JPH11316135A - Magnetism detecting device - Google Patents

Magnetism detecting device

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Publication number
JPH11316135A
JPH11316135A JP10121199A JP12119998A JPH11316135A JP H11316135 A JPH11316135 A JP H11316135A JP 10121199 A JP10121199 A JP 10121199A JP 12119998 A JP12119998 A JP 12119998A JP H11316135 A JPH11316135 A JP H11316135A
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JP
Japan
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change
magnetic
magnetoresistive element
magnetoresistive
magnetic field
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Application number
JP10121199A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Miwa
智 三輪
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Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify a sensor signal processing part, and to detect rotation of a detected object. SOLUTION: This device has a bias magnet 6 for generating a magnetic field toward a gear 2 with a magnetic material, a magnetic resistant element 3 arranged between the bias magnet 6 and the gear 2, having half-bridged constitution connected in series with the first magnetic resistant element 3a and the second magnetic resistant element 3b having respectively multilayered films GMR(giant magnetic resistant element), and having the first element 3a and the second element 3b with respective resistance values which vary in reverse phase each other by variation of the magnetic field impressed to the films GMR in response to movement of the gear 2, and a sensor signal processing part, 5 for outputting output value change due to the variation of a resistance value in the magnetic resistant element 3, as a movement detecting output for the gear 2. The bias magnet 6, the element 3, and the sensor signal processing part 5 are supported integrally on a supporting base plate 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果素子
の抵抗変化を利用して被検出対象の移動,回転等を検出
する高感度な磁気検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-sensitivity magnetic detecting device for detecting a movement, a rotation, and the like of an object to be detected by utilizing a resistance change of a magnetoresistive element.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の磁気検出装置としては、特開平6
−174490号の公開特許公報に開示されているよう
な磁気検出装置が知られている。
2. Description of the Related Art A conventional magnetic detecting device is disclosed in
2. Description of the Related Art There is known a magnetic detection device as disclosed in Japanese Patent Publication No. 174490.

【0003】この磁気検出装置は、図8に示すようにギ
ア100と、ギア100に向けてバイアス磁界を発生す
る中空形状のバイアス磁石104と、磁気抵抗素子10
3が保持されているモールド材102がバイアス磁石1
04の貫通孔を貫通するように構成されている。磁気抵
抗素子103は図9に示すように、第1の磁気抵抗素子
111と第2の磁気抵抗素子112が、バイアス磁界方
向Wとのなす角度がそれぞれ±45度の角度を形成する
ように構成されている。
[0003] As shown in FIG. 8, the magnetic detecting device includes a gear 100, a hollow bias magnet 104 for generating a bias magnetic field toward the gear 100, and a magnetoresistive element 10.
3 holds the bias magnet 1
04 through the through hole. As shown in FIG. 9, the magnetoresistive element 103 is configured such that the first magnetoresistive element 111 and the second magnetoresistive element 112 form an angle of ± 45 degrees with the bias magnetic field direction W. Have been.

【0004】この磁気検出装置は、ギア回転に応じたバ
イアス磁界方向の変化により各磁気抵抗素子の抵抗値が
それぞれ逆相で変化する。また磁気抵抗素子を45度配
置とすることで波形割れの対策がされている。磁気抵抗
素子103の出力値は、各磁気抵抗素子111,112
の接続中点から取り出すようになっており、信号処理回
路114に供給される。
In this magnetic detection device, the resistance value of each magnetoresistive element changes in the opposite phase due to a change in the direction of the bias magnetic field according to the gear rotation. Also, the arrangement of the magnetoresistive elements at 45 degrees prevents the occurrence of waveform breakage. The output value of the magnetoresistive element 103 corresponds to each of the magnetoresistive elements 111 and 112.
And is supplied to the signal processing circuit 114.

【0005】信号処理回路114に相当する従来の磁気
検出信号処理装置としては、特開平6−300584号
の公開特許公報に開示されているセンサ信号処理装置が
知られている。センサ信号処理装置の動作を信号処理回
路114の動作として説明すると、信号処理回路114
は、磁気抵抗部103からの検出出力を所定の利得で増
幅した後、ピーク値及びボトム値をホールドし、ピーク
値及びボトム値に基づき閾値を設定し、閾値に基づいて
検出出力を2値化して出力する。
As a conventional magnetic detection signal processing device corresponding to the signal processing circuit 114, there is known a sensor signal processing device disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 6-300584. The operation of the sensor signal processing device will be described as the operation of the signal processing circuit 114.
Amplifies the detection output from the magnetic resistance unit 103 with a predetermined gain, holds the peak value and the bottom value, sets a threshold based on the peak value and the bottom value, and binarizes the detection output based on the threshold. Output.

【0006】これにより、ギヤ100の回転数(歯10
1の数)に応じたパルスを出力でき、後段の例えばカウ
ンタ等において信号処理回路114から出力されるパル
ス数をカウントすることでギヤ100の回転数を検出す
ることができる。
As a result, the rotation speed of the gear 100 (the teeth 10
1), and the number of rotations of the gear 100 can be detected by counting the number of pulses output from the signal processing circuit 114 in a subsequent stage such as a counter.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平6−1
74490号に開示されているような磁気検出装置は、
バイアス磁界方向と、各磁気抵抗素子111,112と
のなす角度がそれぞれ45度となるように配置する必要
がある。各磁気抵抗素子111,112に印加されるバ
イアス磁界の角度が45度よりずれると、各抵抗値はそ
れぞれ逆に変化するため、接続中点から取り出される電
位は大きく変動する。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No.
A magnetic detection device as disclosed in US Pat.
It is necessary to arrange so that the angle between the bias magnetic field direction and each of the magnetoresistive elements 111 and 112 is 45 degrees. When the angle of the bias magnetic field applied to each of the magnetoresistive elements 111 and 112 deviates from 45 degrees, each resistance value changes in reverse, so that the potential taken out from the middle point of connection greatly changes.

【0008】バイアス磁界角度の45度からのずれは、
磁気抵抗素子をバイアス磁石に組み付けたときの位置関
係或いは、磁気抵抗素子、バイアス磁石、モールド材か
らなる磁気検出装置をギアに対して取り付けたときの位
置関係或いは、磁気検出装置をギアに対して取り付けた
後のギアの偏心等による磁気検出装置とギアの位置関係
のずれにより生じる。
The deviation of the bias magnetic field angle from 45 degrees is as follows:
The positional relationship when the magnetoresistive element is assembled to the bias magnet, or the positional relationship when the magnetic detecting device consisting of the magnetoresistive device, the bias magnet, and the molding material is attached to the gear, or the magnetic detecting device is attached to the gear This is caused by a shift in the positional relationship between the magnetic detection device and the gear due to the eccentricity of the gear after being attached.

【0009】そしてそれぞれの位置関係が、図8に示す
中心線(ギア100の直径方向)に対して図中α方向に
傾く、或いは中心線に対し図中Z方向にずれると、各磁
気抵抗素子111,112にバイアスされる磁界方向が
45度からずれ、中点電位(ギアの回転によるsin波
状のセンサ信号のピークとボトムの中間の電位)は大き
く変動する。
When the respective positional relations are inclined in the α direction in the figure with respect to the center line (diameter direction of the gear 100) shown in FIG. The direction of the magnetic field biased by 111 and 112 deviates from 45 degrees, and the midpoint potential (the potential intermediate between the peak and the bottom of the sin-wave sensor signal due to the rotation of the gear) fluctuates greatly.

