JPH074486Y2 - 磁気センサの取付構造 - Google Patents
磁気センサの取付構造Info
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- JPH074486Y2 JPH074486Y2 JP1987089157U JP8915787U JPH074486Y2 JP H074486 Y2 JPH074486 Y2 JP H074486Y2 JP 1987089157 U JP1987089157 U JP 1987089157U JP 8915787 U JP8915787 U JP 8915787U JP H074486 Y2 JPH074486 Y2 JP H074486Y2
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- magnetic sensor
- sensor
- magnetic
- magnet
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、磁気センサの取付構造に係り、特に温度変化
に伴う磁気センサの特性変化を補正し得る磁気センサの
取付構造に関する。
に伴う磁気センサの特性変化を補正し得る磁気センサの
取付構造に関する。
従来の技術 一般に磁気抵抗効果素子（以下、MR素子という）を利用
した磁気センサが知られている。この磁気センサは回転
検出，位置検出等の種々の検出に用いられている。また
一般に磁気センサは検出信号を増幅する回路等と共に磁
気センサユニット内に組込まれている。
した磁気センサが知られている。この磁気センサは回転
検出，位置検出等の種々の検出に用いられている。また
一般に磁気センサは検出信号を増幅する回路等と共に磁
気センサユニット内に組込まれている。
ここで、磁気センサユニットをエアシリンダのピストン
の位置検出に用いた態様を第６図に示す。同図におい
て、１はエアシリンダ、２は磁気センサユニットを示し
ている。エアシリンダ１は内部に着磁されたピストンを
有しており、磁気センサユニット２はピストンの発生す
る磁界を検出することによりピストンの位置検出を行な
う構成とされている。この磁気センサユニット２に内設
された磁気センサ３を第７図に示す。磁気センサ３は、
MR素子４を基板５上に櫛歯形状にパターン形成した一対
のセンサパターン6,7を有している。各センサパターン
6,7は向きを90°異ならして配設されると共に、両端部
及び中間部に端子８〜10を形成されている。
の位置検出に用いた態様を第６図に示す。同図におい
て、１はエアシリンダ、２は磁気センサユニットを示し
ている。エアシリンダ１は内部に着磁されたピストンを
有しており、磁気センサユニット２はピストンの発生す
る磁界を検出することによりピストンの位置検出を行な
う構成とされている。この磁気センサユニット２に内設
された磁気センサ３を第７図に示す。磁気センサ３は、
MR素子４を基板５上に櫛歯形状にパターン形成した一対
のセンサパターン6,7を有している。各センサパターン
6,7は向きを90°異ならして配設されると共に、両端部
及び中間部に端子８〜10を形成されている。
MR素子４の印加磁界に対する抵抗変化について第８図を
用いて説明する。第８図（Ａ）に示す如く、MR素子４に
図中矢印方向に電流が流れており、この電流の流れてい
る方向に対する印加磁界の方向をθとする。また、θ＝
０の時のMR素子４の抵抗値をRHとする。第８図（Ｂ）は
θの変化に伴う磁気抵抗変化を示している。同図から明
らかなように、電流の流れる方向（MR素子４の延在方
向）に対し、磁界が直交する場合にMR素子４の抵抗値は
最小値RLを示す。磁気センサユニット２は、上記磁界変
化に伴うMR素子４の抵抗変化を利用して、位置検出を行
なうものである。
用いて説明する。第８図（Ａ）に示す如く、MR素子４に
図中矢印方向に電流が流れており、この電流の流れてい
る方向に対する印加磁界の方向をθとする。また、θ＝
０の時のMR素子４の抵抗値をRHとする。第８図（Ｂ）は
θの変化に伴う磁気抵抗変化を示している。同図から明
らかなように、電流の流れる方向（MR素子４の延在方
向）に対し、磁界が直交する場合にMR素子４の抵抗値は
最小値RLを示す。磁気センサユニット２は、上記磁界変
化に伴うMR素子４の抵抗変化を利用して、位置検出を行
なうものである。
また、磁気センサユニット２内には、第９図に示す磁気
センサ３の駆動回路11が組込まれている。磁気センサ３
の一対のセンサパターン6,7は可変抵抗器12,13と共にブ
リッジ回路を構成しており、アンプ14は可変抵抗器12,1
3間の電圧を基準レベルとし、印加磁界変化に伴う磁気
センサ３の抵抗変化による電圧変化を増幅して、コンパ
レータ15へ供給する。コンパレータ15はアンプ14から供
給される信号を所定の基準電圧と比較し、これより大で
あった場合に短形のパルス信号を端子16より出力する構
成とされている。
センサ３の駆動回路11が組込まれている。磁気センサ３
の一対のセンサパターン6,7は可変抵抗器12,13と共にブ
