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JP2000337920A - Magnetic sensor - Google Patents

Magnetic sensor

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Publication number
JP2000337920A
JP2000337920A JP11146838A JP14683899A JP2000337920A JP 2000337920 A JP2000337920 A JP 2000337920A JP 11146838 A JP11146838 A JP 11146838A JP 14683899 A JP14683899 A JP 14683899A JP 2000337920 A JP2000337920 A JP 2000337920A
Authority
JP
Japan
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elements
substrate
electrodes
electrode
current
Prior art date
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Application number
JP11146838A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3988315B2 (en
Inventor
Ichiro Izawa
一朗 伊澤
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
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Publication of JP2000337920A publication Critical patent/JP2000337920A/en
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Publication of JP3988315B2 publication Critical patent/JP3988315B2/en
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic sensor with new constitution capable of adjusting the offset of a sensor output which is caused by assembling deviation. SOLUTION: Magnetic resistance elements 3, 4 are arranged on a substrate 2. A bias magnet 9 is arranged behind the substrate 2. The elements 3, 4 are positioned in a bias magnetic field of the magnet 9. The change of direction of the bias magnetic field which is caused by the motion of an object to be detected is detected with the elements 3, 4. Electrodes 20 to 23, 30 to 33 for correction are arranged independently of electrodes 5, 6, 7, 8 for obtaining a sensing signal to the elements 3, 4 on the substrate 2. Currents are supplied to the elements 3, 4 through the electrodes 20 to 23, 30 to 33. By current components formed by the currents, components of the currents flowing in the elements, 3, 4 through the electrodes 5, 6, 7, 8 for obtaining the sensing signal are corrected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は半導体磁気セン
サ、特に、磁気抵抗素子を用いた磁気センサに係り、詳
しくは、センサ出力のオフセットを調整する技術に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor magnetic sensor, and more particularly to a magnetic sensor using a magnetoresistive element, and more particularly to a technique for adjusting an offset of a sensor output.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、磁気抵抗素子を利用したギヤ近接
方式の回転センサが知られている(特開平3−1959
70号公報等)。このセンサは、図11に示すように、
基板50に磁気抵抗素子51,52が蒸着され、この基
板50がバイアス磁石53の着磁面53aに垂直に取り
付けられている。この基板50が磁性体よりなるギヤ5
4に対向配置され、バイアス磁石53からギヤ54に向
けてバイアス磁界を発生させる。そして、ギヤ54の回
転に伴いバイアス磁界の変化(磁気ベクトルBの向きの
変化)を抵抗変化として検出する。つまり、ギヤ54に
おける1つの歯55が基板50の前方を通過する度に磁
気ベクトルBの向きが変化し、それを電気信号として取
り出す。
2. Description of the Related Art Hitherto, a gear proximity type rotation sensor using a magnetoresistive element has been known (Japanese Patent Laid-Open No. 3-1959).
No. 70 gazette). This sensor, as shown in FIG.
Magnetoresistive elements 51 and 52 are deposited on a substrate 50, and the substrate 50 is vertically mounted on a magnetized surface 53 a of a bias magnet 53. This substrate 50 is made of a magnetic material
4, and generates a bias magnetic field from the bias magnet 53 toward the gear 54. Then, a change in the bias magnetic field (a change in the direction of the magnetic vector B) with the rotation of the gear 54 is detected as a resistance change. That is, each time one tooth 55 of the gear 54 passes in front of the substrate 50, the direction of the magnetic vector B changes, and the magnetic vector B is extracted as an electric signal.

【0003】ところが、本来、ギヤ54の歯55(山/
谷)により磁気ベクトルBの向きが変化することにより
素子51,52の中点αでの電圧が変化し、比較器56
にて基準電圧Vref との比較にて2値化信号を得るもの
であるが、素子51,52とバイアス磁石53との相対
的位置関係に誤差が生じたり(基板50やバイアス磁石
53に組付けズレがあったり)、バイアス磁石53に着
磁バラツキがあると、中点αでの電位にオフセットが発
生し、本来、図12の信号波形SG1を得るべきところ
が図12の信号波形SG2となり、2値化ができないこ
とが生じる。
However, originally, the teeth 55 of the gear 54 (the peaks /
As the direction of the magnetic vector B changes due to (valley), the voltage at the midpoint α of the elements 51 and 52 changes,
Is used to obtain a binarized signal by comparison with the reference voltage Vref. However, an error may occur in the relative positional relationship between the elements 51 and 52 and the bias magnet 53 (when the binary signal is attached to the substrate 50 or the bias magnet 53). If the bias magnet 53 has a magnetizing variation, an offset occurs in the potential at the midpoint α, and the signal waveform SG1 in FIG. 12 should be originally obtained as the signal waveform SG2 in FIG. It may not be possible to quantify.

