JPH02306113A - 磁気センサ及びその製造方法 - Google Patents
磁気センサ及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH02306113A JPH02306113A JP1126969A JP12696989A JPH02306113A JP H02306113 A JPH02306113 A JP H02306113A JP 1126969 A JP1126969 A JP 1126969A JP 12696989 A JP12696989 A JP 12696989A JP H02306113 A JPH02306113 A JP H02306113A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- track
- drum
- magnetic track
- magnetization
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- Pending
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- 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、ロボッ)、NO表装置に広く使用されている
アブソリュート型エンコーダに用いる磁気センサ及びそ
の製造方法に関するものである。
アブソリュート型エンコーダに用いる磁気センサ及びそ
の製造方法に関するものである。
従来の技術
インクリメンタル型の磁気エンコーダとしては、第4図
においてシャフト16に固着された磁気ドラム11の外
周に着磁を施し、その多極磁石の形成する磁界を磁気抵
抗素子14(以下MR素子と称す)により検出する構造
のものが開発されている。第6図に示す如く、シャフト
16のついた円筒の磁気ドラム11には2トラツクの外
周着磁がされている。一つは多極清磁部12であり1所
定の磁極を多数着磁したものである。他は一対の磁極を
着磁した原点着磁部13である。
においてシャフト16に固着された磁気ドラム11の外
周に着磁を施し、その多極磁石の形成する磁界を磁気抵
抗素子14(以下MR素子と称す)により検出する構造
のものが開発されている。第6図に示す如く、シャフト
16のついた円筒の磁気ドラム11には2トラツクの外
周着磁がされている。一つは多極清磁部12であり1所
定の磁極を多数着磁したものである。他は一対の磁極を
着磁した原点着磁部13である。
以上のように構成された磁気ドラム11について以下に
説明する。磁気ドラム11は樹脂マグネットやステンレ
スペースの外周に磁性粉を塗布することにより構成する
。その外周部に着磁ヘッドによって2トラツクの着磁を
行なう。多極着磁部12は1回転に1000パルスの出
力が必要な場合は1000極の着磁を行なう。磁気ドラ
ムの外径が80圏であれば着磁幅は0.25mm程度と
なる。
説明する。磁気ドラム11は樹脂マグネットやステンレ
スペースの外周に磁性粉を塗布することにより構成する
。その外周部に着磁ヘッドによって2トラツクの着磁を
行なう。多極着磁部12は1回転に1000パルスの出
力が必要な場合は1000極の着磁を行なう。磁気ドラ
ムの外径が80圏であれば着磁幅は0.25mm程度と
なる。
原点着磁部13Fiはソ同じ着磁幅で一対だけ着磁した
もので、磁気ドラム11の回転の原点を示す原点着磁部
13となっている。磁気ドラム11に近接配置したMR
素子14により信号検出をする。
もので、磁気ドラム11の回転の原点を示す原点着磁部
13となっている。磁気ドラム11に近接配置したMR
素子14により信号検出をする。
その信号を第6図に示す。信号1eは原点着磁部13か
らの信号、信号17.18は多極着磁部12からの信号
で信号17.18は相互に90°の位相差がある。この
ような3信号によジ磁気ドラム11の回転位置情報を得
る方式をインクリメンタル型のエンコーダといわれてい
る。
らの信号、信号17.18は多極着磁部12からの信号
で信号17.18は相互に90°の位相差がある。この
ような3信号によジ磁気ドラム11の回転位置情報を得
