JPH0755416A - Position sensor using magnetoresistance body and complementary target - Google Patents

Position sensor using magnetoresistance body and complementary target

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JPH0755416A
JPH0755416A JP19376594A JP19376594A JPH0755416A JP H0755416 A JPH0755416 A JP H0755416A JP 19376594 A JP19376594 A JP 19376594A JP 19376594 A JP19376594 A JP 19376594A JP H0755416 A JPH0755416 A JP H0755416A
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JP
Japan
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target track
portions
target
axis
magnetic
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JP19376594A
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Japanese (ja)
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Mien T Wu
ミエン・ティ・ウ
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Honeywell Inc
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Honeywell Inc
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    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
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    • G01D5/142Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/147Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the movement of a third element, the position of Hall device and the source of magnetic field being fixed in respect to each other
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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    • G01B7/003Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination

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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a magnetic sensor capable of accurate detection. CONSTITUTION: The position sensor has a magnetic resistance circuit on a first plane, the first part of the circuit being located on one side of a first shaft, the other part of the circuit on the other side of the first shaft. A movable member 10 having two target tracks 12, 14 is designed to rotate with respect to a central axis generally parallel to the first plane. The two target tracks 12, 14 are separated by a second plane generally perpendicular to the first plane and coinciding with the first shaft. The first and second target tracks 12, 14 comprise pluralities of first and second parts arranged in complementary fashion so that the magnetic part of the first track 12 is placed adjacent and opposite to the nonmagnetic part of the second track 15. The motion of the first and second parts passing the sensor varies the resistance of part of the circuit and issues an output signal showing the position of a rotating member 10 with respect to the sensor.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は一般に位置センサに関
し、特に磁気抵抗体要素の抵抗に作用する磁界歪をモニ
タすることで互いに相補関係にある2つの目標トラック
の複数の磁気及び非磁気部分の位置を感知する位置セン
サに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to position sensors, and more particularly to monitoring magnetic field distortions acting on the resistance of magnetoresistive elements to detect magnetic and non-magnetic portions of two target tracks that are complementary to each other. The present invention relates to a position sensor that detects a position.

【0002】[0002]

【従来の技術】当業者の間では多くの異なる種類の位置
センサが知られている。一部の位置センサはホール効果
要素あるいは磁気抵抗体構成要素などの磁気感応性構成
要素を利用して強磁性体の存在に対応して磁界の強度や
方向の変化を感知している。1990年11月13日にウォルフ
他に発行された米国特許 4,970,463号は、回転可能に取
り付けたゼロスピードの鉄ホイール上の歯ないしノッチ
などの高透磁性物体の存在ないし欠如を感知できる鉄性
物体センサ組立体を開示している。センサ組立体は永久
磁石と磁束密度の変化の関数として変化する電気出力信
号を生成する感知面を有する磁束感応トランスデューサ
からなる。鉄センサ組立体は一部の周知の従来のセンサ
のように磁極面磁気に依存せず、代わりに向き合う磁極
面間の磁石の面から出る磁束密度の放射成分に依存して
いる。
Many different types of position sensors are known to those skilled in the art. Some position sensors utilize magnetically sensitive components such as Hall effect or magnetoresistive components to sense changes in magnetic field strength and direction in response to the presence of ferromagnetic materials. U.S. Pat.No. 4,970,463 issued to Wolff et al. On November 13, 1990, is a ferrous object capable of sensing the presence or absence of highly permeable objects such as teeth or notches on a rotatably mounted zero speed iron wheel. A sensor assembly is disclosed. The sensor assembly comprises a permanent magnet and a flux sensitive transducer having a sensing surface that produces an electrical output signal that varies as a function of changes in magnetic flux density. Iron sensor assemblies do not rely on pole face magnetism like some known conventional sensors, but instead rely on the radiant component of the magnetic flux density emanating from the face of the magnet between the facing pole faces.

【0003】1991年2月12日にローレンツェンに発行さ
れた米国特許 4,992,731号は、永久磁石と回転要素の断
続的な表面形状により生じる磁界の接線成分の変化に感
応するホールセルを使用する回転速度センサシステムを
開示している。磁界の接線成分の基線値の変化により生
じる偏差を避けるため、ホールセルにより供給される差
分増幅器の出力を単一コンデンサに出力の平均電圧を貯
蔵する電圧平均化回路に接続している。
US Pat. No. 4,992,731, issued to Lorenzen on February 12, 1991, discloses a rotation using a Hall cell that is sensitive to changes in the tangential component of the magnetic field caused by the intermittent surface features of the permanent magnets and rotating elements. A speed sensor system is disclosed. To avoid deviations caused by changes in the baseline value of the tangential component of the magnetic field, the output of the differential amplifier supplied by the Hall cell is connected to a voltage averaging circuit which stores the average voltage of the output in a single capacitor.

【0004】1991年8月20日にグリエベラに発行された
米国特許 5,041,784号は、矩形の磁界歪フラックスバー
を有する磁気センサを開示している。センサは交互の磁
気電導ゾーンを有する物体の運動の位置、速度ないし方
向を、移動物体に面した磁極面とその運動方向を横切る
軸を有する永久磁石部材で測定するのに使用する。高透
磁性の鉄磁石ストリップを磁石の表面にそれに同軸に溶
融している。それは物体の運動方向を横切る幅寸法より
も大きな運動方向の長さ寸法を有する。鉄磁石ストリッ
プは、各々のセンサの領域の磁束線が物体の運動方向に
関して横断方向に向けて付勢されるようにセンサ要素の
対の領域で永久磁石部材の磁界を歪曲する。各々のセン
サの領域の磁束場は均一である。
US Pat. No. 5,041,784, issued to Griebera on August 20, 1991, discloses a magnetic sensor having a rectangular magnetostrictive flux bar. The sensor is used to measure the position, velocity or direction of movement of an object having alternating magnetic conduction zones with a permanent magnet member having a pole face facing the moving object and an axis transverse to its direction of movement. A highly permeable ferromagnet strip is fused coaxially to the surface of the magnet. It has a length dimension in the direction of movement greater than a width dimension transverse to the direction of movement of the object. The ferromagnet strip distorts the magnetic field of the permanent magnet member in the area of the pair of sensor elements such that the magnetic flux lines in the area of each sensor are biased transversely with respect to the direction of movement of the object. The magnetic flux field in the area of each sensor is uniform.

【0005】1978年4月25日にリカード他に発行された
米国特許 4,086,533号は回転部分の角度位置を判定する
ホール効果装置を説明している。それは軸上に配置した
ホール効果要素で対称的な回路を形成する第1と第2の
平行に配置した磁石を含んでいる。回転部分はそれぞれ
第1と第2の磁石を交互に通過するように角度的に配置
したソフト磁気材料で造られた第1と第2の要素を有
し、ホール効果要素で第1と第2の相反する方向の横断
磁界成分を生成する。これは極性を逆転した信号を生成
して回転部分の角度位置を示す。
US Pat. No. 4,086,533 issued to Ricard et al. On April 25, 1978 describes a Hall effect device for determining the angular position of rotating parts. It comprises first and second parallel arranged magnets forming a symmetrical circuit with axially arranged Hall effect elements. The rotating part has first and second elements made of soft magnetic material angularly arranged to alternately pass through the first and second magnets, respectively, and first and second Hall effect elements. To produce transverse magnetic field components in opposite directions. This produces a signal with the polarity reversed to indicate the angular position of the rotating part.

【0006】「磁気抵抗センサ」という論文が「サイエ
ンティフィック・ハニィウエラー」の1987年秋季号で出
されている。この論文はバハラット・B・パントにより
書かれ、特定の応用に使用するいくつかの異なるセンサ
の適応を含め、磁気抵抗センサの多くの異なる特性を記
述している。
A paper entitled "Magnetic Resistance Sensor" was published in the Autumn 1987 issue of "Scientific Honeyweller". This paper was written by Baharat B. Punt and describes many different characteristics of magnetoresistive sensors, including the adaptation of several different sensors used in particular applications.

【0007】1992年9月29日に出願され、本出願の譲渡
人に譲渡された米国特許出願 07/952,449 号にはホール
効果要素などの磁石と2つの磁気感応性装置を備えた歯
車センサを開示している。2つの磁気感応装置は互いに
共通の面に配置し、装置の1つは他の装置よりも磁石に
近い位置に配置している。両磁気感応装置が配置された
共通面は所定の距離だけ磁石の中心軸から離されてい
る。第1と第2の磁気感応装置に垂直に課せられる磁界
強度の割合を判定する手段を設け、割合はセンサに近接
した歯と溝の間で区別するのに使用する。
US patent application 07 / 952,449, filed September 29, 1992 and assigned to the assignee of the present application, discloses a gear sensor with a magnet such as a Hall effect element and two magnetically sensitive devices. Disclosure. The two magnetically sensitive devices are arranged on a common plane with one another, one of which is closer to the magnet than the other. The common surface on which the two magnetic sensitive devices are arranged is separated from the central axis of the magnet by a predetermined distance. Means are provided for determining the ratio of magnetic field strengths imposed vertically on the first and second magnetically sensitive devices, the ratio being used to distinguish between the tooth and the groove in proximity to the sensor.

