JPH01180417A - 磁気式エンコーダ - Google Patents
磁気式エンコーダInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
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- C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は磁界中において感磁素子の電気抵抗が変化する
所謂磁気抵抗効果を利用して電気信号に変換し１位置検
出等を行なう磁気式エンコーダに関するものであり、特
に検出精度を向上させるようにした磁気式エンコーダの
改良に関するものである。
所謂磁気抵抗効果を利用して電気信号に変換し１位置検
出等を行なう磁気式エンコーダに関するものであり、特
に検出精度を向上させるようにした磁気式エンコーダの
改良に関するものである。
従来の磁気式エンコーダの検出部は１例えば第４図に要
部斜視図で示すように構成されている。
部斜視図で示すように構成されている。
同図においてｌは回転ドラムであり１回転軸２の回りに
回転自在に形成すると共に９回転ドラム１の外周面には
例えばＴ鉄等の磁性塗膜を設けて。
回転自在に形成すると共に９回転ドラム１の外周面には
例えばＴ鉄等の磁性塗膜を設けて。
ＮＳ［極が交互に出現するように着磁する。次に３は感
磁素子であり、ニッケル鉄、ニッケルコバルトのような
磁気抵抗効果を有する強磁性材料から構成し、前記回転
ドラム１の磁極面と対向させ。
磁素子であり、ニッケル鉄、ニッケルコバルトのような
磁気抵抗効果を有する強磁性材料から構成し、前記回転
ドラム１の磁極面と対向させ。
かつ前記ＮＳ磁極による磁界が作用する範囲内に所定の
間隙を介して配設する。以上の構成により。
間隙を介して配設する。以上の構成により。
回転ドラムｌの回転により、磁気抵抗効果機能を有する
感磁素子３から電気信号を発するから１回転速度１位置
等の検出を行い得るのである。
感磁素子３から電気信号を発するから１回転速度１位置
等の検出を行い得るのである。
第５図は上記第４図に示す検出部の°等価回路の一例で
あり、磁界の変化によって前記感磁素子に相当する抵抗
Ｒｚ、ＲｓまたはＲ１，Ｒ４の抵抗値が変化するから、
この出力を増幅器４によって増幅し、更に比較器５によ
って波形整形して、出力電圧Ｖｏｕｔを得るのである。
あり、磁界の変化によって前記感磁素子に相当する抵抗
Ｒｚ、ＲｓまたはＲ１，Ｒ４の抵抗値が変化するから、
この出力を増幅器４によって増幅し、更に比較器５によ
って波形整形して、出力電圧Ｖｏｕｔを得るのである。
上記従来の検出部において、磁界と抵抗値の変化率との
関係は、第６図に示すように理想的には鎖線で示すよう
に左右対称の曲線Ｃで表されるべきである。しかしなが
ら、実際には実線で示すような曲線Ａ、Ｂのようになり
２例えば磁掘がＮからＳに変化する場合（曲線Ａ）と磁
極がＳからＮに変化する場合（曲線Ｂ）とで、抵抗値の
変化率ΔＲ／Ｒの値が微妙に異なり、ヒステリシスを有
する。この結果検出部の出力信号は第７図（ａｌに示す
ようになり１周期の異なる波形となる。従って 、
このような検出信号を増幅し、波形整形すると第７図（
ｂｌに示すように正転と逆転とで周期の異なる信号を出
力することとなる。すなわち信号の立上り時期から次の
信号の立上り時期までの時間が。
関係は、第６図に示すように理想的には鎖線で示すよう
に左右対称の曲線Ｃで表されるべきである。しかしなが
ら、実際には実線で示すような曲線Ａ、Ｂのようになり
２例えば磁掘がＮからＳに変化する場合（曲線Ａ）と磁
極がＳからＮに変化する場合（曲線Ｂ）とで、抵抗値の
変化率ΔＲ／Ｒの値が微妙に異なり、ヒステリシスを有
する。この結果検出部の出力信号は第７図（ａｌに示す
ようになり１周期の異なる波形となる。従って 、
このような検出信号を増幅し、波形整形すると第７図（
ｂｌに示すように正転と逆転とで周期の異なる信号を出
力することとなる。すなわち信号の立上り時期から次の
信号の立上り時期までの時間が。
例えばＮ極に基づく値ＴＩ（！：Ｓ極に基づく値Ｔ。
が異なり、Ｔ、＞Ｔ、の関係にある。従って波形整形後
