JPH09218053A - Magnetic type encoder - Google Patents

Magnetic type encoder

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JPH09218053A
JPH09218053A JP4679496A JP4679496A JPH09218053A JP H09218053 A JPH09218053 A JP H09218053A JP 4679496 A JP4679496 A JP 4679496A JP 4679496 A JP4679496 A JP 4679496A JP H09218053 A JPH09218053 A JP H09218053A
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JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
recording medium
magnetic recording
waveform
magnetoresistive effect
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4679496A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshimi Kikuchi
良巳 菊池
Hiroyuki Wakiwaka
弘之 脇若
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Nidec Sankyo Corp
Original Assignee
Nidec Sankyo Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09218053A publication Critical patent/JPH09218053A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve resolutions of a magnetic type encoder. SOLUTION: The interval δd between magnetoresistance effect elements R1 and R2 and a magnetic recording medium 2 is so set that magnetic characteristics of the magnetoresistance effect elements R1 and R2 becomes unsaturated to output roughly a sine wave with limited distortion from the magnetoresistance effect elements R1 and R2 , which enable the multiplying of the roughly sine wave with the limited distortion. Utilizing this, for example, a shaping of a waveform is made by a waveform shaping circuit 4a and the results are multiplied by a multiplying circuit 4b. Thus, the number of pulse waveforms to be outputted is multiplied more than ever.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気式エンコーダ
装置に関する。
[0001] The present invention relates to a magnetic encoder device.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えばACサーボモータ等のモータ等に
あっては、回転体の回転角、回転速度を検出するための
磁気式エンコーダ装置が設けられている。この磁気式エ
ンコーダ装置は概略、円盤状をなし一定波長λの繰り返
し信号が着磁された磁気記録面を有すると共に、上記回
転体と共に回転する磁気記録媒体と、この磁気記録媒体
に対向配置され磁界の変化に応じて抵抗値が変化する磁
気抵抗効果素子としてのMR素子を有し、当該MR素子
が例えば片ブリッジやフルブリッジ構成にされた磁気セ
ンサと、このMR素子からの出力信号を処理する信号処
理部と、を備えている。
2. Description of the Related Art For example, a motor such as an AC servo motor is provided with a magnetic encoder device for detecting a rotation angle and a rotation speed of a rotating body. This magnetic encoder device has a disk-shaped magnetic recording surface on which a repetitive signal having a constant wavelength λ is magnetized, and a magnetic recording medium that rotates together with the rotating body, and a magnetic field arranged to face the magnetic recording medium. Has an MR element as a magnetoresistive effect element whose resistance value changes according to the change of the magnetic field, and the MR element processes a signal output from the MR sensor having a one-bridge or full-bridge configuration, for example. And a signal processing unit.

【0003】このような構成の磁気式エンコーダ装置に
あっては、磁気記録媒体からの磁気信号がMR素子で検
出され、このMR素子によって検出された磁気信号が信
号処理部によってパルス波形に変換されるようになって
いる。そして、この変換出力を基に、上記信号処理部に
接続された処理回路によって、回転体の回転角、回転速
度が検出されるようになっている。
In the magnetic encoder device having such a structure, the magnetic signal from the magnetic recording medium is detected by the MR element, and the magnetic signal detected by the MR element is converted into a pulse waveform by the signal processing section. It has become so. Then, based on the converted output, the processing circuit connected to the signal processing unit detects the rotation angle and the rotation speed of the rotating body.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記磁気式エ
ンコーダ装置においては、例えば磁気記録媒体の直径を
35mmとした時に、出力されるパルス波形の数は1ト
ラックで約2000ppr(パルス/1回転)が限界で
あり、分解能が光学式エンコーダ装置に比して低いとい
った問題があった。
In the above magnetic encoder device, when the diameter of the magnetic recording medium is 35 mm, for example, the number of output pulse waveforms is about 2000 ppr (pulse / revolution) per track. ) Is the limit, and there is a problem that the resolution is lower than that of the optical encoder device.

