SE455732B - Magnetoresistiv forskjutningsgivare - Google Patents
Magnetoresistiv forskjutningsgivareInfo
- Publication number
- SE455732B SE455732B SE7908903A SE7908903A SE455732B SE 455732 B SE455732 B SE 455732B SE 7908903 A SE7908903 A SE 7908903A SE 7908903 A SE7908903 A SE 7908903A SE 455732 B SE455732 B SE 455732B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- bands
- magnetoresistive
- sensors
- magnetic
- grating
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
- G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
- G01D5/2451—Incremental encoders
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Description
455 732 i ett givarelement är kopplade i serie mellan anslutnings- klämmorna till en spänningskälla och en utgânqsanslutnings- klämma är förlagd till den gemensamma kopplingspunkten mel- lan de första och andra banduppsättningarna.
Ett anisotropt magnetoresistivt material har en resistivi- tet (specifik resistans) som varierar i enlighet med rikt- ningen av ett över materialet anbringat magnetfält. När mag- netfältet är vinkelrätt mot strömmen i banden är materialets resistivitet den minsta möjliga och när magnetfältet an- bringas parallellt med strömmen i banden är materialets re- sistivitet den största möjliga. Resistansen av ett jämn- tjockt band är proportionell mot bandets längd och omvänt proportionell mot bandets bredd.
Ett magnetiskt raster som är anordnat intill givarelementet har omväxlande nord- och sydpoler i riktningen för den re- lativa förskjutningen. Avståndet mellan motsvarande magnet- poler (t.ex. från nordpol till intilliggande nordpol) kal- las det magnetiska rastrets delning eller våglängd Å . Av- ståndet mellan de första och andra banduppsättningarna fast- ställes i förhållande till våglängden av det magnetiska rastret på sådant sätt att när den första banduppsättning- en uppvisar den största'möjliga resistiviteten uppvisar den andra banduppsättningen den minsta möjliga resistiviteten och vice versa. De första och andra banduppsättningarna bil- dar en spänningsdelare och en utgângssignal tas ut över den ena av banduppsättningarna. Eftersom resistiviteten (och re- sistansen) av de två banduppsättningarna varierar i motsatta riktningar när förhållandet mellan banduppsättningarna och magnetpolerna i det magnetiska rastret variera§,kommer även utgângssignalen att variera i proportion till detta förhål- lande.
Om man använder givarelementet i den amerikanska patent- skriften är mätupplösningen, dvs. den minsta avkännbara för- skfiutningen, bestämd av den minsta användbara våglängden Ä för det magnetiska rastret, vilket i sin tur är begränsat v, 455 732 av den bestämda minimumstorleken av banduppsättningarna. I praktiken kan man inte erhålla en upplösning som är bättre än 1 mm utan att använda förhållandevis dyr fasmodulerings- detektering för interpolering.
I anordningen enligt det amerikanska patentet är det önsk- värt att utnyttja ett flertal givarelement som är seriekopp- lade och förlagda i riktningen för förskjutningen. Använd- ning av flera dylika givarelement på detta sätt tenderar att göra anordningen stor. Om våglängden ;\ av det magne- tiska rastret exempelvis är 2 mm och om antalet givarelement t.ex. är 10 så är längden av en uppsättning om 10 givarele- ment åtminstone 40 mm. ' Den dåliga i konstruktionen inneboende upplösningen och den stora storleken av givaranordningen enligt det ameri- kanska patentet ökar kostnaden för att framställa en prak- tisk givaranordning.
I den japanska patentansökningen 114 699-1977 har gjorts ett försök att förbättra upplösningen med användande av minskad givarstorlek genom att använda en enda uppsättning parallella magnetoresistiva band i stället för alla bandupp- sättningarna i den amerikanska patentskriften. De parallella banden är elektriskt seriekopplade och är anordnade sicksack. vardera bandet utnyttjar magnetiskt läckflöde från en enda magnetpol till att styra sin resistivitet. När våglängden Ä av det magnetiska rastret minskas för att förbättra an- ordningens upplösning inträffar emellertid en så drastisk reducering i det magnetiska läckflödet att tillhörande band inte mättas. Detta leder till problem beträffande magnetisk hysteres.
En partiell lösning på problemet att åstadkomma mättning av banden när ett magnetiskt raster med förhållandevis kort våg- längd Å används består i att avsätta en tunn film av hög 455 732 magnetisk permeabilitet för att bilda slutna magnetiska ba- nor runt par av intilliggande band. De slutna magnetiska banorna inducerar ökat läckflöde från det magnetiska rast- ret och ökar därigenom det magnetiska fältet, för vilket ban- den utsätts tillräckligt mycket så att mättning erhålles och hystereseffekter undviks.
De fördelar som erhålls genom att använda slutna magnetiska tunnfilmsbanor begränsas av det förhållandevis låga värdet på den magnetiska permeabiliteten som kan uppnås i en tunn film.
En annan infallsvinkel på problemet att åstadkomma mättning i de magnetoresistiva banden beskrivs i en uppsats “non- -contact switch is based on magnetoresistance" i Electron- ics Magazine (McGraw-Hill), May l, 1975 sid. 3E. Ett för- magnetiseringsfält i storleksordningen 50 oersted anläggs över de magnetoresistiva banden för att hålla dessa i det mättade tillståndet. En ändring i utsignalen till följd av närheten till det magnetiska rastret kommer således att va- ra befriad från interferens som härrör från hysteres. I uppsatsen anges även att om förmagnetiseringsfältet anord- nas med 450 vinkel mot banden så minskas den ursprungligen låga koefficienten för magnetoresistansen, dvs. den magne- tiska motståndsändringen, till noll.
Ett annat försök att förbättra upplösningen av en magnetore- sistiv givare bygger på användning av magnetoresistivt ma- terial, som är anordnat i ett sig upprepande, symmetriskt triangelvâgmönster, vilket har en våglängd, som är lika med våglängden ?\ av det magnetiska rastret. Ett förmagnetise- ringsfält anbringas över banden och har en riktning, som ligger i normalen till det magnetiska rastrets magnetfält.
Genom nord- och sydpolernas av det magnetiska rastret växel- verkan med förmagnetiseringsfältet bildas resulterande mag- netfältvektorer. De resulterande magnetfältvektorerna av det magnetiska rastret och av förmagnetiseringsfältet är paral- w ,_-\ 455 752 lella med intilliggande bandpar i en position, vilket ger maximal resistivitet, och med magnetiska band i en annan position bildar dessa vektorer en vinkel, som ger minimal resistivitet. Två triangelvågmönster utsätts samtidigt för fälten av det magnetiska rastret. De två triangelvâgmönstren är så förlagda att en maximal utgångssignal från det ena mönstret sammanfaller med en minimal utsignal från det andra fältet och vice versa.
Triangelvågelementen har den nackdelen att utsignalens verk- ningsgrad reduceras till följd av det faktum att banden i varje intilliggande par är förlagda över halva våglängden av det magnetiska rastret. Det finns anledning att tro att detta medför åtminstone partiell utsläckning av den magne- toresistiva effekten.
Föreliggande uppfinning syftar till att åstadkomma en mag- netoresistiv förskjutningsgivare som undviker motsvarande tidigare kända anordningars begränsningar.
Uppfinningen har även till ändamål att åstadkomma en magne~ toresitistiv förskjutningsgivare som utnyttjar åtminstone två magnetoresistiva givare som var och en avger en utgångssignal.
De tvâ magnetoresistiva givarna är åtskilda ett stycke som ger upphov till en fasskillnad i givarnas utgångssignaler, vilken fasskillnad är mindre än 180°.
Uppfinningen avser en magnetoresistiv förskjutningsgivare enligt ingressen till patentkrav 1. Det utmärkande för uppfin- ningen är att varje grupp av band i den första magnetoresisti- va givaren är så anordnad med avseende på grupperna av band i ”den andra magnetoresistiva givaren att de är inbördes paral- lella eller så, att de sträcker sig radiellt utåt från ett gemensamt centrum, vilket förmagnetiseringsfält och avstånd mellan givarna framkallar en fasskillnad uppgående till mindre än 1800 mellan de första och andra utgångssignalerna, vilket 455 752 förutbestämda inbördes avstånd mellan banden i givarna är sådant, att magnetiska resistanser framställs i de första och andra givarnas band, vilka magnetiska resistanser har l80° fasförskjutning, varjämte samtliga förbindelseledningar har en bredd, som är avsevärt större än bredden av de band förbindel- seledningarna förbinder med varandra för att på så sätt åstad- komma en försumbar magnetoresistiv effekt i förbindelseled- ningarna, varjämte banden i de första och andra givarna är inbördes parallella och bildar en vinkel med avseende på den ' riktning i vilken indelningarna av det magnetiska rastrets magnetiska domäner lutar i förhållande till längdriktningen av det lângsträckta magnetiska rastret för att på så sätt öka rastrets effektiva bredd.
Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan i anslutning till de bifogade ritningarna, i vilka fig. 1 är en schema- tisk, förenklad vy av en känd magnetoresistiv förskjutnings- givare, fig. 2 är en närbildsvy av en annan känd magnetore- sistiv förskjutningsgivare och i vyn visas magnetbanor som förbättrar läckflödet, fig. 3 visar en känd magnetoresistiv förskjutningsgivare i vilken magnetoresistiva band är anord- nade i ett sig upprepande triangelvågmönster, varvid banden utsätts för ett förmagnetiseringsfält, fig. 4 visar schema- tiskt en magnetoresistiv förskjutningsgivare enligt en första utföringsform av föreliggande uppfinning, fig. 5 visar en magnetoresistiv förskjutningsgivare enligt en annan utförings- form av föreliggande uppfinning, fig. 6 visar schematiskt en magnetoresistiv förskjutningsgivare enligt en tredje utför- ingsform av föreliggande uppfinning, fig. 7 visar en magne- toresistiv förskjutningsgivare enligt en fjärde utföringsform av den föreliggande uppfinningen, fig. 8 visar en schematisk ïvy av en magnetoresistiv förskjutningsgivare enligt en femte utföringsform av föreliggande uppfinning, fig. 9 visar en schematisk vy av en magnetoresistiv förskjutningsgivare enligt en sjätte utföringsform av föreliggande uppfinning, fig. l0 visar en schematisk vy av en magnetoresistiv förskjut- 455 732 ningsgivare enligt en sjunde utföringsform av föreliggande uppfinningen, fig. ll visar en schematisk vy av en magneto- resistiv förskjutningsgivare enligt en åttonde utföringsform av föreliggande uppfinning, fig. 12 visar en magnetoresistiv förskjutningsgivare enligt en utföringsform som är särskilt ägnad för avkänning av rotation, fig. 13A-l3L visar olika vågformer vilka utnyttjas till att förklara det sätt på vil- ket upplösningen förbättras genom användning av interpolering, fig. 14 visar ett logikschema över en signalbearbetnings- krets för förbättrad upplösning genom interpolering, fig. 15A-l5E visar olika vågformer till vilka hänvisning sker vid beskrivningen av en magnetoresistiv förskjutningsgivare med fyra utgångar, fig. 16A-l6S visar olika vâgformer till vilka hänvisning sker i samband med beskrivningen av det sätt på vilket utsignalerna från en magnetoresistiv förskjutningsgi- vare med fyra utgångar kan interpoleras för att åstadkomma en upplösning på 22,50, fig. l7A-l7R visar olika vågformer för vissa av signalerna i en magnetoresistiv förskjutnings- givare och en tillsammans med denna använd signalbearbet- ningskrets som utnyttjar åtta utgångssignaler för att åstad- komma en upplösning på 22,5°, fig. 18 visar vågformen av fy- ra utgângssignaler från en magnetoresistiv förskjutningsgi- vare och hänvisning sker till denna figur i samband med beskrivning av ett annat sätt på vilket en upplösning på 22,50 kan erhållas, Fig¿ 19 är ett kopplingsschema visande ett sätt på vilket magnetoresistiva förskjutningsgivare kan inkopplas i en krets, fig. 20 visas ett kopplingsschema av ett annat arrangemang med magnetoresistiva förskjutningsgi- vare kopplade i en krets, fig. 2l är ett kopplingsschema som visar ett annat arrangemang med magnetoresistiva för- skjutningsgivare i en krets och fig. 22 är ett kopplings- schema som visar ett annat arrangemang med magnetoresistiva förskjutningsgivare i en krets.
Innan olika utföringsformer av föreliggande uppfinning be- skrivs närmare skall först de inledningsvis omnämnda kända anordningarna beskrivas kortfattat. 455 732 Fig. l visar en känd magnetoresistiv givare 20 som har tvâ grupper 22, 22' magnetoresistiva element, vilka är anord- nade i nära anslutning till ett magnetiskt raster 24 i vil- ket magnetiska nord- och sydpoler är anordnade omväxlande.
Avståndet mellan intilliggande poler, t.ex. intilliggande nordpoler, kallas det magnetiska rastrets 24 våglängd ÃÄ .
Varje grupp magnetoresistiva element, exempelvis gruppen 22, består av åtminstone ett magnetoresistivt element, som har åtminstone ett och företrädesvis ett flertal parallella band 28. När ett flertal band 28 förekommer så är bandens ändar kopplade till varandra på ett serpentinliknande sätt med hjälp av förhållandevis breda förbindelseledare 30. De mag- netoresistiva elementen 26 i varje grupp 22, 22' är skilda från varandra med avståndet ;\e, där e är lika med k/2 (k (k = 1). Avståndet mellan det mest åt höger belägna elemen- l, 2, ...). I den visade utföringsformen är e = l/2 tet i gruppen 22 och det mest åt vänster belägna elementet i grupp 22' är lika med n Ãe + Ä e/2. I det visade exemp- let är n = 0 och avståndet är lika med ÃÄ/4 (k = l). Pâ grund av avstånden mellan elementen 26 i samma grupp 22 eller 22' påverkas samtliga band 28 i en grupp på likartat sätt av magnetfälten från det magnetiska rastret 24. Exempelvis lig- ger varje magnetoresistivt element 26 i gruppen 22' intill en pol av det magnetiska rastret 24. På grund av det mellan grupperna förekommande avståndet kommer varje magnetoresis- tivt element 26 i gruppen 22 att vara förlagt i huvudsak mitt emellan intilliggande nord- och sydpoler och kommer där- för att vara i huvudsak opåverkat av dessa magnetfält. Så- ledes kommer alla band 28 i gruppen 22 att uppvisa maximal resistans eftersom magnetfälten av det magnetiska rastret 24 är parallella med banden 28 och samtidigt kommer samtliga band 28, som inte har ett magnetfält parallellt med ström- flödet i banden att uppvisa minimumresistans.
En exciteringsspänning VE anbringas över ingångsanslutnings- klämmor 32'och en utgångssignal uttages från den gemensamma 455 732 kopplingspunkten mellan grupperna 20 och 22 och matas till utgångsanslutningsklämmor 34 och 34'.
Fackmannen inser att när en magnetoresistiv givare 20 för- skjuts i endera av de av pilen 36 angivna riktningarna så kommer spänningen vid utgângsanslutningsklämman 34 att va- riera i enlighet med förhâllandet mellan rastrets 24 våg- längd Ä och avståndet mellan de magnetoresistiva elementen 26 i grupperna 22 och 22”. I det visade läget i fig. l är resistansen av de högra elementen 26 i gruppen 22' maximal och resistansen för gruppen 22 är minimal. Detta ger en mi- nimal utgångsspänning i utgångsanslutningsklämman 34”. Om den magnetoresistiva givaren 20 förskjuts ett avstånd Ä/4 i endera av de av pilen 36 markerade riktningarna kommer ett av de magnetoresistiva elementen 26 i gruppen 22 att ligga i linje med magnetpoler i det magnetiska rastret 24 och ele- menten i gruppen 22' kommer att förskjutas med VN/4 ur lin- je med magnetpolerna i rastret 24. I detta förskjutna läge kommer resistansen av ett av elementen 26 i gruppen 22 att vara maximal medan resistansen för elementen 26 i gruppen 22' kommer att vara minimal och således ge upphov till en ändring i utgångsspänningen vid utgångsanslutningsklämmorna 34 och 34”. Om den magnetoresistiva givaren 20 förs kontinu- erligt i den ena eller andra av de av pilen 36 markerade riktningarna kommer utsignalen vid utgângsanslutningsklämmor- na 34 och 34' att beskriva sinusfunktioner.
I fig. 2 visas en utföringsform i vilken enskilda band 28 är åtskilda med Ä/2 från varandra. Vidare är banden för- lagda ett avstånd Zl från ett magnetiskt raster 24. I det visade tillståndet utsätts eller exponeras varje band 28 för en nord- eller sydpol. I detta tillstånd är läckmagnet- flödet från det magnetiska rastret 24 väsentligen paral- lellt med strömflödet i, vilket visas med de raka, strecka- de pilarna. Sålunda föreligger maximal resistans i detta läge. När den magnetoresistiva givaren 20' förflyttas ett 455 752 10 stycke ;\/4 i riktningen för den med tvâ huvuden försedda pilen 36 kommer resistansen i gruppen 22 (eller 22f) med magnetoresistiva element att bli minimal.