の信号を左方から右方に向って適用する正転時において
は信号に周期変動があるため、ジッタが極めて大きくな
り、磁気式エンコーダとしての精度が低くならざるを得
ないという問題点かある。一方上記波形整形後の信号を
右方から左方に向って適用する逆転時においては、大小
の山が案分される結果Ｎ極に基づく値ＴＩ’とＳ極に基
づく値Ｔ２’とがＴ 、’ ＃Ｔ ２’となり、ジッタ
は小さくなる。しかしながら磁気式エンコーダには常に
正逆転若しくは往復動を伴なうものであるか□ら、正逆
転若しくは往復動において周期に変動が存在することは
磁気式エンコーダの検出精度を低下させるという問題点
が依然として残るのである。
の信号を左方から右方に向って適用する正転時において
は信号に周期変動があるため、ジッタが極めて大きくな
り、磁気式エンコーダとしての精度が低くならざるを得
ないという問題点かある。一方上記波形整形後の信号を
右方から左方に向って適用する逆転時においては、大小
の山が案分される結果Ｎ極に基づく値ＴＩ’とＳ極に基
づく値Ｔ２’とがＴ 、’ ＃Ｔ ２’となり、ジッタ
は小さくなる。しかしながら磁気式エンコーダには常に
正逆転若しくは往復動を伴なうものであるか□ら、正逆
転若しくは往復動において周期に変動が存在することは
磁気式エンコーダの検出精度を低下させるという問題点
が依然として残るのである。
本発明は上記従来技術に存在する問題点を解決し、正逆
転若しくは往復動において周期変動を伴なう検出出力信
号であっても、ジッタが極めて小さく、かつ検出精度の
高い磁気式エンコーダを提供することを目的とする。
転若しくは往復動において周期変動を伴なう検出出力信
号であっても、ジッタが極めて小さく、かつ検出精度の
高い磁気式エンコーダを提供することを目的とする。
上記従来技術に存在する問題点を解決するために１本発
明においては、複数個の磁気抵抗効果素子を電気的に接
続してブリッジ回路を形成してなる感磁素子を２表面に
ＮＳ磁極が前記感磁素子との相対移動方向に交互に出現
するように形成した磁石体の磁界が作用する範囲内に、
磁石体の磁極列配設面と対向しかつ所定の間隙を介して
相対移動可能に配設して検出部を構成してなる磁気式エ
ンコーダにおいて、検出部からの検出信号を増幅するよ
うに構成した増幅部と、この増幅部からの出力信号を波
形整形するように構成した波形整形部と、この波形整形
部からの出力信号を１ ／ ２ ｎ（ｎは１．２．３・
・・の正の整数）分周するように構成した分周部とを夫
々電気的に接続する。という技術的手段を採用したので
ある。
明においては、複数個の磁気抵抗効果素子を電気的に接
続してブリッジ回路を形成してなる感磁素子を２表面に
ＮＳ磁極が前記感磁素子との相対移動方向に交互に出現
するように形成した磁石体の磁界が作用する範囲内に、
磁石体の磁極列配設面と対向しかつ所定の間隙を介して
相対移動可能に配設して検出部を構成してなる磁気式エ
ンコーダにおいて、検出部からの検出信号を増幅するよ
うに構成した増幅部と、この増幅部からの出力信号を波
形整形するように構成した波形整形部と、この波形整形
部からの出力信号を１ ／ ２ ｎ（ｎは１．２．３・
・・の正の整数）分周するように構成した分周部とを夫
々電気的に接続する。という技術的手段を採用したので
ある。
上記の構成により、検出部の出力信号に９例えばＮＳ磁
極によるヒステリシスの影響によって周期変動が伴なっ
ていても、この信号を波形整形した後更にｌ／２ｎ分周
することにより２周期変動のない若しくは周期変動の極
めて小なる信号を得ることができるのである。
極によるヒステリシスの影響によって周期変動が伴なっ
ていても、この信号を波形整形した後更にｌ／２ｎ分周
することにより２周期変動のない若しくは周期変動の極
めて小なる信号を得ることができるのである。
〔実施例〕
第１図は本発明の実施例を示す電気回路の要部を示す図
である。同図において１０．２０．３０．４０は夫々検
出部、増幅部、波形整形部および分周部であり、夫々前
者の出力信号を後者の入力信号として授受可能に接続す
る。まず検出部１０は、ニッケル鉄、ニッケルコバルト
のような強磁性材料からなる磁気抵抗効果素子１）．１