【0004】このために、磁石組付けズレや磁石着磁バ
ラツキ等により発生する磁気抵抗素子出力のオフセット
対策として、CMOSを用いた自動中点補正回路、およ
びピーク・ボトムホールド回路等、複雑な回路方式を用
いてオフセットを許容していた。
For this reason, as a countermeasure against offset of the output of the magnetoresistive element caused by a magnet assembly displacement or a magnet magnetization variation, complicated circuits such as an automatic midpoint correction circuit using CMOS and a peak / bottom hold circuit are used. The scheme was used to allow for offset.

【0005】しかしながら、この方式ではバイポーラチ
ップの他に、処理回路用CMOSチップが必要であり、
小型化が困難であるという問題が生じる。
However, this method requires a CMOS chip for a processing circuit in addition to the bipolar chip.
There is a problem that miniaturization is difficult.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明の目
的は、新規な構成にて、組付けズレ等によるセンサ出力
のオフセットを調整することができる磁気センサを提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a magnetic sensor capable of adjusting an offset of a sensor output due to a displacement or the like with a novel structure.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、基板の上の磁気抵抗素子に対しセンシング信号を得
るための電極とは別に補正用電極を配置し、この補正用
電極を通して磁気抵抗素子に電流を流し、これにより形
成される電流成分にて前記センシング信号を得るための
電極を通して磁気抵抗素子に流れる電流成分を補正する
ようにしたことを特徴としている。
According to the first aspect of the present invention, a correction electrode is disposed separately from an electrode for obtaining a sensing signal for a magnetoresistive element on a substrate, and a magnetic field is passed through the correction electrode. A current is caused to flow through the resistance element, and a current component formed by this is used to correct a current component flowing through the electrode for obtaining the sensing signal to the magnetoresistance element.

【0008】この構成によれば、基板の上の磁気抵抗素
子に対しセンシング信号を得るための電極とは別の補正
用電極を通して磁気抵抗素子に電流が流され、これによ
り形成される電流成分にてセンシング信号を得るための
電極を通して磁気抵抗素子に流れる電流成分が補正され
る。
According to this structure, a current flows through the magnetoresistive element through a correction electrode different from an electrode for obtaining a sensing signal with respect to the magnetoresistive element on the substrate. The current component flowing to the magnetoresistive element through the electrode for obtaining the sensing signal is corrected.

【0009】このようにして、素子とバイアス磁石との
相対的位置関係に誤差が生じたり(基板やバイアス磁石
に組付けズレがあったり)、バイアス磁石に着磁バラツ
キがある等によって生じるセンサ出力のオフセットを調
整することができる。
In this way, an error occurs in the relative positional relationship between the element and the bias magnet (the substrate or the bias magnet is displaced in the assembly), and the sensor output caused by the bias magnet having a variation in magnetization. Offset can be adjusted.

【0010】ここで、請求項2に記載のように、前記磁
気抵抗素子が2つ直列接続され、当該直列回路に所定電
圧を印加したときの両素子間の中点電圧をモニター信号
として用いると、実用上好ましいものになる。
Here, as described in claim 2, two magneto-resistive elements are connected in series, and a midpoint voltage between the two elements when a predetermined voltage is applied to the series circuit is used as a monitor signal. This is practically preferable.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した実施
の形態を図面に従って説明する。本磁気センサは車載用
回転センサとして用いられるものであって、具体的に
は、カム角センサ、クランク角センサ、車速センサ、自
動変速機に組み込まれる回転センサ、車輪速センサ等に
使用されるものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. This magnetic sensor is used as a vehicle-mounted rotation sensor, and specifically used as a cam angle sensor, a crank angle sensor, a vehicle speed sensor, a rotation sensor incorporated in an automatic transmission, a wheel speed sensor, and the like. It is.

