JPS637857Y2

JPS637857Y2 -

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Publication number: JPS637857Y2
Application number: JP12510386U
Authority: JP
Priority date: 1986-08-15
Filing date: 1986-08-15
Publication date: 1988-03-08
Also published as: JPS6296519U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は互いに直線的に相対運動をする永久磁
石と強磁性磁気抵抗効果素子とを利用した無接点
変位検出器に関するものである。

無接点変位検出器としては、永久磁石と感磁素
子とを組合せ、互いの相対的変位を感磁素子に作
用する磁界の変化として検出し、これを駆動検出
回路によつて電気信号に変換し、出力する構造の
ものが知られている。こうした無接点変位検出器
は従来の摺動低抗器やリードスイツチを利用した
ものに比し、機械的接点を持たないので接点摩耗
やチヤタリングが無く、信頼性が高いという特徴
があり、往復運動をするピストン等の位置検出装
置や、また無接点キースイツチや近接スイツチ等
の無接点スイツチとして応用されている。更に、
単に距離的な変位を検出するだけでなく、圧力や
流量や温度、歪等の各種物理量を一旦直線的変位
に変換してこの無接点変位検出器で検出すること
により、それらの物理量の検出装置やスイツチと
しても広い応用が考えられている。

感磁素子としては、半導体ホール素子、半導体
磁気抵抗効果素子、強磁性磁気抵抗効果素子等が
あるが、このうち、強磁性磁気抵抗効果素子（以
下MR素子と略す）は磁界の強度や方向に応じて
電気抵抗が変化する強磁性磁気抵抗効果薄膜（以
下MR膜と略す）を主要部分として持つ磁束応答
型の感磁素子で、MR膜の膜面と平行な成分の磁
界のみに感応し、しかも感度が高く、その抵抗変
化量は一定の飽和量に達し、また、高抵抗化すれ
ば低消費電力化できる等の特徴を有している。

従来、永久磁石と感磁素子を用いた無接点変位
検出器では両者が互いに直線的に変位することか
ら、両者が近づいた時に強い磁界がかかり、遠ざ
かつた時に殆んどゼロになる様に、つまり磁界の
強弱の変化を検出する様に構成されていた。しか
し、感磁素子としてMR素子を使用する場合には
磁界強度の強弱の変化を検出する方法よりも、磁
界の方向の変化を検出する方法の方がより適して
いることがわかつてきた。すなわち、MR膜の抵
抗値を磁界の強弱によつて変化させる方法では、
第１に、いわゆるバルクハウゼンノイズが生じて
抵抗値が不連続に変化したり、ヒステリシスが現
われたりして無接点変位検出器としては検出すべ
き変位量と出力との対応関係が乱れたり、またチ
ヤタリングが生ずることになる。第２に、MR膜
が磁気異方性のない分散的なものの場合や、それ
に流す電流の方向が直交する複数のMR膜で差動
構成やブリツジ構成をしたMR素子では、全体と
しての抵抗変化の効率が低下していわゆるダイナ
ミツクレンジが小さくなるので、駆動検出回路に
よつて電気信号に変化する際のSN比が本来得ら
れる値よりも低下して誤動作の可能性が増加して
しまう。第３に、MR膜は磁界に対する感度が高
いため、永久磁石が遠ざかつて磁界強度が弱くな
つている状態の時に外部からの雑音磁界が加わる
と抵抗変化をおこしてしまい、無接点変位検出器
として誤動作し易い等の欠点がある。

