JPH09311135A - Detector - Google Patents

Detector

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JPH09311135A
JPH09311135A JP8128640A JP12864096A JPH09311135A JP H09311135 A JPH09311135 A JP H09311135A JP 8128640 A JP8128640 A JP 8128640A JP 12864096 A JP12864096 A JP 12864096A JP H09311135 A JPH09311135 A JP H09311135A
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JP
Japan
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magnetic
detection device
magnetic field
rotating body
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP8128640A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideki Umemoto
英樹 梅元
Masahiro Yokoya
昌広 横谷
Naoki Hiraoka
直樹 平岡
Wataru Fukui
渉 福井
Yutaka Ohashi
豊 大橋
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to DE19643183A priority patent/DE19643183C2/en
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
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    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive and small-sized detector hardly influenced by external noise and capable of providing a signal having high detecting precision by signal processing the output of a Wheatstone bridge circuit formed of giant magnetic resistance(GMR) element. SOLUTION: In conformation to the change of magnetic field accompanying the rotation of a magnetic rotating body 2, the magnetic fields on the magnetosensitive surfaces of GMR elements 10A, 10D and 10B, 10C of a Wheatstone bridge circuit 11 are changed. This change corresponds to the magnetic field change 4 times one GMR element. The resistance value is changed in the same manner, the minimum position is reversed, and the middle point voltages of the connecting points 18, 19 of the circuit 11 are also changed in the same manner. Thus, the difference between the middle point voltages is amplified by a differential amplifying circuit 12, and the output 4 times one GMR element is provided in conformation to the magnetic field change of the rotating body 2. This output is processed by a comparing circuit 13 and a waveform shaping circuit 14, whereby an output of 0 or 1 with sharp leading and trailing can be provided.

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】この発明は、磁性体移動体の
移動による磁界の変化を検出する検出装置に関し、特に
例えば内燃機関の回転情報を検出する場合等に用いて好
適な検出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a detecting device for detecting a change in a magnetic field due to movement of a magnetic body moving body, and more particularly to a detecting device suitable for use in detecting rotation information of an internal combustion engine. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に磁気抵抗素子(以下、MR素子と
いう)は、強磁性体(例えば、Ni−Fe、Ni−Co
等)薄膜の磁化方向と電流方向のなす角度によって抵抗
値が変化する素子である。このMR素子は、電流方向と
磁化方向とが直角に交わるときに抵抗値は最小になり、
0度すなわち電流方向と磁化方向とが同一あるいは全く
逆方向になるとき抵抗値が最大になる。この抵抗値の変
化をMR効果またはMR変化率と呼び、一般にNi−F
eで2〜3%、Ni−Coで5〜6%である。
2. Description of the Related Art Generally, a magnetoresistive element (hereinafter referred to as an MR element) is a ferromagnetic material (for example, Ni-Fe, Ni-Co).
Etc.) An element whose resistance value changes depending on the angle formed by the magnetization direction of the thin film and the current direction. This MR element has a minimum resistance value when the current direction and the magnetization direction intersect at right angles,
The resistance value becomes maximum when the current direction and the magnetization direction are the same or completely opposite to each other at 0 degree. This change in resistance value is called the MR effect or MR change rate, and is generally Ni-F.
e is 2 to 3%, and Ni-Co is 5 to 6%.

【0003】図31は従来の検出装置を示す構成図であ
り、図31の(a)はその側面図、図31の(b)はそ
の斜視図である。この検出装置は、回転軸1と、少なく
とも1つ以上の凹凸を有し、回転軸1と同期して回転す
る磁性体回転体2と、この磁性体回転体2と所定の間隙
を持って配置されたMR素子3と、MR素子3に磁界を
与える磁石4とからなり、MR素子3は、磁気抵抗パタ
ーン3aと、薄膜面(感磁面)3bとを有する。そこ
で、磁性体回転体2が回転することでMR素子3の感磁
面3bの磁界が変化し、磁気抵抗パターン3aの抵抗値
が変化する。
FIG. 31 is a block diagram showing a conventional detecting device, FIG. 31 (a) is a side view thereof, and FIG. 31 (b) is a perspective view thereof. This detection device includes a rotating shaft 1, a magnetic rotating body 2 having at least one unevenness and rotating in synchronization with the rotating shaft 1, and a magnetic body rotating body 2 arranged with a predetermined gap. The MR element 3 has a magnetoresistive pattern 3a and a thin film surface (magnetically sensitive surface) 3b. Therefore, the magnetic field of the magnetic sensitive surface 3b of the MR element 3 changes as the magnetic body rotating body 2 rotates, and the resistance value of the magnetoresistive pattern 3a changes.

【0004】図32は従来の検出装置の回路構成を概略
的に示すもので、定電流源に接続されたMR素子3は、
磁性体回転体2の凹凸に対応した電圧変化信号SVVを出
力する。この電圧変化信号SVVを図示しない差動増幅回
路等で増幅した後の波形が、図5の(a)に示す磁性体
回転体2の凹凸に対応して、図5の(d)の一点鎖線a
で示されている。
FIG. 32 schematically shows a circuit configuration of a conventional detecting device. The MR element 3 connected to a constant current source is
The voltage change signal S VV corresponding to the unevenness of the magnetic body rotating body 2 is output. The waveform after the voltage change signal S VV is amplified by a not-shown differential amplifier circuit or the like corresponds to the unevenness of the magnetic body rotating body 2 shown in FIG. Chain line a
Indicated by

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の検出
装置は、以下のような種々の問題点があった。即ち、従来
の検出装置で用いているMR素子は、強磁性体を薄膜に
したもので単層構造となっており、また、磁化の向きと
電流の向きとのなす角によって抵抗値が変化する、つま
り、その感磁面に異方性がある。そのため、磁性体回転
体とMR素子と磁石の位置関係において回転軸方向の取
付け位置に制約が発生してしまう。すなわち、精度良く
信号を得るには磁性体回転体とMR素子と磁石の中心を
一致させる必要がある。また、MR効果が小さいため、
その出力も小さく、ノイズに対して影響を受けやすく、
S/N比も良くない。
By the way, the conventional detecting device has various problems as described below. That is, the MR element used in the conventional detection device has a single-layer structure in which a ferromagnetic material is a thin film, and the resistance value changes depending on the angle formed by the direction of magnetization and the direction of current. That is, the magnetically sensitive surface has anisotropy. Therefore, the mounting position in the rotation axis direction is restricted in the positional relationship between the magnetic rotating body, the MR element, and the magnet. That is, in order to obtain a signal with high accuracy, it is necessary to align the centers of the magnetic rotating body, the MR element and the magnet. Also, since the MR effect is small,
Its output is also small, it is easily affected by noise,
The S / N ratio is also not good.

【0006】また、磁性体回転体とMR素子間の間隙
(以下、ギャップという)が変化すると、その出力に対
する影響が大きく、ギャップを精度よく管理する必要が
あり、また、その形状を大きくできない。また、MR素
子は薄膜の磁化方向と電流方向のなす角度によって抵抗
値が変化する素子であり、良好に磁界の変化を検出する
には薄膜の感磁パターンを形成する必要があり、そのた
めにエッチング等の技術を用いることになる。ここで、
磁性体回転体の小さな凹凸を検出するには、MR素子の
大きさを凹凸の大きさ以下にする必要があるが、エッチ
ングには限界があるため、検出精度に限界が生じてしま
う。
Further, if the gap between the magnetic rotating body and the MR element (hereinafter referred to as the gap) changes, the influence on the output is great, and it is necessary to manage the gap with high precision, and the shape cannot be made large. Further, the MR element is an element whose resistance value changes depending on the angle formed by the magnetization direction of the thin film and the current direction, and it is necessary to form a magnetic sensitive pattern of the thin film in order to detect changes in the magnetic field satisfactorily. Will be used. here,
The size of the MR element needs to be equal to or less than the size of the unevenness in order to detect the small unevenness of the magnetic rotating body. However, since the etching is limited, the detection accuracy is limited.

【0007】また、従来の検出装置は、MR素子に磁界
を印加する位置に磁石を配置し、凹凸を具備した磁性体
回転体の回転による磁界変化をMR素子で検出する構成
であるので、外来ノイズの影響を受けにくくするには、
MR素子部の磁界変化を出来るだけ大きくする必要があ
る。そのためには、MR素子と磁石の配置、磁性体回転
体の凹凸形状を最適になるように考慮する必要がある。
また、磁性体回転体とMR素子、磁石のギャップを大き
くすると磁界変化量が小さくなるため、ある範囲内に設
定する必要がある。また、検出装置に電源が供給された
瞬間から磁性体移動体の所定の位置即ちこの場合磁性体
回転体の凹凸(回転角度)に対応する正確な信号を得る
こと(以下、パワーオン機能という)は難しい。また、
精度良く信号を得るには磁性体回転体とMR素子の中心
を一致させる必要もある。
Further, since the conventional detecting device has a structure in which a magnet is arranged at a position where a magnetic field is applied to the MR element and the magnetic field change due to the rotation of the magnetic body rotating body having irregularities is detected by the MR element, To make it less susceptible to noise,
It is necessary to make the magnetic field change of the MR element part as large as possible. For that purpose, it is necessary to consider the arrangement of the MR element and the magnet and the concavo-convex shape of the magnetic body rotating body to be optimum.
In addition, if the gap between the magnetic rotating body, the MR element, and the magnet is increased, the amount of change in the magnetic field decreases, so it must be set within a certain range. Further, from the moment the power is supplied to the detection device, an accurate signal corresponding to the predetermined position of the magnetic body moving body, that is, the unevenness (rotation angle) of the magnetic body rotating body in this case (hereinafter referred to as power-on function) is obtained. Is difficult Also,
In order to obtain a signal with high accuracy, it is also necessary to match the centers of the magnetic rotating body and the MR element.

【0008】以上のように、従来の検出装置は、取付け
精度に影響されやすく、また、一つのMR素子を用いて
磁界変化を検出しているため、MR素子の磁界変化が小
さい場合、MR素子の抵抗値変化も小さくなり電圧変化
も小さく、その状態で検出装置に外来ノイズが重畳する
と元々の出力電圧変化量が小さいため、正確な信号を得
られなくなる可能性があり、結果として、外来ノイズの
影響を受けやすく、正確に磁性体回転体の凹凸に対応し
た信号を得られず、パワーオン機能も得られないという
問題点があった。
As described above, since the conventional detecting device is easily affected by the mounting accuracy and the magnetic field change is detected by using one MR element, when the magnetic field change of the MR element is small, the MR element is small. If the external noise is superposed on the detection device in that state, the output voltage change amount is small and the accurate signal may not be obtained. However, there is a problem in that a signal corresponding to the unevenness of the magnetic body rotating body cannot be accurately obtained and a power-on function cannot be obtained.

【0009】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたもので、センサの取付精度の制約が少な
く、安価で、小型で、しかも、外来ノイズの影響を受け
にくく、検出精度のよい信号が得られる検出装置を得る
ことを目的とする。また、この発明は、磁性体移動体の
所定の位置(角度)に対応した正確な信号とパワーオン
機能が得られる検出装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and has less restrictions on the mounting accuracy of the sensor, is inexpensive, is small in size, is not easily affected by external noise, and has high detection accuracy. The purpose is to obtain a detection device from which a signal can be obtained. Another object of the present invention is to obtain a detection device that can obtain an accurate signal and a power-on function corresponding to a predetermined position (angle) of the magnetic body moving body.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る検出装置は、磁界を発生する磁界発生手段と、磁界発
生手段と所定の間隙を持って配置され、この磁界発生手
段によって発生された磁界を変化させる磁界変化付与手
段と、この磁界変化付与手段で変化された磁界に応じて
抵抗値が変化する巨大磁気抵抗素子とを備えたものであ
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a detecting device which is arranged with a predetermined gap between the magnetic field generating means for generating a magnetic field and the magnetic field generating means, and is generated by the magnetic field generating means. And a giant magnetoresistive element whose resistance value changes according to the magnetic field changed by the magnetic field change giving means.

【0011】請求項2記載の発明に係る検出装置は、請
求項1の発明において、磁界変化付与手段を少なくとも
1つの凹凸を有する磁性体移動体で構成したものであ
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the detection device according to the first aspect of the invention, wherein the magnetic field change imparting means is constituted by a magnetic body moving body having at least one concavity and convexity.

【0012】請求項3記載の発明に係る検出装置は、請
求項1の発明において、磁界発生手段と磁界変化付与手
段を少なくとも1つの磁極を有する磁性体移動体で構成
し、磁界を発生し、且つ変化させるようにしたものであ
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a detection apparatus according to the first aspect of the invention, wherein the magnetic field generating means and the magnetic field change imparting means are composed of a magnetic body moving body having at least one magnetic pole, and generate a magnetic field. And it was made to change.

【0013】請求項4記載の発明に係る検出装置は、請
求項2または3の発明において、巨大磁気抵抗素子を磁
性体移動体の移動方向に対して直交する方向に大きくし
たものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the detection device according to the second or third aspect of the invention, the giant magnetoresistive element is enlarged in a direction orthogonal to the moving direction of the magnetic body moving body.

【0014】請求項5記載の発明に係る検出装置は、請
求項1〜4のいずれかの発明において、巨大磁気抵抗素
子を少なくとも1辺に用いたブリッジ回路と、このブリ
ッジ回路の出力を信号処理する信号処理手段とを備えた
ものである。
A detector according to a fifth aspect of the present invention is the detector according to any one of the first to fourth aspects of the invention, wherein a bridge circuit using a giant magnetoresistive element on at least one side and signal processing of the output of the bridge circuit are provided. And a signal processing means for performing the same.

【0015】請求項6記載の発明に係る検出装置は、請
求項5の発明において、ブリッジ回路の2つの辺を巨大
磁気抵抗素子で構成し、残りの2つの辺を固定抵抗で構
成したものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the detection device according to the fifth aspect, wherein two sides of the bridge circuit are formed of giant magnetoresistive elements, and the remaining two sides are formed of fixed resistors. is there.

【0016】請求項7記載の発明に係る検出装置は、請
求項6の発明において、ブリッジ回路の一組の対辺を巨
大磁気抵抗素子で構成し、もう一組の対辺を固定抵抗で
構成したものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a detection device according to the sixth aspect, wherein one pair of opposite sides of the bridge circuit is composed of giant magnetoresistive elements, and the other pair of opposite sides is composed of fixed resistors. Is.

