JPH03103712A - 漏洩磁界型ポジショナ - Google Patents
漏洩磁界型ポジショナInfo
- Publication number
- JPH03103712A JPH03103712A JP24069789A JP24069789A JPH03103712A JP H03103712 A JPH03103712 A JP H03103712A JP 24069789 A JP24069789 A JP 24069789A JP 24069789 A JP24069789 A JP 24069789A JP H03103712 A JPH03103712 A JP H03103712A
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- Japan
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- circuit
- reference position
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- magnetic field
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- Pending
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
バーバーポール型電極を有する磁気抵抗素子等の磁気検
出素子をブリッジ構戊にした漏洩磁界型ポジショナに関
し、 漏洩磁界型ポジショナの出力マージンを大きくすること
により測定値補正を不要にすることを目的とし、 漏洩磁界内に移動可能に設けられた磁気検出素子をブリ
ッジ回路により構成され、該磁気検出素子の相対的な位
置に応じて出力電圧を発生する差動型磁気センサ回路と
、該差動型磁気センサ回路の出力電圧に中心基準位置を
設定する出力中心基準位置設定回路と、該中心基準位置
が設定された電圧に応じて出力電圧を出力する出力回路
とを具備するように構成する。
出素子をブリッジ構戊にした漏洩磁界型ポジショナに関
し、 漏洩磁界型ポジショナの出力マージンを大きくすること
により測定値補正を不要にすることを目的とし、 漏洩磁界内に移動可能に設けられた磁気検出素子をブリ
ッジ回路により構成され、該磁気検出素子の相対的な位
置に応じて出力電圧を発生する差動型磁気センサ回路と
、該差動型磁気センサ回路の出力電圧に中心基準位置を
設定する出力中心基準位置設定回路と、該中心基準位置
が設定された電圧に応じて出力電圧を出力する出力回路
とを具備するように構成する。
本発明は例えばバーバーボール型磁気抵抗素子をブリッ
ジ構成にした漏洩磁界型ポジショナに関する。
ジ構成にした漏洩磁界型ポジショナに関する。
強磁性体のバーマロイ膜（Ｆｅ −Ｎｉ）に磁界を印加
するとその電気抵抗が変化する磁気抵抗素子は変位セン
サ、回転角センサ等に広く用いられている。従来のこの
ような磁気抵抗素子は磁界の方向は検出できなかったが
、最近、磁界の方向を検出できる。第３図（Ａ）、第４
図（Ａ）に示すようなバーバーボール型電極を有する磁
気抵抗素子が用いられている。
するとその電気抵抗が変化する磁気抵抗素子は変位セン
サ、回転角センサ等に広く用いられている。従来のこの
ような磁気抵抗素子は磁界の方向は検出できなかったが
、最近、磁界の方向を検出できる。第３図（Ａ）、第４
図（Ａ）に示すようなバーバーボール型電極を有する磁
気抵抗素子が用いられている。
すなわち、第３図（Ａ）、第４図（Ａ）に示すように、
バーバーボール型電極を有する磁気抵抗素子はパーマロ
イ膜に斜めに電極を挿入したものであり、第３図（Ｂ）
、第４図（Ｂ）に示すように、磁界Ｈ８イの方向も検出
できる。したがって、抵抗変化率が磁界Ｈ＠８に正の傾