一方、MR素子と永久磁石とを近接対向させて
MR素子にかかる磁界の方向を変化させている例
が実開昭51−18146号公報に示されているが、そ
こでは磁界の方向は永久磁石の対向面に垂直な面
内で回転しているのでMR膜を永久磁石の対向面
と垂直に配置せねばならず、十分な強度の磁界を
作用させることは困難である。すなわち、よく知
られている様に、永久磁石の磁極から離れるに従
い、磁界強度は急激に減少するので十分な磁界強
度を得るためにはMR膜を十分近接させなければ
ならない。しかし、MR素子は基板上にMR膜が
形成されたものであり、MR膜と平行方向の大き
さはMR膜そのものの大きさやその周辺部、外部
と電気的に接続するための電極部等によつてかな
り大きなものとなつてしまい、十分近接させるこ
とが困難である。尚、上に挙げた実開昭51−
18146号公報の第５図Ｃには永久磁石とMR膜と
を平行に配置した例及びその出力特性が示されて
いる。しかし、その例でも磁界の方向はあくまで
も永久磁石の対向面と垂直な面内で回転してお
り、MR膜が感応する磁界の方向は決して回転し
ていない。すなわち、本考案者等が同様の構成、
配置によつて実験を行なつた測定結果は第５図に
示す様に、上記引例公報に示された出力特性と異
なり、ｘ＝０付近では十分な出力が得られず、飽
和変化量の1/2以下であり、またヒステリシスの
ために変位量（つまりｘ）と出力との対応関係が
くずれ、バルクハウゼンノイズも生じて不連続的
変化を示している。（ここで、縦軸はMR素子の
飽和出力値で規格化した値を示す）。これは磁界
の方向の回転を検出しているのではないことによ
るものであり、ｘ＝０の付近では磁界方向がMR
膜と垂直になつていてMR膜には全く磁界が加わ
つていないのと同じ状態になつていることによ
る。つまり、その構成は単に磁界の強弱変化を検
出しているのに他ならない。

この様に従来の無接点変位検出器では磁界の強
弱の変化を検出する様に構成されていてMR素子
に適していなかつたり、MR素子に十分な強度の
磁界を加えられなかつたりしてその特性を有効に
使えていなかつたため、本来得ることの出来る信
頼性が低下してしまつていた。

本考案の目的は上記欠点を解決してMR素子を
利用した信頼性の高い無接点変位検出器を提供す
ることにある。すなわち、本考案は互いに直線的
に相対的変位をする永久磁石とMR素子、及び駆
動検出回路とを含んで構成され、MR膜に作用す
る磁界はその強度をMR膜の磁化回転に要する強
度以上に保ちながら、MR素子と永久磁石との相
対的変位に伴ない前記磁界の方向がMR素子に対
向する永久磁石の対向面と平行な面内で回転して
いく様に、永久磁石の対向面は相対的変位の方向
と平行な辺を持つ矩形で、かつＬ字型の境界線に
よつて２個の領域に分け、該領域それぞれの全
部、または境界線近傍を除いた部分を互いに反対
の磁極と、更にMR膜の膜面及び永久磁石の対向
面及び相対的変位の方向がすべてほぼ平行になる
ように配置したことを特徴としている。

以下本考案を図面に従つて詳細に説明する。

第１図ａ及びｂは本考案の無接点変位検出器の
基本構成を模式的に示したものである。これは基
本的にはMR素子１と永久磁石２及び駆動検出回
路３とで構成されており、永久磁石２とMR素子
１とが直線的に相対的変位をする時にその変位に
応じた電気信号を出力するものである。MR素子
１と永久磁石２のうち、どちらが変位しても全く
等価であるので、以下MR素子１がｘ方向に変位
するとして説明する。

MR素子１は基板６上に主要部分をなすMR膜
７と、駆動検出回路３へ接続するための電極端子
８が形成されているものである。MR素子１の抵
抗値、すなわちMR膜７の抵抗値Ｒはそれを流れ
る電流Ｉの方向とその磁化Ｍの方向との間の角度
θによつて変化し、良く知られている様に、Ｒ＝R₀−ΔRsSin²θ …(1) と表わすことができる。ここでR₀は電流Ｉの方
向と磁化Ｍの方向とが平行になつた時の抵抗値で
あり、ΔRsは抵抗変化量の飽和値である。MR素
子１は永久磁石２と接触せずにｘ方向に変位線５
上を変化する。永久磁石２は後に述べる様に磁極
を構成することにより、MR素子１に対向する対
向面と平行な面の磁界成分４（以下これを面内成
分磁界ということにする）の方向が変位線５に沿
つて回転する様にしておく。駆動検出回路３は
MR素子１すなわちMR膜７に電流Ｉを供給し、
その抵抗値Ｒの変化をそれに応じた電気信号に変
換し、必要であれば更に適当な信号処理を施して
出力する回路である。

