JPS61237062A - 感磁性センサ抵抗を有する集積化回転数センサ - Google Patents

感磁性センサ抵抗を有する集積化回転数センサ

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JPS61237062A
JPS61237062A JP61082438A JP8243886A JPS61237062A JP S61237062 A JPS61237062 A JP S61237062A JP 61082438 A JP61082438 A JP 61082438A JP 8243886 A JP8243886 A JP 8243886A JP S61237062 A JPS61237062 A JP S61237062A
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resistance
sensor
resistor
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rotational speed
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ゲアハルト・ホルフエルダー
カール‐フランツ・ラインハルト
エーリツヒ・ツアプラー
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    • GPHYSICS
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    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00Details of instruments
    • G01P1/006Details of instruments used for thermal compensation
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B61/00Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one galvanomagnetic or Hall-effect element covered by groups H10N50/00 - H10N52/00

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】 産業上の利用分野 本発明は特許請求の範囲第1項記載の上位概念による集
積化回転数センサを前提とする。
従来技術 ブリッジ回路に配設した養つの磁気抵抗性センサ部材か
らなり、ブリッジ電圧が差動増幅器に供給され、その出
力信号が測定信号となる回転数センサがす1に公知−1
!ある。この種の回転数センサは永久磁石といっしょに
たとえば歯車の歯の領域に配設することが1き、その結
果歯車の回転時に回転センサのそばを通過する歯によっ
てブリッジ回路の周期的な離調が起こる。
そのため測定信号が発生し、その周波数が回転数センサ
のそばを通過する単位時間当シの歯の数に左右される。
しかし、公知の回転数センサはそれら、の測定信号振幅
が大幅に温度に左右されるという欠点を有する。通常セ
ンサ抵抗として使われる。R−マロイ薄膜抵抗は、温度
が上昇するにつれて測定効果が低減する。さらに測定装
置の増幅率はセンサ抵抗のPTC4I性のため温度の上
昇にしたがって減少する(PTC抵抗=正温度係数を有
する抵抗)。
本発明の利点 特許請求の範囲第1項に記載の特徴を有する本発明によ
る回転数センサは、それに対して簡単に十分な温度補償
を達成できると1う利点を有する。差動増幅器の帰還抵
抗はこの目的のためセンサ抵抗と同様にパーマロイ薄膜
抵抗として形成しておくことが′eきる。したがって帰
還抵抗はセンサ抵抗と同様に温度に依存する抵抗の変化
を示し、そのため装置全体に少なくとも部分的な温度補
償が達成できる。磁気抵抗性の帰還抵抗の抵抗値が1き
るだけ磁界に左右されないように、この抵抗のばあい膜
厚と抵抗導体路幅′との比を1きるだけ大きく選ぶ。
温度補償線さらに、差動増幅器の入力に、その抵抗値が
それと接続された2つのセンサ抵抗の並列回路の抵抗値
よりも大幅に大きい温度依存性前置抵抗を前置すること
によって改善することができる。このようKして測定装
置の増幅率が正の温度係数による温度依存性になシ、そ
の結果、温度の上昇と共に起ζるセンサ信号(ブリッジ
電圧)の低下が補償される。
帰還抵抗の抵抗値の磁界非依存性を1きるだけ大きくす
るためには、その抵抗導体路の経路をたとえば相互に9
00の角度ずらした2つの同じ大きさの領域に分割する
ことができる。しかし抵抗導体路の経論は、その磁界依
存性が相互に相殺されるように相互に回転されている2
つ以上の領域に分割することもできる。
実施例 本発明は以下において図面に基づいて詳細に説明される
第1図においては集積化回転数センサ1が永久磁石2の