【0012】図1には、本実施形態における磁気回転セ
ンサの平面図を示す。センサハウジング1の内部には基
板2が配置され、この基板2の上には磁気抵抗素子(以
下、MR素子という)3,4が配置されている。MR素
子3,4の材料としてはNi−Co系やNi−Fe系を
挙げることができ、蒸着法にて基板2上に堆積しパター
ニングしたものである。このMR素子3,4は長方形を
なし、MR素子3の両端における中央部には電極5,6
が、また、MR素子4の両端における中央部には電極
7,8が形成されている。MR素子3の電極5が接地さ
れるとともに、MR素子3の電極6とMR素子4の電極
7が電気的に接続されている。また、MR素子4の電極
8が電源16と接続されている。
FIG. 1 is a plan view of a magnetic rotation sensor according to this embodiment. A substrate 2 is disposed inside the sensor housing 1, and magnetoresistive elements (hereinafter, referred to as MR elements) 3 and 4 are disposed on the substrate 2. Examples of the material of the MR elements 3 and 4 include a Ni—Co system and a Ni—Fe system, which are deposited on the substrate 2 by an evaporation method and patterned. Each of the MR elements 3 and 4 has a rectangular shape.
However, electrodes 7 and 8 are formed at the center of both ends of the MR element 4. The electrode 5 of the MR element 3 is grounded, and the electrode 6 of the MR element 3 and the electrode 7 of the MR element 4 are electrically connected. The electrode 8 of the MR element 4 is connected to a power supply 16.

【0013】このようにして、MR素子3,4は電源1
6とグランド(GND)間に直列にブリッジ接続されて
おり、2つのMR素子3,4による直列回路に所定電圧
Vrを印加したときの両素子間の中点αでの電圧がセン
シング信号として取り出される。
Thus, the MR elements 3 and 4 are connected to the power supply 1
6 and a ground (GND) are connected in series, and a voltage at a midpoint α between the two MR elements 3 and 4 when a predetermined voltage Vr is applied to the series circuit is extracted as a sensing signal. It is.

【0014】一方、基板2の後方において、基板2から
離間してバイアス磁石9が配置されている。バイアス磁
石9はN極に着磁されたN極面10とS極に着磁された
S極面11を有し、N極面10が基板2側を向いてい
る。そして、このバイアス磁石9のN極面10にてMR
素子3,4に向く磁界(磁気ベクトルBbias)が形成さ
れている。このバイアス磁石9によるバイアス磁界内に
MR素子3,4が位置している。
On the other hand, behind the substrate 2, a bias magnet 9 is arranged apart from the substrate 2. The bias magnet 9 has an N-pole surface 10 magnetized to an N-pole and an S-pole surface 11 magnetized to an S-pole, and the N-pole surface 10 faces the substrate 2 side. Then, the MR at the N pole face 10 of the bias magnet 9
A magnetic field (magnetic vector Bbias) directed to the elements 3 and 4 is formed. The MR elements 3 and 4 are located in a bias magnetic field generated by the bias magnet 9.

【0015】このセンサハウジング1が、図2に示すよ
うに、磁性体よりなるギヤ12に対向して設けられてい
る。詳しくは、MR素子3,4がギヤ12の外周の歯1
3と所定の間隔をおいて配設されている。このギヤ12
は回転軸(エンジンのクランクシャフト等)に固定さ
れ、エンジンの駆動に伴うクランクシャフト等の回転に
同期して回転する。
As shown in FIG. 2, the sensor housing 1 is provided to face a gear 12 made of a magnetic material. More specifically, the MR elements 3 and 4 are
3 and at a predetermined interval. This gear 12
Is fixed to a rotating shaft (e.g., a crankshaft of an engine) and rotates in synchronization with rotation of the crankshaft and the like accompanying driving of the engine.

