JPH02280007A - 位置センサ - Google Patents
位置センサInfo
- Publication number
- JPH02280007A JPH02280007A JP10109089A JP10109089A JPH02280007A JP H02280007 A JPH02280007 A JP H02280007A JP 10109089 A JP10109089 A JP 10109089A JP 10109089 A JP10109089 A JP 10109089A JP H02280007 A JPH02280007 A JP H02280007A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- permanent magnet
- scale
- sensor element
- position sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- 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】
［産業上の利用分野］
本発明は９位置センサに関する。
［従来の技術］
位置セ／すは検出体と、被検体とからなり９例えば位置
、速度、加速度など、これらの相対変位量を検出するも
のである。かかる位置センサには磁気原理や電気抵抗原
理を応用したものが多い。
、速度、加速度など、これらの相対変位量を検出するも
のである。かかる位置センサには磁気原理や電気抵抗原
理を応用したものが多い。
例えば、母材とは％なる磁気特性や電気抵抗特性等でな
る変質部を、所望の位置に又はパターンで備えた被検Ｉ
＋−（以下、磁気スケールとする）と。
る変質部を、所望の位置に又はパターンで備えた被検Ｉ
＋−（以下、磁気スケールとする）と。
この磁気スケールに対向するように設置された検出体と
において、この検出体が、磁気スケールの変質部上を相
対的に通過Ｖるとき、変質部により生ずる磁束やＴ、気
抵抗の変化に反応し、電流（電圧又は抵抗）の変化量を
出力し、これを検出値とするらのである。更に説明を進
めると、かかる位置センサの内でも位置検出素子として
知られるものに、ホール素子及び磁気抵抗素子の半導体
素子その他（以下、磁気センサ索子とする）がある。
において、この検出体が、磁気スケールの変質部上を相
対的に通過Ｖるとき、変質部により生ずる磁束やＴ、気
抵抗の変化に反応し、電流（電圧又は抵抗）の変化量を
出力し、これを検出値とするらのである。更に説明を進
めると、かかる位置センサの内でも位置検出素子として
知られるものに、ホール素子及び磁気抵抗素子の半導体
素子その他（以下、磁気センサ索子とする）がある。
これらは、いずれも電気磁気効果を利用したものであっ
て９例えばホール素子は、４端子を幅え。
て９例えばホール素子は、４端子を幅え。
２端子間に電流を流し、この素子を通り抜ける磁束によ
り生じたホール電圧を他の２端子で出力させるものであ
る。地方磁気抵抗素子は、ｌ１ｉ７記他の２端子は取り
外し、残る２端子のみで他からの磁界によって生じた稟
子内の電荷の移動経路増長による抵抗増加分を測定させ
るものである。これら磁気センサ索子は、前述の磁気ス
ケールのように、予め磁気特性べ・抵抗特性を付与して
これを検出させる等という手の込んだ被検体は用いてお
らず永久磁石のような自己磁界を生ずるものを所望の位
置又はパターン状に直接備えたものを被検体とし、これ
により位置検出するのが普通である。
り生じたホール電圧を他の２端子で出力させるものであ
る。地方磁気抵抗素子は、ｌ１ｉ７記他の２端子は取り
外し、残る２端子のみで他からの磁界によって生じた稟
子内の電荷の移動経路増長による抵抗増加分を測定させ
るものである。これら磁気センサ索子は、前述の磁気ス
ケールのように、予め磁気特性べ・抵抗特性を付与して
これを検出させる等という手の込んだ被検体は用いてお
らず永久磁石のような自己磁界を生ずるものを所望の位
置又はパターン状に直接備えたものを被検体とし、これ
により位置検出するのが普通である。
［５＠明が解決しようとする課１ｉ］
以上説明したように、６Ｉ！、気センサ素子は、自己磁
界を持たない磁気スケールを被検体とすることはできな
い。但し、別途励磁コイル等を設け、磁気スケールに自
己磁界を設ける場合もあるが、この場合、磁気センサ素
子と、励磁コイル等とがセントとなるため、集積が大き
くなり、更に励磁用電源等が必要となるため、無駄が増
えるという欠点を有している。
界を持たない磁気スケールを被検体とすることはできな
い。但し、別途励磁コイル等を設け、磁気スケールに自
己磁界を設ける場合もあるが、この場合、磁気センサ素
子と、励磁コイル等とがセントとなるため、集積が大き
くなり、更に励磁用電源等が必要となるため、無駄が増
えるという欠点を有している。
本発明は、かかる従来の問題に鑑み、磁気センサ素子と