【0005】そこで本発明は、分解能が向上される磁気
式エンコーダ装置を提供することを目的とする。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a magnetic encoder device having improved resolution.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の磁気式エンコーダ装置は、移動可能に設
けられ磁気信号を発生する磁気記録媒体と、この磁気記
録媒体の磁気記録面に対向して設けられ前記磁気信号を
検出する磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサと、前記
磁気抵抗効果素子によって検出された前記磁気信号をパ
ルス波形に変換して出力する信号処理部と、を具備した
磁気式エンコーダ装置において、前記磁気抵抗効果素子
と前記磁気記録媒体との間隔を、該磁気抵抗効果素子の
磁気特性が非飽和状態となる間隔に設定したことを特徴
としている。
In order to achieve the above object, a magnetic encoder device according to a first aspect of the present invention includes a magnetic recording medium that is movably provided and generates a magnetic signal, and a magnetic recording surface of the magnetic recording medium. A magnetic sensor having a magnetoresistive effect element that is provided to face the magnetic sensor and that detects the magnetic signal; and a signal processing unit that converts the magnetic signal detected by the magnetoresistive element into a pulse waveform and outputs the pulse waveform. In the magnetic encoder device provided, the distance between the magnetoresistive effect element and the magnetic recording medium is set to an interval at which the magnetic characteristic of the magnetoresistive effect element is in an unsaturated state.

【0007】上記目的を達成するために、請求項2の磁
気式エンコーダ装置は、請求項1に加えて、信号処理部
は、磁気信号を波形整形する波形整形回路と、この波形
整形回路からの出力信号を逓倍する逓倍回路と、を有す
ることを特徴としている。
In order to achieve the above object, in the magnetic encoder device according to a second aspect of the present invention, in addition to the first aspect, the signal processing section includes a waveform shaping circuit for shaping the waveform of the magnetic signal, and a waveform shaping circuit from the waveform shaping circuit. And a multiplying circuit for multiplying the output signal.

【0008】上記目的を達成するために、請求項3の磁
気式エンコーダ装置は、請求項1に加えて、磁気抵抗効
果素子と磁気記録媒体との間隔は、約80〜130μm
であることを特徴としている。
In order to achieve the above object, in the magnetic encoder device according to a third aspect, in addition to the first aspect, the distance between the magnetoresistive effect element and the magnetic recording medium is about 80 to 130 μm.
It is characterized by being.

【0009】このような請求項1、2の磁気式エンコー
ダ装置によれば、磁気抵抗効果素子と磁気記録媒体との
間隔が、該磁気抵抗効果素子の磁気特性が非飽和状態と
なる間隔に設定されると、当該磁気抵抗効果素子からは
歪みの少ない略正弦波が出力され、この歪みの少ない略
正弦波は逓倍化が可能であることから、例えば請求項2
に記載のように、波形整形回路によって波形整形された
後に、逓倍回路によって逓倍される。従って、出力され
るパルス波形の数は従来の逓倍となる。
According to the magnetic encoder device of the first and second aspects, the distance between the magnetoresistive effect element and the magnetic recording medium is set to an interval at which the magnetic characteristic of the magnetoresistive effect element is in an unsaturated state. Then, the magnetoresistive effect element outputs a substantially sine wave with less distortion, and the substantially sine wave with less distortion can be multiplied.
As described in 1, the waveform is shaped by the waveform shaping circuit and then multiplied by the multiplying circuit. Therefore, the number of output pulse waveforms is the conventional multiplication.

【0010】この時、例えば請求項3に記載のように、
磁気抵抗効果素子と磁気記録媒体との間隔が約80〜1
30μmに設定されると、略正弦波は、逓倍回路により
逓倍がなされ得る範囲内の歪みの少ない略正弦波にされ
る。
At this time, for example, as described in claim 3,
The distance between the magnetoresistive effect element and the magnetic recording medium is approximately 80 to 1.
When set to 30 μm, the substantially sine wave is made into a substantially sine wave with little distortion within the range in which multiplication can be performed by the multiplication circuit.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態における
磁気式エンコーダ装置を表した概略斜視図であり、当該
磁気式エンコーダ装置は、例えばACサーボモータに設
けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing a magnetic encoder device according to an embodiment of the present invention, and the magnetic encoder device is provided, for example, in an AC servomotor.

【0012】図1において、符号1はモータ主軸を示し
ており、このモータ主軸1には円盤状の磁気記録媒体2
が取り付けられている。この磁気記録媒体2としては、
本実施形態においては、PPS(ポリフェノールサルフ
ァイド樹脂)を含むモールドタイプのフェライトが用い
られている。この磁気記録媒体2の外周面には、一定波
長λの繰り返し信号(磁気信号)を発生するようにN
極、S極が交互に着磁された磁気記録面2aが形成され
ている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a motor spindle, and the motor spindle 1 has a disk-shaped magnetic recording medium 2
Is attached. As the magnetic recording medium 2,
In this embodiment, a mold type ferrite containing PPS (polyphenol sulfide resin) is used. On the outer peripheral surface of the magnetic recording medium 2, N is generated so as to generate a repetitive signal (magnetic signal) having a constant wavelength λ.
A magnetic recording surface 2a is formed in which poles and S poles are alternately magnetized.

