JPS58154613A - 変位量検出装置 - Google Patents

変位量検出装置

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JPS58154613A
JPS58154613A JP3664182A JP3664182A JPS58154613A JP S58154613 A JPS58154613 A JP S58154613A JP 3664182 A JP3664182 A JP 3664182A JP 3664182 A JP3664182 A JP 3664182A JP S58154613 A JPS58154613 A JP S58154613A
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JP
Japan
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recording medium
magnetic
magnetic recording
displacement
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JP3664182A
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JPH0151127B2 (ja
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Shigekazu Nakamura
中村 繁和
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Nidec Copal Corp
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Nidec Copal Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/023Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring distance between sensor and object

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はロータリーエンコーダ、リニアエンコーダとし
て用いることができる変位置検出装置、特に磁気記録ト
ラックに沿って配列された磁化パターンの斐位を*1個
の磁気抵抗効果素子で検出し、その差動出力を得るよう
にした変位量検出装置に関するものである。
列えば回転軸に取付けた磁気記録媒体を宥する円板また
は円筒に等間隔のビット長を宥する磁化パターンの形態
で記録されている磁気信号を強磁性磁気抵抗効果素子(
以下MR素子と略称する)を具える磁気センサで読み取
ることにより、回転軸の回転角を検出する所謂ロータリ
ーエンコーダは既知である。このようなロータリーエン
コーダにおいては、基本的には1個のMR素子により磁
気信号を検出し、変位置を知ることができるが、出力電
圧が小ざいこと、温度変化により出力電圧がドリフトす
るなどの欠点があるため、2つ以上のMR素子を差動結
合して出力を得ることが一般的である。例えば特公昭5
4−115167号公報には2個のMR素子を磁気記録
媒体上の磁気パターンのピッチの整数倍に等しい間隔を
電いて配設し、これらMR素子の出力の差を差動増幅器
で求めるようにした角度検出器が記載されている。また
「日経エレクトロニクスJ 、1981年6月gi1日
号、第88i1には、第1図に示すように千れぞれ4個
の)l[R素子ム、〜A、 、 B1〜B4を有する2
群のd1%センサを設け、各群のMR素子を磁気記録媒
体Mの磁化パターンのピッチPの+の間隔だけ離して配
設すると共に一方の群のMR素子を他方の群のMR素子
に対して−だけずらして配設し、1M2図に示すように
各群の4情のMR素子をブリッジ回路としてそれぞれ接
続し、各ブリッジ回路の対角点に現われる出力電圧の差
をそれぞれ差動増幅器DA、およびDA、で求める口と
により変位置および変位方向を検出するようにした角度
検出装置が示されている。このような差動結合方式を採
用すると出力振幅が大きくなると共にドリフトの影響も
相殺除去できる利点が得られる。しかしながら、二のよ
うな従来の角度検出装置においては3個慶−ヒのMR素
子を変位方向、すなわち磁化パターンの配列方向に、磁
化パターンのピッチPの整数倍またはa数分の−の間隔
で配設しなければならず、檀々のピッチの磁化パターン
を有する磁気記録媒体に対してそれぞれ所定の間隔に配
設したMR素子を宥する磁気センサを準備しなければな
らず、設計の自由度に制限を受ける欠点がある。また、
磁気記録媒体を円Wi表面に設ける場合、?M数のMl
(素子を平阻な基板上に形成すると各讐R素子と磁気記
録媒体までの距離が等しくならず、各MR素子の出力信
号の振幅がばらつくことになり差動出力に誤差が入る欠
点がある。このような欠点を解決するためにMR素子の
幅を変えることが特公昭58−85011号公報に開示
されているが、そのようなMR素子を製作することは面
倒であると共に前記の距離が変った場&にはこれに対応
した幅を有するMR素子を製作する必要があり、汎用性
に欠ける欠点がある。また、2111トのMR素子を磁
