JPS5821102A - 変位量検出装置 - Google Patents
変位量検出装置Info
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- JPS5821102A JPS5821102A JP12032381A JP12032381A JPS5821102A JP S5821102 A JPS5821102 A JP S5821102A JP 12032381 A JP12032381 A JP 12032381A JP 12032381 A JP12032381 A JP 12032381A JP S5821102 A JPS5821102 A JP S5821102A
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- Japan
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- thin film
- magnetic thin
- magnet
- displacement
- resistors
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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。
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、磁性薄膜抵抗体の磁界の有無による抵抗値変
化を利用した変位量検出装置に関する。
化を利用した変位量検出装置に関する。
従来の磁性薄膜抵抗体を用いた変位量検出装置は、第１
図に示すように磁性薄膜抵抗体り、１２を用いてブリッ
ジ回路を構成し、磁性薄膜抵抗体１１゜１２に磁界を加
える磁石２の変位量に関係した出力電圧を取り出すもの
であるが、この変位量検出装置はアナログ的に変位を検
出するものであるため、以下に示すような欠点を有して
いる。
図に示すように磁性薄膜抵抗体り、１２を用いてブリッ
ジ回路を構成し、磁性薄膜抵抗体１１゜１２に磁界を加
える磁石２の変位量に関係した出力電圧を取り出すもの
であるが、この変位量検出装置はアナログ的に変位を検
出するものであるため、以下に示すような欠点を有して
いる。
（１）磁性薄膜抵抗体１．．１２の磁界による抵抗値の
変化の量が均一でないため出力特性の直線性が悪い。
変化の量が均一でないため出力特性の直線性が悪い。
（２）前記（１）の直線性を改善するには、磁性薄膜抵
抗体１１．１２の形状を微細に変更しなくてはならない
が、連続形状であるため形状変更は著しく辣しく直線性
の補正は困難である。
抗体１１．１２の形状を微細に変更しなくてはならない
が、連続形状であるため形状変更は著しく辣しく直線性
の補正は困難である。
（３）第２図に示す特性Ａ、％性りのような任意の出力
特性を得ることおよびその特性の補正を行うことは前記
（２）と同様の理由により困難である。
特性を得ることおよびその特性の補正を行うことは前記
（２）と同様の理由により困難である。
（４）磁性薄膜抵抗体１４．１２の製造時の微細な条件
変化が、磁性薄膜抵抗体１．、１２の抵抗値変化量に大
きな差異をもたらすので、量産時の出力特性の再現性が
悪い。
変化が、磁性薄膜抵抗体１．、１２の抵抗値変化量に大
きな差異をもたらすので、量産時の出力特性の再現性が
悪い。
尚、第１図中、 ＨＤ、Ｒ１はブリッジ回路を構成する
抵抗、ｖｃｃは電源電圧、ｖｏｕｔは出力電圧を示して
いる。
抵抗、ｖｃｃは電源電圧、ｖｏｕｔは出力電圧を示して
いる。
以上の点に鑑み、本発明は、デジタル的に変位を検出す
ることにより直線性の改善および特性の補正が容易で、
かつ任意の出力特性を容易に得るととができる変位量検
出装置を提供することを目的とする。
ることにより直線性の改善および特性の補正が容易で、
かつ任意の出力特性を容易に得るととができる変位量検
出装置を提供することを目的とする。
この目的を達成するために本発明は、磁界によりその抵
抗値が変化する磁性薄膜抵抗体を複数個並置してなる磁
性薄膜抵抗体群と、基準抵抗体と、磁性薄膜抵抗体上を
移動する磁石と、この磁石の移動により変化する磁性簿
膜抵抗体群の並列抵抗値を基準抵抗体の抵抗値と比較し
磁石の変位量を対応する電気量の変化として検出する手
