコンパレータ4が誤動作して
パルス信号が出力されてしまうことを防止するために、
端子電圧V11と端子電圧V12との間にΔVだけ差を設けて
いる。
(考案が解決しようとする課題) 上記従来の原点信号検出装置において、端子電圧V11,V
12はそれぞれVcc−R11I11とVcc−R12I12で表すことがで
きる。そして、端子電圧V11とV12の差ΔVは、 ΔV=V12‐V11=(Vcc-R12I12)‐(Vcc-R11I11) =R11I11‐R12I12 となる。しかるに、磁気抵抗ストライプR11,R12はプラ
スの温度係数をもつため、上記の式から得られるΔVも
プラスの温度係数をもつことになり、温度が上昇すると
ΔVが大きくなる。ΔVが大きくなると原点パルス信号
eの幅Wが小さくなる。第15図はこの原点パルス信号の
幅Wが温度と共に変化する様子を示すもので、原点パル
ス信号の幅Wはマイナスの温度特性をもっていることに
なり、その結果、温度変化によって原点パルス信号の出
力タイミングがずれることになり、原点の検出に誤差を
生ずることになる。
本考案は、かかる従来技術の問題点を解消するためにな
されたもので、温度変化による原点パルス信号の出力タ
イミングのずれをなくして原点検出の誤差をなくすこと
ができる原点信号検出装置を提供することを目的とす
る。
(課題を解決するための手段) 本考案は、複数組の磁気抵抗ストライプの各組に直列に
定電流源を接続してなる原点信号検出装置において、磁
気抵抗ストライプよりも温度係数の小さい抵抗を上記磁
気抵抗ストライプの少なくとも1本と並列に接続したこ
とを特徴とする。
(作用) 複数組の磁気抵抗ストライプにかかる各電圧に差をつ
け、かつ、各電圧を比較することによって原点パルス信
号を出力させる場合、上記各電圧の差に対しては、磁気
抵抗ストライプよりも温度係数の小さい抵抗が磁気抵抗
ストライプの温度係数を相殺するように作用し、原点パ
ルス信号の出力タイミングが温度変化と共に変動するこ
とがなくなる。
(実施例) 以下、第1図ないし第12図を参照しながら本考案にかか
る原点信号検出装置の実施例について説明する。
第1図において、符号1で示す磁気記録媒体は、前述の
従来例における磁気記録媒体と同様に、N極とS極の1
極対の原点信号を記録した原点信号記録部2を有してい
る。この磁気記録媒体1に対して、2本の磁気抵抗スト
ライプR11,R12を有してなる磁気抵抗素子3が所定の間
隙をおいて対向配置されている。磁気記録媒体1は磁気
抵抗素子3に対し矢印で示す方向に相対移動する。2本
の磁気抵抗ストライプR11,R12は磁気記録媒体1との相
対移動方向に対し直交する方向に、かつ、この相対移動
方向に一定の間隔をおいて配置され、互いに直列に接続
されている。2本の磁気抵抗ストライプR11,R12の接続
点からは一定の電圧Vccが供給され、一方の磁気抵抗ス
トライプR11には定電流源7により一定の電流が供給さ
れ、他方の磁気抵抗ストライプR12には定電流源7によ
り一定の電流I12が供給される。磁気抵抗ストライプR11
の端子電圧V11はコンパレータ4の+側に入力され、磁
気抵抗ストライプR12の端子電圧V12はコンパレータ4の
−側に入力される。コンパレータ4からは原点相パルス
信号e1が出力される。
上記定電流源7は、磁気抵抗ストライプR11に直列に接
続されたトランジスタTR11及び抵抗R1と、磁気抵抗スト
ライプR12に直列に接続されたトランジスタTR12及び可
変抵抗R2と、オペアンプ5とを有してなる。オペアンプ
5は、上記抵抗R2の端子電圧と基準電圧Vcnとを入力と
し、上記抵抗R2の端子電圧の変化に応じて各トランジス
タTR11,TR12のベースを制御することにより各磁気抵抗
ストライプR11,R12にそれぞれ一定の電流を流すように
なっている。
さて、上記実施例が前記従来例と大きく異なる点は、上
記磁気抵抗ストライプR11,R12よりも温度係数の小さい
温度補償用の抵抗Rcが上記二つの磁気抵抗ストライプR
11,R12のうちの一方の磁気抵抗ストライプR11と並列に
接続されていることである。また、上記抵抗Rcの値は磁
