JPH0648165B2 - 磁気抵抗効果型素子 - Google Patents
磁気抵抗効果型素子Info
- Publication number
- JPH0648165B2 JPH0648165B2 JP60027294A JP2729485A JPH0648165B2 JP H0648165 B2 JPH0648165 B2 JP H0648165B2 JP 60027294 A JP60027294 A JP 60027294A JP 2729485 A JP2729485 A JP 2729485A JP H0648165 B2 JPH0648165 B2 JP H0648165B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- effect element
- magnetoresistive effect
- magnetic field
- closed circuit
- magnetic flux
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/09—Magnetoresistive devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、磁気抵抗効果型素子の改良に関する。
この種の磁気抵抗効果素子は、磁界中での電気的な抵抗
変化率を応用した磁性体素子であり、無接触変位センサ
ーとして利用されている。
変化率を応用した磁性体素子であり、無接触変位センサ
ーとして利用されている。
その抵抗Ｒは、第１図の特性グラフのように、磁界強度
Ｈの極性に関係無く、低い磁束密度の範囲では二乗特性
に近く、また高い磁束密度になるにしたがって、ある傾
きの直線特性を示す。このため、検知対象の磁束Ｂが磁
界の中性点を中心として交番したとき、その出力信号Ｓ
は、大きく歪み、ピーク値の低い全波整流波形となる。
この結果、充分な感度が取れず、検知対象の磁束Ｂ、す
なわちロータなどの変位が正確に検出できないことにな
る。
Ｈの極性に関係無く、低い磁束密度の範囲では二乗特性
に近く、また高い磁束密度になるにしたがって、ある傾
きの直線特性を示す。このため、検知対象の磁束Ｂが磁
界の中性点を中心として交番したとき、その出力信号Ｓ
は、大きく歪み、ピーク値の低い全波整流波形となる。
この結果、充分な感度が取れず、検知対象の磁束Ｂ、す
なわちロータなどの変位が正確に検出できないことにな
る。
このような特性上の不都合は、磁気抵抗効果素子の基板
などにバイアス用磁石を埋め込み、この磁石の直流バイ
アス磁界を磁気抵抗効果素子に印加することによって解
決できる。しかしその解決手段によると、磁気抵抗効果
型素子の製作が複雑となり、製品が高価なものとなる。
などにバイアス用磁石を埋め込み、この磁石の直流バイ
アス磁界を磁気抵抗効果素子に印加することによって解
決できる。しかしその解決手段によると、磁気抵抗効果
型素子の製作が複雑となり、製品が高価なものとなる。
したがって、本発明の目的は、磁気抵抗効果素子の基板
などにバイアス用の磁石を組み込むことなく、バイアス
磁界と同様の効果を得ることである。
などにバイアス用の磁石を組み込むことなく、バイアス
磁界と同様の効果を得ることである。
そこで、本発明は、電磁誘導現象に着目し、検知対象の
磁束を導体閉回路に作用させ、その導体閉回路の誘起電
流によって磁界を発生させ、この磁界を磁気抵抗効果素
子に対し、重畳的に作用させるようにしている。また、
上記導体閉回路は、直流電流によって、直流バイアス磁
界を発生するときにも、用いられる。
磁束を導体閉回路に作用させ、その導体閉回路の誘起電
流によって磁界を発生させ、この磁界を磁気抵抗効果素
子に対し、重畳的に作用させるようにしている。また、
上記導体閉回路は、直流電流によって、直流バイアス磁
界を発生するときにも、用いられる。
したがって、本発明では、充分大きなピークの出力波形
が得られ、しかも特別なバイアス用磁石が必要となされ
ない。
が得られ、しかも特別なバイアス用磁石が必要となされ
ない。
以下、本発明の構成を図に示す実施例に基づいて具体的
に説明する。
に説明する。
まず第２図および第３図は、本発明の磁気抵抗効果型素
子１を示している。この磁気抵抗効果型素子１は、磁気
抵抗効果素子２、および導体閉回路３によって構成され
ている。この磁気抵抗効果素子２は、両端の端子４、５
により出力用のリード線６、７に接続されており、Ｘ方
向の磁界を感知し、その磁界強度Ｈに応じて抵抗Ｒを変
化させる。
子１を示している。この磁気抵抗効果型素子１は、磁気
抵抗効果素子２、および導体閉回路３によって構成され
ている。この磁気抵抗効果素子２は、両端の端子４、５
により出力用のリード線６、７に接続されており、Ｘ方
向の磁界を感知し、その磁界強度Ｈに応じて抵抗Ｒを変
化させる。
一方、上記導体閉回路３は、電気抵抗の低い材料例えば
銅線などを材料とし、例えば１巻きの環状となって、閉
回路を構成しており、一方の側面で上記磁気抵抗効果素
子２に近接した状態で設けられている。このようにし
て、導体閉回路３は、検知対象の交番磁界と鎖交する方
向に配置されている。また磁気抵抗効果素子２の磁界の
感知方向と導体閉回路３の電流の方向とは、それらの近
接位置で交差する関係、好ましくは直交する関係に設定
されている。
銅線などを材料とし、例えば１巻きの環状となって、閉
回路を構成しており、一方の側面で上記磁気抵抗効果素
子２に近接した状態で設けられている。このようにし
て、導体閉回路３は、検知対象の交番磁界と鎖交する方