気記録媒体の磁化パターンの配列方向にずらせると、磁
気センサの寸法は必然的に大きくなり、検出′fMII
l全体も大形になり易くなるという欠点もある。
本発明の目的はヒ述した欠点を除青し、MFI素子を磁
気記録媒体の磁化パターンの配列方向に離間して配置す
る必要がなく、シかも差動出力が得られるようにした変
位量検出装置を提供しようとよるものである。
本発明の変位量検出装置は、磁化パターンを形成した磁
気記録媒体と対向して少なく#!個の磁気抵抗効果素子
を、磁気記録媒体の所定の変位方向に対して直交する方
向に並べて配設し、これら磁気抵抗効果素子を相互に逆
方向に磁気バイアスしたごとを特徴とするものである。
以ド図面を#照して本発明の詳細な説明する。
@8図〜第5図AおよびBは本発明の変位量検出装置の
一例の構成を示すものである。変位量を測定すべき部材
と一体に設けた磁気記録媒体10には矢印で示すその変
位方向に所定のピッチPで磁化パターンを記録する。こ
の記録媒体10と対向して磁気センサ11を配置する。
第4図に示すようにこの磁気センサ11は基板12の上
に第1および#!2の強磁性磁気抵抗効果素子18aお
よび18bを変位方向に対して直交する方向に並べて配
設する。拳闘においてはこれらMR素子1g&および1
31)を互いに逆方向に磁気バイアスするためにMR素
子13&および11Sb(7)iに絶縁暎145Lおよ
び14bを介して導電1116aおよび15bを設け、
これら導電膜に互いに反対方向にバイアス電流を流す。
すなわち、第1図の一面図に示すように導電膜15aお
よび15bを直流電f116に接続し、それぞれ矢印で
示Tように互いに反対方向にバイアス電流が流れるよう
にする。
したがって第4図のA−A線およびB−B線に沿って切
って示す第5図AおよびBに示すように一方の導電$1
5aには紙面の手前側から裏側へ電流が流れ、破線矢印
で示すように時計方向にバイアス磁界が発生し、他方の
導電膜t+sbには紙面の裏側から手前側へ電流が流れ
、破線矢印で示すように反時計方向にバイアス磁界が発
生されることになる。ごのようにして第1および第3の
MR素子181Lおよび18bには互いに反対方向のバ
イアス磁界が印加されることになる。したがって第6図
において曲!117aおよび1?bで示T磁気記録媒体
10に記録された磁化パターンに応じた磁界とバイアス
磁界上H]3の合成磁界の変化に対して第1および第2
のMR素子18&および13t)の抵抗値Rはそれぞれ
第6図の曲!118 aおよび181)で示すようにそ
れぞれ変化することになる。ここでバイアス磁界上HB
の大きさはそれぞれのMR1g子18aおよび18bの
動作点が磁気−抵抗特性曲線のそれぞれ反対側の直!1
部分のほぼ中央となるように設定するのが好適である。
このように磁気記録媒体10の変位に応じたII!1お
よび第3のMR素子18aおよび18bの抵抗値Rの変
化は曲@ 18 glおよび18bで示すように臣いに
逆相となる。したがってこれらのMR素子18&および
18bを第7図に示すように直列 □に接続し、両端を
旧および食の電源十Eおよび−Eに接続することにより
両MR素子の接続点19には第8図の曲4120で示す
ような差動出力が得られることになる。
杢実施例のようにMR素子18aおよび18bのE方に
導電膜16aおよび15bを形成し、これらを直流電@
iaに直列に接続してバイアス磁界を発生させる場合に
は、直流電l1j16の蜜動は両MR素子に均等に作用
するため、差動出力では相殺除去され、出力には現われ
ない利点がある。
第9図は本発明の変位置検出装置の磁気センサの池の列
を示す斜視図である。本例では磁気記録媒体10のE方
に配置した磁気センサ21の基板22を記録媒体10に
対して垂直に配置する。また基板zz上には、矢印で示
す変位方向に対して直交する方向に並べてMR素子2a
&、221bな設け、ざらにこれらMR素子の上にそれ
ぞれ薄い絶縁膜25aおよび25bを介してMR素子2
4aおよび24bをそれぞれ設ける。ざらにバイアス磁
界を印加するために、MR素子+14&および24k)
の上にはそれぞれ厚い絶縁膜26aおよびget)を介
して導電膜27aおよび27bを設ける。これら導電膜
は前列と同様に直列に直流電源に接続し、MR素子23
a、24aおよび28b。
24bに互いに逆方向のバイアス磁界を印加し得るよう
にする。
このように構成した磁気センサ81の1個のMR素子2
11&、2ab 、24aおよび24bG:を第10図
に示すようにブリッジ回路に接続する。
丁なわちMR素子gaaと241)との接続点を正電圧
fi + E &: !ie続し、MR素子28bと2
4&との接続点を負電圧源−Eに接続し、MR素子34
aと24i)との接続点を差動増幅器28の正入力端子
に接続し、MR素子28aと28bとの接続点を負入力
端子に接続することにより、出力端子29には差動出力
が得られることになる。
第9図に示す磁気センサ21は、例えばガラス基板s!
2上にFe−Ni合金(パー”craイ)を約500人
の11 gに蒸着してMR素子28a、23b、24a
24t)を形成し、これらの間に介挿される薄い絶縁1
[sa、2sbはSin、を1000〜goooλのl
ILさに蒸着して形成し、厚い絶縁膜2el& 。
26bは同じ(Sin、をl&ミクロンの厚さに蒸着シ
テ形成シ、導電@g7a、2’ybはムl、ムU。