【0010】このように中点電位が大きく変動した磁気
抵抗部103からの出力を後段の信号処理回路114に
入力すると、信号処理回路114から出力されるパルス
にデューティ比の変化或いはパルス出力の不可等の不具
合を生じる。このため、磁気検出装置には、高度な組み
付け精度及び取り付け精度が要求されるという問題があ
った。また、従来の磁気検出装置は、バイアス磁石10
4として中空形状のものを設けているため、磁気検出装
置の外形寸法が大きくなる問題があった。
When the output from the magnetoresistive section 103 in which the midpoint potential greatly fluctuates is input to the signal processing circuit 114 at the subsequent stage, the pulse output from the signal processing circuit 114 cannot change the duty ratio or cannot output the pulse. And so on. For this reason, there has been a problem that the magnetic detection device is required to have high assembling accuracy and mounting accuracy. Further, the conventional magnetism detecting device has a bias magnet 10
Since a hollow shape is provided as 4, there is a problem that the outer dimensions of the magnetic detection device become large.

【0011】そこで、この問題を解決したものとして、
本出願人は、平成9年5月16日に特願平9−1273
11号の磁気検出装置及び磁気検出信号処理装置を出願
している。
Therefore, as a solution to this problem,
The present applicant filed Japanese Patent Application No. 9-1273 on May 16, 1997.
No. 11 has filed an application for a magnetic detection device and a magnetic detection signal processing device.

【0012】この磁気検出装置は、図10に示すよう
に、ギア202に対してバイアス磁界を印加する平板状
のバイアス磁石206と、ハーフブリッジ構成或いはフ
ルブリッジ構成の磁気抵抗素子203と、センサ信号処
理部205を、支持基板204に設ける。ギア202の
回転による各磁気抵抗素子203a、203bの抵抗値
変化に応じたセンサ信号を取り出し、これをセンサ信号
処理部205により、2値化してセンサパルスとして出
力する。
As shown in FIG. 10, the magnetic detecting device includes a flat bias magnet 206 for applying a bias magnetic field to the gear 202, a half-bridge or full-bridge magnetoresistive element 203, and a sensor signal. The processing unit 205 is provided on the support substrate 204. A sensor signal corresponding to a change in the resistance value of each of the magnetoresistive elements 203a and 203b due to the rotation of the gear 202 is taken out, binarized by the sensor signal processing unit 205, and output as a sensor pulse.

【0013】取り付け位置にずれ或いは傾きが生じても
各磁気抵抗素子203a、203bに印加されるバイア
ス磁界は、それ程ずれることはないため、センサ信号の
中点電位の変動が防止でき、組み付け精度が緩和され
る。また、平板状のバイアス磁石を用いているため、セ
ンサの外形寸法を小さくすることができる。
Even if the mounting position shifts or tilts, the bias magnetic field applied to each of the magneto-resistive elements 203a and 203b does not shift so much, so that a change in the midpoint potential of the sensor signal can be prevented, and the assembling accuracy can be improved. Be relaxed. Further, since a flat bias magnet is used, the outer dimensions of the sensor can be reduced.

【0014】また、センサ信号処理部205は、図11
に示すように、各磁気抵抗素子203a,203bの接
続点の電圧の変化として取り出したセンサ信号を増幅す
る増幅部211と、増幅部211からのセンサ信号のピ
ーク値をホールドするピークホールド回路216及びセ
ンサ信号のボトム値をホールドするボトムホールド回路
217からなるホールド部212と、ホールド部212
によりホールドされたセンサ信号のピーク値及びボトム
値の分圧値を閾値信号として出力する閾値発生部213
とを有する。
Further, the sensor signal processing unit 205
As shown in FIG. 7, an amplifying unit 211 for amplifying a sensor signal extracted as a voltage change at a connection point of each of the magnetoresistive elements 203a and 203b, a peak hold circuit 216 for holding a peak value of the sensor signal from the amplifying unit 211, and A holding unit 212 including a bottom hold circuit 217 for holding a bottom value of the sensor signal;
Threshold value generating section 213 which outputs the divided voltage values of the peak value and the bottom value of the sensor signal held by the controller as a threshold signal
And

【0015】また、センサ信号処理部205は、増幅部
211からのセンサ信号を閾値発生部213からの閾値
信号に基づいて2値化してセンサパルスを出力する比較
器214と、比較器214からのセンサパルスに基づい
てピークホールド回路216及びボトムホールド回路2
17のリセット信号を形成するエッジ検出部215とを
有する。
The sensor signal processing section 205 binarizes the sensor signal from the amplifying section 211 based on the threshold signal from the threshold generating section 213 and outputs a sensor pulse. Peak hold circuit 216 and bottom hold circuit 2 based on sensor pulse
And an edge detection unit 215 for generating 17 reset signals.

【0016】このようなセンサ信号処理部205は、ピ
ークホールド値及びボトムホールド値に基づいてハイレ
ベル用の閾値信号及びローレベル用の閾値信号を形成
し、この各閾値信号に基づいてセンサ信号を2値化する
ため、センサ信号の中点電位が変動しても、これに影響
されることなく正確に2値化したセンサパルスを出力で
きる。
The sensor signal processing unit 205 forms a high-level threshold signal and a low-level threshold signal based on the peak hold value and the bottom hold value, and generates a sensor signal based on each of the threshold signals. Because of the binarization, even if the midpoint potential of the sensor signal fluctuates, the binarized sensor pulse can be output accurately without being affected by the fluctuation.

【0017】しかしながら、前述した特願平9−127
311号の磁気検出装置に設けられた各磁気抵抗素子2
03a、203bの磁界変化による抵抗値の変化量
(率)は、最大でも4%程度であり、非常に小さい。
However, the aforementioned Japanese Patent Application No. Hei 9-127 is disclosed.
Each magnetic resistance element 2 provided in the magnetic detection device of No. 311
The amount of change (rate) of the resistance value due to the change in the magnetic field in 03a and 203b is very small, at most about 4%.

【0018】このため、センサ信号の振幅が小さく、図
12(b)に示すように、センサ信号の中点電位が小さ
いながらも存在する。このため、この中点電位の変動に
追従するためにピークホールド回路216やボトムホー
ルド回路217等を含む大規模なセンサ信号処理部20
5を設ける必要があった。その結果、センサ信号処理部
が複雑な回路構成となっていた。
For this reason, the amplitude of the sensor signal is small, and as shown in FIG. Therefore, a large-scale sensor signal processing unit 20 including a peak hold circuit 216, a bottom hold circuit 217, and the like in order to follow the fluctuation of the midpoint potential.
5 had to be provided. As a result, the sensor signal processing section has a complicated circuit configuration.

【0019】本発明は、磁界角度変化による抵抗値変化
率の大きい磁気抵抗素子を用いることにより簡易なセン
サ信号処理部を実現するとともに、被検出対象の回転を
検出することができる磁気検出装置を提供することを課
題とする。
The present invention realizes a simple sensor signal processing section by using a magnetoresistive element having a large rate of change in resistance value due to a change in magnetic field angle, and a magnetic detection apparatus capable of detecting rotation of a detection target. The task is to provide.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明の磁気検出装置
は、前記課題を解決するために以下の構成とした。請求
項1の発明は、磁性材料を有する被検出対象に向けて磁
界を発生するバイアス磁石と、このバイアス磁石と前記
被検出対象との間に配置され、且つ少なくとも第1の薄
膜と第2の薄膜とが交互に複数回積層された多層膜を有
する第1の磁気抵抗素子及び第2の磁気抵抗素子を直列
接続したハーフブリッジ構成を有し、前記被検出対象の
運動に応じて前記多層膜に印加される前記磁界の変化に
より前記第1の磁気抵抗素子及び前記第2の磁気抵抗素
子の各抵抗値が互いに逆相で変化する磁気抵抗手段と、
この磁気抵抗手段の抵抗値の変化による出力値の変化を
前記被検出対象の運動検出出力として出力するセンサ信
号処理部と、前記バイアス磁石,磁気抵抗手段及びセン
サ信号処理部を一体的に支持する支持基板とを備えるこ
とを特徴とする。
The magnetic detecting device according to the present invention has the following arrangement to solve the above-mentioned problems. The invention according to claim 1 is a bias magnet that generates a magnetic field toward a detection target having a magnetic material, and is disposed between the bias magnet and the detection target, and includes at least a first thin film and a second thin film. A half-bridge configuration in which a first magnetoresistive element and a second magnetoresistive element having a multilayer film in which thin films are alternately laminated a plurality of times are connected in series, and the multilayer film is formed in accordance with the movement of the detection target. Magnetoresistive means in which the respective resistance values of the first and second magnetoresistive elements change in opposite phases due to a change in the magnetic field applied to
A sensor signal processing unit that outputs a change in an output value due to a change in the resistance value of the magnetic resistance unit as a motion detection output of the detection target, and the bias magnet, the magnetic resistance unit, and the sensor signal processing unit are integrally supported. A supporting substrate.