【0008】1993年3月18日に出願され、本出願の譲渡
人に譲渡された米国特許出願08/032,883号(M10-1500
0)は、互いに全般的に平行に連関した2つの目標トラ
ックからなる磁気センサを記述している。各々のトラッ
クは交互パターンで配置した磁気及び非磁気部分からな
る。第1のトラックの各々の磁気部分は第2のトラック
の非磁気部分の辺に沿って配置され、第2のトラックの
各々の磁気部分は第1のトラックの非磁気部分の辺に沿
って配置する。第1と第2の磁気感応性構成部分をそれ
ぞれ第1と第2の目標トラックに近接して配置し、磁界
源を第1と第2の磁気感応性構成部分に近接して配置す
る。第1と第2の磁気感応性構成要素に対する垂直に課
せられる磁界の歪を用いてそれから第1と第2の出力信
号を出す。第1と第2の出力信号の関数の第3の出力信
号を用いて第1と第2の磁気感応性構成部分に関する第
1と第2の目標トラックの位置を判定する。
US Patent Application 08 / 032,883 (M10-1500) filed March 18, 1993 and assigned to the assignee of the present application.
0) describes a magnetic sensor consisting of two target tracks which are associated generally parallel to each other. Each track consists of magnetic and non-magnetic parts arranged in an alternating pattern. Each magnetic portion of the first track is located along a side of the non-magnetic portion of the second track, and each magnetic portion of the second track is located along a side of the non-magnetic portion of the first track. To do. The first and second magnetically sensitive components are located proximate to the first and second target tracks, respectively, and the magnetic field source is proximate to the first and second magnetically sensitive components. The perpendicularly imposed magnetic field distortions for the first and second magnetically sensitive components are used to provide first and second output signals. A third output signal as a function of the first and second output signals is used to determine the position of the first and second target tracks with respect to the first and second magnetically sensitive components.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】多くの種類の位置セン
サでは、判定を行う前に回転部材を動かす必要なしに回
転部材の歯や溝などのような2つの異なる部分間の区別
が可能であることが重要である。これは目標の運動の前
にその位置を感知するパワーアップ認識能力と呼ばれ
る。例えば歯と溝を有する歯車を位置センサでモニタす
る場合、歯車を回転する必要なしに歯ないし溝がセンサ
に隣接して配置されているかどうかをセンサが判定でき
れば非常に有用である。本発明はそれを実現することを
課題とするものである。
Many types of position sensors allow the distinction between two different parts, such as the teeth or grooves of a rotating member, without having to move the rotating member before making a determination. This is very important. This is called the power-up cognitive ability to sense the position of the target before it moves. For example, when monitoring a gear having teeth and grooves with a position sensor, it would be very useful if the sensor could determine if the teeth or grooves were located adjacent to the sensor without having to rotate the gear. The present invention aims to realize this.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明により作製される
位置センサは、第1の面に配置され、それぞれ第1の軸
の第1と第2の側に位置する第1と第2の磁気抵抗構成
部分からなる。センサは更に第1と第2の目標トラック
を有する可動部材を有する。各々の第1と第2の目標ト
ラックは複数の第1の部分と複数の第2の部分からな
り、一方の目標トラックの第1の部分の各々は他の目標
トラックの第2の部分の1つに隣接して配置される。第
1の目標トラックは第2の面の第1の側に配置され、第
2の目標トラックは第2の面の第2の側に配置され、第
1の軸は第1と第2の面の交差位置に配置される。本発
明の実施例は更に、第1と第2の磁気抵抗要素の相対的
な抵抗の関数である第1の信号を提供する手段を有す
る。第1の信号は可動部材の位置を示す。
A position sensor made in accordance with the present invention includes a first and second magnetic field disposed on a first surface and located on a first and a second side of a first axis, respectively. It consists of a resistance component. The sensor further includes a moveable member having first and second target tracks. Each first and second target track comprises a plurality of first portions and a plurality of second portions, each of the first portions of one target track being one of the second portions of the other target track. Placed adjacent to one. The first target track is located on the first side of the second surface, the second target track is located on the second side of the second surface, and the first axis is on the first and second surfaces. It is located at the intersection of. Embodiments of the present invention further include means for providing a first signal that is a function of the relative resistances of the first and second magnetoresistive elements. The first signal indicates the position of the movable member.

【0011】本発明の最も好ましい実施例では、磁気抵
抗構成要素はパーマロイなどのニッケル鉄合金からでき
た磁気感応性要素からなる。第1、2、3、4の磁気感
応性要素をホィートストン・ブリッジ構成で配置して抵
抗の変化を感知することができる。本発明の最も好まし
い実施例では、第1と第3の磁気感応性要素を第1と第
2の回路地点間で電気的に直列に接続する。第2の第4
の磁気感応性要素は第1と第2の回路地点間で電気的に
直列に接続し、第1と第3の磁気感応性要素は第2と第
4の磁気感応性要素と電気的に並列に接続する。第1の
面に平行で全般的に第2の面に対して垂直な中心軸に対
して可動部材が回転すると、目標トラックの第1と第2
の部分は第1と第2の磁気抵抗構成要素に近接して順次
に移動し、永久磁石によりそれらに形成された磁界に影
響を与える。この磁界の形の変化は構成要素の抵抗を変
え、ホィートストン・ブリッジ構成での2つの選択地点
間で電圧差を感知することができる。第1と第2の目標
トラックのような相補的目標を使用することで、磁気材
料を第1と第2の磁気抵抗構成要素の一方の側の位置に
移動させ、同時に別の磁気部材を構成要素の反対側の位
置から離れさせることで装置の作動が容易になる。
In the most preferred embodiment of the present invention, the magnetoresistive component comprises a magnetically sensitive element made from a nickel-iron alloy such as permalloy. The first, second, third, fourth magnetically sensitive elements can be arranged in a Wheatstone bridge configuration to sense changes in resistance. In the most preferred embodiment of the present invention, the first and third magnetically sensitive elements are electrically connected in series between the first and second circuit points. 2nd 4th
Magnetically sensitive elements are electrically connected in series between the first and second circuit points, and the first and third magnetically sensitive elements are electrically parallel to the second and fourth magnetically sensitive elements. Connect to. When the movable member rotates about a central axis parallel to the first surface and generally perpendicular to the second surface, the first and second target tracks are rotated.
The portions of move sequentially in close proximity to the first and second magnetoresistive components and affect the magnetic field created by them by the permanent magnets. This change in the shape of the magnetic field changes the resistance of the components and can sense the voltage difference between two selected points in the Wheatstone bridge configuration. The use of complementary targets, such as first and second target tracks, causes the magnetic material to move to a position on one side of the first and second magnetoresistive components while at the same time forming another magnetic member. Moving the device away from the opposite position facilitates operation of the device.

【0012】[0012]

【実施例】以下の実施例の説明で類似構成部分は類似の
参照数字で示す。図1は2つの目標トラック12、14を有
する回転部材10を示したものである。2つの目標トラッ
クは互いに対して相補的で1つのトラックの各々の歯は
他のトラックの溝に近接して配置されている。例えば第
2の目標トラック14の歯16は第1の目標トラック12の溝
17に近接しており、第1の目標トラック12の歯18は第2
の目標トラック14の溝19に近接している。この種の構成
の利点は後に詳しく述べる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT In the following description of the embodiments, similar components are designated by similar reference numerals. FIG. 1 shows a rotating member 10 having two target tracks 12,14. The two target tracks are complementary to each other and each tooth of one track is located close to the groove of the other track. For example, the tooth 16 of the second target track 14 is a groove of the first target track 12.
Proximity to 17, the teeth 18 of the first target track 12 are
It is close to the groove 19 of the target track 14. The advantages of this type of configuration will be described in detail later.

【0013】図1には更にセラミック基板上に取り付け
たシリコン基板上に配置した4つの磁気抵抗要素に近接
して永久磁石20が配置されている。本発明の実施例では
磁気抵抗体をシリコン基板上に配置しているが、本発明
の別の実施例では磁気抵抗体を別の非伝導面上に配置で
きることに留意する。目標トラックが軸26の回りを回転
すると、歯と溝はセラミック基板22上の磁気抵抗体44を
順次に通過して移動する。目標トラックの相補的構成故
に、歯が磁気抵抗体44の一方の側に配置されていると
き、溝は反対側に配置され、またその逆の状態になる。
In FIG. 1, a permanent magnet 20 is further arranged in proximity to four magnetoresistive elements arranged on a silicon substrate mounted on a ceramic substrate. It should be noted that while the magnetoresistor is placed on a silicon substrate in the embodiment of the invention, the magnetoresistor can be placed on another non-conducting surface in other embodiments of the invention. As the target track rotates about axis 26, the teeth and grooves move sequentially through the magnetoresistor 44 on the ceramic substrate 22. Due to the complementary construction of the target track, when the tooth is located on one side of the magnetoresistor 44, the groove is located on the opposite side and vice versa.

【0014】図2は回転部材10の側面図である。図から
分かるように、回転軸26は図2の面に垂直になってい
る。2つの目標トラック12、14の相補的な関係から、第
2の目標トラック14の歯は第1の目標トラック12の溝と
整合している。例えば第1の目標トラック12内の歯30、
32の間には、歯30、32の間隙を通して歯34が見られる。
同様に第1の目標トラック12の歯32は第2の目標トラッ
ク14の歯34、36の間の溝に隣接して配置されている。点
線40は2つの目標トラック12、14の間に配置するスペー
サの位置を示している。本発明の実施例では移動可能な
磁気歯から事前に選択した距離に磁気抵抗体を配置する
ためにスペーサを組み込んでいるが、スペーサの使用は
オプション的なもので本発明の全ての実施例で必要では
ないことを理解すべきである。
FIG. 2 is a side view of the rotating member 10. As can be seen, the axis of rotation 26 is perpendicular to the plane of FIG. Due to the complementary relationship of the two target tracks 12, 14, the teeth of the second target track 14 are aligned with the grooves of the first target track 12. For example, the teeth 30 in the first target track 12,
Between 32, tooth 34 is visible through the gap between teeth 30, 32.
Similarly, the tooth 32 of the first target track 12 is located adjacent to the groove between the teeth 34, 36 of the second target track 14. Dashed line 40 indicates the position of the spacers located between the two target tracks 12,14. Although the embodiments of the present invention incorporate spacers to position the magnetoresistor at a preselected distance from the moveable magnetic teeth, the use of spacers is optional and in all embodiments of the present invention. It should be understood that it is not necessary.

【0015】図3は図2の端面図で、永久磁石20、セラ
ミック基板22、磁気抵抗体44を追加している。図3で、
第1の目標トラック12と第2の目標トラック14は中心軸
26の回りを回転し、交互に溝が磁気抵抗体44の一方の側
にあるときに歯が反対側に来るように構成されている。
目標トラックの歯と溝は磁気抵抗体44の反対側に順次に
配置される。
FIG. 3 is an end view of FIG. 2, in which a permanent magnet 20, a ceramic substrate 22, and a magnetic resistor 44 are added. In Figure 3,
The first target track 12 and the second target track 14 are central axes
It is configured to rotate about 26 and alternate so that the grooves are on one side of the magnetoresistor 44 and the teeth are on the opposite side.
The target track teeth and grooves are sequentially arranged on opposite sides of the magnetoresistor 44.