【0016】そして、被検出対象であるギヤ12の回転
に伴う歯13(山と谷)の通過によってバイアス磁界
(磁気ベクトル)Bbiasの向きが変化する。このバイア
ス磁界Bbiasの向きが変化すると、MR素子3,4の抵
抗値も変化する。その結果、中点αの電圧も変化する。
The direction of the bias magnetic field (magnetic vector) Bbias changes due to the passage of the teeth 13 (peaks and valleys) accompanying the rotation of the gear 12 to be detected. When the direction of the bias magnetic field Bbias changes, the resistance values of the MR elements 3 and 4 also change. As a result, the voltage at the midpoint α also changes.

【0017】図2において、中点αの電圧がオペアンプ
14にて増幅され、比較器15にて基準電圧Vref と比
較され、その大小関係にて比較器15から2値化された
信号が送出される。この2値化信号の周期がギヤ12の
回転速度に対応する。よって、この2値化信号の周期か
らギヤ12の回転速度が求められる。具体的には、2値
化信号(パルス信号)の周期の測定、あるいは、所定時
間当たりのパルス数の計数にてギヤ12の回転速度が求
められる。このように、被検出対象の運動に伴うバイア
ス磁界の向きの変化をMR素子3,4にて検出すること
ができる。
In FIG. 2, the voltage at the midpoint α is amplified by an operational amplifier 14, compared with a reference voltage Vref by a comparator 15, and a binary signal is transmitted from the comparator 15 based on the magnitude relationship. You. The cycle of the binarized signal corresponds to the rotation speed of the gear 12. Therefore, the rotation speed of the gear 12 is obtained from the cycle of the binary signal. Specifically, the rotation speed of the gear 12 is obtained by measuring the period of the binarized signal (pulse signal) or counting the number of pulses per predetermined time. In this way, the MR elements 3 and 4 can detect a change in the direction of the bias magnetic field due to the movement of the detection target.

【0018】ここで、本来、ギヤ12の歯13(山と
谷)の通過により磁気ベクトルBbiasの向きが変化する
ことにより中点αの電圧が変化し回転速度を検出するこ
とができるわけであるが、バイアス磁石9の組付けズレ
が生じていたり、バイアス磁石9の着磁バラツキが生じ
ていると、中点αの電圧が電源電圧Vrの1/2になら
ずに、Vr/2からズレてしまう。このように、中点α
の電圧が所定の値Vr/2に対しオフセットがあると、
後段の比較器15において2値化ができないおそれがあ
る。
Here, originally, when the direction of the magnetic vector Bbias changes due to the passage of the teeth 13 (peaks and valleys) of the gear 12, the voltage at the middle point α changes and the rotation speed can be detected. However, if the assembly of the bias magnet 9 is displaced, or if the magnetization of the bias magnet 9 varies, the voltage at the midpoint α does not become 1/2 of the power supply voltage Vr, but deviates from Vr / 2. Would. Thus, the midpoint α
Is offset from the predetermined value Vr / 2,
There is a possibility that binarization cannot be performed in the comparator 15 at the subsequent stage.

【0019】そこで、本実施形態においては、図1に示
すように、基板2の上のMR素子3に対しセンシング信
号を得るための電極5,6とは別に補正用電極20,2
1,22,23が配置されるとともに、MR素子4に対
しセンシング信号を得るための電極7,8とは別に補正
用電極30,31,32,33が配置されている。詳し
くは、長方形をなすMR素子3における四隅には電極2
0,21,22,23が、また、長方形をなすMR素子
4における四隅には電極30,31,32,33が形成
されている。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the correction electrodes 20, 2 are provided separately from the electrodes 5, 6 for obtaining a sensing signal for the MR element 3 on the substrate 2.
1, 2 and 23 are arranged, and correction electrodes 30, 31, 32 and 33 are arranged separately from the electrodes 7 and 8 for obtaining a sensing signal for the MR element 4. More specifically, the electrodes 2 are located at the four corners of the rectangular MR element 3.
Electrodes 30, 31, 32, and 33 are formed at four corners of the MR element 4 having a rectangular shape.