Såsom tidigare omnämnts kommer den korta vâglängden.Ã att störa mättningen av banden 28. För detta ändamål bildas U- -formade magnetbanor 38 över intilliggande par av band 28 i och för åstadkommande av en flödesbana för flödet ø såsom markeras med de U-formade, streckade pilarna. Banorna är av ett material som har hög magnetisk permeabilitet och är framställda företrädesvis genom användning av tunnfilmtek- nik. Såsom förklarats tidigare är den magnetiska permeabili- teten P för magnetbanorna 38 begränsad av tillgängligt mate- rial som kan formas i tunnfilmkretsar. Det är möjligt att den acceptabla upplösningen inte kan erhållas.
Fig. 3 visar ännu en utföringsform av en känd magnetoresis- tiv förskjutningsgivare 20" i vilken vardera gruppen 22 och 22' har varsina band 28 respektive 28' vilka är anordnade i en sig upprepande triangelvåg vars våglängd är lika med väg- längden Ä för det magnetiska rastret 24. Triangelvågen i gruppen 22 har en fas som är motsatt den för triangelvågen i gruppen 22”.
Band 28 och 28' bildar vinklarna ø respektive -ø med avse- ende på en normal till det magnetiska rastret 24. Ingångs- anslutningsklämmor 32 och utgângsanslutningsklämmor 34 an- vänds på samma sätt som i fig. l för att tillföra aktive- ringsspänning respektive för att erhålla en utgångssignal.
En förmagnetiseringsvektor É anbringas i en riktning som B är väsentligen vinkelrät mot signalmagnetfältvektorer É för det magnetiska rastret 24. Resulterande plana magnei- fältvektorer É bildar vinkeln ø'med signalmagnetfältvekto- rerna HS. Förhållandet mellan vinkeln ø för den resulteran- de magnetfältvektorn É och vinkeln øo för banden 28 är företrädesvis: øOa% 900 _ ø, 455 732 ll I de visade relativa lägena är banden 28 i gruppen 22 vä- sentligen parallella med de resulterande magnetfältvekto- rerna É och de erfar således maximal resistans. Omvänt skärs banden 28' i gruppen 22' av de resulterande magnet- fältvektorerna É, vilket markeras med pilar 40, och dessa band 28' uppvisar således minimal resistans. Såsom omnämnts inledningsvis har den i fig. 3 visade utföringsformen be- gränsningar vad gäller upplösningen och utsignalen innehål- ler inte någon information beträffande förskjutningens rikt- ning. Dessutom kan förmodas att när intilliggande band 28 anordnas över ett avstånd ;\/2 så utsläcks den magnetore- sistiva effekten.
Fig. 4 visar en magnetoresistiv förskjutningsgivare 42 en- ligt föreliggande uppfinning. Givaren är anordnad i anslut- ning till ett magnetiskt raster 24 med våglängden ÄÄ. Den magnetoresistiva förskjutningsgivaren 42 innefattar en för- sta magnetoresistiv givare 44 med band 28 och 28' och en andra magnetoresistiv givare 44' med band 28”' och 28"' vilka ligger i linje med varandra i förskjutningsriktningen, vilken markeras med pilen 36. Banden 28, 28", och 28"' är företrädesvis avsatta med hjälp av tunnfilmteknik på ett glasunderlag. Förbindelseledare 30 är företrädesvis avsatta med hjälp av tunnfilmteknik och företrädesvis används sam- ma magnetoresistiva material som används i banden 28. För- bindelseledarnas 30 stora bredd minskar dessa ledares resis- tans (och ändring i resistans till följd av närvaro och från- varo av ett magnetfält) tillräckligt så att man kan bortse från dessa bands magnetoresistiva effekt. Ett förmagnetise- ringsfält H anläggs över den magnetoresistiva förskjut- ningsgivare: 42 parallellt med banden 28 och detta fält mar- keras med de grova pilarna 46. Den första magnetoresistiva givaren 44 har en första grupp 48 av magnetoresistiva band 28 en andra grupp 48” magnetoresistiva band 28”. Banden 28 och 28' ligger pâ avståndet :Ä/2 från närmast intilliggande band inom samma grupp. Varandra motsvarande band 28 och 28' i grupperna 48 och 48' ligger på avståndet (n/2+l/4);4 från 455 732 12 varandra, där n = 1, 2, 3... Såsom förklarats i samband med _figur l medför varje förskjutning sträckan Q,/4 i riktning för pilen 36 en ändring på 900 i utsignalen från utgângsan- slutningsklämman 34.
Den andra magnetoresistiva givaren 44' har på likartat sätt 444 grupper 48 och 48 av magnetoresistiva band 28" och 28"' vilka är ordnade inbördes inom grupperna på samma sätt som banden 28 och 28' och vidare är grupperna 48, 48"' anordna- de inbördes på samma sätt som grupperna 48 och 48'. Avstån- det mellan mot varandra svarande band i grupperna 48 och 48' är (m/z + 1/s)}\ där m är ett neltal.
Fackmannen inser att signalerna vid utgångsklämmorna 34 och 34' är fasförskjutna 900 om den magnetoresistiva förskjut- ningsgivaren 42 förflyttas i endera av de av pilen 36 marke- rade riktningarna . Förbättrad upplösning erhålles tack vare det faktum att nollgenomgångar, som ligger åtskilda 900 från varandra, kan detekteras i signalerna vid utgângsanslutnings- klämmorna 34 och 34'. Från utgångssignalerna kan dessutom upplysning erhållas om förskjutningsriktningen.
Utföringsformen i fig. 4 är särskilt effektiv när det mag- netiska rastrets 24 magnetfält är tillräckligt stora i jäm- förelse med förmagnetiseringsfältet HB för att åstadkomma mättning i banden.
Pig. 5 och 6 visar en ytterligare utföringsform av en magneto- resistiv förskjutningsgivare 50,52 enligt föreliggande uppfin- ning. Banden 28 i gruppen 48, banden 28' i gruppen 48', banden an» 28" i gruppen 48" och banden 28"' i gruppen 48 ligger på avståndet Å från varandra och mot varandra svarande band i dentvå grupperna 48 och 48' i den första magnetoresistiva gi- varen 40 liksom även mot varandra svarande band i grupperna 48" och 48"' i den andra magnetoresistiva givaren 44' lig- ger pâ avståndet HIÄ + Ä/2 æller m Ä + 2 X) från varandra.
Tack vare avståndet Å mellan intilliggande band i samma grupp 455 732 13 kommer mot varandra svarande band, t.ex. banden 28 och 28" i de första och andra magnetoresistiva givarna 44 och 44' att ligga på avståndet (n + 1/4)'1 från varandra. Detta avstånd kan erhållas på samma sätt som i fig. 4, dvs. genom att an- ordna de första och andra magnetoresistiva givarna 44 och 44' ände mot ände eller, såsom visas i fig. 5 och 6, genom att anordna dessa givare sida mot sida. I det i fig. 5 och 6 visa- de arrangemanget är m = 0, och n kan ha andra värden. Förmag- netiseringsfältet HB, vilket i figuren markeras med den grova pilen 46, 461 bildar 450 vinkel mot banden 28, 281 28" och 28"'. Motriktade förspänningsfält visas i fig. 6 för grup- perna 48, 48" och 48', 48"“. Såsom omnämnts tidigare med- hjälper detta till att reducera magnetoresistansens tempera- turkoefficient.
Den magnetoresistiva förskjutningsgivaren 50 i fig. 5 av- ger två utgångssignaler, som är fasförskjutna 900 inbördes, vid utgångsanslutningsklämmorna 34 och 34”. Utsignalerna vid utgångsanslutningsklämmorna 34 och 34' genomlöper en full period såsom gensvar på förskjutning av det magnetiska rastret 24 med en våglängd X i riktning för pilen 36. Noll- genomgångar i utgångssignalerna från utgàngsanslutningskläm- morna 34 och 34' inträffar när resistansen i motsvarande gi- vares 44 eller 44' bandgrupper är lika. När således t.ex. resistansen i gruppen 48 är lika med resistansen i gruppen 48' avkännes en nollgenomgång.
