JPS5821158A - 多チヤネル磁気センサ - Google Patents

多チヤネル磁気センサ

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JPS5821158A
JPS5821158A JP56119726A JP11972681A JPS5821158A JP S5821158 A JPS5821158 A JP S5821158A JP 56119726 A JP56119726 A JP 56119726A JP 11972681 A JP11972681 A JP 11972681A JP S5821158 A JPS5821158 A JP S5821158A
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JP
Japan
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magnetic
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magnets
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permanent magnet
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JP56119726A
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Noboru Masuda
昇 増田
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Denki Onkyo Co Ltd
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Denki Onkyo Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/081Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices the magnetic field is produced by the objects or geological structures

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (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。

Description

【発明の詳細な説明】 多チャネル磁気センサに関する。
近年、半導体材料を用いて作られた磁気センサは、紙弊
識別装置や磁気カード検出装置等に多用されつつある。
此の様な磁気センサは、永久磁石の一方の磁極面子に一
対の磁気抵抗素子を並設して構成され、此等磁気抵抗素
子を磁性被検出体が交互に通過した時、磁気抵抗素子を
通る磁束の磁束密度を交番的に変化させ、此に依って被
検出体の有無を検出するものである。
所で、此の種の磁気センサでは、一対の磁気抵抗素子に
作用する磁,束の磁束密度(以下磁気バイアスと言う)
が各磁気抵抗素子ごとに相違し、為に両磁気抵抗素子の
分圧として得られる出力電圧の中性点電位に温度ドリフ
トが生じる。
此の欠点を除去するには、両磁気抵抗素子に加える磁気
バイアスを均等にす4事で解決出来るが、此の問題を解
決しない限り、一対の磁気抵抗素子(以下チャネル素子
CHと言う)で磁気情報を検出する場合でも、湿度特性
の悪い出力が発生し、実用に供し難い。従って、単に永
久磁石の上に一対の磁気抵抗素子の多数組、ji’+7
ち多チャネル分を配設しても良好な多チヤネル磁気セン
サは得られない。
例えば、第1図及び第2図に示す妬く、一対の磁気抵抗
素子MR,、MR,から成るチャネル素子CHを複数個
(図では5個)を長方体の永久磁石MOの長さl、幅W
の同一磁極面(図ではへ極面)PNに等間隔に固着した
例を考える事が出来る。各チャネル素子C比、CH,,
CH,、CH,、CH,は電iBに対し並列に接続され
、各々を構成する磁気抵抗素子MR,、MR,は、其れ
ぞれ直流電源Eに対し面列に接続され、画素子間に設け
た各々の分圧端子T I 、 Tt 、 ’rs 、 
’I”4、To  と′m源Eの負端子T。から各々の
出力電圧OUT、、OUT、、0UT1,0UT4.O
UT、を得る。
出力電圧の発生を、第3図に示す如く、1チヤネル素子
のみを取出して説明する。磁性の被検出体Mは磁気抵抗
素子MR,、MR,を矢印方向へ順に横冑1すると仮定
すると、其の出力電圧(、−) U T 1は被検出体
Mの移動時間Tに対し、第4図に示す様に変jヒする。
此の場合、中性点電圧Pは、磁気抵抗素子M札、MR,
,が被検出体Mの影箒を等しく受けている時の出力電圧
で・被検出体Mが存在しない場合の電圧と等価である。
所で、被検出体Mが磁気抵抗素子MR,、MR。
に等しく影響しても、対と成る磁気抵抗素子Ml(、。
、MR,に加えられる磁気バイアスに差があると、中性
点電圧Pに温度ドリフトが生じる。即ち、両磁気抵抗素
子Ml−t、 、 MR,の温度係数をαとすると、此
の係数αは磁束密度を変数として変化する。
第1図の如く永久磁石MGを長方体に形成すると、第5
図に示す如く、磁極面に於ける長手方向の磁束分布盃は
、磁石MGの両端で山を影成し中央部で谷を形成する特
性を示し、又、磁石の短手方向の第5図の点線a−aと
点線e−θの位置に於ける磁束分布盃は、第6図に示す
如く、磁石の両端で山になり中央で谷になる分布を示し
、同様に、第5図の点線b−bと点線d−dの位置に於
ける磁束分布盃は、第7図に示す如く、はぼ平担な分布
