JPS60135768A - Rotation detector - Google Patents

Rotation detector

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JPS60135768A
JPS60135768A JP24897383A JP24897383A JPS60135768A JP S60135768 A JPS60135768 A JP S60135768A JP 24897383 A JP24897383 A JP 24897383A JP 24897383 A JP24897383 A JP 24897383A JP S60135768 A JPS60135768 A JP S60135768A
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JP
Japan
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elements
detector
output
sensitive element
magnetically sensitive
Prior art date
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Application number
JP24897383A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuuichi Nanae
裕一 名苗
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/487Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by rotating magnets

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Abstract

PURPOSE:To eliminate distortion due to higher harmonics and reduce the size of a magnet by using a magnetism sensitive element and another magnetism sensitive element which has a pattern slanting at a specific angle to the pattern of said element, and adding outputs of those two elements together. CONSTITUTION:A detector 15 is constituted by arranging a magnetism sensitive element a which consists of ferromagnetic materials elememtns A1-D2 (elements A1 and B1, and B2 and A2) having magneto-resistance effect and is provided with a couple of mutualy orthogonal current paths and another magnetism sensitive elements B (composed of elements C1 and D1, and D2 and C2) of the same constitution with said element which is slanted at the specific angle (e.g. 45 deg.) to the couple of current paths, closely to a magnet which is magnetized to have two poles and provided on a rotating shaft. Then, output voltages e1 and e2 of the element A and output voltages e3 and e4 of the element B are applied to differential amplifiers respectively. Then outputs of those differential amplifiers are added together to obtain a rotation detection signal. Consequently, higher harmonic distortion in the detection signal is removed effectively.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は感磁性素子を用いて回転体の回転速度、回転位
相等を検出する回転検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a rotation detection device that detects the rotation speed, rotation phase, etc. of a rotating body using a magnetically sensitive element.

背景技術とその問題点 本出願人は先に特願昭48−第79655号等において
、磁界の方向を感知する感磁性素子を提案した。本発暢
は上記感磁性素子を用いた回転検出装置に関するもので
あるが、先ず、上記感磁性素子の概略を説明する。
BACKGROUND ART AND PROBLEMS The present applicant has previously proposed a magnetically sensitive element that senses the direction of a magnetic field in Japanese Patent Application No. 79655/1983. This article relates to a rotation detecting device using the above-mentioned magnetically sensitive element, and first, an outline of the above-mentioned magnetically sensitive element will be explained.

第1図は感磁性素子(10)の構造を示すもので、ガラ
ス等から成る基板(1)の表面圧、ニッケルコバルトの
ような磁気抵抗の異方性効果を有する強磁性体素子(A
) (B)の薄膜が形成されている。この強磁性体素子
(A) (B)は強磁性材料を櫛歯状に蒸着するか、又
は全面に蒸着した後、エツチングして形成することがで
きる。これらの素子(A) (B)は、主電流通路とな
る複数の直線部分(2A) (2B)と、これらを連結
する屈曲部(5A) (3B′)とから夫々構成されて
おシ、上記直線部分(2A) (2B)は互いに略直交
するように配されている。また直線部分(2人)(2B
)の各端部(4A) (4B)は接続されていて、素子
(A)(B)は直列接続となっている。上記接続部に出
力端子(5)が形成され、さらに直線部+ (2A) 
(2B)の他端部(6A) (6B) K夫々電流端子
(7A)(7B)が形成されている。伺、これ□らの端
子(5) (74X7B)は導体薄膜で形成されている
Figure 1 shows the structure of a magnetically sensitive element (10), in which the surface pressure of a substrate (1) made of glass or the like, a ferromagnetic element (A
) The thin film of (B) is formed. The ferromagnetic elements (A) and (B) can be formed by depositing a ferromagnetic material in a comb-teeth shape or by depositing it on the entire surface and then etching it. These elements (A) (B) are each composed of a plurality of straight parts (2A) (2B) that serve as main current paths, and bent parts (5A) (3B') that connect these parts. The straight line portions (2A) and (2B) are arranged to be substantially orthogonal to each other. Also, the straight line part (2 people) (2B
) are connected, and the elements (A) and (B) are connected in series. An output terminal (5) is formed at the above connection part, and the straight part + (2A)
Current terminals (7A) (7B) are formed at the other ends (6A) (6B) of (2B), respectively. These terminals (5) (74X7B) are made of a conductive thin film.

第2図は動作原理図で、電流端子(7A) (7B)が
電源(8)に接続され、且つ一方の電流端子(7B)が
アースされておシ、全体として磁電変換回路(9)を構
成している。′ :・: ′ ・、 今、素子(A)、、(、B)を飽和磁化させるに充分な
強さの磁界Hを、素子(A) (B)のなす平面におい
て、素子(A)の直線部分(2人)の方向、即ち電流方
向に対して角度θを以って加えると、素子(A) (B
)の各電気抵抗ρA1ρBが変化し、その変化は角度θ
によ)次式で表わされる。
Figure 2 is a diagram of the operating principle, in which the current terminals (7A) (7B) are connected to the power supply (8), and one current terminal (7B) is grounded, and the magnetoelectric conversion circuit (9) is constructed as a whole. It consists of ′ :・: ′ ・, Now, a magnetic field H of sufficient strength to saturate magnetize elements (A), , (, B) is applied to the element (A) in the plane formed by the elements (A) and (B). When added at an angle θ to the direction of the straight line part (two people), that is, the current direction, the element (A) (B
), each electrical resistance ρA1ρB changes, and the change is caused by the angle θ
) is expressed by the following formula.