【0016】磁気抵抗体と目標トラックの歯と溝の間の
相互作用を更に例示するため、図4に円形パターンの代
わりに線形に展開した2つの目標トラック12、14を例示
している。矢印A,Bは磁気抵抗体44とセラミック基板
22に対する目標トラックの走行方向を示している。図3
と図4の一貫性を保つため、磁気抵抗体44を点線で示し
てセラミック基板22の下側で第1と第2の目標トラック
12、14に面するように配置している。簡明にするため、
永久磁石20は図4で示していない。
To further illustrate the interaction between the magnetoresistor and target track teeth and grooves, FIG. 4 illustrates two linearly deployed target tracks 12, 14 instead of a circular pattern. Arrows A and B indicate magnetic resistor 44 and ceramic substrate
The driving direction of the target truck with respect to 22 is shown. Figure 3
For the sake of consistency with FIG. 4 and FIG. 4, the magnetoresistive element 44 is indicated by a dotted line to show the first and second target tracks under the ceramic substrate 22.
It is placed so that it faces 12 and 14. For simplicity,
Permanent magnet 20 is not shown in FIG.

【0017】図4では、参照数字50を用いて目標トラッ
クの磁気歯を示し、参照数字52を用いて目標トラックの
歯50の間の溝を示している。目標トラックが図4に示す
位置にあるとき、磁気抵抗体44の左側には歯50があり、
溝52は右側に示されている。2つの目標トラック12、14
が矢印A,Bで示す方向に縦並びに動くと、磁気抵抗体
44の右側で歯50が溝52に取って代わり、左側で溝52が歯
50に取って代わる。図4で矢印で示す方向に目標トラッ
クが継続的に動くと、磁気抵抗体44には右側では溝52
に歯50がとって変わり、左側では歯50に溝52がと
って変わる。
In FIG. 4, reference numeral 50 is used to indicate the target track magnetic teeth, and reference numeral 52 is used to indicate the groove between the target track teeth 50. When the target track is in the position shown in FIG. 4, there are teeth 50 on the left side of the magnetoresistor 44,
The groove 52 is shown on the right. Two target tracks 12, 14
Move vertically in the directions indicated by arrows A and B, the magnetoresistive
On the right side of 44 the tooth 50 replaces the groove 52 and on the left side the groove 52
Replaces 50. When the target track continuously moves in the direction shown by the arrow in FIG.
The tooth 50 changes to the left side, and the groove 52 changes to the tooth 50 on the left side.

【0018】本発明の原理を更に説明するため、図5
A,B,Cに例示的な永久磁石20と歯50により生じる磁
束線の方向に対する影響を示す。図5B,Cでは歯50を
概略的に長方形の箱で示し、完全な目標トラックに取り
付けて示していないことに留意する。磁束線60は永久磁
石20により生じた磁界を示しているものとする。図5
A、B、Cの目的は、参照数字50で示すような磁性体の
永久磁石20の磁界の方向に対する作用を示し、特に第1
の面70内の磁界に対する作用を示すことである。図5A
は永久磁石20が外部磁性体により作用を受けない一般的
な形のその磁界60を有する永久磁石20を示したものであ
る。図5Aは図5B、Cと共に示して磁界の磁束線の方
向に対する作用を比較して見ることができるようにして
いる。
To further explain the principles of the present invention, FIG.
A, B, and C show the effect on the direction of the magnetic flux lines produced by the exemplary permanent magnet 20 and teeth 50. Note that in FIGS. 5B and C, the tooth 50 is shown schematically as a rectangular box and is not shown attached to the complete target track. It is assumed that the magnetic flux lines 60 indicate the magnetic field generated by the permanent magnet 20. Figure 5
The purpose of A, B, C is to show the action of the magnetic material as indicated by reference numeral 50 on the direction of the magnetic field of the permanent magnet 20, and in particular the first
To show the effect on the magnetic field in plane 70 of. Figure 5A
Shows permanent magnet 20 having its magnetic field 60 in the general form in which permanent magnet 20 is unaffected by an external magnetic material. FIG. 5A is shown together with FIGS. 5B and 5C so that the effect of the magnetic field on the direction of the magnetic flux lines can be seen for comparison.

【0019】図5Bは永久磁石20に近接した歯50などの
磁性体により引き起こされた磁界60に対する効果を示し
ている。図から分かるように永久磁石20の左側の線62は
歯50の存在によりわずかに影響を受け、その結果、図5
Bでは図5Aの同様の場所の磁束線よりもわずかにより
垂直になっている。一方、図5Bの永久磁石20の右側の
磁束線64は永久磁石20に近い部分で、磁気部材即ち50に
よりかなり影響を受けている。
FIG. 5B illustrates the effect on the magnetic field 60 caused by a magnetic material such as teeth 50 proximate permanent magnet 20. As can be seen, the left line 62 of the permanent magnet 20 is slightly affected by the presence of the tooth 50, resulting in
In B, it is slightly more vertical than the magnetic flux lines in the same place in FIG. 5A. On the other hand, the magnetic flux line 64 on the right side of the permanent magnet 20 in FIG. 5B is a portion near the permanent magnet 20, and is considerably affected by the magnetic member, that is, 50.

【0020】図5Cは図5Bに示す状況とは反対の状況
を例示している。永久磁石20の左側に磁性体即ち歯50が
あり、右側には磁性体がない状態で、磁束線62は磁性体
によりかなり変形し、永久磁石20の右側の磁束線64はわ
ずかに変形して、図5Cでは図5Aの対応する磁束線よ
りもより垂直になっている。
FIG. 5C illustrates a situation opposite to that shown in FIG. 5B. With the magnetic body or tooth 50 on the left side of the permanent magnet 20 and no magnetic body on the right side, the magnetic flux lines 62 are considerably deformed by the magnetic body, and the magnetic flux lines 64 on the right side of the permanent magnet 20 are slightly deformed. , FIG. 5C is more vertical than the corresponding flux lines of FIG. 5A.

【0021】図5B、Cから磁性体が存在することで永
久磁石の磁界の方向を歪め、その結果、第1の面70内の
磁界の成分の大きさと方向を変更することが分かる。磁
界の変形と第1の面70で測定した磁界強度の対応する変
化を利用して、磁性体の存在の検出と磁気抵抗体のホィ
ートストン・ブリッジ構成の第1ないし第2の側の磁性
体の位置の識別を行うことができる。
It can be seen from FIGS. 5B and 5C that the presence of the magnetic material distorts the direction of the magnetic field of the permanent magnet, and as a result changes the magnitude and direction of the magnetic field component in the first surface 70. Utilizing the deformation of the magnetic field and the corresponding change in magnetic field strength measured at the first surface 70, the presence of a magnetic body is detected and the magnetic body on the first or second side of the Wheatstone bridge configuration of the magnetoresistor is utilized. The position can be identified.

【0022】図6A、6B、7、8は磁気抵抗体をいく
つかの異なる状態下で配置した第1の面での磁界を示し
たものである。図6A、6B、7、8で、複数の矢印は
第1の面70内で永久磁石20により与えられる磁界の方向
と強度を示している。言い替えれば長い矢印は短い矢印
よりも第1の面70内で強い磁界成分を示し、全ての矢印
の方向はそれらの選択された位置での磁界の方向を示し
ている。参照数字81は第1、第2の目標トラックの走行
方向に平行な軸を示している。第1の軸81は2つの対の
磁気抵抗体の間にある。第1の軸81は更に磁気抵抗体も
配置されている第1の面内にある。それらの構成を以下
に詳細に説明する。
FIGS. 6A, 6B, 7 and 8 show the magnetic field at the first surface with the magnetoresistors arranged under several different conditions. In FIGS. 6A, 6B, 7, and 8, the arrows indicate the direction and strength of the magnetic field provided by the permanent magnet 20 within the first surface 70. In other words, the long arrows show stronger magnetic field components in the first plane 70 than the short arrows, and the directions of all the arrows show the direction of the magnetic field at their selected position. Reference numeral 81 indicates an axis parallel to the traveling directions of the first and second target trucks. The first axis 81 lies between the two pairs of magnetoresistors. The first axis 81 lies in the first plane in which the magnetoresistor is also arranged. Those configurations will be described in detail below.

【0023】図5Aと図6Aで、図6Aの矢印は磁性体
ないし歯が永久磁石20に近接していない場合の第1の面
70内の磁界成分の大きさと方向を示すことに留意する。
図6Aから分かるように、磁界強度は第1の軸81に近い
地点よりも第1の軸81からより離れた地点でわずかに大
きくなる。第1の面70内での磁界強度にこの差がある理
由は、第1の軸81近くで第1の面70を通して延長してい
る磁束線は、第1の軸81からより離れた場所で第1の面
70を通して延長しているものよりもより垂直であるから
である。磁束線の角度のこの変化により、第1の面70内
の磁界の成分は増大する。更に図6Aで、各々の代表的
な矢印の大きさと方向は第1の軸81に付いて対称的であ
ることが分かる。
In FIGS. 5A and 6A, the arrow in FIG. 6A indicates the first surface when the magnetic substance or the tooth is not close to the permanent magnet 20.
Note that it indicates the magnitude and direction of the magnetic field components within 70.
As can be seen from FIG. 6A, the magnetic field strength is slightly greater at points further away from the first axis 81 than at points closer to the first axis 81. The reason for this difference in the magnetic field strength within the first surface 70 is that the magnetic flux lines extending through the first surface 70 near the first axis 81 are more distant from the first axis 81. First side
Because it is more vertical than what extends through 70. This change in the angle of the magnetic flux lines increases the component of the magnetic field in the first surface 70. Further in FIG. 6A, it can be seen that the size and direction of each representative arrow is symmetrical about the first axis 81.