次にこの無接点変位検出器の動作を説明する。

永久磁石による磁界の強度は距離の２乗から３
乗に反比例して減衰し、特に微少変位を検出する
様な場合には反対磁極間の距離を小さくしなけれ
ばならないので磁界強度はよけい小さくなつてし
まう。一方MR素子１は図に示す如く、MR膜７
が基板６上に形成されたものであり、永久磁石２
の対向面に対してMR膜７が垂直になる様に配置
するよりも、平行になる様に配置する方がより近
接できることは明らかである。MR膜７と永久磁
石２の対向面とを近接するのに必ずしも両者を完
全に平行にする必要はないのであるが、ここでは
簡単のため、完全に平行としておく。

MR素子１が変位線５上に変位すると、MR膜
７に作用する面内成分磁界４の方向はその変位に
応じて回転する如く変化する。MR膜７の磁化Ｍ
を変化させるのはMR膜７と平行な成分の磁界だ
けで、それに垂直な成分は全く寄与しない。この
例では面内成分磁界４はMR膜７と平行になつて
いるので、面内成分磁界４そのものがMR膜７の
磁化Ｍの変化に寄与する。こうして面内成分磁界
４がMR膜７の磁化Ｍを回転させるのに要する強
度以上でありさえすれば、磁化Ｍの方向は面内成
分磁界４の方向の変化に追随する。ここでMR膜
７の磁化Ｍの回転に要する強度とは磁界の回転に
伴なつて磁化Ｍがなめらかに回転するために必要
な強度のことであり、MR膜７の材質、膜厚や幅
によつて異なるが、磁界を電流方向にかけた場合
と、電流に直交する方向にかけた場合の抵抗値の
差が飽和変化量ΔRsの70％程度になる強度であれ
ば十分である。MR素子１が変位線５上を動くと
その変位に応じて磁化Ｍの方向と電流Ｉの方向と
の間の角度θが変化し、抵抗値Ｒが角度θについ
て180度を周期として変化する。この時、MR膜
７の磁化Ｍの方向の変化も磁化回転でおこるた
め、いわゆるバルクハウゼンノイズは発生せず、
抵抗値Ｒは変位に応じて連続的になめらかに変化
する。またMR素子１の変位に応じて角度θが０
度から90度まで、つまり電流Ｉの方向と磁化Ｍの
方向とが平行から垂直まで変化する間に、抵抗値
Ｒは少くとも飽和変化量ΔRsの70％以上に達し、
しかも磁気異方性の有無によらない。つまり、分
散的なMR膜でも、また互いに電流方向が直交す
る複数のMR膜で差動構成やブリツジ構成をした
MR素子の場合でも、単に磁界の強弱の変化を利
用する場合（この場合には弱い磁界の時、それぞ
れのMR素子内には多くの磁区が出来、そのため
外部からの強い磁場によつて単磁区形にそろつた
状態より抵抗変化が小さい。）よりも大きく抵抗
変化をさせることができる。更に、MR膜７には
常に磁化回転に要する強度以上の磁界がかかつて
いるため、外部から小さな雑音磁界が加わつても
抵抗値Ｒへの影響は受けにくい。本発明による無
接点変位検出器は相対運動に伴なうこの様なMR
素子１の抵抗値Ｒの変化の大きさや変化の周期の
回数を駆動検出回路３で検出し、対応する電気信
号に変換して出力するものであるから、従来の同
種変位検出器に比し、MR素子１の抵抗値Ｒが連
続的になめらかに変化し、かつ変化量を大きく利
用できる構成となつていてダイナミツクレンジが
大きいのでSN比が高く、しかも雑音磁界の影響
を受けにくいので、チヤタリングが無くより誤動
作の少ない無接点変位検出器となつている。これ
はより強い磁界でMR膜の磁化Ｍをなめらかに回
転させる様に面内成分磁界の方向を回転する如く
変化させているためであり、後述の様に永久磁石
２の磁極を構成し、MR素子１をそれに合わせて
配置することにより実現できるのである。