Quなどの非磁性金属を1000λ以トの厚ざに蒸着し
て簡単に製作することができる。
h達したように本発明によれば2個のMR素子に並べて
配設するため、磁化パターンのピッチPに全く拘束され
なくなる。したがって、従来のようにピッチが等しい磁
化パターンを用いる必要はなく、例えば第11図に示す
ようにピッチがPo。
P2. P、と相違する磁化パターンを記録した磁気記
録媒体30や、第12図に示すようにピッチが連続的に
変化するような磁化パターンを紀−した磁気記録媒体4
0を用いることができる。このように磁化パターンのピ
ッチが変化する磁気記録媒体は例えば変位の途中で検出
精度を変えるような場合に有効である。
本発明は北述した実施例にのみ限定されるものではなく
、幾多の変更や変形が可能である。例えば上述した列で
は磁気記録媒体を直線的なものとして示したが、ロータ
リーエンコーダに適用する場合のように円板状または円
筒状とすることもできる。ざらに上述した列ではバイア
ス磁界を発生〔せるために導電膜に電流を流すようにし
たが、永久磁石や電磁石をMR素子の近傍に配置してバ
ト述したように本発明の変位を検出装置によれば、耀数
のMR素子を磁気記録媒体の変位方向に対して直交する
方向に配設したため、磁気記録媒体に記録した磁化パタ
ーンのピッチがどのヨウなものであっても検出が可能で
あり、したがって磁気記録媒体を交換したような場合で
も磁気センサはそのまま使用することができる。また、
磁気記録媒体を円板または円筒の側面に設けたロータリ
ーエンコーダに適用した場合、総てのMR素子と磁気記
録媒体との間の距離は等しくなるため均等な出力が得ら
れ、正確な検出が可能であり、しかもMR素子の幅を変
える必要はない。ざらに本発明では磁気記録媒体そのも
のは既存のものも使用することができるので、容易かつ
安価に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の変位量検出装蓋の一例の構成を示す斜視
図、 第2図は同じくその磁気抵抗効果素子より成るブリンジ
回路を示T回路図、 第4図は同じくその変位方向から見たm面図、第6図ム
およびBは第4図のムーム線およびBB41に沿って切
った断面図、 第6図は同じくその動作を説明するための波形図、 第7図は同じくその2個の磁気抵抗効果素子の接続を示
す回路図 第8図は同じくその差動出力を示す波形図、第9図は本
発明の変位を検出装置の池の列の構成を示す斜視図、 第10図は同じくその4個の磁気抵抗効果素子の接続を
示す回路図、 第11図および第12図は本発明の変位置−出装置に用
いる磁気記録媒体の変形例を示す平面図である。 10、 !10.40・・・磁気記録媒体11、21・
・・磁気センサ  12.2g・・・基板18a、 1
8b 、 #21a、 23t)、 2+a、 21b
 ・・・磁気抵抗効果f千         14a、
 141)、 26a、 25b。 2B&、 get) −・・絶縁111  15a、 
lsb、 27a、 27b 、−・導電膜     
   16・・・直流電源28・・・!!動増幅器 特許出願人  株式会社コ パル 第1図 第2図 第3図 第4図 ヒA     t、B 第6図 第71    第S図 すE 第9図 第1O図 第11図 第12図 5NSNNS   S    4゜ 手続補正書 昭和57年 6 月9 日 1、事件の表示 昭和57年特 許 願第36641  号2、発明の名
称 変位量検出装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 株式会社 フ バ ル ア、補正の内容(別紙の通り) 図面中筒2図を別紙の通り訂正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L 磁化パターンを形成した磁気記録#&体と対向して
    少なく共2個の磁気抵抗効果素子を、磁気記録媒体の所
    定のr位方向に対して直交する方向に並べて配設し、こ
    れら磁気抵抗効果素子を相互に逆方向に磁気バイアスし
    たことを特徴とする変位置検出装置。 i 前記磁気抵抗効果素子−ヒに絶縁嘆を介して導m−
    を形成し、この導電wI4に所定の方向に電流を流すこ
    とにより磁気抵抗効果素子を磁気バイアスするよう構成
    したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記戦の変位
    量検出装置。
JP3664182A 1982-03-10 1982-03-10 変位量検出装置 Granted JPS58154613A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3664182A JPS58154613A (ja) 1982-03-10 1982-03-10 変位量検出装置
US06/473,250 US4616281A (en) 1982-03-10 1983-03-08 Displacement detecting apparatus comprising magnetoresistive elements
DE3308404A DE3308404C2 (de) 1982-03-10 1983-03-09 Vorrichtung zur Messung einer Relativverschiebung