気抵抗ストライプR11,R12の抵抗値よりも大きい値に設
定されている。
上記実施例において、定電流源7内の可変抵抗R2を調整
することにより磁気抵抗ストライプR12に流れる電流I12
を調整し、コンパレータ4のマイナス側の入力電圧V12
のレベルを調整する。一方、磁気抵抗ストライプR11
温度補償用抵抗Rcとの合成抵抗に流れる電流を電流I11
と定義し、この電流I11は抵抗R1の値により固定的に決
まり、コンパレータ4のプラス側の入力電圧V11のレベ
ルが固定的に決まる。そこで、可変抵抗R2の調整によ
り、第2図に示すようにV12とV11との差ΔVを約20mV程
度に設定しておく。
いま、磁気抵抗素子3に対し磁気記録媒体1が相対移動
して磁気抵抗ストライプR11,R12の位置を原点信号記録
部2が通過したとする。このとき磁気抵抗ストライプR
11,R12が原点信号を検出してその抵抗が変化するた
め、各端子電圧V11,V12が第2図に示すように山形に変
化する。また、2本の磁気抵抗ストライプR11,R12は上
記相対移動方向に一定間隔でずらされているため、各端
子電圧V11,V12の上記山形に変化するタイミングもずれ
る。上記各端子電圧V11,V12はコンパレータ4で比較さ
れ、第13図について説明した従来例の場合と同様に、電
圧V12よりも電圧V11が高いとき原点信号パルスe1が出力
され、記録媒体1の原点検出に供される。上記原点信号
パルスe1の出力タイミングは、従来の技術に関して説明
したとおり、電圧V12,V11の差ΔVの変動に伴って変動
する。そこで、上記実施例におけるΔVについて検討す
ると、温度補償用の抵抗Rcを加えたことにより、ΔV
は、 となる。そして、磁気抵抗ストライプR11,R12の抵抗値
は等しいものと見ることができるから、 となる。上記(2)式において、R11は通常+3500ppm/
℃程度の温度係数を有する。従って、温度の変動にかか
わらずΔVを一定にするためには、(2)式の括弧内の
温度係数を‐3500ppm/℃にすればよいことがわかる。し
かるに、RcはR11より抵抗値が大きく、温度係数が小さ
い。従って、(2)式の中の はマイナスの温度係数をもつことになる。そこで、電流
I11,I12、磁気抵抗ストライプR11の値に応じて抵抗Rc
の大きさを選定すれば、(2)式の括弧の中の温度係数
を‐3500ppm/℃に調整することができ、こうすることに
より(2)式のR11と括弧内の温度係数とがプラスとマ
イナスとで相殺され、ΔVの温度係数をほぼ0とするこ
とができる。ΔVの温度係数がほぼ0であれば、第3図
に示すように、温度が変動しても原点信号パルスe1の幅
が常に一定で出力のタイミングのずれがなくなり、精度
のよい原点信号検出を行うことができる。
次に、本考案にかかる原点信号検出装置の各種変形実施
例について説明する。
第4図の実施例は、磁気抵抗素子31を構成する磁気抵抗
ストライプR21,R22を接地側に、定電流源を電源Vcc側
に接続したものである。一方の磁気抵抗ストライプR22
には温度補償用の抵抗Rc2が並列に接続されている。こ
の実施例によって得られる各部の波形は第5図に示すと
おりで、磁気抵抗ストライプR21,R22が原点信号を検出
したとき各磁気抵抗ストライプの電圧V21,V22は谷状に
落ち込む。コンパレータ4はV21>V22のとき原点信号パ
ルスe2を出力する。R21はR22とほぼ同じとすれば、V21
とV22の差ΔV′は、 となって(2)式と同じ形になる。従って、この実施例
の場合も抵抗Rc2を追加することによって温度補償機能
をもたせることが可能であり、精度のよい原点信号検出
を行うことができる。
第6図の実施例は、磁気抵抗素子32を、直列接続された
4本の磁気抵抗ストライプR31,R32,R33,R34で構成し
たものである。2本の磁気抵抗ストライプR31,R32は近
接して平行に配置されて一組の磁気抵抗ストライプを構
成し、他の2本の磁気抵抗ストライプR33,R34も近接し
て平行に配置されて他の一組の磁気抵抗ストライプを構
成している。各組の磁気抵抗ストライプは磁気記録媒体
の移動方向に一定の間隔をおいて配置されている。各組