【0013】この磁気記録面2aに対向する位置には、
磁気センサ3を構成するMR素子R1,R2が互いにλ
/4の間隔離間するようにして並設配置されている。こ
のMR素子R1,R2と上記磁気記録媒体2との間の距
離、すなわち検出ギャップδdは、MR素子R1,R2
の磁気特性が非飽和状態となる間隔値として、例えば約
80〜130μmの間の値に設定されている。
At a position facing the magnetic recording surface 2a,
The MR elements R1 and R2 forming the magnetic sensor 3 have λ
They are arranged side by side so as to be spaced apart by / 4. The distance between the MR elements R1 and R2 and the magnetic recording medium 2, that is, the detection gap δd, is determined by the MR elements R1 and R2.
Is set to a value between about 80 and 130 μm, for example, as an interval value at which the magnetic characteristics of (1) become unsaturated.

【0014】上記磁気センサ3には、上記MR素子R
1,R2を片ブリッジ構成とする配線が施されており、
その出力端子には、信号処理部4が接続されている。こ
の信号処理部4は、磁気センサ3からの出力信号をコン
パレータによってパルス波形に波形整形する公知構成の
波形整形回路4aと、この波形整形回路4aからの出力
信号を逓倍する(周波数を逓倍する)公知構成の逓倍回
路4bと、からなる。
The magnetic sensor 3 includes the MR element R.
1, R2 has a single bridge configuration wiring,
The signal processing unit 4 is connected to the output terminal. The signal processing unit 4 multiplies the output signal from the waveform shaping circuit 4a having a well-known configuration for shaping the output signal from the magnetic sensor 3 into a pulse waveform by a comparator (multiplies the frequency). And a multiplying circuit 4b having a known configuration.

【0015】ここで、検出ギャップを、約80〜130
μmの間の値に設定した理由について、本発明者が行っ
た実験データを基に以下説明する。この実験を行うにあ
たっては、図2に示されるような実験装置が用意され
る。すなわち、この装置は、図1に示したのと同様な構
成の磁気記録媒体2と、この磁気記録媒体2の磁気記録
面2aに着磁を行う着磁ヘッド5と、この磁気記録面2
aに対向配置されるMR素子R3を備えこのMR素子R
3が抵抗Rsに直列接続されると共にこれらMR素子R
3、抵抗Rsに電圧E0 を印加する構成の磁気センサ6
と、を具備している。
Here, the detection gap is about 80 to 130.
The reason for setting the value in the range of μm will be described below based on the experimental data conducted by the present inventor. In carrying out this experiment, an experimental apparatus as shown in FIG. 2 is prepared. That is, this apparatus has a magnetic recording medium 2 having the same structure as shown in FIG. 1, a magnetizing head 5 for magnetizing the magnetic recording surface 2a of the magnetic recording medium 2, and the magnetic recording surface 2
This MR element R is provided with an MR element R3 arranged to face a.
3 is connected in series with the resistor Rs, and the MR element R
3. Magnetic sensor 6 configured to apply voltage E 0 to resistor Rs
And

【0016】そして、このような装置を用いて、磁気記
録媒体2をv=0.5s-1の速度で回転させ、着磁ヘッ
ド5により125Hzの正弦波電流で着磁を行った。こ
の時、抵抗Rs=1.2kΩ、電圧E0 =10Vとし
て、MR素子R3両端の電圧を出力電圧V0 とした。そ
して、着磁電流Im、着磁ギャップ(着磁ヘッド5と磁
気記録媒体2との間の距離)δm、検出ギャップδdを
変化させて出力電圧V0の変化を測定した。
Then, using such a device, the magnetic recording medium 2 was rotated at a speed of v = 0.5 s −1 and magnetized by the magnetizing head 5 with a sine wave current of 125 Hz. At this time, the resistance Rs was 1.2 kΩ, the voltage E 0 was 10 V, and the voltage across the MR element R3 was the output voltage V 0 . Then, the change of the output voltage V 0 was measured by changing the magnetizing current Im, the magnetizing gap (distance between the magnetizing head 5 and the magnetic recording medium 2) δm, and the detection gap δd.