【0017】請求項8記載の発明に係る検出装置は、請
求項1〜7のいずれかの発明において、磁性体移動体
が、回転軸に同期して回転する回転体であるものであ
る。
According to an eighth aspect of the present invention, in the detecting device according to any one of the first to seventh aspects, the magnetic body moving body is a rotating body that rotates in synchronization with a rotation axis.

【0018】請求項9記載の発明に係る検出装置は、請
求項8の発明において、少なくとも巨大磁気抵抗素子を
含む検出装置本体を備え、回転体を内燃機関のクランク
軸またはカム軸に装着し、回転体が巨大磁気抵抗素子に
対向するように検出装置本体を内燃機関の近傍に配置し
たものである。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the detection device according to the eighth aspect, further comprising a detection device main body including at least a giant magnetoresistive element, the rotary body being mounted on a crankshaft or a camshaft of an internal combustion engine, The main body of the detection device is arranged in the vicinity of the internal combustion engine so that the rotating body faces the giant magnetoresistive element.

【0019】請求項10記載の発明に係る検出装置は、
請求項9の発明において、回転体に対して検出装置本体
を回転軸方向に配置したものである。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a detection device,
In the invention of claim 9, the main body of the detection device is arranged in the rotation axis direction with respect to the rotating body.

【0020】請求項11記載の発明に係る検出装置は、
請求項10の発明において、検出装置本体は、少なくと
も巨大磁気抵抗素子を内蔵するハウジングを備え、回転
体を、ハウジングの側面に形成された空間部にこの回転
体の少なくとも周辺部が巨大磁気抵抗素子と対向して位
置するように配置したものである。
The detection device according to the invention of claim 11 is
According to a tenth aspect of the invention, the main body of the detection device includes a housing in which at least a giant magnetoresistive element is incorporated, and the rotating body has a space formed on a side surface of the housing in which at least a peripheral portion of the rotating body has a giant magnetoresistive element. It is arranged so as to be opposed to.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る検出装置の
一実施の形態を図について説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1を示す構
成図であり、図1の(a)はその側面図、図1の(b)
はその斜視図である。この検出装置は、回転軸1と、少
なくとも1つ以上の凹凸を具備し、回転軸1と同期して
回転する磁界変化付与手段としての磁性体回転体2と、
この磁性体回転体2と所定の間隙を持って配置された巨
大磁気抵抗素子(以下、GMR素子と云う)10と、G
MR素子10に磁界を与える磁界発生手段としての磁石
4とからなり、GMR素子10は、感磁パターンとして
の磁気抵抗パターン10aと、薄膜面(感磁面)10b
とを有する。そこで、磁性体回転体2が回転することで
GMR素子10の感磁面10bの磁界が変化し、磁気抵
抗パターン10aの抵抗値が変化する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a detection apparatus according to the present invention. Embodiment 1. FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a side view thereof, and FIG. 1 (b).
Is a perspective view thereof. This detection device includes a rotating shaft 1 and a magnetic rotating body 2 as a magnetic field change imparting means that has at least one unevenness and rotates in synchronization with the rotating shaft 1.
A giant magnetoresistive element (hereinafter referred to as a GMR element) 10 arranged with a predetermined gap with the magnetic body rotating body 2;
The GMR element 10 comprises a magnetoresistive pattern 10a as a magnetically sensitive pattern and a thin film surface (magnetically sensitive surface) 10b.
And Therefore, the magnetic field of the magnetic sensitive surface 10b of the GMR element 10 changes as the magnetic body rotating body 2 rotates, and the resistance value of the magnetoresistive pattern 10a changes.

【0022】ここで、GMR素子10は、例えば日本応
用磁気学会誌Vol.15,No.51991,p813〜821の「人工格子
の磁気抵抗効果」と題する論文に記載されている数オン
グストロームから数十オングストロームの厚さの磁性層
と非磁性層とを交互に積層させた積層体、いわゆる人工
格子膜であり、(Fe/Cr)n、(パーマロイ/Cu
/Co/Cu)n、(Co/Cu)nが知られており、
これは、上述のMR素子と比較して格段に大きなMR効
果(MR変化率)を有すると共に、隣り合った磁性層の
磁化の向きの相対角度にのみ依存するので、外部磁界の
向きが電流に対してどのような角度差をもっていても同
じ抵抗値の変化が得られるいわゆる面内感磁の素子であ
る。
Here, the GMR element 10 is, for example, several angstroms to several tens of angstroms described in a paper entitled "Magnetoresistance Effect of Artificial Lattice" in Japanese Society of Applied Magnetics Vol.15, No.51991, p813-821. A laminated body in which magnetic layers and nonmagnetic layers having an angstrom thickness are alternately laminated, that is, a so-called artificial lattice film, (Fe / Cr) n, (Permalloy / Cu
/ Co / Cu) n and (Co / Cu) n are known,
This has a remarkably large MR effect (MR change rate) as compared with the above-mentioned MR element, and depends only on the relative angle of the magnetization directions of the adjacent magnetic layers, so that the direction of the external magnetic field depends on the current. On the other hand, it is a so-called in-plane magnetic sensitive element that can obtain the same change in resistance value regardless of any angle difference.

【0023】そこで、磁界の変化を検出するためにGM
R素子10で実質的に感磁面を形成し、その感磁面の各
端に電極を形成してブリッジ回路を形成し、このブリッ
ジ回路の対向する2つの電極間に定電圧、定電流の電源
を接続し、GMR素子10の抵抗値変化を電圧変化に変
換して、このGMR素子10に作用している磁界変化を
検出することが考えられる。
Therefore, in order to detect the change in the magnetic field, the GM
The R element 10 substantially forms a magnetically sensitive surface, and an electrode is formed at each end of the magnetically sensitive surface to form a bridge circuit. A constant voltage and a constant current are applied between two opposing electrodes of the bridge circuit. It is conceivable to connect a power source, convert the resistance value change of the GMR element 10 into a voltage change, and detect the magnetic field change acting on the GMR element 10.

【0024】図2は上述のGMR素子を用いた検出装置
を示すブロック図である。この検出装置は、磁性体回転
体2と所定の間隙を持って配置され、磁石4より磁界が
与えられるGMR素子を用いたホイートストンブリッジ
回路11と、このホイートストンブリッジ回路11の出
力を増幅する差動増幅回路12と、この差動増幅回路1
2の出力を基準値と比較して“O”または“1”の信号
を出力する比較回路13と、この比較回路13の出力を
更に波形整形して立ち上がり、立ち下がりの急峻な
“O”または“1”の信号を出力端子15に出力する波
形整形回路14とを備える。差動増幅回路12、比較回
路13および波形整形回路14は信号処理手段を構成す
る。
FIG. 2 is a block diagram showing a detection device using the above-mentioned GMR element. This detecting device is arranged with a predetermined gap from the magnetic body rotating body 2 and uses a Wheatstone bridge circuit 11 using a GMR element to which a magnetic field is given by a magnet 4, and a differential amplifying the output of the Wheatstone bridge circuit 11. Amplifier circuit 12 and this differential amplifier circuit 1
A comparison circuit 13 that compares the output of 2 with a reference value and outputs a signal of "O" or "1", and the output of the comparison circuit 13 is further waveform-shaped and rises and falls "O" or The waveform shaping circuit 14 that outputs the signal of “1” to the output terminal 15 is provided. The differential amplifier circuit 12, the comparison circuit 13, and the waveform shaping circuit 14 constitute signal processing means.

【0025】図3は図2のブロック図の具体的回路構成
の一例を示す図である。ホイートストンブリッジ回路1
1は、例えば各辺にそれぞれGMR素子10A,10
B,10Cおよび10Dを有し、GMR素子10Aと1
0Cの各一端は共通接続され、接続点16を介して電源
端子Vccに接続され、GMR素子10Bと10Dの各一
端は共通接続され、接続点17を介して接地され、GM
R素子10Aと10Bの各他端は接続点18に接続さ
れ、GMR素子10Cと10Dの各他端は接続点19に
接続される。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a concrete circuit configuration of the block diagram of FIG. Wheatstone bridge circuit 1
1 is, for example, GMR elements 10A, 10 on each side.
B, 10C and 10D, and GMR elements 10A and 1
Each one end of 0C is commonly connected, is connected to the power supply terminal Vcc through the connection point 16, each one end of GMR elements 10B and 10D is commonly connected, is grounded through the connection point 17, and GM.
The other ends of the R elements 10A and 10B are connected to the connection point 18, and the other ends of the GMR elements 10C and 10D are connected to the connection point 19.

【0026】そして、ホイートストンブリッジ回路11
の接続点18が抵抗器を介して差動増幅回路12のアン
プ12aの反転入力端子に接続され、接続点19が抵抗
器を介してアンプ12aの非反転入力端子に接続される
と共に更に抵抗器を介して基準電源を構成する分圧回路
に接続される。更に、アンプ12aの出力端子は、比較
回路13の反転入力端子に接続され、比較回路13の非
反転入力端子は基準電源を構成する分圧回路に接続され
ると共に抵抗器を介して自己の出力端子に接続される。
そして、比較回路13の出力側が波形整形回路14のト
ランジスタ14aのベースに接続され、そのコレクタは
出力端子15に接続されると共に抵抗器を介して電源端
子Vccに接続され、そのエミッタは接地される。図4は
上述のホイートストンブリッジ回路11を構成するGM
R素子10A,10B,10Cおよび10Dを基板20
の上に配置した状態を模式的に示す図である。
The Wheatstone bridge circuit 11
18 is connected to the inverting input terminal of the amplifier 12a of the differential amplifier circuit 12 via a resistor, and the connection point 19 is connected to the non-inverting input terminal of the amplifier 12a via a resistor and further to the resistor. Is connected to the voltage dividing circuit that constitutes the reference power source. Further, the output terminal of the amplifier 12a is connected to the inverting input terminal of the comparison circuit 13, and the non-inverting input terminal of the comparison circuit 13 is connected to the voltage dividing circuit which constitutes the reference power source and outputs its own output through the resistor. Connected to the terminal.
The output side of the comparison circuit 13 is connected to the base of the transistor 14a of the waveform shaping circuit 14, its collector is connected to the output terminal 15 and also connected to the power supply terminal Vcc via a resistor, and its emitter is grounded. . FIG. 4 shows the GM that constitutes the Wheatstone bridge circuit 11 described above.
The R elements 10A, 10B, 10C and 10D are mounted on the substrate 20.
It is a figure which shows the state arrange | positioned on top typically.

【0027】次に、動作について、図5を参照して説明
する。磁性体回転体2が回転することで、図5の(a)
に示すその凹凸に対応して、ホイートストンブリッジ回
路11を構成するGMR素子10Aと10Dには同じ磁
界変化が与えられ、GMR素子10Bと10CにはGM
R素子10A、10Dとは異なる磁界変化が与えられる
ようになる。この結果、図5の(b)に示すように磁性
体回転体2の凹凸に対応してGMR素子10A、10D
と10B、10Cの感磁面に磁界の変化が発生し、つま
り、実質的に一つのGMR素子の磁界変化の4倍の磁界
変化を得られ、その抵抗値も同様に変化して、GMR素
子10A、10Dと10B、10Cの抵抗値の最大、最
少となる位置が逆となり、ホイートストンブリッジ回路
の接続点18、19の中点電圧も、図5の(c)に示す
ように同様に変化する。
Next, the operation will be described with reference to FIG. As the magnetic body rotating body 2 rotates, (a) of FIG.
Corresponding to the unevenness shown in FIG. 1, the same magnetic field change is applied to the GMR elements 10A and 10D that form the Wheatstone bridge circuit 11, and the GM is applied to the GMR elements 10B and 10C.
A magnetic field change different from that of the R elements 10A and 10D is given. As a result, as shown in FIG. 5B, the GMR elements 10A and 10D corresponding to the unevenness of the magnetic body rotating body 2 are formed.
And 10B, 10C, a magnetic field change occurs on the magnetic sensitive surfaces, that is, a magnetic field change that is substantially four times the magnetic field change of one GMR element can be obtained, and the resistance value of the GMR element also changes. The maximum and minimum positions of the resistance values of 10A, 10D and 10B, 10C are reversed, and the midpoint voltage of the connection points 18, 19 of the Wheatstone bridge circuit also changes similarly as shown in FIG. 5C. .

【0028】そして、この中点電圧の差が差動増幅回路
12により増幅され、その出力側には、図5の(d)に
実線bで示すような、図5の(a)に示す磁性体回転体
2の凹凸に対応した出力、つまり、実質的に一つのGM
R素子の4倍の出力が得られる。この差動増幅回路12
の出力は比較回路13で基準値と比較されて“O”また
は“1”の信号に変換され、この信号は更に波形整形回
路14で波形整形され、この結果、その出力側即ち出力
端子15には図5の(e)に示すようにその立ち上が
り、立ち下がりの急峻な“O”または“1”の出力が得
られる。
Then, the difference in the midpoint voltage is amplified by the differential amplifier circuit 12, and the output side thereof has the magnetic property shown in FIG. 5A as shown by the solid line b in FIG. 5D. Output corresponding to the unevenness of the rotating body 2, that is, substantially one GM
An output four times that of the R element can be obtained. This differential amplifier circuit 12
The output of is compared with the reference value by the comparison circuit 13 and converted into a signal of "O" or "1", and this signal is further waveform-shaped by the waveform shaping circuit 14 and, as a result, is output to its output side, that is, the output terminal 15. As shown in FIG. 5 (e), an output of "O" or "1" whose rising and falling are steep is obtained.