、磁気スケールと、これらを最適に組み合わせることが
できる手段とからなる位置センサを提供することを目的
とする。
、磁気スケールと、これらを最適に組み合わせることが
できる手段とからなる位置センサを提供することを目的
とする。
［課組を解決するための手段］
上記目的を達成するため１本発明に係わる位置センサは
、第１図を参照し説明すれば、永久磁石２０の磁気回路
Ｇ内に、磁気センサ稟子３０と。
、第１図を参照し説明すれば、永久磁石２０の磁気回路
Ｇ内に、磁気センサ稟子３０と。
磁気スケール１０とを備え、前記磁気センサ素子３０と
磁気スケール１０との相対変位χを検出する構成とした
。
磁気スケール１０との相対変位χを検出する構成とした
。
「作用」
上記構成によ！ムげ、１Ｎに励磁コイル等を設けること
なく、永久磁石から一定の磁束が磁気センサ素子内に（
’Ｐ川する。しがちこの磁気回路内には磁気特性の異な
る部分も位置するため、相対変ｆ：Ｌに伴い変質部が磁
気回路の磁束を乱すことになる。
なく、永久磁石から一定の磁束が磁気センサ素子内に（
’Ｐ川する。しがちこの磁気回路内には磁気特性の異な
る部分も位置するため、相対変ｆ：Ｌに伴い変質部が磁
気回路の磁束を乱すことになる。
そこで磁気センサ稟子はその都度 ｐなる電圧（ホール
素子の場合）又は抵抗（磁気抵抗素子の場合）を出力す
るため、その出カバターンを電気処理を行うことにより
、変位量χを検出することが可能となる。
素子の場合）又は抵抗（磁気抵抗素子の場合）を出力す
るため、その出カバターンを電気処理を行うことにより
、変位量χを検出することが可能となる。
［実施例コ
以下本発明の実施例を第１図及び第２［４を参照して説
明する。実施例は、第１図に示すように。
明する。実施例は、第１図に示すように。
磁気スケールｌＯはスバ・ｒラルパターンの変質部１０
Ｂ（磁気変質部である）を表層部１０ ＡにＩＡえる圧
力シリンダのロッドである。またＶｉ気センサ素子３０
（本゛実施例ではホール素子とした）には前記ロッドと
の反対側に永久磁石２０を固設しである。そしてこれら
磁気センサ素子３０と永久磁石２０とは圧力シリンダの
ヘッドにロッドと対向して備えられている。次に作用を
述べると、永久磁石２０はＮ極からＳｌ’ｉに向かう磁
束Ｂを生じる。この磁束Ｂはボール素子３０を通り抜け
ているため、ホール素子３０の出力には一定のホール電
圧■０が現れる。そこでロッド１０が伸縮して磁気変質
部１０Ｂがこの磁束Ｂを切ると、磁束Ｂに乱れが生ずる
。そこで先の出力なるホール電圧Ｖｏにも変化が現れる
ようになる。即ち１本実施例は、磁気センサ素子３０と
、磁気スケール１０とが永久磁石２０の磁気回路Ｇ内に
在って初めて成り立つことになる。実施例の効果を以下
まとめて説明すれば。
Ｂ（磁気変質部である）を表層部１０ ＡにＩＡえる圧
力シリンダのロッドである。またＶｉ気センサ素子３０
（本゛実施例ではホール素子とした）には前記ロッドと
の反対側に永久磁石２０を固設しである。そしてこれら
磁気センサ素子３０と永久磁石２０とは圧力シリンダの
ヘッドにロッドと対向して備えられている。次に作用を
述べると、永久磁石２０はＮ極からＳｌ’ｉに向かう磁
束Ｂを生じる。この磁束Ｂはボール素子３０を通り抜け
ているため、ホール素子３０の出力には一定のホール電
圧■０が現れる。そこでロッド１０が伸縮して磁気変質
部１０Ｂがこの磁束Ｂを切ると、磁束Ｂに乱れが生ずる
。そこで先の出力なるホール電圧Ｖｏにも変化が現れる
ようになる。即ち１本実施例は、磁気センサ素子３０と
、磁気スケール１０とが永久磁石２０の磁気回路Ｇ内に
在って初めて成り立つことになる。実施例の効果を以下
まとめて説明すれば。
（１）永久磁石という簡単なものを使用できるため、集
積を小さくできる。また構造がｆｆｆｊ 川、かつ、安
価となる。
積を小さくできる。また構造がｆｆｆｊ 川、かつ、安
価となる。
（２）磁気異方性パターンは高密度エネルギービーム等
を使用して微卸１．かつ、精密ないかなる複雑なパター
ンをも付与できる。このため以前には溝加工等により異
方１１を作っており、建設機ｔＩ＆等の圧力シリンダに
使用する時は７強度的に問題が大きかったが９本実施例
の様な熱処理を始めとする表面改質を行えば、この問題
から回避することができる。かかる結果９本発明により
、磁気スケールの用途が広がる。その検出性能について
も。
を使用して微卸１．かつ、精密ないかなる複雑なパター
ンをも付与できる。このため以前には溝加工等により異
方１１を作っており、建設機ｔＩ＆等の圧力シリンダに
使用する時は７強度的に問題が大きかったが９本実施例
の様な熱処理を始めとする表面改質を行えば、この問題
から回避することができる。かかる結果９本発明により
、磁気スケールの用途が広がる。その検出性能について
も。
第２図に示す通り、母材部１０Ａと、変質部１０Ａとで
は明瞭な差が現れ、検出性能も良い。
は明瞭な差が現れ、検出性能も良い。
（３）磁気センサ素子を利用しＣいるため１位置センサ
自体を小型化できる。
