JPH10239098A - 磁気検出装置 - Google Patents
磁気検出装置Info
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- JPH10239098A JPH10239098A JP9042301A JP4230197A JPH10239098A JP H10239098 A JPH10239098 A JP H10239098A JP 9042301 A JP9042301 A JP 9042301A JP 4230197 A JP4230197 A JP 4230197A JP H10239098 A JPH10239098 A JP H10239098A
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- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
- G01D5/147—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the movement of a third element, the position of Hall device and the source of magnetic field being fixed in respect to each other
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- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/09—Magnetoresistive devices
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ヒステリシスを持つ磁気抵抗素子Ｍを用い
て、磁性被検出物１０の回転方向、回転速度、装置の雰
囲気温度によらず、磁性被検出物１０と磁気抵抗素子Ｍ
との間の空隙に対応した信号を、高精度で且つ簡単な構
成で得る。さらに、磁気抵抗素子の出力信号（振幅）の
温度依存性を減少させる。 【解決手段】 磁性被検出物１０と磁石１１との間にお
いて、ヒステリシスを有する磁気抵抗素子Ｍを、前記磁
石１１の磁化方向に対して所定の傾き角θをなすように
配置した。
て、磁性被検出物１０の回転方向、回転速度、装置の雰
囲気温度によらず、磁性被検出物１０と磁気抵抗素子Ｍ
との間の空隙に対応した信号を、高精度で且つ簡単な構
成で得る。さらに、磁気抵抗素子の出力信号（振幅）の
温度依存性を減少させる。 【解決手段】 磁性被検出物１０と磁石１１との間にお
いて、ヒステリシスを有する磁気抵抗素子Ｍを、前記磁
石１１の磁化方向に対して所定の傾き角θをなすように
配置した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、磁性体の回転、
移動を検出する、ヒステリシスを有する抵抗体を用いた
磁気検出装置に関するものである。
移動を検出する、ヒステリシスを有する抵抗体を用いた
磁気検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１６は従来の磁気検出装置に使用され
る、シリコン基板上に形成された磁気抵抗素子を示す平
面図である。図１７はその磁気抵抗素子の電気回路図で
ある。
る、シリコン基板上に形成された磁気抵抗素子を示す平
面図である。図１７はその磁気抵抗素子の電気回路図で
ある。
【０００３】図１６及び図１７に示すように、磁気抵抗
素子Ｍは、４個の同一の抵抗体１−４をブリッジ接続し
て、対向する２つの頂点を電源ＶＢ及びアースＧＮＤに
各々接続し、抵抗体１、４の中点（結節点）５と抵抗体
２、３の中点（結節点）６とを抵抗７、８を介して差動
増幅器９の２つの入力端子に各々接続し、これら中点
５、６間の電圧差を差動増幅器９により増幅して出力す
るように構成されている。
素子Ｍは、４個の同一の抵抗体１−４をブリッジ接続し
て、対向する２つの頂点を電源ＶＢ及びアースＧＮＤに
各々接続し、抵抗体１、４の中点（結節点）５と抵抗体
２、３の中点（結節点）６とを抵抗７、８を介して差動
増幅器９の２つの入力端子に各々接続し、これら中点
５、６間の電圧差を差動増幅器９により増幅して出力す
るように構成されている。
【０００４】磁気抵抗素子Ｍの各抵抗体１−４の抵抗値
は、磁界変化に対しヒステリシスのない素子の場合に
は、図１８に示すように、Ｘ、Ｙ方向の印加磁界に対応
してその抵抗値が、Ｙ軸あるいはＸ軸を対称軸として対
称的に変化し、同一の曲線になる。他方、磁界変化に対
してヒステリシスを持つ素子の場合には、図１９に示す
ように、磁界の印加方向によって抵抗値が変化する。
は、磁界変化に対しヒステリシスのない素子の場合に
は、図１８に示すように、Ｘ、Ｙ方向の印加磁界に対応
してその抵抗値が、Ｙ軸あるいはＸ軸を対称軸として対
称的に変化し、同一の曲線になる。他方、磁界変化に対
してヒステリシスを持つ素子の場合には、図１９に示す
ように、磁界の印加方向によって抵抗値が変化する。
【０００５】上記磁気抵抗素子を用いた従来の磁気検出
装置の磁気回路は、一般的に、図２０に示すように、磁
気抵抗素子Ｍと、磁性被検出物１０、磁石１１で構成さ
れる。ここでは、従来装置の一例として、磁性被検出物