段とで変位量検出装置を構成したものであり、以下、実
施例について説明する。
抗値が変化する磁性薄膜抵抗体を複数個並置してなる磁
性薄膜抵抗体群と、基準抵抗体と、磁性薄膜抵抗体上を
移動する磁石と、この磁石の移動により変化する磁性簿
膜抵抗体群の並列抵抗値を基準抵抗体の抵抗値と比較し
磁石の変位量を対応する電気量の変化として検出する手
段とで変位量検出装置を構成したものであり、以下、実
施例について説明する。
第３図は本発明の一実施例を示す構成図であり、図にお
いて、 ３．、３２．・・・・−・３ｎは磁界によりそ
の抵抗値が変化する磁性薄膜抵抗体で等間隔に配置され
ており、その両端はそれぞれ導体４．．４２により共通
に接続されている。また５は導体４ｊ、４２に平行に配
置された基準抵抗体で本実施例においては磁性薄膜抵抗
体からなシ導体４２．導体４３間に接続されている。こ
れらが設けられた６は基板である。
いて、 ３．、３２．・・・・−・３ｎは磁界によりそ
の抵抗値が変化する磁性薄膜抵抗体で等間隔に配置され
ており、その両端はそれぞれ導体４．．４２により共通
に接続されている。また５は導体４ｊ、４２に平行に配
置された基準抵抗体で本実施例においては磁性薄膜抵抗
体からなシ導体４２．導体４３間に接続されている。こ
れらが設けられた６は基板である。
導体４２には電圧Ｖ、が印加され、導体４．．４３はそ
れぞれ差動増幅器７の各入力端子に接続されている。２
尚、ＲＡ、ＲＢは抵抗である。
れぞれ差動増幅器７の各入力端子に接続されている。２
尚、ＲＡ、ＲＢは抵抗である。
いま第４図に示すように磁石Ｓ、、Ｓ、、を配置し、磁
石８１を磁性薄膜抵抗体３１．・・・、３ｎ上を矢印Ｍ
方向に移動させると、差動増幅器７の出力電圧Ｖｏｕｔ
はその磁石の移動量（変位量）Ｌに応じて変化する。
石８１を磁性薄膜抵抗体３１．・・・、３ｎ上を矢印Ｍ
方向に移動させると、差動増幅器７の出力電圧Ｖｏｕｔ
はその磁石の移動量（変位量）Ｌに応じて変化する。
尚、磁石ｓ、、ｓ２は磁性薄膜抵抗体３１．・・・、３
ｎの矢印Ｍ方向に磁路が形成されるように配置される。
ｎの矢印Ｍ方向に磁路が形成されるように配置される。
第６図はこの変位量と出力電圧Ｖｏｕｔの関係の一例を
示す出力特性図で、直線的な出力特性をデジタル的に近
似したものとなっている。この近似度合は磁気薄膜抵抗
体の数を増すことによりいくらでも高めることができ、
例えば１００個の磁性薄膜抵抗体を設置すれば、任意の
変位量における出力の誤差は理想値に対し±ｏ、ｓ％以
下となり、前記アナログ的な検出方法によるものの非直
線性が±数多であることと比較して優れている。
示す出力特性図で、直線的な出力特性をデジタル的に近
似したものとなっている。この近似度合は磁気薄膜抵抗
体の数を増すことによりいくらでも高めることができ、
例えば１００個の磁性薄膜抵抗体を設置すれば、任意の
変位量における出力の誤差は理想値に対し±ｏ、ｓ％以
下となり、前記アナログ的な検出方法によるものの非直
線性が±数多であることと比較して優れている。
次に動作原理について説明する。ここで個々の磁性薄膜
抵抗体３１．・・・、３ｎは磁界のない状態で馬なる抵
抗値をとり、磁界を加えることにより個々の磁性薄膜抵
抗体３１．・・・、３ｎはＲ１なる抵抗値に変化するも
のとする。まだ基準抵抗体６は１丁に相当する抵抗値を
持ち、かつ本実施例においては磁性薄膜抵抗体により構
成されているので磁界の影響を実質的に受けない位置に
配置されている。
抵抗体３１．・・・、３ｎは磁界のない状態で馬なる抵
抗値をとり、磁界を加えることにより個々の磁性薄膜抵
抗体３１．・・・、３ｎはＲ１なる抵抗値に変化するも
のとする。まだ基準抵抗体６は１丁に相当する抵抗値を
持ち、かつ本実施例においては磁性薄膜抵抗体により構
成されているので磁界の影響を実質的に受けない位置に
配置されている。
いま磁性薄膜抵抗体３１．・・・、３１に磁界が加えら
れているとすると、差動増幅器７の出力電圧Ｖｏｕｔは
次式のようになる。
れているとすると、差動増幅器７の出力電圧Ｖｏｕｔは
次式のようになる。
Ｖｏｕｔ＝Ｒ＊−ｖ＋（’十” ’） ＲＢ・ｖ＋
・ ” ・−・１１）Ｒ＋ Ｒｏ
Ｒ。
・ ” ・−・１１）Ｒ＋ Ｒｏ
Ｒ。
ことでＲムーＲＢ とすると、
ｉ ｎ−ｉ ｎ
Ｖｏｕｔ ＝ Ｒｉ’Ｖ＋ （Ｒ，＋ ＲＯＲｏ）−Ｒ
Ａ ” ■＋ ” （ＲＩ ＲＯ） ” １すなわち