尚、検出しようとする変位の大きさが比較的小
さい場合には磁化Ｍと電流Ｉとの間の角度θが０
度から90度まで変化する様にしておけば変化の量
を抵抗値の変化量とは１対１に対応するので駆動
検出回路での電気信号への変換はより簡単にでき
る。

更に、以上の説明では簡単のためMR膜と対向
面とが完全に平行であるとしてきたが、面内成分
磁界の方向が回転していく様にしていると、両者
が互いにほぼ平行、すなわち±30゜以内程度の傾
きなら磁界強度さえ十分であればMR膜の磁化を
回転させることができる。従つて空間的制約等で
両者を平行に配置できない場合でも、磁界強度は
ある程度減少するのであるが、同様にして誤動作
のより少ない無接点変位検出器を構成することが
できる。もちろんMR膜と永久磁石の対向面とを
平行にした場合に両者を最も近接できてより効果
的であることはいうまでもない。

次に、面内成分磁界の方向がMR素子の変位線
に沿つて回転する様にするための永久磁石の磁極
の構成について述べる。一般に永久磁石からの磁
界は対向面の辺や、対向面上の反対磁極間の境界
線に直交する方向になつている。従つてMR素子
の変位線の近傍で対向面の辺や境界線の方向が90
度程度変わる様に磁極を構成し、変位線を設定す
ることにより、面内成分磁界の方向を回転させる
ことができる。

第２図は本考案の永久磁石の構成とMR素子の
配置の実施例を示した平面図（同図ａ）と斜視図
（同図ｂ）である。MR素子１１と永久磁石１２
の相対的変位の方向をｘ軸方向とする。MR素子
１１に対向する永久磁石１２の対向面はｘ軸と平
行な辺を持つ矩形で、Ｌ字型の境界線１７によつ
て２つの領域１５、１６に分けられ、その一方の
領域１５をＮ極、他方の領域を１６をＳ極にして
いる。これはMR膜１８の中心が変位線１３上を
変位するとして、この変位線１３の近傍で対向面
の辺１９と境界線１７の方向とが90度異なる様に
したものである。この様にすると面内成分磁界１
４は図に示す様になり、MR膜１８が変位線１３
上を変位するのに伴なつてこれに作用する面内成
分磁界１４は回転する如く変化し、しかも一点１
３のごく近傍以外ではMR素子１１の磁化回転に
要する強度以上の磁界にすることができる。点１
３Ｂの前後では局所的に面内成分磁界１４の方向
は180度反転してしまうのであるが、これはMR
膜１８の大きさに比較してごく局所的であり、又
MR素子の抵抗値は磁界の方向が180度反転した
場合に全く同じになるため、点１３Ａと点１３Ｃ
の間でMR素子の抵抗値をあたかも連続的に面内
成分磁界１４が90度回転する如く変化させること
ができる。特にMR膜１８の電流Ｉの方向がｘ軸
と平行か又は直交方向になる様にすれば、抵抗変
化量を最も大きく利用できるので効果的である。
尚、永久磁石１２の境界線１７に沿つた部分に磁
化されていない領域をつくつても磁界分布はほぼ
同等で、強度はいくらか低下するのであるが、面
内成分磁界の強度や方向の均一領域をより大きく
できるのでやはり有用である。

