JPS62148813A - 磁気センサ - Google Patents
磁気センサInfo
- Publication number
- JPS62148813A JPS62148813A JP29011485A JP29011485A JPS62148813A JP S62148813 A JPS62148813 A JP S62148813A JP 29011485 A JP29011485 A JP 29011485A JP 29011485 A JP29011485 A JP 29011485A JP S62148813 A JPS62148813 A JP S62148813A
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- Japan
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- magnetic
- detection
- bias magnet
- magnet
- magnetic field
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- 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】
３、発明の計１１Ｉな説明
産業上の利用分野
この発明は自動車のエンジン等の回転体に連結した磁性
体を検出Ｊる磁気セン１すに関Ｊる。
体を検出Ｊる磁気セン１すに関Ｊる。
従来の技術
従来のこの種磁気センサは、例えば特願昭５７−１８０
５６１号に示されているように、第６図ような構造にな
っていた。
５６１号に示されているように、第６図ような構造にな
っていた。
すなわち、磁気センサは基板２上に強磁性薄膜抵抗素子
１（以下ＭＲ素子と称す）を形成し、基板２にバイアス
磁石３を接着して構成され、この磁気センサは近接した
凹凸のある磁性材４が移動することによりそのＭＲ素子
１の抵抗値が変化して位置情報を得る。第６図（ａ）で
はＭＲ素子１に加えられる磁界はト１ｅ１のように垂直
となるためＭＲ素子１の抵抗値は変化しないが、磁性材
４が移動して第６図（ｂ）の位置となったとき、磁界は
Ｈｅ１のように曲げられ、ＭＲ素子１に水平方向の磁界
成分ができてＭＲ素子１は抵抗値変化する＠造となって
いた。
１（以下ＭＲ素子と称す）を形成し、基板２にバイアス
磁石３を接着して構成され、この磁気センサは近接した
凹凸のある磁性材４が移動することによりそのＭＲ素子
１の抵抗値が変化して位置情報を得る。第６図（ａ）で
はＭＲ素子１に加えられる磁界はト１ｅ１のように垂直
となるためＭＲ素子１の抵抗値は変化しないが、磁性材
４が移動して第６図（ｂ）の位置となったとき、磁界は
Ｈｅ１のように曲げられ、ＭＲ素子１に水平方向の磁界
成分ができてＭＲ素子１は抵抗値変化する＠造となって
いた。
発明が解決しようとする問題魚
しかしこのような＠造であると、磁性材４とＭＲ素子１
との距離が近接している場合はよく磁界が曲げられて高
い出力が得られるが、第７図に示づようにギャップが２
ｍ１以上になると極端に出力が低下する。第７図ではＭ
ＲＲ子１に電圧５Ｖを印加し、磁性材４の凸部としてφ
６×６の鉄材を円板上に垂直に立てたものを回転し、Ｍ
ＲＲ子１の出力を測定した結果を示す。
との距離が近接している場合はよく磁界が曲げられて高
い出力が得られるが、第７図に示づようにギャップが２
ｍ１以上になると極端に出力が低下する。第７図ではＭ
ＲＲ子１に電圧５Ｖを印加し、磁性材４の凸部としてφ
６×６の鉄材を円板上に垂直に立てたものを回転し、Ｍ
ＲＲ子１の出力を測定した結果を示す。
また、ＭＲＲ子１は電流と磁界とのなす角度により出力
電圧は第８図のようになり、ＭＲＲ子１の磁石３に対す
る取付角度で出力が変化する欠点があった。
電圧は第８図のようになり、ＭＲＲ子１の磁石３に対す
る取付角度で出力が変化する欠点があった。
また、一般に、ＭＲ素子に動く磁界と抵抗値の関係は第
９図に示寸ようになっている。すなわら、第９図（ｂＨ
ｃ）のような膜面の抵抗値は、磁界が膜面に対して垂直
なＺ方向に印加されるときは、第９図（ａ）のように磁
界の大きさに対して抵抗値の変化はない。しかし磁界が
膜面に平行でかつ電流と直角なＸ方向では、抵抗値は大
ぎく変化し、Ｎｉ−Ｆｅで約３％の抵抗値変化を示ず。
９図に示寸ようになっている。すなわら、第９図（ｂＨ