き（第３図（Ｂ））を有する磁気抵抗素子（以下、＋Δ
Ｒ型とする）と、抵抗変化率が磁界Ｈｓｘに負の傾き（
第４図（Ｂ））を有する磁気抵抗素子（以下、一ΔＲ型
とする）がある。
バーバーボール型電極を有する磁気抵抗素子はパーマロ
イ膜に斜めに電極を挿入したものであり、第３図（Ｂ）
、第４図（Ｂ）に示すように、磁界Ｈ８イの方向も検出
できる。したがって、抵抗変化率が磁界Ｈ＠８に正の傾
き（第３図（Ｂ））を有する磁気抵抗素子（以下、＋Δ
Ｒ型とする）と、抵抗変化率が磁界Ｈｓｘに負の傾き（
第４図（Ｂ））を有する磁気抵抗素子（以下、一ΔＲ型
とする）がある。
さらに、磁気センサ回路としては、第５図（Ａ）に示す
ように、磁気抵抗素子ＭＲ （＋ΔＲ〉もしくはＭＲ
（一ΔＲ）に定電流源工、を直列接続したもの、また、
第５図（Ｂ）に示すごとく、高感度化するために、４つ
の磁気抵抗素子！．ｌＲ１（＋ΔＲ〉ＭＲ２ （一ΔＲ
） ， ＭＲ３（一ΔＲ） ， ＭＲ４（＋ΔＲ）をブ
リッジ構成にして定電流源Ｉｓを直列接続したものがあ
る。
ように、磁気抵抗素子ＭＲ （＋ΔＲ〉もしくはＭＲ
（一ΔＲ）に定電流源工、を直列接続したもの、また、
第５図（Ｂ）に示すごとく、高感度化するために、４つ
の磁気抵抗素子！．ｌＲ１（＋ΔＲ〉ＭＲ２ （一ΔＲ
） ， ＭＲ３（一ΔＲ） ， ＭＲ４（＋ΔＲ）をブ
リッジ構成にして定電流源Ｉｓを直列接続したものがあ
る。
本発明は後者の差動型磁気センサ回路に適用される。
上述のバーバーボール型電極を有する磁気抵抗素子を磁
石との組合せにより漏洩磁界位置センサを形或すること
ができる。たとえば、第６図（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、ストローク型位置センサとして、２つの永久磁石Ｍ
ＣＩ， １，ＩＧ２と磁性金属Ｍとにより磁気回路を構
成し、その中に磁気抵抗素子ＭＲ（ＭＲＩ〜ＭＲ４）を
移動可能に設ける。この結果、磁気抵抗素子ＭＲ（ＭＲ
Ｉ〜ＭＲ４）の抵抗値はその空間における漏洩磁界の影
響により変化し、第７図に示すような位置に応じたセン
サ電圧を発生することになる。
石との組合せにより漏洩磁界位置センサを形或すること
ができる。たとえば、第６図（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、ストローク型位置センサとして、２つの永久磁石Ｍ
ＣＩ， １，ＩＧ２と磁性金属Ｍとにより磁気回路を構
成し、その中に磁気抵抗素子ＭＲ（ＭＲＩ〜ＭＲ４）を
移動可能に設ける。この結果、磁気抵抗素子ＭＲ（ＭＲ
Ｉ〜ＭＲ４）の抵抗値はその空間における漏洩磁界の影
響により変化し、第７図に示すような位置に応じたセン
サ電圧を発生することになる。
また、第８図に示すように、回転型位置センサ（回転角
センサ）によれば永久磁石ＭＧ、インナーリング磁路Ｍ
ＰＩ 、アウターリング磁路ＭＰ．、及び一体成型磁路
ＭＰ３をロータとして構成し、その中に磁気抵抗素子Ｍ
ＲＩ〜ＭＲ４をステータとして構成する。この結果、磁
気抵抗素子ＭＲＩ〜ＭＲ４の抵抗値はその空間における
漏洩磁界の影響により変化し、第９図に示すような回転
角に応じたセンサ電圧を発生することになる。なお、第
９図においては、測定範囲は線形部分の±４５゜の範囲
、また、磁気抵抗素子ＭＲの可動範囲は±７０゜の範囲
である。
センサ）によれば永久磁石ＭＧ、インナーリング磁路Ｍ
ＰＩ 、アウターリング磁路ＭＰ．、及び一体成型磁路
ＭＰ３をロータとして構成し、その中に磁気抵抗素子Ｍ
ＲＩ〜ＭＲ４をステータとして構成する。この結果、磁
気抵抗素子ＭＲＩ〜ＭＲ４の抵抗値はその空間における
漏洩磁界の影響により変化し、第９図に示すような回転
角に応じたセンサ電圧を発生することになる。なお、第
９図においては、測定範囲は線形部分の±４５゜の範囲