１０として回転体の凹凸を検出するものとする。すなわ
ち、磁性被検出物１０は、外周部に凹部１０ａと凸部１
０ｂを備えた回転体からなり、この回転体１０の外周の
凹凸部１０ａ、１０ｂに対向するように磁石１１が配置
されている。磁気抵抗素子Ｍは回転体１０と磁石１１と
の間に配置されている。
装置の磁気回路は、一般的に、図２０に示すように、磁
気抵抗素子Ｍと、磁性被検出物１０、磁石１１で構成さ
れる。ここでは、従来装置の一例として、磁性被検出物
１０として回転体の凹凸を検出するものとする。すなわ
ち、磁性被検出物１０は、外周部に凹部１０ａと凸部１
０ｂを備えた回転体からなり、この回転体１０の外周の
凹凸部１０ａ、１０ｂに対向するように磁石１１が配置
されている。磁気抵抗素子Ｍは回転体１０と磁石１１と
の間に配置されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】回転体１０が回転する
と、回転体１０の凸部１０ａが磁石１１に接近した時に
は、凸部１０ａと凹部１０ｂとの境界すなわち凸部１０
ａのエッジ付近で磁気抵抗素子Ｍを通過する磁束密度が
変化して、磁気抵抗素子ＭのＡ側の抵抗体１、３の抵抗
値は大きく、Ｂ側の抵抗体２、４の抵抗値は大きくな
る。一方、凸部１０ａが遠ざかる時には、磁気抵抗素子
ＭのＡ側の抵抗体１、３の抵抗値は大きく、Ｂ側の抵抗
体２、４の抵抗値は小さくなる。従って、ヒステリシス
を持たない磁気抵抗素子Ｍの差動出力波形は図２１に示
すようになり、回転体１０が静止した状態では、凹部１
０ａ及び凸部１０ｂに対応する波形は同一になるので、
回転体１０の凹凸部１０ａ、１０ｂを認識することがで
きないという問題点があった。
と、回転体１０の凸部１０ａが磁石１１に接近した時に
は、凸部１０ａと凹部１０ｂとの境界すなわち凸部１０
ａのエッジ付近で磁気抵抗素子Ｍを通過する磁束密度が
変化して、磁気抵抗素子ＭのＡ側の抵抗体１、３の抵抗
値は大きく、Ｂ側の抵抗体２、４の抵抗値は大きくな
る。一方、凸部１０ａが遠ざかる時には、磁気抵抗素子
ＭのＡ側の抵抗体１、３の抵抗値は大きく、Ｂ側の抵抗
体２、４の抵抗値は小さくなる。従って、ヒステリシス
を持たない磁気抵抗素子Ｍの差動出力波形は図２１に示
すようになり、回転体１０が静止した状態では、凹部１
０ａ及び凸部１０ｂに対応する波形は同一になるので、
回転体１０の凹凸部１０ａ、１０ｂを認識することがで
きないという問題点があった。
【０００７】また、ヒステリシスを持つ磁気抵抗素子Ｍ
は、一定の回転方向下では、回転体１０と磁気抵抗素子
Ｍとの間の空隙の大きさ（距離）Ｄに対応した信号を発
生するが、回転体１０の回転方向が逆転すると、図２２
のように、信号レベルが反転するという問題点があっ
た。
は、一定の回転方向下では、回転体１０と磁気抵抗素子
Ｍとの間の空隙の大きさ（距離）Ｄに対応した信号を発
生するが、回転体１０の回転方向が逆転すると、図２２
のように、信号レベルが反転するという問題点があっ
た。
【０００８】更に、上記従来の磁気回路では、高温下で
磁気抵抗素子Ｍの抵抗変化量が小さくなるため、図２３
に示すように、被検出物としての回転体１０の回転によ
り得られる信号が小さくなり、信号精度が温度依存性を
持つという問題点があった。そこで、本発明は、上述の
従来例の問題点を解消しようとするもので、磁性被検出
物の移動方向、移動速度に依らず、磁性被検出物と抵抗
体との間の空隙の大きさに対応した信号を得ることがで
きる磁気検出装置を提供することを目的とするものであ
る。
磁気抵抗素子Ｍの抵抗変化量が小さくなるため、図２３
に示すように、被検出物としての回転体１０の回転によ
り得られる信号が小さくなり、信号精度が温度依存性を
持つという問題点があった。そこで、本発明は、上述の
従来例の問題点を解消しようとするもので、磁性被検出
物の移動方向、移動速度に依らず、磁性被検出物と抵抗
体との間の空隙の大きさに対応した信号を得ることがで
きる磁気検出装置を提供することを目的とするものであ
る。
【０００９】本発明の他の目的は、磁気抵抗素子の出力
信号（振幅）の温度依存性を減少させうる磁気検出装置
を提供することにある。
信号（振幅）の温度依存性を減少させうる磁気検出装置
を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による磁気検出装
置は、回転可能な磁性被検出物の近くに配置された磁石
と、前記磁性被検出物と前記磁石との間において、前記
磁石の磁化方向に対して所定の傾き角をなすように配置
された、ヒステリシスを有する磁気抵抗素子とを備え
る。
置は、回転可能な磁性被検出物の近くに配置された磁石
と、前記磁性被検出物と前記磁石との間において、前記
磁石の磁化方向に対して所定の傾き角をなすように配置
された、ヒステリシスを有する磁気抵抗素子とを備え
る。
【００１１】このような構成により、前記磁気検出装置
は、前記磁性被検出物の移動方向、移動速度に拘わりな
く、前記磁性被検出物と前記磁気抵抗素子との間の距離
に対応した信号を高精度で発生することができる。
は、前記磁性被検出物の移動方向、移動速度に拘わりな
く、前記磁性被検出物と前記磁気抵抗素子との間の距離
に対応した信号を高精度で発生することができる。
【００１２】本発明の一形態によれば、前記磁気検出装
置は、前記磁性被検出物の回転方向に互いに離隔して配