リッジ回路を構成しており、アンプ14は可変抵抗器12,1
3間の電圧を基準レベルとし、印加磁界変化に伴う磁気
センサ３の抵抗変化による電圧変化を増幅して、コンパ
レータ15へ供給する。コンパレータ15はアンプ14から供
給される信号を所定の基準電圧と比較し、これより大で
あった場合に短形のパルス信号を端子16より出力する構
成とされている。
従来、上記の磁気センサユニット２は、ピストンの移動
軸Ａ（第６図に一点鎖線で示す）に対し基板４が略平行
となるよう、換言すればエアシリンダ１の外表面1aに寝
かせた状態で取付けていた。
軸Ａ（第６図に一点鎖線で示す）に対し基板４が略平行
となるよう、換言すればエアシリンダ１の外表面1aに寝
かせた状態で取付けていた。
考案が解決しようとする問題点 周知のようにMR素子４は温度依存性が大であり、常温に
対し温度が高くなると磁気抵抗変化率が低下し、温度が
低くなると磁気抵抗変化率が大となる。この温度変化に
対する補正は、一般に可変抵抗器12,13を調整してアン
プ14の基準レベルを可変することにより行なっている。
対し温度が高くなると磁気抵抗変化率が低下し、温度が
低くなると磁気抵抗変化率が大となる。この温度変化に
対する補正は、一般に可変抵抗器12,13を調整してアン
プ14の基準レベルを可変することにより行なっている。
しかるに、上記従来の磁気センサ３の取付構造では、温
度変化の影響を受けず、高温から低温までの各使用状態
に適応し得るよう基準レベルを調整しようとした場合、
その範囲は極めて狭く（或は無い場合もある）、かつ正
確に行なう必要があるため、調整作業が困難であるとい
う問題点があった。
度変化の影響を受けず、高温から低温までの各使用状態
に適応し得るよう基準レベルを調整しようとした場合、
その範囲は極めて狭く（或は無い場合もある）、かつ正
確に行なう必要があるため、調整作業が困難であるとい
う問題点があった。
一方、調整範囲を拡げるためには、各磁気センサユニッ
ト２のひとつひとつに対して使用環境に対応した基準レ
ベルの設定が必要となり、調整作業に要する工数が大と
なるという問題点があった。
ト２のひとつひとつに対して使用環境に対応した基準レ
ベルの設定が必要となり、調整作業に要する工数が大と
なるという問題点があった。
以下、上記問題点を第10図乃至第17図を用いて具体的な
例を示して説明する。
例を示して説明する。
第10図はエアシリンダ１の要部構成図であり、内部に一
方向にのみ着磁されたピストン17を有している。また、
ピストン17の位置を示すため、各図には横軸ｘが記入さ
れており、磁気センサ３は位置x2に配設されている。
方向にのみ着磁されたピストン17を有している。また、
ピストン17の位置を示すため、各図には横軸ｘが記入さ
れており、磁気センサ３は位置x2に配設されている。
第10図（Ａ）は、ピストン17が磁気センサ３の直下位置
にある状態を示している。尚、以下の説明は常温下にお
ける説明である。この状態にあってピストン17の磁界
は、エアシリンダ１上に寝せた状態で配設された磁気セ
ンサ３に対し、これを平面図的に見て第11図に矢印で示
す方向に印加されている。よって、センサパターン６の
抵抗値は小となる。この時、磁気センサ３には直接位置
検出に寄与する磁力線（図中、ａで示す。以下、主磁力
線という）が印加される。尚、ピストン17が発生する磁
界には位置検出に直接寄与しない磁力線（図中、ｂで示
す。以下、余磁力線という）が含まれている。
にある状態を示している。尚、以下の説明は常温下にお
ける説明である。この状態にあってピストン17の磁界
は、エアシリンダ１上に寝せた状態で配設された磁気セ
ンサ３に対し、これを平面図的に見て第11図に矢印で示
す方向に印加されている。よって、センサパターン６の
抵抗値は小となる。この時、磁気センサ３には直接位置
検出に寄与する磁力線（図中、ａで示す。以下、主磁力
線という）が印加される。尚、ピストン17が発生する磁
界には位置検出に直接寄与しない磁力線（図中、ｂで示
す。以下、余磁力線という）が含まれている。
この余磁力線ｂは、ピストン17が位置x2より離間した位
置（例えば第10図（Ｂ），（Ｃ）に示すx1,x3位置）に
あっても、磁気センサ３に影響を及ぼす。即ち、ピスト
ン17が位置x1,x3にある場合も余磁力線ｂは第11図と同
様にセンサパターン６を直交する方向（但し、向きは
逆）に印加される。よって、この状態において、センサ
パターン６は抵抗値を変化させる。
置（例えば第10図（Ｂ），（Ｃ）に示すx1,x3位置）に
あっても、磁気センサ３に影響を及ぼす。即ち、ピスト
ン17が位置x1,x3にある場合も余磁力線ｂは第11図と同
様にセンサパターン６を直交する方向（但し、向きは
逆）に印加される。よって、この状態において、センサ
パターン６は抵抗値を変化させる。
上記のように、磁気センサ３に主磁力線ａ及び余磁力線
ｂが印加される時、アンプ14に入力される電圧変化をピ
ストン位置に関係させて第12図に示す。同図に示される
ように、位置x2においてアンプ入力電圧は最大となって
いるが、位置x1,x3においてもアンプ入力電圧は大とな