【0024】図5B、6Bで、図6Bの矢印は図6Aの
ものと少し異なることが分かる。この磁界の変形は永久
磁石20に近接して歯50が存在することにより生じる。図
6Bは永久磁石20の右側を広幅歯が走行し、左側を広幅
溝が走行した解析シミュレーションを示したものであ
る。
It can be seen in FIGS. 5B and 6B that the arrow in FIG. 6B is slightly different from that in FIG. 6A. This deformation of the magnetic field is caused by the presence of the teeth 50 close to the permanent magnet 20. FIG. 6B shows an analytical simulation in which the wide teeth run on the right side of the permanent magnet 20 and the wide grooves run on the left side.

【0025】図6A、6Bで、第1の軸81の右側の磁界
強度成分は図6Aのものよりも図6Bで増大しているこ
とが分かる。これは第1の面70に対する磁束線の垂直度
を減少させる図6Bの装置の右側に配置された幅広歯に
よる磁界の変形により生じる。図6A、6Bの2つの側
の例示により、図6Bの矢印の一部はそれらの領域での
磁束線が垂直になるので長さがかなり減少していること
が分かる。第1の軸81の左側の一部の矢印は方向が逆転
し、図6Aでは第1の軸81から外側へ向いているのに対
して図6Bでは第1の軸81の方向に向いている。一定の
状況では、歯50の作用は第1の軸81の左側の磁束線をわ
ずかに非垂直左向きからわずかに非垂直右向きに変えて
いる。この作用は図6Bに見ることができる。
6A and 6B, it can be seen that the magnetic field strength component to the right of the first axis 81 is increased in FIG. 6B over that of FIG. 6A. This is caused by the deformation of the magnetic field by the wide teeth located on the right side of the device of FIG. 6B which reduces the perpendicularity of the magnetic flux lines to the first surface 70. By illustration of the two sides of FIGS. 6A and 6B, it can be seen that some of the arrows in FIG. 6B are significantly reduced in length as the magnetic flux lines in those regions are vertical. A part of the arrow on the left side of the first shaft 81 is reversed in direction, and is directed outward from the first shaft 81 in FIG. 6A, whereas it is directed toward the first shaft 81 in FIG. 6B. . In certain circumstances, the action of the tooth 50 changes the magnetic flux lines to the left of the first axis 81 from slightly non-vertical leftward to slightly non-vertical rightward. This effect can be seen in Figure 6B.

【0026】図7は狭幅溝が第1の軸81の左側にあると
きに狭幅歯が右側にあるときの作用を示すものである。
歯や溝は本発明のような装置と関連して使用できる多く
の異なる形状の1つでしかないことに留意する。歯は狭
くすることも広くすることもでき、対応する溝も狭くす
ることも広くすることもできる。広幅歯はそれを構成す
る磁性材料の量が多い故に狭幅歯よりも磁界の歪曲に対
する作用が大きいと判定される。
FIG. 7 shows the operation when the narrow groove is on the left side of the first shaft 81 and the narrow tooth is on the right side.
It should be noted that the teeth and grooves are only one of many different shapes that can be used in connection with a device such as the present invention. The teeth can be narrow or wide, and the corresponding grooves can be narrow or wide. It is determined that the wide-width tooth has a larger effect on the distortion of the magnetic field than the narrow-width tooth because the amount of the magnetic material forming the wide-width tooth is large.

【0027】図8は可動物体が、歯が線 160の一方の側
で第1の軸81近くから離れ、他の歯が第1の面70の他方
の側で第1の軸81へ近接するようにする場合の移行中の
2つの異なる歯と溝の組合せによる第1の面70の磁界に
対する作用を例示したものである。図8で2つの歯50は
矢印で示した第1の軸81に対して平行な方向に移動して
いる。第1の軸81の右側では、図の下部の矢印は図の上
部のものよりも長いことが分かる。これは磁性体即ち歯
50の引力と磁束線が第1の面70を通して延長する場合の
その角度の変化により生じる。同様の影響は図8の左の
上部でも見ることができる。図6A、6B、7、8で第
1の面70の磁界の成分は歯50などの磁性体により影響さ
れ、それは第1の面70の様々な場所での磁界強度の測定
可能な歪を生じる。
FIG. 8 shows that the moveable object has its teeth away from near the first axis 81 on one side of the line 160 and the other tooth close to the first axis 81 on the other side of the first face 70. 6 illustrates the effect of the combination of two different teeth and grooves on the magnetic field of the first surface 70 during the transition. In FIG. 8, the two teeth 50 move in a direction parallel to the first axis 81 shown by the arrow. On the right side of the first axis 81, it can be seen that the arrow at the bottom of the figure is longer than that at the top of the figure. This is a magnetic body or tooth
The attractive force of 50 and the change in its angle as the magnetic flux lines extend through the first surface 70. A similar effect can be seen in the upper left part of FIG. 6A, 6B, 7, 8 the magnetic field component of the first surface 70 is affected by a magnetic material such as the tooth 50, which causes a measurable distortion of the magnetic field strength at various locations on the first surface 70. .

【0028】図9に永久磁石20と、セラミック基板22
と、その間に配置されたスペーサ77を示す。磁気抵抗体
44(図7では図示せず)を配置するセラミック基板22の
表面は点線70で示し、第1の面として上述した。地点81
で示す第1の軸は図9の面に対して垂直で第1の面70内
にある。第2の面82は2つの目標トラック12、14の間に
延びており、全般に第1の面70に対して垂直となってい
る。本発明の構成の説明のため、第1の軸81は第1と第
2の面70、82の間の交点と一致している。更に回転中心
軸26は一般に第1の面70と平行になっていることが分か
る。
FIG. 9 shows a permanent magnet 20 and a ceramic substrate 22.
And the spacer 77 arranged between them. Magnetic resistor
The surface of the ceramic substrate 22 on which 44 (not shown in FIG. 7) is placed is shown by the dotted line 70 and was described above as the first surface. Point 81
The first axis indicated by is perpendicular to the plane of FIG. 9 and lies within the first plane 70. The second surface 82 extends between the two target tracks 12, 14 and is generally perpendicular to the first surface 70. For purposes of describing the construction of the present invention, the first axis 81 coincides with the point of intersection between the first and second surfaces 70,82. Further, it can be seen that the axis of rotation 26 is generally parallel to the first surface 70.

【0029】図9では図5A、5B、5Cと比較して、
スペーサ77の厚さは永久磁石20の磁極面と第1の面70の
間の距離を変えるので第1の面70の磁束線の大きさに影
響を与えることが分かる。スペーサ77の厚さは第1の面
70での磁界成分の所望の強さを判定するため、本発明の
特定の応用のために特定的に選択することができる。ス
ペーサ77は本発明の特定の実施例では有用であるが、本
発明の全ての可能な構成で必ず必要なものではないこと
を明確に理解すべきである。
In FIG. 9, compared with FIGS. 5A, 5B and 5C,
It can be seen that the thickness of the spacer 77 changes the distance between the magnetic pole surface of the permanent magnet 20 and the first surface 70, and thus affects the size of the magnetic flux lines on the first surface 70. The thickness of the spacer 77 is the first surface
To determine the desired strength of the magnetic field component at 70, it can be specifically selected for a particular application of the invention. It should be clearly understood that the spacer 77 is useful in certain embodiments of the invention, but is not absolutely necessary in all possible configurations of the invention.

【0030】図5A、5B、5C及び図9を引続き参照
して、磁気抵抗体44の一方ないし他方を歯50が通過する
ことで第1の面70を通過して延長し磁気抵抗体44に作用
する磁束線の方向に影響を与えることが分かる。歯が第
2の面82のどちら側で磁気抵抗体44に近接しているかに
より、磁界はその存在により歪み、磁界のその歪みは各
々の磁気抵抗体44の抵抗の変化により感知することがで
きる。上記に詳述したように、本発明で感知した作用は
第1の面70で測定した磁界強度の変化に対応する。第1
の面70でのこの磁界強度の変化は磁束線と第1の面の間
の角度関係の変化により生じる。磁束線と第1の面の間
の角度関係をより垂直でないようにした場合、第1の面
での磁界成分は増大し、逆に磁束線を第1の面70に関し
てより垂直になるようにした場合、第1の面70でのそれ
らの成分は減少する。
With continued reference to FIGS. 5A, 5B, 5C and FIG. 9, the teeth 50 pass through one or the other of the magnetoresistors 44 to extend through the first surface 70 to the magnetoresistors 44. It can be seen that it affects the direction of the acting magnetic flux lines. Depending on which side of the second surface 82 the tooth is closer to the magnetoresistor 44, the magnetic field is distorted by its presence, which distortion of the magnetic field can be sensed by the change in resistance of each magnetoresistor 44. . As detailed above, the effect sensed in the present invention corresponds to the change in magnetic field strength measured at the first surface 70. First
This change in magnetic field strength at plane 70 is caused by a change in the angular relationship between the magnetic flux lines and the first plane. If the angular relationship between the magnetic flux lines and the first surface is made less perpendicular, the magnetic field component at the first surface will increase and, conversely, the magnetic flux lines will become more perpendicular with respect to the first surface 70. If so, their composition at the first surface 70 is reduced.