ρA−ρ1Sin2θ+すcoS2θ ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・■ρB=ρlCo52θ
+p、、 5in2θ ・・・・・・・・・・晶・・・
・・・・■但し、ρ上は素子仏)(B)を電流と垂直方
向に飽和磁化したときの素子(A) (B)の電気抵抗
、ρ1は同じく電流と平行方向に飽和(磁化したときの
素子(A)(B)の電気抵抗である。
ρA−ρ1Sin2θ+scoS2θ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・■ρB=ρlCo52θ
+p,, 5in2θ ・・・・・・・・・Crystal...
・・・・■ However, ρ is the electric resistance of the element (A) (B) when the element (B) is saturated in the direction perpendicular to the current, and ρ1 is the electric resistance of the element (A) (B) when it is saturated (magnetized) in the direction parallel to the current. This is the electrical resistance of elements (A) and (B) at the time.

また出力端子(5)の電圧V、は、素子(A) (B)
は直列接続であるから、電源電圧をVoとすれば次式で
表わされる。
Also, the voltage V at the output terminal (5) is the element (A) (B)
are connected in series, so if the power supply voltage is Vo, it can be expressed by the following equation.

■θ=−hL−・VD ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・■ρ人+ρB ■式に■■式を代入して整理すると、 (但しΔρ=ρ9−ρ工とする。) 。
■θ=-hL-・VD ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・■ρ人+ρB Substituting the ■■ expression into the ■expression and rearranging it, we get (However, Δρ=ρ9−ρwork).

となる。この■式におい、て右辺第1項は基準電圧を表
し、第2項は変化量′コηを表す−のとなシ、Δ■θ=
−−!!−L罵2θ・Vo ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・■4ρ。
becomes. In this equation (2), the first term on the right side represents the reference voltage, and the second term represents the amount of change ' η, where Δ■θ=
--! ! -L 2θ・Vo ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・■4ρ.

で裏山さ五る。イ旦し2ρ0=〜十ρ工とし、ρ。は消
磁□ 状態□の電□気抵抗である。
And Sagoru Urayama. Let 2ρ0=~10ρ, and ρ. is the electrical resistance in the demagnetized state □.

□ 従って、出力端子(5)の電圧■θは、磁界行の方
向により変化し、その出力変化は第3 A I”2Jの
ように、磁界の分向が08.180°で最小値、90°
、27O0で最大値をとる正弦波形となる。
□ Therefore, the voltage ■θ of the output terminal (5) changes depending on the direction of the magnetic field, and the output change is the minimum value when the magnetic field direction is 08.180°, and 90 °
, 27O0 becomes a sine waveform with a maximum value.

第4図は等価回路を示すもので、素子(A)CB)を可
変抵抗とし、その抵抗値が磁界Hの方向によシ変化する
ものとして考えることができる。
FIG. 4 shows an equivalent circuit, and it can be considered that the elements (A) and CB) are variable resistors whose resistance value changes depending on the direction of the magnetic field H.

このような感磁性素子QO)を回転検出装置に用いる場
合は、第5図に示すように、波長λで形成される周期的
な磁気信号(11)を回転体の周面部に記録し、この磁
気信号01)に杵接、して感磁性素子a0を実線で示す
位置に配する。回転体が矢印a方向に回転すれば、吟婢
性素子allIlに対する磁気信号aυの磁界Hの方向
が変化して、この感憔性、素子(11から第6A図に示
す出力電圧■θが得られる。同、感磁性素子αωを実線
で示す位置と同じ位置において仮想線で示すように機械
的に45°傾斜させるか、又は素子(A)、 (B)の
パターンを45°讐蝉さすると、出、力電圧■、は、第
6B図に示すよ?に、第3A図に示す出力電圧Veに対
して90°の位相差を持つようになる。即ち、第6A図
の出力電圧Vθの波形を正弦波とすれば、第6B図の出
力電圧■θの波形は余弦波となる。一般的には素子(A
)(B)のパターンを機械角でβ0ずらせると、出力、
電圧Vθには電気角2β0の位相差が生じる。
When such a magnetically sensitive element (QO) is used in a rotation detection device, as shown in FIG. The magnetically sensitive element a0 is placed in the position shown by the solid line by being in contact with the magnetic signal 01). When the rotating body rotates in the direction of the arrow a, the direction of the magnetic field H of the magnetic signal aυ for the sensitive element allIl changes, and the output voltage θ shown in FIG. 6A from this sensitive element (11) is obtained. In the same way, if the magnetically sensitive element αω is mechanically tilted by 45° as shown by the imaginary line at the same position as shown by the solid line, or if the patterns of elements (A) and (B) are tilted by 45°, , the output voltage V, shown in FIG. 6B, has a phase difference of 90° with respect to the output voltage Ve shown in FIG. 3A. That is, the output voltage Vθ of FIG. If the waveform is a sine wave, the waveform of the output voltage ■θ in Fig. 6B is a cosine wave.
) If the pattern in (B) is shifted by mechanical angle β0, the output is,
A phase difference of electrical angle 2β0 occurs in the voltage Vθ.