【0021】請求項1の発明によれば、多層膜を有する
第1の磁気抵抗素子及び第2の磁気抵抗素子にバイアス
磁石の磁界が印加され、被検出対象の運動により磁界角
度が変化すると、磁界変化により第1の磁気抵抗素子及
び第2の磁気抵抗素子の各抵抗値が互いに逆相で大幅に
変化する。
According to the first aspect of the present invention, when the magnetic field of the bias magnet is applied to the first and second magnetoresistive elements having the multilayer film and the magnetic field angle changes due to the movement of the detection target, Due to the change in the magnetic field, the resistance values of the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element greatly change in opposite phases.

【0022】すなわち、磁界角度変化による抵抗変化率
の大きい多層膜を有する磁気抵抗手段を用いたため、磁
気抵抗手段の抵抗値の変化による出力値の変化が従来の
ものよりも数倍も大きくなり、簡易なセンサ信号処理部
で被検出対象の回転を検出することができる。
That is, since the magnetoresistive means having a multilayer film having a large resistance change rate due to a change in the magnetic field angle is used, the change in the output value due to the change in the resistance value of the magnetoresistive means is several times larger than the conventional one. The rotation of the detection target can be detected by a simple sensor signal processing unit.

【0023】請求項2の発明のように、前記センサ信号
処理部は、前記被検出対象の運動に応じた磁界の変化に
より抵抗値変化を生ずる前記磁気抵抗手段からの出力値
と、予め定められた閾値とを比較し、前記出力値を2値
化して出力する比較手段を備えることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, the sensor signal processing section is configured to determine in advance the output value from the magnetoresistive means that causes a change in the resistance value due to a change in the magnetic field according to the movement of the object to be detected. And a comparing means for comparing the output value with the threshold value, binarizing the output value, and outputting the binarized value.

【0024】請求項2の発明によれば、センサ信号処理
部において、比較手段は、被検出対象の運動に応じた磁
界の変化により抵抗値変化を生ずる磁気抵抗手段からの
出力値と、予め定められた閾値とを比較し、出力値を2
値化して出力するので、簡易なセンサ信号処理部で被検
出対象の回転を検出することができる。
According to the second aspect of the present invention, in the sensor signal processing section, the comparing means determines the output value from the magnetoresistive means which causes a change in the resistance value due to a change in the magnetic field according to the movement of the object to be detected, and the predetermined value. And compare the output value to 2
Since the output is made into a value, the rotation of the detection target can be detected by a simple sensor signal processing unit.

【0025】請求項3の発明のように、前記被検出対象
は、円周上に凸部及び凹部が交互に設けられた回転検出
体であり、前記支持基板に配置された前記第1の磁気抵
抗素子及び前記第2の磁気抵抗素子間の距離は、前記回
転検出体の前記凸部及び凹部間の距離と略同一に設定さ
れていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, the object to be detected is a rotation detecting body in which convex portions and concave portions are alternately provided on the circumference, and the first magnetic member disposed on the support substrate. The distance between the resistance element and the second magnetic resistance element is set substantially equal to the distance between the convex part and the concave part of the rotation detecting body.

【0026】請求項3の発明によれば、第1の磁気抵抗
素子及び第2の磁気抵抗素子間の距離を、回転検出体の
凸部及び凹部間の距離と略同一に設定したため、回転検
出体の回転により、第1の磁気抵抗素子及び第2の磁気
抵抗素子の抵抗値が互いに逆相で変化するから、第1の
磁気抵抗素子と第2の磁気抵抗素子との中点から、被検
出対象の運動に応じた振幅の大きなセンサ信号を得るこ
とができる。
According to the third aspect of the present invention, the distance between the first and second magnetoresistive elements is set to be substantially the same as the distance between the convex and concave portions of the rotation detecting body. The rotation of the body changes the resistances of the first and second magneto-resistive elements in opposite phases, so that the resistance between the first and second magneto-resistive elements is changed from the midpoint of the first and second magneto-resistive elements. A sensor signal having a large amplitude according to the motion of the detection target can be obtained.

【0027】請求項4の発明のように、前記磁気抵抗手
段は、前記磁界の方向とでなす角度が所定の角度となる
ように傾斜させて配置されることで、磁界変化による抵
抗値変化が大きくなる。
According to a fourth aspect of the present invention, the magneto-resistive means is disposed so as to be inclined so that an angle between the magneto-resistive means and the direction of the magnetic field becomes a predetermined angle, so that a change in resistance due to a change in the magnetic field is reduced. growing.

【0028】請求項5の発明のように、前記所定の角度
は、略70°から略80°までの角度範囲内であること
で、磁界変化による抵抗値変化がさらに大きくなる。
According to the fifth aspect of the present invention, when the predetermined angle is within an angle range of approximately 70 ° to approximately 80 °, a change in the resistance value due to a change in the magnetic field is further increased.

【0029】請求項6の発明のように、前記第1の薄膜
は、NiFeCo薄膜であり、前記第2の薄膜は、Cu
薄膜であることで、高感度を得ることができる。
According to a sixth aspect of the present invention, the first thin film is a NiFeCo thin film, and the second thin film is a CuFe thin film.
High sensitivity can be obtained by being a thin film.

【0030】請求項7の発明のように、第1の磁気抵抗
素子及び第2の磁気抵抗素子のそれぞれの抵抗変化率が
温度変化に対して同一特性を有することを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, the first and second magnetoresistive elements have the same resistance change rate with respect to temperature change.

【0031】請求項7の発明によれば、温度変化に対し
て第1の磁気抵抗素子及び第2の磁気抵抗素子の抵抗変
化率が同一特性で変化するため、温度が変化しても中点
電位は変動しないから、温度変化による中点電位の変動
を抑制することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, since the resistance change rates of the first and second magnetoresistive elements change with the same characteristic with respect to a change in temperature, the midpoint does not change even if the temperature changes. Since the potential does not change, it is possible to suppress a change in the midpoint potential due to a temperature change.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、本発明の磁気検出装置の実
施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図1に実施
の形態の磁気検出装置の構成図を示す。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a magnetic detecting device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a configuration diagram of a magnetic detection device according to an embodiment.

【0033】図1に示す磁気検出装置は、被検出対象と
してのギア2の回転運動を検出するものである。ギア2
の円周には、歯としての凸部1a及び凹部1bが交互に
設けられており、このギア2の円周近傍には、平坦部4
aと傾斜部4bとからなるL字形状の支持基板4が配置
されている。
The magnetic detecting device shown in FIG. 1 detects the rotational movement of the gear 2 to be detected. Gear 2
In the circumference of the gear 2, convex portions 1a and concave portions 1b as teeth are provided alternately, and near the circumference of the gear 2, a flat portion 4
An L-shaped support substrate 4 composed of a and an inclined portion 4b is arranged.

