JPS61253404A - 強磁性薄膜低抗素子による変位量検出装置 - Google Patents
強磁性薄膜低抗素子による変位量検出装置Info
- Publication number
- JPS61253404A JPS61253404A JP19125385A JP19125385A JPS61253404A JP S61253404 A JPS61253404 A JP S61253404A JP 19125385 A JP19125385 A JP 19125385A JP 19125385 A JP19125385 A JP 19125385A JP S61253404 A JPS61253404 A JP S61253404A
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- JP
- Japan
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- magnet
- output voltage
- displacement
- specimen
- film resistance
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- Pending
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- 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】
産業上の利用分野
この発明は、磁化方向と電流方向とのなす角度に応じて
抵抗値が変化する強磁性薄膜抵抗素子を用い被検出物の
変位量を定量的あるいは制限的に検出するための変位量
検出装置に関するものである。
抵抗値が変化する強磁性薄膜抵抗素子を用い被検出物の
変位量を定量的あるいは制限的に検出するための変位量
検出装置に関するものである。
従来技術
従来より、第１０図に示すような基盤Ｂａ上に被着され
た一対の強磁性薄膜抵抗素子Ｍａ、Ｍｂを利用して、被
検出物の回転変位量を検出する磁気検出装置が知られて
いる。なお、この抵抗素子Ｍａ、Ｍｂはその一方の抵抗
素子の電流方向工に対し磁化方向Ｈが４５°のとき抵抗
の変化率が最小（零）、換言すれば後述する出力電圧が
零となるものである。
た一対の強磁性薄膜抵抗素子Ｍａ、Ｍｂを利用して、被
検出物の回転変位量を検出する磁気検出装置が知られて
いる。なお、この抵抗素子Ｍａ、Ｍｂはその一方の抵抗
素子の電流方向工に対し磁化方向Ｈが４５°のとき抵抗
の変化率が最小（零）、換言すれば後述する出力電圧が
零となるものである。
ところで、従来のこの種の検出装置は、例えば、第１１
図及び第１２図に示すように、同一平面（ｘ−ｙ平面）
上に互いに電流方向が直交するように両独磁性薄膜抵抗
素子Ｍａ、Ｍｂを配置し、両抵抗素子Ｍａ、Ｍｂの接続
中心の直上であって、その平面と直交する方向（２軸方
向）を磁極方向とする検出磁石Ｋｍを配設する構成とし
、検出磁石Ｋｍを原点０（両抵抗素子Ｍａ、Ｍｂの接続
中心でもある。）に対して等方向に移動させて回転量を
検出するものであった。
図及び第１２図に示すように、同一平面（ｘ−ｙ平面）
上に互いに電流方向が直交するように両独磁性薄膜抵抗
素子Ｍａ、Ｍｂを配置し、両抵抗素子Ｍａ、Ｍｂの接続
中心の直上であって、その平面と直交する方向（２軸方
向）を磁極方向とする検出磁石Ｋｍを配設する構成とし
、検出磁石Ｋｍを原点０（両抵抗素子Ｍａ、Ｍｂの接続
中心でもある。）に対して等方向に移動させて回転量を
検出するものであった。
従って、検出磁石Ｋｍの例えばｙ方向の変位量に対する
出力電圧Ｖは第１３図に示すように原点０位置で最小値
を有する曲線Ｎに従うこととなる。ここで、出力電圧Ｖ
とは画素子Ｍａ、Ｍｂの両端子ａ、Ｑ間に直流電圧Ｖｃ