っている。これは余磁力線による影響である。
ｂが印加される時、アンプ14に入力される電圧変化をピ
ストン位置に関係させて第12図に示す。同図に示される
ように、位置x2においてアンプ入力電圧は最大となって
いるが、位置x1,x3においてもアンプ入力電圧は大とな
っている。これは余磁力線による影響である。
また、図中矢印Ｃで示される電圧は、可変抵抗器12,13
による基準レベル電圧である。アンプ14は、この基準レ
ベル電圧以上の電圧波形があった場合に、これをコンパ
レータ15に供給する。この基準レベル電圧は、可変抵抗
器12,13を調整することにより調整できる。
による基準レベル電圧である。アンプ14は、この基準レ
ベル電圧以上の電圧波形があった場合に、これをコンパ
レータ15に供給する。この基準レベル電圧は、可変抵抗
器12,13を調整することにより調整できる。
第12図の場合、基準レベル電圧を越しているのは位置x2
のみであるから、アンプ出力は第13図に示す波形とな
る。この信号を供給されたコンパレータ15は、基準電圧
（第13図に矢印ｄで示す）と比較し入力信号が大である
時に第14図に示すパルス状の位置検出信号を発生する。
のみであるから、アンプ出力は第13図に示す波形とな
る。この信号を供給されたコンパレータ15は、基準電圧
（第13図に矢印ｄで示す）と比較し入力信号が大である
時に第14図に示すパルス状の位置検出信号を発生する。
ここで、温度変化とアンプ入力電圧の関係を第15図に示
す。同図において、常温におけるアンプ入力電圧は実線
で、高温は破線で、低温は一点鎖線で夫々示す。高温の
場合、MR素子４の磁気抵抗変化率は小となるため、その
アンプ入力電圧変化は常温よりも全体に亘り小となる。
また、低温の場合、MR素子４の磁気抵抗変化率は大とな
るため、そのアンプ入力電圧変化は常温よりも全体に亘
り大となる。
す。同図において、常温におけるアンプ入力電圧は実線
で、高温は破線で、低温は一点鎖線で夫々示す。高温の
場合、MR素子４の磁気抵抗変化率は小となるため、その
アンプ入力電圧変化は常温よりも全体に亘り小となる。
また、低温の場合、MR素子４の磁気抵抗変化率は大とな
るため、そのアンプ入力電圧変化は常温よりも全体に亘
り大となる。
ここで、第15図において基準レベル電圧ｃを図に示す値
に設定した場合を考える。この場合、高温時及び常温時
においては前述のように適宜な位置検出を行ない得る。
しかるに低温時における検出においては、余磁力線ｂに
起因する位置x1,x3のアンプ入力電圧が基準レベル電圧
ｃを越えてしまう。よって、コンパレータ出力には、第
16図に示されるようにx1,x3を含めた３個のパルス信号
が生成されてしまい、ピストン17が実際にある位置を検
出できなくなってしまうという問題点がある。一方、第
15図において基準レベル電圧ｃを図に示す位置より高い
電圧に設定した場合には、高温時におけるアンプ入力電
圧が基準レベル電圧より小となり、ピストン17が位置x2
にあってもコンパレータ出力はされず、この場合もピス
トン17の位置検出ができなくなってしまう。
に設定した場合を考える。この場合、高温時及び常温時
においては前述のように適宜な位置検出を行ない得る。
しかるに低温時における検出においては、余磁力線ｂに
起因する位置x1,x3のアンプ入力電圧が基準レベル電圧
ｃを越えてしまう。よって、コンパレータ出力には、第
16図に示されるようにx1,x3を含めた３個のパルス信号
が生成されてしまい、ピストン17が実際にある位置を検
出できなくなってしまうという問題点がある。一方、第
15図において基準レベル電圧ｃを図に示す位置より高い
電圧に設定した場合には、高温時におけるアンプ入力電
圧が基準レベル電圧より小となり、ピストン17が位置x2
にあってもコンパレータ出力はされず、この場合もピス
トン17の位置検出ができなくなってしまう。
即ち、上記の磁気センサ３の取付構造では、高温，常
温，低温の全てに対応した検出ができないという問題点
があった。
温，低温の全てに対応した検出ができないという問題点
があった。
尚、アンプ入力電圧が第17図に示す特性を示す場合には
高温，常温，低温の各条件下における使用が可能であ
る。しかるにこの場合では、基準レベル電圧を図中矢印
C1とC2で示す、狭い範囲内に設定調整せねばならず、調
整作業が困難であるという問題点があった。
高温，常温，低温の各条件下における使用が可能であ
る。しかるにこの場合では、基準レベル電圧を図中矢印
C1とC2で示す、狭い範囲内に設定調整せねばならず、調
整作業が困難であるという問題点があった。
本考案は上記の点に鑑みて創作されたものであり、主磁
力線と余磁力線が一対のセンサパターンの夫々異なるパ
ターンに作用するよう構成することによりMR素子の温度
依存性の影響を小とした磁気センサの取付構造を提供す
ることを目的とする。
力線と余磁力線が一対のセンサパターンの夫々異なるパ
ターンに作用するよう構成することによりMR素子の温度
依存性の影響を小とした磁気センサの取付構造を提供す
ることを目的とする。