ＲＡ・ｖｌ （ｕ 、 ａ使−ｋ （比例定数）とす
ると、出力は、 ｖｏｕｔ−に−１ となり、変位量ｉに比例した電圧が出力される。
Ａ ” ■＋ ” （ＲＩ ＲＯ） ” １すなわち
ＲＡ・ｖｌ （ｕ 、 ａ使−ｋ （比例定数）とす
ると、出力は、 ｖｏｕｔ−に−１ となり、変位量ｉに比例した電圧が出力される。
尚、個々の磁性薄膜抵抗体の値はトリミングによって簡
単に均一になるように補正でき、従って出力特性の再現
性は量産化された場合においても優れている。まだ本実
施例においては基準抵抗体６を磁性薄膜抵抗体で構成し
ているので製造の際、磁性簿膜抵抗体３１．・・・・・
・、３ｎと同時に形成することができ、従って温度係数
も同一になるので温度補償の必要が々い。尚、基準抵抗
体５として磁性薄膜相抗体以外で形成しても良いのは当
然であり、その場合は磁性薄膜抵抗体とできるだけ同じ
温度係数を有する材料で形成するのが温度補償の点から
望ましい。
単に均一になるように補正でき、従って出力特性の再現
性は量産化された場合においても優れている。まだ本実
施例においては基準抵抗体６を磁性薄膜抵抗体で構成し
ているので製造の際、磁性簿膜抵抗体３１．・・・・・
・、３ｎと同時に形成することができ、従って温度係数
も同一になるので温度補償の必要が々い。尚、基準抵抗
体５として磁性薄膜相抗体以外で形成しても良いのは当
然であり、その場合は磁性薄膜抵抗体とできるだけ同じ
温度係数を有する材料で形成するのが温度補償の点から
望ましい。
次に本発明の第２の実施例について説明する。
この第２の実施例は第２図に示したよう々任意の出力特
性を得ることを可能にしだものである。例えば第６図に
示すような出力特性、すなわち破線で示す基本的な出力
特性の一部を変更して不感帯を設けた出力特性を得たい
場合には、第７図に示すように第１段の磁性薄膜抵抗体
３Ａ、として巾Ｗ。
性を得ることを可能にしだものである。例えば第６図に
示すような出力特性、すなわち破線で示す基本的な出力
特性の一部を変更して不感帯を設けた出力特性を得たい
場合には、第７図に示すように第１段の磁性薄膜抵抗体
３Ａ、として巾Ｗ。
抵抗値Ｈのものを配置し、第２段、第３段の位置には磁
性薄膜抵抗体を配置しないことによ沙第１段の出力が保
持されるようにして不感帯を形成し、第４段の位置には
、３段分の出力が増加するように巾３Ｗ、抵抗値−の磁
性薄膜抵抗体３に４を配置する。以下、磁性薄膜抵抗体
３Ａ、と同じ巾、抵抗値を有する磁性薄膜抵抗体３Ａ５
．３人６，３人７を第６段、第６段、第７段の位置に配
置することにより、第６図に示す特性のものが得られる
。
性薄膜抵抗体を配置しないことによ沙第１段の出力が保
持されるようにして不感帯を形成し、第４段の位置には
、３段分の出力が増加するように巾３Ｗ、抵抗値−の磁
性薄膜抵抗体３に４を配置する。以下、磁性薄膜抵抗体
３Ａ、と同じ巾、抵抗値を有する磁性薄膜抵抗体３Ａ５
．３人６，３人７を第６段、第６段、第７段の位置に配
置することにより、第６図に示す特性のものが得られる
。
第８図は磁性薄膜抵抗体の形状の別の変形例を示したも
ので、第１段、第４段、第５段、第６段ｐ第７段の位置
に抵抗値３Ｒ，Ｒ，３Ｒ，３Ｒ。
ので、第１段、第４段、第５段、第６段ｐ第７段の位置
に抵抗値３Ｒ，Ｒ，３Ｒ，３Ｒ。
３Ｒの磁性薄膜抵抗体３Ｂ、、 ３Ｂ４．３Ｂ５．３Ｂ
６．３Ｂ。
６．３Ｂ。
を配したものでその抵抗比は第７図のものと同じである
。
。
第９図は別の出力特性を示したものであシ、第１０図は
、第９図の出力特性を得るだめの磁性薄膜抵抗体の配置
構成を示すものであり、磁性薄膜抵抗体３０１．３０２
．３Ｃ３，３ｃｎ、、 ｓｃｎ の各抵抗値は、Ｒ，Ｒ
，ｇ＋ Ｒ，Ｒである。
、第９図の出力特性を得るだめの磁性薄膜抵抗体の配置
構成を示すものであり、磁性薄膜抵抗体３０１．３０２
．３Ｃ３，３ｃｎ、、 ｓｃｎ の各抵抗値は、Ｒ，Ｒ
，ｇ＋ Ｒ，Ｒである。
第１１図は曲線的な出力特性を示したものであり、第１
２図はこの第１１図の出力特性を得るだめの磁性薄膜抵
抗体の配置構成を示すものであり、磁性薄膜抵抗体３Ｄ
１．３Ｄ２．・・−，３Ｄ９の抵抗値は段階的に小さな
ものとなっている。
２図はこの第１１図の出力特性を得るだめの磁性薄膜抵
抗体の配置構成を示すものであり、磁性薄膜抵抗体３Ｄ
１．３Ｄ２．・・−，３Ｄ９の抵抗値は段階的に小さな