Fig. 7 visar en magnetoresistiv förskjutningsgivare 54 i vilken mot varandra svarande band 28 och 28' i den första magnetoresistiva givaren 44 ligger rakt i linje med band 28" »nu respektive 28 i den andra magnetoresistiva givaren 44”. varsitt av två magnetiska raster 24 och 24' påverkar var- dera den första respektive andra magnetoresistiva givaren 44 och 44”. I enlighet med föreliggande uppfinning är de magnetiska rastren 24 och 24' inbördes förskjutna med (m/2 + l/4))\ eller med (m/2 + 1/2) 7\. I den visade utföringsfor- men är de magnetiska rastren 24 och 24' förskjutna med Ål/4 i förhållande till varandra och åstadkommer därigenom en 455 732 14 effektiv fasskillnad på 90° i utsignalerna från utgångs- anslutningsklämmorna 34 respektive 34'. Förmagnetiserings- fältet HB riktas företrädesvis så att vinkeln ø bildar 450 med banden 28, 28' , 28" och 28"'.
Fig. 8 visar en magnetoresistiv förskjutningsgivare 56 i vilken de första och andra magnetoresistiva givarna 44 och 44' är inskjutna i varandra. Såsom förklarats tidigare kan avståndet mellan intilliggande band (t.ex. banden 28 i den första givaren 44, vara en heltalsmultipel av en halv våg- längd. I utföringsformen i fig. 8 växlar avståndet mellan Ä och 2)\ och gruppen 48 är instucken eller inskjuten i gruppen 48" och gruppen 48' är instucken i gruppen 48"' på så sätt att de band som ligger på avståndet Ä från var- andra i en grupp läggs i linje med och sticks in i de band, som ligger på avståndet 2,Å från varandra i kompanjongruppen.
Såsom omnämnts tidigare är de första och andra magnetore- sistiva givarna 40 och 44' förskjutna,Ä /4 i riktningen för pilen 36. Denna instickning eller inskjutning reducerar den yta som den magnetoresistiva förskjutningsgivaren 56 upptar.
Utföringsformen i fig. 8 innefattar även indelningar 58 vil- ka bildar det magnetiska rastrets 24 magnetpoler och vilka lutar med en vinkel ø med avseende på den av pilen 36 mar- kerade förskjutningsriktningen. Genom att förlägga det mag- netiska rastrets 24 indelningar 58 diagonalt ökas den effek- tiva bredden av det magnetiska rastret 24 relativt storleken av den verkliga bredden av det magnetiska rastret 24. Ban- den 28, 28', 28" och 28"' är även anordnade med vinkeln ø. Förmagnetiseringsfältet HB kan riktas med en vinkel 6 relativt banden. Med de i fig. 8 visade riktningarna är vin- keln 6 för förmagnetiseringsfältet HB 450 medan vinkeln ø för banden och för rastrets 24 indelningar 58 är 45°. Här- vid erhålles ett resultat som är likartat det enligt fig. 5.
Om vinkeln 6 är noll (dvs. förmagnetiseringsfältet HB ligger i linje med banden) beter sig givaren 56 på likartat sätt som givaren enligt utföringsfirmen i fig. 4. 455 732 15 Pig. 9 visar ännu en utföringsform av en magnetoresistiv förskjutningsgivare 60 och denna utföringsform medger att antalet band 28, 28', 28" och 28"' som exponeras för det magnetiska rastrets 24 magnetfält kan utökas i ett inskju- tet (inflätat) system. Av figuren framgår att par av band är anordnade mycket nära varandra varigenom magnetiskt läck- flöde från rastret 24 inverkar lika mycket på båda elementen i paret. Härigenom sker en effektiv fördubbling av den mag- netoresistiva effekten jämfört med om endast band 28 an- vändes på samma ställe. Dessa bandpar är åtskilda från var- andra enligt samma regler som beskrivits ovan för enkla band.
I utföringsformen enligt fig. 9 är bandparen åtskilda med,Ä från varandra. Varje grupp 48, 48', 48" och 48"' av magne- toresistiva band visas innefatta totalt tio band 28, 28“, 28" respektive 28"' och varje grupp påverkas således kraf- tigare av den magnetoresistiva effekten. Av figuren framgår att de förhållandevis breda förbindelseledarna 30 endast fö- rekommer vid den ena änden av varje band. Trots att breda förbindelseledare skulle kunna användas vid den slutna änden av varje bandpar skulle, till följd av det nära avståndet mellan banden och därigenom den korta förbindelsen mellan dessa, en eventuellt förekommande magnetoresistiv effekt varför man kan avstå från att öka bredden av detta förbin- delseparti.
I de i fig. 4-9 visade utföringsformerna av uppfinningen alstras fyra nollgenomgångar när den magnetoresistiva för- skjutningsgivaren 42, 50, 52, 54, 56 eller 60 förskjuts en våglängd Ä och en utsignal erhålles således för varje vin- kelavsnitt på 90° av ;\ . En ytterligare förbättrad upplös- ning kan erhållas genom att använda den magnetoresistiva förskjutningsgivaren 62 visad i fig. 10. Första, andra och tredje magnetoresistiva givare 44, 44' och 44", vilka var- dera är likartade de tidigare beskrivna givarna, är anordna- de sida mot sida. Intilliggande givares närmast mot varandra belägna band har ett avstånd på 'Ä/6 mellan sig. Fackmannen inser med ledning av den föregående beskrivningstexten att 455 752 16 detta avstånd ger upphov till tre signaler vid utgângsan- slutningsklämmorna 34, 34' och 34"'. Dessa utgångssigna- ler ligger på 600 avstånd från varandra. Man erhåller så- ledes sex nollgenomgångar per våglängd ;\ och upplösningen är således 60°. Lämplig signalbehandling kan användas för att förbättra denna upplösning med en faktor på 2, varige- nom upplösningen således kommer att bli 300. Detta kommer att beskrivas närmare nedan. En dylik upplösningsförbätt- ring finns beskriven i den japanska patentansökningen 2258-73.
Fig. ll visar en utföringsform av en magnetoresistiv för- skjutningsgivare 64 som innefattar fyra magnetoresistiva gi- vare 44, 44". 44" och 44"'. Avståndet mellan mot varandra svarande band i intilliggande givare är lika med (n - 1/8)- }\. Av ovanstående diskussion framgår det tydligt att man därigenom erhåller fyra'nollgenomgångar vid utgångsanslut- ningsklämmorna 34, 34', 34" och 34"' var 45:e grad. Sig- nalbehandling kan förbättra denna upplösning med en faktor på två och ge en upplösning på 22,50.
Det magnetiska rastret 24' i utföringsformen enligt fig. ll har magnetfält, vilka sträcker sig på tvären mot rastrets indelningar såsom markeras vid de små pilarna i rastret 24”.
Vilken som helst av de ovan beskrivna utföringsformerna kan användas för en rotationsgivare av det slag som visas i fig. 12. En magnetoresistiv rotationsgivare 26 kan innefatta ett magnetiskt raster 24", som är fastsatt vid ett roterande element, t.ex. en skiva 68. Skivan 68 kan rotera pâ en axel 70 i nära anslutning till första och andra magnetoresistiva givare 44 och 44”. Rotationen kan ske i de av pilen 36' mar- kerade riktningarna. Med undantag för det faktum att banden 28, 28”. 28" och 28"' och att det magnetiska rastrets 24" indelningar är förlagda utmed radier till skivan 68 och med undantag för att förmagnetiseringsfältet HB har sin rikt- ningsvinkel 6 relativt radierna för skivan 68 fungerar den magnetoresistiva rotationsgivaren 66 på identiskt sätt med 455 732 17 de tidigare beskrivna magnetoresistiva förskjutningsgivarna och kommer därför inte att beskrivas närmare.
En signalbehandlingsmetod som förbättrar upplösningen av de med två utgångar försedda anordningarna i fig. 4, 5, 6, 7, 8, 9 och 12 med en faktor på 2 och som använder endast noll- genomgângarna såsom positionsindikatorer kommer att beskri- vas med hänvisning till fig. l3A-l3L. Trots att utsignaler- na från de tidigare beskrivna magnetoresistiva givarna van- ligen är sinusformade antages nu att dessa signaler är triang- elvâgor, vilket förenklar beskrivningen. Signalen (A), vil- ken kan komma från den första magnetoresistiva givaren 44 i de tidigare beskrivna utföringsformerna, beskriver en kom- plett period när en förskjutning på en våglängd QÄ inträf- far. En andra signal (B) som kan komma från den andra mag- netoresistiva givaren 44' i de föregående utföringsformerna, släpar efter signalen (A) med 900. Om endast nollgenomgångar används för att tillhandahålla förskjutningens eller rota- tionens upplösning skulle fyra punkter erhållas, vilka är förskjutna 900 inbördes.