問題点を解決するための手段及び作用 基板上に向きを異ならして配設された磁気抵抗効果素子
よりなる一対のセンサパターンを具備すると共に、移動
自在の構成とされた被検出体となる一方向にのみ着磁さ
れた磁石の磁力を検知して信号を出力する構成とされた
磁気センサの取付構造であって、 上記磁気センサを立設することにより、上記基板の磁気
抵抗効果素子が配設された平面に対し直交する側面と上
記磁石の移動中心軸とが略対向するよう磁気センサを配
設すると共に、この磁気センサを磁石の移動範囲の略中
心位置に配設し、 且つ、上記磁石の移動範囲を、磁石の発生する余磁力線
が上記センサパターンに作用することにより、このセン
サパターンの抵抗値が略最小となる位置を移動限とする
範囲に設定したことを特徴とするものである。
よりなる一対のセンサパターンを具備すると共に、移動
自在の構成とされた被検出体となる一方向にのみ着磁さ
れた磁石の磁力を検知して信号を出力する構成とされた
磁気センサの取付構造であって、 上記磁気センサを立設することにより、上記基板の磁気
抵抗効果素子が配設された平面に対し直交する側面と上
記磁石の移動中心軸とが略対向するよう磁気センサを配
設すると共に、この磁気センサを磁石の移動範囲の略中
心位置に配設し、 且つ、上記磁石の移動範囲を、磁石の発生する余磁力線
が上記センサパターンに作用することにより、このセン
サパターンの抵抗値が略最小となる位置を移動限とする
範囲に設定したことを特徴とするものである。
作用 上記の如く磁気センサの取付構造を構成することによ
り、移動に伴い磁石が移動範囲の中心位置に到った時
に、磁気センサは磁石に最も近接した状態となり検出出
力を最大とすることができる。
り、移動に伴い磁石が移動範囲の中心位置に到った時
に、磁気センサは磁石に最も近接した状態となり検出出
力を最大とすることができる。
また、磁石の磁力が、磁石の移動軸に対し略垂直方向に
センサパターンに対して作用する位置は磁気センサの検
出出力が最低となる状態である。
センサパターンに対して作用する位置は磁気センサの検
出出力が最低となる状態である。
よって、磁石の移動範囲を磁石の発生する余磁力線がセ
ンサパターンに作用してその抵抗値を略最小とする位置
を移動限とする範囲に設定したことにより、被検出部材
である磁石の位置を最も検出したい位置において検出出
力を最大とすることができ誤検出を防止することができ
る。
ンサパターンに作用してその抵抗値を略最小とする位置
を移動限とする範囲に設定したことにより、被検出部材
である磁石の位置を最も検出したい位置において検出出
力を最大とすることができ誤検出を防止することができ
る。
実施例 次に本考案になる磁気センサの取付構造の一実施例につ
いて、図面と共に説明する。尚、上記してきた従来例等
で説明した構成と同一構成については、便宜上、図面に
同一符号を付して説明する。
いて、図面と共に説明する。尚、上記してきた従来例等
で説明した構成と同一構成については、便宜上、図面に
同一符号を付して説明する。
第４図は本考案になる磁気センサの取付構造をエアシリ
ンダ１に適用した状態を示している。磁気センサユニッ
ト18はエアシリンダ１の外面1aに立設されており、また
内設された磁気センサ３も立設されるよう構成されてい
る。この時、磁気センサ３は、その有する基板５の延長
面上にピストンの移動中心軸（第４図に矢印Ａで示す一
点鎖線）があるよう配設される。即ち、磁気センサ３は
立設されることにより、基板５のMR素子４が配設された
平面に対し直交する側面（即ち、基板５の外周面）とピ
ストン17（即ち磁石）の移動中心軸Ａとが略対向するよ
う配設されている。しかるに、この延長面とピストンの
移動中心軸は完全に一致させる必要はなく、後述するよ
うに主磁力線と余磁力線が磁気センサ３内の各センサパ
ターン6,7に別個に印加される範囲内にあれば良い。
ンダ１に適用した状態を示している。磁気センサユニッ
ト18はエアシリンダ１の外面1aに立設されており、また
内設された磁気センサ３も立設されるよう構成されてい
る。この時、磁気センサ３は、その有する基板５の延長
面上にピストンの移動中心軸（第４図に矢印Ａで示す一
点鎖線）があるよう配設される。即ち、磁気センサ３は
立設されることにより、基板５のMR素子４が配設された
平面に対し直交する側面（即ち、基板５の外周面）とピ
ストン17（即ち磁石）の移動中心軸Ａとが略対向するよ
う配設されている。しかるに、この延長面とピストンの
移動中心軸は完全に一致させる必要はなく、後述するよ
うに主磁力線と余磁力線が磁気センサ３内の各センサパ
ターン6,7に別個に印加される範囲内にあれば良い。
上記磁気センサユニット18は、例えば第５図に示す構成
とされている。同図に示されるように回路基板20は樹脂
成型された下部ケース19a及び上部ケース19bよりなるケ
ース19内に収納される。下部ケース19a内には保持溝21
が形成されており、基板５はこの保持溝21に立った状態
で保持される。回路基板20には磁気センサ３が取付け接
続されており、磁気センサ３に内設された基板５は回路
基板20と平行となるよう構成されている。