【0034】この支持基板4の曲がり部4bの一方の面
には、第1の磁気抵抗素子3aと第2の磁気抵抗素子3
bとが取り付けられ、曲がり部4bの他方の面と平坦部
4aの一方の面とにバイアス磁石6が取り付けられてい
る。このバイアス磁石6は、磁性体を有するギア2に向
けてバイアス磁界を発生するもので、ギア2に向かう方
向に着磁されている。平坦部4aの他方の面にはセンサ
信号処理部5が取り付けられている。
On one surface of the bent portion 4b of the support substrate 4, a first magnetoresistive element 3a and a second magnetoresistive element
b, and the bias magnet 6 is attached to the other surface of the bent portion 4b and one surface of the flat portion 4a. The bias magnet 6 generates a bias magnetic field toward the gear 2 having a magnetic body, and is magnetized in a direction toward the gear 2. The sensor signal processing unit 5 is attached to the other surface of the flat part 4a.

【0035】第1の磁気抵抗素子3aと第2の磁気抵抗
素子3bとで磁気抵抗素子3を構成する。支持基板4に
配置された第1の磁気抵抗素子3aと第2の磁気抵抗素
子3bとの距離は、ギア2の凸部1aと凹部1bとのピ
ッチに合わせてある。
The first and second magnetoresistive elements 3a and 3b constitute the magnetoresistive element 3. The distance between the first magnetoresistive element 3a and the second magnetoresistive element 3b arranged on the support substrate 4 is adjusted to the pitch between the convex portion 1a and the concave portion 1b of the gear 2.

【0036】また、支持基板4の曲がり部4bは、平坦
部4aに対して所定の角度、例えば略90°をなして傾
斜されており、バイアス磁石6によるギア2に向かう磁
界が前記所定の角度で第1の磁気抵抗素子3a及び第2
の磁気抵抗素子3bを貫くようになっている。
The bent portion 4b of the support substrate 4 is inclined at a predetermined angle, for example, about 90 ° with respect to the flat portion 4a. And the first magnetoresistive element 3a and the second
Through the magnetoresistive element 3b.

【0037】第1の磁気抵抗素子3a及び第2の磁気抵
抗素子3bは、ギア2の凸部1a及び凹部1bによる運
動に応じたバイアス磁界の変化(磁界の振れ角θ′)に
より抵抗変化を生ずるようになっている。第1の磁気抵
抗素子3a及び第2の磁気抵抗素子3bは、ギア2の凸
部1aと凹部1bとのピッチに合わせて配置されている
ため、抵抗値が互いに逆相で変化するようになってい
る。
The first magnetoresistive element 3a and the second magnetoresistive element 3b change their resistance by the change of the bias magnetic field (magnetic field deflection angle θ ') in accordance with the movement of the gear 2 by the convex portion 1a and the concave portion 1b. To occur. Since the first magnetoresistive element 3a and the second magnetoresistive element 3b are arranged in accordance with the pitch between the convex portion 1a and the concave portion 1b of the gear 2, the resistance values change in opposite phases. ing.

【0038】センサ信号処理部5は、ギア2の回転によ
る各磁気抵抗素子3a,3bの抵抗値変化を中点電圧と
して取り出して、この中点電圧を所定の閾値により2値
化してセンサパルスとして出力する。
The sensor signal processing section 5 takes out a change in the resistance value of each of the magnetoresistive elements 3a and 3b due to the rotation of the gear 2 as a midpoint voltage, binarizes the midpoint voltage with a predetermined threshold value, and converts the voltage into a sensor pulse. Output.

【0039】図2に実施の形態の磁気抵抗素子3の構成
を示す。図1に示す磁気抵抗素子3は、櫛状の電極パタ
ーン7aを有する第1の磁気抵抗素子3aと、この第1
の磁気抵抗素子3aに接続され且つ櫛状の電極パターン
7bを有する第2の磁気抵抗素子3bとからなるハーフ
ブリッジを構成する。
FIG. 2 shows the configuration of the magnetoresistive element 3 according to the embodiment. The magnetoresistive element 3 shown in FIG. 1 includes a first magnetoresistive element 3a having a comb-shaped electrode pattern 7a,
And a second magnetoresistive element 3b having a comb-shaped electrode pattern 7b.

【0040】電極パターン7aの一端には電極8aが接
続され、電極パターン7bの一端には電極8cが接続さ
れ、電極パターン7aと電極パターン7bとの中点aに
は電極8bが接続され、電極8bから中点電圧が取り出
されるようになっている。
The electrode 8a is connected to one end of the electrode pattern 7a, the electrode 8c is connected to one end of the electrode pattern 7b, the electrode 8b is connected to the middle point a between the electrode pattern 7a and the electrode pattern 7b, The midpoint voltage is extracted from 8b.

【0041】図3に実施の形態の第1の磁気抵抗素子3
a及び第2の磁気抵抗素子3bの断面図を示す。第1の
磁気抵抗素子3a及び第2の磁気抵抗素子3bは、多層
膜からなる巨大磁気抵抗素子(GMR)からなり、バイ
アス磁界の変化により抵抗変化を生ずるようになってい
る。
FIG. 3 shows the first magnetoresistive element 3 of the embodiment.
a and a cross-sectional view of the second magnetoresistive element 3b. The first magnetoresistive element 3a and the second magnetoresistive element 3b are composed of a giant magnetoresistive element (GMR) composed of a multilayer film, and generate a resistance change by a change in a bias magnetic field.

【0042】第1の磁気抵抗素子3a及び第2の磁気抵
抗素子3bは、Fe薄膜11、このFe薄膜11上に積
層されるNiFeCo薄膜13(厚み15Å)、このN
iFeCo薄膜13上に積層されるCu薄膜15(厚み
21Å)を有するとともに、NiFeCo薄膜13及び
Cu薄膜15を20層分積層して構成されている。
The first magnetoresistive element 3a and the second magnetoresistive element 3b include an Fe thin film 11, a NiFeCo thin film 13 (thickness 15 °) laminated on the Fe thin film 11,
It has a Cu thin film 15 (thickness 21 °) laminated on the iFeCo thin film 13 and is formed by laminating 20 layers of the NiFeCo thin film 13 and the Cu thin film 15.

【0043】また、第1の磁気抵抗素子3a及び第2の
磁気抵抗素子3bのそれぞれは、外部の温度変化に対す
る抵抗値変化を表す温度特性が同一となっており、温度
変化による中点電位の変動を抑制可能となっている。
Each of the first magnetoresistive element 3a and the second magnetoresistive element 3b has the same temperature characteristic indicating a change in resistance value with respect to an external temperature change. Fluctuations can be suppressed.

【0044】図4に定電流を通電して磁界角度を変化さ
せたときにおける抵抗値変化率を測定する構成図を示
す。図4において、多層膜GMRを有する第1の磁気抵
抗素子3a(第2の磁気抵抗素子3bでも同じ)には、
定電流源21が接続されている。
FIG. 4 shows a configuration diagram for measuring the rate of change in resistance when a constant current is applied to change the magnetic field angle. In FIG. 4, a first magnetoresistive element 3a having a multilayer film GMR (same for the second magnetoresistive element 3b) includes:
The constant current source 21 is connected.

【0045】第1の磁気抵抗素子3aの多層膜GMRに
平行な方向(各々の薄膜の長手方向)を磁界角度0°と
し、多層膜GMRに直交する方向(前記長手方向に直交
する方向)を磁界角度90°とする。
The direction parallel to the multilayer film GMR of the first magnetoresistive element 3a (the longitudinal direction of each thin film) is defined as a magnetic field angle of 0 °, and the direction perpendicular to the multilayer film GMR (the direction perpendicular to the longitudinal direction) is defined. The magnetic field angle is 90 °.

