JPH0781880B2 - 磁気式アブソリュートエンコーダ装置 - Google Patents

磁気式アブソリュートエンコーダ装置

Info

Publication number
JPH0781880B2
JPH0781880B2 JP63066599A JP6659988A JPH0781880B2 JP H0781880 B2 JPH0781880 B2 JP H0781880B2 JP 63066599 A JP63066599 A JP 63066599A JP 6659988 A JP6659988 A JP 6659988A JP H0781880 B2 JPH0781880 B2 JP H0781880B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
recording medium
absolute encoder
magnetized
output
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
Application number
JP63066599A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01239418A (ja
Inventor
正一 久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP63066599A priority Critical patent/JPH0781880B2/ja
Publication of JPH01239418A publication Critical patent/JPH01239418A/ja
Publication of JPH0781880B2 publication Critical patent/JPH0781880B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、位置検出装置に係り、特に磁気センサを用い
た絶対位置検出に好適なアブソリュートエンコーダ装置
に関するものである。
従来の技術 最近のロボット、NCマシンなどの自動組立装置の普及は
目ざましく、これに伴い回転制御、定位置停止用の位置
検出などに用いられるロータリーエンコーダ装置の需要
が急増している。現在ロータリーエンコーダ装置は光学
式がほとんど占めているが、ゴミや結露に対する信頼性
向上、応答速度の向上、分解能の向上、低価格化のため
に磁気式ロータリーエンコーダ装置が増加しつつある。
特に被検出体が停止している際、被検出体の絶対的な位
置を複数ビットのアドレスとして直接検出できる、いわ
ゆるアブソリュートタイプのエンコーダ装置として、第
6図に示すようなロータリーエンコーダ装置が提案され
ている。
第6図において回転制御をうけるモータ1の軸には磁性
体で形成された磁気ドラム2が直結されている。磁気ド
ラム2に設けられた複数の磁気トラック3は磁化領域と
未着磁領域により所定のグレーコードのパターンを成し
ており、このパターンを磁気ドラム2に沿って配置され
た磁気センサ4により検出し、これにより得た電気信号
によってモータ1の回転情報を検出する。
第7図(A)は第6図の磁気ドラム2に記録する4ビッ
トのグレーコードの一例を示しており、このグレーコー
ドを磁気ドラム2に記録すると、磁気ドラム2の表面の
展開図は第7図(B)のようになる。第7図(B)にお
ける斜線部分は或る周波数で繰返し反転磁化されたパタ
ーンが記録されている領域で、白地部分は未着磁状態の
領域である。
一方、磁気センサ4の基板に設けられる磁気抵抗効果素
子5(以下MR素子という)は、磁気抵抗パターンを第8
図に示すように折り返しピッチaで、MR素子5の幅Aま
で折り返して構成する。第8図のようなMR素子5を第6
図の磁気トラック3にそれぞれ約0.1mmの空隙を介して
配置する。
第8図のMR素子5はFe−Ni,Ni−Coなどの強磁性材料に
よりなる磁気抵抗効果を有する合金で、0.05μm〜0.1
μmの厚みに真空蒸着などによる薄膜形成方法によりガ
ラス等の基板上に堆積させ、しかるのちにエッチングを
行なったものである。このパターンの長手方向の長さl
は一般に0.5mm〜3mm程度とし、幅bを2μm〜30μmと
することにより、長手方向に磁区が向くことになり、電
流方向と直交し、膜と平行する磁界に対して−2%〜−
4%の抵抗変化があり、電流方向と平行する磁界に対し
ては抵抗変化のない一軸異方性を有するようになる。
以上のように構成された磁気センサにより磁気ドラム2
の各トラツクの磁界を検出すると、第9図に示すような
検出波形が得られる。第9図において符号91〜94は第8
図のMR素子5の各条のそれぞれが出力する波形でこれら
の合成出力は磁化領域において符号96のようになる。
この出力信号をコンパレータなどを用いた波形処理回路