、また、磁気抵抗素子ＭＲの可動範囲は±７０゜の範囲
である。
しかしながら、上述の漏洩磁界型ポジショナにおいては
、差動型磁気センサ回路の出力中心が電源電圧中心より
ずれ、漏洩磁界型ボジショナの出力マージンが小さくな
り、その測定値を何らかの手段で補正しなければならな
いという課題があった。
、差動型磁気センサ回路の出力中心が電源電圧中心より
ずれ、漏洩磁界型ボジショナの出力マージンが小さくな
り、その測定値を何らかの手段で補正しなければならな
いという課題があった。
したがって、本発明の目的は、漏洩磁界型ポジショナの
出力マージンを大きくすることにより測定値補正を不要
にすることにある。
出力マージンを大きくすることにより測定値補正を不要
にすることにある。
上述の課題を解決するための手段は第１図に示される。
すなわち、差動型磁気センサ回路１は、漏洩磁界内に移
動可能に設けられた磁気検出素子をブリッジ回路により
構成され、該磁気検出素子の相対的な位置に応じて出力
電圧Ｖ，を発生し、出力中心基準位置設定回路２・３は
、差動型磁気センサ回路ｌの出力電圧Ｖ，に中心基準位
置たとえばＶ。。／２を設定し、この結果、出力回路４
は中心基準位置が設定された電圧に応じて出力電圧ＶＯ
ｔ＋Ｔを出力するものである。
動可能に設けられた磁気検出素子をブリッジ回路により
構成され、該磁気検出素子の相対的な位置に応じて出力
電圧Ｖ，を発生し、出力中心基準位置設定回路２・３は
、差動型磁気センサ回路ｌの出力電圧Ｖ，に中心基準位
置たとえばＶ。。／２を設定し、この結果、出力回路４
は中心基準位置が設定された電圧に応じて出力電圧ＶＯ
ｔ＋Ｔを出力するものである。
第２図は本発明に係る漏洩磁界型ボジショナの一実施例
を示す回路図である。第２図において、１は差動型磁気
センサ回路であって、定電流源Ｉｓ ％及び４つのバー
バーポール型電極を有するブリッジ構成の磁気抵抗素子
ＭＲ１〜■Ｒ４により構成されている。これらの磁気抵
抗素子ＭＲＩ〜！，＋ Ｒ ４は第６図に示すストロー
ク型もしくは第８図に示す回転型であってもよい。
を示す回路図である。第２図において、１は差動型磁気
センサ回路であって、定電流源Ｉｓ ％及び４つのバー
バーポール型電極を有するブリッジ構成の磁気抵抗素子
ＭＲ１〜■Ｒ４により構成されている。これらの磁気抵
抗素子ＭＲＩ〜！，＋ Ｒ ４は第６図に示すストロー
ク型もしくは第８図に示す回転型であってもよい。
２は出力基準位置設定回路であって、前段増幅器２１、
後段増幅器２２、及び仮想接地回路２３より構成されて
いる。このうち、前段増幅器（差動増幅器）２１は差動
型磁気センサ回路１の出力電圧Ｖｓ、すなわち、磁気抵
抗素子ブリッジ回路の差電圧を増幅する。仮想接地回路
２３は抵抗２３１ ， ２３２ 、オペアンプ（電圧ホ
ロワ） ２３３ 、により構成されている。この場合、
中心基準電圧は、抵抗２３１ ， ２３２の分圧比によ
り定められ、たとえば、抵抗２３１の値と抵抗２３２の
値とを等しくすれば、基準電圧はＶｃｃ／２である。こ
の結果、出力中心基準位置設定回路２の出力電圧はｖｃ
ｃ／２を中心に変化する。
後段増幅器２２、及び仮想接地回路２３より構成されて
いる。このうち、前段増幅器（差動増幅器）２１は差動
型磁気センサ回路１の出力電圧Ｖｓ、すなわち、磁気抵
抗素子ブリッジ回路の差電圧を増幅する。仮想接地回路
２３は抵抗２３１ ， ２３２ 、オペアンプ（電圧ホ
ロワ） ２３３ 、により構成されている。この場合、
中心基準電圧は、抵抗２３１ ， ２３２の分圧比によ
り定められ、たとえば、抵抗２３１の値と抵抗２３２の
値とを等しくすれば、基準電圧はＶｃｃ／２である。こ
の結果、出力中心基準位置設定回路２の出力電圧はｖｃ
ｃ／２を中心に変化する。
つまり、差動型磁気センサ回路１において、ＭＨＩ＝Ｍ
Ｒ ２ ＝ＭＲ ３ ＝ＭＲ ４の状態（オフセット量