【0046】磁界角度を0°から90°まで変化したと
きにおける磁界角度に対する抵抗変化率を図5に示す。
図5において、横軸は、磁界角度を示し、縦軸は、抵抗
変化率を示す。
FIG. 5 shows the resistance change rate with respect to the magnetic field angle when the magnetic field angle is changed from 0 ° to 90 °.
In FIG. 5, the horizontal axis represents the magnetic field angle, and the vertical axis represents the resistance change rate.

【0047】バイアス磁石6による磁界強度H、例え
ば、所定の磁界強度H1が第1の磁気抵抗素子3a及び
第2の磁気抵抗素子3bに加わり、この磁界角度が磁界
角度0°から90°まで変化したときには、抵抗変化率
は、最大で約10.5%となる。
The bias magnetic field generated by the magnet 6 strength H, for example, a predetermined magnetic field intensity H 1 is applied to the first magnetoresistive element 3a and the second magnetoresistive element 3b, from up to 90 ° is the magnetic field angle field angle 0 ° When the resistance changes, the resistance change rate is about 10.5% at the maximum.

【0048】従来の抵抗変化率は、約4%であるため、
第1の磁気抵抗素子3a及び第2の磁気抵抗素子3bの
抵抗変化率は、従来のNi−Co系の磁気抵抗素子の抵
抗変化率に対して約2倍以上となる。このため、従来の
ものよりも2倍以上のセンサ出力を得ることができる磁
気抵抗素子3を提供することができる。
Since the conventional resistance change rate is about 4%,
The rate of change in resistance of the first magnetoresistive element 3a and the second magnetoresistive element 3b is about twice or more the rate of change in resistance of a conventional Ni-Co based magnetoresistive element. For this reason, it is possible to provide the magnetoresistive element 3 capable of obtaining a sensor output twice or more as compared with the conventional one.

【0049】図7に実施の形態の磁気検出装置のセンサ
信号処理部5の回路図を示す。図7において、第1の磁
気抵抗素子3aには、定電流源21を介して電源電圧V
DDが印加され、第1の磁気抵抗素子3aと第2の磁気抵
抗素子3bとが直列に接続され、第2の磁気抵抗素子3
bの一端は接地されている。
FIG. 7 is a circuit diagram of the sensor signal processing unit 5 of the magnetic detection device according to the embodiment. In FIG. 7, a power supply voltage V is applied to a first magnetoresistive element 3a via a constant current source 21.
DD is applied, the first magnetoresistive element 3a and the second magnetoresistive element 3b are connected in series, and the second magnetoresistive element 3a
One end of b is grounded.

【0050】磁気抵抗素子3の第1の磁気抵抗素子3a
と第2の磁気抵抗素子3bは、中点端子aで接続されて
おり、この中点端子aの電圧値は、sin波状のセンサ
信号Vinとしてコンパレータ25の非反転入力端子
(+)に入力されるようになっている。
First magnetoresistive element 3a of magnetoresistive element 3
And the second magnetoresistive element 3b are connected at a midpoint terminal a, and the voltage value at the midpoint terminal a is input to the non-inverting input terminal (+) of the comparator 25 as a sin wave sensor signal Vin. It has become so.

【0051】第1の磁気抵抗素子3a(GMR1)の抵
抗値と第2の磁気抵抗素子3b(GMR2)の抵抗値と
は、逆相(抵抗値の変化の位相差が180°)で変化す
るようになっており、図7では、GMR1とGMR2と
の抵抗値が逆相で変化することを、矢印の向きを逆(G
MR1の矢印が右上向きであり、GMR2の矢印が左下
向きである。)にすることで表している。
The resistance value of the first magnetoresistive element 3a (GMR1) and the resistance value of the second magnetoresistive element 3b (GMR2) change in opposite phases (the phase difference of the change in the resistance value is 180 °). FIG. 7 shows that the resistance values of GMR1 and GMR2 change in opposite phases by reversing the direction of the arrow (G
The arrow of MR1 points to the upper right and the arrow of GMR2 points to the lower left. ).

【0052】コンパレータ25の反転入力端子(−)に
は中点端子aから入力されたセンサ信号Vinを2値化す
るための閾値電圧Vth(基準電圧REF)が印加されて
いる。コンパレータ25は、入力されたセンサ信号Vin
の電圧値が閾値電圧Vthの値よりも大きい場合にHレベ
ルを出力し、入力されたセンサ信号Vinの電圧値が閾値
電圧Vthの値よりも小さい場合にLレベルを出力するも
ので、2値化されたセンサパルスVoutを出力するように
なっている。
The threshold voltage Vth (reference voltage REF) for binarizing the sensor signal Vin input from the middle terminal a is applied to the inverting input terminal (-) of the comparator 25. The comparator 25 receives the input sensor signal Vin
Outputs an H level when the voltage value of the sensor signal Vin is larger than the threshold voltage Vth, and outputs an L level when the voltage value of the input sensor signal Vin is smaller than the threshold voltage Vth. It outputs the converted sensor pulse Vout.

【0053】次に、このように構成された実施の形態の
磁気検出装置の動作を図面を参照しながら説明する。
Next, the operation of the magnetic detection device of the embodiment configured as described above will be described with reference to the drawings.

【0054】まず、バイアス磁石6で発生したバイアス
磁界Hは、図6に示すように、第1の磁気抵抗素子3a
及び第2の磁気抵抗素子3bのそれぞれの多層膜GMR
を貫き、ギア2に向かう。
First, as shown in FIG. 6, the bias magnetic field H generated by the bias magnet 6 is applied to the first magnetoresistive element 3a.
And the multilayer film GMR of the second magnetoresistive element 3b
And go to gear 2.

【0055】このとき、支持基板4に実装された第1の
磁気抵抗素子3a及び第2の磁気抵抗素子3bは、バイ
アス磁石6の磁界の内のギア2に向かう磁界Hとでなす
角度が所定の角度θ(例えば75°)で傾斜して配置さ
れている。
At this time, the first magnetic resistance element 3a and the second magnetic resistance element 3b mounted on the support substrate 4 have a predetermined angle between the magnetic field H of the bias magnet 6 and the magnetic field H directed to the gear 2. At an angle θ (for example, 75 °).

【0056】このため、バイアス磁石6の磁界Hは、第
1の磁気抵抗素子3a及び第2の磁気抵抗素子3bのそ
れぞれの多層膜GMRに対して所定の角度θで印加され
る。そして、ギア2が回転すると、図6に示すように、
第1の磁気抵抗素子3a及び第2の磁気抵抗素子3bに
おける磁界角度は、角度θを基準として振れ角±θ′だ
け周期的に変化する。
For this reason, the magnetic field H of the bias magnet 6 is applied at a predetermined angle θ to each of the multilayer films GMR of the first magnetoresistive element 3a and the second magnetoresistive element 3b. Then, when the gear 2 rotates, as shown in FIG.
The magnetic field angle in the first magnetoresistive element 3a and the second magnetoresistive element 3b periodically changes by the deflection angle ± θ ′ with respect to the angle θ.

【0057】この場合、ギア2の回転により、第1の磁
気抵抗素子3aがギア2の凸部1aに対向し、第2の磁
気抵抗素子3bが、凹部1bに対向すると、第1の磁気
抵抗素子3aにおける磁界角度は、角度θ+θ′とな
り、第2の磁気抵抗素子3bにおける磁界角度は、角度
θ−θ′となる。
In this case, when the gear 2 rotates, the first magnetoresistive element 3a faces the convex portion 1a of the gear 2 and the second magnetoresistive element 3b faces the concave portion 1b. The magnetic field angle in the element 3a is θ + θ ′, and the magnetic field angle in the second magnetoresistive element 3b is θ−θ ′.