ｃ）のような膜面の抵抗値は、磁界が膜面に対して垂直
なＺ方向に印加されるときは、第９図（ａ）のように磁
界の大きさに対して抵抗値の変化はない。しかし磁界が
膜面に平行でかつ電流と直角なＸ方向では、抵抗値は大
ぎく変化し、Ｎｉ−Ｆｅで約３％の抵抗値変化を示ず。
また、磁界が膜面に平行でかつ電流と平行なＹ方向では
、Ｘ方向のときの１７１０以下のわずかな抵抗値変化と
なる。
、Ｘ方向のときの１７１０以下のわずかな抵抗値変化と
なる。
本発明は上記原理をふまえ取付角度による出力電圧変動
がなく、ＭＲ素子と磁性材とのギャップが広くても高精
度に検出できる磁気センサを提供するものである。
がなく、ＭＲ素子と磁性材とのギャップが広くても高精
度に検出できる磁気センサを提供するものである。
問題点を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するために、膜面上に配置さ
れて、磁石によりバイアスされる強磁性薄膜抵抗素子を
用い、その抵抗値の変化により磁性体を検出する磁気セ
ンサであって、強磁性薄膜抵抗素子をその膜面が検出磁
性体の移動軌跡とバイアス磁石を含む平面内でかつ強磁
性’ｆ＋９膜抵抗素子の主電流方向が検出磁性体の磁界
に対して略直角となるように配置した構成にしたもので
ある。
れて、磁石によりバイアスされる強磁性薄膜抵抗素子を
用い、その抵抗値の変化により磁性体を検出する磁気セ
ンサであって、強磁性薄膜抵抗素子をその膜面が検出磁
性体の移動軌跡とバイアス磁石を含む平面内でかつ強磁
性’ｆ＋９膜抵抗素子の主電流方向が検出磁性体の磁界
に対して略直角となるように配置した構成にしたもので
ある。
作用
この構成により、磁性材の移動に対してＭＲ木子の膜面
に平行方向に常に磁界が加えられ、取付角度により出力
電圧が変らないようになり、ＭＲ素子とバイアス磁石の
距離を大きくとることにより磁性材凹凸の有無による磁
界変動率を大きくして大きい出力が得られるとともにバ
イアス磁石稈をＸ方向の抵ＦＣｆａ変化の中点付近のリ
ニア領域に設定することによりギャップ変動による磁界
変化の影響が減少する。
に平行方向に常に磁界が加えられ、取付角度により出力
電圧が変らないようになり、ＭＲ素子とバイアス磁石の
距離を大きくとることにより磁性材凹凸の有無による磁
界変動率を大きくして大きい出力が得られるとともにバ
イアス磁石稈をＸ方向の抵ＦＣｆａ変化の中点付近のリ
ニア領域に設定することによりギャップ変動による磁界
変化の影響が減少する。
実施例
以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。
第１図は本発明の一実施例である磁気センサの概略構成
図を示し、６は導磁性材よりなる検出磁性体、７はＭＲ
索子、８はＭＲＲ子７をバイアスするための磁石であり
、このバイアス磁石８とＭＲ木丁子７磁気センサが構成
されており、ＭＲ木丁子７その膜面が検出磁性体６の移
動軸跡とバイアス磁石８を含む平面内で、かつＭＲＲ子
７の感磁部９の主電流方向がバイアス磁石８の磁界１−
Ｉ Ｇに対して直角となるよう配置されている。
図を示し、６は導磁性材よりなる検出磁性体、７はＭＲ
索子、８はＭＲＲ子７をバイアスするための磁石であり
、このバイアス磁石８とＭＲ木丁子７磁気センサが構成
されており、ＭＲ木丁子７その膜面が検出磁性体６の移
動軸跡とバイアス磁石８を含む平面内で、かつＭＲＲ子
７の感磁部９の主電流方向がバイアス磁石８の磁界１−
Ｉ Ｇに対して直角となるよう配置されている。
第２図は磁気センサとこれによる検出手段とを示す構成
図である。第２図において、回転円板５の周部にφ６Ｘ
１０の鉄円柱からなる検出磁性体６が取付けられ、一方
、磁気センサは取付台１０にそのＭＲＲ子７とφ１０ｘ
１０のアルニコ磁石８が固定されて取付けられる。Ｍ
ＲＲ子７は抵抗器１１と直列に接続され、その両端に電
池１２が接続される。
図である。第２図において、回転円板５の周部にφ６Ｘ
１０の鉄円柱からなる検出磁性体６が取付けられ、一方
、磁気センサは取付台１０にそのＭＲＲ子７とφ１０ｘ
１０のアルニコ磁石８が固定されて取付けられる。Ｍ
ＲＲ子７は抵抗器１１と直列に接続され、その両端に電
池１２が接続される。
ＭＲＲ子７と抵抗器１１の接続点にはコンデンサ１３を
介して増幅器１４、波形整形器１５が接続され、出力端
子１６より検出磁性体６の回転情報が得られる。
介して増幅器１４、波形整形器１５が接続され、出力端