【0029】かくして、中点電圧の電圧変化の差動を増
幅することで各GMR素子の磁界変化を有効に利用で
き、一つのGMR素子の磁界変化の4倍の磁界変化を得
られる。すなわち、ブリッジ回路構成とすることで磁性
体回転体2の回転による磁界変化を安定して大きな抵抗
値変化量に変換することが可能になる。よって、差動増
幅回路12の出力も大きくなり、比較回路13におけ
る”0”または”1”の信号に波形整形する判定レベル
に対する余裕度が増すことになり、外来ノイズに対して
も強くなり、常に安定した信号を得ることができる。な
お、ここでは、GMR素子でホイートストンブリッジィ
回路を構成するとしたが、同様のブリッジ回路構成であ
れば同じ効果を得ることができる。
Thus, by amplifying the differential of the voltage change of the midpoint voltage, the magnetic field change of each GMR element can be effectively utilized, and the magnetic field change four times that of one GMR element can be obtained. That is, the bridge circuit configuration makes it possible to stably convert a magnetic field change due to the rotation of the magnetic body rotating body 2 into a large resistance value change amount. Therefore, the output of the differential amplifier circuit 12 also becomes large, and the margin for the judgment level for waveform shaping into the signal of “0” or “1” in the comparison circuit 13 increases, and it becomes strong against external noise. A stable signal can always be obtained. Although the WMR is used to form the Wheatstone bridge circuit, the same effect can be obtained with a similar bridge circuit structure.

【0030】このように、本実施の形態では、GMR素
子でホイートストンブリッジ回路を構成することでGM
R素子の感磁面に異方性がなく、つまり、GMR素子は
隣り合った磁性層の磁化の向きの相対角度にのみ依存す
るので、磁性体回転体の回転軸方向の取付精度(ずれ)
に対して制約が少なくなり、磁性体回転体の回転による
磁界変化を安定して検出可能になる。よって、GMR素
子の抵抗変化量も安定して大きくなるため、差動増幅回
路の出力も大きくなり、比較回路における”0”また
は”1”の信号に変換する際の判定レベルに対する余裕
度が増すことになり、外来ノイズに対しても強くなり、
安定した信号を得ることができる。また、GMR素子は
面内感磁であり、MR素子のようにエッチング等で感磁
パターンを形成する必要がなく、検出装置の小型化が可
能となり、コストも安価にできると共に、小さな凹凸の
検出まで対応可能となる。
As described above, in the present embodiment, the GMR element is used to form the Wheatstone bridge circuit, and
Since the magnetic sensitive surface of the R element has no anisotropy, that is, the GMR element depends only on the relative angle of the magnetization directions of the adjacent magnetic layers, the mounting accuracy (deviation) of the rotating body of the magnetic body in the rotation axis direction.
On the other hand, the restrictions are reduced, and it becomes possible to stably detect the change in the magnetic field due to the rotation of the rotating magnetic body. Therefore, the amount of resistance change of the GMR element is also stably increased, the output of the differential amplifier circuit is also increased, and the margin for the determination level when converting to the signal of “0” or “1” in the comparison circuit increases. It becomes stronger against external noise,
A stable signal can be obtained. Further, since the GMR element is in-plane magnetic sensing, it is not necessary to form a magnetic sensitive pattern by etching or the like unlike the MR element, the detection device can be downsized, the cost can be reduced, and small irregularities can be detected. Can be handled.

【0031】実施の形態2.実施の形態1では、GMR
素子10でホイートストンブリッジ回路を構成して磁性
体回転体2の回転による磁界変化を検出する構成とした
が、本実施の形態では、回転軸方向の取付精度(ずれ)
に対して制約をさらに小さくするため回転軸方向にGM
R素子の形状を大きくするものである。図6はこの発明
の実施の形態2を示す構成図である。なお、同図におい
て、図1と対応する部分には同一符号を付して説明す
る。この検出装置は、回転軸1と、少なくとも1つ以上
の凹凸を具備し、回転軸1と同期して回転する磁性体回
転体2と、この磁性体回転体2と所定の間隙を持って配
置されたGMR素子30と、GMR素子30に磁界を与
える磁石31とからなり、GMR素子30は、磁気抵抗
パターン30aと、薄膜面(感磁面)30bとを有す
る。
Embodiment 2 In the first embodiment, the GMR
Although the element 10 constitutes the Wheatstone bridge circuit to detect the change in the magnetic field due to the rotation of the magnetic body rotating body 2, in the present embodiment, the mounting accuracy (deviation) in the rotation axis direction is set.
GM in the direction of the rotation axis to further reduce the constraint
The shape of the R element is enlarged. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. In the figure, the parts corresponding to those in FIG. This detection device is provided with a rotating shaft 1 and at least one unevenness, and a magnetic body rotating body 2 that rotates in synchronization with the rotating shaft 1 and a magnetic body rotating body 2 arranged with a predetermined gap. The GMR element 30 has a magnetic resistance pattern 30a and a thin film surface (magnetically sensitive surface) 30b.

【0032】ここで、GMR素子30の感磁面30bを
磁性体回転体2の回転軸1の方向に大きく設定する。例
えば、磁性体回転体2の回転軸1の方向の厚みより感磁
面30bの形状を大きく設定する。なお、磁石31の形
状は、ここではGMR素子30の形状が大きくなったの
に伴って同等の大きさのものを使用しているが、所要の
磁界が得られれば図1の磁石4と同様の小さい形状でも
よい。そこで、磁性体回転体2が回転することでGMR
素子30の感磁面30bの磁界が変化し、磁気抵抗パタ
ーン30aの抵抗値が変化する。
Here, the magnetic sensitive surface 30b of the GMR element 30 is set to be large in the direction of the rotation axis 1 of the magnetic body rotating body 2. For example, the shape of the magnetic sensitive surface 30b is set to be larger than the thickness of the magnetic body rotating body 2 in the direction of the rotation axis 1. The shape of the magnet 31 is the same as that of the GMR element 30 as the shape of the GMR element 30 is increased. However, if the required magnetic field is obtained, it is similar to the magnet 4 of FIG. The shape may be small. Then, by rotating the magnetic body rotating body 2, GMR
The magnetic field of the magnetically sensitive surface 30b of the element 30 changes, and the resistance value of the magnetoresistive pattern 30a changes.

【0033】このように、本実施の形態でも、上記実施
の形態1と同様の効果が得られると共に、更に、本実施
の形態では、磁性体回転体の回転軸方向の厚みより感磁
面を大きく設定することで、回転軸方向の取付精度のず
れに対して制約を小さくでき、より安定した信号を得る
ことができる。
As described above, also in the present embodiment, the same effect as in the above-described first embodiment can be obtained, and further, in the present embodiment, the magnetic sensitive surface is defined by the thickness of the magnetic body rotating body in the rotation axis direction. By setting a large value, it is possible to reduce restrictions on the deviation of the mounting accuracy in the rotation axis direction and obtain a more stable signal.

【0034】実施の形態3.図7はこの発明の実施の形
態3を示す構成図である。なお、同図において、図4と
対応する部分には同一符号を付して説明する。ここで
は、図4に示した磁石4は説明の都合上省略されてい
る。実施の形態1では、ホイートストンブリッジ回路
(図3)を構成する4つの辺を全てGMR素子で構成す
るとしたが、本実施の形態では、GMR素子と固定抵抗
を組合せてブリッジ回路を構成するものである。即ち、
図7に示すようにブリッジ回路の一組の対辺10Aと1
0DをGMR素子で構成して基板20の上に配置し、図
示しないもう一組みの対辺10B、10CをGMR素子
と同じ抵抗値の固定抵抗で構成する。
Embodiment 3. FIG. 7 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention. In the figure, the parts corresponding to those in FIG. Here, the magnet 4 shown in FIG. 4 is omitted for convenience of description. In the first embodiment, all four sides of the Wheatstone bridge circuit (FIG. 3) are made up of GMR elements. However, in the present embodiment, the GMR element and fixed resistors are combined to form a bridge circuit. is there. That is,
As shown in FIG. 7, a pair of opposite sides 10A and 1
0D is composed of a GMR element and is arranged on the substrate 20, and another set of opposite sides 10B and 10C not shown is composed of a fixed resistance having the same resistance value as that of the GMR element.

【0035】次に、動作について、図8を参照して説明
する。磁性体回転体2が回転することで、図8の(a)
に示すその凹凸に対応して、ホイートストンブリッジ回
路11を構成するGMR素子10Aと10Dには同じ磁
界変化が与えられ、図8の(b)に示すように磁性体回
転体2の凹凸に対応してGMR素子10A、10Dの感
磁面に磁界の変化が発生し、つまり、実質的に一つのG
MR素子の磁界変化の2倍の磁界変化を得られ、その抵
抗値も同様に変化して、ホイートストンブリッジ回路の
接続点18、19の中点電圧は、図8の(c)に示すよ
うに変化する。この場合、接続点18、19における電
圧変化の最大と最少の位置が逆となる。
Next, the operation will be described with reference to FIG. By rotating the magnetic body rotating body 2, (a) of FIG.
Corresponding to the irregularities shown in FIG. 8, the same magnetic field changes are applied to the GMR elements 10A and 10D that form the Wheatstone bridge circuit 11, and as shown in (b) of FIG. As a result, a magnetic field change occurs on the magnetically sensitive surfaces of the GMR elements 10A and 10D, that is, substantially one G
A magnetic field change that is twice the magnetic field change of the MR element can be obtained, and its resistance value also changes, and the midpoint voltage of the connection points 18 and 19 of the Wheatstone bridge circuit is as shown in (c) of FIG. Change. In this case, the maximum and minimum positions of the voltage change at the connection points 18 and 19 are reversed.

【0036】そして、この中点電圧の差が差動増幅回路
12により増幅され、その出力側には、図8の(d)に
示すような、図8の(a)に示す磁性体回転体2の凹凸
に対応した出力、つまり、実質的に一つのGMR素子の
2倍の出力が得られる。この差動増幅回路12の出力は
比較回路13で基準値と比較されて“O”または“1”
の信号に変換され、この信号は更に波形整形回路14で
波形整形され、この結果、その出力側即ち出力端子15
には図8の(e)に示すようにその立ち上がり、立ち下
がりの急峻な“O”または“1”の信号が得られる。
Then, the difference between the midpoint voltages is amplified by the differential amplifier circuit 12, and the output side thereof has the magnetic body rotating body shown in FIG. 8A as shown in FIG. 8D. An output corresponding to the unevenness of 2 can be obtained, that is, substantially double the output of one GMR element. The output of the differential amplifier circuit 12 is compared with a reference value by a comparison circuit 13 to be "O" or "1".
Is converted into a signal of, and this signal is further waveform-shaped by the waveform shaping circuit 14, and as a result, its output side, that is, the output terminal 15
As shown in (e) of FIG. 8, a signal of "O" or "1" having a sharp rise and fall is obtained.

【0037】かくして、中点電圧の電圧変化の差動を実
質的に増幅することで各GMR素子の磁界変化を有効に
利用でき、一つのGMR素子の磁界変化の2倍の磁界変
化が得られる。すなわち、ブリッジ回路構成とすること
で磁性体回転体2の回転による磁界変化を安定して大き
な抵抗値変化量に変換することが可能になる。よって、
差動増幅回路12の出力も大きくなり、比較回路13に
おける”0”または”1”の信号に変換する際の判定レ
ベルに対する余裕度が増すことになり、外来ノイズに対
しても強くなり、常に安定した信号を得ることができ
る。なお、ここでは、GMR素子でホイートストンブリ
ッジィ回路を構成するとしたが、同様のブリッジ回路構
成であれば同じ効果を得ることができる。
Thus, the magnetic field change of each GMR element can be effectively utilized by substantially amplifying the differential of the voltage change of the midpoint voltage, and the magnetic field change twice the magnetic field change of one GMR element can be obtained. . That is, the bridge circuit configuration makes it possible to stably convert a magnetic field change due to the rotation of the magnetic body rotating body 2 into a large resistance value change amount. Therefore,
The output of the differential amplifier circuit 12 also becomes large, and the margin for the judgment level when converting to the signal of “0” or “1” in the comparison circuit 13 increases, and it becomes strong against external noise and always A stable signal can be obtained. Although the WMR is used to form the Wheatstone bridge circuit, the same effect can be obtained with a similar bridge circuit structure.

【0038】このように、本実施の形態でも、最終出力
のレベルがGMR素子の少ない分だけ実施の形態1に比
して小さくなるものの、それ以外は上記実施の形態1と
同様の効果が得られ、逆に、本実施の形態では、GMR
素子が少ない分だけコスト的に安価になる。
As described above, also in this embodiment, the final output level is smaller than that in the first embodiment by the number of GMR elements, but other than that, the same effects as those in the first embodiment can be obtained. On the contrary, in the present embodiment, the GMR
Since the number of elements is small, the cost is low.

【0039】実施の形態4.図9はこの発明の実施の形
態4を示す構成図である。なお、同図において、図4と
対応する部分には同一符号を付して説明する。ここで
も、図4に示した磁石4は説明の都合上省略されてい
る。実施の形態3では、ホイートストンブリッジ回路
(図3)を構成する一組の対辺10Aと10DをGMR
素子で構成し、もう一組の対辺10B、10CをGMR
素子と同じ抵抗値の固定抵抗で構成するとしたが、本実
施の形態では、ブリッジ回路の一組の一辺をGMR素子
で構成し、もう一組の一辺は固定抵抗で構成するもので
ある。即ち、図9に示すように、ブリッジ回路の一辺1
0Aと10BをGMR素子で構成して基板20の上に配
置し、図示しないもう一辺10C、10DをGMR素子
と同じ抵抗値の固定抵抗で構成する。
Fourth Embodiment 9 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention. In the figure, the parts corresponding to those in FIG. Also here, the magnet 4 shown in FIG. 4 is omitted for convenience of description. In the third embodiment, a pair of opposite sides 10A and 10D forming the Wheatstone bridge circuit (FIG. 3) are GMR.
It is composed of elements, and the other pair of opposite sides 10B and 10C is GMR.
Although it has been described that the fixed resistance has the same resistance value as that of the element, in the present embodiment, one side of one set of the bridge circuit is configured by the GMR element, and the other side of the set is configured by the fixed resistance. That is, as shown in FIG. 9, one side 1 of the bridge circuit
0A and 10B are composed of GMR elements and arranged on the substrate 20, and the other sides (not shown) 10C and 10D are composed of fixed resistors having the same resistance value as that of the GMR elements.