置されたヒステリシスを有する少なくとも１対の抵抗体
を備える。
置は、前記磁性被検出物の回転方向に互いに離隔して配
置されたヒステリシスを有する少なくとも１対の抵抗体
を備える。
【００１３】本発明のさらなる形態によれば、前記磁石
は、その磁化方向が前記磁性被検出物の回転中心と前記
少なくとも１対の抵抗体の中心とを通る線に対して平行
になるように配置され、前記少なくとも１対の抵抗体は
前記線に対して前記磁性被検出物の回転方向に傾斜して
配置される。
は、その磁化方向が前記磁性被検出物の回転中心と前記
少なくとも１対の抵抗体の中心とを通る線に対して平行
になるように配置され、前記少なくとも１対の抵抗体は
前記線に対して前記磁性被検出物の回転方向に傾斜して
配置される。
【００１４】本発明のさらなる形態によれば、前記磁石
は、その磁化方向が前記磁性被検出物の回転中心と前記
少なくとも１対の抵抗体の中心とを通る線に対して前記
磁性被検出物の回転方向に傾斜するように配置され、前
記少なくとも１対の抵抗体は前記線に対して直角に配置
される。
は、その磁化方向が前記磁性被検出物の回転中心と前記
少なくとも１対の抵抗体の中心とを通る線に対して前記
磁性被検出物の回転方向に傾斜するように配置され、前
記少なくとも１対の抵抗体は前記線に対して直角に配置
される。
【００１５】本発明のさらなる形態によれば、前記磁気
抵抗素子の傾き角を変えることにより該磁気抵抗素子の
出力振幅の温度依存性を低減させる。
抵抗素子の傾き角を変えることにより該磁気抵抗素子の
出力振幅の温度依存性を低減させる。
【００１６】本発明のさらなる形態によれば、前記少な
くとも１対の抵抗体の前記磁性被検出物回転方向の間隔
を変えることにより該抵抗体の出力振幅の温度依存性を
低減させる。
くとも１対の抵抗体の前記磁性被検出物回転方向の間隔
を変えることにより該抵抗体の出力振幅の温度依存性を
低減させる。
【００１７】本発明のさらなる形態によれば、前記磁気
抵抗素子の傾き角を変えるとともに、前記少なくとも１
対の抵抗体の前記磁性被検出物回転方向の間隔を変える
ことにより、該抵抗体の出力振幅の温度依存性を低減さ
せる。
抵抗素子の傾き角を変えるとともに、前記少なくとも１
対の抵抗体の前記磁性被検出物回転方向の間隔を変える
ことにより、該抵抗体の出力振幅の温度依存性を低減さ
せる。
【００１８】本発明の好適な形態によれば、前記磁気抵
抗素子の傾き角は１０度から４０度の範囲である。
抗素子の傾き角は１０度から４０度の範囲である。
【００１９】本発明のさらに好適な形態によれば、前記
磁気抵抗素子の傾き角は２０度から２５度の範囲であ
る。
磁気抵抗素子の傾き角は２０度から２５度の範囲であ
る。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。
の実施の形態について説明する。
【００２１】実施の形態１．図１は、本発明の実施の形
態１による磁気検出装置を示す概略平面図である。この
実施の形態１では、図１に示すように、磁性被検出物と
しての磁性体よりなる回転体１０の外周面からその半径
方向に離隔して、永久磁石等よりなる磁石１１が配置さ
れており、回転体１０の外周面と磁石１１との間に、ヒ
ステリシスを持つ磁気抵抗素子Ｍが配置されている。磁
気抵抗素子Ｍは、図１６に示した上記従来例のものと同
様の構成である。この実施例では、磁石１１の磁化方向
が、回転体１０の回転中心Ｏと磁気抵抗素子ＭのＡ側の
抵抗体１、３とＢ側の抵抗体２、４の中央（二等分点）
Ｃを通る線Ｌに平行になるように、磁石１１が配置さ
れ、且つ、磁気抵抗素子Ｍは抵抗体１、３；２、４の配
置されている表面が線Ｌに直交する線Ｈ対して所定角度
θ傾けて配置されている。
態１による磁気検出装置を示す概略平面図である。この
実施の形態１では、図１に示すように、磁性被検出物と
しての磁性体よりなる回転体１０の外周面からその半径
方向に離隔して、永久磁石等よりなる磁石１１が配置さ
れており、回転体１０の外周面と磁石１１との間に、ヒ
ステリシスを持つ磁気抵抗素子Ｍが配置されている。磁
気抵抗素子Ｍは、図１６に示した上記従来例のものと同
様の構成である。この実施例では、磁石１１の磁化方向
が、回転体１０の回転中心Ｏと磁気抵抗素子ＭのＡ側の
抵抗体１、３とＢ側の抵抗体２、４の中央（二等分点）
Ｃを通る線Ｌに平行になるように、磁石１１が配置さ
れ、且つ、磁気抵抗素子Ｍは抵抗体１、３；２、４の配
置されている表面が線Ｌに直交する線Ｈ対して所定角度
θ傾けて配置されている。
【００２２】このような配置により、磁性被検出物１０
の形状と磁気抵抗素子Ｍの出力波形の関係は図２に示す
ようになる。この出力波形を所定の比較レベルで波形成
形することにより、磁性被検出物１０の移動方向、移動
速度に依らずに、磁性被検出物１０と磁気抵抗素子Ｍと
の間の空隙の大きさ（磁性被検出物１０の外周面とＡ側
及びＢ側の抵抗体の中間点Ｃとの間の最短距離）に対応
した信号を得ることができる。
の形状と磁気抵抗素子Ｍの出力波形の関係は図２に示す
ようになる。この出力波形を所定の比較レベルで波形成
形することにより、磁性被検出物１０の移動方向、移動
速度に依らずに、磁性被検出物１０と磁気抵抗素子Ｍと
の間の空隙の大きさ（磁性被検出物１０の外周面とＡ側
及びＢ側の抵抗体の中間点Ｃとの間の最短距離）に対応
した信号を得ることができる。
【００２３】ここで、回転体１０、磁石１１及び磁気抵