次にこの実施例について実験によつて得られた
MR素子の出力特性を説明する。実験は第３図に
示したブリツジ型のMR素子を使用して行なつ
た。これは基板９１上に電流方向が直交している
４本のMR膜ストライプ９２と電極端子９３，９
４，９５，９６が形成されているもので、基板９
１の大きさは1.5mm角であり、またMR膜ストラ
イプ９２は１mm角内に位置している。各MR膜ス
トライプ９２は厚さ500Å、幅20μmのNi−Fe合
金から成つている。電極端子９３と９４の間に電
圧を印加して電流を流すと電極端子９５と９６の
間の電位差φとして出力が得られる。無接点変位
検出器としてはこの出力を更に駆動検出回路で増
幅したり電気的に処理して出力とするのである
が、前述の様にMR素子の出力が無接点変位検出
器の信頼性を決定する最も大きな要因であり、以
下ではこのMR素子そのものの出力を示す。まず
このMR素子の特性を簡単に述べる。MR膜スト
ライプ９２は上記の材料、膜厚、幅になつてい
て、その磁化を回転させるのに要する磁界の強度
は約30エルステツドであつた。磁界Ｈを角度θの
方向に印加すると各MR膜ストライプ９２の抵抗
値は前述の(1)式の様に変化し、MR素子の出力、
つまり電位差φはよく知られている様に φ（θ）＝V₀α／２cos2θ …(2) となる。ここでαは(1)式のR₀とΔRsを使つて
ΔRs／R₀で表わされる抵抗変化率であり、V₀は
MR素子に印加する電圧である。また、角度θは
１本のMR膜ストライプの電流方向を基準（以下
では基準方向と略す）としたものである。(2)式か
らもわかる様に電位差φを最も大きく変化させる
にはθ＝０度からθ＝90度まで磁界の方向を変化
させればよく、電位差はV₀α／２から−V₀α／２まで変化する。尚、磁界Ｈが全くない場合には電位差φ
はほぼゼロ（実際にはMR膜のヒステリシスのた
めランダムにゼロから多少ずれている）であり、
従つて磁界の強弱を変化させる場合には電位差φ
はせいぜいゼロからV₀α／２まで、またはゼロから −V₀α／２まで程度しか変化せず、いわゆるダイナミツクレンジは半減してしまうのである。

また、実験に使用した永久磁石は、板厚方向に
磁化したゴム磁石をそれぞれの構成に合わせて裁
断し、配置したもので、板厚は２mmである。更に
MR素子と永久磁石の対向面との間隔は1.5mmに
した。

第４図ｂは実験によつて得られたMR素子出力
を示したもので、永久磁石の磁極１５，１６の大
きさ、及びMR素子１１の変位線１３の位置は第
４図ａに示した。MR素子１１の基準方向はｘ軸
方向にしている。第４図ｂの横軸はｘ方向の距離
であり、縦軸はMR素子出力、つまり電位差φ
を、V₀α／２で規格化した出力値である。尚、この V₀α／２の値としてはMR膜に100エルステツドを印加して十分に飽和させた時の値を使つている。第
４図ａでMR素子が右から左へ変位した時と左か
ら右へ変位した時の出力曲線は第４図ｂの様に全
く重なり、しかもなめらかにほぼ＋1.0から−1.0
まで変化している。つまり、MR素子の出力にヒ
ステリシスやバルクハウゼンノイズがなく、しか
も最大限の変化をさせることができている。

この様に、永久磁石の対向面と平行な面内で磁
界の方向が回転していく様に永久磁石の磁極を構
成したことにより、MR素子のMR膜を永久磁石
の対向面と平行に、しかも磁界の方向が回転して
いく様に、つまり言いかえると、磁界強度が均一
でより強い回転磁界をかけられる様になつたた
め、MR素子出力はヒステリシスやバルクハウゼ
ンノイズが全くなく、なめらかで最大限の変化を
するので、無接点変位検出器の信頼性を極めて高
くしている。