を通して整形すれば、トラック3の磁化領域のどの部分
においてもONの出力、未着磁領域においてはOFFの出力
を得ることができ、それぞれのトラックの検出信号のO
N,OFFの組合せにより、グレーコードに対応した絶対番
地の検出が可能になる。なお磁化領域における磁化ピッ
チ、またMR素子の膜厚、膜幅、パターンの本数はモータ
1の回転数、必要とされる分解能、磁化ドラムとMRセン
サの距離などにより最適な値を定めることができる。
発明が解決しようとする課題 ところが、上述の従来例においては、第10図(A)に示
すように磁化領域6と未着磁領域7が設けられている。
従ってこれらの領域の境界8において、磁化領域端部の
磁束の分布が符号10で示すように連続して磁化された部
分の磁束の分布9よりも大きく広がっている。従って第
10図(A)のトラック図の左から右に走査した場合、検
出波形は第10図(B)のようになる。この波形をコンパ
レータなどを用いて所定のしきい値とそのMvとを比較す
ることにより波形整形を行なうと、第10図(C)に示す
ような検出出力が得られる。すなわち第10図に示すよう
に実際に磁気センサの前を境界8が通過する時点に対し
て検出信号にΔTの検出誤差が生じている。この誤差は
磁気ドラム2の回転方向が逆でも同様に生じる。従って
従来構成では良好な検出精度を得るのが困難である。
また第8図に示すようにMR素子5は折り返しを多くして
いるので、ある瞬間を見ると全ての条に磁界が加えられ
ることがなく、MR素子5の最高の能力の1/5〜1/3ぐらい
しか利用できず、出力が小さい欠点があった。
また未着磁領域は出力にはなんら寄与していなかった。
本発明はこのような問題を解決し、検出精度を向上させ
ることを目的とする。
課題を解決するための手段 以上の問題点を解決する本発明の技術的な手段は、磁気
トラックの従来の磁化領域を第1磁化領域とすると、こ
れと連続する従来の未着磁領域には第1磁化領域と直交
する第2磁化領域を設けたものである。なお、さらにこ
の二つの磁化領域にそれぞれ感じるMR素子2個を一体と
して配置し、第1のMR素子は第1磁化領域にのみ感じ、
第2のMR素子は第2の磁化領域にのみ感じるように配置
するものでもある。
この第1、第2のMR素子は直列に接続し、両端より電流
を供給し、直列の接続点より出力を得るように構成す
る。
作用 本発明は上記した構成により、第1の磁化領域の境界部
の磁束の広がりも少なくなるとともに、さらに、上記の
ようなMR素子を対にして用いたものにあっては第1の磁
化領域では第1のMR素子の抵抗変化があり、第2のMR素
子の抵抗変化はおこらない。次に第2の磁化領域では逆
に第2のMR素子の抵抗変化があり、第1のMR素子の抵抗
変化はおこらない。したがって第1の第2のMR素子の関
係は“シーソー”のような関係であり、出力電圧が大き
くなり、境界部の磁束の広がりが小さくなることと合せ
て、立上り(下がり)の鋭い検出信号を得ることがで
き、検出精度をさらに向上させることができるものであ
る。
実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面を用いて説明する。
本発明の一実施例によるエンコーダ装置は、第2図のよ
うな構成であり、第2図において、1は回転制御をうけ
るモータで、このモータ軸には円周面が磁性体で形成さ
れた磁気ドラム2が直結されている。磁気ドラム2に設
けられた複数の磁気トラック13は第1磁化領域13aと、
これと連続する第2の磁化領域13bにより所定のグレー
コードのパターンを成しており、このパターンを磁気ド
ラム2に沿って配置された磁気センサ14のMR素子11によ
り検出し、これにより得た電気信号によってモータ1の
回転状態を検出する。
第1磁化領域13aと第2磁化領域13bは第1図(A)に示
すように、互に直交するようにそれぞれの磁化領域内で
は一定のピッチで磁化する。この磁気トラックの作り方
は、まず第2磁化領域13bを磁化する方法で全周に渡っ
て磁化する。その上から第1磁化領域13aを重ねて磁化
し、第1図、第2図に示すように所定のグレーコードに
対応した磁化領域を形成する。
第1、第2磁化領域13a、13bに対向するMR素子11は第3
図に示すように、第1のMR素子11aは第1の磁化領域13a
の磁界と電流が直交するようにパターンを形成する。
第2のMR素子11bは第2の磁化領域13bの磁界と電流が直
交するようにパターンを形成する。MR素子11a,11bは直
列に接続し、その接続点を出力端子Fとし、MR端子11a,
11bの他端側から電流供給端子EとGを形成し引出して
いる。
このように構成したMR素子11は第4図に示すように、他
の基準抵抗Rとブリッジを構成し、端子E,G間に電源H
を接続し、MR素子11の出力端子Fからの出力を増幅器AM
Pで増幅し、次に可変抵抗VRで調整されたしきい値と比
較し、コンパレータCで波形整形してデジタル化したエ