第6図は検出回路の実施例を示すもので、素子(A) 
(B)を2組用いてブリッジ構成と成し、各組のている
。このようにブリッジ構成とすることによシ、回路の温
度補償を行うことができる。
FIG. 6 shows an embodiment of the detection circuit, in which the element (A)
Two sets of (B) are used to form a bridge configuration, with each set having one. With this bridge configuration, the temperature of the circuit can be compensated.

第7図Fi2組の素子(A) CB>を形成した感磁性
素子(10)を示すもので、2組の素子(A) (B)
は同一基板上に形成され、出力電圧e1、e2を取シ出
す出力端子、 十B電源端子及びグランド端子(GND
)とが設けられている。
Fig. 7 shows two sets of magnetically sensitive elements (10) formed with two sets of elements (A) and (B).
are formed on the same board, and have output terminals for taking out the output voltages e1 and e2, a 10B power supply terminal, and a ground terminal (GND
) is provided.

而して、上述した第5図の方法による回転検出装置は、
多数のN極とS極から成る磁気信号を精度良く記録する
ことが要求され、また装置の小型化が困難となって臂る
。 :。
Thus, the rotation detection device according to the method shown in FIG.
It is required to accurately record a magnetic signal consisting of a large number of north and south poles, and it is difficult to miniaturize the device. :.

そこで、第8図及び第9図に示すように、その平面上に
2極の着磁が成された磁石αJを、回転体の回転軸(1
41上に配し、この磁石(13)の回転をgd性素子を
用いた検出器051で検出するようにした回転検出装置
が提案されている。このように構成することによシ、磁
石Q3)の着磁に特に精度を要求されず、また装置の小
型化が可能となる。 、・この回転検出装置においては
、感磁性素子を用いた検出器a5から、正弦波の出力信
号a: sinαと、余弦波の出力信号ycosαとを
得て、これらの二つの出力信号から次式に示す三角関数
の性質を利用することによシ、回転検出信号VCを得る
ようにしている。
Therefore, as shown in FIGS. 8 and 9, the magnet αJ, which has two poles magnetized on its plane, is attached to the rotation axis (1
A rotation detection device has been proposed in which the rotation of the magnet (13) is detected by a detector 051 using a gd element. With this configuration, no particular precision is required for the magnetization of the magnet Q3), and the device can be miniaturized. ,・In this rotation detection device, a sine wave output signal a: sin α and a cosine wave output signal ycos α are obtained from the detector a5 using a magnetically sensitive element, and from these two output signals, the following equation is obtained. The rotation detection signal VC is obtained by utilizing the properties of the trigonometric functions shown in FIG.

Vc= xsma +ycma =m s−(α十m−’ −2−) ・・・・・・・・
・・・・■但し、αは検出信号V。を電気角で表わした
場合で、機械角で表わす場合は、前記0式よシ、α=2
θとなる。
Vc= xsma +ycma =m s-(α0m-'-2-) ・・・・・・・・・
...■ However, α is the detection signal V. When expressed in electrical angles and expressed in mechanical angles, according to the above formula 0, α = 2
becomes θ.

第8図及び第9図に示すように、2極に着磁された磁石
(13を用いているため、上記検出信号V。は回転軸(
14)の1回転に対して1回しか変化せず、回転検出装
置を周波数発電機等として用いるような場合は不満であ
る。このため、検出器(15)の電源に交流電源全周い
て、検出信号■cの周波数を烏くするように成される。
As shown in FIGS. 8 and 9, since a two-pole magnetized magnet (13) is used, the above detection signal V.
14) changes only once per rotation, which is unsatisfactory when the rotation detection device is used as a frequency generator or the like. For this reason, an AC power source is connected all around the power source of the detector (15), so as to reduce the frequency of the detection signal (2).

即ち1.r=eosω、y=siaωの交流電源を用い
た場合、上記0式は ・ ■=帽ω8−α+sinω帽α =自(α+ω) ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・■となる・。この0式によれば、検出信
号V。に歪みがあると、検出精度に影響を及ぼすことが
判る。感磁性素子は前述したように飽和磁界中で使用さ
れるが、第8図及び第9図の回転検出装置の場合、かる
ため、磁石(131には必らずしも飽和憔界を得られる
ものが用いられない。感磁性素子が飽和磁界中で用いら
れない場合は、出力に高調波歪みが現れ易く、このため
検出精度が劣化することになる。
Namely 1. When using an AC power supply with r=eosω and y=siaω, the above equation 0 is as follows.
・・・・・・・・・■. According to this equation 0, the detection signal V. It can be seen that if there is any distortion, the detection accuracy will be affected. As mentioned above, the magnetically sensitive element is used in a saturated magnetic field, but in the case of the rotation detection device shown in FIGS. If the magnetically sensitive element is not used in a saturated magnetic field, harmonic distortion is likely to appear in the output, resulting in deterioration of detection accuracy.