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JPH0151127B2 JPH0151127B2 (ja) 1989-11-01

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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60232018A (ja) * 1984-05-02 1985-11-18 松山株式会社 掘取機
US4835509A (en) * 1986-07-29 1989-05-30 Nippondenso Co., Ltd. Noncontact potentiometer
JP2008101932A (ja) * 2006-10-17 2008-05-01 Tokai Rika Co Ltd 磁気式位置検出装置
JP2009128301A (ja) * 2007-11-27 2009-06-11 Ckd Corp 磁気リニア測定装置
JP2011252912A (ja) * 2005-04-13 2011-12-15 Sri Internatl 移動する構成要素の位置を磁気的に感知するシステムおよび方法
CN103499270A (zh) * 2013-09-29 2014-01-08 北京理工大学 一种自由活塞内燃发电机的活塞位置检测处理方法
JP2015232473A (ja) * 2014-06-09 2015-12-24 Dmg森精機株式会社 位置検出装置
CN108226822A (zh) * 2016-12-13 2018-06-29 英飞凌科技股份有限公司 磁性传感器电路和系统及用于形成磁性传感器电路的方法
WO2022131049A1 (ja) * 2020-12-18 2022-06-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 磁気検知システム、位置検知システム及び磁気検知モジュール

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60232018A (ja) * 1984-05-02 1985-11-18 松山株式会社 掘取機
JPH0233329B2 (ja) * 1984-05-02 1990-07-26 Matsuyama Kk
US4835509A (en) * 1986-07-29 1989-05-30 Nippondenso Co., Ltd. Noncontact potentiometer
JP2011252912A (ja) * 2005-04-13 2011-12-15 Sri Internatl 移動する構成要素の位置を磁気的に感知するシステムおよび方法
JP2008101932A (ja) * 2006-10-17 2008-05-01 Tokai Rika Co Ltd 磁気式位置検出装置
JP2009128301A (ja) * 2007-11-27 2009-06-11 Ckd Corp 磁気リニア測定装置
CN103499270A (zh) * 2013-09-29 2014-01-08 北京理工大学 一种自由活塞内燃发电机的活塞位置检测处理方法
JP2015232473A (ja) * 2014-06-09 2015-12-24 Dmg森精機株式会社 位置検出装置
CN108226822A (zh) * 2016-12-13 2018-06-29 英飞凌科技股份有限公司 磁性传感器电路和系统及用于形成磁性传感器电路的方法
WO2022131049A1 (ja) * 2020-12-18 2022-06-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 磁気検知システム、位置検知システム及び磁気検知モジュール

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