Om summan och skillnaden mellan signalerna (A) och (B) be- räknas såsom visas i fig. l3B kan upplösningen förbättras med en faktor på 2. Skillnaden (A) - (B) visas med den hel- dragna linjen och summan (A) + (B) visas med den streckade linjen. Av nämnda figur framgår att summan- och skillnads- signalerna bidrar med fyra tillkommande nollgenomgångar för- lagda mellan nollgenomgångarna för signalerna (A) och (B) i fig. l3A. Om samtliga åtta nollgenomgångar används erhålls en upplösning på 450.
Fig. 14 visar en signalbehandlingskrets 72 som åstadkommer den just beskrivna förbättrade upplsöningen. Signalen (A) matas till en ingång av en Schmitt-trigger 74, till en plus- ingång av en adderare 76 och till en plusingâng av en subtra- herare 78. Signalen (B) matas till en ingång av en Schmitt- trigger 80, till en plusingång av en adderare 76 och till en minusingång av en subtraherare 78. Utsignalen från adde- 455 732 18 raren 76 matas till en ingång av en Schmitt-trigger 82.
Utsignalen från subtraheraren 78 matas till ingången av en Schmitt-trigger 84. vardera Schmitt-triggern 74, 80, 82 och 84 avger varsin likspänningsutsignal 86, 88, 90 respek- tive 92 samt en inverterad utsignal 86, 88, §0 respektive 82. Likspänningsutsignalen 86 matas till en deriverande krets 94 och till ena ingången av tvâ OCH-grindar 96 och 98. Utsignalen från den deriverande kretsen 94 matas till ena ingången av två OCH-grindar 100 och 102. Den inverterade utsignalen 86 matas till en deriverande krets 104 och till ena ingången av två OCH-grindar 106 och 108. Utsignalen från den deriverande kretsen 104 matas till ena ingången av två OCH-grindar 110 och 112. Likspänningsutsignalen 88 matas till en ingång av en deriverande krets 114 och till ena ingången på två OCH-grindar 100 och 112. Den inverterade utsignalen 88 matas till en ingång av en deriverande krets 116 och till ena ingången av två OCH-grindar 110 och 112. Likspänningsut- signalen 90 matas till en ingång på en deriverad krets 118 och till ena ingången av tvâ OCH-grindar 120 och 122. Utsig- nalen från den deriverande kretsen 118 matas till ena ingång- en av två OCH-grindar 124 och 126. Den inverterade utsigna- len ÉÜ matas till ena ingången av en deriverande krets 128 och till ena ingången av tvâ OCH-grindar 130 och 132. Utsig- nalen från den deriverande kretsen 128 matas till OCH-grindar 134 och 136. Likspänningsutsignalen 92 matas till en ingång av en deriverande krets 138 och till ena ingången av två OCH- -grindar 136 och 124. Utsignalen från den deriverande kret- sen 138 matas till ena ingången av två OCH-grindar 130 och 120. Den inverterade utsignalen šï matas till en ingång av en deriverande krets 140. Utsignalen från den deriverande kretsen 140 matas till ena ingången av två OCH-grindar 120 och 122. Utsignalerna från OCH-grindarna 100, 110, 106, 98, 124, 134, 130 och 122 matas till en första ingång 142 till en reversibel räknare 144. Utsignalerna från OCH-grindarna 102, 112, 96, 108, 126, 136, 120 och 132 matas till en andra ingång 146 på den reversibla räknaren 144. Som bekant avger en Schmitt-trigger en utgångssignal med en första nivå när 455 732 19 dess ingångssignal ligger under en förutbestämd spänning, t.ex. 0 volt, och en utgångssignal med en andra nivå när 'dess ingångssignal ligger över den förutbestämda spänning- en. För att underlätta framställningen antages Schmitt-trigg- rarna 74, 80, 82 och 84 ändra sina utsignaler när insigna- lerna går genom noll i positiv respektive negativ riktning.
Likspänningsutsignalerna 86, 88, 90 och 92 från Schmitt- -triggrarna 74, 80, 82 och 84 visas i fig. l3C, l3D, 13E respektive 13F. De inverterade utsignalerna šš, šš, ÉÜ och šï är inversen av de i fig. l3C - l3F visade signalerna. Ut- signalerna från deriveringskretsarna 94 och 100 visas i det övre partiet av fig. l3G när förskjutningen sker i den po- sitiva X-riktningen. Utsignalen från den deriverande kretsen 104 visas såsom en negativt gående spik av tydlighetsskäl.
Man måste dock komma ihåg att utsignalen från den deriveran- de kretsen 104 i själva verket är en positivt gående spik eftersom kretsen tillförs den inverterade utsignalen 06. På grund av den styrning som OCH-grindarna erbjuder matas posi- tivt gående spikar till ingången 146 på den reversibla räk- naren 144 medan negativt gående spikar matas till ingången 142 på räknaren 144. När förskjutningen sker i den negativa X-riktningen är utsignalerna från de deriverande kretsarna 84 och 104 de vilka visas i den undre kurvan i fig. l3G. Det är tydligt att de positiva och negativa riktningarna för spi- karna kastas om när förskjutningens riktning kastas om. Be- roende på riktningen av förskjutningen eller rotationen kom- mer således motsatta ingångar 142 och 146 att mottaga signa- ler.
Fig. 13H visar de signaler som går till den reversibla räk- naren 144 såsom följd av utsignaler från OCH-grindarna 96, 98, 106 och 108, vilka styrts ut av deriverade direkta och inverteradë utgångssignaler 88 och 88', vilka framkallats genom signaUens(B) nollgenomgângar. Pâ likartat sätt visar fig. 13I ingångssignalerna till den reversibla räknaren 144 från OCÉ-grindarna 124, 126, 134 och 136, vilka styrts ut av nollgenomgångarna i signalen (A) + (B). Fig. l3J visar in- 455 732 20 gângssignalerna till den reversibla räknaren 144 från OCH- -grindarna 120, 122, 130 och 132, vilka ingângssignaler härrör från nollgenomgângar i signalen (A) - (B). Den re- versibla räknaren 144 håller reda på sina ingångssignaler och riktningen av dessa och kommer att innehålla en uppdate- rad räkneställning som representerar strömförskjutningen el- ler rotationsvinkeln räknat i steg om 450, vilket i fig. l3K visas för rörelse i den positiva X-riktningen och i fig. l3L visas för rörelsr i den negativa X-riktningen.
När en magnetoresistiv förskjutningsgivare har fyra magneto- resistiva givare 44, 44', 44" och 44"' så exempelvis giva- ren 64 i fig. ll, kommer de fyra utsignalerna (A), (B), (C) och (D) visade i fig. 15A att ge upphov till åtta nollgenom- gångar per våglängd för det magnetiska rastret, varigenom upplösningen blir 450. Utsignalerna från de icke visade Schmitt-triggrarna såsom gensvar på signalerna (A), (B), (C) och (D) visas i fig. l5B, l5C, l5D respektive l5E.
Fig. 16A-l6S visar hur den 45-gradiga upplösningen som er- hålles med de fyra signalerna, t.ex. (A), (B), (C) och (D), vilka är förskjutna relativt varandra med 45°, kan förbätt- ras till en upplösning pâ 22,5°. De fyra signalerna visas i fig. 16A. Fig. l6B visar med heldragen linje signalen (A) - (B), med streckad linje signalen (A) + (B), med punkt-streck- ad linje signalen (B) - (C) och med streck-dubbelpunktlin- jen signalen (C) - (D). Pig. l6C-l6J visar utsignalerna från icke visade Schmitt-triggrar, vilka matas med signalerna (A), (B), (C), (A) ~ (B), (B) - (C), (C) - (D) respektive (A) + (D). Som framgår av fig. l6K-168 ger signaler, som är ekvivalenta med de i fig. 14 visade, en utgångspuls för var 22,5:e grad av förelse utmed ett magnetiskt raster i förskjut- ningsriktningen. Eftersom bildningen av de spiksignaler som visas i fig. l6K-l6R och som används för att bilda räknein- signaler (visade i fig. l6S), till räknaren inte bereder fackmannen några svårigheter efter att ha tagit del av ovan- stående beskrivning visas inte någon krets för bildning av 455 752 21 signalerna l6B-16S, vilken krets skulle vara likartad den med två ingångssignaler arbetande och i fig. 14 visade kret- SED.
Ett mer direkt sätt att erhålla upplösning på 22,50 visas i fig. 17A-l7R. Som framgår av fig. 17A matas åtta separata signaler (A), (B), (c), (n), (E), (F), (G) och (n), vilka är åtskilda från varandra med 22,50, till icke visade Schmitt- -triggrar för att bilda de i fig. l7B-l7I visade signalerna.