発明の目的 本発明は、前記■式又は0式及び第8.9図について述
べた原理に基く回転検出装置において、上述した高調波
による出力歪みを除去することを目的とするものである
Object of the Invention The object of the present invention is to eliminate the output distortion due to the above-mentioned harmonics in a rotation detection device based on the principles described in connection with the above-mentioned formula (1) or (0) and Fig. 8.9.

発明の概要 本発明は、上記素子(A) (B)が設けられたIf&
m性素子色素子の素子(A) CB)のパターンに対し
て所定角度傾斜したパターンを有する素子が設けられた
感磁性素子とを用い、これら二つの感磁性素子の出力を
加え合わせることによって高調波による歪みを除去する
よう処したものである。
Summary of the Invention The present invention provides If &
By using a magnetically sensitive element provided with an element having a pattern tilted at a predetermined angle with respect to the pattern of the m-type element dye element (A) and CB), and adding the outputs of these two magnetically sensitive elements, high-frequency harmonics can be obtained. It is processed to remove distortion caused by waves.

央翰例 本実施例においては、前記■臀及び0式における正弦波
出力と余弦波出力とを得るために、第10図に示すよう
な感磁性素子のパターンが形成された検出器住9が用い
られる。この検出器a9は、基板(至)上に形成された
8個の素子(AI) (A2) (B1) CB2)(
01) (02) (DI) (B2)によ多構成され
る。
In this example, in order to obtain the sine wave output and cosine wave output in the above formula used. This detector a9 consists of eight elements (AI) (A2) (B1) CB2) (
01) (02) (DI) (B2)

第11図は検出器a9の等価回路を示し、上記8個の素
子は、図示のように自側と幅側とにおいて、2組のブリ
ッジ回路を構成している。
FIG. 11 shows an equivalent circuit of the detector a9, and the eight elements described above constitute two sets of bridge circuits on the own side and the width side as shown.

第10図及び第11図において、素子(A1XA2)は
第、1図の素子(A)と対応し1.素t、(B1)(B
2)は第11?素+(B)と対応す6・素子(0・X0
2)鵬素子(A)のパターンを45°傾斜させたものに
相当し、素子(DI)(B2)は、素子(B)のパター
ンを45°傾斜させたものに相当する。
In FIGS. 10 and 11, the element (A1XA2) corresponds to the element (A) in FIG. 1, and 1. element t, (B1) (B
2) is the 11th? element + (B) and corresponding 6・element (0・X0
2) It corresponds to the pattern of the element (A) tilted by 45 degrees, and the element (DI) (B2) corresponds to the pattern of the element (B) tilted by 45 degrees.

m個において、素子(A1)の一端は電源端子顧に接竺
され・他端は導体(ハ)を介し1出力端子(1’JK・
素子(B1)の一端と共に接続されている。上記素子(
B1)の他端は導体Q4)を介してグランド端子a8に
接続されている。素子(B2)の一端は導体(ハ)を介
して上記′−電源端子eに接続され、他端は出力端子−
に接続されている。i子(A2)の一端はグランド端子
a8に接続され、他端は導体(2)を介して上記出力端
子(2)に接続されている。
In m pieces, one end of the element (A1) is connected to the power supply terminal, and the other end is connected to one output terminal (1'JK/
It is connected together with one end of the element (B1). The above element (
The other end of B1) is connected to ground terminal a8 via conductor Q4). One end of the element (B2) is connected to the power supply terminal e above through the conductor (c), and the other end is connected to the output terminal -
It is connected to the. One end of the i-element (A2) is connected to the ground terminal a8, and the other end is connected to the output terminal (2) via the conductor (2).

□□□側における第10図の電源端子(17a)(17
b)は外部で互いに接続されて、第11図の電源端子a
ηとなる。素子(C1)の一端は電源端子(17a) 
K接続され、他端は出力端子Qυに接続されている。素
子(Dl)の一端は導体(ハ)を介して上記出力端子(
2I)に接続され、他端はグランド端子(18)に接続
されている。素子(B2)の一端は電源端子(17b)
に接続され、他端は導体@を介、して出力端子(2湯に
接続されている。素子(C2)の一端は上記出力端子(
ゆに接続され、他端は導体(2)を介してグランド端子
−に接続されてい□る。
Power terminal (17a) (17
b) are externally connected to each other and connected to the power supply terminals a in FIG.
η. One end of the element (C1) is a power supply terminal (17a)
K connection, and the other end is connected to the output terminal Qυ. One end of the element (Dl) is connected to the above output terminal (
2I), and the other end is connected to a ground terminal (18). One end of the element (B2) is a power supply terminal (17b)
The other end is connected to the output terminal (2 hot water) through the conductor @. One end of the element (C2) is connected to the output terminal (
The other end is connected to the ground terminal - via the conductor (2).

