JPS6342403A - 磁気抵抗素子を使用する位置決め装置の温度補償回路 - Google Patents

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】 ε概要コ 磁気抵抗素子を組合せた回路に定電流を流して構成した
磁気センサとマグネットを使用する位置決め装置におい
て、定電圧回路の次段に温度補償用ダイオードを挿入し
、定電流回路を駆動するようにした磁気抵抗素子を使用
する位置決め装置の温度補償回路である。

［産業上の利用分野］ 本発明は磁気センサとマグネットを使用する位置決め装
置の温度補償回路に関する。

位置決め装置は磁気センサを使用した有効な装置である
が、温度特性があまり良好でなかったから、簡易な構成
の温度補償回路が要望されている。

［従来の技術］ 非接触センシングを行うため磁束を直接検出するように
、磁気抵抗素子を使用するセンサが研究されている。第
３図はそのような磁気センサを使用する位置決め装置の
概略を示す図である。また第４図は磁気センサを中心と
して示す回路構成図である。第３図において、１は磁気
センサ、２゜３は各マグネット、４．５は各磁性金属板
を示す。

マグネット２．３は図示する方向に磁性を有するから、
金属板４．５にはマグネット２．３による主磁束６が通
り、金属板４，５の間（即ち磁気センサ１）には破線矢
印で示す漏洩磁束が通っている。所定の物体と連結棹な
どで結合されている磁気センサ１の位置により、貫通す
る漏洩磁束の量と向きが異なっている。そのため後述す
る回路構成により、マグネットの中心より離れている距
離（位置）に対応する出力電圧が得られ、磁気センサ１
の位置即ち物体の位置を定めることができる。

第４図において、磁気センサ１は磁気抵抗素子７−１〜
７−４をブリッジ接続し、定電流回路８からの定電流が
抵抗素子を並列に流れ、センシング抵抗９　　（Ｒｓ）
に流れて行く。定電流回路８の入力端子（＋）へ基準電
圧Ｖｒが入力され、出力端子と入力端子（−）との間に
磁気抵抗素子ブリ７ジが構成され、また入力端子（−）
にはセンシング抵抗を具備する。基準電圧Ｖｒよりセン
シング抵抗９の電圧は決定されるため、磁気抵抗素子の
抵抗値が変化して、磁気抵抗素子及びセンシング抵抗を
流れる電流が変化しようとしても、Ｊｉｍ還がかかるた
め一定の電流が流れる。

ここで磁束が印加されてなくブリッジのバランスがとれ
ていれば、ブリッジの出力は零であるが、磁束が印加さ
れ磁気抵抗素子の抵抗値が変化し、ブリッジのバランス
がくずれれば出力が現れる。

磁束により磁気抵抗素子の抵抗値が変化するため出力と
センサ１の位置との関係を予め調べておけば、出力の値
から磁気センサ１の位置を求めることができる。

［発明が解決しようとする問題点］ 磁気センサにおける磁気抵抗素子はそれ自体で負の温度
係数（例えば−０，０９％）の値を有する。

マグネット（例えばアルニコ製）の温度係数は一〇、０
２％である。これら素子に負の温度係数を有することは
、位置決め装置の位置決定に誤差を与えることになる。

本発明の目的は前述の欠点を改善し、簡易な構成で位置
決め装置の温度補償のできる回路を提供することにある
。

［問題点を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理構成を示す図である。第１図にお
いて、１は磁気センサで、磁気抵抗素子７−１〜７−４
を組合せたもの、２，３はマグネット、８は定電流回路
を示す。磁気抵抗素子を組合せた回路に定電流回路８か
らの定電流を流して構成した磁気センサ１とマグネット
２．３とを使用する位置決め装置において、本発明は下
記の構成としている。即ち定電流回路８として入力イン
ピーダンスの高い帰還増幅器８１を具備し、該帰還増幅
器８１の帰還回路には前記磁気抵抗素子の組合せ７−１
〜７−４を挿入し、且つ定電流回路８とそれを駆動する
定電圧回路１２との間に温度補償用ダイオード１３と抵
抗素子１４との直列回路を挿入し、該直列回路の中間接
続点を前記定電流回路８と接続することである。９はセ
ンシング抵抗を示す。