【0017】この時のMR素子R3の出力電圧波形V0
を示したのが図3(a),(b)であり、図3(a)
は、MR素子R3を磁気記録媒体2に近付けた場合のも
のであって検出ギャップδd=30μmのもの、図3
(b)は、MR素子R3を磁気記録媒体2から遠ざけた
場合のものであってδd=150μmのものである。
The output voltage waveform V 0 of the MR element R3 at this time
Is shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), and FIG.
3 shows the case where the MR element R3 is brought close to the magnetic recording medium 2 and the detection gap δd = 30 μm.
(B) is a case where the MR element R3 is moved away from the magnetic recording medium 2 and has δd = 150 μm.

【0018】図より明らかなように、MR素子R3を磁
気記録媒体2に近付けると、出力電圧波形V0 は、図3
(a)に示されるように、正弦波を折り返し、ピーク付
近が飽和した形となった。その後、MR素子R3を磁気
記録媒体2から遠ざけると、出力電圧波形V0 は、図3
(b)に示されるように、着磁周波数の2倍の周波数の
正弦波になった。このように、MR素子R3を磁気記録
媒体2から遠ざけていくと、出力電圧波形V0 が正弦波
状になる所が、どの着磁電流Imにおいても存在するこ
とが判った(これらの値に関しては後述)。
As is clear from the figure, when the MR element R3 is brought close to the magnetic recording medium 2, the output voltage waveform V 0 is as shown in FIG.
As shown in (a), the sine wave was folded back and became saturated around the peak. After that, when the MR element R3 is moved away from the magnetic recording medium 2, the output voltage waveform V 0 becomes as shown in FIG.
As shown in (b), a sine wave having a frequency twice the magnetization frequency was obtained. As described above, it was found that the output voltage waveform V 0 has a sinusoidal shape at any magnetizing current Im when the MR element R3 is moved away from the magnetic recording medium 2 (for these values). See below).

【0019】この時の出力電圧V0 と検出ギャップδd
との関係データを着磁電流Imをパラメータとして表し
た線図が図4である。図より明らかなように、何れの着
磁電流Im(=100,200,300,400mA)
においても、出力電圧V0 の最大値は40mV程度とな
った。また、検出ギャップδdを小さくすると、出力電
圧V0 は飽和するが、その後減少する特性となった。こ
れは、検出ギャップδdを小さくすると磁界が強くな
り、MR素子幅の平均抵抗値の変化が小さくなるためと
考えられる。
At this time, the output voltage V 0 and the detection gap δd
FIG. 4 is a diagram showing the relational data with and using the magnetizing current Im as a parameter. As is clear from the figure, any magnetizing current Im (= 100, 200, 300, 400 mA)
Also, the maximum value of the output voltage V 0 was about 40 mV. Further, when the detection gap δd is made small, the output voltage V 0 is saturated, but then decreases. It is considered that this is because the magnetic field becomes stronger as the detection gap δd becomes smaller, and the change in the average resistance value of the MR element width becomes smaller.

【0020】次に、出力電圧波形V0 の高調波成分をF
FTアナライザを用いて調べた。その結果を表したのが
図5であり、符号f1は基本波を、f2は第2高調波
を、f3は第3高調波を、f4は第1/第2高調波を、
それぞれ示している。図より明らかなように、基本波f
1に対しては第2高調波f2の割合が最も大きくなっ
た。この第2高調波は、MR素子3の磁気特性が飽和す
ることによるということを、本発明者は実験により確認
した。すなわち、この第2高調波によって出力電圧波形
0 が歪むことになる。従って、第2高調波が0となる
検出ギャップ(δd=120μm)付近で出力電圧V0
が正弦波状になると推察される。
Next, the harmonic component of the output voltage waveform V 0 is F
It investigated using the FT analyzer. The results are shown in FIG. 5, where the reference symbol f1 is the fundamental wave, f2 is the second harmonic, f3 is the third harmonic, and f4 is the first / second harmonic.
Each is shown. As is clear from the figure, the fundamental wave f
The ratio of the second harmonic f2 to 1 was the largest. The present inventor has confirmed through experiments that the second harmonic is due to saturation of the magnetic characteristics of the MR element 3. That is, the output voltage waveform V 0 is distorted by the second harmonic. Therefore, the output voltage V 0 near the detection gap (δd = 120 μm) where the second harmonic becomes 0.
Is supposed to be sinusoidal.