抗素子Ｍの配置と、磁気抵抗素子Ｍの出力波形との関係
を、図３乃至図１０を参照して説明する。
抗素子Ｍの配置と、磁気抵抗素子Ｍの出力波形との関係
を、図３乃至図１０を参照して説明する。
【００２４】まず上述の図１８の従来例のように、磁気
抵抗素子Ｍが磁石１１の磁化方向に対して垂直に配置さ
れている（傾いていない）状態では、ヒステリシスを有
する各抵抗体１−４の抵抗値Ｒは、磁界の変化に対し
て、図３に示すように変化する。尚、これらの図３乃至
図１０において、左側のループＬｌはＡ側の抵抗体１、
３の動作点を表しており、右側のループＬｒはＢ側の抵
抗体２、４の動作点を表している。
抵抗素子Ｍが磁石１１の磁化方向に対して垂直に配置さ
れている（傾いていない）状態では、ヒステリシスを有
する各抵抗体１−４の抵抗値Ｒは、磁界の変化に対し
て、図３に示すように変化する。尚、これらの図３乃至
図１０において、左側のループＬｌはＡ側の抵抗体１、
３の動作点を表しており、右側のループＬｒはＢ側の抵
抗体２、４の動作点を表している。
【００２５】各抵抗体１−４の動作点は、Ａ側の抵抗体
１、３とＢ側の抵抗体２、４との間ピッチ（Ａ側の抵抗
体１、３の最外側部及び最内側部の中央とＢ側の抵抗体
２、４の最外側部及び最内側部の中央との間の間隔）Ｐ
（図１４参照）、磁石１１の位置及び形状により、図４
に示すように、移動する。すなわち、素子間ピッチＰが
狭いほど各素子の動作点は上方且つ内側（斜め上方）へ
移動し、素子間ピッチＰが広いほど各素子の動作点は下
方且つ外側（斜め下方）へ移動する。
１、３とＢ側の抵抗体２、４との間ピッチ（Ａ側の抵抗
体１、３の最外側部及び最内側部の中央とＢ側の抵抗体
２、４の最外側部及び最内側部の中央との間の間隔）Ｐ
（図１４参照）、磁石１１の位置及び形状により、図４
に示すように、移動する。すなわち、素子間ピッチＰが
狭いほど各素子の動作点は上方且つ内側（斜め上方）へ
移動し、素子間ピッチＰが広いほど各素子の動作点は下
方且つ外側（斜め下方）へ移動する。
【００２６】また、図２０において、回転体１０が正転
方向へ回転した場合には、各抵抗体が凸部１０ａに対向
したとき、及び凹部１０ｂに対向したとき（凸部１０ａ
に非対向時）の素子抵抗は、図５に示すようになり、他
方、回転体１０の逆転時には、図６に示すようになる。
すなわち、正転時には、図５に示すように、Ａ側素子
１、３の凸部対向時及び非対向時の動作点は楕円形のル
ープＬｌの長軸より内側及び外側にそれぞれ存在し、他
方、Ｂ側素子２、４の凸部対向時及び非対向時の動作点
は楕円形のループＬｒの長軸より外側及び内側にそれぞ
れ存在する。また、逆転時には、図６に示すように、Ａ
側素子１、３の凸部対向時及び非対向時の動作点は楕円
形のループＬｌの長軸より外側及び内側にそれぞれ存在
し、他方、Ｂ側素子２、４の凸部対向時及び非対向時の
動作点は楕円形のループＬｒの長軸より内側及び外側に
それぞれ存在する。従って、正転時及び逆転時のＡ側及
びＢ側の各抵抗体１、３；２、４の抵抗値Ｒは、回転体
１０表面の凹凸部１０ａ、１０ｂとの関係では、図７に
示すように変化する。この図７において、実線はＡ側の
抵抗体の抵抗変化を示し、破線はＢ側の抵抗体の抵抗変
化を示す。このように、回転体１０の正転時と逆転時で
は、図５，図６のＲａとＲｂ、Ｒａ’とＲｂ’の大小関
係が逆転するため、ブリッジ回路よりなる磁気抵抗素子
Ｍの出力も、正転時と逆転時とでは反転する。
方向へ回転した場合には、各抵抗体が凸部１０ａに対向
したとき、及び凹部１０ｂに対向したとき（凸部１０ａ
に非対向時）の素子抵抗は、図５に示すようになり、他
方、回転体１０の逆転時には、図６に示すようになる。
すなわち、正転時には、図５に示すように、Ａ側素子
１、３の凸部対向時及び非対向時の動作点は楕円形のル
ープＬｌの長軸より内側及び外側にそれぞれ存在し、他
方、Ｂ側素子２、４の凸部対向時及び非対向時の動作点
は楕円形のループＬｒの長軸より外側及び内側にそれぞ
れ存在する。また、逆転時には、図６に示すように、Ａ
側素子１、３の凸部対向時及び非対向時の動作点は楕円
形のループＬｌの長軸より外側及び内側にそれぞれ存在
し、他方、Ｂ側素子２、４の凸部対向時及び非対向時の
動作点は楕円形のループＬｒの長軸より内側及び外側に
それぞれ存在する。従って、正転時及び逆転時のＡ側及
びＢ側の各抵抗体１、３；２、４の抵抗値Ｒは、回転体
１０表面の凹凸部１０ａ、１０ｂとの関係では、図７に
示すように変化する。この図７において、実線はＡ側の
抵抗体の抵抗変化を示し、破線はＢ側の抵抗体の抵抗変
化を示す。このように、回転体１０の正転時と逆転時で
は、図５，図６のＲａとＲｂ、Ｒａ’とＲｂ’の大小関
係が逆転するため、ブリッジ回路よりなる磁気抵抗素子
Ｍの出力も、正転時と逆転時とでは反転する。
【００２７】次に、磁気抵抗素子Ｍを磁化方向に対して
傾けた場合について説明する。
傾けた場合について説明する。
【００２８】磁気抵抗素子Ｍを図１のように傾けると、
Ａ側及びＢ側の各抵抗体１、３；２、４の動作点は図
８、図９に示すように移動し、それらの抵抗値Ｒは図１
０に示すように変化する。この場合には、正転、逆転に
拘わりなく、ＲａとＲｂ、Ｒａ’とＲｂ’の大小関係は
変化しないので、上記従来例のように磁気抵抗素子Ｍを
傾けない場合のように、正転、逆転で波形が反転しない
結果になる。