ｃを印加した場合に端子すとポテンショメータＶＲの出
力端間に表れる電圧（または端子すとアースとの間に現
れる電圧の電圧変化分）をいう。また、第１４図に示す
ように出力電圧Ｖは、Ｘ方向の変位量をパラメータにと
るとＸ方向の変位に対しＸ方向の変位量が零のときその
ピーク値が最小値を示す（曲線Ｐ１参照）一方、Ｘ方向
の変位量が所定の値（ｙ＝ｄ）のとき（曲線Ｐ２参照）
にはピーク値が略最大となるが、この変位量ｄを超える
と出力電圧Ｖの変化率が著しく小となる（曲線Ｐ３参照
）。
出力電圧Ｖは第１３図に示すように原点０位置で最小値
を有する曲線Ｎに従うこととなる。ここで、出力電圧Ｖ
とは画素子Ｍａ、Ｍｂの両端子ａ、Ｑ間に直流電圧Ｖｃ
ｃを印加した場合に端子すとポテンショメータＶＲの出
力端間に表れる電圧（または端子すとアースとの間に現
れる電圧の電圧変化分）をいう。また、第１４図に示す
ように出力電圧Ｖは、Ｘ方向の変位量をパラメータにと
るとＸ方向の変位に対しＸ方向の変位量が零のときその
ピーク値が最小値を示す（曲線Ｐ１参照）一方、Ｘ方向
の変位量が所定の値（ｙ＝ｄ）のとき（曲線Ｐ２参照）
にはピーク値が略最大となるが、この変位量ｄを超える
と出力電圧Ｖの変化率が著しく小となる（曲線Ｐ３参照
）。
なお、変位量ｄは第１３図に示すように検出磁石Ｋｍの
Ｘ方向の変位に対し出力電圧Ｖの変化が著しく小さくな
るような検出磁石Ｋｍの位置である。
Ｘ方向の変位に対し出力電圧Ｖの変化が著しく小さくな
るような検出磁石Ｋｍの位置である。
従来技術の問題点
従来の検出装置は上記のような特性を有するので、検出
磁石Ｋｍの僅かな位置変化により出力電圧Ｖが大きく変
動することとなり、安定性が極めて悪いものであった。
磁石Ｋｍの僅かな位置変化により出力電圧Ｖが大きく変
動することとなり、安定性が極めて悪いものであった。
さらに、公知の事実であるが薄膜磁気抵抗素子の出力電
圧は外部磁界に対しヒステリシス特性を示し、このヒス
テリシス特性は第１５図に示すように検出磁石Ｋｍの位
置が原点０に近いほど顕著なものとなるので（曲線ｈ１
は第１４図の曲線Ｐ８に対応し、曲線ｈ２は第１４図の
曲線Ｐ２に対応する。）、従来の構成では検出結果の信
頼性に欠けるものであった。なお、第１５図においてＳ
、、Ｓ、はヒステリシスの程度の大きさを示すものであ
る。
圧は外部磁界に対しヒステリシス特性を示し、このヒス
テリシス特性は第１５図に示すように検出磁石Ｋｍの位
置が原点０に近いほど顕著なものとなるので（曲線ｈ１
は第１４図の曲線Ｐ８に対応し、曲線ｈ２は第１４図の
曲線Ｐ２に対応する。）、従来の構成では検出結果の信
頼性に欠けるものであった。なお、第１５図においてＳ
、、Ｓ、はヒステリシスの程度の大きさを示すものであ
る。
問題点を解決するための手段
この発明は、電流方向が互いに直交するように同一平面
上に並置された一対の薄膜磁気抵抗素子の中心から、そ
の並置方向に沿って所定距離だけ離隔し、かつ、その離
隔方向と直交する方向に移動自在な検出磁石を配置する
構成としたものである。
上に並置された一対の薄膜磁気抵抗素子の中心から、そ
の並置方向に沿って所定距離だけ離隔し、かつ、その離
隔方向と直交する方向に移動自在な検出磁石を配置する
構成としたものである。
作用
検出磁石を薄膜抵抗素子に対して直線的にあるいは回転
させて移動させると、その移動量に応じて出力が変化す
るが、この変化は検出磁石の変位に対してヒステリシス
特性もほとんど見られず極めて安定したものとなる。
させて移動させると、その移動量に応じて出力が変化す
るが、この変化は検出磁石の変位に対してヒステリシス
特性もほとんど見られず極めて安定したものとなる。
実施例
以下、この発明を図面に基づいて説明する。
なお、従来技術で説明した構成と同一の構成要素につい
ては、重複した説明を省略する。第１図に示すように１