となり、更に、第5図の点線C−9の位置に於ける磁束
分布亜は、第8図に示す如く、中央で山になる分布を示
す。
従って、第6図と第8図の様な磁束分布を生じる位置で
、対となる磁気抵抗素子MR,+、 MR。
の磁束分布に対する対称性が得られないと、其の温度係
数αは相違したものになる。換言すれば、出力電圧に温
度係数が付与され温度ドリフトを生ずる。
今、磁気抵抗素子MR,,ML に対する磁気バイアス
が均一でなく、磁気抵抗素子Mル がα1、MR,がα
、(α、〉α、)の温度係数を備えるに至ったとすると
、中性点電圧Pは次式の様になる。
即ち、中性点電圧は温度を変数として変化する。
以上の説明から明らかな様に、第1図の如く、 6− 複数のチャネル素子を長方体の永久磁石上に配設すると
、其れ其れの出力電圧の条件が相違し、実用上の障害が
犬きく好ましくなかった。
本発明は、上記に鑑み、温度ドリフトが発生せず、又各
チャネル素子の出力電圧が均等の条件となる多チヤネル
磁気センサを提供するものである。
以下本発明の実施例を第9図及び第10図を参照して詳
細に説明する。両端を開放した長方形状の外部筐体HG
の一方の開放端は、遮蔽板SHで塞がれている。筐KH
Gは、合成樹脂、アルミニウム、燐青銅、ステンレス等
の非磁性材料で構成され、遮蔽板SHは非磁性金属の内
の燐青銅、タングステン、モリブデン等の耐磨耗特性の
良好な素材が用いられ、厚さ50〜100μm程度に構
成される。遮蔽板8 Hの筐体への固定は、其の両端を
折り曲げ、其れを合成樹脂で作られた筐体壁中に埋設し
て行っても良く、又は両端を折り曲げる事なく接着剤で
接着しても良い。
同じ寸法形状をし、且つ同等の表面磁束密度を有する複
数の永久磁石MG、 、 MG、 、 MO,。
6− M()、、MO,が枠体STに対し一定間隔に一列配設
されている。枠体STは、筐体HGと同様の非磁性材料
が使用され、永久磁石MO,乃至MO−。
を嵌挿する貫通孔ARが備えられている。
枠体8Tの貫通孔A Rには、其れ其れ永久磁石MO,
乃至MO,が同じ磁極を孔方向に向けて嵌挿されている
。此の場合、磁石の磁極面が枠体STの端面から突出す
る事なく四部APを形成する如く固定される。
一対の磁気抵抗素子から成るチャネル素子CH。
乃至CH,の駆動回路及び使用方法は、従来技術、例え
ば第1図及び第3図と同様である。
永久磁石MG、 、 MG、の磁極表面には、チャネル
素子は取付けられない。即ち、此等の磁石は磁束分布制
限用の為に配置される。
磁気センサが被検出体Mに接触して使用される場合には
、枠体8Tの端面と遮蔽板SHの間に機械的ショックア
ブソーバ、例えばゴムシートを挿入し、被検出体の摺動
の際発生する圧力を防ぎ、チャネル素子からピエゾ効果
に依る電圧が発生するのを阻止する。
夕1部筐体HGの他方の開放端は、図示しない蓋板に依
って密封されるか或は樹脂充填剤を注入して塞がれる。
チャネル素子CHのリード線LDは、第11図に示す如
く、枠体STを貫通して一方の先端が筐体HG外に突出
する端子ビンTPに接続する構成とする事が出来る。此
の場合、枠体S 1’の端面には永久磁石MG表面と面
一の表面を有する切欠部C1)を作り、其の部分に端子
ピンTPの使方の先端を突出させる。
」ユ述の如き構成に於て□、各永久磁石MG、乃至M0
・から発散される全磁束は、磁気反発に依って第9図の
図面上の上方向の磁路を取って各チャネル素子CH,、
CH,、CH,を通過する。従って、チャネル素子CH
を構成する一対の磁気抵抗素子MR,、M1’L* を
通る磁束の磁束密度は同じになるので、磁束密度の差に
帰因する温度係数の相違は生ぜず、出力電圧は温度ドリ
フトに依って変動しない。
第9図に於て永久磁石M()、、MG、を設けないとす
れば、永久磁石MO,、MG、の磁束が、図面上の左及
び右に発散する磁路を形成する事に成る。即ち、磁石M
Gtの磁束は磁石MO,の方向へ大きく分散した磁路と
なり、又磁石MG、の磁束は磁石MO,の方向へ大きく
分散した磁路となるが、本発明に依ればチャネル素子を
貼着した磁石MG、、MO,,MO4が磁束分布制限用
の磁石MO,、MO,に挾まれた態様であるから、磁石
MO,乃至MO,の磁束の分散は磁気反発に依って制限
され、磁気抵抗素子MR,、MR,に対する磁気バイア
スは等しくなると共に、各チャネル素子の出力電圧も同
等になる。
永久磁石MO,、MG、の磁束が大きく分散する為、其
れが磁石MG、 、 MG、の磁束分布に悪影蕾を与え
る時には、磁石MG、 、 MG、 の脇にもう1個づ
つ永久磁石を第9図同様の配列で配置する。尚、チャネ
ル素子の数は6個に限る事なく、所望個数設ける事が出
来るのは言うまでもなく、其れに対応して磁石の数も増
減する。
−9= 以上の様に構成すれば、出力電圧が温度ドリフトで変動
しないばかりか、各永久磁石は磁気反発する配列である
から、各磁石から発散する磁束は隣接する磁石上に貼着
したチャネル素子を通過しないので、チャネル間の相互
干渉はなく密集した多チャネル化を計る事が出来る。
所で、2つの被検出体M、 、 M、が第9図のチャネ
ル素子例えばCH,上を図面の垂直方向に横切ると、チ
ャネル素子CH,の出力は、第12図の様に4Cだらか
に立下り或は立上る部分を有する波ルa、  dと、会
激な変化をする波形す、cを備える。即ち、波形a、 
 dは低周波信号となり、又波形す、  cは高周波1
6号になる。此の為、チャネル素子付属の増幅器を高周
波信号す、  cで動作する如く設定すると、低周波信
号a、  dでは動作しない事になる。従って、2つの
被検出体M、 、 M。
が順番にチャネル素子CH,十を通過しても、図示しな
い信号回路は唯一回しか動作しない為、微分回路等の付
属回路を必要としていた。