【0040】次に、動作について、図10を参照して説
明する。磁性体回転体2が回転することで、図10の
(a)に示すその凹凸に対応して、ホイートストンブリ
ッジ回路11を構成するGMR素子10Aと10Bには
磁界変化が与えられ、図10の(b)に示すように磁性
体回転体2の凹凸に対応してGMR素子10A、10B
の感磁面に逆位相の磁界の変化が発生し、つまり、実質
的に一つのGMR素子の磁界変化の2倍の磁界変化を得
られ、その抵抗値も同様に変化して、ホイートストンブ
リッジ回路の接続点18、19の中点電圧は、図10の
(c)に示すように変化する。ここで、ホイートストン
ブリッジ回路11のGMR素子10C、10Dに相当す
る固定抵抗で構成しているもう一辺の接続点19の電圧
は接続点18の電圧変化の1/2の電圧になるようにそ
の固定抵抗の値を調整しておく。
Next, the operation will be described with reference to FIG. As the magnetic body rotating body 2 rotates, a magnetic field change is given to the GMR elements 10A and 10B forming the Wheatstone bridge circuit 11 corresponding to the unevenness shown in (a) of FIG. As shown in b), the GMR elements 10A, 10B are formed corresponding to the irregularities of the magnetic body rotating body 2.
A magnetic field change of opposite phase is generated on the magnetic sensitive surface of, that is, a magnetic field change that is substantially twice the magnetic field change of one GMR element can be obtained, and the resistance value of the magnetic field change also changes. The midpoint voltage of the connection points 18 and 19 of is changed as shown in FIG. Here, the voltage at the connection point 19 on the other side, which is composed of fixed resistors corresponding to the GMR elements 10C and 10D of the Wheatstone bridge circuit 11, is fixed so that the voltage becomes half the voltage change at the connection point 18. Adjust the resistance value.

【0041】そして、この中点電圧の差が差動増幅回路
12により増幅され、その出力側には、図10の(a)
に示す磁性体回転体2の凹凸に対応した出力、つまり、
実質的に一つのGMR素子の2倍の出力が得られる。こ
の差動増幅回路12の出力は比較回路13で基準値と比
較されて“O”または“1”の信号に変換され、この信
号は更に波形整形回路14で波形整形され、この結果、
その出力側即ち出力端子15には図10の(d)に示す
ようにその立ち上がり、立ち下がりの急峻な“O”また
は“1”の信号が得られる。かくして、中点電圧の電圧
変化の差動を実質的に増幅することで各GMR素子の磁
界変化を有効に利用でき、一つのGMR素子の磁界変化
の2倍の磁界変化を得られる。すなわち、ブリッジ回路
構成とすることで磁性体回転体2の回転による磁界変化
を安定して大きな抵抗値変化量に変換することが可能に
なる。
Then, the difference in the midpoint voltage is amplified by the differential amplifier circuit 12, and the output side thereof is shown in FIG.
Output corresponding to the unevenness of the magnetic body rotating body 2 shown in, that is,
Substantially twice the output of one GMR element is obtained. The output of the differential amplifier circuit 12 is compared with a reference value by a comparison circuit 13 and converted into a signal of "O" or "1", and this signal is further waveform-shaped by a waveform shaping circuit 14. As a result,
At the output side, that is, the output terminal 15, a signal of "O" or "1" having a sharp rise and fall is obtained as shown in FIG. Thus, the magnetic field change of each GMR element can be effectively utilized by substantially amplifying the differential of the voltage change of the midpoint voltage, and the magnetic field change twice the magnetic field change of one GMR element can be obtained. That is, the bridge circuit configuration makes it possible to stably convert a magnetic field change due to the rotation of the magnetic body rotating body 2 into a large resistance value change amount.

【0042】よって、差動増幅回路12の出力も大きく
なり、比較回路13における”0”または”1”の信号
に変換する際の判定レベルに対する余裕度が増すことに
なり、外来ノイズに対しても強くなり、常に安定した信
号を得ることができる。なお、ここでは、GMR素子で
ホイートストンブリッジ回路を構成するとしたが、同様
のブリッジ回路構成であれば同じ効果を得ることができ
る。このように、本実施の形態でも、実施の形態3と同
様の効果を得ることができる。
Therefore, the output of the differential amplifier circuit 12 also becomes large, and the margin for the judgment level when converting to the signal of "0" or "1" in the comparison circuit 13 increases, so that the external noise is prevented. Becomes stronger, and a stable signal can always be obtained. It should be noted that although the GMR element is used to configure the Wheatstone bridge circuit here, the same effect can be obtained if the bridge circuit configuration is similar. As described above, also in this embodiment, the same effect as that of the third embodiment can be obtained.

【0043】実施の形態5.図11はこの発明の実施の
形態5を示す構成図である。なお、同図において、図1
と対応する部分には同一符号を付して説明する。この検
出装置は、回転軸1と、少なくとも1つ以上の磁極を有
する磁界発生手段としての磁石40と、この磁石40を
具備し、回転軸1と同期して回転する磁界変化付与手段
としての磁性体回転体41と、この磁性体回転体41と
所定の間隙を持って配置されたGMR素子10とからな
る。そこで、磁性体回転体41が回転することで、これ
に具備した磁石40の磁極によってGMR素子10の感
磁面10bの磁界が変化し、磁気抵抗パターン10aの
抵抗値が変化する。
Fifth Embodiment 11 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of the present invention. In FIG. 1, FIG.
The same reference numerals are given to the portions corresponding to and will be described. This detection device is provided with a rotating shaft 1, a magnet 40 having at least one or more magnetic poles as a magnetic field generating unit, and a magnet 40 as a magnetic field changing unit that rotates in synchronization with the rotating shaft 1. It is composed of a body rotating body 41 and the GMR element 10 arranged with the magnetic body rotating body 41 with a predetermined gap. Therefore, when the magnetic body rotating body 41 rotates, the magnetic field of the magnetic sensitive surface 10b of the GMR element 10 changes due to the magnetic pole of the magnet 40 provided therein, and the resistance value of the magnetoresistive pattern 10a changes.

【0044】図12は上述のGMR素子を用いた検出装
置を示すブロック図である。この検出装置は、磁性体回
転体41と所定の間隙を持って配置され、その具備され
た磁石40より磁界が与えられるGMR素子を用いたホ
イートストンブリッジ回路11と、このホイートストン
ブリッジ回路11の出力を増幅する差動増幅回路12
と、この差動増幅回路12の出力を基準値と比較して
“O”または“1”の信号を出力する比較回路13と、
この比較回路13の出力を更に波形整形して立ち上が
り、立ち下がりの急峻な“O”または“1”の信号を出
力端子15に出力する波形整形回路14とを備える。な
お、図12のブロック図の具体的回路構成の一例として
は、例えば上述した図3に示すような回路が用いられ
る。
FIG. 12 is a block diagram showing a detecting device using the above-mentioned GMR element. This detection device is arranged with a predetermined gap from a magnetic body rotating body 41, and outputs a Wheatstone bridge circuit 11 using a GMR element to which a magnetic field is applied from a magnet 40 provided therein and an output of the Wheatstone bridge circuit 11. Differential amplifier circuit 12 for amplifying
A comparison circuit 13 that compares the output of the differential amplifier circuit 12 with a reference value and outputs a signal of “O” or “1”;
A waveform shaping circuit for further shaping the output of the comparison circuit 13 and outputting a signal of "O" or "1" having a sharp rise and fall to an output terminal 15; Note that, as an example of a concrete circuit configuration of the block diagram of FIG. 12, for example, a circuit as shown in FIG. 3 described above is used.

【0045】次に、このような磁石40を具備した磁性
体回転体41と所定の間隙を持って配置されたGMR素
子10で、例えば図3で説明したようなホイートストン
ブリッジ回路を構成した場合の動作について、図13を
参照して説明する。磁性体回転体41が回転すること
で、これに具備された磁石40の磁極(図13の
(a))によってホイートストンブリッジ回路11を構
成するGMR素子10即ち10A,10B,10C,1
0Dの感磁面の磁界が変化してその抵抗値が変化し、こ
れに伴って接続点18の出力と接続点19の出力もその
磁界変化に応じた変化をし、その出力差が差動増幅回路
12により増幅され、この結果、差動増幅回路12の出
力側には、図13の(b)に示すような、磁性体回転体
41に具備されている磁石40の磁極(ここではN極)
に対応した出力が得られる。
Next, in the case where a Wheatstone bridge circuit as described with reference to FIG. 3, for example, is constructed by the GMR element 10 arranged with a predetermined gap with the magnetic body rotating body 41 having such a magnet 40. The operation will be described with reference to FIG. When the magnetic body rotating body 41 rotates, the magnetic poles of the magnet 40 provided therein ((a) of FIG. 13) constitute the GMR element 10 that constitutes the Wheatstone bridge circuit 11, that is, 10A, 10B, 10C, 1
The magnetic field of the 0D magnetic sensitive surface changes and its resistance value changes, and accordingly, the output of the connection point 18 and the output of the connection point 19 also change according to the change of the magnetic field, and the output difference is differential. It is amplified by the amplifier circuit 12, and as a result, on the output side of the differential amplifier circuit 12, as shown in FIG. 13B, the magnetic pole of the magnet 40 (N in this case) included in the magnetic body rotating body 41 is used. very)
Is obtained.

【0046】そして、この差動増幅回路12の出力は比
較回路13に供給され、ここで基準値と比較されて
“O”または“1”の信号に変換され、この信号は更に
波形整形回路14で波形整形され、この結果、その出力
側即ち出力端子15には図13の(c)に示すように磁
石40の磁極に対応したその立ち上がり、立ち下がりの
急峻な“O”または“1”の信号が得られる。
The output of the differential amplifier circuit 12 is supplied to a comparator circuit 13 where it is compared with a reference value and converted into an "O" or "1" signal, which is further shaped by a waveform shaping circuit 14. As a result, the output side, that is, the output terminal 15, has a sharp "O" or "1" of rising or falling corresponding to the magnetic pole of the magnet 40 as shown in FIG. The signal is obtained.

【0047】このように、本実施の形態では、磁性体回
転体に具備されている磁石の磁極によってGMR素子部
の磁界が変化しており、検出装置に電源が供給された瞬
間から磁性体回転体に具備されている磁石の磁極に対応
した出力を正確に得ることが可能となり、パワーオン機
能を安定して得られるようになる。また、GMR素子で
ホイートストンブリッジ回路を構成することで感磁面に
異方性がなく、磁性体回転体の回転軸方向の取付精度
(ずれ)に対して制約が少なくなり、磁性体回転体の回
転による磁界変化を安定して検出可能になる。よって、
GMR素子の抵抗変化量も安定して大きくなるため、差
動増幅回路の出力も大きくなり、比較回路における”
0”または”1”の信号に変換する際の判定レベルに対
する余裕度が増すことになり、外来ノイズに対しても強
くなり、安定した信号を得ることができる。
As described above, in the present embodiment, the magnetic field of the GMR element is changed by the magnetic poles of the magnets provided in the magnetic body rotating body, and the magnetic body rotating from the moment the power is supplied to the detection device. The output corresponding to the magnetic poles of the magnet included in the body can be accurately obtained, and the power-on function can be stably obtained. In addition, by forming the Wheatstone bridge circuit with the GMR element, there is no anisotropy in the magnetic sensitive surface, and there is less restriction on the mounting accuracy (deviation) of the rotating body of the magnetic body in the direction of the rotation axis. The change in magnetic field due to rotation can be detected stably. Therefore,
Since the amount of change in resistance of the GMR element is also stably increased, the output of the differential amplifier circuit is also increased, and the difference in the comparison circuit is increased.
The margin with respect to the determination level when converting to a 0 "or" 1 "signal is increased, the resistance against external noise is increased, and a stable signal can be obtained.

【0048】また、磁性体回転体に具備されている磁石
の磁極に対応した最終出力”0”または”1”を正確に
得ることができる。ここで、ホイートストンブリッジ回
路の出力は従来装置に比較して大きな変化量となってお
り、外来ノイズの影響を受けにくく、安定して磁極に対
応した信号を得られる。また、GMR素子は面内感磁で
あり、MR素子のようにエッチング等で感磁パターンを
形成する必要がなく、検出装置の小型化が可能となり、
コストも安価にできる。
Further, it is possible to accurately obtain the final output "0" or "1" corresponding to the magnetic pole of the magnet included in the magnetic body rotating body. Here, the output of the Wheatstone bridge circuit has a large change amount as compared with the conventional device, is less susceptible to external noise, and a signal corresponding to the magnetic pole can be stably obtained. Further, since the GMR element is in-plane magnetic sensing, it is not necessary to form a magnetic sensing pattern by etching or the like unlike the MR element, and the detection device can be downsized,
The cost can be reduced.

【0049】実施の形態6.上記実施の形態5では、磁
性体回転体に少なくとも1つ以上の磁極を有する磁石を
具備して、その磁石の磁極をGMR素子で検出する場合
であったが、本実施の形態では、磁石で磁性体回転体自
体を構成して、必要な信号を得られるように磁石の磁極
を構成(着磁)するものである。図14はこの発明の実
施の形態6を示す構成図である。なお、同図において、
図1と対応する部分には同一符号を付して説明する。こ
の検出装置は、回転軸1と、磁石で構成され、回転軸1
と同期して回転する磁界変化付与手段としての磁性体回
転体42と、この磁性体回転体42と所定の間隙を持っ
て配置されたGMR素子10とからなる。そこで、磁性
体回転体42が回転することで、その磁石の磁極によっ
てGMR素子10の感磁面10bの磁界が変化し、磁気
抵抗パターン10aの抵抗値が変化する。
Embodiment 6 FIG. In the fifth embodiment described above, the magnetic rotating body is provided with the magnet having at least one magnetic pole, and the magnetic pole of the magnet is detected by the GMR element. The magnetic rotating body itself is configured and the magnetic poles of the magnet are configured (magnetized) so that necessary signals can be obtained. FIG. 14 is a configuration diagram showing Embodiment 6 of the present invention. In the figure,
The parts corresponding to those in FIG. This detection device is composed of a rotating shaft 1 and a magnet.
It is composed of a magnetic body rotating body 42 as a magnetic field change imparting means which rotates in synchronization with the magnetic body rotating body 42, and a GMR element 10 arranged with a predetermined gap from the magnetic body rotating body 42. Then, when the magnetic body rotating body 42 rotates, the magnetic field of the magnetic sensitive surface 10b of the GMR element 10 changes by the magnetic pole of the magnet, and the resistance value of the magnetoresistive pattern 10a changes.