【0021】ここで、出力電圧波形V0 の歪む程度を歪
み率kdとし、この歪み率kdを波形がどの程度正弦波
状であるかを示す指数とする(例えば図3(a)に示さ
れる波形の歪み率kdはかなり大きい)と、歪み率kd
は完全に正弦波である時に0となる。この歪み率kd
は、基本波の実効値をE1 (V)、第n次高調波の実効
値をEn(V)とした時に、次式で表される。
Here, the degree of distortion of the output voltage waveform V 0 is defined as a distortion rate kd, and this distortion rate kd is used as an index indicating how sinusoidal the waveform is (for example, the waveform shown in FIG. 3A). Distortion rate kd is considerably large), and distortion rate kd
Is 0 when it is a completely sinusoidal wave. This distortion rate kd
Is expressed by the following equation when the effective value of the fundamental wave is E 1 (V) and the effective value of the nth harmonic is En (V).

【数1】 [Equation 1]

【0022】そして、本発明者は、実験及び上記数1に
よって、図6に示される出力電圧の歪み率kdを得た
(この時、着磁ギャップδm=0)。図より明らかなよ
うに、歪み率kdは、上記推察通りに検出ギャップδd
=120μm付近で最小となった(但し、着磁電流Im
=100mAは除く)。また、検出ギャップδd=12
0μm以上では、図5に示されるように、基本波f1自
体が小さくなることから、歪み率kdは、図6に示され
るように、大きくなった。
Then, the present inventor obtained the distortion rate kd of the output voltage shown in FIG. 6 through the experiment and the above-mentioned equation 1 (at this time, the magnetization gap δm = 0). As is clear from the figure, the distortion rate kd is the detection gap δd as estimated above.
Was the minimum around = 120 μm (however, the magnetizing current Im
= Excluding 100 mA). Further, the detection gap δd = 12
At 0 μm or more, the fundamental wave f1 itself becomes small as shown in FIG. 5, so that the distortion rate kd becomes large as shown in FIG.

【0023】ところで、上記逓倍回路4bによる逓倍を
行うには、歪みの少ない略正弦波が必要となる。そこ
で、歪み率kdを、着磁電流Im=100mAを除く他
の着磁電流のものに関して小さくするには、検出ギャッ
プδdを約80〜130μmの範囲内の値とするのが良
いと判断され、この範囲内の値であれば、歪みの少ない
略正弦波が得られると考えられる。
By the way, in order to perform the multiplication by the multiplication circuit 4b, a substantially sine wave with less distortion is required. Therefore, in order to reduce the strain rate kd with respect to other magnetizing currents other than the magnetizing current Im = 100 mA, it is determined that the detection gap δd should be a value within the range of about 80 to 130 μm. If the value is within this range, it is considered that a substantially sinusoidal wave with little distortion can be obtained.

【0024】なお、高精度の正弦波を得るには、歪み率
kdを10%以下とすることが要求される。そこで、図
6に示した歪み率kd=10%以下のものを対象にし
て、着磁ギャップδm、検出ギャップδd、着磁電流I
mの関係を表したのが図7である。図より明らかなよう
に、歪み率kd=10%以下となる範囲は、着磁ギャッ
プδmに対して線形に減少すると共に帯状に分布する特
性となった。因に、例えば300mAの着磁電流Imで
着磁を行えば、着磁ギャップδmを50μmまでの範囲
で任意に設定しても、検出ギャップδdの調整のみで歪
み率kd=10%以下の出力電圧V0 を得られることが
明らかとなった。
In order to obtain a highly accurate sine wave, the distortion rate kd is required to be 10% or less. Therefore, for the strain rate kd = 10% or less shown in FIG. 6, the magnetization gap δm, the detection gap δd, and the magnetization current I
FIG. 7 shows the relationship of m. As is apparent from the figure, the range in which the strain rate kd = 10% or less has a characteristic that the strain decreases linearly with respect to the magnetization gap δm and is distributed in a band shape. For example, if magnetization is performed with a magnetization current Im of 300 mA, for example, even if the magnetization gap δm is arbitrarily set up to 50 μm, an output with a distortion rate kd = 10% or less can be obtained only by adjusting the detection gap δd. It became clear that the voltage V 0 can be obtained.