は考慮せず〉のときに、Ｖｓ−０となり、出力中心基準
位置設定回路２の出力はＶｃｃ／２となる。このように
、差動型磁気センサ回路１の出力Ｖｓは０を中心に正の
値から負の値に変化するのに対し、出力中心基準位置回
路２の出力はＶｃｃ／２を中心に正の値で変化する。
Ｒ ２ ＝ＭＲ ３ ＝ＭＲ ４の状態（オフセット量
は考慮せず〉のときに、Ｖｓ−０となり、出力中心基準
位置設定回路２の出力はＶｃｃ／２となる。このように
、差動型磁気センサ回路１の出力Ｖｓは０を中心に正の
値から負の値に変化するのに対し、出力中心基準位置回
路２の出力はＶｃｃ／２を中心に正の値で変化する。
３は出力中心基準位置回路２の出力に応じて出力電圧Ｖ
。ｕｔを発生する出力回路であって、出力トランジスタ
により構成されているので、出力マージンは増加する。
。ｕｔを発生する出力回路であって、出力トランジスタ
により構成されているので、出力マージンは増加する。
尚、上記実施例では磁気検出素子としてバーバーボール
型磁気抵抗素子を使用した例を述べたが、本発明はこれ
に限定されず、例えばホール素子を磁気検出素子として
用いることもできる。
型磁気抵抗素子を使用した例を述べたが、本発明はこれ
に限定されず、例えばホール素子を磁気検出素子として
用いることもできる。
以上説明したように本発明によれば、差動型磁気センサ
回路の出力中心が電源電圧中心たとえばＶｃｃ／２より
ずれても、出力中心基準位置設定回路により電源電圧中
心としているので、漏洩磁界型ボジショナの出力マージ
ンは大き＜、シたがって、測定値の補正は不要となる。
回路の出力中心が電源電圧中心たとえばＶｃｃ／２より
ずれても、出力中心基準位置設定回路により電源電圧中
心としているので、漏洩磁界型ボジショナの出力マージ
ンは大き＜、シたがって、測定値の補正は不要となる。
第１図は本発明の基本構成を示す図、
第２図は本発明に係る漏洩磁界型ポジショナの一実施例
を示す回路図、 第３図、第４図はバーバーポール型電極を有する磁気抵
抗素子の平面図及び出力特性グラフ、第５図は磁気セン
サ回路の回路図、 第６図は漏洩磁界型ポジショナの一例を示す斜視図、平
面図、 第７図は第６図のセンサ出力特性を示すグラフ、第８図
は漏洩磁界型ポジショナの他の例を示す斜視図、平面図
、 第９図は第７図のセンサ出力特性を示すグラフである。 １・・・磁気センサ回路、 ２・・・出力中心基準位置設定回路、 ３・・・出力回路、 ２１・・・前段増幅器（差動増幅器）、２２・・・後段
増幅器、 ２３・・・仮想接地回路、 ■，・・・センサ電流 Ｖｓ・・・センサ電圧、 ｖｏｕｔ・・・出力電圧。 （Ａ） １−０．５ ０ ０．５ Ｈｅｘ ／ ｝−１０ １ （Ｂ） 第３図 （Ａ） ＝１ ０５ ０ Ｈｅｘ／ＨＯ ０５ １ ＣＢ） 第４図 Ｕ） 第 ６ 図 距離１ （ｍｍ） 第 ７ 臼 １８０゜（日点） 第 ８ 図 回転角 弟 ９ 図
を示す回路図、 第３図、第４図はバーバーポール型電極を有する磁気抵
抗素子の平面図及び出力特性グラフ、第５図は磁気セン
サ回路の回路図、 第６図は漏洩磁界型ポジショナの一例を示す斜視図、平
面図、 第７図は第６図のセンサ出力特性を示すグラフ、第８図
は漏洩磁界型ポジショナの他の例を示す斜視図、平面図
、 第９図は第７図のセンサ出力特性を示すグラフである。 １・・・磁気センサ回路、 ２・・・出力中心基準位置設定回路、 ３・・・出力回路、 ２１・・・前段増幅器（差動増幅器）、２２・・・後段
増幅器、 ２３・・・仮想接地回路、 ■，・・・センサ電流 Ｖｓ・・・センサ電圧、 ｖｏｕｔ・・・出力電圧。 （Ａ） １−０．５ ０ ０．５ Ｈｅｘ ／ ｝−１０ １ （Ｂ） 第３図 （Ａ） ＝１ ０５ ０ Ｈｅｘ／ＨＯ ０５ １ ＣＢ） 第４図 Ｕ） 第 ６ 図 距離１ （ｍｍ） 第 ７ 臼 １８０゜（日点） 第 ８ 図 回転角 弟 ９ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、漏洩磁界内に移動可能に設けられた磁気検出素子（