子１６より検出磁性体６の回転情報が得られる。
ＭＲＲ子７とバイアス磁石８と検出磁性体６の関係は前
記したように第１図の通りである。ずなゎち、ＭＲＲ子
７は膜面が磁界１」ｓと平行となり、ＭＲＲ子７の感磁
部９は主電流通路が磁界）−１５と直角となるように配
置される。
記したように第１図の通りである。ずなゎち、ＭＲＲ子
７は膜面が磁界１」ｓと平行となり、ＭＲＲ子７の感磁
部９は主電流通路が磁界）−１５と直角となるように配
置される。
いま、ＭＲＲ子７と検出磁性体６のギャップをＬｌ（４
１１１１）とし、ＭＲＲ子７とバイアス磁石８のギャッ
プをＬ２とし、このＬ２を変えたときのＭＲＲ子７の位
置で磁束密度を測定した結果を第３図に示す。第３図の
横軸はギャップ比Ｌ２／Ｌ１を表わし、縦軸の左目盛は
検出１＆性体６があるときの磁束密度１−Ｉｓｌを表わ
し、縦軸の右目盛は検出磁性体６があるときの磁束密度
！−１ｓｔ とないときの磁束密度ト１５２との変化比
Ｈｓ１／ＨＱ２を表わす。一方、ＭＲＲ子７は第９図に
示すように膜材質、膜厚、膜［ｔＪで決まる飽和磁界Ｈ
ｋがあるので、出力を大きくとるためには、この変化比
が大きいことが必要である。第３図かられかるように、
磁束密度比Ｈｓ １／Ｈｓ ２はギキ・ツブ比Ｌ２．／
Ｌｌ が１．５倍以上で大きくなっているので、本発明
ではギャップ比を１．５以上とした。
１１１１）とし、ＭＲＲ子７とバイアス磁石８のギャッ
プをＬ２とし、このＬ２を変えたときのＭＲＲ子７の位
置で磁束密度を測定した結果を第３図に示す。第３図の
横軸はギャップ比Ｌ２／Ｌ１を表わし、縦軸の左目盛は
検出１＆性体６があるときの磁束密度１−Ｉｓｌを表わ
し、縦軸の右目盛は検出磁性体６があるときの磁束密度
！−１ｓｔ とないときの磁束密度ト１５２との変化比
Ｈｓ１／ＨＱ２を表わす。一方、ＭＲＲ子７は第９図に
示すように膜材質、膜厚、膜［ｔＪで決まる飽和磁界Ｈ
ｋがあるので、出力を大きくとるためには、この変化比
が大きいことが必要である。第３図かられかるように、
磁束密度比Ｈｓ １／Ｈｓ ２はギキ・ツブ比Ｌ２．／
Ｌｌ が１．５倍以上で大きくなっているので、本発明
ではギャップ比を１．５以上とした。
第２図の回転円板５を回転しｌごときの出力波形を第４
図に示す。定速回転の出力時間としｔ／Ｔが一定である
ことが必要であるのに対して、従来例の磁気センサでは
ギャップ２〜３ｎｎ、回転円板！Ｍ）回転＆２０ 〜
３０００”ｌノ範囲内ｒ１０％ 〜１「ｐｌ ００％まで変化し、広いギャップでの使用には耐えられ
なかった。これに対し、本発明では第５図に示′すよう
に、ギャップ２〜３１１１、回転数２ｏｒｌ）ｎ〜３０
００ｒｐＩ″の範囲で２２％〜２６％の狭い幅で変化し
、出力時間比ｊ／Ｔを略一定にすることができた。
図に示す。定速回転の出力時間としｔ／Ｔが一定である
ことが必要であるのに対して、従来例の磁気センサでは
ギャップ２〜３ｎｎ、回転円板！Ｍ）回転＆２０ 〜
３０００”ｌノ範囲内ｒ１０％ 〜１「ｐｌ ００％まで変化し、広いギャップでの使用には耐えられ
なかった。これに対し、本発明では第５図に示′すよう
に、ギャップ２〜３１１１、回転数２ｏｒｌ）ｎ〜３０
００ｒｐＩ″の範囲で２２％〜２６％の狭い幅で変化し
、出力時間比ｊ／Ｔを略一定にすることができた。
また、第１図および第２図からもわかるように、ＭＲ水
素子バイアス磁石の軸中心に固定することにより、取付
角度による出ノ〕変動が起らないようにでき、高精度の
検出が可能であり、自動車のエンジン等の回転変動、振
動なとのある機器にも使用できる。
素子バイアス磁石の軸中心に固定することにより、取付
角度による出ノ〕変動が起らないようにでき、高精度の
検出が可能であり、自動車のエンジン等の回転変動、振
動なとのある機器にも使用できる。
発明の効果
以上のように本発明によれば、Ｍ １１素子の躾面を検
出磁性体の移動軌跡とバイアス磁石を含む平面内でかつ
Ｍ Ｒ’Ａ子の主電流方向をバイアス磁石の磁界に対し
て略直角となるように１ＶｆＲ素子を配置したので、Ｍ
Ｒ木子と検出磁性体のギトツプが広くても抵抗値の変化
を大きくてさ、出力電圧の低下を防止できるとともに、
出力時間比を略一定にできる。
出磁性体の移動軌跡とバイアス磁石を含む平面内でかつ
Ｍ Ｒ’Ａ子の主電流方向をバイアス磁石の磁界に対し
て略直角となるように１ＶｆＲ素子を配置したので、Ｍ
Ｒ木子と検出磁性体のギトツプが広くても抵抗値の変化
を大きくてさ、出力電圧の低下を防止できるとともに、