強磁性薄膜抵抗素子１ａ、ｌｂはその中心が座標の原点
Ｇ位置にあり、原点ＧからＸ方向に沿い距離ｄだけ離隔
した位置に検出磁石２が設けられ、この検出磁石２はＸ
方向に平行な移動方向Ｆに沿い移動自在であると共に、
磁極方向Ｊ０がＸ −ｙ平面を貫く方向となっている。
ては、重複した説明を省略する。第１図に示すように１
強磁性薄膜抵抗素子１ａ、ｌｂはその中心が座標の原点
Ｇ位置にあり、原点ＧからＸ方向に沿い距離ｄだけ離隔
した位置に検出磁石２が設けられ、この検出磁石２はＸ
方向に平行な移動方向Ｆに沿い移動自在であると共に、
磁極方向Ｊ０がＸ −ｙ平面を貫く方向となっている。
なお、距離ｄは前述の第１３図に示すように出力電圧Ｖ
がＸ方向の変位に対して大きな変動を示さない間隔であ
る。
がＸ方向の変位に対して大きな変動を示さない間隔であ
る。
このように構成すると、第２図に示すように、検出磁石
２がＸ方向に沿い移動したとき（ｙ、。
２がＸ方向に沿い移動したとき（ｙ、。
ｙｚｔ Ｖｇ・・・ｙｎ）、出力電圧ｖ０は第３図に示
すように原点ＧからＸ軸方向に距離ｄだけ離れた検出磁
石２の設置点Ｇ′の位置で最大値を有し、この設置点Ｇ
′から遠ざかるに応じ小となる曲線Ｙに従うこととなる
。なお＊ Ｖｘｅ Ｖｓｔ ｙ３・・・等は、ｄ ｔ
ａｎθ１．ｄｔａｎθ２．ｄｔａｎθ３等によりそれぞ
れ表されるのであるが、出力電圧ｖ０は検出磁石２とＧ
とを結ぶ線とＸ方向とのなす角度θが４５’のとき、す
なわち検出磁石２のＸ方向の位置がｄに等しくなったと
き零となる。また、ｙｚ’ ｅ Ｖｚ’ ｅ ３’３’
・・・等は検出磁石２を原点Ｇから負の方向へ移動させ
た場合であり、この場合には出力電圧Ｖも負の値を示す
ようになる。
すように原点ＧからＸ軸方向に距離ｄだけ離れた検出磁
石２の設置点Ｇ′の位置で最大値を有し、この設置点Ｇ
′から遠ざかるに応じ小となる曲線Ｙに従うこととなる
。なお＊ Ｖｘｅ Ｖｓｔ ｙ３・・・等は、ｄ ｔ
ａｎθ１．ｄｔａｎθ２．ｄｔａｎθ３等によりそれぞ
れ表されるのであるが、出力電圧ｖ０は検出磁石２とＧ
とを結ぶ線とＸ方向とのなす角度θが４５’のとき、す
なわち検出磁石２のＸ方向の位置がｄに等しくなったと
き零となる。また、ｙｚ’ ｅ Ｖｚ’ ｅ ３’３’
・・・等は検出磁石２を原点Ｇから負の方向へ移動させ
た場合であり、この場合には出力電圧Ｖも負の値を示す
ようになる。
したがって、検出磁石２を直線的に移動させるとこれに
応じて出力電圧Ｖも漸増あるいは漸減することとなり検
出磁石２の直線変位量が定量的に検出可能となる。
応じて出力電圧Ｖも漸増あるいは漸減することとなり検
出磁石２の直線変位量が定量的に検出可能となる。
第５図は検出磁石２を長さＱの回転半径で回動中心ｍ、
のまわりに、すなわち回動軌跡Ｆ′に沿い回転可能に構
成したものである。ここで、検出磁石２はＸ方向に距離
ｄだけ離隔されており。
のまわりに、すなわち回動軌跡Ｆ′に沿い回転可能に構
成したものである。ここで、検出磁石２はＸ方向に距離
ｄだけ離隔されており。
回動中心ｍ０はｚ軸上にある。
このように構成すると、例えば、第６図に示すように検
出磁石２の位置は、Ｘ方向においてＣ’／ａ１ｅ ｙａ
ｓｔ・・・） ｔａｎφ＝Ωｓｉｎθ／ｄで表わされるので、出力電圧
Ｖ。は第７図に示すように ｃ ｏ ５２（ｔ ａ ｎ −” （ｍ ｓ ｉ ｎθ
／ｄ））の式に従って変化する。ここで、θは検出磁石
２と回転中心ｍ０とのなす角度であり、φは検出磁石２
のｘ −ｙ平面上の投影点２°及び原点Ｇを結ぶ線とＸ
軸とのなす角度である。
出磁石２の位置は、Ｘ方向においてＣ’／ａ１ｅ ｙａ
ｓｔ・・・） ｔａｎφ＝Ωｓｉｎθ／ｄで表わされるので、出力電圧
Ｖ。は第７図に示すように ｃ ｏ ５２（ｔ ａ ｎ −” （ｍ ｓ ｉ ｎθ
／ｄ））の式に従って変化する。ここで、θは検出磁石
２と回転中心ｍ０とのなす角度であり、φは検出磁石２