とされている。同図に示されるように回路基板20は樹脂
成型された下部ケース19a及び上部ケース19bよりなるケ
ース19内に収納される。下部ケース19a内には保持溝21
が形成されており、基板５はこの保持溝21に立った状態
で保持される。回路基板20には磁気センサ３が取付け接
続されており、磁気センサ３に内設された基板５は回路
基板20と平行となるよう構成されている。
尚、回路基板20には第９図で示した回路が配設されてお
り、特にアンプ14、コンパレータ15、トランジスタ等は
１チップ化され小型化が図られている。また22は発光ダ
イオードで、磁気センサ３の磁気検出時に発光する構成
とされている。
り、特にアンプ14、コンパレータ15、トランジスタ等は
１チップ化され小型化が図られている。また22は発光ダ
イオードで、磁気センサ３の磁気検出時に発光する構成
とされている。
また磁気センサ３は、第７図で示した構成と同一構成と
されている。即ち、基板５上に90°向きを異ならせた一
対のセンサパターン6,7を有しており、各センサパター
ン6,7は直列に接続されている。また、センサパターン
6,7の両端部及び中央部には端子８〜10が形成されてい
る。従って、図中矢印X1,X2方向の磁界が印加された時
センサパターン６の抵抗値は最小となり、Y1,Y2方向の
磁界が印加された時センサパターン７の抵抗値は最小と
なる。
されている。即ち、基板５上に90°向きを異ならせた一
対のセンサパターン6,7を有しており、各センサパター
ン6,7は直列に接続されている。また、センサパターン
6,7の両端部及び中央部には端子８〜10が形成されてい
る。従って、図中矢印X1,X2方向の磁界が印加された時
センサパターン６の抵抗値は最小となり、Y1,Y2方向の
磁界が印加された時センサパターン７の抵抗値は最小と
なる。
次に上記の如く取付けられた磁気センサ３の検出動作に
ついて主に第１図乃至第３図を用いて説明する。
ついて主に第１図乃至第３図を用いて説明する。
第１図（Ａ）はピストン17が立設された磁気センサ３の
直下位置（x2位置）にある状態を示している。この状態
にあって磁気センサ３に印加されるのは、着磁されたピ
ストン17が発生する磁力線の内、主に主磁力線ａであ
る。この主磁力線ａは図中矢印Ｘで示す方向の成分が大
であり、センサパターン６に対しては長辺を有するMR素
子４に略直交する方向に印加され、またセンサパターン
７に対しては長辺を有するMR素子４に略平行となる方向
に印加される。このため、センサパターン６の抵抗値は
小となる。
直下位置（x2位置）にある状態を示している。この状態
にあって磁気センサ３に印加されるのは、着磁されたピ
ストン17が発生する磁力線の内、主に主磁力線ａであ
る。この主磁力線ａは図中矢印Ｘで示す方向の成分が大
であり、センサパターン６に対しては長辺を有するMR素
子４に略直交する方向に印加され、またセンサパターン
７に対しては長辺を有するMR素子４に略平行となる方向
に印加される。このため、センサパターン６の抵抗値は
小となる。
ピストン17を位置x3へ移動させた状態を第１図（Ｂ）に
示す。ピストン17の位置x2より位置x3への移動により、
磁気センサ３に対する主磁力線ａの影響は小となり余磁
力線ｂの影響が大となる。これに伴い、磁気センサ３に
はＹ成分を含む磁力線が印加されるようになる。この磁
力線のＹ成分は、センサパターン７の抵抗値を変化させ
る。すなわち、磁気センサ３を立たせた状態で取付ける
ことにより、ピストン17が発生する磁界は一対のセンサ
パターン6,7の双方に磁気抵抗変化を生じさせる。
示す。ピストン17の位置x2より位置x3への移動により、
磁気センサ３に対する主磁力線ａの影響は小となり余磁
力線ｂの影響が大となる。これに伴い、磁気センサ３に
はＹ成分を含む磁力線が印加されるようになる。この磁
力線のＹ成分は、センサパターン７の抵抗値を変化させ
る。すなわち、磁気センサ３を立たせた状態で取付ける
ことにより、ピストン17が発生する磁界は一対のセンサ
パターン6,7の双方に磁気抵抗変化を生じさせる。
ピストン17のx3方向への変位に伴い、センサパターン６
の抵抗値は次第に大となり、一方センサパターン７の抵
抗値は次第に小となる。やがて、両者の抵抗値は一致し
見かけ上は磁界の印加されない状態と等価となり、更に
x3方向へピストン17を変位させるとＹ成分の磁力線が大
となりセンサパターン７の抵抗値の方が小となる。第１
図（Ｂ）は、この状態を示しており磁気センサ３にはＹ
成分を多く含む余磁力線が印加されている。尚、ピスト
ン17をx1方向に変位させた場合（第１図（Ｃ）に示す）
も同様のことが言える。本実施例においては、ピストン
17（即ち磁石）が、この磁石17の発生する余磁力線がセ
ンサパターン７に作用することにより、その抵抗値が略
最小となる位置を移動限として移動するよう個性されて
いる。
の抵抗値は次第に大となり、一方センサパターン７の抵
抗値は次第に小となる。やがて、両者の抵抗値は一致し
見かけ上は磁界の印加されない状態と等価となり、更に
x3方向へピストン17を変位させるとＹ成分の磁力線が大