【0031】本発明の1つの特定の実施例を説明するた
め、図10にホイートストン・ブリッジ構成の抵抗器の
よく知られた構成を例示する。ブリッジ間に電圧Vsを
与えて第1の電圧V1と第2の電圧V2の間の出力電圧差
を測定する。抵器RA、RDを磁界などの刺激で同様に作
用を受けるように連関させ、抵抗器RB、RCを磁界など
の刺激で同様に作用を受けるように連関させと、4つの
抵抗器に対する合計作用は容易に測定することができ
る。抵抗器RA、RDを第1の軸81の一方の側に配置し、
抵抗器RB、RCを第1の軸81の第2の側に配置すると、
それらは磁気抵抗体の左側と右側の位置を通した歯と溝
の順次の運動により相反的に影響を受ける。図5A、5
B、5Cに関して上述した磁界の歪みによって、図10
の各々の抵抗器の抵抗の変化を感知することができる。
図10のホィートストン・ブリッジ構成で第1の電圧V
1が第2の電圧V2と等しく平衡であれば、抵抗器の抵抗
の変化は抵抗器RA、RD間の電圧を上昇し、同様に抵抗
器RB、RC間の電圧を下げ、あるいはその逆になる。各
々の抵抗器が増加するように変化すると、第1の電圧V
1と第2の電圧V2間の電圧の変化は、図8に示す4つの
抵抗器のいずれかの元の抵抗値に対する増分抵抗変化と
同一割合で供給電圧Vsのパーセントとして変化する。
To illustrate one particular embodiment of the present invention, FIG. 10 illustrates a well known configuration of a Wheatstone bridge configuration resistor. A voltage Vs is applied across the bridge to measure the output voltage difference between the first voltage V1 and the second voltage V2. When the resistors RA and RD are linked so as to be similarly actuated by a magnetic field stimulus, and the resistors RB and RC are linked so that they are similarly actuated by a magnetic field stimulus, etc. Can be easily measured. The resistors RA and RD are arranged on one side of the first shaft 81,
When the resistors RB and RC are arranged on the second side of the first shaft 81,
They are reciprocally affected by the sequential movement of the teeth and grooves through the left and right positions of the magnetoresistor. 5A, 5
Due to the magnetic field distortion described above for B and 5C, FIG.
The change in resistance of each of the resistors can be sensed.
In the Wheatstone bridge configuration of FIG. 10, the first voltage V
If 1 is equal and equal to the second voltage V2, a change in the resistance of the resistor will raise the voltage across resistors RA and RD and likewise lower the voltage across resistors RB and RC, or vice versa. Become. As each resistor changes to increase, the first voltage V
The change in voltage between 1 and the second voltage V2 changes as a percentage of the supply voltage Vs at the same rate as the incremental resistance change to the original resistance of any of the four resistors shown in FIG.

【0032】本発明の範囲内では抵抗器の多くの別の構
成が可能であることに留意する。例えば抵抗器RA、RD
を磁気抵抗体とし、抵抗器RB、RCを一定値の抵抗器と
することができる。代わりに図10の全ての抵抗器を上
述のように磁気抵抗体とすることができる。
It should be noted that many other configurations of resistors are possible within the scope of the invention. For example, resistors RA and RD
Can be a magnetic resistor, and the resistors RB and RC can be resistors having constant values. Alternatively, all of the resistors in Figure 10 could be magnetoresistors, as described above.

【0033】図11は本発明の別の構成を示し、2つの
磁気抵抗体RA、RBを第1の軸81の対向する側に配置
し、図11に示すように電気的に並列に接続する。2つ
の一定電流源A1,A2を図示するように設け、第1の電
圧V1と第2の電圧V2を測定して2つの磁気抵抗体の抵
抗の変化を判定することができる。
FIG. 11 shows another structure of the present invention. Two magnetic resistors RA and RB are arranged on the opposite sides of the first shaft 81 and electrically connected in parallel as shown in FIG. . Two constant current sources A1 and A2 are provided as shown, and the first voltage V1 and the second voltage V2 can be measured to determine the change in resistance of the two magnetoresistors.

【0034】本発明の1つの実施例を説明するため、図
10のホィートストン・ブリッジ構成を図12に示す特
定のチップの抵抗の物理的なレイアウトと共に説明す
る。図12に示す抵抗器は一般に蛇行した入れ子式関係
で配置されている。図12で、4つの磁気抵抗体はそれ
ぞれ複数のバーからなる。4つの磁気抵抗体の各々を識
別するため、それらの各々の垂直バーを共に接続する導
電パッドを関連磁気抵抗体を示す文字で示す。図10、
12を参照して、抵抗器RA は、同様に識別される抵抗
器に対するその接続を示すためにRA として識別される
複数の導電パッドに相互接続された様々な大きさの複数
の垂直平行バーからなり、図12の導電体 102と導電体
104間で接続された蛇行パターンを形成している。従っ
て抵抗器RA は図12のセラミック基板上の接続パッド
として識別される図10回路地点90と回路地点93の間で
接続されている。抵抗器RA は、一方でパッドRD に接
続された垂直バーからなり、パッド 106とパッド 108の
間で接続された抵抗器RD と入れ子とされている。本発
明のこの特定の実施例では、図12に示す回路は2つの
ジャンパ接続を用いて実施することを意図している。1
つのジャンパ接続はパッド 106とパッド 112間の点線91
で示し、他方のジャンパ接続はパッド 108とパッド 114
の間の点線92で示す。ジャンパ接続91、92は同一参照数
字で識別される図10の回路地点に対応する。図10と
11の参照数字と文字を比較することで、回路地点90で
電圧が提供され、パッド 108、 114は電気的に大地に接
続されていることが分かる。更にジャンパ接続91は抵抗
器RB、RC間で接続され、回路地点93は抵抗器RA、RD
間で接続されていることが分かる。
To describe one embodiment of the present invention, the Wheatstone bridge configuration of FIG. 10 will be described with the physical layout of the resistors of the particular chip shown in FIG. The resistors shown in FIG. 12 are generally arranged in a serpentine, nested relationship. In FIG. 12, each of the four magnetoresistive bodies comprises a plurality of bars. To identify each of the four magnetoresistors, the conductive pads that connect the vertical bars of each of them together are indicated by a letter indicating the associated magnetoresistor. Figure 10,
With reference to 12, resistor RA is comprised of a plurality of vertical parallel bars of various sizes interconnected with a plurality of conductive pads identified as RA to indicate its connection to similarly identified resistors. , The conductor 102 and the conductor of FIG.
Forming a meandering pattern connected between 104. Thus, resistor RA is connected between circuit point 90 and circuit point 93 of FIG. 10, identified as a connection pad on the ceramic substrate of FIG. The resistor RA consists of a vertical bar connected to the pad RD on the one hand and is nested with the resistor RD connected between the pads 106 and 108. In this particular embodiment of the invention, the circuit shown in FIG. 12 is intended to be implemented with two jumper connections. 1
One jumper connection is the dotted line 91 between pads 106 and 112.
, The other jumper connection is pad 108 and pad 114
It is indicated by a dotted line 92 between. Jumper connections 91, 92 correspond to circuit points in FIG. 10 identified by the same reference numerals. By comparing the reference numerals and letters in FIGS. 10 and 11, it can be seen that voltage is provided at circuit point 90 and pads 108, 114 are electrically connected to ground. Further, the jumper connection 91 is connected between the resistors RB and RC, and the circuit point 93 is connected to the resistors RA and RD.
You can see that they are connected between.

【0035】更に図12で、抵抗器の蛇行入れ子式の目
的は永久磁石20から放射する磁界の形から生じるセラミ
ック基板の面での異なる磁界強度に対応するためであ
る。磁石の磁極面は図12に示す基板の真下にあり、磁
界は抵抗器の面を通して上向きに延長しているため、第
1の軸81に最も近い領域の磁界強度は第1の軸81から離
れた地点での磁界強度よりも通常少なくなる。この作用
は図6−8に見ることができる。抵抗器の面での磁界強
度のこの予測される差違に対応するため、第1の軸81に
最も近い抵抗器部分の幅は第1の軸81から離れた同じ抵
抗器部分の幅よりも大きくなっている。抵抗器対を入れ
子式にしているのは、抵抗器の各々の対の1つに対する
磁気作用をそれらの2つの対の他方に対する磁気作用と
できるだけ同一にしようとするためである。言い替えれ
ば図10に示すホィートストン・ブリッジ構成は抵抗器
RA、RDを入れ子にしてそれらがそれぞれ磁界により一
般に同様の磁気作用を経験するようにした場合に最も予
測可能に作動する。
Further in FIG. 12, the purpose of the serpentine nesting of the resistors is to accommodate different magnetic field strengths in the plane of the ceramic substrate resulting from the shape of the magnetic field emanating from the permanent magnet 20. The magnetic pole surface of the magnet is directly below the substrate shown in FIG. 12, and the magnetic field extends upward through the surface of the resistor, so that the magnetic field strength in the region closest to the first axis 81 is away from the first axis 81. It is usually less than the magnetic field strength at a given point. This effect can be seen in Figures 6-8. To accommodate this expected difference in magnetic field strength in the plane of the resistor, the width of the resistor section closest to the first axis 81 is greater than the width of the same resistor section away from the first axis 81. Has become. The reason for nesting resistor pairs is to try to make the magnetic effect on one of each pair of resistors as identical as possible to the magnetic effect on the other of those two pairs. In other words, the Wheatstone bridge arrangement shown in FIG. 10 works most predictably when the resistors RA, RD are nested such that they each generally experience similar magnetic effects due to the magnetic field.

【0036】図12で、図7に示す第1の面70は一般に
図12の4つの磁気抵抗器RA、RD、RB、RCと同一平
面になっている。図12には更に第1の軸81も示されて
いる。第2の面82は図12に対して垂直であり、第1の
軸81は第1、第2の両面内にある。
In FIG. 12, the first surface 70 shown in FIG. 7 is generally coplanar with the four magnetoresistors RA, RD, RB, RC of FIG. Also shown in FIG. 12 is a first shaft 81. The second surface 82 is perpendicular to FIG. 12 and the first axis 81 lies within the first and second surfaces.