向に配置されている。また磁気抵抗効果素子２の磁界の
感知方向と導体閉回路３の電流の方向とは、それらの近
接位置で交差する関係、好ましくは直交する関係に設定
されている。
次に上記磁気抵抗効果型素子１の作用を説明する。
今、この磁気抵抗効果型素子１に、第３図に示すような
ある方向の交番磁束Ｂが作用したとすると、そのＸ方向
の磁束Ｂｘは、磁気抵抗効果素子２に直接作用し、その
抵抗Ｒを変化させる。しかし、そのＹ方向の磁束Ｂ
ｙは、抵抗Ｒに影響を与えない。
ある方向の交番磁束Ｂが作用したとすると、そのＸ方向
の磁束Ｂｘは、磁気抵抗効果素子２に直接作用し、その
抵抗Ｒを変化させる。しかし、そのＹ方向の磁束Ｂ
ｙは、抵抗Ｒに影響を与えない。
ここで、導体閉回路３が存在しないとすれば、磁気抵抗
効果素子２に磁束Ｂｘのみが作用するため、その出力信
号Ｓは、第１図と全く同様に、第４図で点線により示す
ように、ピーク値の低い波形となっている。なお抵抗Ｒ
ｏは、無磁界のときの抵抗値を示している。
効果素子２に磁束Ｂｘのみが作用するため、その出力信
号Ｓは、第１図と全く同様に、第４図で点線により示す
ように、ピーク値の低い波形となっている。なお抵抗Ｒ
ｏは、無磁界のときの抵抗値を示している。
しかし、本発明では、この磁気抵抗効果素子２の近くに
導体閉回路３が存在するため、Ｘ方向の磁束Ｂｘは、こ
の導体閉回路３と鎖交し、電磁誘導作用によって、その
導体閉回路３に誘導電流Ｉを発生させる。この誘導電流
Ｉは、磁束Ｂｘの変化を妨げる方向に発生し、磁気抵抗
効果素子２の近くに環状の磁束Φを発生する。この磁束
ΦのＸ方向の磁束Φｘは、磁束Ｂｘに対し位相のずれた
状態で、磁気抵抗効果素子２に対し重畳的に作用するた
め、磁気抵抗効果素子２は、磁束（Ｂｘ＋Φｘ）の変化
を第４図の点線のように、大きなピーク値の出力信号Ｓ
として検知することになる。この出力信号Ｓの波形、特
にそのピーク部分は、直線特性の影響を受けているた
め、波形歪の無い状態で、しかも充分大きな波高値とし
て検出でき、その後の波形操作によって、磁石などの直
線移動や、ロータなどの回転位相の検出などとして利用
される。
導体閉回路３が存在するため、Ｘ方向の磁束Ｂｘは、こ
の導体閉回路３と鎖交し、電磁誘導作用によって、その
導体閉回路３に誘導電流Ｉを発生させる。この誘導電流
Ｉは、磁束Ｂｘの変化を妨げる方向に発生し、磁気抵抗
効果素子２の近くに環状の磁束Φを発生する。この磁束
ΦのＸ方向の磁束Φｘは、磁束Ｂｘに対し位相のずれた
状態で、磁気抵抗効果素子２に対し重畳的に作用するた
め、磁気抵抗効果素子２は、磁束（Ｂｘ＋Φｘ）の変化
を第４図の点線のように、大きなピーク値の出力信号Ｓ
として検知することになる。この出力信号Ｓの波形、特
にそのピーク部分は、直線特性の影響を受けているた
め、波形歪の無い状態で、しかも充分大きな波高値とし
て検出でき、その後の波形操作によって、磁石などの直
線移動や、ロータなどの回転位相の検出などとして利用
される。
上記実施例は、磁気抵抗効果素子２の側面に導体閉回路
３の一方の側面を近接させているが、この導体閉回路３
は、第５図に示すように、基板８の上に渦巻状の薄膜導
電コイルパターン９として形成することもできる。
３の一方の側面を近接させているが、この導体閉回路３
は、第５図に示すように、基板８の上に渦巻状の薄膜導
電コイルパターン９として形成することもできる。
なお誘導電流Ｉは、磁束Ｂｘの変化率に比例して大きく
なるため、ステッピングモータのロータの回転速度の情
報として利用することもできる。
なるため、ステッピングモータのロータの回転速度の情
報として利用することもできる。
また、導体閉回路３は、第６図に示すように、磁気抵抗
効果素子２の側面で、隣り合わせの状態として近接され
てもよい。そして、この実施例の導体閉回路３は、多数
巻きのコイル１０となっており、外部の直流電源１１に
接続されている。したがって、コイル１０は、第７図の
ように、電流ｉにより直流のバイアス磁界を発生し、磁
束Ｂｘを抵抗Ｒのグラフの直線範囲に作用させる。この
とき、出力信号Ｓは、歪みのない完全な正弦波となって
いる。しかも、この直流バイアス値は、直流電流の値に
よって、自由に設定できる。
効果素子２の側面で、隣り合わせの状態として近接され
てもよい。そして、この実施例の導体閉回路３は、多数
巻きのコイル１０となっており、外部の直流電源１１に
接続されている。したがって、コイル１０は、第７図の
ように、電流ｉにより直流のバイアス磁界を発生し、磁
束Ｂｘを抵抗Ｒのグラフの直線範囲に作用させる。この
とき、出力信号Ｓは、歪みのない完全な正弦波となって
いる。しかも、この直流バイアス値は、直流電流の値に
よって、自由に設定できる。
本発明では、磁気抵抗効果素子の近くに導体閉回路が配
置されているため、検知対象の磁束の変化によって、そ
の導体閉回路に誘導電流が発生し、この誘導電流が磁気
抵抗効果素子にバイアス用の磁界として作用する。した
がって、本発明では、特別なバイアス用の磁石等が必要
とされず、しかも検知対象の磁束が磁気抵抗効果素子の
直線性の範囲で作用させれるから、出力信号のピークが
大きくなり、またその出力波形の歪が減少することにな
る。さらに、導体閉回路に直流電流が流れると、直流の
バイアス磁界が印加されるから、検知対象の磁束と相似
な出力波形が得られる。
置されているため、検知対象の磁束の変化によって、そ
の導体閉回路に誘導電流が発生し、この誘導電流が磁気
抵抗効果素子にバイアス用の磁界として作用する。した
がって、本発明では、特別なバイアス用の磁石等が必要