出力時間比を略一定にできる。
第１図は本発明の一実施例を示ず磁気センＩ大の概略構
成図、第２図は本発明による磁気センサと検出磁性体の
関係を示す斜視図ＪノＪ、び電気回路を示す図、第３図
はＭＲｉ子と検出磁性体とバイアス磁石のギトツブ比と
、検出磁性体があるときとないときの磁束密度比の関係
を示Ｊグラフ、第４図は本発明の磁気センナの出力波形
を承り図、第５図は本発明の磁気センサのギャップ、回
転数に対する時間比の関係を示すグラフ、ｆｎＯ図（ａ
）（ｂ）は従来例の磁気センサの原理を示す断面図、第
７図は従来例のｆＶＩＲｉ子のギャップと出力電圧の関
係を示すグラフ、第８図はＭＲ素了の取付角度と出力電
圧の関係を示ザグラフ、第９図ｆａ）〜［Ｃ）はＭＲ水
素子釣り磁界と抵抗値の関係を示１Ｊグラフと電流に対
する配置関係を示づ図である。 ５・・・回転円板、６・・・検出磁性体、７・・・ＭＲ
木了、８・・・磁石、９・・・感磁部 代理人 森 本 義 弘 第ｆ図 第２図 第３図 ギマーノブ比（ｔｙＬハ 第４図 第５図 一◆回車云敏（ｒｐ爪） 第６図 （２ｊ） （しン 第７図 ギ岬−ノブ（負相 第６図 取イ寸角度 第９図 〔シ）
成図、第２図は本発明による磁気センサと検出磁性体の
関係を示す斜視図ＪノＪ、び電気回路を示す図、第３図
はＭＲｉ子と検出磁性体とバイアス磁石のギトツブ比と
、検出磁性体があるときとないときの磁束密度比の関係
を示Ｊグラフ、第４図は本発明の磁気センナの出力波形
を承り図、第５図は本発明の磁気センサのギャップ、回
転数に対する時間比の関係を示すグラフ、ｆｎＯ図（ａ
）（ｂ）は従来例の磁気センサの原理を示す断面図、第
７図は従来例のｆＶＩＲｉ子のギャップと出力電圧の関
係を示すグラフ、第８図はＭＲ素了の取付角度と出力電
圧の関係を示ザグラフ、第９図ｆａ）〜［Ｃ）はＭＲ水
素子釣り磁界と抵抗値の関係を示１Ｊグラフと電流に対
する配置関係を示づ図である。 ５・・・回転円板、６・・・検出磁性体、７・・・ＭＲ
木了、８・・・磁石、９・・・感磁部 代理人 森 本 義 弘 第ｆ図 第２図 第３図 ギマーノブ比（ｔｙＬハ 第４図 第５図 一◆回車云敏（ｒｐ爪） 第６図 （２ｊ） （しン 第７図 ギ岬−ノブ（負相 第６図 取イ寸角度 第９図 〔シ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、膜面上に配置されて、磁石によりバイアスされる強
磁性薄膜抵抗素子を用い、その抵抗値の変化により磁性
体を検出する磁気センサであって、強磁性薄膜抵抗素子
をその膜面が検出磁性体の移動軌跡とバイアス磁石を含
む平面内でかつ強磁性薄膜抵抗素子の主電流方向が検出
磁性体の磁界に対して略直角となるように配置した磁気
センサ。 ２、強磁性薄膜抵抗素子とバイアス磁石の距離が強磁性
薄膜抵抗素子と検出磁性体の距離の１．５倍以上である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60290114A JPH081387B2 (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 磁気センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60290114A JPH081387B2 (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 磁気センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62148813A true JPS62148813A (ja) | 1987-07-02 |
| JPH081387B2 JPH081387B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=17751977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60290114A Expired - Lifetime JPH081387B2 (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 磁気センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH081387B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5545986A (en) * | 1991-06-18 | 1996-08-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Magnetic sensor having a ferromagnetic resistive element, a frame and a bias magnet integrally mounted to the frame |