となりセンサパターン７の抵抗値の方が小となる。第１
図（Ｂ）は、この状態を示しており磁気センサ３にはＹ
成分を多く含む余磁力線が印加されている。尚、ピスト
ン17をx1方向に変位させた場合（第１図（Ｃ）に示す）
も同様のことが言える。本実施例においては、ピストン
17（即ち磁石）が、この磁石17の発生する余磁力線がセ
ンサパターン７に作用することにより、その抵抗値が略
最小となる位置を移動限として移動するよう個性されて
いる。
ここで、上記磁気センサ３の取付構造におけるアンプ入
力電圧の変化をピストン17の変位位置と関連させて第２
図に示す。同図に示されるように、ピストン17が磁気セ
ンサ３の直下位置x2にある時、アンプ入力電圧は最大と
なっている。これは、主に主磁力線ａによりセンサパタ
ーン６の抵抗値が小となったことに起因している。一
方、余磁力線ｂが主に印加される位置x1，x3では、セン
サパターン７の抵抗値が小となっているため、アンプ入
力電圧は最小となる（第９図の回路図参照）。よって、
ピストン17が磁気センサ３の直下位置x2にある時のみア
ンプ入力電圧は大となる。
力電圧の変化をピストン17の変位位置と関連させて第２
図に示す。同図に示されるように、ピストン17が磁気セ
ンサ３の直下位置x2にある時、アンプ入力電圧は最大と
なっている。これは、主に主磁力線ａによりセンサパタ
ーン６の抵抗値が小となったことに起因している。一
方、余磁力線ｂが主に印加される位置x1，x3では、セン
サパターン７の抵抗値が小となっているため、アンプ入
力電圧は最小となる（第９図の回路図参照）。よって、
ピストン17が磁気センサ３の直下位置x2にある時のみア
ンプ入力電圧は大となる。
続いて、上記アンプ入力電圧特性と温度変化の関係につ
いて第３図を用いて説明する。尚、同図において、常温
におけるアンプ入力電圧は実線で、低温は一点鎖線で、
高温は破線で夫々変化を示している。前記したように、
MR素子４は低温において磁気抵抗変化率が大で、高温に
おいては小となる。従って、常温時に対し低温時はアン
プ入力電圧の変化は大となり、また高温時はアンプ入力
電圧の変化は小となる。
いて第３図を用いて説明する。尚、同図において、常温
におけるアンプ入力電圧は実線で、低温は一点鎖線で、
高温は破線で夫々変化を示している。前記したように、
MR素子４は低温において磁気抵抗変化率が大で、高温に
おいては小となる。従って、常温時に対し低温時はアン
プ入力電圧の変化は大となり、また高温時はアンプ入力
電圧の変化は小となる。
第３図において、磁気センサユニット18が低温，常温，
高温の全ての使用条件下において適正な位置検出信号を
生成する基準レベル電圧の範囲について考えるに、下限
においては図中矢印Ｂで示す位置のアンプ入力電圧より
大であることが必要であり、（図中矢印C1で示す）、ま
た上限においては高温におけるアンプ入力電圧の最大値
が検出されることが必要である（この電圧を図中矢印C2
で示す）。従って、図中C1,C2で示すアンプ入力電圧の
範囲（図中矢印Ｌで示す）内に基準レベル電圧を設定す
れば、磁気センサユニット18を使用環境の温度条件に影
響されることなく用いることが可能となる。また、基準
レベル電圧の設定範囲Ｌは、位置x1,x3におけるアンプ
入力電圧が最小となるため従来に比べて極めて広く（第
17図参照）、可変抵抗器12,13による基準レベル電圧の
設定作業を容易に行なうことができる。
高温の全ての使用条件下において適正な位置検出信号を
生成する基準レベル電圧の範囲について考えるに、下限
においては図中矢印Ｂで示す位置のアンプ入力電圧より
大であることが必要であり、（図中矢印C1で示す）、ま
た上限においては高温におけるアンプ入力電圧の最大値
が検出されることが必要である（この電圧を図中矢印C2
で示す）。従って、図中C1,C2で示すアンプ入力電圧の
範囲（図中矢印Ｌで示す）内に基準レベル電圧を設定す
れば、磁気センサユニット18を使用環境の温度条件に影
響されることなく用いることが可能となる。また、基準
レベル電圧の設定範囲Ｌは、位置x1,x3におけるアンプ
入力電圧が最小となるため従来に比べて極めて広く（第
17図参照）、可変抵抗器12,13による基準レベル電圧の
設定作業を容易に行なうことができる。
尚、上記実施例においては磁気センサユニット18をエア
シリンダ１に内設されたピストン17の位置検出に用いた
態様について説明したが、これに限るものではなく、磁
力を発生するあらゆる被検出体の検出に利用するとがで
きるのは勿論である。
シリンダ１に内設されたピストン17の位置検出に用いた
態様について説明したが、これに限るものではなく、磁
力を発生するあらゆる被検出体の検出に利用するとがで
きるのは勿論である。
また、磁気センサ３としてはMR素子４に代えて、例えば
ホール素子を用いても、同様の効果を奏する構成を実現
することができる。
ホール素子を用いても、同様の効果を奏する構成を実現
することができる。
考案の効果 上述の如く本考案によれば、移動に伴い磁石が移動範囲
の中心位置に到った時に、磁気センサは磁石に最も近接