２を直列に接続して構成すると共に、ＮＳ磁極が交互に
出現する磁界（図示せず）中に配設する。次に増幅部２
０は直列に接続した固定抵抗２１．２２およびオペアン
プ２３とから構成する。なお固定抵抗２１．２２は前記
磁気抵抗効果素子１）．１２と共にブリッジ回路を形成
し。
である。同図において１０．２０．３０．４０は夫々検
出部、増幅部、波形整形部および分周部であり、夫々前
者の出力信号を後者の入力信号として授受可能に接続す
る。まず検出部１０は、ニッケル鉄、ニッケルコバルト
のような強磁性材料からなる磁気抵抗効果素子１）．１
２を直列に接続して構成すると共に、ＮＳ磁極が交互に
出現する磁界（図示せず）中に配設する。次に増幅部２
０は直列に接続した固定抵抗２１．２２およびオペアン
プ２３とから構成する。なお固定抵抗２１．２２は前記
磁気抵抗効果素子１）．１２と共にブリッジ回路を形成
し。
それらの中間点Ｐ＋、Ｐｏ’を各々固定抵抗２４゜２５
を介して反転入力端子（一端子）および非反転入力端子
（＋端子）に接続する。２６は帰還抵抗である。波形整
形部３０はオペアンプ３１と可変抵抗３２とから構成す
る。すなわち前記増幅部２０の出力部Ｐ、を固定抵抗３
３を介してオペアンプ３１の非反転入力端子（＋端子）
に接続すると共に、可変抵抗３２をオペアンプ３１の反
転入力端子（一端子）に接続する。３４は帰還抵抗であ
る０次に分周部４０はＤ形フリップフロップ回路４１に
よって構成し、前記波形整形部３０の出力部Ｐ□をクロ
ック端子（ＣＫ）に接続すると共に、Ｑ出力をＤ入力に
帰還するように接続する０分周部４０の出力部Ｐ、は、
抵抗５１を介してトランジスタ５０のベースと接続する
。５２゜５３、５４は夫々電源端子、出力端子および接
地端子である。
を介して反転入力端子（一端子）および非反転入力端子
（＋端子）に接続する。２６は帰還抵抗である。波形整
形部３０はオペアンプ３１と可変抵抗３２とから構成す
る。すなわち前記増幅部２０の出力部Ｐ、を固定抵抗３
３を介してオペアンプ３１の非反転入力端子（＋端子）
に接続すると共に、可変抵抗３２をオペアンプ３１の反
転入力端子（一端子）に接続する。３４は帰還抵抗であ
る０次に分周部４０はＤ形フリップフロップ回路４１に
よって構成し、前記波形整形部３０の出力部Ｐ□をクロ
ック端子（ＣＫ）に接続すると共に、Ｑ出力をＤ入力に
帰還するように接続する０分周部４０の出力部Ｐ、は、
抵抗５１を介してトランジスタ５０のベースと接続する
。５２゜５３、５４は夫々電源端子、出力端子および接
地端子である。
以上の構成により１次に作用について記述する。
第１図における検出部ｌＯを構成する磁気抵抗効果素子
１）．１２は、ＮＳ磁極（図示せず）による磁界の変化
に対応して抵抗値が変化するから、中間点Ｐ０の出力信
号は第２図（ａ）に示すような波形となる。この出力信
号の波形は、前記のように例えばＮ極による長周期部ａ
と、Ｓ極による短周期部すとが交互に出現する態様であ
る。次に上記検出部ｌＯの出力信号は、増幅部２０にお
いて増幅されるが。
１）．１２は、ＮＳ磁極（図示せず）による磁界の変化
に対応して抵抗値が変化するから、中間点Ｐ０の出力信
号は第２図（ａ）に示すような波形となる。この出力信
号の波形は、前記のように例えばＮ極による長周期部ａ
と、Ｓ極による短周期部すとが交互に出現する態様であ
る。次に上記検出部ｌＯの出力信号は、増幅部２０にお
いて増幅されるが。
オペアンプ２３の反転端子（一端子）に入力されるため
、出力部Ｐｌにおける増幅信号は第２図（ｂｌに示すよ
うに位相が反転した波形となるが１周期は前記中間点Ｐ
０の出力信号と同一であるから、長周期部ａと短周期部
すとが存在する。次に第１図における波形整形部３０に
おいては、オペアンプ３１が電圧比較器として作用し、
所定の電圧と比較して出力部Ｐ２において第２図（Ｃ１
に示すように１゜０の信号を出力する。第２図（Ｃ）の
場合は入力が一電圧の場合に１を、十電圧の場合に０を
出力するようになっている。このように波形整形後にお
いても、前記長周期部ａと短周期部すとが出現する状態
は全く解消されてない。次にこのような波形整形後の出
力信号を第１図に示す分周部４０を構成するＤ形フリッ
プフロップ回路４１のクロ・ツク端子に入力する。この