【0020】この補正用電極(図1では電極20,2
1,30,31)を通してMR素子3,4に電流を流
し、これにより形成される電流成分にてセンシング信号
を得るための電極5,6,7,8を通してMR素子3,
4に流れる電流成分を補正するようにしている。図1に
おいては、MR素子3の電極21とMR素子4の電極3
0とが電気的に接続されるとともに、MR素子3の電極
20とMR素子4の電極31とが電源35を介して電気
的に接続されている状態を示す。
This correcting electrode (electrodes 20, 2 in FIG. 1)
1, 30, 31), the current flows through the MR elements 3, 4, and the electrodes 5, 6, 7, 8 for obtaining the sensing signal with the current component formed by the current.
4 is corrected. In FIG. 1, the electrode 21 of the MR element 3 and the electrode 3 of the MR element 4
0 is electrically connected, and the electrode 20 of the MR element 3 and the electrode 31 of the MR element 4 are electrically connected via the power supply 35.

【0021】詳しくは、MR素子3,4に印加される磁
気ベクトルBbiasがバイアス磁石9の組付けズレ等によ
ってズレていた場合、長方形のMR素子3,4の対角に
位置する電極20,21,30,31に電流を流すこと
により、図3のMR素子3,4において素子延設方向に
沿って流れる電流のベクトル(主電流ベクトル)Bmein
の向きを実質的に変え、MR素子3,4の見かけ上の角
度ズレを補正する。つまり、図1の電極20,21,3
0,31に電流を流すことにより調整用電流ベクトルB
adj を生成して、主電流ベクトルBmeinに対する合成ベ
クトルBmein1を得ることにより、MR素子3,4の特
性を見かけ上、角度δだけ傾いたパターンとする。
More specifically, when the magnetic vector Bbias applied to the MR elements 3 and 4 is displaced due to a displacement of the bias magnet 9 or the like, the electrodes 20 and 21 located at the diagonal positions of the rectangular MR elements 3 and 4 are used. , 30 and 31, the vector (main current vector) Bmein of the current flowing along the element extending direction in the MR elements 3 and 4 of FIG.
Of the MR elements 3 and 4 is corrected. That is, the electrodes 20, 21, 3 in FIG.
The current vector B for adjustment is obtained by applying a current to 0, 31.
By generating adj and obtaining a composite vector Bmein1 with respect to the main current vector Bmein, the characteristics of the MR elements 3 and 4 are apparently inclined by an angle δ.

【0022】このように、補正用電極20,21,3
0,31を通して素子3,4に流す電流量を調整するこ
とにより、MR素子3,4をバイアス磁石9の磁気ベク
トルBbiasに対して理想的な配置に補正することがで
き、中点のオフセットを補正することができる。
As described above, the correction electrodes 20, 21, 3
By adjusting the amount of current flowing to the elements 3 and 4 through 0 and 31, the MR elements 3 and 4 can be corrected to an ideal arrangement with respect to the magnetic vector Bbias of the bias magnet 9, and the offset of the midpoint can be reduced. Can be corrected.

【0023】次に、オフセットの調整原理および調整手
順について説明する。MR素子3,4の基本特性とし
て、図4に示すように、MR素子3,4に流れる電流の
方向と磁界方向のなす角度θに対するMR素子3,4の
抵抗値Rは、 R=Rpara・cos2 θ+Rvert・sin2 θ ただし、Rparaは電流方向と磁界方向が平行の時の抵抗値 Rvertは電流方向と磁界方向が垂直の時の抵抗値 ・・・(1) と表される。
Next, the principle and procedure of adjusting the offset will be described. As a basic characteristic of the MR elements 3 and 4, as shown in FIG. 4, the resistance value R of the MR elements 3 and 4 with respect to the angle θ formed between the direction of the current flowing in the MR elements 3 and 4 and the magnetic field direction is R = Rpara · cos 2 θ + Rvert · sin 2 θ where Rpara is a resistance value when the current direction and the magnetic field direction are parallel, and Rvert is a resistance value when the current direction and the magnetic field direction are perpendicular.

【0024】ここで、図5のように、バイアス磁石9に
よる磁気ベクトルBbiasに対し45°だけ傾いてMR素
子3,4が延設されていると、図4においてポイントP
1,P2に示すように両素子3,4の抵抗値が等しい。
その結果、中点電圧は、直列接続されたMR素子3,4
の印加電圧Vrの1/2となる。
Here, as shown in FIG. 5, if the MR elements 3 and 4 are extended at an angle of 45 ° with respect to the magnetic vector Bbias by the bias magnet 9, the point P in FIG.
1 and P2, the resistance values of the two elements 3 and 4 are equal.
As a result, the midpoint voltage is changed to the MR elements 3, 4 connected in series.
Of the applied voltage Vr.