る方式をインクリメンタル型のエンコーダといわれてい
る。
上記インクリメンタル型のエンコーダの場合、電源が切
れるとその位置情報が失わnてし貰うので必ず原点復帰
が必要となる。
れるとその位置情報が失わnてし貰うので必ず原点復帰
が必要となる。
一方アブソリュート型では円周を多段のトラックに分け
て、それぞれ2,4,8,16.32・・・・・・2n
分割してその絶対位置全検出する方式が光ki1体とし
たエンコーダとしである。これを磁気で行なうと多段の
着磁トラックが必要となり、また着磁も複雑なものとな
り、犬形化、高価格となった。
て、それぞれ2,4,8,16.32・・・・・・2n
分割してその絶対位置全検出する方式が光ki1体とし
たエンコーダとしである。これを磁気で行なうと多段の
着磁トラックが必要となり、また着磁も複雑なものとな
り、犬形化、高価格となった。
着磁、トラックを減らして、例えば2,18,128゜
1024分割したトラックを用いて4,8,32,84
゜256.612分割は電気回路処理によって作る方法
を取ると10トラツク必要なものが4トラツクで作るこ
とができる。このように電気回路処理により分割する場
合は元の2.18,128.1024の検出波形は歪の
少菟ない相互に90’の位相差を持つsin波が必要で
あるといわれている。
1024分割したトラックを用いて4,8,32,84
゜256.612分割は電気回路処理によって作る方法
を取ると10トラツク必要なものが4トラツクで作るこ
とができる。このように電気回路処理により分割する場
合は元の2.18,128.1024の検出波形は歪の
少菟ない相互に90’の位相差を持つsin波が必要で
あるといわれている。
発明が解決しよつとする課題
一方外径80mのように大形磁気ドラムになると128
.1024分割ではsin波で検出することが可能であ
るが、2,16分割では着磁ピッチが125m 、 1
5.7mとなり、このように大きいピッチでは円周方向
に磁界?発生させる従来の着磁とMR素子の構成ではs
in波の信号波形が得られなかった。
.1024分割ではsin波で検出することが可能であ
るが、2,16分割では着磁ピッチが125m 、 1
5.7mとなり、このように大きいピッチでは円周方向
に磁界?発生させる従来の着磁とMR素子の構成ではs
in波の信号波形が得られなかった。
本発明は、上記課題を解決するために、低周波なsin
波も得られる磁気センサを実現することを目的とする。
波も得られる磁気センサを実現することを目的とする。
課題を解決するための手段
本発明は、上記目的を達成するために、円筒形ドラムの
側面にSinカー゛プ状に磁気トラックを設け、この磁
性トラックに対向させて強磁性磁気抵抗素子を配置した
ものである。
側面にSinカー゛プ状に磁気トラックを設け、この磁
性トラックに対向させて強磁性磁気抵抗素子を配置した
ものである。
作用
円筒形ドラムの外周で、ドラムの軸と同一方向に磁界を
発生させ、しかもドラムの回転と共に軸方向にSinカ
ーブ状の磁気トラックが移動することでこの磁界全強磁
性磁気抵抗素子が検出し、Sin波の信号が得られる。
発生させ、しかもドラムの回転と共に軸方向にSinカ
ーブ状の磁気トラックが移動することでこの磁界全強磁
性磁気抵抗素子が検出し、Sin波の信号が得られる。
実施例
以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する
。
。
(実施例1)
第1図は円筒形の磁気ドラム1の側面を切り開いた状態
を示す図である。磁気ドラム1はステンレス、アルミニ
ウム等の非磁性体からなる。磁気ドラム1にはSinカ
ーブ状の溝2a 、2bが形成されている。本実施例で
は幅、深さも一定な溝2a 、2bである。この溝21
L、2bには樹脂と混合した磁性粉を用いた磁性塗料が
埋め込まれている。この磁性塗料は着磁されることで、
Sinカーブ状の磁気トラック20.211が形成され
ている。各磁気トラック20,2dは上半分がN極。
を示す図である。磁気ドラム1はステンレス、アルミニ
ウム等の非磁性体からなる。磁気ドラム1にはSinカ
ーブ状の溝2a 、2bが形成されている。本実施例で