一方、従来の磁界強度の変化を検出する様に構
成されたものでは前にも述べたように出力はほぼ
ゼロからV₀α／２まで、またはほぼゼロから−V₀α／２までしか変化しないのでダイナミツクレンジは半
減してしまつており、また磁界が弱くなる部分、
つまりゼロ付近ではヒステリシスのために出力が
不安定だつたり、外来の雑音磁界の影響を受け易
くなつていた。また、前に述べた様に実開昭51−
18146号公報ではMR膜にかかる磁界の方向を変
化させている例が示されているが、本考案のもの
と異なり、磁界の方向は対向面に垂直な面内で回
転しているのでMR膜を対向面に垂直に配置せね
ばならない。ところが本願第３図から明らかな様
にたとえMR膜自体が小さかつたとしてもMR素
子の基板はかなり大きくなつており、更に、この
図では省略しているが一般には通常のIC等の様
にパツケージに納めたり、モールドしたりするの
で余計に大きくなる。従つてMR膜の部分部分で
磁界強度が大きく異なつたり、十分な強度の磁界
をかけられなかつたりして出力の低減やSN比の
低下をおこしがちであり、また必然的により大き
な永久磁石を使わざるを得なくなつてしまつてい
た。更に、同じく引例公報にはMR膜を永久磁石
の対向面と平行に配置した例とその時の出力が示
されているが、本考案者等が同様の構成、配置で
実験を行なつた結果（第５図ｂ）とは異なつてい
る。本考案者等の行なつた実験はMR素子９８と
して第３図に示したMR素子を使用しているがこ
れは引例公報のMR素子と同等のものであり、ま
た永久磁石９９、及び両者の配置は全く同じであ
る。第５図ｂのMR素子出力は本考案を実施した
構成によるMR素子出力（第４図）と異なり、
V₀α／２から−V₀α／４程度しか変化しておらず、ダイナミツクレンジは3/4程度に低減している。更に
ｘ＝０近傍ではバルクハウゼンノイズやヒステリ
シスが現われ、不安定な出力となつてしまつてい
る。これは第５図ａの構成が磁界の方向の回転を
検出しているのではないことを示すものである。
つまり、この場合にも磁界の方向の変化は永久磁
石の対向面に垂直な面内で変化しているのであ
り、一方MR膜が感応するのはあくまでもその面
内成分のみであつてMR膜の膜面に垂直の磁界成
分は何等の影響も与えないため、この配置は単に
磁界の強弱の変化（つまり、ｘ＝０近傍が弱い状
態に対応する）を検出しているのにすぎないため
である。

以上から明らかな様に従来のものはMR素子が
磁界の強弱の変化を検出するか、又は永久磁石の
対向面に垂直に配置せねばならず、均一で十分な
強度の磁界を得ることができなかつたのに対し、
本特許を実施した無接点変位検出器では永久磁石
の磁極を適当に構成することによつて、MR素子
に対して均一で十分な強度の磁界の方向がなめら
かに回転していく様にできるので、ヒステリシス
やバルクハウゼンノイズがなく、なめらかでより
大きなMR出力を得ることができ、無接点変位検
出器をより誤動作しにくい信頼性の高いものとす
ることができた。

尚、実測に使用したMR素子はMR膜がブリツ
ジ構成されているものであるが、単一のMR膜か
ら成つているものでも、又電流方向が直交する２
本のMR膜で差動構成されているものでも、全く
同様であることは言うまでもない。

本考案の無接点変位検出器は手による永久磁石
の変位を検出することによれば無接点キースイツ
チに応用でき、またこれを温度や圧力に応じて変
位する様にすればそのまま感温スイツチや感圧ス
イツチとすることができる。又例えばブロパン、
都市ガス等の気体や水等の液体の単位流量毎に永
久磁石が１往復変位する様にしてその回数をデジ
タル的に計数することにより流量計とすることも
でき、また流量や温度や圧力等を変位の大きさに
対応させてその変位量をアナログ的に検出し、そ
の大きさを表わす電気信号に変換して出力するこ
とでそれらを測定するメーターも容易に構成する
ことができる。