Ａ側及びＢ側の各抵抗体１、３；２、４の動作点は図
８、図９に示すように移動し、それらの抵抗値Ｒは図１
０に示すように変化する。この場合には、正転、逆転に
拘わりなく、ＲａとＲｂ、Ｒａ’とＲｂ’の大小関係は
変化しないので、上記従来例のように磁気抵抗素子Ｍを
傾けない場合のように、正転、逆転で波形が反転しない
結果になる。
【００２９】また、一般的に、磁気抵抗素子は動作点毎
に異なる温度係数を持っているため、図１１に示すよう
に、高温下では全体の抵抗変化（零磁界抵抗値と飽和抵
抗値との差）は小さくなるが、実際の作動領域では、逆
に抵抗変化率が増加する点が存在する。そこで、磁気抵
抗素子Ｍの傾き角θや素子間ピッチＰを変化させて素子
作動点を移動、調整することにより温度係数を打ち消し
て素子出力振幅の温度依存性を低減させることができ
る。すなわち、素子出力の温度依存性を調整して、磁石
や信号処理回路の温度特性をキャンセルすることで信号
精度を向上させることができる。
に異なる温度係数を持っているため、図１１に示すよう
に、高温下では全体の抵抗変化（零磁界抵抗値と飽和抵
抗値との差）は小さくなるが、実際の作動領域では、逆
に抵抗変化率が増加する点が存在する。そこで、磁気抵
抗素子Ｍの傾き角θや素子間ピッチＰを変化させて素子
作動点を移動、調整することにより温度係数を打ち消し
て素子出力振幅の温度依存性を低減させることができ
る。すなわち、素子出力の温度依存性を調整して、磁石
や信号処理回路の温度特性をキャンセルすることで信号
精度を向上させることができる。
【００３０】図１２の（ａ）乃至（ｋ）は、磁気抵抗素
子Ｍの傾き角θを０度から５０度まで５度間隔で変更し
た場合における、正転時の磁性回転体１０の凹凸部１０
ａ、１０ｂに対する磁気抵抗素子Ｍの出力波形を表して
おり、また、図１３の（ａ）乃至（ｋ）は、同様に、磁
気抵抗素子Ｍの傾き角θを０度から５０度まで５度間隔
で変更した場合における、逆転時の磁性回転体１０の凹
凸部１０ａ、１０ｂに対する磁気抵抗素子Ｍの出力波形
を表している。
子Ｍの傾き角θを０度から５０度まで５度間隔で変更し
た場合における、正転時の磁性回転体１０の凹凸部１０
ａ、１０ｂに対する磁気抵抗素子Ｍの出力波形を表して
おり、また、図１３の（ａ）乃至（ｋ）は、同様に、磁
気抵抗素子Ｍの傾き角θを０度から５０度まで５度間隔
で変更した場合における、逆転時の磁性回転体１０の凹
凸部１０ａ、１０ｂに対する磁気抵抗素子Ｍの出力波形
を表している。
【００３１】詳細には図示していないが、実験により磁
気抵抗素子Ｍの傾き角θを０度から５０度まで１度ずつ
変化させてその出力波形を調べた結果、傾き角θが１０
度から４０度程度までが実用範囲であり、２０度から２
５度までの範囲が特に好ましい。
気抵抗素子Ｍの傾き角θを０度から５０度まで１度ずつ
変化させてその出力波形を調べた結果、傾き角θが１０
度から４０度程度までが実用範囲であり、２０度から２
５度までの範囲が特に好ましい。
【００３２】さらに、図２に示すような差動増幅器９の
出力波形は、図１４のように、その出力波形のピーク値
とボトム値とを交互に検出するピーク／ボトム検出で波
形整形する場合には、検出可能な素子−磁性回転体間と
の間の空隙が大きく取れる有利な波形でもある。
出力波形は、図１４のように、その出力波形のピーク値
とボトム値とを交互に検出するピーク／ボトム検出で波
形整形する場合には、検出可能な素子−磁性回転体間と
の間の空隙が大きく取れる有利な波形でもある。
【００３３】以上の説明では、Ｂ側の抵抗体２、４を磁
性回転体１０へ近づけるよう磁気抵抗素子Ｍを傾けた
が、Ａ側の抵抗体１、３を磁性回転体１０に近づけるよ
うにしてもよい。
性回転体１０へ近づけるよう磁気抵抗素子Ｍを傾けた
が、Ａ側の抵抗体１、３を磁性回転体１０に近づけるよ
うにしてもよい。
【００３４】実施の形態２．図１５は磁気抵抗素子Ｍに
対して磁石１１をある角度θ傾けた例である。この場合
には、抵抗体１−４を設けた磁気抵抗素子Ｍの面は、磁
性回転体１０の回転中心ＯとＡ側及びＢ側の抵抗体の中
点Ｃを通る線Ｌに対して、直角に配置され、磁石１１は
その磁化方向が磁気抵抗素子Ｍの面すなわち線Ｈに対し
てある角度θ傾けて配置される。この場合にも、実施の
形態１と同様の効果を得ることができる。
対して磁石１１をある角度θ傾けた例である。この場合
には、抵抗体１−４を設けた磁気抵抗素子Ｍの面は、磁
性回転体１０の回転中心ＯとＡ側及びＢ側の抵抗体の中
点Ｃを通る線Ｌに対して、直角に配置され、磁石１１は
その磁化方向が磁気抵抗素子Ｍの面すなわち線Ｈに対し
てある角度θ傾けて配置される。この場合にも、実施の
形態１と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、本発明の磁気検出装置に
よれば、ヒステリシスを持つ磁気抵抗素子を磁石の磁化
方向に対して所定の角度を以て配置することにより、磁
性被検出物の移動方向、移動速度等に依らずに、磁性被
検出物と磁気抵抗素子との間の距離に対応した信号を高
精度で得ることができる。また、磁気抵抗素子の傾き角
を変えることにより、該磁気抵抗素子の動作点を変更し
てその出力振幅の温度依存性を低減させることができ
る。さらに、磁気抵抗素子を構成する少なくとも１対の
抵抗体の磁性被検出物回転方向の間隔を変えることによ
り、該抵抗体の動作点を変更してそれらの出力振幅の温