Ｄ形フリップフロップ回路４１においては、第２図＜ｃ
）に示す波形整形後の信号の立上り２個毎に出力部Ｐ、
において各々１．０の信号を出力するように構成しであ
るから、出力部Ｐ。
、出力部Ｐｌにおける増幅信号は第２図（ｂｌに示すよ
うに位相が反転した波形となるが１周期は前記中間点Ｐ
０の出力信号と同一であるから、長周期部ａと短周期部
すとが存在する。次に第１図における波形整形部３０に
おいては、オペアンプ３１が電圧比較器として作用し、
所定の電圧と比較して出力部Ｐ２において第２図（Ｃ１
に示すように１゜０の信号を出力する。第２図（Ｃ）の
場合は入力が一電圧の場合に１を、十電圧の場合に０を
出力するようになっている。このように波形整形後にお
いても、前記長周期部ａと短周期部すとが出現する状態
は全く解消されてない。次にこのような波形整形後の出
力信号を第１図に示す分周部４０を構成するＤ形フリッ
プフロップ回路４１のクロ・ツク端子に入力する。この
Ｄ形フリップフロップ回路４１においては、第２図＜ｃ
）に示す波形整形後の信号の立上り２個毎に出力部Ｐ、
において各々１．０の信号を出力するように構成しであ
るから、出力部Ｐ。
における出力波形は第２図（ｄ）に示すようになる。
同図から明らかなように、出力波形の周期７１）７２、
・・・は何れも同−若しくは極めて近似した値となる。
・・・は何れも同−若しくは極めて近似した値となる。
すなわち第２図（ｄ）に示す周期Ｔｒ 、 Ｔ２＋・・
・中には、第２図（Ｃ）に示す長周期ａと短周期すとを
包含することによる。なお上記周期’ｒｔ ｌ Ｔｌ・
・・は第２図（Ｃ１における出力波形のトリガーを立上
り部としても立下り部としても、また正逆転若しくは往
復動の何れの場合においても同−若しくは極めて近似し
た値となる。
・中には、第２図（Ｃ）に示す長周期ａと短周期すとを
包含することによる。なお上記周期’ｒｔ ｌ Ｔｌ・
・・は第２図（Ｃ１における出力波形のトリガーを立上
り部としても立下り部としても、また正逆転若しくは往
復動の何れの場合においても同−若しくは極めて近似し
た値となる。
第３図は感磁素子と回転ドラムとの間隙とジッタとの関
係を示す図である。同図から明らかなように従来の磁気
エンコーダの場合を示すＢよりも本実施例の場合を示す
Ａの方がジッタが極めて小さ（、従来のものと比較して
略５０％の値を示す。
係を示す図である。同図から明らかなように従来の磁気
エンコーダの場合を示すＢよりも本実施例の場合を示す
Ａの方がジッタが極めて小さ（、従来のものと比較して
略５０％の値を示す。
このため検出精度を大幅に向上させることができるので
ある。
ある。
本実施例においては、磁石体が回転ドラムである場合に
ついて記述したが、Ｔ６１石体を長方形として感磁素子
とリニアな状態で相対移動する形式の［気式エンコーダ
についても作用は同一である。
ついて記述したが、Ｔ６１石体を長方形として感磁素子
とリニアな状態で相対移動する形式の［気式エンコーダ
についても作用は同一である。
また波形整形部からの出力信号を１／２分周する例を示
したが、これに限定されず、１／２ｎ（ｎは１，２．３
．・・・の正の整数）であってもよい。
したが、これに限定されず、１／２ｎ（ｎは１，２．３
．・・・の正の整数）であってもよい。
更に分周部を構成するフリップフロップ回路は。
Ｄ形のもの以外のＲ−Ｓ−Ｔ形、Ｊ−に−Ｔ形等の他の
形式のフリップフロップ回路であっても同様の作用を期
待することができる。
形式のフリップフロップ回路であっても同様の作用を期
待することができる。
本発明は以上記述のような構成および作用であるから、
正逆転若しくは往復動において周期変動を伴なう検出出
力信号であっても、波形整形および１／２ｎ分周により
ジッタを極めて小さい値とすることができ、磁気式エン
コーダの検出精度を大幅に向上させることができるとい
う効果がある。
正逆転若しくは往復動において周期変動を伴なう検出出
力信号であっても、波形整形および１／２ｎ分周により
ジッタを極めて小さい値とすることができ、磁気式エン
コーダの検出精度を大幅に向上させることができるとい
う効果がある。
第１図は本発明の実施例を示す電気回路の要部を示す図