【0025】さて、再び図1に戻って、図1に示した磁
気式エンコーダ装置では、検出ギャップδdは、MR素
子R1,R2の磁気特性が非飽和状態となる、すなわち
出力歪みが少なくなる間隔値として、例えば約80〜1
30μmの間の値に設定されている。すなわち、上述し
たのと同様な間隔になっていることから、信号処理部4
には歪みの少ない略正弦波が入力されることになり、こ
の歪みの少ない略正弦波は、波形整形回路4aによって
パルス波形に波形整形された後に、逓倍回路4bによっ
て逓倍されることになる。すなわち、高分解能化される
ことになる。
Now, returning to FIG. 1 again, in the magnetic encoder device shown in FIG. 1, the detection gap δd is an interval in which the magnetic characteristics of the MR elements R1 and R2 are in a non-saturated state, that is, the output distortion is reduced. As a value, for example, about 80-1
It is set to a value between 30 μm. That is, since the intervals are similar to those described above, the signal processing unit 4
A substantially sinusoidal wave with less distortion is input to this, and the substantially sinusoidal wave with less distortion is shaped into a pulse waveform by the waveform shaping circuit 4a and then multiplied by the multiplication circuit 4b. That is, the resolution is increased.

【0026】このように、本実施形態においては、検出
ギャップδdを、MR素子R1,R2の磁気特性が非飽
和状態となる間隔として、例えば約80〜130μmの
間の値に設定し、当該MR素子R1,R2から歪みの少
ない略正弦波を出力し、この歪みの少ない略正弦波は逓
倍化が可能であるということを利用して、波形整形回路
4aによって波形整形した後に、逓倍回路4bによって
逓倍し、出力するパルス波形の数を従来の逓倍とするよ
うに構成しているため、磁気式エンコーダ装置の分解能
を向上することが可能となっている。
As described above, in this embodiment, the detection gap δd is set to a value between about 80 to 130 μm, for example, as an interval at which the magnetic characteristics of the MR elements R1 and R2 are in a non-saturated state. Utilizing the fact that the elements R1 and R2 output a substantially sinusoidal wave with little distortion, and that the substantially sinusoidal wave with little distortion can be multiplied, the waveform is shaped by the waveform shaping circuit 4a, and then the multiplication circuit 4b is used. Since the number of pulse waveforms that are multiplied and output is the same as the conventional multiplication, it is possible to improve the resolution of the magnetic encoder device.

【0027】また、本実施形態においては、MR素子の
数が2個であっても、歪みの少ない(高調波成分の少な
い)略正弦波を得ることができるようになっているた
め、MR素子を多数本用いて歪みの少ない略正弦波を得
る構成のもの(後述の図8に示されるもの)に比して、
低コスト化が可能となっている。
Further, in the present embodiment, even if the number of MR elements is two, it is possible to obtain a substantially sine wave with little distortion (little harmonic components). In comparison with a configuration (shown in FIG. 8 to be described later) that obtains a substantially sinusoidal wave with less distortion by using a large number of
Cost reduction is possible.

【0028】なお、図1に示した磁気センサ3を、図2
に示した磁気センサ6に代えた場合は、高分解能化でき
るということには変わりないが、MR素子が1個しかな
いことから、位相の関係で方向検出はできないことにな
る。
The magnetic sensor 3 shown in FIG.
If the magnetic sensor 6 shown in FIG. 2 is replaced, the resolution can be increased, but since there is only one MR element, the direction cannot be detected due to the phase relationship.

【0029】図8は同上磁気式エンコーダ装置における
磁気センサの他の実施形態を表したものであり、磁気セ
ンサ以外の構成に関しては、上記実施形態と同様である
ので、ここでの説明は省略する。
FIG. 8 shows another embodiment of the magnetic sensor in the above magnetic encoder device. Since the configuration other than the magnetic sensor is the same as that of the above embodiment, the description thereof is omitted here. .

【0030】この磁気センサ7の上記磁気記録面2aに
対向する位置には、MR素子R4,R5,R6,R7が
並設配置されている。中央のMR素子R5,R6は互い
にλ/2の間隔離間されており、両側のMR素子R4,
R7は中央のMR素子R5,R6に対して(2n±1)
・λ/4の間隔それぞれ離間されている。そして、磁気
センサ7には、上記MR素子R4〜R7をフルブリッジ
構成とする配線が施されており、その出力端子には、上
記信号処理部4が接続されている。
MR elements R4, R5, R6 and R7 are arranged in parallel at a position facing the magnetic recording surface 2a of the magnetic sensor 7. The MR elements R5 and R6 in the center are separated from each other by a distance of λ / 2, and the MR elements R4 and R4 on both sides are separated from each other.
R7 is (2n ± 1) with respect to the central MR elements R5 and R6
・ The distance of λ / 4 is separated. Further, the magnetic sensor 7 is provided with wiring for making the MR elements R4 to R7 into a full bridge configuration, and the signal processing section 4 is connected to the output terminal thereof.