度依存性を低減させることができる。さらにまた、磁気
抵抗素子の傾き角を変えるとともに、該磁気抵抗素子を
構成する少なくとも１対の抵抗体の磁性被検出物回転方
向の間隔を変えることにより、該抵抗体の出力振幅の温
度依存性を低減させることができる。
よれば、ヒステリシスを持つ磁気抵抗素子を磁石の磁化
方向に対して所定の角度を以て配置することにより、磁
性被検出物の移動方向、移動速度等に依らずに、磁性被
検出物と磁気抵抗素子との間の距離に対応した信号を高
精度で得ることができる。また、磁気抵抗素子の傾き角
を変えることにより、該磁気抵抗素子の動作点を変更し
てその出力振幅の温度依存性を低減させることができ
る。さらに、磁気抵抗素子を構成する少なくとも１対の
抵抗体の磁性被検出物回転方向の間隔を変えることによ
り、該抵抗体の動作点を変更してそれらの出力振幅の温
度依存性を低減させることができる。さらにまた、磁気
抵抗素子の傾き角を変えるとともに、該磁気抵抗素子を
構成する少なくとも１対の抵抗体の磁性被検出物回転方
向の間隔を変えることにより、該抵抗体の出力振幅の温
度依存性を低減させることができる。
【図１】 本発明の実施の形態１による磁気検出装置の
配置状態を示す概略側面図である。
配置状態を示す概略側面図である。
【図２】 被検出物の正転時及び逆転時における実施の
形態１の磁気検出装置の出力波形を表す図である。
形態１の磁気検出装置の出力波形を表す図である。
【図３】 ヒステリシスを有する磁気抵抗素子の動作及
び動作点ループを表す図である。
び動作点ループを表す図である。
【図４】 ヒステリシスを有する磁気抵抗素子の素子ピ
ッチの変化による動作点ループの移動状態を表す図であ
る。
ッチの変化による動作点ループの移動状態を表す図であ
る。
【図５】 被検出物の正転時における、ヒステリシスを
有する磁気抵抗素子のＡ側及びＢ側の抵抗体の動作点を
示す図である。
有する磁気抵抗素子のＡ側及びＢ側の抵抗体の動作点を
示す図である。
【図６】 被検出物の逆転時における、ヒステリシスを
有する磁気抵抗素子のＡ側及びＢ側の抵抗体の動作点を
示す図である。
有する磁気抵抗素子のＡ側及びＢ側の抵抗体の動作点を
示す図である。
【図７】 被検出物の正転及び逆転時における、ヒステ
リシスを有する磁気抵抗素子の出力波形を示す図であ
る。
リシスを有する磁気抵抗素子の出力波形を示す図であ
る。
【図８】 ヒステリシスを有する磁気抵抗素子の傾き角
の変化による動作点ループの移動状態を表す図である。
の変化による動作点ループの移動状態を表す図である。
【図９】 ヒステリシスを有する磁気抵抗素子が所定の
傾き角にある時の動作点ループの位置を表す図である。
傾き角にある時の動作点ループの位置を表す図である。
【図１０】 ヒステリシスを有する磁気抵抗素子が所定
の傾き角にある時の、正転時及び逆転時における磁気抵
抗素子の出力波形を表す図である。
の傾き角にある時の、正転時及び逆転時における磁気抵
抗素子の出力波形を表す図である。
【図１１】 ヒステリシスを有する磁気抵抗素子の、温
度変化による抵抗値の変動（常温時と高温時の抵抗値）
及び動作点ループの移動状態を表す図である。
度変化による抵抗値の変動（常温時と高温時の抵抗値）
及び動作点ループの移動状態を表す図である。
【図１２】 （ａ）乃至（ｋ）は被検出物の正転時にお
いて、磁気抵抗素子の傾き角を０度から５０５度まで５
度ずつ変化させた場合の出力波形をそれぞれ表す図であ
る。
いて、磁気抵抗素子の傾き角を０度から５０５度まで５
度ずつ変化させた場合の出力波形をそれぞれ表す図であ
る。
【図１３】 （ａ）乃至（ｋ）は被検出物の逆転時にお
いて、磁気抵抗素子の傾き角を０度から５０度まで５度
ずつ変化させた場合の出力波形をそれぞれ表す図であ
る。
いて、磁気抵抗素子の傾き角を０度から５０度まで５度
ずつ変化させた場合の出力波形をそれぞれ表す図であ
る。
【図１４】 本発明によるピーク／ボトム検出の例を示
す信号波形図である。
す信号波形図である。
【図１５】 本発明の実施の形態２の磁気検出装置の配
置を示す概略側面図である。
置を示す概略側面図である。
【図１６】 磁気抵抗素子の平面図である。
【図１７】 その磁気抵抗素子の電気的結線図である。
【図１８】 ヒステリシスを持たない抵抗体の動作を説
明する図である。
明する図である。
【図１９】 ヒステリシスを持つ抵抗体の動作を説明す
る図である。
る図である。
【図２０】 従来の磁気検出装置の配置を示す概略側面
図である。
図である。
【図２１】 被検出物の凹凸部に対する、ヒステリシス
なしの磁気抵抗素子の出力波形を示す図である。
なしの磁気抵抗素子の出力波形を示す図である。
【図２２】 被検出物の凹凸部に対する、ヒステリシス
を有する従来の磁気抵抗素子の出力波形を示す図であ
る。
を有する従来の磁気抵抗素子の出力波形を示す図であ
る。
【図２３】 磁気抵抗素子の出力温度依存性を表す図で
ある。
ある。
１、３ Ａ側の抵抗体、２、４ Ｂ側の抵抗体、５ 抵
抗体１，４の中点、６抵抗体２，３の中点、７、８ 抵
抗、９ 差動増幅器、１０ 磁性被検出物としての磁性
回転体、１０ａ 凸部、１０ｂ 凹部、１１ 磁石、Ｍ
磁気抵抗素子、Ｐ 素子間ピッチ、θ 傾き角。
抗体１，４の中点、６抵抗体２，３の中点、７、８ 抵
抗、９ 差動増幅器、１０ 磁性被検出物としての磁性