した状態となり検出出力を最大とすることができる。
の中心位置に到った時に、磁気センサは磁石に最も近接
した状態となり検出出力を最大とすることができる。
また、被検出部材である磁石の位置を最も検出したい位
置において検出出力を最大とすることができ、誤検出を
防止することができる。
置において検出出力を最大とすることができ、誤検出を
防止することができる。
第１図は本考案になる磁気センサの取付構造の一実施例
において磁気センサに印加される磁力線の状態をピスト
ン位置の変化と共に説明するための図、第２図は本実施
例におけるアンプ入力電圧とピストン位置の関係を示す
図、第３図は第２図においてMR素子の温度変化による磁
気抵抗変化率を考慮した場合にアンプ入力電圧の変化を
示す図、第４図は本考案になる磁気センサの取付構造を
エアシリンダに適用した例を示す斜視図、第５図は磁気
センサユニットの分解斜視図、第６図は従来の磁気セン
サの取付構造を適用したエアシリンダを示す斜視図、第
７図は磁気センサの正面図、第８図はMR素子に印加され
る磁界の方向と磁気抵抗変化の関係を説明するための
図、第９図は磁気センサを駆動する駆動回路を示す回路
図、第10図は従来の磁気センサの取付構造において磁気
センサに印加される磁力線の状態をピストン位置の変化
と共に説明するための図、第11図は従来における磁気セ
ンサに対する余磁力線の印加方向を示す図、第12図は従
来におけるアンプ入力電圧とピストン位置との関係を示
す図、第13図は第12図に示すアンプ入力電圧が入力され
た時のアンプ出力を示す図、第14図は第13図に示す信号
が入力された時にコンパレータ出力を示す図、第15図は
第12図においてMR素子の温度変化による磁気抵抗変化率
を考慮した場合のアンプ入力電圧の変化を示す図、第16
図は第15図に矢印Ｃで示す電圧に基準レベル電圧を設定
した場合における低温使用時のコンパレータ出力を示す
図、第17図はアンプ入力電圧とピストン位置の関係にお
いて全温度範囲に亘り磁気センサが適正に差動し得る基
準レベル電圧範囲を有する場合を示す図である。 １……エアシリンダ、３……磁気センサ、４……MR素
子、５……基板、6,7……センサパターン、14……アン
プ、15……コンパレータ、17……ピストン、18……磁気
センサユニット。
において磁気センサに印加される磁力線の状態をピスト
ン位置の変化と共に説明するための図、第２図は本実施
例におけるアンプ入力電圧とピストン位置の関係を示す
図、第３図は第２図においてMR素子の温度変化による磁
気抵抗変化率を考慮した場合にアンプ入力電圧の変化を
示す図、第４図は本考案になる磁気センサの取付構造を
エアシリンダに適用した例を示す斜視図、第５図は磁気
センサユニットの分解斜視図、第６図は従来の磁気セン
サの取付構造を適用したエアシリンダを示す斜視図、第
７図は磁気センサの正面図、第８図はMR素子に印加され
る磁界の方向と磁気抵抗変化の関係を説明するための
図、第９図は磁気センサを駆動する駆動回路を示す回路
図、第10図は従来の磁気センサの取付構造において磁気
センサに印加される磁力線の状態をピストン位置の変化
と共に説明するための図、第11図は従来における磁気セ
ンサに対する余磁力線の印加方向を示す図、第12図は従
来におけるアンプ入力電圧とピストン位置との関係を示
す図、第13図は第12図に示すアンプ入力電圧が入力され
た時のアンプ出力を示す図、第14図は第13図に示す信号
が入力された時にコンパレータ出力を示す図、第15図は
第12図においてMR素子の温度変化による磁気抵抗変化率
を考慮した場合のアンプ入力電圧の変化を示す図、第16
図は第15図に矢印Ｃで示す電圧に基準レベル電圧を設定
した場合における低温使用時のコンパレータ出力を示す
図、第17図はアンプ入力電圧とピストン位置の関係にお
いて全温度範囲に亘り磁気センサが適正に差動し得る基
準レベル電圧範囲を有する場合を示す図である。 １……エアシリンダ、３……磁気センサ、４……MR素
子、５……基板、6,7……センサパターン、14……アン
プ、15……コンパレータ、17……ピストン、18……磁気
センサユニット。
Claims (1)
- 【請求項１】基板上に向きを異ならして配設された磁気
抵抗効果素子よりなる一対のセンサパターンを具備する
と共に、移動自在の構成とされた被検出体となる一方向
にのみ着磁された磁石の磁力を検知して信号を出力する
構成とされた磁気センサの取付構造であって、 該磁気センサを立設することにより、該基板の該磁気抵
抗効果素子が配設された平面に対し直交する側面と該磁
石の移動中心軸とが略対向するよう該磁気センサを配設
すると共に、該磁気センサを該磁石の移動範囲の略中心
位置に配設し、 且つ、該磁石の移動範囲を、該磁石の発生する余磁力線
が該センサパターンに作用することにより、該センサパ
ターンの抵抗値が略最小となる位置を移動限とする範囲