ンコーダ出力を得る。
MR素子11と磁気ドラム2の空隙は約0.1mmとし、第1図
に示すように磁気トラック13とMR素子11を配置してい
る。磁気ドラム2が回転して、MR素子11が第2の磁化領
域13bから第1の磁化領域13aに走査したとき、第2の磁
化領域13bにおいては、MR素子11のMR素子11aには抵抗変
化せず、MR素子11bは負側に抵抗変化する。次に第1の
磁化領域13aにおいては、MR素子11bは抵抗変化せず、MR
素子11aは負側に抵抗変化する。
このMR素子の出力を第4図の出力端子Fで見ると、第5
図のようになり、出力端子Fの電圧は磁界のないときの
電位V0に対して第2の磁化領域13bでは負側に第1の磁
化領域13aでは正側になり大きな出力電圧となる。この
ようにMR素子11bの働きにより従来以上の出力電圧を得
ると共に、境界域での波形の立上りが急峻となる。
また、第1図に示す第1の磁化領域13aの境界面の磁束1
2は第2の磁化領域13bの影響により従来例に比べて磁束
12の広がりが小さくなり、境界以外の第1磁化領域とほ
ぼ同様の広がりとなる。従ってMR素子11から出力される
信号は第1図(B)のようにほぼ境界の通過に対応して
立上り、コンパレータなどを用いて波形整形した出力は
第1図(C)のように境界の位置に正確に対応した立上
りとなる。従って従来のように検出誤差が生じることが
ない。
なお、第1図(B)の出力信号の凹凸は磁化ピッチPに
対してMR素子11aの幅W1が小さいと大きくなり、幅W1
大きいと小さくなるが、出力信号レベルが低下する。し
たがってW1/Pは0.2〜1ぐらいが好ましい、 またMR素子11a,11bおよび基準抵抗Rはブリッジを組む
ことから、ほぼ同じ抵抗値とすることが好ましい。温度
に対する出力電力のドリフトを防止する上からMR素子11
a,11bは同一基板に同時に相似パターンで形成すること
が好ましい。
発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明によれば、被検出
体である磁性体の磁気トラックに第1の磁化領域とこれ
と連続するとともに、この第1の磁化領域の磁化方向と
直交する磁化方向の第2の磁化領域を設けることによ
り、第1、第2の磁化領域の境界での磁束の広がりが小
さくなり、境界の位置に正確に対応した立上りの出力を
得ることができ、アブソリュートエンコーダとしての精
度向上が図れるとともに、さらに、磁気抵抗効果素子を
2個用いた検出手段を用いた場合にあっては、従来方法
に比べて約1.5〜2倍の出力が得られると共に、構成を
複雑にすることはなく検出精度を大幅に向上させること
ができる。また温度変化に対しては2個のMR素子は同時
に同量の抵抗変化をするので出力電圧レベルは変化しな
いので温度保償ができる優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)は本発明による磁気式アブソリュートエン
コーダ装置を説明する磁気トラックとMR素子の関係を示
す説明図、第1図(B),(C)は本発明のMR素子の出
力波形及び波形整形後の出力信号をそれぞれ示した説明
図、第2図は本発明の一実施例による磁気式アブソリュ
ートエンコーダ装置の斜視図、第3図は本発明によるMR
素子のパターン説明図、第4図は本発明による装置の電
気回路図、第5図は本発明によるMR素子の出力を説明す
る波形図、第6図は従来のエンコーダ装置の斜視図、第
7図(A),(B)はそれぞれ磁気ドラムに記録するグ
レーコード及びそれに対応した磁気記録パターンの説明
図、第8図は従来のMR素子のパターン説明図、第9図は
従来のMR素子の出力を示す波形図、第10図(A),
(B),(C)は従来の装置における磁束の広がり、MR
素子の出力及び波形整形後の検出出力をそれぞれ示した
説明図である。 11,11a,11b……MR素子、13……磁気トラック、13a……
第1の磁化領域、13b……第2の磁化領域、14……磁気
センサ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも被位置検出体に支持された磁気
    記録媒体と、この磁気記録媒体の一方の面に形成された
    磁気トラックと、この磁気トラックと近接対向する磁電
    変換素子とで構成されるとともに、上記磁気トラックに
    は上記磁気記録媒体の移動方向と平行な方向に磁界が発
    生するように繰り返しのある磁気信号を記録した第1磁
    化領域とこの第1磁化領域と直交する方向に磁界が発生
    する第2磁化領域が連続して設けられていることを特徴
    とする磁気式アブソリュートエンコーダ装置。
  2. 【請求項2】磁気トラックと近接対向する磁電変換素子
    として、強磁性の磁気抵抗効果素子を用いたことを特徴
    とする請求項1記載の磁気式アブソリュートエンコーダ
    装置。
  3. 【請求項3】磁気抵抗効果素子において、磁気記録媒体