【0050】次に、このような磁石で構成された磁性体
回転体42と所定の間隙を持って配置されたGMR素子
10で、例えば図3で説明したようなホイートストンブ
リッジ回路を構成した場合の動作について、図15を参
照して説明する。磁性体回転体42が回転することでそ
の磁石の磁極(図15の(a))によってホイートスト
ンブリッジ回路11を構成するGMR素子10即ち10
A,10B,10C,10Dの感磁面の磁界が変化して
その抵抗値が変化し、これに伴って接続点18の出力と
接続点19の出力もその磁界変化に応じた変化をし、そ
の出力差が差動増幅回路12により増幅され、この結
果、差動増幅回路12の出力側には、図15の(b)に
示すような、磁性体回転体42の磁石の磁極に対応した
出力が得られる。
Next, in the case where, for example, a Wheatstone bridge circuit as described with reference to FIG. 3 is constituted by the GMR element 10 arranged with a predetermined gap with the magnetic rotating body 42 constituted by such a magnet. The operation will be described with reference to FIG. The GMR element 10 that constitutes the Wheatstone bridge circuit 11, that is, 10 by the magnetic pole of the magnet ((a) of FIG. 15) as the magnetic body rotating body 42 rotates.
The magnetic fields of the magnetic sensitive surfaces of A, 10B, 10C, and 10D change, and their resistance values change. Along with this, the output of the connection point 18 and the output of the connection point 19 also change according to the change in the magnetic field. The output difference is amplified by the differential amplifier circuit 12, and as a result, the output side of the differential amplifier circuit 12 corresponds to the magnetic poles of the magnet of the magnetic body rotating body 42 as shown in FIG. Output is obtained.

【0051】そして、この差動増幅回路12の出力は比
較回路13に供給され、ここで基準値と比較されて
“O”または“1”の信号に変換され、この信号は更に
波形整形回路14で波形整形され、この結果、その出力
側即ち出力端子15には図15の(c)に示すように磁
性体回転体42の磁石の磁極に対応したその立ち上が
り、立ち下がりの急峻な“O”または“1”の信号が得
られる。
The output of the differential amplifier circuit 12 is supplied to a comparison circuit 13 where it is compared with a reference value and converted into an "O" or "1" signal, and this signal is further converted into a waveform shaping circuit 14. As a result, the output side, that is, the output terminal 15, has a sharp rise and fall "O" corresponding to the magnetic pole of the magnet of the magnetic body rotating body 42 on the output side, that is, the output terminal 15, as shown in FIG. Alternatively, a signal of "1" is obtained.

【0052】このように、本実施の形態では、磁性体回
転体を構成する磁石の磁極によってGMR素子部の磁界
が変化しており、検出装置に電源が供給された瞬間から
磁性体回転体の磁石の磁極に対応した出力を正確に得る
ことが可能となり、パワーオン機能を安定して得られる
ようになる。また、磁性体回転体を構成する磁石の磁極
を検出することで外来ノイズの影響を受けにくく、安定
して磁極に対応した信号を得られる。さらに、本実施の
形態では、磁性体回転体の磁石のN極とS極がその回転
に伴って交互にGMR素子の感磁面に対応する、つま
り、実質的に磁束が一方向と逆方向の両方向で検出され
ることになるので、図13と図15の差動増幅回路の出
力特性の対比からも分かるように実施の形態5に比べて
大きな振幅の出力が得られ、また、実施の形態5の如く
磁石を磁性体回転体に装着する手間も不要になる。
As described above, in the present embodiment, the magnetic field of the GMR element portion is changed by the magnetic poles of the magnets constituting the magnetic body rotating body, and the magnetic body rotating body is driven from the moment the power is supplied to the detection device. The output corresponding to the magnetic poles of the magnet can be accurately obtained, and the power-on function can be stably obtained. Further, by detecting the magnetic poles of the magnets forming the magnetic body rotating body, it is difficult to be influenced by external noise, and a signal corresponding to the magnetic poles can be stably obtained. Further, in the present embodiment, the N pole and the S pole of the magnet of the magnetic body rotating body alternately correspond to the magnetically sensitive surfaces of the GMR element as the magnet rotates, that is, the magnetic flux is substantially opposite to one direction. Since it is detected in both directions, as can be seen from the comparison of the output characteristics of the differential amplifier circuits of FIG. 13 and FIG. 15, an output with a larger amplitude than that of the fifth embodiment can be obtained. It is not necessary to attach the magnet to the magnetic body rotating body as in the fifth embodiment.

【0053】実施の形態7.上記実施の形態5および6
では、GMR素子10でホイートストンブリッジ回路を
構成して磁性体回転体41に具備された磁石または磁石
で構成された磁性体回転体42の回転による磁界変化を
検出する構成としたが、本実施の形態では、磁性体回転
体とGMR素子の組付け、取付け時の精度とGMR素子
の出力、検出精度を考慮すれば、回転軸方向にずれがあ
れば出力が小さくなり、検出精度も悪くなるので、回転
軸方向のGMR素子取付精度(ずれ)に対する影響をさ
らに小さくするため、つまり、回転軸方向の取付精度
(ずれ)に対して制約をさらに小さくするため回転軸方
向にGMR素子の形状を大きくするものである。
Embodiment 7 FIG. Embodiments 5 and 6 above
In the above, the GMR element 10 constitutes a Wheatstone bridge circuit to detect the magnetic field change due to the rotation of the magnet included in the magnetic body rotating body 41 or the magnetic body rotating body 42 formed of the magnet. In consideration of the accuracy of assembling and attaching the magnetic body rotating body and the GMR element, the output of the GMR element, and the detection accuracy, if there is a deviation in the rotational axis direction, the output becomes small and the detection accuracy becomes poor. In order to further reduce the influence on the GMR element mounting accuracy (deviation) in the rotation axis direction, that is, in order to further reduce the constraint on the mounting accuracy (deviation) in the rotation axis direction, the shape of the GMR element is increased in the rotation axis direction. To do.

【0054】図16はこの発明の実施の形態7を示す構
成図である。なお、同図において、図6および図11と
対応する部分には同一符号を付して説明する。この検出
装置は、回転軸1と、少なくとも1つ以上の磁極を有す
る磁石40と、この磁石40を具備し、回転軸1と同期
して回転する磁性体回転体41と、この磁性体回転体4
1と所定の間隙を持って配置されたGMR素子30とか
らなる。ここで、GMR素子30の感磁面30bを磁性
体回転体41の回転軸1の方向に大きくする設定する。
例えば、磁性体回転体41の回転軸1の方向の厚みより
感磁面30bを大きく設定する。そこで、磁性体回転体
41が回転することで、これに具備した磁石40の磁極
によってGMR素子30の感磁面30bの磁界が変化
し、磁気抵抗パターン30aの抵抗値が変化する。
FIG. 16 is a block diagram showing a seventh embodiment of the present invention. In the figure, the parts corresponding to those in FIGS. 6 and 11 are designated by the same reference numerals for description. This detecting device includes a rotating shaft 1, a magnet 40 having at least one magnetic pole, a magnetic body rotating body 41 including the magnet 40 and rotating in synchronization with the rotating shaft 1, and a magnetic body rotating body. Four
1 and a GMR element 30 arranged with a predetermined gap. Here, the magnetic sensitive surface 30b of the GMR element 30 is set to be large in the direction of the rotation axis 1 of the magnetic body rotating body 41.
For example, the magnetic sensitive surface 30b is set to be larger than the thickness of the magnetic body rotating body 41 in the direction of the rotation axis 1. Therefore, when the magnetic body rotating body 41 rotates, the magnetic field of the magnetic sensitive surface 30b of the GMR element 30 changes due to the magnetic pole of the magnet 40 provided therein, and the resistance value of the magnetoresistive pattern 30a changes.

【0055】このように、本実施の形態では、磁性体回
転体の回転軸方向の厚みより感磁面を大きく設定するこ
とで、回転軸方向の取付精度のずれに対して制約を小さ
くでき、回転軸方向の取付精度のずれに対する影響を小
さくなり、さらに安定した信号を得ることができる。ま
た、GMR素子で少なくとも1つ以上の磁極を有する磁
石を具備した磁性体回転体の回転による磁界の変化をG
MR素子で検出することで、磁性体回転体の磁極に対応
した信号を正確に得られると共に、パワーオン機能も得
られる。
As described above, in the present embodiment, by setting the magnetic sensitive surface to be larger than the thickness of the magnetic body rotating body in the rotating shaft direction, it is possible to reduce the restriction on the deviation of the mounting accuracy in the rotating shaft direction. The influence on the deviation of the mounting accuracy in the rotation axis direction is reduced, and a more stable signal can be obtained. In addition, the change of the magnetic field due to the rotation of the magnetic body rotating body including the magnet having at least one magnetic pole in the GMR element is
By detecting with the MR element, a signal corresponding to the magnetic pole of the rotating magnetic body can be accurately obtained, and a power-on function can also be obtained.

【0056】実施の形態8.図17〜図20は、本装置
を一例として内燃機関に適用した場合のこの発明の実施
の形態8を示すもので、図17はその全体を示す構成
図、図18は検出装置本体と磁性体回転体の配置関係を
示す斜視図、図19は検出装置本体を示す斜視図、図2
0はその内部構成図である。図において、検出装置本体
50が内燃機関60に近傍に設けられ、そのクランク軸
やカム軸等を利用した回転軸51にシグナルプレートと
しての少なくとも1つ以上の凹凸を具備する上述の磁性
体回転体2相当の磁性体回転体52がこれと同期して回
転するように設けられる。また、コントロールユニット
61が検出装置本体50の回路部に接続されると共に、
内燃機関60の吸気管62内に設けられたスロットル弁
63に接続される。
Embodiment 8 FIG. 17 to 20 show Embodiment 8 of the present invention when the present device is applied to an internal combustion engine as an example. FIG. 17 is a configuration diagram showing the whole thereof, and FIG. 18 is a detection device main body and a magnetic body. 2 is a perspective view showing the positional relationship of the rotating bodies, FIG. 19 is a perspective view showing the detection device main body, FIG.
Reference numeral 0 is the internal configuration diagram. In the figure, the detection device main body 50 is provided in the vicinity of the internal combustion engine 60, and the rotating shaft 51 utilizing the crank shaft, cam shaft, etc. is provided with at least one or more irregularities as a signal plate. Two magnetic body rotating bodies 52 are provided so as to rotate in synchronization with this. Further, the control unit 61 is connected to the circuit section of the detection device main body 50, and
It is connected to a throttle valve 63 provided in an intake pipe 62 of the internal combustion engine 60.

【0057】検出装置本体50は、磁性体回転体52に
対して検出装置本体50内のGMR素子の感磁面が対向
するように、内燃機関60の近傍に配置される。検出装
置本体50は、図19に示すように、樹脂または非磁性
体からなるハウジング53および取付け部54を備え、
ハウジング53の底部より入出力用のリード線を用いた
電源端子、グランド端子、出力端子等の端子55が取り
出される。ハウジング53の内部には、図20に示すよ
うに、図3で説明したような回路が配置された基板56
が設けられ、この基板56の一部に例えばそれぞれ上述
のGMR素子10および磁石4相当のGMR素子57お
よび磁石58が搭載される。
The detection device main body 50 is arranged near the internal combustion engine 60 so that the magnetic sensitive surface of the GMR element in the detection device main body 50 faces the magnetic body rotating body 52. As shown in FIG. 19, the detection device main body 50 includes a housing 53 and a mounting portion 54 made of resin or a non-magnetic material,
From the bottom of the housing 53, terminals 55 such as power supply terminals, ground terminals, and output terminals using lead wires for input and output are taken out. Inside the housing 53, as shown in FIG. 20, a substrate 56 on which the circuit described in FIG. 3 is arranged.
The GMR element 10 and the GMR element 57 corresponding to the magnet 4 and the magnet 58 are mounted on a part of the substrate 56, respectively.

【0058】次に、動作について説明する。いま、内燃
機関60の起動により回転軸51の回転に同期して磁性
体回転体52が回転すると、その凹凸に対応して、検出
装置本体50内のGMR素子57の感磁面の磁界が変化
し、その抵抗値も同様に変化する。そして、GMR素子
57等で構成されるホイートストンブリッジ回路の中点
電圧の差が差動増幅回路により増幅され、その出力が比
較回路で基準値と比較されて“O”または“1”の信号
に変換され、この信号は更に波形整形回路で波形整形さ
れ、“O”または“1”の信号としてコントロールユニ
ット61に供給される。これにより、コントロールユニ
ット61は、内燃機関60の各気筒に対応したクランク
軸やカム軸の回転角度や回転数等を知ることができる。
そして、コントロールユニット61は、検出装置の出
力、即ち“O”または“1”の信号や、スロットル弁6
3からの開度情報等に基づいて制御信号を形成し、この
制御信号により図示しない点火プラグの点火タイミング
や燃料噴射弁の噴射タイミング等を制御する。
Next, the operation will be described. Now, when the magnetic body rotating body 52 rotates in synchronization with the rotation of the rotating shaft 51 due to the startup of the internal combustion engine 60, the magnetic field of the magnetic sensitive surface of the GMR element 57 in the detection device body 50 changes corresponding to the unevenness. However, the resistance value also changes. Then, the difference in the midpoint voltage of the Wheatstone bridge circuit composed of the GMR element 57 and the like is amplified by the differential amplifier circuit, and the output thereof is compared with the reference value by the comparison circuit to become the signal of "O" or "1". The converted signal is further waveform-shaped by the waveform-shaping circuit and supplied to the control unit 61 as an "O" or "1" signal. As a result, the control unit 61 can know the rotation angle and the rotation speed of the crankshaft and the camshaft corresponding to each cylinder of the internal combustion engine 60.
Then, the control unit 61 controls the output of the detection device, that is, the signal of “O” or “1” and the throttle valve 6
A control signal is formed based on the opening degree information and the like from 3, and the control signal controls the ignition timing of an ignition plug (not shown), the injection timing of a fuel injection valve, and the like.