、第２図（ａ）〜（ｄ）は夫々第１図における構成部の
出力部における出力信号と時間との関係を示す図、第３
図は感磁素子と磁気ドラムとの間隙とジッタとの関係を
示す図、第４図は従来の磁気式エンコーダの検出部を示
す要部斜視図、第５図は第４図に示す検出部の等価回路
の一例を示す図。 第６図は磁界と抵抗値の変化率との関係を示す図。 第７図（ａｌ （ｂ）は各々検出部の出力信号および波
形整形後の出力信号と時間との関係を示す図である。 ｌＯ：検出部、２０：増幅部、３０：波形整形部。 ４０：分周部。
、第２図（ａ）〜（ｄ）は夫々第１図における構成部の
出力部における出力信号と時間との関係を示す図、第３
図は感磁素子と磁気ドラムとの間隙とジッタとの関係を
示す図、第４図は従来の磁気式エンコーダの検出部を示
す要部斜視図、第５図は第４図に示す検出部の等価回路
の一例を示す図。 第６図は磁界と抵抗値の変化率との関係を示す図。 第７図（ａｌ （ｂ）は各々検出部の出力信号および波
形整形後の出力信号と時間との関係を示す図である。 ｌＯ：検出部、２０：増幅部、３０：波形整形部。 ４０：分周部。
Claims (3)
- （１）複数個の磁気抵抗効果素子を電気的に接続してブ
リッジ回路を形成してなる感磁素子を、表面にＮＳ磁極
が前記感磁素子との相対移動方向に交互に出現するよう
に形成した磁石体の磁界が作用する範囲内に、磁石体の
磁極列配設面と対向しかつ所定の間隙を介して相対移動
可能に配設して検出部を構成してなる磁気式エンコーダ
において、検出部からの検出信号を増幅するように構成
した増幅部と、この増幅部からの出力信号を波形整形す
るように構成した波形整形部と、この波形整形部からの
出力信号を１／２ｎ（ｎは１、２、３・・・の正の整数
）分周するように構成した分周部とを夫々電気的に接続
したことを特徴とする磁気式エンコーダ。 - （２）磁石体が回転磁石体であり、円周表面にＮＳ磁極
が円周方向に交互に出現するように形成した請求項１記
載の磁気式エンコーダ。 - （３）磁石体を直線状に形成し、感磁素子と相対的に往
復移動するように構成した請求項１記載の磁気式エンコ
ーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63005428A JPH01180417A (ja) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | 磁気式エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63005428A JPH01180417A (ja) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | 磁気式エンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01180417A true JPH01180417A (ja) | 1989-07-18 |
Family
ID=11610907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63005428A Pending JPH01180417A (ja) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | 磁気式エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01180417A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02140411U (ja) * | 1989-04-25 | 1990-11-26 |
-
1988
- 1988-01-13 JP JP63005428A patent/JPH01180417A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02140411U (ja) * | 1989-04-25 | 1990-11-26 |
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