の磁気抵抗ストライプの接続点には一定の電源電圧Vcc
が供給され、各組の磁気抵抗ストライプには定電流源に
より一定の電流I31,I34が流される。磁気抵抗ストライ
プR32には温度補償用の抵抗Rc3が接続されている。一組
の磁気抵抗ストライプR31,R32の電圧V31と他の一組の
磁気抵抗ストライプR33,R34の電圧V34はコンパレータ
4で比較され、原点信号パルスe3が出力される。
上記第6図の実施例の場合、各組の磁気抵抗ストライプ
はそれぞれ単独の磁気抵抗ストライプで構成したのと同
様に作用するものとみなすことができ、複数本の磁気抵
抗ストライプのうち少なくとも1本の磁気抵抗ストライ
プと並列に磁気抵抗ストライプよりも温度係数の小さい
抵抗Rc3を接続することにより、これまで説明してきた
実施例と同様の効果を奏する。
第6図の実施例のように4本の磁気抵抗ストライプで磁
気抵抗素子を構成した場合、温度補償用の抵抗は、第7
図に符号Rc4で示すように、磁気抵抗ストライプR31と並
列に接続してもよい。また、第8図に符号Rc5で示すよ
うに、直列接続された磁気抵抗ストライプR31,R32に対
して並列に、換言すれば電源Vccとコンパレータ4のプ
ラス側の入力端子との間に接続してもよい。いずれの場
合でも、前述の実施例と同様の効果を奏する。
第9図の実施例は、磁気抵抗素子33を2本の磁気抵抗ス
トライプR41,R42で構成したものにおいて、温度補償用
の抵抗Rc6を磁気抵抗ストライプR41に並列に接続すると
共に、磁気抵抗ストライプR42に並列に抵抗Rc7を接続し
たものである。ここでは、Rc6<Rc7の条件を満足してい
なければならない。この実施例の場合も、抵抗Rc6を設
けたことによって前述の実施例と同様の効果を奏する。
磁気抵抗素子を構成する複数本の磁気抵抗ストライプ
は、必ずしも互いに平行に配置される必要はない。例え
ば、第10図に示す実施例のように、磁気抵抗媒体1の移
動方向に対し直交する方向に配置された磁気抵抗ストラ
イプR51と、同磁気抵抗ストライプR51に直交する方向に
配置された磁気抵抗ストライプR52とによって磁気抵抗
素子34を構成してもよい。各磁気抵抗ストライプは直列
に接続されてその接続点に一定の電圧Vccが供給される
と共に、各磁気抵抗ストライプには定電流源により一定
の電流I51,I52が流される。一方の磁気抵抗ストライプ
R51には温度補償用の抵抗Rc8が並列に接続されている。
磁気抵抗ストライプR51の電圧V51はコンパレータ4のプ
ラス側に入力され、磁気抵抗ストライプR52の電圧V52
コンパレータ4のマイナス側に入力される。コンパレー
タ4からは原点信号パルスe6が出力される。磁気抵抗ス
トライプR52は、磁気記録媒体1の原点信号に感知しな
い位置であればどこでもよいし、どのような向きであっ
てもよい。各磁気抵抗ストライプR51,R52の抵抗値及び
温度係数はほぼ等しくなるように設定されている。ま
た、抵抗Rc8の温度係数は磁気抵抗ストライプR51,R52
の温度係数よりも小さくなっている。
第10図の実施例では、磁気抵抗ストライプR52は原点信
号を感知せず、磁気抵抗ストライプR51のみが原点信号
を感知する。従って、第11図に示すように電圧V52は一
定で原点信号部分が通り過ぎても変化がない。一方、電
圧V51と電圧V52との間には、これまでの実施例と同様
に、差ΔV″がつけられている。このΔV″は、 となって前述の(2)式と同様の形になり、これまでの
実施例と同様の効果を奏する。なお、磁気抵抗ストライ
プR52は原点信号を検出するものではないが、温度補償
を行うためには必要なものである。
第12図の実施例は、第10図の実施例の変形例であって、
磁気抵抗ストライプR52を磁気記録媒体1からずれた位
置に配置して、磁気抵抗ストライプR52が磁気記録媒体
1と対向しないようにしたものである。磁気抵抗ストラ
イプR52は原点信号を検出しないが、温度補償を行うた
めに必要なものである。第12図の実施例も第10図の実施
例と同様に、第11図に示すような検出信号が得られ、第
10図の実施例と同様の作用効果を奏する。なお、上記磁