［作用］ 第１図の定電流回路８は、入力インピーダンスの高い帰
還増幅器８１　（例えば演算増幅器）を使用するため、
抵抗１４の電位と抵抗９の電位が等しくなる。温度補償
用ダイオード１３の温度係数は負（例えば−２，２ｍＶ
／”Ｃ）であるから、抵抗１４にかかる電圧は温度係数
を持ってその値は前記値と正負が逆となった＋２．２　
ｍ　Ｖ　／　”Ｃである。

磁気抵抗素子７−１〜７−４とマグネット２，３の温度
係数は共に負であり例えば−０，１１％であるから、セ
ンシング抵抗９を流れる電流の変化量／温度の値と、セ
ンシング抵抗値から電圧変動／温度を求めることができ
、それが前述のダイオードの温度係数に近い値となるよ
うに、センシング抵抗９の抵抗値を求めれば良い。

［実施例］ 第２図は本発明の実施例を示す回路図である。定電圧回
路１２と定電流回路８とにそれぞれ演算増幅器１２２と
８２を使用している。演算増幅器は正負の入力端子があ
るため、図示するように信号を個別に入力させる。演算
増幅器１２２の負入力端子には直流電圧を分割して人力
させ、また演算増幅器８２の負入力端子と出力端子は磁
気抵抗素子とそれぞれ接続する。磁気抵抗素子とマグネ
ット２゜３により磁気センサ１を形成している。

温度補償用ダイオードの温度係数が−２，２ｍ　Ｖ／゛
Ｃとする。磁気抵抗素子とセンシング抵抗９を流れる電
流を５ｍＡとすると磁気センサの温度係数が前述のよう
に−０，１１％のとき、電流変化量ΔＩｏ＝５ｍＡＸ０
．１１％／℃ ＝５．５μＡ　／　”Ｃ そしてセンシング抵抗Ｒｓを４７０ΩとすればＶｒの温
度による変化量ΔＶｒ＝ＲｓＸΔｌ０＝４７０Ω×５．
５μＡ　／　’Ｃ＝　２．５８　ｍ　Ｖ　／　’Ｃとな
りダイ゛オードの温度係数と近似した値が求められる。

なおセンシング抵抗９Ｒｓを ΔＶｓ／ΔＩ。

＝　（２，２ｍＶ／’Ｃ）／　（５，５μＡ／’ｃ）＝
４００Ω と選定すると、温度補償動作が最良となる。

［発明の効果］ このようにして本発明によると、温度補償用ダイオード
と定電流回路と定電圧回路とを巧みに接続することによ
り、温度係数を打ち消し合わせて、有効な温度補償回路
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成を示す図、 第２図は本発明の実施例を示す図、 第３図は従来の位置決め装置の概略構成を示す図、第４
図は第３図の磁気センナの回路構成を示す図である。 １−・磁気センサ ２．３−・−マグネット ７−１〜７−４−磁気抵抗素子 ８一定電流回路 ９−センシング抵抗 １〇−出力端子 １２・一定電圧回路 １３一温度補償用ダイオード １４−抵抗素子 ８１−・帰還増幅器 ８２−演算増幅器 本発明の実施イタ１ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 磁気抵抗素子（７−１）〜（７−４）を組合せた回路に
   定電流を流して構成した磁気センサ（１）と、マグネッ
   ト（２）（３）とを使用する位置決め装置において、前
   記定電流回路（８）として入力インピーダンスの高い帰
   還増幅器（８１）を具備し、 該帰還増幅器（８１）の帰還回路には前記磁気抵抗素子
   （７−１）〜（７−４）の組合せを挿入し、且つ前記定
   電流回路（８）とそれを駆動する定電圧回路（１２）と
   の間に温度補償用ダイオード（１３）と抵抗素子（１４
   ）との直列回路を挿入し、 該直列回路の中間接続点を前記定電流回路（８）と接続
   することを特徴とする磁気抵抗素子を使用する位置決め
   装置の温度補償回路。