のｘ −ｙ平面上の投影点２°及び原点Ｇを結ぶ線とＸ
軸とのなす角度である。
したがって、被検出物の回転変位量の定量的測定も可能
である。
である。
一方、第８図は一対の強磁性薄膜抵抗素子ｌａ、ｌｂを
Ｘ方向に並置する場合、それぞれの電流方向がＸ方向に
対し４５°をなすようにしたものである。こうすること
により出力電圧■。の最大値が表れる方向が変わり、異
なる態様の使用が可能となる。
Ｘ方向に並置する場合、それぞれの電流方向がＸ方向に
対し４５°をなすようにしたものである。こうすること
により出力電圧■。の最大値が表れる方向が変わり、異
なる態様の使用が可能となる。
第９図は強磁性薄膜抵抗素子を例えば、コンパレータと
して使用する場合の例を示したものであり、例えば区間
ｔｉｔ ｔｚにおいてそれぞれオン（またはオフ）、他
の区間においてオフ（またはオン）と設定しておき、被
検出物の移動量の制限的検出を行なうことも可能である
。
して使用する場合の例を示したものであり、例えば区間
ｔｉｔ ｔｚにおいてそれぞれオン（またはオフ）、他
の区間においてオフ（またはオン）と設定しておき、被
検出物の移動量の制限的検出を行なうことも可能である
。
発明の効果
以上のようにこの発明によれば、被検出物の回転変位量
のみならず直線変位量を定量的にあるいは制限的に検出
することが可能となる。
のみならず直線変位量を定量的にあるいは制限的に検出
することが可能となる。
また、構成もきわめて簡単であり、ヒステリシス特性も
顕著に現れず高精度での検出が可能となる。
顕著に現れず高精度での検出が可能となる。
第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図、第２図は第
１図に示す検出磁石の位置変位を説明する座標図、第３
図は第１図に示す抵抗素子の出力電圧変化を示すグラフ
、第４図は他の実施例を示す斜視図、第５図は第４図に
示す検出磁石の位置変位を示す座標図、第６図は第４図
に示す検出磁石の位置変化を示すグラフ、第７図は第４
図に示す抵抗素子の出力電圧変化を示すグラフ、第８図
は強磁性薄膜抵抗素子の他の構成例を示す平面図、第９
図は装置の制限的使用例を示すグラフ、第１０図は強磁
性薄膜抵抗素子の特性を説明する平面図、第１１図は従
来の変位量検出装置を説明する平面図、第１２図は第１
１図の側面図、第１３図は薄膜抵抗素子のＸ方向に対す
る出力電圧変化を示すグラフ、第１４図は薄膜抵抗素子
のＸ方向に対する出力電圧変化を示すグラフ、第１５図
は薄膜抵抗素子のヒステリシス特性を示すグラフである
。 ｌａ、ｌｂ・・・・・・強磁性薄膜抵抗素子２・・・・
・・・・・・・・・・・検出磁石第１図 第２ｉ！Ｉ 第３゜ 第４図 第５図 第６図 第７図 Ｖ＾ 第１１１！ｌ 第１２図 ｃＣ 第１３図 第１４図
１図に示す検出磁石の位置変位を説明する座標図、第３
図は第１図に示す抵抗素子の出力電圧変化を示すグラフ
、第４図は他の実施例を示す斜視図、第５図は第４図に
示す検出磁石の位置変位を示す座標図、第６図は第４図
に示す検出磁石の位置変化を示すグラフ、第７図は第４
図に示す抵抗素子の出力電圧変化を示すグラフ、第８図
は強磁性薄膜抵抗素子の他の構成例を示す平面図、第９
図は装置の制限的使用例を示すグラフ、第１０図は強磁
性薄膜抵抗素子の特性を説明する平面図、第１１図は従
来の変位量検出装置を説明する平面図、第１２図は第１
１図の側面図、第１３図は薄膜抵抗素子のＸ方向に対す
る出力電圧変化を示すグラフ、第１４図は薄膜抵抗素子
のＸ方向に対する出力電圧変化を示すグラフ、第１５図
は薄膜抵抗素子のヒステリシス特性を示すグラフである
。 ｌａ、ｌｂ・・・・・・強磁性薄膜抵抗素子２・・・・
・・・・・・・・・・・検出磁石第１図 第２ｉ！Ｉ 第３゜ 第４図 第５図 第６図 第７図 Ｖ＾ 第１１１！ｌ 第１２図 ｃＣ 第１３図 第１４図