自体を小型化できる。
池の実施例として、ホール素子に代わり、６Ｊ１気抵抗
素子その他を磁気センサ素子としてもよく。
素子その他を磁気センサ素子としてもよく。
永久磁石の極性を替えてもよく、またいくつかの磁気セ
ンサ素子を同様に用いて千に’ｚ）化処理を行うことで
、出力検出を外乱に対して安定化する二とができる。
ンサ素子を同様に用いて千に’ｚ）化処理を行うことで
、出力検出を外乱に対して安定化する二とができる。
［発明の効果］
以上説明したように９本発明に係ノ）る位置センサによ
れば、永久磁石の磁気回路内に、６Ｊ１気ヒンサ素子と
、磁気スケールとを備えているため、集積を小さくでき
、磁気スケールの用途範囲を大幅に広げることが可能と
なる。
れば、永久磁石の磁気回路内に、６Ｊ１気ヒンサ素子と
、磁気スケールとを備えているため、集積を小さくでき
、磁気スケールの用途範囲を大幅に広げることが可能と
なる。
第１図：本発明に係Ｊ）る位置センサの構成図第２図：
実Ａ例の検出性能グラフ 】０・・・磁気スケール ２０・・・永久磁石 ３０・・・磁気センサ素子 Ｇ・・・・磁気回路 Ｂ・・・・磁束 χ・・・・相対変位 Ｖｏ ・・・出力電圧
実Ａ例の検出性能グラフ 】０・・・磁気スケール ２０・・・永久磁石 ３０・・・磁気センサ素子 Ｇ・・・・磁気回路 Ｂ・・・・磁束 χ・・・・相対変位 Ｖｏ ・・・出力電圧
Claims (1)
- 永久磁石の磁気回路内に、磁気センサ素子と、磁気ス
ケールとを備え、前記磁気センサ素子と磁気スケールと
の相対変位を検出した構成を特徴とする位置センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10109089A JPH02280007A (ja) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | 位置センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10109089A JPH02280007A (ja) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | 位置センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02280007A true JPH02280007A (ja) | 1990-11-16 |
Family
ID=14291401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10109089A Pending JPH02280007A (ja) | 1989-04-20 | 1989-04-20 | 位置センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02280007A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993011015A1 (fr) * | 1991-11-29 | 1993-06-10 | Seiko Epson Corporation | Deplacement dans un appareil de transfert et controleur d'entrainement de l'element de transfert |
| JP2002543746A (ja) * | 1999-04-23 | 2002-12-17 | エス・ア・ジェ・ウ・エム・ソシエテ・アノニム | 位置センサを有する線形的電磁アクチュエータ |
| CN102679858A (zh) * | 2012-05-16 | 2012-09-19 | 浙江师范大学 | 一种动态微米级被动式微位移传感器 |
-
1989
- 1989-04-20 JP JP10109089A patent/JPH02280007A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993011015A1 (fr) * | 1991-11-29 | 1993-06-10 | Seiko Epson Corporation | Deplacement dans un appareil de transfert et controleur d'entrainement de l'element de transfert |
| JP2002543746A (ja) * | 1999-04-23 | 2002-12-17 | エス・ア・ジェ・ウ・エム・ソシエテ・アノニム | 位置センサを有する線形的電磁アクチュエータ |
| CN102679858A (zh) * | 2012-05-16 | 2012-09-19 | 浙江师范大学 | 一种动态微米级被动式微位移传感器 |
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