は幅、深さも一定な溝2a 、2bである。この溝21
L、2bには樹脂と混合した磁性粉を用いた磁性塗料が
埋め込まれている。この磁性塗料は着磁されることで、
Sinカーブ状の磁気トラック20.211が形成され
ている。各磁気トラック20,2dは上半分がN極。
下半分がS極に分極している。各磁気トラック20.2
dには、それぞれ対向する感知部81人。
dには、それぞれ対向する感知部81人。
R2人とRI B 、R2Hで構成された磁気抵抗素子
3(以下略してMR素子)が磁気トラック20゜2dで
発生する磁界を検知するように配置されている。この感
知部R1ム、R2ムは直列に接続されておジ両端には電
源によV電圧Xがかかっていて、また感知部R1人、1
2人の接続点がら出カ電圧VAi取り出す。感知部R1
B 、R2Hも同様の構成で接続され、出方電圧VBi
出カする。
3(以下略してMR素子)が磁気トラック20゜2dで
発生する磁界を検知するように配置されている。この感
知部R1ム、R2ムは直列に接続されておジ両端には電
源によV電圧Xがかかっていて、また感知部R1人、1
2人の接続点がら出カ電圧VAi取り出す。感知部R1
B 、R2Hも同様の構成で接続され、出方電圧VBi
出カする。
検出するようすを磁気トラック2Gと感知部R1人、1
2人を用いて説明すると、磁気トラック2cの位置x1
が感知部R1ム、R2人に対向したときはR2ムの抵抗
値が負に最大変化して出力電圧VAは第2図に示すより
に最大値となる、位置x2の場合は81人、R2ムに同
じように磁界が加わり同じ抵抗値変化となり、電源電圧
の半分となジ、第2図に示すように−にとなる、位置x
3の場合は81人の抵抗値が負に最大変化して出力7人
の電圧は第2図に示すように最小値となる。同じように
して位置X4 、 XS (第1図では磁気ドラムを展
開した図なのでxlと同じ点となる)に対向する゛と出
力7人は第2図のよりに変化する。Xl 、X2.X3
.X4.X6以外の点は磁気トラックがsinカーブ状
であるため発生する磁界もsinカーブで、出力VAは
第2図の7人のグラフのようにsinカーブに変化し、
本実施例では磁気ドラム1が1回転すると1Hzのsi
n波出力電圧Vムが得らnる。磁気トラック2dは磁気
ドラム1を矢印の移動方向としたとき磁気トラックユよ
り位相が90°進んでおり、MRR子3の感知部RIB
、R2Bの出力電圧VBは第2図のグラフVBに示すよ
うに出力電圧Vムに対して90゜進むsinカーブの出
力が得られる。
2人を用いて説明すると、磁気トラック2cの位置x1
が感知部R1ム、R2人に対向したときはR2ムの抵抗
値が負に最大変化して出力電圧VAは第2図に示すより
に最大値となる、位置x2の場合は81人、R2ムに同
じように磁界が加わり同じ抵抗値変化となり、電源電圧
の半分となジ、第2図に示すように−にとなる、位置x
3の場合は81人の抵抗値が負に最大変化して出力7人
の電圧は第2図に示すように最小値となる。同じように
して位置X4 、 XS (第1図では磁気ドラムを展
開した図なのでxlと同じ点となる)に対向する゛と出
力7人は第2図のよりに変化する。Xl 、X2.X3
.X4.X6以外の点は磁気トラックがsinカーブ状
であるため発生する磁界もsinカーブで、出力VAは
第2図の7人のグラフのようにsinカーブに変化し、
本実施例では磁気ドラム1が1回転すると1Hzのsi
n波出力電圧Vムが得らnる。磁気トラック2dは磁気
ドラム1を矢印の移動方向としたとき磁気トラックユよ
り位相が90°進んでおり、MRR子3の感知部RIB
、R2Bの出力電圧VBは第2図のグラフVBに示すよ
うに出力電圧Vムに対して90゜進むsinカーブの出
力が得られる。
(実施例2)
本発明の第2の実施例について第3図金用′いて説明す
る。磁気ドラム4に溝6全形成し磁性塗料を埋め込んだ
ものである。溝6の上端5 a f Sinカーブ状に
する。一方溝60下端6bは上端Saより90’90’
進んだsinカーブとなっている。
る。磁気ドラム4に溝6全形成し磁性塗料を埋め込んだ
ものである。溝6の上端5 a f Sinカーブ状に
する。一方溝60下端6bは上端Saより90’90’
進んだsinカーブとなっている。