Claims (1)
- 電流方向が同一平面内で互いに直交する一対の強磁性薄
膜抵抗素子を直列接続で隣接して並置して設け、該両抵
抗素子の並置方向に沿う第一の方向において両抵抗素子
の接続点から得られる出力が略最大値を示す位置に離隔
され、かつ、該第一の方向と直交する第二の方向に沿っ
て移動自在であって磁極の方向が前記平面を貫く方向に
ある検出磁石を設けたことを特徴とする強磁性薄膜抵抗
素子による変位量検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19125385A JPS61253404A (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | 強磁性薄膜低抗素子による変位量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19125385A JPS61253404A (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | 強磁性薄膜低抗素子による変位量検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61253404A true JPS61253404A (ja) | 1986-11-11 |
Family
ID=16271456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19125385A Pending JPS61253404A (ja) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | 強磁性薄膜低抗素子による変位量検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61253404A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009110359A1 (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-11 | アルプス電気株式会社 | 位置検出装置 |
| JP2009210566A (ja) * | 2008-02-04 | 2009-09-17 | Tokyo Rigaku Kensa Kk | 位置計測方法及び位置計測装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54158960A (en) * | 1978-06-06 | 1979-12-15 | Sony Corp | Position detector |
-
1985
- 1985-08-29 JP JP19125385A patent/JPS61253404A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54158960A (en) * | 1978-06-06 | 1979-12-15 | Sony Corp | Position detector |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009210566A (ja) * | 2008-02-04 | 2009-09-17 | Tokyo Rigaku Kensa Kk | 位置計測方法及び位置計測装置 |
| WO2009110359A1 (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-11 | アルプス電気株式会社 | 位置検出装置 |
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