【0058】次に、ギア2の回転により、第1の磁気抵
抗素子3aがギア2の凹部1bに対向し、第2の磁気抵
抗素子3bが、凸部1aに対向すると、第1の磁気抵抗
素子3aにおける磁界角度は、角度θ−θ′となり、第
2の磁気抵抗素子3bにおける磁界角度は、角度θ+
θ′となる。
Next, when the gear 2 rotates, the first magnetoresistive element 3a faces the concave portion 1b of the gear 2 and the second magnetoresistive element 3b faces the convex portion 1a. The magnetic field angle in the element 3a is the angle θ−θ ′, and the magnetic field angle in the second magnetoresistive element 3b is the angle θ +
θ ′.

【0059】すなわち、第1の磁気抵抗素子3aと第2
の磁気抵抗素子3bとは、ギア2の凸部1aと凹部1b
とのピッチに合わせて配置されているため、抵抗値が互
いに逆相で大幅に変化する。
That is, the first magnetoresistance element 3a and the second
The magnetoresistive element 3b is defined by the convex portion 1a and the concave portion 1b of the gear 2.
Since the resistance values are arranged in accordance with the pitch, the resistance values greatly change in mutually opposite phases.

【0060】そして、バイアス磁界の方向は、ギア2の
回転により周期的に変調され、第1の磁気抵抗素子3a
及び第2の磁気抵抗素子3bの磁界強度の変化は、ギア
2の回転により周期的に変調される。周期的な変調とし
ては、ギア2の歯の凸部1a及び凹部1bが一つ分移動
するにつき1周期の割合で変調される。
The direction of the bias magnetic field is periodically modulated by the rotation of the gear 2, and the first magnetic resistance element 3a
The change in the magnetic field strength of the second magnetoresistive element 3b is periodically modulated by the rotation of the gear 2. The periodic modulation is performed at a rate of one cycle for each movement of the convex portion 1a and the concave portion 1b of the tooth of the gear 2.

【0061】このように、第1の磁気抵抗素子3aと第
2の磁気抵抗素子3bとの抵抗値が互いに逆相で変化
し、その抵抗値変化率が従来のものよりも2倍以上大き
いため、図7に示すように、第1の磁気抵抗素子3aと
第2の磁気抵抗素子3bとの中点端子aからは、従来の
ものよりも2倍以上も大きい振幅を持つsin波状のセ
ンサ信号Vinが得られ、このセンサ信号Vinは、センサ信
号処理部5のコンパレータ25に送られる。
As described above, the resistance values of the first magnetoresistive element 3a and the second magnetoresistive element 3b change in opposite phases to each other, and the rate of change of the resistance value is more than twice as large as that of the conventional one. As shown in FIG. 7, a sinusoidal sensor signal having an amplitude that is at least twice as large as that of the conventional one is output from the midpoint terminal a of the first magnetoresistive element 3a and the second magnetoresistive element 3b. Vin is obtained, and the sensor signal Vin is sent to the comparator 25 of the sensor signal processing unit 5.

【0062】また、従来方式のNi−Co系の磁気抵抗
素子を用いた場合と比較して、約2倍以上のセンサ出力
が得られるため、ギア2の回転検出が非常に簡単にな
る。すなわち、高感度な磁気検出装置を提供することが
できる。また、抵抗値の変化が大きいため、ギア2と磁
気抵抗素子3との距離を従来よりも、例えば2倍だけ大
きくとれるため、組み付けが簡単になる。
Further, since the sensor output can be obtained about twice or more as compared with the case of using the conventional Ni-Co based magnetoresistive element, the rotation detection of the gear 2 becomes very simple. That is, a highly sensitive magnetic detection device can be provided. In addition, since the change in the resistance value is large, the distance between the gear 2 and the magnetoresistive element 3 can be set to be, for example, twice as large as that in the related art, thereby simplifying the assembly.

【0063】さらに、第1の磁気抵抗素子3aと第2の
磁気抵抗素子3bとのそれぞれの抵抗値が互いに逆相で
変化するので、例えば、第1の磁気抵抗素子3aの抵抗
値のみを変化させた場合よりも2倍の抵抗値変化率とな
る。
Further, since the respective resistance values of the first magnetoresistive element 3a and the second magnetoresistive element 3b change in opposite phases, for example, only the resistance value of the first magnetoresistive element 3a changes. The rate of change of the resistance value is twice as high as that in the case of the above-described case.

【0064】第1の磁気抵抗素子3a及び第2の磁気抵
抗素子3bの各抵抗値は、従来のものよりも2倍以上も
変化するため、第1の磁気抵抗素子3aと第2の磁気抵
抗素子3bとのそれぞれの抵抗値が互いに逆相で変化し
た場合における全体の抵抗変化率は、従来のものよりも
4倍以上も変化することになる。このため、第1の磁気
抵抗素子3aの抵抗値のみを変化させた場合よりもさら
に、高感度となり、より簡易なセンサ信号処理部を提供
することができる。
Since the respective resistances of the first magnetoresistive element 3a and the second magnetoresistive element 3b change more than twice as compared with the prior art, the first magnetoresistive element 3a and the second magnetoresistive element 3b are different from each other. When the respective resistance values of the element 3b and the element 3b change in opposite phases, the overall rate of change in resistance changes by four times or more than the conventional one. Therefore, the sensitivity becomes higher than when only the resistance value of the first magnetoresistive element 3a is changed, and a simpler sensor signal processing unit can be provided.

【0065】なお、所定の角度θは、略70°〜略80
°に設定するのが好ましい。磁界角度の変化による振れ
角が約10°前後であるとすれば、磁界角度が略60°
〜略90°の範囲で変化し、この範囲内は、抵抗変化率
の大きい部分であり、より大きな振幅のセンサ信号を得
ることができるからである。
Note that the predetermined angle θ is approximately 70 ° to approximately 80 °.
It is preferable to set to °. If the deflection angle due to the change in the magnetic field angle is about 10 °, the magnetic field angle is about 60 °.
This is because the angle changes within a range of about 90 °, and within this range, the rate of change in resistance is large, and a sensor signal with a larger amplitude can be obtained.

【0066】次に、コンパレータ25の動作を説明す
る。まず、互いに逆相で抵抗値が変化する磁気抵抗素子
3a,3bの接続点から取り出されたセンサ信号Vinが
コンパレータ25の非反転入力端子に入力されると、コ
ンパレータ25は、入力されたセンサ信号Vinの電圧値
と閾値電圧Vthの値とを比較する。
Next, the operation of the comparator 25 will be described. First, when the sensor signal Vin extracted from the connection point of the magnetoresistive elements 3a and 3b whose resistance values change in opposite phases to each other is input to the non-inverting input terminal of the comparator 25, the comparator 25 The voltage value of Vin is compared with the value of the threshold voltage Vth.

【0067】そして、コンパレータ25は、入力された
センサ信号Vinの電圧値が閾値電圧Vthの値よりも大きい
場合にHレベルを出力し、入力されたセンサ信号Vinの
電圧値が閾値電圧Vthの値よりも小さい場合にLレベル
を出力する。
When the voltage value of the input sensor signal Vin is higher than the threshold voltage Vth, the comparator 25 outputs the H level, and when the voltage value of the input sensor signal Vin is equal to the value of the threshold voltage Vth. If it is smaller than the L level, the L level is output.