【0037】図13に当業者にはよく知られた概念を例
示する。図13の矢印Bが地点 128の第1の面70を通過
する磁界の方向と大きさを示すとすれば、第1の面70の
磁界成分の有効磁界強度は矢印Xで示される。その磁界
を矢印B’で示すように方向を変えると、第1の面70で
の有効磁界成分は矢印X’で示すように増大する(ここ
でX’は第1の面70内で地点 128から地点 130に延長し
ている)。図13から分かるように、磁束線の垂直度の
減少により第1の面70での有効成分は増大し、それに対
して磁束線の垂直度の増大により第1の面70でのその成
分を削減することになる。これが矢印B’と矢印Bが一
般に互いに等しいにも関わらず矢印X’が矢印Xよりも
長くなる理由である。歯50などの磁性体が第2の面82の
一方の側を通過すると、その面の側の磁気抵抗体は第1
の面70での、図12に示すようにそれらの合計長さの線
分に対して一般に垂直な磁界強度の増大を経験する。図
12、13で、磁性体が抵抗器RB、RCを通過し、抵抗
器RA、RDを通過しない場合、図12の第1の軸81の右
側の2つの抵抗器は図13に示す作用を経験し、第1の
軸81の左側の2つの抵抗器はその作用をはるかに少ない
度合で経験する。抵抗器RB、RCの抵抗はある増分値で
削減される。図10に示すようにブリッジ構成故に抵抗
器RB 、RC の抵抗の減少は第1の電圧V1 を低下さ
せ、第2の電圧V2 を上昇させる。ブリッジの2つの感
知地点の間のこの差電圧の増大は、セラミック基板の右
側に磁性体が存在し、磁気基板の左側に磁性体がないこ
とを反映する。
FIG. 13 illustrates a concept well known to those skilled in the art. If the arrow B in FIG. 13 indicates the direction and magnitude of the magnetic field passing through the first surface 70 at the point 128, the effective magnetic field strength of the magnetic field component of the first surface 70 is indicated by the arrow X. When the magnetic field is redirected as shown by arrow B ', the effective magnetic field component at the first surface 70 increases as shown by arrow X', where X'is a point 128 within the first surface 70. From that point to point 130). As can be seen from FIG. 13, the decrease in the perpendicularity of the magnetic flux lines increases the effective component on the first surface 70, whereas the increase in the perpendicularity of the magnetic flux lines reduces the component on the first surface 70. Will be done. This is why arrow X'becomes longer than arrow X even though arrow B'and arrow B are generally equal to each other. When a magnetic material such as the tooth 50 passes one side of the second surface 82, the magnetoresistor on the side of that surface is first
At surface 70 of the, one experiences an increase in the magnetic field strength, which is generally perpendicular to their total length of line segments, as shown in FIG. 12 and 13, when the magnetic substance passes through the resistors RB and RC but does not pass through the resistors RA and RD, the two resistors on the right side of the first shaft 81 in FIG. Experienced, the two resistors to the left of the first axis 81 experience their action to a much lesser degree. The resistance of the resistors RB, RC is reduced in certain increments. Bridge configuration thus resistor RB as shown in FIG. 10, reduction of the RC of the resistor reduces the first voltage V1, to increase the second voltage V 2. This increase in the differential voltage between the two sensing points of the bridge reflects the presence of magnetic material on the right side of the ceramic substrate and the absence of magnetic material on the left side of the magnetic substrate.

【0038】図14は磁気抵抗体 120の抵抗のその磁化
容易軸を横切る方向の磁界強度HTの関数としてのグラ
フ表示である。上述のような応用では、磁気抵抗体 120
を流れる電流Iは磁化容易軸と一般に平行な方向に流
れ、横断磁界による抵抗に対する作用を図14を例示す
る。磁界強度はガウスで測定し、図14に示す曲線族は
磁気抵抗体 120の様々な異なる幅Wを示す。図から分か
るように、磁気抵抗体 120の抵抗は磁気抵抗体 120を横
切る磁界HT の強度が増大すると共に、その最大値RMA
Xから最大値の約98%の値まで減少する。
FIG. 14 is a graphical representation of the resistance of magnetoresistor 120 as a function of magnetic field strength HT transverse to its easy axis. In applications such as those described above, the magnetoresistor 120
A current I flowing through the magnetic field flows in a direction generally parallel to the easy axis of magnetization, and the effect of the transverse magnetic field on the resistance is illustrated in FIG. The magnetic field strength is measured in Gauss and the family of curves shown in FIG. 14 shows various different widths W of the magnetoresistor 120. As can be seen from the figure, the resistance of the magnetoresistor 120 increases as the strength of the magnetic field HT across the magnetoresistor 120 increases and its maximum value RMA.
The value decreases from X to about 98% of the maximum value.

【0039】図15に磁気抵抗体 120の抵抗と外部磁界
HE の方向の間の関係を示す。図15に示す曲線族は外
部磁界HE と磁気抵抗体 120の軸間の様々な角度を示し
ている。磁界HE が磁気抵抗体 120を流れる電流の方向
と一般に整合したとき、磁気抵抗体 120はその抵抗の大
きさが最大になる。角度qが増大すると、磁気抵抗体12
0の抵抗はその最大値RMAX からその最大値の約98%の
値まで減少する。大きさと磁界の有効角度の両方での変
化に対応した磁気抵抗体の抵抗のこの変化により、ホィ
ートストン・ブリッジでの磁気抵抗体の抵抗の変化を感
知することで磁界の大きさと方向をモニタすることが可
能になる。
FIG. 15 shows the relationship between the resistance of the magnetic resistor 120 and the direction of the external magnetic field HE. The family of curves shown in FIG. 15 shows various angles between the external magnetic field HE and the axis of the magnetoresistor 120. When the magnetic field HE is generally aligned with the direction of current flow through the magnetoresistor 120, the magnetoresistor 120 maximizes its resistance. As the angle q increases, the magnetic resistance 12
The zero resistance decreases from its maximum value RMAX to a value of about 98% of its maximum value. This change in the resistance of the magnetoresistor in response to changes in both magnitude and effective angle of the magnetic field allows monitoring the magnitude and direction of the magnetic field by sensing the change in resistance of the magnetoresistor in the Wheatstone bridge. Will be possible.

【0040】図16に本発明の1実施例の経験的なテス
トを示す。図16では2本の曲線140、144が示されてい
る。一方の曲線 140は相補的に構成した複数の歯と溝を
有する目標の回転により生じたミリボルトで測定したセ
ンサブリッジ出力に対する作用を示す。回転可能部材が
その回転軸の回りを移動すると、本発明ではその第1の
軸81の一方の側で磁気歯に晒され、次にその第1の軸の
対向する側で歯に晒された。図16の正と負の電圧の大
きさを使用しているのは相対的なもので、歯と正の位置
と見なされる溝の構成に依存することに留意する。図1
4に示す重要な側面はゼロクロスは相対的に一貫してお
り、第1の面70と磁気歯の間の間隙に依存しないという
ことである。例えば図16の曲線 140は 0.020インチの
間隙で得られた結果を示し、曲線 144は 0.080インチの
間隙で得られた結果を示している。間隙は図9で参照文
字Gで定義されている。図14で更に分かるように、本
発明はパワーアップ認識能力として当業者に知られてい
る特性を示す装置を提供する。これは磁気抵抗体のホィ
ートストンブリッジからの出力信号の極性が、可動物体
を移動する必要なしに可動物体の位置の表示を直ちに行
うという事実で示されている。言い替えればブリッジか
らの出力信号の極性をモニタすることで、関連回路は直
ちに、歯がブリッジの左側にあり溝が右側にある、ある
いは代わりに歯がブリッジの右側にあり、溝が左側にあ
るかを判定することができる。
FIG. 16 shows an empirical test of one embodiment of the present invention. In FIG. 16, two curves 140 and 144 are shown. One curve 140 shows the effect on the sensor bridge output, measured in millivolts, produced by the target rotation with multiple complementary teeth and grooves. As the rotatable member moves about its axis of rotation, it is exposed to magnetic teeth on one side of its first axis 81 and then to the teeth on opposite sides of its first axis in the present invention. . Note that the use of the positive and negative voltage magnitudes in FIG. 16 is relative and depends on the configuration of the tooth and the groove considered to be the positive position. Figure 1
An important aspect shown in FIG. 4 is that the zero cross is relatively consistent and does not depend on the gap between the first surface 70 and the magnetic tooth. For example, curve 140 in FIG. 16 shows the results obtained with a 0.020 inch gap and curve 144 shows the results obtained with a 0.080 inch gap. The gap is defined by the reference letter G in FIG. As can be further seen in FIG. 14, the present invention provides a device exhibiting a property known to those skilled in the art as power-up recognition capability. This is shown by the fact that the polarity of the output signal from the Wheatstone bridge of the magnetoresistor gives an immediate indication of the position of the moving object without having to move the moving object. In other words, by monitoring the polarity of the output signal from the bridge, the relevant circuit immediately determines if the tooth is on the left side of the bridge and the groove is on the right side, or alternatively, the tooth is on the right side of the bridge and the groove is on the left side. Can be determined.

【0041】更に図16で、0度と12度の間の領域に示
す情報は、第2の目標トラック14の歯が磁気抵抗体に近
接し、第1の目標トラック12の間隙ないし溝が磁気抵抗
体に近接したときの回転部分を示す。これにより抵抗器
RA、RDは、図13に関連して上述した作用故に抵抗の
増大を経験した。点線 150で示した約12度の回転では、
図6A、6B、7、8及び12で第1の目標トラック12
の立上がりとして示した線 160を通過する第2の目標ト
ラック14の歯の立下がりは線 160の位置に移動した。同
様に図14で点線 155として示した約15度の回転では、
相反する状況が生じ、第2の目標トラック14の歯の立上
がりは線 160に移動し、第1の目標トラック12の歯の立
下がりは線 160を過ぎて移動した。ここで分かるように
それらのゼロクロス位置により本発明では両目標トラッ
クの全ての歯と溝の立上がり、立下がりの正確な場所を
正確に限定することができる。これにより回転部材の位
置の非常に正確な判定が可能になり、この判定を部材の
回転を必要とせずに行うことができる。
Further, in FIG. 16, the information shown in the area between 0 and 12 degrees indicates that the teeth of the second target track 14 are close to the magnetoresistive element and the gap or groove of the first target track 12 is magnetic. The rotating part when approaching a resistor is shown. This causes resistors RA, RD to experience increased resistance due to the effects described above in connection with FIG. In the rotation of about 12 degrees indicated by the dotted line 150,
First target track 12 in FIGS. 6A, 6B, 7, 8 and 12
The trailing edge of the teeth of the second target track 14 passing through line 160, shown as the rising edge of, has moved to the position of line 160. Similarly, in the rotation of about 15 degrees shown as the dotted line 155 in FIG. 14,
A conflicting situation occurred in which the tooth rise of the second target track 14 moved to line 160 and the tooth fall of the first target track 12 moved past line 160. As can be seen, these zero-cross positions allow the present invention to accurately define the exact location of the rise and fall of all teeth and grooves on both target tracks. This allows a very accurate determination of the position of the rotating member, which can be made without the need for rotation of the member.