永久磁石の材料としてはフエライトや希土類磁
石等が利用でき、それらを所定の形状に着磁する
か、又は既に着磁されているものを組合わせて本
考案を実施するに適当な磁極を構成することがで
きる。MR素子は表面に絶縁膜を形成したシリコ
ンやガラスやセラミツクの様な十分平滑な絶縁基
板上に、鉄、ニツケル、コバルト等の単体やそれ
らを主成分とする合金のMR膜を周知の蒸着、ス
パツター、メツキ等の薄膜形成技術、又はレジス
ト処理及びエツチング技術等によつて形成して作
製される。MR膜の代表的な形状を挙げると、膜
厚が200〜1000Å、幅が数μm〜100μm程度のスト
ライプ、又はこれを複数回折り返したもの、又は
こうしたストライプをその方向が互いに０度から
90度の間の角度をなす様に複数個配置したもので
あり、それらの具体的な数値、及び長さ等は使用
する永久磁石の大きさや必要とする抵抗値等に合
わせて決定される。尚、駆動検出回路がIC作製
技術によつてMR膜と同一基板上に形成された
MR素子の場合には基板はシリコンを使用する。
駆動検出回路はMR素子に電流を供給する部分と
MR素子の抵抗変化を検出する部分とこれを適当
に処理して永久磁石とMR素子の相対的変位の大
きさに対応した電気信号を出力する部分とを有す
る。最も簡単な例はMR素子の抵抗値に比例した
電圧又は電流を出力するアナログ信号出力の場合
で、MR素子に一定の電圧又は電流を供給する電
源部とMR素子のMR膜の両端の電圧又は電流の
変化を検出し増幅する増幅器とで構成される。別
の例としては永久磁石とMR素子との相対的変位
をある点を境としてデジタル的に出力する場合が
あり、MR膜の抵抗変化というアナログ信号をあ
らかじめ設定した値と比較する比較回路が駆動検
出回路に含まれる。更に上で述べたアナログ信号
出力の場合にこれをアナログ−デジタル変換を行
なつて２進コードやBCDコード等のパルス列で
出力することもでき、この時には周知のアナログ
−デジタル変換回路が含まれる。又、気体や液体
の単位流量毎に１往復の相対的変位をする様に構
成した流量計の場合には、駆動検出回路はそれら
の回数を数える計数回路を含む。

以上説明した様に、本考案によればMR膜の抵
抗変化は連続的でなめらかであり、又磁気異方性
の有無によらず大きな抵抗変化量が得られ、しか
もより強い強度の磁界が常にかかつているので雑
音磁界の影響を受けにくく、チヤタリングや誤動
作がない、より信頼性の高い無接点変位検出器を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の無接点変位検出器の基本構成
を示した模式図でａは平面図、ｂは斜視図、第２
図は実施例を示す図でａは平面図、ｂは斜視図、
第３図は実験に使用したMR素子を表わす平面
図、第４図はMR素子出力を実測した例を示す図
でａは具体的構成図、ｂは出力曲線、第５図は磁
界の方向の回転を検出しているのではない構成に
ついてMR素子出力を実測した図で、ａは具体的
構成図、ｂは出力曲線を示す図である。図において、１，１１，９８はMR素子、２，
１２，９９は永久磁石、３は駆動検出回路、５，
１３，１００は変位線、６，９１はMR素子の基
板、８，９３，９４，９５，９６は電極端子、１
３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃは変位線上の点、４，１４
は面内成分磁界、１５，１６は永久磁石の対向面
上の領域、１７は永久磁石の対向面上の領域の境
界線、１９は永久磁石の対向面の一辺、７，１
８，９２はMR膜、９７はMR素子の基準方向を
表わす。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】１互いに直線的に相対的変位をする永久磁石と
強磁性磁気抵抗効果素子、及び前記相対的変位
を電気信号として出力する駆動検出回路とを含
んで構成された無接点変位検出器において、前
記永久磁石によつて前記強磁性磁気抵抗効果素
子の強磁性磁気抵抗効果薄膜に作用する磁界の
強度を該強磁性磁気抵抗効果薄膜の磁化回転に
要する強度以上に保ちながら、かつ前記相対的
変位に伴ない前記磁界の方向が前記強磁性磁気
抵抗効果薄膜に対向する前記永久磁石の対向面
に平行な面内で回転する様に、前記永久性磁石
の対向面は相対的変位の方向と平行な辺を持つ
矩形で、かつＬ字型の境界線によつて２個の領
域に分け、該領域それぞれの全部、または前記
境界線近傍を除いた部分を互いに反対の磁極と
し、更に前記強磁性磁気抵抗効果薄膜の膜面及
び前記永久磁石の対向面及び前記相対的変位の
方向がすべてほぼ平行になるように配置したこ
とを特徴とする無接点変位検出器。２強磁性磁気抵抗効果薄膜を流れる電流の方向
と、相対的変位の方向とがほぼ45度になる様に
強磁性磁気抵抗効果素子を配置した実用新案登
録請求の範囲第１項に記載の無接点変位検出
器。