に設定してなる構成の磁気センサの取付構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987089157U JPH074486Y2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 磁気センサの取付構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987089157U JPH074486Y2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 磁気センサの取付構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63199079U JPS63199079U (ja) | 1988-12-21 |
| JPH074486Y2 true JPH074486Y2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=30947888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987089157U Expired - Lifetime JPH074486Y2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 磁気センサの取付構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH074486Y2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010071988A (ja) * | 2008-09-18 | 2010-04-02 | Sick Ag | 磁気又は誘電位置センサ |
| KR102522016B1 (ko) * | 2022-03-14 | 2023-04-14 | 태광물산 주식회사 | 도어 개폐의 정밀 감지를 위한 자기저항 센서 장치 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2797876B2 (ja) * | 1992-02-05 | 1998-09-17 | 三菱電機株式会社 | 直線変位検出装置 |
| JP2883928B2 (ja) * | 1992-07-09 | 1999-04-19 | 東京計装株式会社 | 面積式流量計 |
| JP2929158B2 (ja) * | 1993-12-29 | 1999-08-03 | 東京計装株式会社 | 面積式流量計 |
| JP2011169715A (ja) * | 2010-02-18 | 2011-09-01 | Panasonic Corp | 位置検出機構 |
| ITPR20120066A1 (it) * | 2012-10-17 | 2014-04-18 | Henesis S R L | Sistema di misura della posizione relativa tra due parti strutturali separate. |
| JP2019143649A (ja) * | 2018-02-16 | 2019-08-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 流体制御弁 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6232562B2 (ja) * | 1979-10-03 | 1987-07-15 | Tanaka Matsusei Kk |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS572891Y2 (ja) * | 1974-04-16 | 1982-01-19 | ||
| JPH0336020Y2 (ja) * | 1984-11-26 | 1991-07-31 | ||
| JPH0311898Y2 (ja) * | 1985-08-09 | 1991-03-20 |
-
1987
- 1987-06-10 JP JP1987089157U patent/JPH074486Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6232562B2 (ja) * | 1979-10-03 | 1987-07-15 | Tanaka Matsusei Kk |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010071988A (ja) * | 2008-09-18 | 2010-04-02 | Sick Ag | 磁気又は誘電位置センサ |
| KR102522016B1 (ko) * | 2022-03-14 | 2023-04-14 | 태광물산 주식회사 | 도어 개폐의 정밀 감지를 위한 자기저항 센서 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63199079U (ja) | 1988-12-21 |
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