| US5637995A (en) * | 1992-12-09 | 1997-06-10 | Nippondenso Co., Ltd. | Magnetic detection device having a magnet including a stepped portion for eliminating turbulence at the MR sensor |
| JP2016509218A (ja) * | 2013-02-01 | 2016-03-24 | 江▲蘇▼多▲維▼科技有限公司Ｍｕｌｔｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． | 磁気式アブソリュートロータリエンコーダ |
| JP2016186476A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | Tdk株式会社 | 磁気センサ及び磁気式エンコーダ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59166125U (ja) * | 1983-04-21 | 1984-11-07 | ティーディーケイ株式会社 | 磁気センサ |
| JPS601515A (ja) * | 1983-06-20 | 1985-01-07 | Nippon Denso Co Ltd | 磁気検出装置 |
-
1985
- 1985-12-23 JP JP60290114A patent/JPH081387B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59166125U (ja) * | 1983-04-21 | 1984-11-07 | ティーディーケイ株式会社 | 磁気センサ |
| JPS601515A (ja) * | 1983-06-20 | 1985-01-07 | Nippon Denso Co Ltd | 磁気検出装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5545986A (en) * | 1991-06-18 | 1996-08-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Magnetic sensor having a ferromagnetic resistive element, a frame and a bias magnet integrally mounted to the frame |
| US5637995A (en) * | 1992-12-09 | 1997-06-10 | Nippondenso Co., Ltd. | Magnetic detection device having a magnet including a stepped portion for eliminating turbulence at the MR sensor |
| JP2016509218A (ja) * | 2013-02-01 | 2016-03-24 | 江▲蘇▼多▲維▼科技有限公司Ｍｕｌｔｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． | 磁気式アブソリュートロータリエンコーダ |
| JP2016186476A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | Tdk株式会社 | 磁気センサ及び磁気式エンコーダ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH081387B2 (ja) | 1996-01-10 |
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