【0031】このように磁気センサ7を構成しても、先
の実施形態と同様な効果を得ることができるというのは
いうまでもなく、加えてMR素子R4〜R7をフルブリ
ッジ構成とし、これによっても高調波成分を相殺するよ
うにしているため、先の実施形態に比してより歪みの少
ない略正弦波を得ることが可能となっている。
It goes without saying that even if the magnetic sensor 7 is constructed as described above, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained, and in addition, the MR elements R4 to R7 have a full bridge construction, and Also, since the harmonic components are cancelled, it is possible to obtain a substantially sinusoidal wave with less distortion as compared with the previous embodiment.

【0032】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変形可能であるというのはいうまでもなく、例
えば、上記実施形態においては、MR素子と磁気記録媒
体2との間隔を、例えば約80〜130μmの間の値に
設定しているが、この値は、上述した図9より明らかな
ように、着磁電流Im、着磁ギャップδmによって変化
するものであり、また磁気記録媒体2の材質等によって
も変化するものであるから、上記の値に限定されるもの
ではなく、要はMR素子の磁気特性が非飽和状態となる
間隔値であれば良い。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say, for example, in the above-described embodiment, the distance between the MR element and the magnetic recording medium 2 is set to a value between about 80 and 130 μm, for example. As is clear from FIG. 9, it changes depending on the magnetizing current Im and the magnetizing gap δm, and also changes depending on the material of the magnetic recording medium 2 and so on, and is not limited to the above values. The point is that the interval value is such that the magnetic characteristics of the MR element are in a non-saturated state.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上述べたように、請求項1、2の磁気
式エンコーダ装置によれば、磁気抵抗効果素子と磁気記
録媒体との間隔を、該磁気抵抗効果素子の磁気特性が非
飽和状態となる間隔に設定して、当該磁気抵抗効果素子
から歪みの少ない略正弦波を出力し、この歪みの少ない
略正弦波は逓倍化が可能であるということを利用して、
例えば請求項2に記載のように、波形整形回路によって
波形整形した後に、逓倍回路によって逓倍し、出力する
パルス波形の数を従来の逓倍とするように構成したもの
であるから、磁気式エンコーダ装置の分解能を向上する
ことが可能となる。
As described above, according to the magnetic encoder device of the first and second aspects, the gap between the magnetoresistive effect element and the magnetic recording medium is set such that the magnetic characteristic of the magnetoresistive effect element is in a non-saturated state. By setting the interval so that the magnetoresistive effect element outputs a substantially sinusoidal wave with little distortion, and utilizing that the substantially sinusoidal wave with little distortion can be multiplied,
For example, as described in claim 2, the waveform is shaped by the waveform shaping circuit, then multiplied by the multiplying circuit, and the number of pulse waveforms to be output is configured to be the conventional multiplication. It is possible to improve the resolution of.

【0034】この時、請求項3に記載のように、磁気抵
抗効果素子と磁気記録媒体との間隔を約80〜130μ
mに設定すると、上記略正弦波は、逓倍回路により逓倍
がなされ得る範囲内の歪みの少ない略正弦波となり、上
記効果を得ることが可能となる。
At this time, as described in claim 3, the distance between the magnetoresistive effect element and the magnetic recording medium is about 80 to 130 μm.
When set to m, the substantially sine wave becomes a substantially sine wave with little distortion within a range in which multiplication can be performed by the multiplication circuit, and the above effect can be obtained.

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

【図1】本発明の一実施形態における磁気式エンコーダ
装置を表した概略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a magnetic encoder device according to an embodiment of the present invention.

【図2】磁気式エンコーダ装置の特性を解析するための
装置を表した概略斜視図である。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing an apparatus for analyzing the characteristics of a magnetic encoder apparatus.

【図3】図2に示した装置におけるMR素子の出力電圧
を表した電圧波形図であり、(a)はMR素子を磁気記
録媒体に近付けた場合のもの、(b)はMR素子を磁気
記録媒体から遠ざけた場合のものである。
3A and 3B are voltage waveform diagrams showing an output voltage of the MR element in the apparatus shown in FIG. 2, where FIG. 3A is a case where the MR element is brought close to a magnetic recording medium, and FIG. This is when the recording medium is moved away from the recording medium.