上記のように構成された検出器α9の電源端子α6)住
ηには、夫々(6)式、0式の電源電圧X%yが供給さ
れる。出力端子H(XJからは出力′電圧e1、C2が
得られ、これらの出力′陽圧e1s e2は第6図の場
合と同様にして差動アンプに加えられる。出力端子(2
刀@からは出力電圧e5、e4が得られ、これらの出力
電圧は他の差動アンプに加えられる。そして上記2個の
差動アンプの出力信号を加算器で加算することによって
、この加算出力として前記検出信号■を得ることができ
る。
The power supply terminals α6) and η of the detector α9 configured as described above are supplied with the power supply voltages X%y of equations (6) and 0, respectively. Output voltages e1 and C2 are obtained from the output terminal H (XJ), and these positive output voltages e1s and e2 are applied to the differential amplifier in the same manner as in the case of Fig. 6.
Output voltages e5 and e4 are obtained from the katana @, and these output voltages are applied to other differential amplifiers. By adding the output signals of the two differential amplifiers using an adder, the detection signal (2) can be obtained as the added output.

次に上記検出信号先に含まれる6次高調波を除去す−る
原理について説明する。
Next, the principle of removing the sixth harmonic included in the detection signal will be explained.

感磁性素子の出力電圧をVα1とし、との■α1を6次
高調波を含めて表わすと、 Va1= al sinα+B、3Sjn 5α ・・
・・・・・・・・・・・・・・・・■となる。第12A
図における実線は基本波H18jnαを示し、第12B
図における実線は6矢高調波a58if13αを示す。
Letting the output voltage of the magnetically sensitive element be Vα1, and expressing α1 including the 6th harmonic, Va1= al sin α+B, 3Sjn 5α ・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・■. 12th A
The solid line in the figure indicates the fundamental wave H18jnα, and the 12th B
The solid line in the figure indicates the 6-arrow harmonic a58if13α.

ここで素子(A) (B、)のパターンに対して機Va
2= al sin (α−60°) + a55in
3 (α−60°)・・・■となる。第12A図におけ
る点線は、基本波a1Bin。
Here, for the pattern of elements (A) (B,), the machine Va
2= al sin (α-60°) + a55in
3 (α−60°)...■. The dotted line in FIG. 12A is the fundamental wave a1Bin.

(α−60°)を示し、第12B図における点線は6矢
高調波a38in3(α−60°)を示す。そこで、上
記■、0式よシ、Vα1+Vα2 の演算を行うと、v
c= Val +’Va2 = al (sinα+sin (α−60°) )十
a3 (5in5α+sin (3α−180°)) = Js 、al 5tn(am 30’) −−−0
−−’Dとなって、6次高調波をキャンセルすることが
できる。
(α-60°), and the dotted line in FIG. 12B represents the 6-arrow harmonic a38in3 (α-60°). Therefore, if we perform the calculation of Vα1+Vα2 according to formula 0 above, we get v
c= Val +'Va2 = al (sin α+sin (α-60°)) 10a3 (5in5α+sin (3α-180°)) = Js, al 5tn (am 30') ---0
--'D, and the 6th harmonic can be canceled.

上述の原理を適用した回転検出装置を実現するため、に
は、素子のパターンが機械角で60°ずれた前記出力電
圧Vα2の得られる感磁性素子が用いられる。この感磁
性素子は第11図の場合、海側と罵側とで2個必要とな
る。その場合は、第10図の検出器aωと同一パターン
を有する第2の検出器を用意し、この第2の検出器を第
一1の検出器(I5)に積層し、その際、第1の検出器
αωを構成する8個の素子(A1)〜(B2)のパター
ンに対して第2の検出器を構成する8個のパターンが各
々60°ずれるようにし・て積層すればよい。あるいは
第1の検出器α9と同一基板(至)上に、第2の検出器
の30°ずれた8個の素子を、素子(A1)〜(B2)
の間に配して形成してもよい。。
In order to realize a rotation detecting device to which the above-described principle is applied, a magnetically sensitive element that can obtain the output voltage Vα2 and whose element patterns are shifted by 60 degrees in mechanical angle is used. In the case of FIG. 11, two magnetically sensitive elements are required, one on the sea side and one on the opposite side. In that case, a second detector having the same pattern as the detector aω in FIG. 10 is prepared, and this second detector is stacked on the first first detector (I5). The eight patterns constituting the second detector may be laminated so as to be shifted by 60° from the patterns of the eight elements (A1) to (B2) constituting the detector αω. Alternatively, on the same substrate (toward) as the first detector α9, eight elements of the second detector shifted by 30 degrees are placed as elements (A1) to (B2).
It may also be formed by being placed between the two. .