【0059】なお、上述の例では、検出装置本体50に
対する入出力用の端子55としてリード線を用いる場合
であるが、図21に示すように、ハウジング53に対し
て着脱可能なコネクタ59を用いてもよい。この場合、
端子55はコネクタ59に組み込まれ、このコネクタ5
9がハウジング53側に差し込まれると、端子55が基
板56の回路部と接続されることになる。これにより、
取り扱いが容易で、構造的にも簡単となり、また、装置
の組み込みも容易となる。
In the above example, a lead wire is used as the input / output terminal 55 to / from the detection device main body 50, but as shown in FIG. 21, a connector 59 detachable from the housing 53 is used. May be. in this case,
The terminal 55 is incorporated in the connector 59, and the connector 5
When 9 is inserted into the housing 53 side, the terminal 55 is connected to the circuit portion of the substrate 56. This allows
It is easy to handle, structurally simple, and easy to assemble the device.

【0060】このように、本実施の形態では、小型で安
価な検出装置を用いて内燃機関のクランク軸やカム軸の
回転角度(回転数)を精度よく検出でき、細かい制御が
可能となり、また、内燃機関への搭載性を向上でき、取
り付けが容易で、スペース的にも有利である。
As described above, in the present embodiment, the rotation angle (rotation speed) of the crankshaft or camshaft of the internal combustion engine can be accurately detected by using the small and inexpensive detection device, and the fine control can be performed. Further, the mountability to the internal combustion engine can be improved, the mounting is easy, and the space is also advantageous.

【0061】実施の形態9.図22および図23は、本
装置を一例として内燃機関に適用した場合のこの発明の
実施の形態9を示すもので、図22は検出装置本体と磁
性体回転体の配置関係を示す斜視図、図23は検出装置
の内部構成図である。なお、図22および図23におい
て、図18および20と対応する部分には同一符号を付
し、その詳細説明を省略する。また、その全体を示す構
成図および検出装置本体の斜視図は、それぞれ図17お
よび図19と同様であるので、ここでは省略している。
図において、内燃機関60のクランク軸やカム軸等を利
用した回転軸51にシグナルプレートとしての上述の磁
性体回転体42相当の磁性体回転体52Aがこれと同期
して回転するように設けられる。この磁性体回転体52
Aも磁石で構成され、必要な信号を得られるように磁石
の磁極を着磁したものである。
Embodiment 9 FIG. 22 and 23 show Embodiment 9 of the present invention when the present device is applied to an internal combustion engine as an example, and FIG. 22 is a perspective view showing an arrangement relationship between a detection device main body and a magnetic rotating body. FIG. 23 is an internal configuration diagram of the detection device. 22 and 23, portions corresponding to those in FIGS. 18 and 20 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Further, the configuration diagram showing the whole thereof and the perspective view of the detection device main body are the same as those in FIGS. 17 and 19, respectively, and are therefore omitted here.
In the figure, a magnetic rotor 52A corresponding to the above-described magnetic rotor 42 serving as a signal plate is provided on a rotary shaft 51 using a crankshaft, a camshaft, or the like of the internal combustion engine 60 so as to rotate in synchronization therewith. . This magnetic body rotating body 52
A is also composed of a magnet, and the magnetic pole of the magnet is magnetized so as to obtain a necessary signal.

【0062】磁性体回転体52Aに対して検出装置本体
50内のGMR素子の感磁面が対向するように検出装置
本体50が内燃機関60(図17)の近傍に配置され
る。検出装置本体50は樹脂または非磁性体からなるハ
ウジング53および取付け部54(図19)を備え、ハ
ウジング53の底部より入出力用のリード線を用いた電
源端子、グランド端子、出力端子等の端子55が取り出
される。ハウジング53の内部には図3で説明したよう
な回路が配置された基板56が設けられ、この基板56
の一部に例えば上述のGMR素子10相当のGMR素子
57が搭載される。
The detection device main body 50 is arranged in the vicinity of the internal combustion engine 60 (FIG. 17) so that the magnetic sensitive surface of the GMR element in the detection device main body 50 faces the magnetic rotor 52A. The detection device main body 50 includes a housing 53 and a mounting portion 54 (FIG. 19) made of resin or a non-magnetic material, and terminals such as a power supply terminal, a ground terminal, and an output terminal using lead wires for input / output from the bottom of the housing 53. 55 is taken out. Inside the housing 53, there is provided a board 56 on which the circuit as described in FIG. 3 is arranged.
A GMR element 57 corresponding to the above-mentioned GMR element 10 is mounted on a part of the above.

【0063】次に、動作について説明する。いま、内燃
機関60の起動により回転軸51の回転に同期して磁性
体回転体52Aが回転すると、その磁石の磁極に対応し
て、検出装置本体50内のGMR素子57の感磁面の磁
界が変化し、その抵抗値も同様に変化する。そして、G
MR素子57等で構成されるホイートストンブリッジ回
路の中点電圧の差が差動増幅回路により増幅され、その
出力が比較回路で基準値と比較されて“O”または
“1”の信号に変換され、この信号は更に波形整形回路
で波形整形され、“O”または“1”の信号としてコン
トロールユニット61(図17)に供給される。これに
より、コントロールユニット61は、内燃機関60の各
気筒に対応したクランク軸やカム軸の回転角度や回転数
等を知ることができる。そして、コントロールユニット
61は、検出装置の出力、即ち“O”または“1”の信
号や、スロットル弁63からの開度情報等に基づいて制
御信号を形成し、この制御信号により図示しない点火プ
ラグの点火タイミングや燃料噴射弁の噴射タイミング等
を制御する。
Next, the operation will be described. Now, when the magnetic body rotating body 52A rotates in synchronization with the rotation of the rotating shaft 51 due to the activation of the internal combustion engine 60, the magnetic field of the magnetic sensitive surface of the GMR element 57 in the detection device main body 50 corresponds to the magnetic pole of the magnet. Changes and its resistance also changes. And G
The difference in the midpoint voltage of the Wheatstone bridge circuit composed of the MR element 57 and the like is amplified by the differential amplifier circuit, and its output is compared with the reference value by the comparison circuit and converted into the signal of "O" or "1". This signal is further waveform-shaped by the waveform shaping circuit and supplied to the control unit 61 (FIG. 17) as an "O" or "1" signal. As a result, the control unit 61 can know the rotation angle and the rotation speed of the crankshaft and the camshaft corresponding to each cylinder of the internal combustion engine 60. Then, the control unit 61 forms a control signal based on the output of the detection device, that is, the signal of "O" or "1", the opening information from the throttle valve 63, and the like, and the spark plug (not shown) is generated by this control signal. It controls the ignition timing, the injection timing of the fuel injection valve, and the like.

【0064】なお、上述の例では、検出装置本体50に
対する入出力用の端子55としてリード線を用いる場合
であるが、図24に示すように、ハウジング53に対し
て着脱可能なコネクタ59を用いてもよい。この場合端
子55はコネクタ59に組み込まれ、このコネクタ59
がハウジング53側に差し込まれると、端子55が基板
56の回路部と接続されることになる。これにより、取
り扱いが容易で、構造的にも簡単となり、また、装置の
組み込みも容易となる。
In the above example, a lead wire is used as the input / output terminal 55 for the detection device main body 50, but as shown in FIG. May be. In this case, the terminal 55 is incorporated in the connector 59, and the connector 59
When is inserted into the housing 53 side, the terminal 55 is connected to the circuit portion of the substrate 56. This facilitates handling, structural simplification, and assembly of the device.

【0065】このように、本実施の形態でも、小型で安
価な検出装置を用いて内燃機関のクランク軸やカム軸の
回転角度(回転数)を精度よく検出でき、細かい制御が
可能となり、また、内燃機関への搭載性を向上でき、取
り付けが容易で、スペース的にも有利である。また、検
出装置に電源が供給された瞬間から磁性体回転体の磁石
の磁極に対応した出力を正確に得ることができ、パワー
オン機能を安定して得られるので、内燃機関のクランク
角を迅速に検出可能となり、点火タイミングや燃料噴射
タイミングを迅速且つ精度よく行うことができ、排気ガ
ス規制にも容易に対応できる。
As described above, also in this embodiment, the rotation angle (rotation speed) of the crankshaft and the camshaft of the internal combustion engine can be accurately detected by using the small and inexpensive detection device, and the fine control can be performed. Further, the mountability to the internal combustion engine can be improved, the mounting is easy, and the space is also advantageous. Further, since the output corresponding to the magnetic pole of the magnet of the magnetic rotating body can be accurately obtained from the moment the power is supplied to the detection device, the power-on function can be stably obtained, so that the crank angle of the internal combustion engine can be quickly changed. Therefore, the ignition timing and the fuel injection timing can be quickly and accurately performed, and the exhaust gas regulation can be easily dealt with.

【0066】実施の形態10.図25は、この発明の実
施の形態10を示すもので、図25の(a)は検出装置
本体と磁性体回転体の配置関係を示す斜視図、図25の
(b)はその側面図である。図において、図18と対応
する部分には同一符号を付し、その詳細説明を省略す
る。上述の各実施の形態では、検出装置本体を回転軸に
対して垂直方向に設ける場合であったが、本実施の形態
では、検出装置本体を回転軸に対して同軸方向に設ける
ものである。即ち、図25の(a)に示すように、回転
軸51に対して検出装置本体50を同軸方向に設け、図
25の(b)に示すように、磁性体回転体52の凹凸部
52aが検出装置本体50のGMR素子の感磁面に対向
するように配置する。
Embodiment 10 FIG. 25 shows Embodiment 10 of the present invention. (A) of FIG. 25 is a perspective view showing the positional relationship between the detection device main body and the magnetic rotating body, and (b) of FIG. 25 is a side view thereof. is there. In the figure, parts corresponding to those in FIG. 18 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In each of the above-described embodiments, the detection device body is provided in the direction perpendicular to the rotation axis, but in the present embodiment, the detection device body is provided in the direction coaxial with the rotation axis. That is, as shown in (a) of FIG. 25, the detection device main body 50 is provided coaxially with the rotating shaft 51, and as shown in (b) of FIG. It is arranged so as to face the magnetically sensitive surface of the GMR element of the detection device body 50.

【0067】かくして、本実施の形態でも、上記実施の
形態8と同様の効果が得られると共に、更に、本実施の
形態では、検出装置本体を回転軸方向に配置できるの
で、実質的に回転軸のスペースを共用でき、半径方向に
装置の形状が大きくならず、小型化を更に向上できる。
Thus, in the present embodiment, the same effect as in the above-described eighth embodiment can be obtained, and further, in the present embodiment, since the detection device main body can be arranged in the rotation axis direction, the rotation axis is substantially the same. The space can be shared, the shape of the device does not become large in the radial direction, and the miniaturization can be further improved.

【0068】実施の形態11.図26は、この発明の実
施の形態11を示すもので、図26の(a)は検出装置
本体と磁性体回転体の配置関係を示す斜視図、図26の
(b)はその側面図である。図において、図22と対応
する部分には同一符号を付し、その詳細説明を省略す
る。本実施の形態でも、上記実施の形態10と同様に、
検出装置本体を回転軸に対して同軸方向に設けるもので
ある。即ち、図26の(a)に示すように、回転軸51
に対して検出装置本体50を同軸方向に設け、図26の
(b)に示すように、磁性体回転体52Aの磁極が検出
装置本体50のGMR素子の感磁面に対向するように配
置する。
Embodiment 11 FIG. FIG. 26 shows Embodiment 11 of the present invention. (A) of FIG. 26 is a perspective view showing the positional relationship between the detection device main body and the magnetic rotating body, and (b) of FIG. 26 is a side view thereof. is there. In the figure, parts corresponding to those in FIG. 22 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Also in the present embodiment, as in the above-described tenth embodiment,
The detection device main body is provided coaxially with the rotation axis. That is, as shown in FIG.
The detection device main body 50 is provided coaxially with respect to the above, and as shown in FIG. 26B, it is arranged so that the magnetic pole of the magnetic body rotating body 52A faces the magnetically sensitive surface of the GMR element of the detection device main body 50. .

【0069】かくして、本実施の形態でも、上記実施の
形態9と同様の効果が得られると共に、更に、本実施の
形態では、検出装置本体を回転軸方向に配置できるの
で、実質的に回転軸のスペースを共用でき、半径方向に
装置の形状が大きくならず、小型化を更に向上できる。
勿論、磁性体回転体としては、図16に示した磁石40
を具備した磁性体回転体41でもよく、同様の効果が得
られる。
Thus, in this embodiment as well, the same effects as those of the above-described ninth embodiment can be obtained, and further, in this embodiment, since the detection device main body can be arranged in the rotation axis direction, the rotation axis is substantially the same. The space can be shared, the shape of the device does not become large in the radial direction, and the miniaturization can be further improved.
Of course, as the magnetic body rotating body, the magnet 40 shown in FIG.
The magnetic rotating body 41 provided with may be used, and the same effect can be obtained.

【0070】実施の形態12.図27および図28は、
この発明の実施の形態12を示すもので、図27はその
側断面図、図28は検出装置本体の概略図である。図に
おいて、図18および図20と対応する部分には同一符
号を付し、その詳細説明を省略する。上述の各実施の形
態では、検出装置本体のGMR素子と磁性体回転体が所
定の間隙を持って離れた状態で配置される場合であった
が、本実施の形態では、検出装置本体のGMR素子と磁
石の間に磁性体回転体を所定の間隙を持って挟み込むよ
うに配置するものである。
Embodiment 12 FIG. 27 and 28 show
Embodiment 12 of the present invention is shown, FIG. 27 is a side sectional view thereof, and FIG. 28 is a schematic view of a detection device main body. 18, parts corresponding to those in FIGS. 18 and 20 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In each of the above-described embodiments, the GMR element of the main body of the detection device and the magnetic rotating body are arranged with a predetermined gap therebetween, but in the present embodiment, the GMR of the main body of the detection device is arranged. The magnetic body rotating body is arranged so as to be sandwiched between the element and the magnet with a predetermined gap.