【0025】しかしながら、バイアス磁石9の組付け後
においてバイアス磁石9の組付けズレにより、例えば、
図6に示すように、MR素子4に印加される磁界は45
°よりも大きく、又、MR素子3に印加される磁界も1
35°よりも大きくなっていると、図4においてポイン
トP1’,P2’に示すようにMR素子4の抵抗値がM
R素子3の抵抗値よりも小さくなる。その結果、中点電
圧が、Vr/2より大きくなる。
However, after the bias magnet 9 is assembled, the assembly of the bias magnet 9 may be displaced.
As shown in FIG. 6, the magnetic field applied to the MR element 4 is 45
° and the magnetic field applied to the MR element 3 is also 1
If it is larger than 35 °, the resistance value of the MR element 4 becomes M as shown by points P1 ′ and P2 ′ in FIG.
It becomes smaller than the resistance value of the R element 3. As a result, the midpoint voltage becomes higher than Vr / 2.

【0026】そこで、中点電圧(正確には、図2のオペ
アンプ14の出力)をオフセット調整の際のモニター信
号として用い、中点電圧のVr/2からのズレ(差)を
算出し、図7の合成電流ベクトルBmein1を得るための
調整電流量を決定する。
Therefore, the deviation (difference) of the midpoint voltage from Vr / 2 is calculated by using the midpoint voltage (more precisely, the output of the operational amplifier 14 in FIG. 2) as a monitor signal at the time of offset adjustment. The amount of adjustment current for obtaining the composite current vector Bmein1 of No. 7 is determined.

【0027】詳しくは、図7の主電流ベクトルBmeinに
おけるバイアス磁界(基準線Lbase)に対する角度θ1
が45°よりも大きな値であった場合には、調整用電流
ベクトルBadj を作ることにより合成電流ベクトルBme
in1を得るわけであるが、この合成電流ベクトルBmein
1が、バイアス磁界(基準線Lbase)に対する角度θ3
=45°のベクトルとなるように調整用電流ベクトルB
adj を生成する。
More specifically, the angle θ1 with respect to the bias magnetic field (reference line Lbase) in the main current vector Bmein in FIG.
Is larger than 45 °, the adjustment current vector Badj is generated to generate the combined current vector Bme.
in1 is obtained, and the resultant current vector Bmein
1 is the angle θ3 with respect to the bias magnetic field (reference line Lbase)
= 45 ° vector for adjustment
Generate adj.

【0028】例えば、中点電圧がVr/2に対して電位
差Xだけズレている場合には、MR素子3,4が45°
に対して角度θx°だけズレていることを定量化してお
き、これを補正するために合成電流ベクトルBmein1を
45°にするように調整用電流値を決定し、図8の破線
で示す補正前のMR素子3,4に対し、図8に実線で示
すごとく角度δだけMR素子角度補正を行い、MR素子
3,4に同一方向の磁界を印加する。このようにして、
見かけ上のMR素子3,4のパターンを調整する。
For example, when the midpoint voltage deviates from Vr / 2 by the potential difference X, the MR elements 3 and 4 are set at 45 °
Is quantified by an angle θx ° with respect to, and in order to correct this, the adjustment current value is determined so that the combined current vector Bmein1 is 45 °, and the correction current value is indicated by a broken line in FIG. As shown by the solid line in FIG. 8, the MR elements 3 and 4 are subjected to MR element angle correction by an angle δ, and a magnetic field in the same direction is applied to the MR elements 3 and 4. In this way,
The apparent patterns of the MR elements 3 and 4 are adjusted.