【0042】更に図16で、両曲線140、144は正の電圧
方向にわずかにオフセットしていることが分かる。言い
替えれば正の方向の曲線 140のピークは同曲線の負の方
向のピークよりも絶対値が大きい。当業者にはよく知ら
れているように、この状況は回路要素トリム動作で容易
に補償することができる。
Further in FIG. 16 it can be seen that both curves 140, 144 are slightly offset in the positive voltage direction. In other words, the peak of the curve 140 in the positive direction has a larger absolute value than the peak of the curve 140 in the negative direction. As is well known to those skilled in the art, this situation can be easily compensated for by circuit element trim operation.

【0043】ホール効果要素構成や複数磁石手法などの
他の手法を使用することが図16に示す有益な作用を持
つことを示していない。本発明で検出する非常に正確な
ゼロクロス位置は、目標トラックの歯と磁気抵抗体を配
置する第1の面の間の間隙Gの変化に対して一般に不感
度を示す。これは装置の製造や組立での変化により生じ
る振れの存在故に多くの異なる種類の応用で非常に重要
である。例えば本発明を自動車の応用に使用して自動車
エンジンの特定のシャフトの回転位置を判定する場合、
磁気抵抗体と相補的な目標トラックからなる回転物体の
間の正確な距離は第1の自動車での1つの組立から第2
の自動車での第2の組立で変化する可能性があり、更に
重要なことに、不完全な製造あるいは組立手順故に間隙
Gが1つの回転位置から別のものへ変化することがあ
る。両曲線140、144に対する図14の一貫したゼロクロ
スにより示した間隙Gのこの種の変化に対する本発明の
相対的な不感度故に、本発明では当業者には長年よく知
られた有益な問題解決法を提供する。
It has not been shown that the use of other techniques such as the Hall effect element configuration or the multiple magnet technique has the beneficial effect shown in FIG. The very accurate zero-cross position detected by the present invention is generally insensitive to changes in the gap G between the target track tooth and the first surface on which the magnetoresistor is located. This is very important in many different types of applications due to the presence of runout due to changes in the manufacture and assembly of the device. For example, using the present invention in automotive applications to determine the rotational position of a particular shaft of an automotive engine,
The exact distance between the magnetoresistive body and the rotating object consisting of the complementary target track is from one assembly in the first vehicle to the second.
In a second assembly of a car, and more importantly, the gap G may change from one rotational position to another due to imperfect manufacturing or assembly procedures. Because of the relative insensitivity of the present invention to this type of change in the gap G, shown by the consistent zero crossings of FIG. 14 for both curves 140, 144, the present invention provides a useful solution to the problem well known to those skilled in the art for many years. I will provide a.

【0044】図16で、図の上部のグラフ表示はセンサ
からのディジタルないしバイナリ出力信号を出すのに使
用することができる。言い替えれば曲線140ないし144が
正であれば、出力信号は正になり、それらの曲線が負の
場合は、信号は出されない。図16の下部はこの概念を
例示している。12度と15度の間では、曲線140、144は正
である。この特性を示すため、図の上部の曲線が正の期
間中、方形波 157を出すことができる。図16の下部に
示す方形波 157は図16の上部の信号の代数符号に対応
する。バイナリ出力を出す方法は多くの異なるものがあ
るが、図17に1つの適切な回路を示す。磁気抵抗体R
A、RB、RC、RDは図10に示すものと同様な構成のホ
ィートストン・ブリッジで構成されている。回路地点9
1、93からの出力は増幅器 175に対して接続されてい
る。比較器 175からの出力はシュミット・トリガ 177に
接続されている。回路地点 179のシュミット・トリガか
らの出力は、図16で参照数字 157で示したものと同様
の信号を示す。
In FIG. 16, the graphical representation at the top of the figure can be used to generate a digital or binary output signal from the sensor. In other words, if the curves 140 to 144 are positive, the output signal will be positive, if the curves are negative, no signal will be emitted. The lower part of FIG. 16 illustrates this concept. Between 12 and 15 degrees, the curves 140, 144 are positive. To show this characteristic, a square wave 157 can be emitted during the positive period of the curve at the top of the figure. The square wave 157 shown at the bottom of FIG. 16 corresponds to the algebraic sign of the signal at the top of FIG. There are many different ways to provide a binary output, but one suitable circuit is shown in FIG. Magnetic resistor R
A, RB, RC and RD are composed of a Wheatstone bridge having the same structure as that shown in FIG. Circuit point 9
The outputs from 1, 93 are connected to amplifier 175. The output from the comparator 175 is connected to the Schmitt trigger 177. The output from the Schmitt trigger at circuit point 179 shows a signal similar to that shown at 157 in FIG.

【0045】本発明の実施例を説明するため、本発明を
かなり詳細に説明し、特定の特異性を例示したが、別の
実施例もその範囲内にあることを留意する。例えば図1
2に示す磁気抵抗体の特定のネスト化パターンは特定の
利点をもたらすが、別の構成も本発明を使用する際に可
能である。更に図8にホィートストン・ブリッジ構成を
例示し、本発明の実施例の作動を説明するために使用し
たが、本発明と共に別の電気回路を使用することもでき
る。更に目標トラック12、14を図面で歯と間隙を為す溝
を有して示しているが、目標トラックの別の構成では回
転可能シリンダあるいは線形トラックを磁気材料で形成
した開口部と共に組み込むこともできる。代わりに非磁
気円筒物体をその外面の磁気インサートと共に設けるこ
ともできる。
To illustrate the embodiments of the present invention, the invention has been described in considerable detail and illustrated with particular specificity, but it is noted that other embodiments are within the scope thereof. Figure 1
Although the particular nested pattern of magnetoresistors shown in 2 provides certain advantages, other configurations are possible when using the present invention. Although a Wheatstone bridge configuration is further illustrated in FIG. 8 and used to illustrate the operation of an embodiment of the present invention, other electrical circuits may be used with the present invention. Further, although the target tracks 12, 14 are shown in the drawings with grooves to create teeth and gaps, other configurations of the target tracks could incorporate a rotatable cylinder or a linear track with openings made of magnetic material. . Alternatively, a non-magnetic cylindrical body can be provided with a magnetic insert on its outer surface.

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

【図1】 本発明の1つの実施例の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of one embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第1と第2の目標トラックの側面図
である。
FIG. 2 is a side view of first and second target tracks of the present invention.

【図3】 磁石、基板、複数の磁気抵抗体を加えた図2
の端面図である。
FIG. 3 is a diagram in which a magnet, a substrate, and a plurality of magnetoresistors are added.
FIG.

【図4】 磁気抵抗体と第1と第2の目標トラックの関
係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between a magnetic resistor and first and second target tracks.

【図5】 磁石と磁石の1つの部分の近傍の磁気物体の
存在ないし欠如に関したその磁界の形を示した概略図で
ある。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the shape of the magnetic field in relation to the presence or absence of a magnet and a magnetic object in the vicinity of one part of the magnet.

【図6】 磁気抵抗体のすぐ近くに磁気物体がない場合
の第1の面の磁界の方向と強度を示す概略図(A)と、
装置の一方近くに広幅磁気歯が配置された磁界の方向と
強度を示す概略図(B)ある。
FIG. 6 is a schematic diagram (A) showing the direction and strength of the magnetic field of the first surface when there is no magnetic object in the immediate vicinity of the magnetoresistive body;
FIG. 3B is a schematic view (B) showing the direction and strength of a magnetic field in which wide magnetic teeth are arranged near one side of the device.

【図7】 狭幅磁気歯が磁気抵抗体ブリッジの一方近く
にあり、狭幅溝が反対が近くにあることを除き図6Aと
一般に類似の概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram generally similar to FIG. 6A except that the narrow magnetic teeth are near one of the magnetoresistive bridges and the narrow grooves are near the opposite.

【図8】 磁気歯が図の右下部近くにあり、別の磁気歯
が図の左上部近くにあることを除き図6Aと一般に類似
の概略図である。
8 is a schematic diagram generally similar to FIG. 6A except that the magnetic tooth is near the lower right portion of the figure and another magnetic tooth is near the upper left portion of the figure.

【図9】 2つの目標トラックと物理的な関係で配置し
た本発明の磁石、スペーサ、セラミック基板、第1の面
を示す。
FIG. 9 shows a magnet, spacer, ceramic substrate, first side of the invention arranged in physical relationship with two target tracks.

【図10】 本発明と関連して使用できる別の回路を示
す。
FIG. 10 illustrates another circuit that can be used in connection with the present invention.

【図11】 本発明と関連して使用できるさらに別の回
路を示す。
FIG. 11 illustrates yet another circuit that can be used in connection with the present invention.

【図12】 セラミック基板の4つの磁気抵抗体の物理
的レイアウトの実施例である。
FIG. 12 is an example of a physical layout of four magnetoresistors on a ceramic substrate.

【図13】 面を通して広がっている磁界の方向の変化
により生じるその面での磁界強度の幾何学的影響を示す
図である。
FIG. 13 is a diagram showing the geometric effect of magnetic field strength on a surface caused by a change in the direction of a magnetic field spreading through the surface.

【図14】 横断磁界の強度に対応した磁気抵抗体の抵
抗を示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing the resistance of a magnetoresistive body corresponding to the strength of a transverse magnetic field.

【図15】 外部磁界と磁気抵抗体の軸の間の角度関係
に対応した磁気抵抗体の抵抗を示すグラフである。
FIG. 15 is a graph showing the resistance of the magnetoresistive body corresponding to the angular relationship between the external magnetic field and the axis of the magnetoresistive body.

【図16】 本発明を歯と溝の運動の感知に適用した場
合の経験的な結果を示すグラフである。
FIG. 16 is a graph showing empirical results when the present invention is applied to the detection of tooth and groove movement.