此の様な場合には、第16図に示す様に、チャ=10− ネル素子を貼着した永久磁石MG、 、 MO,、MG
、の図面上の上下に磁束分布制限用の永久磁石M (1
311、M Gs+ 、 MG41 、 M ()!f
 、 M OlM 、 M ()41を其れ其れ配役す
る。磁極の向は磁石MG、乃至MG4 と同じである。
此の様に構成すると、磁極の反発に依って磁石MG、乃
至MG4から発散される磁束の分布は制限され、チャネ
ル素子、例えばCHl から得られる出力電圧は、第1
2図の点線で示した如く改善される。又、此に伴って分
解能が良く成る。
尚、中性点電圧Pより高い電圧で信号回路を動作させる
場合は、永久磁石MG、、を除去する事が出来、又、低
い電圧で動作させる場合には、永久磁石N G、、乃至
M O,、を除く事が出来る。
叙上の様に、本発明は各チャネル素子を構成する一対の
磁気抵抗素子に等しい磁気バイアスを印加するので、チ
ャネル素子の出力電圧に温度ドリフトは生ぜず、信号回
路を正しく動作させる事が出来る。又、各チャネル素子
に印加される磁気バイアスは等しくなるので、各チャネ
ル間の出力電圧差は生じなく、余分の増幅器を必要とし
ない。
史に又、磁気バイアスを作る永久磁石群は磁気1y発す
る如く配設したから、各チャネル間の相互干渉が全くな
く、多チャンネルを密集して構成する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の多チヤネル磁気センタの概略説明図、第
2図は第1図の磁気センサの側面図、第6図は磁気セン
サの動作説明図、第4図は第31図の出力波形図、第5
図は第2図の永久磁石から発散する磁束の分布図、第6
図は第5図の点線a−a及びe −eに於ける磁束分布
図、第7図は第5図の点線b−b及びd−dに於ける磁
束分布図、第8図は第5図の点線c−cに於ける磁束分
布図、第9図は本発明の多チヤネル磁気センサの側断面
構成図、第10図は第9図の線X−−Xに於ける断面図
、第11図は第10図の一部分を取出した断面構成図、
第12図は愉数の被検出体を検出したチャネル素子の出
力波形倒置、第13図は本発明の他の実施例の説明図で
ある。 図中のMR,、MiR,、は磁気抵抗素子、CH,。 CH,、CH,、はチャネル素子、HGは外部筐体、8
l−IGt遮1&、s ’r ハ枠体、Mt’j、 、
 M(3,。 h□+o、、へ4(]4. MG3は永久磁石である。 特許用111I!1人 電気音響株式会ネ1“ 16− 才1図 第4図 、85図 才3図 gcde オ6図  オフ図 才8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1間磁極を同方向に向けて一列に配設された複数の第1
    の永久磁石群でチャネル区分を形成し、該各チャネルご
    とに前記各々の永久磁石から個別に磁気バイアスされる
    複数のチャネル素子を設け、前記永久磁石から発散する
    磁束の分布を制限する複数の第2の永久磁石群を付設し
    て前記各チャネル素子の出力を安定にする様構成した事
    を特徴とする多チヤネル磁気センサ。 2前記第2の永久磁石群は、前記第1の永久磁石群と同
    列配設して成る事を特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の多チヤネル磁気センサ。 3、前記第2の永久磁石群は、前記第1の永久磁石群の
    其れ其れに相対して付設した事を特徴とする特許請求の
    範囲第1項及び第2項記載の多チヤネル磁気センサ。
JP56119726A 1981-07-30 1981-07-30 多チヤネル磁気センサ Granted JPS5821158A (ja)

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JP56119726A JPS5821158A (ja) 1981-07-30 1981-07-30 多チヤネル磁気センサ

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JP56119726A JPS5821158A (ja) 1981-07-30 1981-07-30 多チヤネル磁気センサ

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JPS5821158A true JPS5821158A (ja) 1983-02-07
JPS6324271B2 JPS6324271B2 (ja) 1988-05-19

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7157905B1 (en) * 2004-02-27 2007-01-02 Murata Manufacturing Co., Ltd. Long magnetic sensor
JP2008286588A (ja) * 2007-05-16 2008-11-27 Alps Electric Co Ltd 位置検知装置
CN103576101A (zh) * 2012-07-31 2014-02-12 北京嘉岳同乐极电子有限公司 一种多通道集成式磁传感器
JPWO2015174409A1 (ja) * 2014-05-13 2017-04-20 三菱電機株式会社 磁気センサ装置

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JPWO2015174409A1 (ja) * 2014-05-13 2017-04-20 三菱電機株式会社 磁気センサ装置

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