気抵抗ストライプR52を他方の磁気抵抗ストライプR51
平行に、かつ、磁気記録媒体1と対向しない位置、すな
わち第12図において磁気抵抗ストライプR51よりも上方
又は下方に配置しても、第10図及び第12図の実施例と同
様の作用効果を奏する。
参考までに、第1図に示す実施例の各部の値を示すと、
R11=700Ω、I11≒I12≒3mAのときRc=30kΩないし80k
Ωになる。また、抵抗Rcの温度係数は100ppm/℃程度で
ある。
本考案にかかる技術思想は、原点信号検出に有効である
が、連続信号の場合はΔV=0のため検出パルスの幅は
一定であり、温度補償の意味はない。
(考案の効果) 本考案によれば、複数本の磁気抵抗ストライプのうちの
少なくとも1本の磁気抵抗ストライプに、この磁気抵抗
ストライプよりも温度係数の小さい抵抗を並列に接続し
たため、複数本の磁気抵抗ストライプにかかる各電圧を
比較することによって原点パルス信号を出力させる場
合、上記各電圧の差に対しては、磁気抵抗ストライプよ
りも温度係数の小さい抵抗が磁気抵抗ストライプの温度
係数を相殺するように作用し、原点パルス信号の幅とそ
の出力タイミングが温度変化と共に変動することがなく
なり、よって、精度のよい原点信号検出を行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案にかかる原点信号検出装置の一実施例を
示す回路図、第2図は同上実施例における各磁気抵抗ス
トライプの電圧の変化を示す線図、第3図は上記実施例
において温度変化に対する検出パルス幅の変動の様子を
示す線図、第4図は本考案にかかる原点信号検出装置の
別の実施例を示す回路図、第5図は同上実施例の各部の
信号変化の様子を示す線図、第6図は本考案にかかる原
点信号検出装置のさらに別の実施例を示す回路図、第7
図は本考案のさらに別の実施例を示す回路図、第8図は
本考案のさらに別の実施例を示す回路図、第9図は本考
案のさらに別の実施例を示す回路図、第10図は本考案の
さらに別の実施例を示す回路図、第11図は同上実施例の
各部の信号変化の様子を示す線図、第12図は本考案のさ
らに別の実施例を示す回路図、第13図は従来の原点信号
検出装置の例を示す線図、第14図は同上従来例の各部の
信号変化の様子を示す線図、第15図は上記従来例におい
て温度変化に対する検出パルスの変動の様子を示す線図
である。 1……磁気記録媒体、2……原点信号、7……定電流
源、R11,R12,R21,R22,R31,R32,R33,R34,R41,R
42,R51,R52……磁気抵抗ストライプ、Rc,Rc2,Rc3,R
c4,Rc5,Rc6,Rc7,Rc8……抵抗

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】N極とS極の1極対の原点信号を記録した
    磁気記録媒体と複数組の磁気抵抗ストライプとを備え、
    この磁気抵抗ストライプの各組に直列に定電流源を接続
    してなる原点信号検出装置において、上記磁気抵抗スト
    ライプよりも温度係数の小さい抵抗を上記磁気抵抗スト
    ライプの少なくとも1本と並列に接続したことを特徴と
    する原点信号検出装置。
JP14299088U 1988-09-12 1988-11-01 原点信号検出装置 Expired - Lifetime JPH0645853Y2 (ja)

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JP14299088U JPH0645853Y2 (ja) 1988-09-12 1988-11-01 原点信号検出装置

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JP11963588 1988-09-12
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JPH0297616U JPH0297616U (ja) 1990-08-03
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