第16図は上記第1の検出器α9及び第2の検出器0υ
を用いて6次高調波をキャンセルするよ・うにした回転
検出装置の実施例を示す。同、第11・・図と対応する
部分には同一符号を付しである。
Figure 16 shows the first detector α9 and the second detector 0υ.
An embodiment of a rotation detection device that cancels the sixth harmonic using the following will be described. 11. Portions corresponding to those in FIG. 11 are designated by the same reference numerals.

i側においては、第1の検出器Q51を構成する素子(
AI) (A2) (B1) (B2)による、ブリッ
ジ回路と、とれらの素子(A1) (A2) (B1)
 (B2)のパターンに対して夫々機械角で60°遅れ
のパターンを有する第2の検出器Gυの素子(A11)
 (A22) (B11) (B22) によるプリッ
′ジ回路とが設けられている。これらの二つのブリッジ
回路には電源端子(161c3aから電源電圧Xが加え
られる。第1の検出器(151のブリッジ回路の出力信
号el、e2は出力端子Q9(’2t)から差動アンプ
關に加え□られるように成されている。第2の検出器0
υのブリッジ回路の出力信号611% eZ2は出力端
子04)(ホ))から差動アンプ09に加えられるよう
に成されている。
On the i side, the elements (
AI) (A2) (B1) (B2) Bridge circuit and its elements (A1) (A2) (B1)
Elements (A11) of the second detector Gυ each having a pattern delayed by 60 degrees in mechanical angle with respect to the pattern in (B2)
(A22) (B11) (B22) A bridge circuit is provided. The power supply voltage X is applied from the power supply terminal (161c3a) to these two bridge circuits. The second detector 0
The output signal 611% eZ2 of the bridge circuit of υ is applied to the differential amplifier 09 from the output terminal 04)(e)).

上記差動アンプC3119e1の出力信号は加算回路(
421で加算される。この加算出力として6次高調波の
キャンセルされた出力信号e01を得ることができる。
The output signal of the differential amplifier C3119e1 is connected to the adder circuit (
421 is added. As this addition output, an output signal e01 in which the sixth harmonic is canceled can be obtained.

わi等の処理が成さ′れた後、加算−(46) i加肇
られる。 ′ □ ゛ 四側においては、第1の検訴器α51tl−構成する素
子’ (01) (02) (DI> (B2)による
ブリッジ回路と、これらの電子(01) (02) ’
(Dl) (B2) のパターンに対して夫々機械角で
60°′!れのパターンを肴する第2諷検出器01)の
素子(011) (C!22) (Dll) (B22
)によるブリッジ回路とが設けられている。これらの二
つのブリッジ回路には電源端子a!7)C35)から電
源電圧yが加えら糺る。第1の検出器Q51の゛ブリッ
ジローの出力、、・:)。
After processing such as wa i is performed, addition -(46) i is added. ' □ ゛On the fourth side, the first prosecutor α51tl - the constituent elements' (01) (02) (DI> The bridge circuit by (B2) and these electrons (01) (02) '
(Dl) and (B2) are respectively 60°' in mechanical angle! The element (011) (C!22) (Dll) (B22
) is provided. These two bridge circuits have power terminals a! 7) Power supply voltage y is applied from C35). ``Bridge low output'' of the first detector Q51.

電圧”65%” e4は出゛力端子(2I)(221か
ら差動アンプ(4α9に加。
Voltage "65%" e4 is applied from output terminal (2I) (221 to differential amplifier (4α9).

え□られるように成されている。第2の検出器Gυのブ
リッジ回路の出力信号e55、C44は出力端子(至)
ODから差動アンプ(4υに加えられるように成されて
いる。上記差動アンプ(41(41)の出力信号は加算
回路(ハ)で加算される。この加算出力として3次高調
波のキャンセルさiた出力信号e02を得ることができ
る。この信号e02は信号処理回路(49においてレペ
ル合わせ等の処理が成された後、加算器(46)に加え
られて、前記信号eoiと加算され、この加算出力とし
て回転検出信号■。を得ることができる。
It is made so that it can be done. The output signals e55 and C44 of the bridge circuit of the second detector Gυ are output terminals (to)
It is configured to be added to the differential amplifier (4υ) from the OD. The output signals of the differential amplifier (41) are added in the adder circuit (c). The third harmonic is canceled as the added output. An output signal e02 can be obtained. This signal e02 is subjected to processing such as level matching in a signal processing circuit (49), and then added to an adder (46) where it is added to the signal eoi. A rotation detection signal (■) can be obtained as this addition output.