【図17】 図16の底部に示すようなバイナリ信号を
提供するため使用できる例示的な回路を示す図である。
FIG. 17 shows an exemplary circuit that can be used to provide a binary signal as shown at the bottom of FIG.

【符号の説明】 10…回転部材、12、14…目標トラック、16、1
8…歯、17、19…溝、20…永久磁石、22…セラ
ミック基板、44…磁気抵抗体。
[Explanation of Codes] 10 ... Rotating member, 12, 14 ... Target track, 16, 1
8 ... Tooth, 17, 19 ... Groove, 20 ... Permanent magnet, 22 ... Ceramic substrate, 44 ... Magnetoresistive body.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の面内の第1の軸の第1の側に配置
した第1の磁気抵抗構成部分と、 前記第1の面内の第1の軸の第2の側に配置した第2の
磁気抵抗構成部分と、 第1と第2の目標トラックを有し、その第1と第2の目
標トラックの各々は複数の第1の部分と複数の第2の部
分からなり、前記第1の目標トラックの前記第1の部分
の各々は前記第2の目標トラックの前記第2の部分の1
つと隣接して配置され、前記第1の目標トラックの前記
第2の部分の各々は前記第2の目標トラックの前記第1
の部分の1つと隣接して配置され、前記第1の目標トラ
ックは第2の面の第1の側に配置され、前記第2の目標
トラックは前記第2の面の第2の側に配置され、上記中
前記第1の軸が前記第1の面と第2の面との交差位置と
なっている可動物体と、 第1と第2の磁気抵抗要素の相対的抵抗の関数であり、
前記可動部材の位置を示す第1の信号を供給する手段
と、を有する位置センサ。
1. A first magnetoresistive component arranged on a first side of a first axis in a first plane and a second magnetoresistive component on a second side of a first axis in the first plane. A second magnetoresistive component and first and second target tracks, each of the first and second target tracks comprising a plurality of first portions and a plurality of second portions, Each of the first portions of the first target track is one of the second portions of the second target track.
Adjacent to each other, each of said second portions of said first target track is said first portion of said second target track.
Of the first target track is located adjacent to one of the portions of the second surface, the first target track is located on the first side of the second surface, and the second target track is located on the second side of the second surface. And a movable object in which the first axis is at the intersection of the first surface and the second surface, and a function of the relative resistance of the first and second magnetoresistive elements,
Means for providing a first signal indicating the position of the movable member.
【請求項2】 更に前記第1の面に近接して配置した磁
石を設け、前記第1の面がその磁石と前記可動部材の間
にくるようにした請求項1のセンサ。
2. The sensor according to claim 1, further comprising a magnet disposed in proximity to the first surface so that the first surface is located between the magnet and the movable member.
【請求項3】 第1の面に第1、2、3、4の磁気抵抗
体とを配置し、前記第1と第3の磁気抵抗体とを第1と
第2の回路地点間で直列に接続し、前記第2と第4の磁
気抵抗体とを前記第1と第2の回路地点間で電気的に直
列に接続し、前記第1と第3の磁気抵抗体は前記第2と
第4の磁気抵抗体と電気的に並列関係で接続され、前記
第1と第2の磁気抵抗体は前記第1の回路地点で接続
し、前記第1と第4の磁気抵抗体は前記第1の面内の第
1の軸の第1の側に配置し、前記第2と第3の磁気抵抗
体は前記第1の面内の前記第1の軸の第2の側に配置
し、 可動部材は第1と第2の目標トラックを有し、その第1
と第2の目標トラックの各々は複数の第1の部分と複数
の第2の部分からなり、前記第1の目標トラックの前記
第1の部分の各々は前記第2の目標トラックの前記第2
の部分の1つと隣接して配置され、前記第1の目標トラ
ックの前記第2の部分の各々は前記第2の目標トラック
の前記第1の部分の1つと隣接して配置され、前記第1
の目標トラックは第2の面の第1の側に配置され、前記
第2の目標トラックは前記第2の面の第2の側に配置さ
れ、前記第1の軸が前記第1と第2の交差位置に形成さ
れていて、 第1と第3の磁気抵抗体間の第1の電圧ポテンシャルと
第2と第4の磁気抵抗体間の第2の電圧ポテンシャルの
関数であり、前記可動部材の位置を示す第1の信号を供
給する手段を備えた位置センサ。
3. A first, a second, a third, and a fourth magnetoresistors are arranged on the first surface, and the first and the third magnetoresistors are connected in series between the first and second circuit points. And electrically connecting the second and fourth magnetoresistors in series between the first and second circuit points, the first and third magnetoresistors being connected to the second and Electrically connected in parallel with a fourth magnetoresistor, said first and second magnetoresistors being connected at said first circuit point, said first and fourth magnetoresistors being said 1 is disposed on the first side of the first axis in the plane, and the second and third magnetoresistors are disposed on the second side of the first axis in the first plane, The moveable member has first and second target tracks, the first of which is
And the second target track each comprises a plurality of first portions and a plurality of second portions, each of the first portions of the first target track being the second portion of the second target track.
A second portion of the first target track, each of the second portions of the first target track is disposed adjacent to one of the first portions of the second target track, and
Target track is located on a first side of a second surface, the second target track is located on a second side of the second surface, and the first axis is located on the first and second sides. Is a function of a first voltage potential between the first and third magnetoresistors and a second voltage potential between the second and fourth magnetoresistors, the movable member A position sensor comprising means for providing a first signal indicative of the position of the.
【請求項4】 更に前記第1の面に近接して配置した磁
石を有し、そのだい1の面が前記磁石と前記可動部材の
間にくる請求項3のセンサ。
4. The sensor according to claim 3, further comprising a magnet disposed near the first surface, the first surface of which is located between the magnet and the movable member.
【請求項5】 第1、2、3、4の磁気感応性要素を第
1の面に配置し、その第1と第4の磁気感応性要素をそ
の第1の面の第1の軸の第1の側に、第2と第3の磁気
感応性要素を第1の面の前記第1の軸の第2の側に配置
し、 第1と第2の目標トラックを有し、前記第1と第2の目
標トラックの各々は複数の第1の部分と複数の第2の部
分からなり、前記第1の目標トラックの前記第1の部分
の各々は前記第2の目標トラックの前記第2の部分の1
つと隣接して配置され、前記第1の目標トラックの前記
第2の部分の各々は前記第2の目標トラックの前記第1
の部分の1つと隣接して配置され、前記第1の目標トラ
ックは第2の面の第1の側に配置され、前記第2の目標
トラックは前記第2の面の第2の側に配置される可動部
材を、前記第1の軸が前記第1と第2の面内に配置され
るように配置し、 第1と第3の磁気感応性要素と関連し第1の電圧ポテン
シャルと第2と第4の磁気感応性要素と関連した第2の
電圧ポテンシャルの関数であり、前記可動部材の位置を
示す第1の信号を供給する手段を備えた位置センサ。
5. A first, a second, a third, and a fourth magnetically sensitive element are arranged on a first side, the first and the fourth magnetically sensitive element being arranged on a first axis of the first side. On the first side, the second and third magnetically sensitive elements are arranged on the second side of the first axis of the first surface and have first and second target tracks, and Each of the first and second target tracks comprises a plurality of first portions and a plurality of second portions, each of the first portions of the first target tracks being the first of the second target tracks. 1 of 2
Adjacent to each other, each of said second portions of said first target track is said first portion of said second target track.
Of the first target track is located adjacent to one of the portions of the second surface, the first target track is located on the first side of the second surface, and the second target track is located on the second side of the second surface. The movable member is arranged such that the first axis is arranged in the first and second planes, and is associated with the first and third magnetically sensitive elements. A position sensor comprising means for providing a first signal indicative of the position of the movable member, which is a function of a second voltage potential associated with the second and fourth magnetically sensitive elements.
【請求項6】 更に前記第1の面に近接して配置した磁
石を設け、その第1の面を前記磁石と前記可動部材の間
に来るようにした請求項5のセンサ。
6. The sensor according to claim 5, further comprising a magnet arranged near the first surface, the first surface being located between the magnet and the movable member.
【請求項7】 第1と第4の磁気感応性要素が第1の軸
の第1の側に、第2と第3の磁気感応性要素が前記第1
の軸の第2の側にくるように第1の面に配置した第1、
2、3、4の磁気感応性要素と、 第1と第2の目標トラックを有し、前記第1と第2の目
標トラックの各々は複数の第1の部分と複数の第2の部
分からなり、前記第1の目標トラックの前記第1の部分
の各々は前記第2の目標トラックの前記第2の部分の1
つと隣接して配置され、前記第1の目標トラックの前記
第2の部分の各々は前記第2の目標トラックの前記第1
の部分の1つと隣接して配置され、前記第1の目標トラ
ックは第2の面の第1の側に配置され、前記第2の目標
トラックは前記第2の面の第2の側に配置され、前記第
1の軸が前記第1と第2の面内に配置されている可動部
材と、 前記可動部材の位置を示す第1の信号を提供する手段と
を有するセンサ。
7. A first and a fourth magnetically sensitive element on a first side of a first axis and a second and a third magnetically sensitive element on said first side.
The first arranged on the first surface so as to come to the second side of the axis of
Two, three, four magnetically sensitive elements and first and second target tracks, each of the first and second target tracks comprising a plurality of first portions and a plurality of second portions. And each of the first portions of the first target track is one of the second portions of the second target track.
Adjacent to each other, each of said second portions of said first target track is said first portion of said second target track.
Of the first target track is located adjacent to one of the portions of the second surface, the first target track is located on the first side of the second surface, and the second target track is located on the second side of the second surface. And a means having a movable member with the first axis disposed in the first and second planes and means for providing a first signal indicative of the position of the movable member.
【請求項8】 更に前記第1、2、3、4の磁気感応性
要素に近接して配置した永久磁石を設け、その永久磁石
が前記第1の面を通過して延長する磁界を形成する請求
項7のセンサ。
8. Further comprising a permanent magnet disposed in close proximity to said first, second, third, fourth magnetically sensitive element, said permanent magnet forming a magnetic field extending through said first surface. The sensor according to claim 7.
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