【図4】図2に示した装置におけるMR素子の出力電圧
と検出ギャップとの関係データを着磁電流をパラメータ
として表した線図である。
FIG. 4 is a diagram showing relational data between an output voltage of an MR element and a detection gap in the device shown in FIG. 2 with a magnetizing current as a parameter.

【図5】図2に示した装置におけるMR素子の出力電圧
と検出ギャップとの関係データを基本波、高調波に分け
て表した線図である。
5 is a diagram showing relational data between an output voltage of an MR element and a detection gap in the device shown in FIG. 2 divided into a fundamental wave and a harmonic wave.

【図6】図2に示した装置におけるMR素子の出力電圧
の歪み率と検出ギャップとの関係データを着磁電流をパ
ラメータとして表した線図である。
FIG. 6 is a diagram showing relational data between a distortion rate of an output voltage of an MR element and a detection gap in the device shown in FIG. 2 with a magnetizing current as a parameter.

【図7】図6に示した歪み率10%以下のものを対象に
して着磁ギャップ、検出ギャップ、着磁電流の関係を表
した線図である。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a magnetizing gap, a detection gap, and a magnetizing current for a strain rate of 10% or less shown in FIG.

【図8】図1に示した磁気式エンコーダ装置における磁
気センサの他の実施形態を表した正面図である。
FIG. 8 is a front view showing another embodiment of the magnetic sensor in the magnetic encoder device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 磁気記録媒体 2a 磁気記録面 3,6,7 磁気センサ 4 信号処理部 4a 波形整形回路 4b 逓倍回路 R1,R2〜R7 磁気抵抗効果素子 δd 磁気抵抗効果素子と磁気記録媒体との間隔 2 magnetic recording medium 2a magnetic recording surface 3,6,7 magnetic sensor 4 signal processing unit 4a waveform shaping circuit 4b multiplication circuit R1, R2-R7 magnetoresistive effect element δd distance between magnetoresistive effect element and magnetic recording medium

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 移動可能に設けられ磁気信号を発生する
磁気記録媒体と、この磁気記録媒体の磁気記録面に対向
して設けられ前記磁気信号を検出する磁気抵抗効果素子
を備えた磁気センサと、前記磁気抵抗効果素子によって
検出された前記磁気信号をパルス波形に変換して出力す
る信号処理部と、を具備した磁気式エンコーダ装置にお
いて、 前記磁気抵抗効果素子と前記磁気記録媒体との間隔を、
該磁気抵抗効果素子の磁気特性が非飽和状態となる間隔
に設定したことを特徴とする磁気式エンコーダ装置。
1. A magnetic recording medium that is movably provided to generate a magnetic signal, and a magnetic sensor that is provided facing a magnetic recording surface of the magnetic recording medium and that includes a magnetoresistive effect element that detects the magnetic signal. A signal processing unit that converts the magnetic signal detected by the magnetoresistive effect element into a pulse waveform and outputs the pulse waveform, wherein a gap between the magnetoresistive effect element and the magnetic recording medium is ,
A magnetic encoder device, wherein the magnetic characteristic of the magnetoresistive effect element is set to an interval at which the magnetic characteristic is in a non-saturated state.
【請求項2】 信号処理部は、磁気信号を波形整形する
波形整形回路と、 この波形整形回路からの出力信号を逓倍する逓倍回路
と、を有することを特徴とする請求項1記載の磁気式エ
ンコーダ装置。
2. The magnetic system according to claim 1, wherein the signal processing unit has a waveform shaping circuit for shaping the waveform of the magnetic signal and a multiplication circuit for multiplying the output signal from the waveform shaping circuit. Encoder device.
【請求項3】 磁気抵抗効果素子と磁気記録媒体との間
隔は、約80〜130μmであることを特徴とする請求
項1記載の磁気式エンコーダ装置。
3. The magnetic encoder device according to claim 1, wherein the gap between the magnetoresistive effect element and the magnetic recording medium is about 80 to 130 μm.
JP4679496A 1996-02-08 1996-02-08 Magnetic type encoder Withdrawn JPH09218053A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004507725A (en) * 2000-08-22 2004-03-11 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング A magnetoresistive sensor that scans a magnetic multipole wheel
CN104697555A (en) * 2013-12-10 2015-06-10 日本电产三协株式会社 Magnetic sensor device, magnetic encoder device, and magnetic sensor

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