ものとなっている。
第１３図は本発明の第３の実施例を示すものであり、第
１．第２の実施例は変位量が直線の場合に適したもので
あるのに対し、本実施例は回転角を変位量とするものに
適している。
１．第２の実施例は変位量が直線の場合に適したもので
あるのに対し、本実施例は回転角を変位量とするものに
適している。
本実施例においては、図に示すように磁性薄膜Ｎ抗体３
Ｅｌ、 ３１Ｅ２． ・’； ３ ”ｎを円周上に配
置し、また磁性薄膜抵抗体３Ｅ１．・・−，３’Ｈｎの
上を移動するように構成している。このように構成する
ことにより磁石８Ａ１の回転角（変位量）に比例した出
力電圧Ｖｏｕｔが得られる。尚、４人１，４ム２は円弧
状に形成された導体、５人は円弧状に形成された基準抵
抗体、０は回転中心である。
Ｅｌ、 ３１Ｅ２． ・’； ３ ”ｎを円周上に配
置し、また磁性薄膜抵抗体３Ｅ１．・・−，３’Ｈｎの
上を移動するように構成している。このように構成する
ことにより磁石８Ａ１の回転角（変位量）に比例した出
力電圧Ｖｏｕｔが得られる。尚、４人１，４ム２は円弧
状に形成された導体、５人は円弧状に形成された基準抵
抗体、０は回転中心である。
以上のように本発明の変位量検出装置は構成しだので、
任意の出力特性を容易に得ることができ、まだ直線性の
改善など出力特性の補正も容易に行うことができ、その
工業的価値は高い。
任意の出力特性を容易に得ることができ、まだ直線性の
改善など出力特性の補正も容易に行うことができ、その
工業的価値は高い。
第１図は従来のアナログ的変位量検出装置の構成図、第
２図は各種の出力電圧−変位量特性図、第３図は本発明
の変位量検出装置の一実施例の構成図、第４図は同実施
例における磁石の配置構成を示すだめの正面断面図、第
５図は同実施例における出力電圧−変位量特性図、第６
図、第９図。 第１１図は第３図に示した実施例の出力電圧−変化量特
性を種々変化させた場合の特性図、第７図１０、・−′ および第８図、第１０図、第１２図はそれぞれ第６図、
第９図、第１１図に示しだ特性を得るだめの磁性薄膜抵
抗体の配置構成図、第１３図は本発明の別の実施例にお
ける要部構成図である。 ３１、−； ３Ｈ，３Ａ１． ・ｙ、３人、、３Ｂ、
、−，３Ｂ７． ３ｃ１゜、、、、 ３Ｃｎ、 ３Ｄ１
． ・−、３１１９，’ ３に、、 ・−、３Ｅｎ …
…磁性薄膜抵抗体、４．、４２１４５．４ＡＩ、 ４Ａ
２・・・・・・導体、６゜５人・・・・・・基準抵抗体
、７・・・・・・差動増幅器、８１．８ Ａｊ・・・・
・・磁石。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名溺冒
５８−２ｉ１０２ （４） 第３図 「−３２３ｎ ４ｒ ＋ １ −一 １ −ｍ− １３゜ １−−−’−１ １ １−一’− １［ニー−♂、Ｉ Ｉ ■ 第４図 第５図 出５ ４補商５８−２１１０２ （５） 第６図 ７４腎川几４ 力 ル 第９図 第１１ 図 第１０図 第１２図 ３ｖ。
２図は各種の出力電圧−変位量特性図、第３図は本発明
の変位量検出装置の一実施例の構成図、第４図は同実施
例における磁石の配置構成を示すだめの正面断面図、第
５図は同実施例における出力電圧−変位量特性図、第６
図、第９図。 第１１図は第３図に示した実施例の出力電圧−変化量特
性を種々変化させた場合の特性図、第７図１０、・−′ および第８図、第１０図、第１２図はそれぞれ第６図、
第９図、第１１図に示しだ特性を得るだめの磁性薄膜抵
抗体の配置構成図、第１３図は本発明の別の実施例にお
ける要部構成図である。 ３１、−； ３Ｈ，３Ａ１． ・ｙ、３人、、３Ｂ、
、−，３Ｂ７． ３ｃ１゜、、、、 ３Ｃｎ、 ３Ｄ１
． ・−、３１１９，’ ３に、、 ・−、３Ｅｎ …
…磁性薄膜抵抗体、４．、４２１４５．４ＡＩ、 ４Ａ
２・・・・・・導体、６゜５人・・・・・・基準抵抗体
、７・・・・・・差動増幅器、８１．８ Ａｊ・・・・
・・磁石。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名溺冒
５８−２ｉ１０２ （４） 第３図 「−３２３ｎ ４ｒ ＋ １ −一 １ −ｍ− １３゜ １−−−’−１ １ １−一’− １［ニー−♂、Ｉ Ｉ ■ 第４図 第５図 出５ ４補商５８−２１１０２ （５） 第６図 ７４腎川几４ 力 ル 第９図 第１１ 図 第１０図 第１２図 ３ｖ。