以上は6次高調波をキャンセルする場合について述べた
が、次に2次高調波を6次高調波と同時にキャンセルす
る場合について説明する。 □この場合は、第1の検出
器(19と、第1の検出器の検出器α9の各素子のパタ
ーンに対して\、夫々45°及び75°ずれたパターン
を有する第6及び第4の検出器が用いられる。第1・:
〜第4の検出器の出力電圧を■α1〜■α4として、2
次及び6次高調波を含めて表わすと、 V+a1= a1sinα +a28in2α +a5
Bin3αVa2 = alsin (α−60°) 
十a2stn2(α−60°) + a′53in3 
(α−60つVa5 = al sin (α−90°
)+a28in(α−90°) + a6!1in3 
(α−90°)Va4= a38m (α−150’)
 + a2 sin (α−150°)+ a38in
3 (α−150°)これらを加え合わせると v0=■α1 + Vα2 + Va3 + ■α4”
” に −al sin (α−30°) +a2Bi
n2 (α−60°)+幻’ ai stn ((α−
60°)−90°)+a2sin2 ((α−30°)
−90°)=q7・a18Ln(α−75°) となって、2次及び6次高調波をキャンセルする第14
A図゛及び第1′4B図は一2次及び6次高調波がキャ
ンセルさ懸ることを□示す波形図である。
The case where the sixth harmonic is canceled has been described above, but next, the case where the second harmonic is canceled simultaneously with the sixth harmonic will be described. □In this case, the first detector (19) and the sixth and fourth detectors having patterns shifted by 45° and 75°, respectively, with respect to the pattern of each element of the detector α9 of the first detector A detector is used.First:
~ Assuming the output voltage of the fourth detector as ■α1 to ■α4, 2
Expressed including the next and 6th harmonics, V+a1= a1sinα +a28in2α +a5
Bin3αVa2 = alsin (α-60°)
10a2stn2 (α-60°) + a′53in3
(α-60 Va5 = al sin (α-90°
)+a28in(α-90°)+a6!1in3
(α-90°) Va4= a38m (α-150')
+ a2 sin (α-150°) + a38in
3 (α-150°) Adding these together, v0 = ■α1 + Vα2 + Va3 + ■α4”
” to −al sin (α−30°) +a2Bi
n2 (α-60°) + phantom' ai stn ((α-
60°)-90°)+a2sin2 ((α-30°)
-90°) = q7・a18Ln(α-75°), and the 14th harmonic cancels the 2nd and 6th harmonics.
Figures A and 1'4B are waveform diagrams showing that the 12th and 6th harmonics are canceled.

第’+4A図、おい7、(V(11’ 7)−、Va2
’)及び(Vas +■α4)により、第12A図と同
様にして先ず3次高調波が内々キャンセルされる。この
、=t、(vα1 + V(22)及び(Vas + 
Va4 )の波形は90°の位相差を有し、またそれら
の2次高調波は第14図Bのように互いに逆相となる。
Figure '+4A, Oi 7, (V(11' 7)-, Va2
') and (Vas + ■α4), the third harmonic is internally canceled in the same manner as in FIG. 12A. This, =t, (vα1 + V(22) and (Vas +
The waveforms of Va4) have a phase difference of 90°, and their second harmonics have opposite phases to each other as shown in FIG. 14B.

従って、これらを加え合わせることによって、2次高調
波がキャンセルされる。
Therefore, by adding these together, the second harmonic is canceled.

発明の効果 回転門出信号に含まれる高調波歪みを有効に除去するこ
とができる。このため、感磁性素子を飽和磁界中で用い
、なくてもよく、従って、小型の磁石を用いることが可
能となる。
Effects of the Invention Harmonic distortion contained in the rotation starting signal can be effectively removed. Therefore, a magnetically sensitive element can be used in a saturated magnetic field and can be omitted, making it possible to use a small magnet.

4、図面の簡単な説明 ゛ 第1図は本発明に用いられる感磁性素子の構造を示す平
面図、第2図は原理的な等価回路図、第6図は出力電圧
波形図、第4図は等価回路図、第5図は感磁性素子を用
いて磁気信号を検出する原理を説明するだめの図、第6
図は検出回路の−、例を示す図、第7図はブリッジ構成
とした感磁性素子の概略的な平面図、第8図は回転検出
器の原理 □的な側面図、第9図は第8図の平面図、第
゛1b図は本発明に用いられる回転検出器の実施例を示
す平面図、第11図は回転検出器の等測的、な回路図、
第12A図及び第12B図は6次高調波を、キャンセル
することを説明するための波形図、第1′3図は本発明
の実施例を示すブロック図、第14A図及び第14B図
は2次高調波をキャンセルすることを説明するための波
形図である。
4. Brief explanation of the drawings ゛Figure 1 is a plan view showing the structure of the magnetically sensitive element used in the present invention, Figure 2 is a theoretical equivalent circuit diagram, Figure 6 is an output voltage waveform diagram, Figure 4 is an equivalent circuit diagram, Fig. 5 is a diagram explaining the principle of detecting magnetic signals using a magnetically sensitive element, and Fig. 6 is an equivalent circuit diagram.
The figure shows an example of the detection circuit, Figure 7 is a schematic plan view of a magnetically sensitive element with a bridge configuration, Figure 8 is a side view of the principle of a rotation detector, and Figure 9 is a diagram showing the principle of a rotation detector. 8 is a plan view, FIG. 1b is a plan view showing an embodiment of the rotation detector used in the present invention, FIG. 11 is an isometric circuit diagram of the rotation detector,
12A and 12B are waveform diagrams for explaining the cancellation of the 6th harmonic, 1'3 are block diagrams showing an embodiment of the present invention, and 14A and 14B are 2 FIG. 7 is a waveform diagram for explaining canceling the next harmonic.