【0029】このように調整用電流値は、磁石組付け後
の中点電圧をモニターすることにより決定するが、具体
的には、図9のセンサにおいて、露出する部位に、図1
0のように、トリミング可能な外部トリム端子41,4
2を設けておく。そして、MR素子3,4を製作し、バ
イアス磁石9を組付けた後において、中点電圧を測定
(ズレ量を把握)して調整電流を決定(外部端子のトリ
ム位置を決定)し、その後、図10に示すように、外部
トリム端子41,42のカットラインLcut での切断に
より、切断した箇所に対応する量の電流を補正用電極を
通してMR素子3,4に流す。図10の場合、端子41
のカットラインLcut での切断により電流値がaミリア
ンペアとなり、端子42のカットラインLcut での切断
により電流値がbミリアンペアとなり、両方の端子4
1,42のカットラインLcut での切断により電流値が
(a+b)ミリアンペアとなる。また、図9の反対側の
部位(調整端子)X’は中点電圧がVr/2より小さく
なる時に同様な考え方で使用する。つまり、図1の電極
23,22,32,33に電流を流すとともにその電流
値を調整する。
As described above, the adjusting current value is determined by monitoring the midpoint voltage after the magnet is assembled. Specifically, in the sensor shown in FIG.
External trim terminals 41, 4 that can be trimmed, such as 0
2 is provided. After the MR elements 3 and 4 have been manufactured and the bias magnet 9 has been assembled, the midpoint voltage is measured (determining the amount of deviation) and the adjustment current is determined (trim position of the external terminal is determined). As shown in FIG. 10, when the external trim terminals 41 and 42 are cut along the cut line Lcut, an amount of current corresponding to the cut portion is supplied to the MR elements 3 and 4 through the correction electrodes. In the case of FIG.
The current value becomes a milliamperes by cutting at the cut line Lcut, and the current value becomes b milliampers by cutting at the cut line Lcut of the terminal 42.
The current value becomes (a + b) milliamperes by cutting at the cut lines Lcut of 1,42. The part (adjustment terminal) X ′ on the opposite side of FIG. 9 is used in the same way when the midpoint voltage becomes smaller than Vr / 2. That is, a current is applied to the electrodes 23, 22, 32, and 33 in FIG. 1 and the current value is adjusted.

【0030】なお、図9において符号40にて中点モニ
ター端子、即ち、図2のオペアンプ14の出力端子につ
ながる端子を示す。このように、本実施の形態は下記の
特徴を有する。 (イ)図1に示すように、基板2の上のMR素子3,4
に対しセンシング信号を得るための電極5,6,7,8
とは別に補正用電極20〜23,30〜33を配置し、
この補正用電極20〜23,30〜33を通してMR素
子3,4に電流を流し、これにより形成される電流成分
にてセンシング信号を得るための電極5,6,7,8を
通してMR素子3,4に流れる電流成分を補正するよう
にした。このように、MR素子3,4の延設方向に対し
て角度を持った一対の電極(20と21、30と31、
23と22、32と33)に電流を流し、これによりM
R素子3,4に流れる電流成分に角度を持たせることに
より、見かけ上のMR素子3,4の角度を調整し、素子
3,4とバイアス磁石9との相対的位置関係に誤差が生
じたり(基板2やバイアス磁石9に組付けズレがあった
り)、バイアス磁石9に着磁バラツキがある等によって
生じるセンサ出力のオフセットを調整することができ
る。 (ロ)図2に示すように、MR素子3,4が2つ直列接
続され、この直列回路に所定電圧を印加したときの両素
子3,4間の中点電圧(詳しくは、オペアンプ14の出
力)を、オフセットを調整する際のモニター信号として
用いたので、実用上好ましいものとなっている。
In FIG. 9, reference numeral 40 denotes a midpoint monitor terminal, that is, a terminal connected to the output terminal of the operational amplifier 14 in FIG. As described above, the present embodiment has the following features. (A) As shown in FIG. 1, the MR elements 3 and 4 on the substrate 2
To obtain sensing signals for the electrodes 5, 6, 7, 8
Separately, the correction electrodes 20 to 23 and 30 to 33 are arranged,
An electric current is supplied to the MR elements 3 and 4 through the correction electrodes 20 to 23 and 30 to 33, and the MR elements 3 and 4 are passed through the electrodes 5, 6, 7, and 8 for obtaining a sensing signal with a current component formed thereby. 4 was corrected. Thus, a pair of electrodes (20 and 21, 30 and 31,
23 and 22, 32 and 33).
By giving angles to the current components flowing through the R elements 3 and 4, the apparent angles of the MR elements 3 and 4 are adjusted, and errors may occur in the relative positional relationship between the elements 3 and 4 and the bias magnet 9. It is possible to adjust the offset of the sensor output caused by (eg, the substrate 2 or the bias magnet 9 is displaced in assembly) or the bias magnet 9 has uneven magnetization. (B) As shown in FIG. 2, two MR elements 3 and 4 are connected in series, and a midpoint voltage between the two elements 3 and 4 when a predetermined voltage is applied to this series circuit (specifically, the Output) is used as a monitor signal when adjusting the offset, which is practically preferable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施形態における磁気回転センサの平面図。FIG. 1 is a plan view of a magnetic rotation sensor according to an embodiment.