回転体、１０ａ 凸部、１０ｂ 凹部、１１ 磁石、Ｍ
磁気抵抗素子、Ｐ 素子間ピッチ、θ 傾き角。
Claims (9)
- 【請求項１】 回転可能な磁性被検出物の近くに配置さ
れた磁石と、 前記磁性被検出物と前記磁石との間において、前記磁石
の磁化方向に対して所定の傾き角をなすように配置され
た、ヒステリシスを有する磁気抵抗素子と、 を備えた磁気検出装置。 - 【請求項２】 前記磁気抵抗素子は、前記磁性被検出物
の回転方向に互いに離隔して配置されたヒステリシスを
有する少なくとも１対の抵抗体を備えた請求項１記載の
磁気検出装置。 - 【請求項３】 前記磁石は、その磁化方向が前記磁性被
検出物の回転中心と前記少なくとも１対の抵抗体の中心
とを通る線に対して平行になるように配置され、 前記少なくとも１対の抵抗体は前記線に対して前記磁性
被検出物の回転方向に傾斜して配置されている請求項２
記載の磁気検出装置。 - 【請求項４】 前記磁石は、その磁化方向が前記磁性被
検出物の回転中心と前記少なくとも１対の抵抗体の中心
とを通る線に対して前記磁性被検出物の回転方向に傾斜
するように配置され、 前記少なくとも１対の抵抗体は前記線に対して直角に配
置されている請求項２記載の磁気検出装置。 - 【請求項５】 前記磁気抵抗素子の傾き角を変えること
により該磁気抵抗素子の出力振幅の温度依存性を低減さ
せた請求項１記載の磁気検出装置。 - 【請求項６】 前記少なくとも１対の抵抗体の前記磁性
被検出物回転方向の間隔を変えることにより該抵抗体の
出力振幅の温度依存性を低減させた請求項２記載の磁気
検出装置。 - 【請求項７】 前記磁気抵抗素子の傾き角を変えるとと
もに、前記少なくとも１対の抵抗体の前記磁性被検出物
回転方向の間隔を変えることにより、前記磁気抵抗素子
の出力振幅の温度依存性を低減させた請求項２記載の磁
気検出装置。 - 【請求項８】 前記磁気抵抗素子の傾き角は１０度から
４０度の範囲である請求項１記載の磁気検出装置。 - 【請求項９】 前記磁気抵抗素子の傾き角は２０度から
２５度の範囲である請求項１記載の磁気検出装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9042301A JPH10239098A (ja) | 1997-02-26 | 1997-02-26 | 磁気検出装置 |
| US08/906,830 US6255811B1 (en) | 1997-02-26 | 1997-08-11 | Magnetic detector with a magnetoresistive element having hysteresis |
| DE19738361A DE19738361C2 (de) | 1997-02-26 | 1997-09-02 | Magnetischer Detektor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9042301A JPH10239098A (ja) | 1997-02-26 | 1997-02-26 | 磁気検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10239098A true JPH10239098A (ja) | 1998-09-11 |
Family
ID=12632211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9042301A Pending JPH10239098A (ja) | 1997-02-26 | 1997-02-26 | 磁気検出装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6255811B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10239098A (ja) |
| DE (1) | DE19738361C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100860648B1 (ko) | 2006-02-23 | 2008-09-26 | 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 | 자기 센서, 자기 센서의 제조 방법, 회전 검출 장치 및위치 검출 장치 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998021552A1 (de) * | 1996-11-14 | 1998-05-22 | Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg | Anordnungen zum erfassen einer rotatorischen oder translatorischen bewegung |
| JP3448209B2 (ja) | 1998-05-08 | 2003-09-22 | 三菱電機株式会社 | 磁気検出装置 |
| JP3855801B2 (ja) * | 2001-03-27 | 2006-12-13 | 株式会社デンソー | 回転検出装置 |