ＭＲ１〜ＭＲ４）がブリッジ回路により構成され、該磁
気検出素子の相対的な位置に応じて出力電圧（Ｖ＿ｓ）
を発生する差動型磁気センサ回路（１）と、 該磁気センサ回路の出力電圧に中心基準位置（Ｖ＿ｃ＿
ｃ／２）を設定する出力中心基準位置設定回路（２）と
、 該中心基準位置が設定された電圧に応じて出力電圧（Ｖ
＿ｏ＿ｕ＿ｔ）を出力する出力回路（３）とを具備する
漏洩磁界型ポジショナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24069789A JPH03103712A (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 漏洩磁界型ポジショナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24069789A JPH03103712A (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 漏洩磁界型ポジショナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03103712A true JPH03103712A (ja) | 1991-04-30 |
Family
ID=17063355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24069789A Pending JPH03103712A (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 漏洩磁界型ポジショナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03103712A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001235307A (ja) * | 1999-03-15 | 2001-08-31 | Tadatoshi Goto | 回転型位置検出装置 |
| CN103900454A (zh) * | 2012-12-27 | 2014-07-02 | 株式会社电装 | 位置检测器 |
-
1989
- 1989-09-19 JP JP24069789A patent/JPH03103712A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001235307A (ja) * | 1999-03-15 | 2001-08-31 | Tadatoshi Goto | 回転型位置検出装置 |
| CN103900454A (zh) * | 2012-12-27 | 2014-07-02 | 株式会社电装 | 位置检测器 |
| JP2014126547A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Denso Corp | 位置検出装置 |
| US9816798B2 (en) | 2012-12-27 | 2017-11-14 | Denso Corporation | Position detector having a gap width different from a magnet width |
| CN103900454B (zh) * | 2012-12-27 | 2019-02-15 | 株式会社电装 | 位置检测器 |
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