Fig. l7J-l7R visar de signaler som bildas och matas till en icke,reversibel räknare när rörelse sker med sträckan en våg- längd i den positiva X-riktningen. De signaler som matas till den reversibla räknaren när rörelse sker i den negativa X- -riktningen visas inte men fackmannen inser hur dessa ser ut. Det ovanstående arrangemanget som utnyttjar åtta signa- ler för att erhålla en upplösning på 22,5° är fördelaktigt eftersom inte några adderare och subtraherare erfordras, var- för en enkel krets är tillräcklig.
Ett annat sätt att åstadkomma en upplösning på 22,50 visas i fig. 18 och man använder här endast signalerna (A) och (B) som är förskjutna 900, signalen (C) som släpar efter (A) med 22,50 och signalen (D) som släpar efter (B) med 22,50.
Det sätt på vilket signalerna i fig. 18 används för att er- hålla en upplösning på 22,50 kan skrivas på följande sätt: signal (s) VA - sl sln. (nA + e) signal (B) V - El sin (RÅ + 9 fY/2) signal (A) + (B) VMB - m2 sln (n) + e - 'r/a) Signal W ' (B) vA_B - EZ sin (n). + e + r/a) signal (c) vc - x-:l sln (nÅ + e - f/s) signal (s) vD - El sin (n). +~^o - 51)* /s) signal (c) + (n) vcw - m2 sin (nA + o - n* /a) signal (c) ~ (D) V.C_D ~ Ez sin (n) + 9 + Tf/G) 455 752 22 Trots att sättet att enligt.fig. 18 använda signalerna skil- jer sig något från det sätt på vilket signalerna i fig. 16 används för att åstadkomma en upplösning på 22,50 så är re- sultaten identiska.
Fig. 19 och 20 visar två olika sätt på vilka flera magneto- resistiva givare, t.ex. fyra givare 44, 44', 44" och 44'“', kan kopplas ihop med varandra för att tillhandahålla utgångs- signaler till signalbehandlingskretsar. Variabla motstånd 148, l48', l48" och l48"' medger balansering av signaler- na. I fig. 19 erhålls individuella utgângssignaler vid ut- gångsanslutningsklämmor 34, 34', 34'“ och 34"' och en ge- mensam utgångssignal kan antingen bestå i jordpotentialen a eller en matningsspänning VÉ.
I fig. 20 erhålls en gemensam signalspänning (VSC) från fy- ra utgångsanslutningsklämmor (34, 34', 34'“ och 34"'. De individuella utgångssignalerna kan tas ut från vardera en ingångsanslutningsklämma 32, 32', 32" respektive 32"' av varsin magnetoresistiv förskjutningsgivare 44, 44', 4" res- »ff pektive 44 . Som framgår av fig. 21 och 22 kan det erfor- derliga antalet externa anslutningar drastiskt reduceras.
De ovan beskrivna utföringsformerna av uppfinningen kan på många sätt modifieras och varieras inom ramen för uppfin- ningens grundtanke.
Claims (11)
1. Magnetoresistiv förskjutningsgivare innefattande åtmin- stone ett långsträckt magnetiskt raster (24), som har en delning eller våglängd (Ä), samt första (44) och andra (44') magnetoresistiva givare som är fast anordnade relativt varandra, som är anordnade på ett förutbestämt avstånd från varandra och som vardera innefattar åtminstone en grupp (48) av åtminstone två band (28) av magnetoresistivt material, vilka band inom en grupp är jämnt fördelade på ett plant underlag med ett förutbestämt inbördes avstånd, varvid vardera av de första och andra magnetoresistiva givarna innefattar elektriska ledare (30), som förbinder banden i respektive givare i serie med varandra, vilka första och andra magnetoresistiva givare (44, 44') fungerar så, att de avger första resp. andra utgångssigñaler såsom gensvar på att de förflyttas relativt rastret (24), vilka första och andra utgångssignaler uttages vid förbindelseledningar (34) mellan banden i resp. givare, och ett förmagnetiseringsfält (HB) som är påfört de första och andra givarna och som har en riktning, som är antingen parallell med givarnas band eller bildar en vinkel på 45° mot dessa, kfä n n e t e c k n a d av att varje gruPP (48, 48') av band (28, 28') i den första magneto- resistiva givaren (44) är så anordnad med avseende på grupperna (48') av band (28'Ü 28”') i den andra magneto- resistiva givaren (44W att de är inbördes parallella eller så, att de sträcker sig radiellt utåt från ett gemensamt centrum, vilket förmagnetiseringsfält (HB) och avstånd mellan givarna framkallar en fasskillnad uppgående till mindre än 180° mellan de första och andra utgångssignalerna, vilket förutbestämda inbördes avstånd mellan banden (28, 28fl 28'fl 28'”) i givarna är sådant, att magnetiska resistanser framställs i de första och andra givarnas band, vilka magnetiska resistanser har l80° fasförskjutning, varjämte 455 732 LH samtliga förbindelseledningar (30) har en bredd, som är avsevärt större än bredden av de band (30) förbindelse- ledningarna förbinder med varandra för att på så sätt åstadkomma en försumbar magnetoresistiv effekt i förbindelse- ledningarna, varjämte banden i de första och andra givarna är inbördes parallella och bildar en vinkel (ø) med avseende på den riktning i vilken indelningarna (58) av det magnetiska rastrets (24) magnetiska domäner lutar i förhållande till längdriktningen av det långsträckta magnetiska rastret för att på så sätt öka rastrets effektiva bredd.
2. Magnetoresistiv förskjutningsgivare enligt krav l, k ä n- n e t e c k n a d av att grupperna av band är anordnade mitt- för varandra, bredvid varandra i längdriktningen för det långsträckta magnetiska rastret eller inskjutande i varandra, att de mittför varandra anordnade grupperna av magneto- resistiva givare (44, 44') ligger i längdriktningen för det långsträckta magnetiska rastret, att banden (28, 282 28'fl 28'") i de första och andra givarna (44, 44') är inbördes parallella, att det inbördes avståndet mellan intilliggande band (28, 28', 28", 28'") i samma grupp är 2/2, där Ä betecknar det magnetiska rastrets delning eller våglängd att avståndet mellan mot varandra svarande band (28, 28"; 28fl (9+%)Ä; och att avståndet mellan mot varandra svarande band (28, 28"; 28, 28'”) i olika grupper inom samma givare är 2B”') i mot varandra svarande grupper i olika givare är (lå + š)?\; där n = 1, 2, och m är ett heltal.
3. Magnetoresistiv förskjutningsgivare enligt krav 1, k ä n- n e t e c k n a d av att nämnda bredvid varandra anordnade grupper (48, 48') i de första och andra givarna (44, 44¶ sträcker sig på tvären mot längdriktningen för det långsträckta magnetiska rastret, att banden (28, 28", 28'fl 28'") i de första och andra givarna (44, 44') är inbördes parallella, att det inbördes avståndet mellan intilliggande band (28, 28', 28'fl 28"') inom samma grupp är Å , dära 455 752 än betecknar det magnetiska rastrets delning eller våglängd, att avståndet mellan mot varandra svarande band (28, 282 28'fl 28'”) i olika grupper inom samma givare är (M + %)h,och att avståndet mellan mot varandra svarande band (28, 28"; 28fl 28"') i mot varandra svarande grupper i olika givare är ü + å) Å , där m är ett heltal och kan vara noll.
4. Magnetoresistiv förskjutningsgivare enligt krav 1, k ä n- n e t e c k n a d av att i de i varandra inskjutande bandgrupperna (48, 48') i de första och andra givarna (44, 44") finns det ett flertal band (28, 28', 28", 28'”) i de första och andra givarna (44, 44') att banden (28, 28fi 28'fl 28'”) i de första och andra givarna (44, 44') är inbördes parallella. att banden (28, 28', 28", 28'”) i vardera givaren (44, 44¶ är kopplade i serie för att bilda åtminstone en U-formad slinga, varvid den U-formade slingan i den första givaren (44) är anordnad inskjutande i den U-formade slingan hörande till den andra givaren (44').
5. Magnetoresistiv förskjutningsgivare enligt krav 4, k ä n- n e t e c k n a d av att i de i varandra inskjutande band- grupperna (48, 48')i de första och andra givarna (44, 44¶ är avståndet mellan intilliggande band (28, 28', 28", 28'”) inom samma grupp n Ä/2" där Ä betecknar det magnetiska rastrets delning eller våglängd och att avståndet mellan de första och andra givarna är Å /4 där n är ett heltal.
6. Magnetoresistiv förskjutningsgivare enligt krav 5, k ä n- n e t e c k n a d av att n omväxlande är 2 resp. 4 för intill- liggande band (28, 28', 28", 28'”) inom samma grupp (48, 48') i var och en av de första och andra givarna (44, 44').