【0068】すなわち、コンパレータ25は、sin波
状のセンサ信号Vinを2値化してセンサパルスVoutを出
力することができる。このセンサパルスVoutは、例えば
後段に設けられたカウンタに供給され、パルス数がカウ
ントされる。これにより、一定時間内におけるパルス数
に基づいてギヤ2の回転数を検出することができる。ま
た、磁界角度変化による抵抗変化率の大きい第1の磁気
抵抗素子3a及び第2の磁気抵抗素子3bを用いること
により、1つのコンパレータ25によりギア2の凸部1
a及び凹部1bに比例した2値化されたセンサパルスを
得ることができる。すなわち、簡易なセンサ信号処理部
5でギア2の回転を検出できるようになり、従来のよう
な大規模のセンサ信号処理部を用いる必要がなくなっ
た。
That is, the comparator 25 can binarize the sin-wave sensor signal Vin and output a sensor pulse Vout. The sensor pulse Vout is supplied to, for example, a counter provided at a subsequent stage, and the number of pulses is counted. Thereby, the rotation speed of the gear 2 can be detected based on the number of pulses within a certain time. Also, by using the first magnetoresistive element 3a and the second magnetoresistive element 3b having a large resistance change rate due to a change in the magnetic field angle, one comparator 25 allows the convex part 1 of the gear 2 to be used.
It is possible to obtain a binarized sensor pulse proportional to a and the concave portion 1b. That is, the rotation of the gear 2 can be detected by the simple sensor signal processing unit 5, and it is not necessary to use a conventional large-scale sensor signal processing unit.

【0069】また、第1の磁気抵抗素子3a及び第2の
磁気抵抗素子3bのそれぞれは、外部の温度変化に対す
る抵抗値変化を表す温度特性が同一となっている。すな
わち、第1の磁気抵抗素子3a及び第2の磁気抵抗素子
3bのそれぞれの抵抗変化率が、温度変化に対して同一
特性を有する。言い換えれば、温度変化に対する抵抗変
化特性を表す温度係数が同一値を持つ2つの磁気抵抗素
子を用いる。
The first magnetoresistive element 3a and the second magnetoresistive element 3b have the same temperature characteristic representing a change in resistance with respect to an external temperature change. That is, the respective resistance change rates of the first magnetoresistive element 3a and the second magnetoresistive element 3b have the same characteristics with respect to a temperature change. In other words, two magnetoresistive elements having the same value of the temperature coefficient representing the resistance change characteristic with respect to the temperature change are used.

【0070】例えば、温度変化に対して第1の磁気抵抗
素子3aの抵抗変化率が+2%であれば、第2の磁気抵
抗素子3bの抵抗変化率も+2%となる。このため、温
度が変化しても中点電位は変動しない。すなわち、温度
変化による中点電位の変動を抑制することができる。
For example, if the rate of change of resistance of the first magnetoresistive element 3a is + 2% with respect to temperature change, the rate of change of resistance of the second magnetoresistive element 3b is also + 2%. Therefore, the midpoint potential does not change even when the temperature changes. That is, a change in the midpoint potential due to a temperature change can be suppressed.

【0071】なお、本発明は、前述した実施の形態に限
定されるものではない。実施の形態では、第1の磁気抵
抗素子3aと第2の磁気抵抗素子3bとからなるハーフ
ブリッジ構成を用いた。
The present invention is not limited to the embodiment described above. In the embodiment, a half bridge configuration including the first magnetoresistive element 3a and the second magnetoresistive element 3b is used.

【0072】例えば、このハーフブリッジ構成を2組組
み合わせたフルブリッジ構成を用いても良い。このフル
ブリッジ構成の磁気抵抗素子を用いれば、さらに高感度
となる。さらに、本発明は、実施の形態で説明した発明
の技術的思想を逸脱しない範囲で、種々変形して実施可
能であるのは勿論である。
For example, a full bridge configuration in which two sets of the half bridge configuration are combined may be used. The use of the full-bridge magnetoresistive element further increases the sensitivity. Further, it is needless to say that the present invention can be variously modified and implemented without departing from the technical idea of the invention described in the embodiments.

【0073】[0073]

【発明の効果】請求項1の発明によれば、多層膜を有す
る第1の磁気抵抗素子及び第2の磁気抵抗素子にバイア
ス磁石の磁界が印加され、被検出対象の運動により磁界
角度が変化すると、磁界変化により第1の磁気抵抗素子
及び第2の磁気抵抗素子の各抵抗値が互いに逆相で大幅
に変化する。
According to the first aspect of the present invention, the magnetic field of the bias magnet is applied to the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element having the multilayer film, and the magnetic field angle changes due to the movement of the detection target. Then, the resistance values of the first and second magneto-resistive elements greatly change in mutually opposite phases due to the magnetic field change.

【0074】すなわち、磁界角度変化による抵抗変化率
の大きい多層膜を有する磁気抵抗手段を用いたため、磁
気抵抗手段の抵抗値の変化による出力値の変化が従来の
ものよりも数倍も大きくなり、簡易なセンサ信号処理部
で被検出対象の回転を検出することができる。
That is, since the magnetoresistive means having a multilayer film having a large resistance change rate due to a change in the magnetic field angle is used, the change in the output value due to the change in the resistance value of the magnetoresistive means is several times larger than that of the conventional one. The rotation of the detection target can be detected by a simple sensor signal processing unit.

【0075】請求項2の発明によれば、センサ信号処理
部において、比較手段は、被検出対象の運動に応じた磁
界の変化により抵抗値変化を生ずる磁気抵抗手段からの
出力値と、予め定められた閾値とを比較し、出力値を2
値化して出力するので、簡易なセンサ信号処理部で被検
出対象の回転を検出することができる。
According to the second aspect of the present invention, in the sensor signal processing section, the comparing means determines the output value from the magnetoresistive means which causes a change in the resistance value due to a change in the magnetic field in accordance with the movement of the object to be detected. And compare the output value to 2
Since the output is made into a value, the rotation of the detection target can be detected by a simple sensor signal processing unit.

【0076】請求項3の発明によれば、第1の磁気抵抗
素子及び第2の磁気抵抗素子間の距離を、回転検出体の
凸部及び凹部間の距離と略同一に設定したため、回転検
出体の回転により、第1の磁気抵抗素子及び第2の磁気
抵抗素子の抵抗値が互いに逆相で変化するから、第1の
磁気抵抗素子と第2の磁気抵抗素子との中点から、被検
出対象の運動に応じた振幅の大きなセンサ信号を得るこ
とができる。
According to the third aspect of the present invention, the distance between the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element is set to be substantially the same as the distance between the convex portion and the concave portion of the rotation detecting body. The rotation of the body changes the resistances of the first and second magneto-resistive elements in opposite phases, so that the resistance between the first and second magneto-resistive elements is changed from the midpoint of the first and second magneto-resistive elements. A sensor signal having a large amplitude according to the motion of the detection target can be obtained.

【0077】請求項4の発明によれば、磁気抵抗手段
は、磁界の方向とでなす角度が所定の角度となるように
傾斜させて配置されることで、磁界変化による抵抗値変
化が大きくなる。
According to the fourth aspect of the present invention, the magnetoresistive means is disposed so as to be inclined so that an angle between the magnetoresistive means and the direction of the magnetic field becomes a predetermined angle, so that a change in the resistance value due to a change in the magnetic field increases. .

【0078】請求項5の発明によれば、所定の角度は、
略70°から略80°までの角度範囲内であることで、
磁界変化による抵抗値変化がさらに大きくなる。
According to the fifth aspect of the present invention, the predetermined angle is
By being in the angle range from approximately 70 ° to approximately 80 °,
The resistance value change due to the magnetic field change is further increased.

【0079】請求項6の発明によれば、第1の薄膜は、
NiFeCo薄膜であり、第2の薄膜は、Cu薄膜であ
ることで、高感度を得ることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the first thin film comprises:
Since the second thin film is a NiFeCo thin film and a Cu thin film, high sensitivity can be obtained.

【0080】請求項7の発明によれば、温度変化に対し
て第1の磁気抵抗素子及び第2の磁気抵抗素子の抵抗変
化率が同一特性で変化するため、温度が変化しても中点
電位は変動しないから、温度変化による中点電位の変動
を抑制することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, the resistance change rates of the first and second magnetoresistive elements change with the same characteristic with respect to a change in temperature. Since the potential does not change, it is possible to suppress a change in the midpoint potential due to a temperature change.