Claims (4)
- （１）磁界によりその抵抗値が変化する磁性薄膜抵抗体
を複数個並置してなる磁性薄膜抵抗体群と、基準抵抗体
と、前記磁性薄膜抵抗体上を移動する磁石と、この磁石
の移動により変化する前記磁性薄膜抵抗体群の並列抵抗
値の逆数を前記基準抵抗体の抵抗値の逆数と比較し、前
記磁石の変位量を対応する電気量の変化として検出する
手段とを備えた変位量検出装置。 - （２）個々の磁性薄膜抵抗体の配置間隔、巾または長さ
を変化させて磁石の移動量に対する抵抗値変化の割合を
変化させた特許請求の範囲第（１）項記載の変位量検出
装置。 - （３）磁性薄膜抵抗体を円周上に配置した特許請求の範
囲第（１）項記載の変位量検出装置。 - （４）基準抵抗体が磁性薄膜抵抗体で、かつ磁石の移動
による磁界の影響を実質的に受けない位置２ベーコ に配置した特許請求の範囲第（１）項記載の変位量検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12032381A JPS5821102A (ja) | 1981-07-30 | 1981-07-30 | 変位量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12032381A JPS5821102A (ja) | 1981-07-30 | 1981-07-30 | 変位量検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5821102A true JPS5821102A (ja) | 1983-02-07 |
| JPH0258561B2 JPH0258561B2 (ja) | 1990-12-10 |
Family
ID=14783402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12032381A Granted JPS5821102A (ja) | 1981-07-30 | 1981-07-30 | 変位量検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5821102A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60168006U (ja) * | 1984-04-16 | 1985-11-07 | 日本電気株式会社 | 位置検出器 |
| JPS60168005U (ja) * | 1984-04-16 | 1985-11-07 | 日本電気株式会社 | 位置検出器 |
| JP2016057125A (ja) * | 2014-09-08 | 2016-04-21 | セイコーＮｐｃ株式会社 | 磁気ラインセンサ及びこの磁気ラインセンサを用いた画像化装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5379558U (ja) * | 1976-12-03 | 1978-07-03 |
-
1981
- 1981-07-30 JP JP12032381A patent/JPS5821102A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5379558U (ja) * | 1976-12-03 | 1978-07-03 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60168006U (ja) * | 1984-04-16 | 1985-11-07 | 日本電気株式会社 | 位置検出器 |
| JPS60168005U (ja) * | 1984-04-16 | 1985-11-07 | 日本電気株式会社 | 位置検出器 |
| JP2016057125A (ja) * | 2014-09-08 | 2016-04-21 | セイコーＮｐｃ株式会社 | 磁気ラインセンサ及びこの磁気ラインセンサを用いた画像化装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0258561B2 (ja) | 1990-12-10 |
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