7. Magnetoresistiv förskjutningsgivare enligt krav l, k ä n- n e t e c k n a d av att i de radiellt utåt från ett gemensamt centrum utgående bandgrupperna är banden (28, 28'28'fl 28'") och indelningarna (58) av det magnetiska rastrets (24”) 455 732 Eb domäner förlagda utmed radier på en roterbar skiva (68L varvid förmagnetiseringsfältet (HB) måste vara orienterat med en vinkel (ø) i förhållande till skivans (68) radier.
8. Magnetoresistiv förskjutningsgívare enligt krav l, k ä n- n e t e c k n a d av att de nämnda två banden (28, 28', 28'fl 28'”) i de första och andra givarna (44, 44') är parallella med den vinkel (G) med vilken indelningarna (S8) av det magnetiska rastrets (24) magnetiska domäner lutar i förhållande till det långsträckta magnetiska rastret.
9. Magnetoresistiv förskjutningsgivare enligt krav 4, k ä n- n e t e c k n a d av att ett flertal band (28, 28', 28", 28'”) förekonuner i de första och andra givarna (44, 44'), att dessa band innefattar åtminstone tvâ band som är anordnade så nära varandra att de pâverkas i huvudsak i lika hög grad av en enda del av det magnetiska rastret (24), och att nämnda två band bildar den nämnda U-formade slingan i den ena av givarna (44, 447), vilken U-formade slinga är anordnad inskjutande i den U-formade slingan i den andra av givarna (44, 44').
10. Magnetoresistiv förskjutningsgivare enligt krav 8, k ä n- n e t e c k n a d av att förmagnetiseringsfältet (HB) har en riktning (ø) som är parallell med den nämnda vinkeln (ø) med vilken indelningarna (58) av det magnetiska rastrets (24) magnetiska domäner lutar i förhållande till längdriktningen av det långsträckta magnetiska rastret.
11. ll. Magnetoresistiv förskjutningsgivare enligt krav 8, k ä n- n e t e c k n a d av att förmagnetiseringsfältet (HB) har en riktning (G) som bildar en vinkel på ca.45° med den nämnda vinkeln (Q) med vilken indelningarna av det magnetiska rastrets (24) magnetiska domäner lutar i förhållande till längdriktningen av det långsträckta magnetiska rastret.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13281078A JPS5559314A (en) | 1978-10-27 | 1978-10-27 | Magnetic scale signal detector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE7908903L SE7908903L (sv) | 1980-04-28 |
SE455732B true SE455732B (sv) | 1988-08-01 |
Family
ID=15090102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE7908903A SE455732B (sv) | 1978-10-27 | 1979-10-26 | Magnetoresistiv forskjutningsgivare |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4429276A (sv) |
JP (1) | JPS5559314A (sv) |
CA (1) | CA1140234A (sv) |
CH (1) | CH659323A5 (sv) |
DE (1) | DE2943369A1 (sv) |
GB (1) | GB2034053B (sv) |
IT (1) | IT1124694B (sv) |
NL (1) | NL190968C (sv) |
SE (1) | SE455732B (sv) |
Families Citing this family (60)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4628259A (en) * | 1980-09-29 | 1986-12-09 | Hitachi, Ltd. | Magneto resistive sensor for detecting movement of a rotating body |
IT1211140B (it) * | 1980-12-09 | 1989-09-29 | Sony Corp | Dispositivo commutatore a sensore magnetico. |
FR2495764A1 (fr) * | 1980-12-10 | 1982-06-11 | Alpia Sa | Appareil de mesure d'elements de geometrie avec affichage |
JPS57154014A (en) * | 1981-03-20 | 1982-09-22 | Hitachi Ltd | Magnetic rotary encoder |
JPS57158512A (en) * | 1981-03-25 | 1982-09-30 | Sharp Corp | Magnetic linear encoder |
JPS5827013A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-17 | Hitachi Ltd | 測定用エンコ−ダ |
DE3201005A1 (de) * | 1982-01-15 | 1983-07-28 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Einrichtung zur fehlerkorrektur bei positionsmesssystemen |
JPS58148914A (ja) * | 1982-03-02 | 1983-09-05 | Fanuc Ltd | パルスコ−ダ |
JPS58169520U (ja) * | 1982-05-07 | 1983-11-12 | ソニ−マグネスケ−ル株式会社 | 磁気スケ−ル装置 |
JPS595914A (ja) * | 1982-07-02 | 1984-01-12 | Hitachi Ltd | 磁気的に位置を検出する装置 |
JPS5919810A (ja) * | 1982-07-26 | 1984-02-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転角検出装置 |
JPS5979806A (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-09 | Hitachi Ltd | 多相磁気回転センサおよび多相−2相出力変換方法 |
JPS59100816A (ja) * | 1982-12-01 | 1984-06-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁電変換装置 |
JPS6029611A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-15 | Sony Magnescale Inc | 検出ヘツド |
US4663588A (en) | 1983-07-27 | 1987-05-05 | Sony Magnescale Incorporation | Detector for use for measuring dimensions of an object |
US4757257A (en) * | 1984-05-28 | 1988-07-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Magnetoresistive displacement sensor and signal processing circuit |
DE3426784A1 (de) * | 1984-07-20 | 1986-01-30 | Bosch Gmbh Robert | Magnetoresistiver sensor zur abgabe von elektrischen signalen |
JPS6139592A (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-25 | Japan Servo Co Ltd | 磁気エンコ−ダ |
JPH0623931Y2 (ja) * | 1984-08-30 | 1994-06-22 | 株式会社ソキア | 磁気スケール用検出器 |
JPS61114125A (ja) * | 1984-11-09 | 1986-05-31 | Inoue Japax Res Inc | 磁気エンコ−ダ |
JPS61161418A (ja) * | 1985-01-11 | 1986-07-22 | Japan Servo Co Ltd | 磁気エンコ−ダ |
JPH052803Y2 (sv) * | 1985-04-26 | 1993-01-25 | ||
JPS6156904A (ja) * | 1985-07-27 | 1986-03-22 | Sony Magnescale Inc | 同軸型磁気スケ−ル |
US4785241A (en) * | 1985-08-08 | 1988-11-15 | Canon Denshi Kabushiki Kaisha | Encoder unit using magnetoresistance effect element |
JPS6275317A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-07 | Toshiba Corp | 変位符号化装置 |
DE3611469A1 (de) * | 1986-04-05 | 1987-10-08 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung und verfahren zur beruehrungslosen positionsmessung |
GB2191589B (en) * | 1986-06-10 | 1990-06-13 | Nippon Musical Instruments Mfg | Sensor |
JPH065172B2 (ja) * | 1986-06-10 | 1994-01-19 | ヤマハ株式会社 | 磁気エンコーダ用磁気抵抗センサ |
US4940708A (en) * | 1986-10-30 | 1990-07-10 | Pfizer Inc. | 4-arylsulfonyl-3,4-dihydro-2(1H)-quinoxalinone-1-alkanoic acids, esters, and salts |
JP2556851B2 (ja) * | 1987-03-02 | 1996-11-27 | 三菱化学株式会社 | 磁気抵抗素子 |
GB2205406A (en) * | 1987-06-04 | 1988-12-07 | Spectrol Reliance Ltd | Encoder apparatus |
DE3739023A1 (de) * | 1987-11-17 | 1989-05-24 | S & S Elektronik Geraetebau | Verfahren zur messung und korrektur der stoesselverstellung bei schnellaufenden hubpressen und schaltung zur durchfuehrung des verfahrens |
US5047716A (en) * | 1988-02-19 | 1991-09-10 | K.K. Sankyo Seiki Seisakusho | Movement detector employing constant current drive |
JP2787783B2 (ja) * | 1990-06-08 | 1998-08-20 | ソニー・プレシジョン・テクノロジー株式会社 | 位置検出装置 |
JP2720681B2 (ja) * | 1992-01-06 | 1998-03-04 | 株式会社村田製作所 | 移動体の移動検出装置 |
JP3259316B2 (ja) * | 1992-02-07 | 2002-02-25 | ソニー株式会社 | 位置検出装置、レンズ装置、ビデオカメラ |
DE4233331C2 (de) * | 1992-10-05 | 1995-06-01 | Inst Mikrostrukturtechnologie | Anordnung zur Bestimmung von Positionen |
US5502380A (en) * | 1994-04-28 | 1996-03-26 | Rosemount Inc. | Analog weighted binary absolute position encoder including an array of sense resistors each having material responsive to FWX and nonresponsive to flux |