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

【図1】本発明の磁気検出装置の実施の形態の構成図で
ある。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a magnetic detection device according to the present invention.

【図2】実施の形態の磁気抵抗素子を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a magnetoresistive element according to an embodiment.

【図3】実施の形態の第1の磁気抵抗素子及び第2の磁
気抵抗素子の断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a first magnetoresistive element and a second magnetoresistive element of the embodiment.

【図4】定電流を通電して磁界角度を変化させたときに
おける抵抗値変化率を測定する構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram for measuring a resistance value change rate when a constant current is applied to change a magnetic field angle.

【図5】磁界角度を0°から90°まで変化したときに
おける磁界角度に対する抵抗変化率を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a resistance change rate with respect to a magnetic field angle when the magnetic field angle is changed from 0 ° to 90 °.

【図6】第1の磁気抵抗素子及び第2の磁気抵抗素子を
貫くバイアス磁石の磁界がギア2の回転により変化する
様子を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which a magnetic field of a bias magnet penetrating a first magnetoresistive element and a second magnetoresistive element is changed by rotation of a gear 2;

【図7】実施の形態の磁気検出装置のセンサ信号処理部
の回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram of a sensor signal processing unit of the magnetic detection device according to the embodiment.

【図8】従来の磁気検出装置の側面図である。FIG. 8 is a side view of a conventional magnetic detection device.

【図9】従来の磁気検出装置に設けられている磁気抵抗
素子の配置角度を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an arrangement angle of a magnetoresistive element provided in a conventional magnetic detection device.

【図10】磁気検出装置及び磁気検出信号処理装置の他
の例の構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram of another example of the magnetic detection device and the magnetic detection signal processing device.

【図11】図10に示す磁気検出信号処理装置の一例で
あるセンサ信号処理部の詳細な回路図である。
11 is a detailed circuit diagram of a sensor signal processing unit which is an example of the magnetic detection signal processing device shown in FIG.

【図12】図10に示す磁気検出装置から取り出された
センサ信号の中点電位の変動を示す図である。
12 is a diagram showing a change in a midpoint potential of a sensor signal extracted from the magnetic detection device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a 凸部 1b 凹部 2 ギヤ 3 磁気抵抗素子 3a 第1の磁気抵抗素子 3b 第2の磁気抵抗素子 4 支持基板 5 センサ信号処理部 6 バイアス磁石 7a,7b 電極パターン 8a〜8c 電極 11 Fe膜 13 NiFeCo膜 15 Cu膜 21 定電流源 25 コンパレータ 1a convex portion 1b concave portion 2 gear 3 magnetic resistance element 3a first magnetic resistance element 3b second magnetic resistance element 4 support substrate 5 sensor signal processing section 6 bias magnet 7a, 7b electrode pattern 8a to 8c electrode 11 Fe film 13 NiFeCo Film 15 Cu film 21 Constant current source 25 Comparator

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁性材料を有する被検出対象に向けて磁
界を発生するバイアス磁石と、 このバイアス磁石と前記被検出対象との間に配置され、
且つ少なくとも第1の薄膜と第2の薄膜とが交互に複数
回積層された多層膜を有する第1の磁気抵抗素子及び第
2の磁気抵抗素子を直列接続したハーフブリッジ構成を
有し、前記被検出対象の運動に応じて前記多層膜に印加
される前記磁界の変化により前記第1の磁気抵抗素子及
び前記第2の磁気抵抗素子の各抵抗値が互いに逆相で変
化する磁気抵抗手段と、 この磁気抵抗手段の抵抗値の変化による出力値の変化を
前記被検出対象の運動検出出力として出力するセンサ信
号処理部と、 前記バイアス磁石,磁気抵抗手段及びセンサ信号処理部
を一体的に支持する支持基板と、を備えることを特徴と
する磁気検出装置。
A bias magnet for generating a magnetic field toward a detection target having a magnetic material; a bias magnet disposed between the bias magnet and the detection target;
A half-bridge configuration in which a first magnetoresistive element and a second magnetoresistive element having a multilayer film in which at least a first thin film and a second thin film are alternately stacked a plurality of times are connected in series; Magnetoresistive means in which respective resistance values of the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element change in opposite phases to each other due to a change in the magnetic field applied to the multilayer film in accordance with a movement of a detection target; A sensor signal processing unit that outputs a change in an output value due to a change in the resistance value of the magnetic resistance unit as a motion detection output of the detection target, and the bias magnet, the magnetic resistance unit, and the sensor signal processing unit are integrally supported. A magnetic detection device, comprising: a support substrate.
【請求項2】 前記センサ信号処理部は、前記被検出対
象の運動に応じた磁界の変化により抵抗値変化を生ずる
前記磁気抵抗手段からの出力値と、予め定められた閾値
とを比較し、前記出力値を2値化して出力する比較手段
を備えることを特徴とする請求項1記載の磁気検出装
置。
2. The sensor signal processing section compares an output value from the magnetoresistive means, which generates a resistance change due to a change in a magnetic field according to the movement of the detection target, with a predetermined threshold value, 2. The magnetic detection device according to claim 1, further comprising a comparison unit that binarizes the output value and outputs the binarized value.
【請求項3】 前記被検出対象は、円周上に凸部及び凹
部が交互に設けられた回転検出体であり、前記支持基板
に配置された前記第1の磁気抵抗素子及び前記第2の磁
気抵抗素子間の距離は、前記回転検出体の前記凸部及び
凹部間の距離と略同一に設定されていることを特徴とす
る請求項1または請求項2記載の磁気検出装置。
3. The object to be detected is a rotation detecting body in which convex portions and concave portions are alternately provided on a circumference, and the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element arranged on the support substrate are provided. 3. The magnetic detecting device according to claim 1, wherein a distance between the magnetoresistive elements is set to be substantially equal to a distance between the convex portion and the concave portion of the rotation detecting body.
【請求項4】 前記磁気抵抗手段は、前記磁界の方向と
でなす角度が所定の角度となるように傾斜させて配置さ
れることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか
1項記載の磁気検出装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the magnetoresistive means is arranged so as to be inclined so that an angle between the magnetoresistive means and the direction of the magnetic field becomes a predetermined angle. The magnetic detection device according to claim 1.
【請求項5】 前記所定の角度は、略70°から略80
°までの角度範囲内であることを特徴とする請求項4記
載の磁気検出装置。
5. The predetermined angle is approximately 70 ° to approximately 80 °.
5. The magnetic detecting device according to claim 4, wherein the angle is within an angle range up to °.
【請求項6】 前記第1の薄膜は、NiFeCo薄膜で
あり、前記第2の薄膜は、Cu薄膜であることを特徴と
する請求項1記載の磁気検出装置。
6. The magnetic detection device according to claim 1, wherein the first thin film is a NiFeCo thin film, and the second thin film is a Cu thin film.
【請求項7】 前記第1の磁気抵抗素子及び第2の磁気
抵抗素子のそれぞれの抵抗変化率が、温度変化に対して
同一特性を有することを特徴とする請求項1記載の磁気
検出装置。
7. The magnetic detection device according to claim 1, wherein the respective resistance change rates of the first and second magnetoresistive elements have the same characteristic with respect to a temperature change.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006242637A (en) * 2005-03-01 2006-09-14 Denso Corp Rotation detector and its design method
KR100976747B1 (en) 2007-06-01 2010-08-18 알프스 덴키 가부시키가이샤 Signal input device
JP2017173323A (en) * 2016-03-18 2017-09-28 東フロコーポレーション株式会社 Flowmeter

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