【図2】 センサの電気的構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an electrical configuration of a sensor.

【図3】 各種ベクトルを説明するための図。FIG. 3 is a diagram for explaining various vectors.

【図4】 電流方向と磁界方向のなす角度θに対する抵
抗値Rの関係を示す図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a resistance value R and an angle θ between a current direction and a magnetic field direction.

【図5】 各種ベクトルを説明するための図。FIG. 5 is a diagram for explaining various vectors.

【図6】 各種ベクトルを説明するための図。FIG. 6 is a diagram for explaining various vectors.

【図7】 各種ベクトルを説明するための図。FIG. 7 is a diagram for explaining various vectors.

【図8】 各種ベクトルを説明するための図。FIG. 8 is a diagram for explaining various vectors.

【図9】 センサの平面図。FIG. 9 is a plan view of a sensor.

【図10】 図9のX部の拡大図。FIG. 10 is an enlarged view of a part X in FIG. 9;

【図11】 従来技術を説明するための磁気回転センサ
を示す図。
FIG. 11 is a view showing a magnetic rotation sensor for explaining a conventional technique.

【図12】 センサ信号波形を示す図。FIG. 12 is a diagram showing a sensor signal waveform.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…基板、3…MR素子、4…MR素子、5〜8…電
極、9…バイアス磁石、20〜23…補正用電極、30
〜33…補正用電極。
2 ... substrate, 3 ... MR element, 4 ... MR element, 5-8 ... electrode, 9 ... bias magnet, 20-23 ... correction electrode, 30
33 to correction electrode.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板の上に磁気抵抗素子を配置するとと
もに当該基板の後方にバイアス磁石を配置し、バイアス
磁石によるバイアス磁界内に磁気抵抗素子を位置させ、
被検出対象の運動に伴うバイアス磁界の向きの変化を磁
気抵抗素子にて検出するようにした磁気センサにおい
て、 前記基板の上の磁気抵抗素子に対しセンシング信号を得
るための電極とは別に補正用電極を配置し、この補正用
電極を通して磁気抵抗素子に電流を流し、これにより形
成される電流成分にて前記センシング信号を得るための
電極を通して磁気抵抗素子に流れる電流成分を補正する
ようにしたことを特徴とする磁気センサ。
1. A magnetoresistive element is arranged on a substrate, a bias magnet is arranged behind the substrate, and the magnetoresistive element is positioned in a bias magnetic field by the bias magnet.
In a magnetic sensor in which a change in the direction of a bias magnetic field accompanying movement of a detection target is detected by a magnetoresistive element, a correction is performed separately from an electrode for obtaining a sensing signal for the magnetoresistive element on the substrate. An electrode is arranged, a current is caused to flow to the magnetoresistive element through the correction electrode, and a current component formed by this is used to correct the current component flowing to the magnetoresistive element through the electrode for obtaining the sensing signal. A magnetic sensor comprising:
【請求項2】 前記磁気抵抗素子が2つ直列接続され、
当該直列回路に所定電圧を印加したときの両素子間の中
点電圧をモニター信号として用いたことを特徴とする請
求項1に記載の磁気センサ。
2. The device according to claim 2, wherein the two magnetoresistive elements are connected in series,
2. The magnetic sensor according to claim 1, wherein a midpoint voltage between the two elements when a predetermined voltage is applied to the series circuit is used as a monitor signal.
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JP2019158669A (en) * 2018-03-14 2019-09-19 株式会社東芝 Sensor
JP2021081447A (en) * 2021-03-02 2021-05-27 株式会社東芝 Sensor

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