US6246233B1 (en) | 1994-12-30 | 2001-06-12 | Northstar Technologies Inc. | Magnetoresistive sensor with reduced output signal jitter and temperature compensation |
US5886520A (en) * | 1995-01-24 | 1999-03-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Position sensor having magnetic resistance effect devices for detecting a position of an object |
US5889403A (en) * | 1995-03-31 | 1999-03-30 | Canon Denshi Kabushiki Kaisha | Magnetic detecting element utilizing magnetic impedance effect |
US5744950A (en) * | 1996-05-09 | 1998-04-28 | Ssi Technologies, Inc. | Apparatus for detecting the speed of a rotating element including signal conditioning to provide a fifty percent duty cycle |
DE19625016B4 (de) * | 1996-06-22 | 2004-07-01 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur genauen Positionsmessung |
US5910774A (en) * | 1996-09-18 | 1999-06-08 | Itron, Inc. | Sensor for count and tamper detection |
US6472868B1 (en) * | 1998-08-05 | 2002-10-29 | Minebea Co., Ltd. | Magnetic impedance element having at least two thin film-magnetic cores |
US6326782B1 (en) | 1999-03-15 | 2001-12-04 | Delphi Technologies, Inc. | Two dimensional magnetoresistive position sensor |
FR2795507B1 (fr) * | 1999-06-24 | 2001-08-03 | Roulements Soc Nouvelle | Capteur de couple a barrette de hall |
US6803760B2 (en) * | 2002-07-30 | 2004-10-12 | Comprehensive Power, Inc. | Apparatus and method for determining an angular position of a rotating component |
US7130750B1 (en) | 2005-03-22 | 2006-10-31 | Racine Federated, Inc. | Flow meter with magnetoresistive sensors and method of measuring flow |
JP2008209224A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Daido Steel Co Ltd | 磁気センサ |
DE102008015861A1 (de) * | 2008-03-26 | 2009-10-01 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Sensoranordnung |
EP2320196A4 (en) * | 2008-07-29 | 2017-11-29 | Alps Electric Co., Ltd. | Magnetic detector |
DE102009028093A1 (de) * | 2009-07-29 | 2011-02-10 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Sensorelements |
JP2012173206A (ja) | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Yamanashi Nippon Denki Kk | 磁気センサ及びその製造方法 |
JP2013257231A (ja) * | 2012-06-13 | 2013-12-26 | Jtekt Corp | 回転角センサ |
US20140028307A1 (en) * | 2012-07-26 | 2014-01-30 | Udo Ausserlechner | Magnetoresistive sensor systems and methods having a yaw angle between premagnetization and magnetic field directions |
US9574906B2 (en) | 2013-10-28 | 2017-02-21 | Hitachi Metals, Ltd. | Magnetic medium for magnetic encoder, magnetic encoder and method for manufacturing magnetic medium |
CN103900457B (zh) * | 2014-03-18 | 2017-05-03 | 广东工业大学 | 微纳级电磁栅尺及其制造装置及制造方法及位移检测系统 |
CN104697428B (zh) * | 2015-03-11 | 2017-05-17 | 武汉静磁栅机电制造有限公司 | 基于磁感应传感器的高精度直线位移检测装置 |
GB2545012A (en) * | 2015-12-03 | 2017-06-07 | Prec Varionic Int Ltd | A non-contact sensor |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3127032A (en) * | 1964-03-31 | roberts | ||
GB1000278A (en) * | 1962-02-20 | 1965-08-04 | Stanley Gustav Dehn | Displacement measuring device |
NL295918A (sv) * | 1962-07-31 | |||
DE1185227B (de) * | 1963-07-25 | 1965-01-14 | Siemens Ag | Abtasteinrichtung mit Hallgenerator fuer periodische magnetische Aufzeichnungen |
US3582924A (en) | 1968-05-17 | 1971-06-01 | Sony Corp | Displacement measuring instrument |
JPS4835017B1 (sv) | 1968-10-02 | 1973-10-25 | ||
JPS561567B2 (sv) | 1973-11-17 | 1981-01-14 | ||
NL7414829A (nl) * | 1973-11-17 | 1975-05-21 | Sony Corp | Magnetoresistief element. |
JPS5725766B2 (sv) * | 1973-12-12 | 1982-06-01 | ||
JPS576962Y2 (sv) | 1974-07-26 | 1982-02-09 | ||
JPS5613244B2 (sv) * | 1974-07-31 | 1981-03-27 | ||
JPS576963Y2 (sv) * | 1975-03-10 | 1982-02-09 | ||
JPS5917764B2 (ja) * | 1976-02-02 | 1984-04-23 | 電気音響株式会社 | 回動検出装置 |
JPS563610Y2 (sv) * | 1976-03-22 | 1981-01-27 | ||
US4039936A (en) * | 1976-04-05 | 1977-08-02 | International Business Machines Corporation | Interleaved magnetoresistive displacement transducers |
JPS6020802B2 (ja) * | 1976-04-26 | 1985-05-23 | 日本電気株式会社 | 磁気ヘツド |
NL7611521A (nl) * | 1976-10-19 | 1978-04-21 | Philips Nv | Magnetoweerstand leeskop. |
NL7611522A (nl) * | 1976-10-19 | 1978-04-21 | Philips Nv | Magnetoweerstand leeskop met onderdrukking van thermischhe ruis. |
-
1978
- 1978-10-27 JP JP13281078A patent/JPS5559314A/ja active Granted
-
1979
- 1979-10-23 CA CA000338175A patent/CA1140234A/en not_active Expired
- 1979-10-25 GB GB7937101A patent/GB2034053B/en not_active Expired
- 1979-10-26 CH CH9649/79A patent/CH659323A5/de not_active IP Right Cessation
- 1979-10-26 IT IT26851/79A patent/IT1124694B/it active
- 1979-10-26 DE DE19792943369 patent/DE2943369A1/de active Granted
- 1979-10-26 SE SE7908903A patent/SE455732B/sv not_active IP Right Cessation
- 1979-10-29 NL NL7907932A patent/NL190968C/xx not_active IP Right Cessation
-
1982
- 1982-04-15 US US06/368,504 patent/US4429276A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL190968B (nl) | 1994-06-16 |
DE2943369C2 (sv) | 1989-02-23 |
NL7907932A (nl) | 1980-04-29 |
US4429276A (en) | 1984-01-31 |
JPH0145008B2 (sv) | 1989-10-02 |
DE2943369A1 (de) | 1980-05-08 |
SE7908903L (sv) | 1980-04-28 |
NL190968C (nl) | 1994-11-16 |
GB2034053A (en) | 1980-05-29 |
CH659323A5 (de) | 1987-01-15 |
IT1124694B (it) | 1986-05-14 |
GB2034053B (en) | 1983-05-18 |
IT7926851A0 (it) | 1979-10-26 |
JPS5559314A (en) | 1980-05-02 |
CA1140234A (en) | 1983-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE455732B (sv) | Magnetoresistiv forskjutningsgivare | |
US5796249A (en) | Magnetoresistive angular position sensor and rotation speed sensor | |
US6326782B1 (en) | Two dimensional magnetoresistive position sensor | |
US3949346A (en) | Magnetoresistive element | |
CA1138957A (en) | Magnetoresistive position transducer | |
US4845456A (en) | Magnetic sensor | |
EP3889629B1 (en) | Amr (xmr) sensor with increased linear range | |
JPH0448175B2 (sv) | ||
KR960042095A (ko) | 자기 검출 장치 | |
JPS63202979A (ja) | エンコ−ダ用磁気センサ | |
JP2653011B2 (ja) | インダクトシン基板 | |
JPH0442629B2 (sv) | ||
JP3308123B2 (ja) | 磁気抵抗効果センサ | |
JPH1010141A (ja) | 磁気式回転検出装置 | |
JPH0820271B2 (ja) | 位置や速度を検出する装置 | |
US5729132A (en) | Magnetoelectric conversion device | |
RU2307427C2 (ru) | Магниторезистивный датчик поля | |
JPH0330089B2 (sv) | ||
KR100382047B1 (ko) | 자기저항센서 | |
KR810001435B1 (ko) | 자전(磁電)변환소자 | |
JPH0914990A (ja) | 磁気抵抗センサ | |
JPS59142417A (ja) | 磁気検出装置 | |
JP2536772B2 (ja) | 無接点360度回転角センサ | |
JP2627541B2 (ja) | 磁気抵抗素子 | |
KR940008887B1 (ko) | 자기 저항 소자 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NAL | Patent in force |
Ref document number: 7908903-3 Format of ref document f/p: F |
|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 7908903-3 Format of ref document f/p: F |