磁界内に配設されている。回転数センサ1の上方に部分
的にのみ示した歯車養の2りの歯3が示されている。歯
車養がたとえば図示した矢印aの向きに回転すると、そ
の結果永久磁石2によって作)出場れる磁界の周期的な
変化が起トシ、そのためこの図に詳しくは描いてないセ
ンサ部材の周期的影響が起ζる。センサ部材として磁界
依存性の抵抗をブリッジ回路に使用すれば、磁界の周期
的影響によってブリッジ回路の周期的な離調が起こる。
第2図には集積化回転数センサの接続図が示しであるが
、このセンサは4つの磁界依存性のセンサ抵抗R1から
R4t”?を有し、それらはブリッジ回路に配設されて
いる。ブリッジ回路には、付加的なトリム抵抗RTが挿
入され、それによってブリッジ電圧uBの零平衡調整を
行なうことができる。ブリッジ電圧υBは差動増幅器v
1のプラスおよび゛マイナスの入力に供給される。
測定信号U、が発生する差動増幅器Vlの出力は帰還抵
抗R1<を介してそのマイナスの入力に帰還させる。供
給電圧としてはプラスの電圧U+が用いられ、それには
ブリッジ回路および差動増幅器■1が接続されている。
9 第3図に示した接続図は第2図の接続図とは、差動増幅
器Vlのマイナスの入力に前置抵抗Rvが前置されてい
る点が異る。
セ/す抵抗R1からR4まではニッケル・鉄合金(パー
マロイ)から構成することが1き、したがってセンサ抵
抗の抵抗値は磁界依存性である。帰還抵抗R)(も同じ
材料から構成することができる。帰還抵抗がセ/す抵抗
R1からR4までと同じ温度特性を示すようにt’ある
。このようにして温度に規定される振幅特性は少なくと
も部分的には補償することが1きる。帰還抵抗RkO感
磁性ができるかぎシ小さくなるように、パーマロイ抵抗
の感磁性はその幾何学的寸法によって変化するという事
実が利用される。すなわち感磁性はその膜厚tと抵抗導
体路幅Wとの比によって規定でれる。感磁性はこの比を
小さく選ぶほど、それだけ大きくなる。磁気抵抗部材の
代表的逢設計選定値はt=0.03μmおよびW=20
μmの値である。したがってこのようなセンサ抵抗につ
いては次の値が得られる。
t/W=0.03/20=O,0O15(セ/す抵抗に
ついて)したがって次の代表的な相対抵抗変化が得られ
る。
ΔR / ΔH= 1−・−2% 200e 帰還抵抗Rkを実現するためt=0.3μmの膜厚およ
びW=5μmの抵抗導体路幅を選べば、次の値が得られ
る。
t/w=o、315=0.06 (帰還抵抗について)
したがって次の概略の相対抵抗変化が得られる。
ΔR T−/ ΔH(0,05’lr / 20 Qeつまル
感磁性はセンサ抵抗に比して、比t/Wが大きくなるの
とほぼ同程度に小さくなシ、シたがって帰還抵抗Rkは
センサ抵抗R1からR4までに比して無視)きる感磁性
を有するが、しかし少なくとも同じ温度感度を有する。
膜厚tが増すと共に温度系数は大きくなシ、かつむく材
料に似てくる。なぜならば薄い膜では限界効果が起こる
からである。
温度特性の完全な補償は、温度に左右される前置抵抗R
Vによって達成できる。したがって増幅率には次の式が
適用される。
したがって増幅率はプラスの温度係数を有し、ブリッジ
電圧UBの温度依存変化が補償される。
前置(バイアス)抵抗Rvの抵抗値を適切に選ぶことに
よって、必要な温度依存性が調整され得る。Rv t 
R2/ R4よりも大幅に大きく選べば、増幅率Vは帰
還抵抗Rk(tl’)と同様に温度依存性になる。それ
に反して前置抵抗Rv t R2/ R4よりも大幅に
小さく選ぶとすれば、増幅率Vは温度非依存性になるで
あろう。
・ぐ−マロイからなる帰還抵抗Rkが実現すれば、他の
考えられる材料、たとえばニッケル、白金等に比して、
回転数センサの製造のため膜被着工程に使用する材料の
種類の数が少なくなるという利点が得られるt’あろう
。そしてそれは製造費の低減に寄与する。
帰還抵抗Rkの感磁性を低下させるにはさらに付加的に
別の手段を講じることが1きるが、それは第壬図に基づ
いて説明する。膜厚tと抵抗導体路幅Wとの比を変える
以外に感磁性はまた、帰還抵抗Rkの抵抗導体路の半分
ずつを90’相互にずらすことによっても低下させるこ
とがマきる。第壬図では、帰還抵抗R1<の最初の半部
H1の抵抗導体路は垂直に延び、他方第2の半部H2の
抵抗導体路は水平に延びている。それによって外部の磁
界の作用時に1方の半部は最大の抵抗を有するが、他方
の半部は最小の抵抗を有する。したがってこの2つの領
域を直列に接続することによって、抵抗全体として磁界
の如何によることなく常に同じ平均的抵抗値が得られる
。抵抗導体路の方向が小さい空間で変化する頻度が多い
ほど、それだけ外部の非均質な磁昇に対する帰還抵抗R
kの感度は小さくなる。
第4図にはさらにまたセンサ抵抗R1からR壬ま1の配
置が概念的に示しである。図示した平面図は大幅に拡大
してあシ、略図のため大幅に簡略化しである。
帰還抵抗Rkはセンサ抵抗R2、R4の材料よりも大き
い温度係数を有する材料、たとえばチタンから構成する
ことが1きる。この手段によって増幅率のプラスの温度