    の移動方向と平行な方向の磁界に対して直交する磁気抵
    抗パターンと平行な磁気抵抗パターンとで構成し、それ
    ぞれは直列に接続し、その持続点を出力端子とし、その
    反対側端子を電流供給端子としたことを特徴とする請求
    項2記載の磁気式アブソリュートエンコーダ装置。
  4. 【請求項4】磁気記録媒体の移動方向と平行な方向の磁
    界に対して直交する磁気抵抗パターンにおいて、その磁
    極幅Pに対して折り返しのある磁気抵抗パターンの全幅
    が1/5P以上である請求項3記載の磁気式アブソリュート
    エンコーダ装置。
JP63066599A 1988-03-18 1988-03-18 磁気式アブソリュートエンコーダ装置 Expired - Lifetime JPH0781880B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63066599A JPH0781880B2 (ja) 1988-03-18 1988-03-18 磁気式アブソリュートエンコーダ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63066599A JPH0781880B2 (ja) 1988-03-18 1988-03-18 磁気式アブソリュートエンコーダ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01239418A JPH01239418A (ja) 1989-09-25
JPH0781880B2 true JPH0781880B2 (ja) 1995-09-06

Family

ID=13320549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63066599A Expired - Lifetime JPH0781880B2 (ja) 1988-03-18 1988-03-18 磁気式アブソリュートエンコーダ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0781880B2 (ja)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56141514A (en) * 1980-04-04 1981-11-05 Nec Corp Length measuring device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01239418A (ja) 1989-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4677377A (en) Position-detecting sensor for detecting position of a moving object utilizing magnetism
US4785241A (en) Encoder unit using magnetoresistance effect element
JPH0252807B2 (ja)
JPH0350965B2 (ja)
JPS5818117A (ja) デイジタル計測センサ
US5172057A (en) Magnetic encoder including plural magnetic pole lines having differing magnetic pitches and plural magnetic resistance effect elements
JPH0781880B2 (ja) 磁気式アブソリュートエンコーダ装置
JP3233317B2 (ja) 磁気式エンコーダ
JP2619621B2 (ja) エンコーダ装置
JPH01239413A (ja) 磁気式アブソリュートエンコーダ装置
JP2546282B2 (ja) 磁気エンコ−ダ用磁気ヘッドの原点検出部
JP2546233B2 (ja) 磁気エンコ−ダ用磁気ヘツドの原点検出部
JP2512905B2 (ja) 磁気エンコ−ダ用磁気ヘツドの原点検出部
JPH0711430B2 (ja) エンコ−ダ装置
JPH061201B2 (ja) 位置検出センサ
JP2546281B2 (ja) 磁気エンコ−ダ用磁気ヘッドの原点検出部
JP2598782B2 (ja) 磁気エンコーダ装置
JPH052925B2 (ja)
JPH0684893B2 (ja) 磁気エンコ−ダの原点検出装置
JPH0441282B2 (ja)
JP2792523B2 (ja) 磁気センサ
JPH0711429B2 (ja) エンコ−ダ装置
JP2577564Y2 (ja) 磁気抵抗素子
JP2536693B2 (ja) 磁気式エンコ―ダ
JP2607868B2 (ja) 磁気ロータリーエンコーダ