【0071】検出装置本体50Aは、例えば樹脂または
非磁性体からなるハウジング70と、このハウジング7
0内の空洞部70aに設けられた上述のGMR素子10
相当のGMR素子57等を保護するためのカバー71
と、取付け部74とを備え、ハウジング70内の空洞部
70aには図3で説明したような回路が配置された基板
(図示せず)が設けられ、この基板の一部にGMR素子
57が搭載される。GMR素子57にはターミナル72
が電気的に接続され、このターミナル72が検出装置本
体50Aの内部を通って底部まで延在し、これにに入出
力用のリード線を用いた電源端子、グランド端子、出力
端子等の端子73が接続されて外部に取り出される。ま
た、ハウジング70の側面の空間部70bの下側に空洞
部70a内のGMR素子57の感磁面と対向して磁石5
8が設けられ、これらGMR素子57と磁石58の間
を、回転軸51と同期して回転する磁性体回転体52の
少なくともその凹凸部が通るように、磁性体回転体52
が配置される。
The detection device main body 50A includes a housing 70 made of, for example, resin or a non-magnetic material, and the housing 7
The GMR element 10 described above provided in the cavity 70a
Cover 71 for protecting a considerable GMR element 57 and the like
And a mounting portion 74, and the cavity 70a in the housing 70 is provided with a substrate (not shown) on which the circuit as described in FIG. 3 is arranged, and the GMR element 57 is provided in a part of this substrate. It will be installed. The GMR element 57 has a terminal 72.
Are electrically connected to each other, and the terminal 72 extends to the bottom through the inside of the detection device main body 50A, and terminals 73 such as a power supply terminal, a ground terminal, an output terminal, etc. using lead wires for input and output thereto. Is connected and taken out. Further, below the space 70b on the side surface of the housing 70, the magnet 5 faces the magnetic sensitive surface of the GMR element 57 in the cavity 70a.
8 is provided, and the magnetic body rotating body 52 is provided such that at least the uneven portion of the magnetic body rotating body 52 that rotates in synchronization with the rotating shaft 51 passes between the GMR element 57 and the magnet 58.
Is arranged.

【0072】このような構成とすることにより、磁石5
8、磁性体回転体52およびGMR素子57を通る磁路
が実質的に形成され、GMR素子57と磁石58の間
に、磁性体回転体52の凹部が位置する状態では、磁石
58からの磁界がGMR素子57の感磁面にそのまま与
えられ、一方、磁性体回転体52の凸部が位置する状態
では、磁石58からの磁界が磁性体回転体52の方に流
れて実質的にGMR素子57の感磁面に与えられない。
つまり、このことは、上記図11および図14に関連し
て説明したように、実質的に磁性体回転体52の少なく
とも一部が磁石で構成されているのと同様の状態とな
り、従って、この場合も、パワーオン機能が得られるこ
とになる。
With this structure, the magnet 5
8, the magnetic path passing through the magnetic body rotating body 52 and the GMR element 57 is substantially formed, and the magnetic field from the magnet 58 is generated when the concave portion of the magnetic body rotating body 52 is located between the GMR element 57 and the magnet 58. Is applied to the magnetically sensitive surface of the GMR element 57 as it is, while the magnetic field from the magnet 58 flows toward the magnetic body rotating body 52 in a state where the convex portion of the magnetic body rotating body 52 is positioned, and the GMR element is substantially. It cannot be applied to the magnetic sensitive surface of 57.
That is, as described above with reference to FIGS. 11 and 14, this is substantially the same as the state where at least a part of the magnetic body rotating body 52 is composed of a magnet, and therefore, this In this case, the power-on function can be obtained.

【0073】なお、上述の例では、ハウジング70の側
面の空間部70bの下側に空洞部70a内のGMR素子
57の感磁面と対向して磁石58を設けた場合である
が、図29に示すように、空間部70bの下側と磁石5
8の間にコア75を設け、磁気回路を構成するようにし
てもよい。これにより、磁石58−磁性体回転体52−
GMR素子57−磁性体回転体52−コア75−磁石5
8の閉磁路が実質的に形成され、更に確実な磁気回路が
確立され、検出性が向上する。
In the above example, the magnet 58 is provided below the space 70b on the side surface of the housing 70 so as to face the magnetically sensitive surface of the GMR element 57 in the cavity 70a. As shown in FIG.
A core 75 may be provided between the two to form a magnetic circuit. As a result, the magnet 58-the magnetic body rotating body 52-
GMR element 57-magnetic body rotating body 52-core 75-magnet 5
The closed magnetic circuit of 8 is substantially formed, a more reliable magnetic circuit is established, and the detectability is improved.

【0074】かくして、本実施の形態でも、上記実施の
形態8と同様の効果が得られると共に、更に、本実施の
形態では、GMR素子と磁石の間の磁性体回転体の位置
決めを考慮する必要があるも、パワーオン機能が得られ
る。
Thus, in this embodiment as well, the same effect as in the above-described eighth embodiment can be obtained, and further, in this embodiment, it is necessary to consider the positioning of the magnetic rotating body between the GMR element and the magnet. However, the power-on function can be obtained.

【0075】実施の形態13.図30は、この発明の実
施の形態13を示す側断面図である。図において、図2
2および図27と対応する部分には同一符号を付し、そ
の詳細説明を省略する。上記実施の形態12では磁性体
回転体として図18に示すような凹凸を具備した通常の
磁性体回転体を使用した場合であったが、本実施の形態
では、この磁性体回転体として磁石で構成されているか
(図14または図22参照)、または磁石を搭載したも
の(図11参照)であり、ここでは、一例として磁性体
回転体が磁石で構成されている場合である。従って、こ
の場合には、図27で用いられている磁石58は不要で
ある。その他の構成は図27と同様である。そこで、検
出装置本体50Bを構成するハウジング70の側面の空
間部70bを空洞部70a内のGMR素子57の感磁面
と対向して回転する磁性体回転体52Aの少なくとも周
辺部が通るように、磁性体回転体52Aが配置される。
Thirteenth Embodiment FIG. 30 is a side sectional view showing Embodiment 13 of the present invention. In the figure, FIG.
2 and parts corresponding to those in FIG. 27 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the twelfth embodiment, the case where an ordinary magnetic body rotating body having the irregularities as shown in FIG. 18 is used as the magnetic body rotating body, but in the present embodiment, a magnet is used as the magnetic body rotating body. It is configured (see FIG. 14 or FIG. 22) or is equipped with a magnet (see FIG. 11), and here, as an example, a case where the magnetic body rotating body is configured by a magnet. Therefore, in this case, the magnet 58 used in FIG. 27 is unnecessary. Other configurations are the same as those in FIG. Therefore, at least the peripheral portion of the magnetic body rotating body 52A that rotates so as to face the magnetic sensitive surface of the GMR element 57 in the hollow portion 70a passes through the space portion 70b on the side surface of the housing 70 that constitutes the detection device main body 50B, The magnetic body rotating body 52A is arranged.

【0076】従って、この場合も、磁性体回転体52A
およびGMR素子57を通る磁路が実質的に形成され、
検出性が向上する。勿論、この場合もパワーオン機能が
得られる。かくして、本実施の形態でも、上記実施の形
態9と同様の効果が得られると共に、更に、本実施の形
態では、検出性が向上する。
Therefore, also in this case, the magnetic body rotating body 52A
And a magnetic path through the GMR element 57 is substantially formed,
Detectability is improved. Of course, also in this case, the power-on function can be obtained. Thus, also in the present embodiment, the same effect as that of the above-described ninth embodiment can be obtained, and further, in the present embodiment, the detectability is improved.

【0077】実施の形態14.なお、上述した各実施の
形態では、磁界変化付与手段としての磁性体移動体が、
回転軸に同期して回転する磁性体回転体の場合について
説明したが、直線変位する磁性体移動体についても同様
に適用でき、同様の効果を奏する。この場合、例えば内
燃機関におけるEGRバルブの弁開度の検出等への適用
が考えられる。
Embodiment 14 FIG. In each of the above-mentioned embodiments, the magnetic body moving body as the magnetic field change giving means is
The case of the magnetic body rotating body that rotates in synchronization with the rotation axis has been described, but the same can be applied to the magnetic body moving body that linearly displaces, and the same effect can be obtained. In this case, for example, application to detection of the valve opening degree of the EGR valve in the internal combustion engine or the like can be considered.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、磁界を発生する磁界発生手段と、磁界発生手段と
所定の間隙を持って配置され、この磁界発生手段によっ
て発生された磁界を変化させる磁界変化付与手段と、こ
の磁界変化付与手段で変化された磁界に応じて抵抗値が
変化する巨大磁気抵抗素子とを備えたので、巨大磁気抵
抗素子の感磁面に異方性がなく、磁界変化付与手段の取
付精度(ずれ)に対して制約が少なくなり、磁界変化を
安定して検出可能になり、巨大磁気抵抗素子の抵抗変化
量も安定して大きくなるため、外来ノイズに対しても強
くなり、安定した信号を得ることがで、しかも、巨大磁
気抵抗素子は面内感磁であり、MR素子のようにエッチ
ング等で感磁パターンを形成する必要がなく、検出装置
の小型化が可能となり、コストも安価にできるという効
果がある。
As described above, according to the first aspect of the invention, the magnetic field generating means for generating a magnetic field and the magnetic field generating means are arranged with a predetermined gap, and the magnetic field generating means generates the magnetic field. Since the magnetic field change giving means for changing the magnetic field and the giant magnetoresistive element whose resistance value changes according to the magnetic field changed by the magnetic field change giving means are provided, the magnetic sensitive surface of the giant magnetoresistive element is anisotropic. Since there is no restriction, there is less restriction on the mounting accuracy (deviation) of the magnetic field change applying means, it is possible to stably detect the magnetic field change, and the amount of resistance change of the giant magnetoresistive element also increases stably. In addition, the giant magnetoresistive element is in-plane magnetically sensitive and does not need to form a magnetically sensitive pattern by etching or the like like an MR element, and thus a detection device can be obtained. Can be downsized Ri, cost there is an effect that can be less expensive.

【0079】請求項2記載の発明によれば、請求項1の
発明において、磁界変化付与手段を少なくとも1つの凹
凸を有する磁性体移動体で構成したので、小さな凹凸の
検出まで対応可能となり、検出装置の小型化、低廉化と
共に、検出精度を向上できるという効果がある。
According to the invention of claim 2, in the invention of claim 1, since the magnetic field change imparting means is constituted by the magnetic body moving body having at least one unevenness, it is possible to detect even small unevenness and detect it. There is an effect that the detection accuracy can be improved as well as the size and cost of the device can be reduced.

【0080】請求項3記載の発明によれば、請求項1の
発明において、磁界発生手段と磁界変化付与手段を少な
くとも1つの磁極を有する磁性体移動体で構成し、磁界
を発生し、且つ変化させるようにしたので、検出装置に
電源が供給された瞬間から磁性体移動体に具備されてい
る磁石の磁極に対応した出力を正確に得ることが可能と
なり、パワーオン機能を安定して得られるという効果が
ある。
According to the invention of claim 3, in the invention of claim 1, the magnetic field generating means and the magnetic field change giving means are constituted by a magnetic body moving body having at least one magnetic pole to generate and change a magnetic field. With this configuration, the output corresponding to the magnetic pole of the magnet provided in the magnetic body moving body can be accurately obtained from the moment the power is supplied to the detection device, and the power-on function is stably obtained. There is an effect.

【0081】請求項4記載の発明によれば、請求項2ま
たは3の発明において、巨大磁気抵抗素子を磁性体移動
体の移動方向に対して直交する方向に大きくしたので、
磁性体移動体の移動方向に対して直交する方向に実質的
に巨大磁気抵抗素子の感磁面が大きくなり、磁性体移動
体の取付精度のずれに対して制約を小さくでき、より安
定した信号を得ることができる。
According to the invention of claim 4, in the invention of claim 2 or 3, the giant magnetoresistive element is enlarged in a direction orthogonal to the moving direction of the magnetic body moving body.
The magnetically sensitive surface of the giant magnetoresistive element is substantially enlarged in the direction orthogonal to the moving direction of the magnetic body moving body, and the constraint on the deviation of the mounting accuracy of the magnetic body moving body can be reduced, resulting in a more stable signal. Can be obtained.

【0082】請求項5記載の発明によれば、請求項1〜
4のいずれかの発明において、巨大磁気抵抗素子を少な
くとも1辺に用いたブリッジ回路と、このブリッジ回路
の出力を信号処理する信号処理手段とを備えたので、巨
大磁気抵抗素子の感磁面に異方性がなく、磁界変化を安
定して検出可能となり、巨大磁気抵抗素子の抵抗変化量
も安定して大きくなるため、信号処理手段の出力も大き
くなり、この信号処理手段における”0”または”1”
の信号に変換する際の判定レベルに対する余裕度が増す
ことになり、外来ノイズに対しても強くなり、安定した
信号を得ることができるという効果がある。
According to the invention of claim 5, claim 1
In any one of the inventions of 4 to 4), since the bridge circuit using the giant magnetoresistive element on at least one side and the signal processing means for processing the output of the bridge circuit are provided, the magnetic sensitive surface of the giant magnetoresistive element is provided. Since there is no anisotropy, a magnetic field change can be detected stably, and the amount of resistance change of the giant magnetoresistive element also increases stably, the output of the signal processing means also increases, and "0" or "1"
The margin with respect to the determination level at the time of conversion into the signal of is increased, the resistance against external noise is increased, and a stable signal can be obtained.

【0083】請求項6記載の発明によれば、請求項5の
発明において、ブリッジ回路の2つの辺を巨大磁気抵抗
素子で構成し、残りの2つの辺を固定抵抗で構成したの
で、安価な構成で、外来ノイズに対しても強く、安定し
た信号が得られるという効果がある。
According to the invention of claim 6, in the invention of claim 5, the two sides of the bridge circuit are composed of giant magnetoresistive elements, and the remaining two sides are composed of fixed resistors, which is inexpensive. With the configuration, there is an effect that it is strong against external noise and a stable signal is obtained.

【0084】請求項7記載の発明によれば、請求項6の
発明において、ブリッジ回路の一組の対辺を巨大磁気抵
抗素子で構成し、もう一組の対辺を固定抵抗で構成した
ので、安価な構成で、外来ノイズに対しても強く、安定
した信号が得られるという効果がある。
According to the invention of claim 7, in the invention of claim 6, one set of opposite sides of the bridge circuit is composed of giant magnetoresistive elements, and the other set of opposite sides is composed of fixed resistors, which is inexpensive. With such a configuration, there is an effect that a stable signal can be obtained, which is strong against external noise.

【0085】請求項8記載の発明によれば、請求項1〜
7のいずれかの発明において、磁性体移動体が、回転軸
に同期して回転する回転体であるので、回転体の回転に
よる磁界の変化を確実に検出できるという効果がある。
According to the invention described in claim 8,
In any one of the seventh aspect, since the magnetic body moving body is a rotating body that rotates in synchronization with the rotation axis, it is possible to reliably detect a change in the magnetic field due to the rotation of the rotating body.