とされず、しかも検知対象の磁束が磁気抵抗効果素子の
直線性の範囲で作用させれるから、出力信号のピークが
大きくなり、またその出力波形の歪が減少することにな
る。さらに、導体閉回路に直流電流が流れると、直流の
バイアス磁界が印加されるから、検知対象の磁束と相似
な出力波形が得られる。
第１図は磁気抵抗効果素子の磁界強度−抵抗のグラフお
よび動作図、第２図は本発明の磁気抵抗効果型素子の正
面図、第３図はその平面図、第４図は本発明の磁気抵抗
効果型素子の磁界強度−抵抗のグラフおよび動作図、第
５図および第６図は本発明の他の実施例を示す磁気抵抗
効果型素子の正面図、第７図は直流バイアス時の動作図
である。 １……磁気抵抗効果型素子、２……磁気抵抗効果素子、
３……導体閉回路、４、５……端子、６、７……リード
線、８……基板、９……薄膜導電コイルパターン、１０
……コイル、１１……直流電源。
よび動作図、第２図は本発明の磁気抵抗効果型素子の正
面図、第３図はその平面図、第４図は本発明の磁気抵抗
効果型素子の磁界強度−抵抗のグラフおよび動作図、第
５図および第６図は本発明の他の実施例を示す磁気抵抗
効果型素子の正面図、第７図は直流バイアス時の動作図
である。 １……磁気抵抗効果型素子、２……磁気抵抗効果素子、
３……導体閉回路、４、５……端子、６、７……リード
線、８……基板、９……薄膜導電コイルパターン、１０
……コイル、１１……直流電源。
Claims (2)
- 【請求項１】磁気抵抗効果素子の近傍に導体閉回路を設
け、この導体閉回路を検知対象の交番磁束と鎖交する位
置に配置し、かつ磁気抵抗効果素子の磁界の感知方向と
磁気抵抗効果素子に近接する位置での導体閉回路の電流
の方向とを交差させる方向に設定してなり、検知対象の
交番磁束を上記導体閉回路に作用させ、導体閉回路の誘
起電流によって磁界を発生させ、この磁界を上記磁気抵
抗効果素子に作用させることを特徴とする磁気抵抗効果
型素子。 - 【請求項２】上記導体閉回路を直流電源に接続し、直流
電流によって電流の磁界を発生させ、この直流の磁界を
上記磁気抵抗効果素子に直流のバイアス磁界として作用
させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁
気抵抗効果型素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60027294A JPH0648165B2 (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 磁気抵抗効果型素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60027294A JPH0648165B2 (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 磁気抵抗効果型素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61186873A JPS61186873A (ja) | 1986-08-20 |
| JPH0648165B2 true JPH0648165B2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=12217066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60027294A Expired - Lifetime JPH0648165B2 (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 磁気抵抗効果型素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0648165B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0390872A (ja) * | 1989-09-01 | 1991-04-16 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| JP4296081B2 (ja) | 2003-12-09 | 2009-07-15 | シーケーディ株式会社 | 電磁弁 |
| JP4414269B2 (ja) * | 2004-04-23 | 2010-02-10 | シーケーディ株式会社 | 電磁比例弁の流量特性調整機構及びそれを用いた流量特性調整方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5856485A (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-04 | Fujitsu Ltd | 磁気抵抗効果素子 |
-
1985
- 1985-02-13 JP JP60027294A patent/JPH0648165B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5856485A (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-04 | Fujitsu Ltd | 磁気抵抗効果素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61186873A (ja) | 1986-08-20 |
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