なお図面に用いられた符号においぞ、 (2A)(2B)・・・・・・直線部分(II・・・・
・・・・・・・・感磁性素子1α9・・・・・・・・・
・・・第1の検、小器 □(3υ・・・・・・・・・・
・・第2の検出器’ 仏)(B)・・・・・・強磁性体
素子である。
In addition, the symbols used in the drawings are (2A) (2B)... Straight line part (II...
・・・・・・Magnetic element 1α9・・・・・・・・・
・・・First inspection, small instrument □(3υ・・・・・・・・・・
...Second detector' (France) (B)...It is a ferromagnetic element.

代理人 土星 勝 〃 常 包 芳 男 ・ ・ 〃 杉浦俊貴 第1F’1 第2図 第4図 第3A図 特許庁長官殿 1.事件の表示 昭和58年特許願第248973号・ 5、補正命令の日付(発送日) 昭和 年 月 日6、
補正により増加する発明の数 °°8”°″“ 、′輸・、ノ (111明細書第5頁14行目「′敵気角2β°」を「
電気角で2β°」と訂正する。
Agent: Masaru Saturn, Yoshio Tsune, Toshiki Sugiura, 1F'1 Figure 2 Figure 4 Figure 3A Mr. Commissioner of the Japan Patent Office 1. Indication of the case: Patent Application No. 248973/1983, 5, Date of amendment order (shipment date): Month, Day, 6, 1980;
The number of inventions will increase due to the amendment.
2β° in electrical angle.”

(2j1同!同頁7〜15行目「■c=・・・・・・・
・・・・・・・・成される。」を下記の通り訂正する。
(2j1 same! Same page, lines 7-15 “■c=・・・・・・・・・
・・・・・・・・・It will be accomplished. ” is corrected as follows.

記 「 VoL= xiKgma + ytKcaaa但し
、−y2 は上記x、yの分圧抵抗比で決まる係数、α
は検出信号■cを電気角で表わした場合で、機械角で表
わす場合は、前記0式より、α=20となる。
VoL = xiKgma + ytKcaaa However, -y2 is the coefficient determined by the partial voltage resistance ratio of x and y above, α
is the case where the detection signal ■c is expressed in electrical angles, and when expressed in mechanical angles, α=20 from the above equation 0.

第8図及び第9図に示すように、2極Ic看磁された磁
石(13)を用いているため、上記検出信号Vcは回転
軸圓の1回転に対して1回しか変化しない。
As shown in FIGS. 8 and 9, since a two-pole Ic magnetized magnet (13) is used, the detection signal Vc changes only once per rotation of the rotation axis circle.

そこで回転検出装置を周波数発電機等として用いるよう
な場合は、数棟の抵抗比−/yiにより幾つかの位相差
を持った信号をつくるように成される。この場合の精度
は抵抗比に依存するため、高精度、高分解能の検出が困
難となる。そこで位置情報を位相差に変換してパルスで
デジタル処理するために、検出器t151の電源に交流
電源を用いて、位相変調を行うように成される。」 +31、同ji112頁3行目「vc=va、+Va2
Jをrva。
Therefore, when the rotation detection device is used as a frequency generator or the like, signals having several phase differences are generated by using several resistance ratios -/yi. Accuracy in this case depends on the resistance ratio, making it difficult to detect with high precision and high resolution. Therefore, in order to convert the position information into a phase difference and perform digital processing using pulses, an AC power source is used as the power source of the detector t151, and phase modulation is performed. ” +31, same ji page 112, line 3 “vc=va, +Va2
rva J.

==:Va、十■a2」に訂正する。==: Va, 10 ■ a2”.

(41、同第14頁1行目「出力信号e。1」を[出力
信号eo1(上記[相]式のVαojC相当)」す訂正
する。
(41, page 14, line 1, ``output signal e.1'' is corrected to ``output signal eo1 (equivalent to VαojC in the above [phase] formula)''.

−以 上−- Above -

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 磁気抵抗効果を有する強磁性体から成シ且つ互いに直交
する一対の電流通路が設けられた第1の感磁性素子と、
上記一対の電流通路に対して夫々所定角度傾斜され且つ
互いに直交する一対の電流通路が設けられた第2の感磁
性素子とを、2極に着磁され且つ回転軸に設けられた磁
石に近接して配し、上記第1及び第2の感磁性素子の出
力を加算するようにしたことを特徴とする回転検出装置
a first magnetically sensitive element made of a ferromagnetic material having a magnetoresistive effect and provided with a pair of current paths orthogonal to each other;
A second magnetically sensitive element is provided with a pair of current paths that are inclined at a predetermined angle with respect to the pair of current paths and are orthogonal to each other. A rotation detection device characterized in that the rotation detection device is arranged such that the outputs of the first and second magnetically sensitive elements are added.
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