【0086】請求項9記載の発明によれば、請求項8の
発明において、少なくとも巨大磁気抵抗素子を含む検出
装置本体を備え、回転体を内燃機関のクランク軸または
カム軸に装着し、回転体が巨大磁気抵抗素子に対向する
ように検出装置本体を内燃機関の近傍に配置したので、
小型で安価な検出装置を用いて内燃機関のクランク軸や
カム軸の回転角度(回転数)を精度よく検出でき、細か
い制御が可能となり、また、内燃機関への搭載性を向上
でき、取り付けが容易で、スペース的にも有利で、装置
のコンパクト化が可能になるという効果がある。ある。
According to a ninth aspect of the present invention, in the eighth aspect of the present invention, the rotating body is equipped with a detection device main body including at least a giant magnetoresistive element, and the rotating body is mounted on a crankshaft or a camshaft of an internal combustion engine. Since the detector main body is arranged in the vicinity of the internal combustion engine so as to face the giant magnetoresistive element,
A small and inexpensive detection device can be used to accurately detect the rotation angle (rotation speed) of the crankshaft and camshaft of the internal combustion engine, which enables fine control and improves the mountability on the internal combustion engine. It is easy and advantageous in terms of space, and there is an effect that the apparatus can be made compact. is there.

【0087】請求項10記載の発明によれば、請求項9
の発明において、回転体に対して検出装置本体を回転軸
方向に配置したので、実質的に回転軸のスペースを共用
でき、半径方向に装置の形状が大きくならず、小型化を
更に促進できるという効果がある。
According to the invention of claim 10, claim 9 is provided.
In the invention, since the detection device main body is arranged in the rotation axis direction with respect to the rotating body, the space of the rotation shaft can be substantially shared, the shape of the device does not become large in the radial direction, and the miniaturization can be further promoted. effective.

【0088】請求項11記載の発明によれば、請求項1
0の発明において、検出装置本体は、少なくとも巨大磁
気抵抗素子を内蔵するハウジングを備え、回転体を、ハ
ウジングの側面に形成された空間部にこの回転体の少な
くとも周辺部が巨大磁気抵抗素子と対向して位置するよ
うに配置したので、回転体と巨大磁気抵抗素子を通る磁
路が実質的に形成され、回転体の少なくとも一部が磁石
で構成されているのと同様の状態となり、以て、検出装
置に電源が供給された瞬間から回転体の回転角度に対応
した出力を正確に得ることが可能となり、パワーオン機
能が得られるという効果がある。
According to the invention of claim 11, claim 1
In the invention of No. 0, the main body of the detection device includes a housing in which at least a giant magnetoresistive element is incorporated, and the rotor is provided in a space formed on a side surface of the housing so that at least a peripheral portion of the rotor faces the giant magnetoresistive element. Since the magnetic path that passes through the rotating body and the giant magnetoresistive element is formed substantially, and at least a part of the rotating body is formed of a magnet, The output corresponding to the rotation angle of the rotating body can be accurately obtained from the moment the power is supplied to the detection device, and the power-on function can be obtained.

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

【図1】 この発明に係る検出装置の実施の形態1を示
す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a detection device according to the present invention.

【図2】 この発明に係る検出装置の実施の形態1の回
路構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the detection device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 図2の具体的回路構成の一例を示す回路図で
ある。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a specific circuit configuration of FIG. 2;

【図4】 図3のホイートストンブリッジ回路を構成す
る4つのGMR素子を基板の上に配置した状態を模式的
に示す図である。
4 is a diagram schematically showing a state in which four GMR elements forming the Wheatstone bridge circuit of FIG. 3 are arranged on a substrate.

【図5】 図4の動作説明に供するための波形図であ
る。
5 is a waveform diagram for explaining the operation of FIG.

【図6】 この発明に係る検出装置の実施の形態2を示
す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a second embodiment of a detection device according to the present invention.

【図7】 この発明に係る検出装置の実施の形態3にお
けるホイートストンブリッジ回路を構成する2つのGM
R素子を基板の上に配置した状態を模式的に示す図であ
る。
FIG. 7: Two GMs forming a Wheatstone bridge circuit in the third embodiment of the detection device according to the present invention
It is a figure which shows typically the state which has arrange | positioned the R element on the board | substrate.

【図8】 図7の動作説明に供するための波形図であ
る。
8 is a waveform diagram for explaining the operation of FIG.

【図9】 この発明に係る検出装置の実施の形態4にお
けるホイートストンブリッジ回路を構成する2つのGM
R素子を基板の上に配置した状態を模式的に示す図であ
る。
FIG. 9: Two GMs forming a Wheatstone bridge circuit in the fourth embodiment of the detection apparatus according to the present invention
It is a figure which shows typically the state which has arrange | positioned the R element on the board | substrate.

【図10】 図9の動作説明に供するための波形図であ
る。
10 is a waveform diagram for explaining the operation of FIG.

【図11】 この発明に係る検出装置の実施の形態5を
示す構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of a detection device according to the present invention.

【図12】 この発明に係る検出装置の実施の形態5の
回路構成を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a circuit configuration of a fifth embodiment of a detection device according to the present invention.

【図13】 図12の動作説明に供するための波形図で
ある。
13 is a waveform chart for explaining the operation of FIG.

【図14】 この発明に係る検出装置の実施の形態6を
示す構成図である。
FIG. 14 is a configuration diagram showing a sixth embodiment of a detection device according to the present invention.

【図15】 図14の動作説明に供するための波形図で
ある。
15 is a waveform chart for explaining the operation of FIG.

【図16】 この発明に係る検出装置の実施の形態7を
示す構成図である。
FIG. 16 is a configuration diagram showing a seventh embodiment of a detection device according to the present invention.

【図17】 この発明に係る検出装置の実施の形態8を
示す構成図である。
FIG. 17 is a configuration diagram showing an eighth embodiment of the detection device according to the present invention.

【図18】 この発明に係る検出装置の実施の形態8に
おける検出装置本体と磁性体回転体の配置関係を示す斜
視図である。
FIG. 18 is a perspective view showing an arrangement relationship between a detection device main body and a magnetic rotating body in the eighth embodiment of the detection device according to the present invention.

【図19】 この発明に係る検出装置の実施の形態8に
おける検出装置本体を示す斜視図である。
FIG. 19 is a perspective view showing a detection device main body according to the eighth embodiment of the detection device of the present invention.

【図20】 この発明に係る検出装置の実施の形態8に
おける検出装置本体の内部構成図である。
FIG. 20 is an internal configuration diagram of a detection device body in the eighth embodiment of the detection device according to the present invention.

【図21】 この発明に係る検出装置の実施の形態8に
おける検出装置本体の他の例を示す側断面図である。
FIG. 21 is a side sectional view showing another example of the detection device body in the eighth embodiment of the detection device according to the present invention.

【図22】 この発明に係る検出装置の実施の形態9を
示す構成図である。
FIG. 22 is a configuration diagram showing a ninth embodiment of the detection device according to the present invention.

【図23】 この発明に係る検出装置の実施の形態9に
おける検出装置本体の内部構成図である。
FIG. 23 is an internal configuration diagram of a detection device body according to a ninth embodiment of the detection device of the present invention.

【図24】 この発明に係る検出装置の実施の形態9に
おける検出装置本体の他の例を示す側断面図である。
FIG. 24 is a side sectional view showing another example of the detection device body in the ninth embodiment of the detection device according to the present invention.

【図25】 この発明に係る検出装置の実施の形態10
を示す構成図である。
FIG. 25 is a tenth embodiment of a detection device according to the present invention.
It is a block diagram which shows.

【図26】 この発明に係る検出装置の実施の形態11
を示す構成図である。
FIG. 26 is an eleventh embodiment of the detection device according to the present invention.
It is a block diagram which shows.

【図27】 この発明に係る検出装置の実施の形態12
を示す側断面図である。
FIG. 27 is a twelfth embodiment of the detection device according to the present invention.
FIG.

【図28】 この発明に係る検出装置の実施の形態12
における検出装置本体を示す斜視図である。
FIG. 28 is a twelfth embodiment of the detection device according to the present invention.
3 is a perspective view showing the main body of the detection device in FIG.

【図29】 この発明に係る検出装置の実施の形態12
における他の例をを示す側断面図である。
FIG. 29 is a twelfth embodiment of the detection device according to the present invention.
It is a side sectional view showing another example in.

【図30】 この発明に係る検出装置の実施の形態13
を示す側断面図である。
FIG. 30 is a thirteenth embodiment of the detection device according to the present invention.
FIG.

【図31】 従来の検出装置を示す構成図である。FIG. 31 is a configuration diagram showing a conventional detection device.

【図32】 従来の検出装置の回路構成を概略的に示す
である。
FIG. 32 is a schematic diagram showing a circuit configuration of a conventional detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,51 回転軸、2,41,42,52,52A 磁
性体回転体、4,31,40 磁石、10,10A〜1
0D,30 GMR素子、11 ホイートストンブリッ
ジ回路、12 差動増幅回路、13 比較回路、14
波形整形回路、50,50A,50B 検出装置本体、
53 ハウジング。
1,51 rotating shaft, 2,41,42,52,52A magnetic body rotating body, 4,31,40 magnet, 10,10A to 1
0D, 30 GMR element, 11 Wheatstone bridge circuit, 12 differential amplifier circuit, 13 comparison circuit, 14
Waveform shaping circuit, 50, 50A, 50B detection device body,
53 Housing.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福井 渉 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 大橋 豊 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Wataru Fukui 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsui Electric Corporation (72) Inventor Yutaka Ohashi 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Rishi Electric Co., Ltd.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁界を発生する磁界発生手段と、 上記磁界発生手段と所定の間隙を持って配置され、該磁
界発生手段によって発生された磁界を変化させる磁界変
化付与手段と、 該磁界変化付与手段で変化された磁界に応じて抵抗値が
変化する巨大磁気抵抗素子とを備えたことを特徴とする
検出装置。
1. A magnetic field generating means for generating a magnetic field, a magnetic field change applying means arranged with a predetermined gap from the magnetic field generating means for changing the magnetic field generated by the magnetic field generating means, and the magnetic field change applying means. And a giant magnetoresistive element whose resistance value changes according to the magnetic field changed by the means.
【請求項2】 上記磁界変化付与手段を少なくとも1つ
の凹凸を有する磁性体移動体で構成したことを特徴とす
る請求項1記載の検出装置。
2. The detection device according to claim 1, wherein the magnetic field change imparting means is constituted by a magnetic body moving body having at least one unevenness.
【請求項3】 上記磁界発生手段と上記磁界変化付与手
段を少なくとも1つの磁極を有する磁性体移動体で構成
し、磁界を発生し、且つ変化させるようにしたことを特
徴とする請求項1記載の検出装置。
3. The magnetic field generating means and the magnetic field change giving means are composed of a magnetic body moving body having at least one magnetic pole, and generate and change a magnetic field. Detection device.
【請求項4】 上記巨大磁気抵抗素子を上記磁性体移動
体の移動方向に対して直交する方向に大きくしたことを
特徴とする請求項2または3記載の検出装置。
4. The detection device according to claim 2, wherein the giant magnetoresistive element is enlarged in a direction orthogonal to the moving direction of the magnetic body moving body.
【請求項5】 上記巨大磁気抵抗素子を少なくとも1辺
に用いたブリッジ回路と、該ブリッジ回路の出力を信号
処理する信号処理手段とを備えたことを特徴とする請求
項1〜4のいずれかに記載の検出装置。
5. A bridge circuit using the giant magnetoresistive element on at least one side, and a signal processing means for signal-processing the output of the bridge circuit. The detection device according to 1.
【請求項6】 上記ブリッジ回路の2つの辺を上記巨大
磁気抵抗素子で構成し、残りの2つの辺を固定抵抗で構
成したことを特徴とする請求項5記載の検出装置。
6. The detection device according to claim 5, wherein two sides of the bridge circuit are formed of the giant magnetoresistive element, and the remaining two sides are formed of fixed resistors.
【請求項7】 上記ブリッジ回路の一組の対辺を上記巨
大磁気抵抗素子で構成し、もう一組の対辺を固定抵抗で
構成したことを特徴とする請求項6記載の検出装置。
7. The detection device according to claim 6, wherein one set of opposite sides of the bridge circuit is composed of the giant magnetoresistive element, and the other set of opposite sides is composed of a fixed resistor.
【請求項8】 上記磁性体移動体は、回転軸に同期して
回転する回転体であることを特徴とする請求項1〜7の
いずれかに記載の検出装置。
8. The detection device according to claim 1, wherein the magnetic body moving body is a rotating body that rotates in synchronization with a rotation axis.
【請求項9】 少なくとも上記巨大磁気抵抗素子を含む
検出装置本体を備え、上記回転体を内燃機関のクランク
軸またはカム軸に装着し、上記回転体が上記巨大磁気抵
抗素子に対向するように上記検出装置本体を上記内燃機
関の近傍に配置したことを特徴とする請求項8記載の検
出装置。
9. A detection device main body including at least the giant magnetoresistive element, wherein the rotating body is mounted on a crankshaft or a camshaft of an internal combustion engine, and the rotating body faces the giant magnetoresistive element. 9. The detection device according to claim 8, wherein the detection device main body is arranged near the internal combustion engine.
【請求項10】 上記回転体に対して上記検出装置本体
を回転軸方向に配置したことを特徴とする請求項9記載
の検出装置。
10. The detection device according to claim 9, wherein the detection device main body is arranged in the rotation axis direction with respect to the rotating body.
【請求項11】 上記検出装置本体は、少なくとも上記
巨大磁気抵抗素子を内蔵するハウジングを備え、上記回
転体を、上記ハウジングの側面に形成された空間部に該
回転体の少なくとも周辺部が上記巨大磁気抵抗素子と対
向して位置するように配置したことを特徴とする請求項
10記載の検出装置。
11. The detection device main body includes a housing containing at least the giant magnetoresistive element, and the rotating body is provided in a space formed on a side surface of the housing so that at least a peripheral portion of the rotating body has the giant body. The detection device according to claim 10, wherein the detection device is arranged so as to face the magnetoresistive element.
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