係数が得られ、それによってセンサ信号(ブリッジ電圧
)の温度依存的減少の補償も同様に達成!きる。
発明の効果 本発明により、測定値が著しく温度に左右された)温度
上昇と共に測定装置の増幅率が減少したシする等の従来
技術の欠点を克服し、簡単且十分な温度補償を達成fき
る回転数センサを実現し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は歯車付近1の集積回転センサの立体的配置構成
図、第2図は第1の実施例の電気接続図、第3図は第2
実施例の電気接続図、第4図はA−マロイセンサの拡大
平面図である。 l・・・回転数センサ、2・・・永久磁石、R1<・・
・帰還抵抗。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、とくにパーマロイからなる薄膜抵抗として形成され
    た感磁性センサ抵抗のブリツジ回路および帰還抵抗を備
    え、該ブリツジ電圧を増幅する差動増幅器を有する集積
    化回転数センサにおいて、帰還抵抗(Rk)がセンサ抵
    抗(R1からR4まで)と同様に温度に依存する抵抗材
    料からなり帰還抵抗(Rk)における膜厚(t)と抵抗
    導体路幅(w)との比がセンサ抵抗(R1からR4まで
    )におけるよりも著しく大きいことを特徴とする回転数
    センサ。 2、帰還抵抗(Rk)における膜厚と抵抗導体路幅との
    比(t/w)が0.05より大きく、かつセンサ抵抗(
    R1からR4まで)のばあいの約40倍である特許請求
    の範囲第1項記載の回転数センサ。 3、帰還抵抗(Rk)がパーマロイまたはチタンからな
    る特許請求の範囲第1項または第2項のいずれかに記載
    の回転数センサ。 4、帰還抵抗(Rk)が接続されている差動増幅器(V
    1)の入力と該ブリツジ回路との間に温度依存性前置抵
    抗(Rv)が挿入され、その抵抗値がそれと接続された
    2つのセンサ抵抗(R2,R4)の並列回路の抵抗値よ
    りも大幅に大きい特許請求の範囲第1項から第3項まで
    のいずれかに記載の回転数センサ。 5、帰還抵抗(Rk)の抵抗導体路が少なくとも2つの
    同じ大きさの領域(H1,H2)に分割され、領域が異
    れば抵抗導体路の向きが相互に異る特許請求の範囲第1
    項から第4項までのいずれかに記載の回転数センサ。 6、抵抗導体路が2つの半部(H1,H2)に分割され
    ており該半部延在方向の向きがそれぞれ90°ずらして
    ある特許請求の範囲第6項記載の回転数センサ。 7、帰還抵抗(Rk)がセンサ抵抗(R2,R4)の温
    度係数よりも高い温度係数を有する材料からなる特許請
    求の範囲第1項から第4項までのいずれかに記載の回転
    数センサ。
JP61082438A 1985-04-12 1986-04-11 感磁性センサ抵抗を有する集積化回転数センサ Expired - Lifetime JPH0695097B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3513148.9 1985-04-12
DE19853513148 DE3513148A1 (de) 1985-04-12 1985-04-12 Integrierter drehzahlsensor mit magnetfeldabhaengigen sensorwiderstaenden

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61237062A true JPS61237062A (ja) 1986-10-22
JPH0695097B2 JPH0695097B2 (ja) 1994-11-24

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Family Applications (1)

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JP61082438A Expired - Lifetime JPH0695097B2 (ja) 1985-04-12 1986-04-11 感磁性センサ抵抗を有する集積化回転数センサ

Country Status (3)

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EP (1) EP0201682B1 (ja)
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DE (2) DE3513148A1 (ja)

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EP0201682A1 (de) 1986-11-20
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