| US20040085061A1 (en) * | 2002-11-04 | 2004-05-06 | Busch Nicholas F. | Geartooth sensor with angled faced magnet |
| DE10258844A1 (de) * | 2002-12-17 | 2004-03-25 | Robert Bosch Gmbh | Magnetfeldsensorelement und dessen Verwendung |
| DE202005011361U1 (de) * | 2005-07-19 | 2006-11-23 | Woelke Magnetbandtechnik Gmbh & Co Kg | Magnetfeldempfindlicher Sensor |
| US7427859B2 (en) * | 2005-08-10 | 2008-09-23 | Tdk Corporation | Moving body detecting apparatus |
| US7355389B2 (en) * | 2005-11-01 | 2008-04-08 | Honeywell International, Inc. | Method and system for linear positioning |
| US8575920B2 (en) * | 2007-12-05 | 2013-11-05 | Infineon Technologies Ag | Magneto-resistive magnetic field sensor |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS576962Y2 (ja) * | 1974-07-26 | 1982-02-09 | ||
| JPS6183910A (ja) | 1984-10-01 | 1986-04-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 検出装置 |
| DE3583870D1 (de) * | 1984-01-25 | 1991-10-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Magnetmessaufnehmer. |
| JPS60155917A (ja) | 1984-01-25 | 1985-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 検出装置 |
| DE3426784A1 (de) | 1984-07-20 | 1986-01-30 | Bosch Gmbh Robert | Magnetoresistiver sensor zur abgabe von elektrischen signalen |
| US5477143A (en) * | 1994-01-11 | 1995-12-19 | Honeywell Inc. | Sensor with magnetoresistors disposed on a plane which is parallel to and displaced from the magnetic axis of a permanent magnet |
| US5644226A (en) | 1994-03-02 | 1997-07-01 | Nippondenso Co., Ltd. | Magnetic detector having a bias magnet and magnetoresistive elements shifted away from the center of the magnet |
| JPH09329461A (ja) * | 1996-06-10 | 1997-12-22 | Mitsubishi Electric Corp | 検出装置 |
| JPH10239338A (ja) * | 1997-02-26 | 1998-09-11 | Mitsubishi Electric Corp | 検出装置 |
-
1997
- 1997-02-26 JP JP9042301A patent/JPH10239098A/ja active Pending
- 1997-08-11 US US08/906,830 patent/US6255811B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-09-02 DE DE19738361A patent/DE19738361C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100860648B1 (ko) | 2006-02-23 | 2008-09-26 | 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 | 자기 센서, 자기 센서의 제조 방법, 회전 검출 장치 및위치 검출 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19738361C2 (de) | 2003-08-21 |
| DE19738361A1 (de) | 1998-08-27 |
| US6255811B1 (en) | 2001-07-03 |
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