この溝6に埋め込まれた磁性塗料に着磁し、磁気トラッ
ク6cとする、MRR子6は磁気トラック上端6aと感
知部R2AニアE磁気トラック下端6bと感知部11B
が対向するように近接配置する。
ク6cとする、MRR子6は磁気トラック上端6aと感
知部R2AニアE磁気トラック下端6bと感知部11B
が対向するように近接配置する。
RlA 、R2Hは温度補償用のダミーとして感知部R
2ム、R1Bと同じMR素子で作られる。磁気トラック
の上端51L、下端6bがsinカーブ状に形成されて
いるので、感知部の82人、RlBはそれぞれsinカ
ーブで抵抗値が変化して、出力電圧Vム、VB は相
互に90’の位相差を持つsin波の出力が得られる。
2ム、R1Bと同じMR素子で作られる。磁気トラック
の上端51L、下端6bがsinカーブ状に形成されて
いるので、感知部の82人、RlBはそれぞれsinカ
ーブで抵抗値が変化して、出力電圧Vム、VB は相
互に90’の位相差を持つsin波の出力が得られる。
上記実施例では1回転1Hzの場合で説明したが、他の
周波数の場合はこの溝の上下する回数を増して同じよう
に検出することができる。
周波数の場合はこの溝の上下する回数を増して同じよう
に検出することができる。
(実施例3)
本発明の第3の実施例について第4図を用いて説明する
。磁気ドラム7の表面には磁気トラックsa、sbを設
け、磁気トラックsa、sbは磁気ドラム7の側面の円
周方向に対して着磁幅がsinカーブ状に変化させたも
のである。この磁気トラックaa、sbの着磁幅の増減
は丁度位相が90’ずれている。磁気トラックsa、s
bにはMRR子10を対向し近接配置する。MRR子1
0の感知部82人は磁気トラック8已に対向し。
。磁気ドラム7の表面には磁気トラックsa、sbを設
け、磁気トラックsa、sbは磁気ドラム7の側面の円
周方向に対して着磁幅がsinカーブ状に変化させたも
のである。この磁気トラックaa、sbの着磁幅の増減
は丁度位相が90’ずれている。磁気トラックsa、s
bにはMRR子10を対向し近接配置する。MRR子1
0の感知部82人は磁気トラック8已に対向し。
感知部R1Bは磁気トラック8bに対向させる、R1ム
、R2Hは温度補償用のダミーとして感知部R2ムとR
lBと同じMR素子で作られる、感知部R2ム、ダミー
R1A1直列に接続し、その接続点から出力”l/A
i取ジ出し、他端側を電源Eに接続する。感知部11B
も同様にダミーR2B。
、R2Hは温度補償用のダミーとして感知部R2ムとR
lBと同じMR素子で作られる、感知部R2ム、ダミー
R1A1直列に接続し、その接続点から出力”l/A
i取ジ出し、他端側を電源Eに接続する。感知部11B
も同様にダミーR2B。
電源Eに接続し、出力VB i取ジ出すのは前述の実施
例と同様である。
例と同様である。
磁気ドラム70回転に伴い、MR累壬子6感知部82人
、R1Bに対向している、磁気トラック5ム、5Bの幅
がsinカーブ的に変化する、したがって感知部R2ム
、11Bに達する磁界強さもsinカーブで変化し、感
知部82人、R1Bの抵抗値はsinカーブで変化する
。したがって出力電圧Vム、VBもsinカーブで変化
し、磁気ドラムが1回転すると1H2のsin波出力が
得られる。磁気トラック8aと8bの着磁幅の変化は磁
気トラック81Lに対して、磁気トラック8bは90’
進んでいるので出力電圧Vムに対して出力電圧VBは9
0°進んだ出力が得られる。本実施例では1回転1Hz
の場合で説明したが、他の周波の場合は、この磁気トラ
ックが軸方向へ上下する回数を増して同じように検出す
ることができる。
、R1Bに対向している、磁気トラック5ム、5Bの幅
がsinカーブ的に変化する、したがって感知部R2ム
、11Bに達する磁界強さもsinカーブで変化し、感
知部82人、R1Bの抵抗値はsinカーブで変化する
。したがって出力電圧Vム、VBもsinカーブで変化
し、磁気ドラムが1回転すると1H2のsin波出力が
得られる。磁気トラック8aと8bの着磁幅の変化は磁
気トラック81Lに対して、磁気トラック8bは90’
進んでいるので出力電圧Vムに対して出力電圧VBは9
0°進んだ出力が得られる。本実施例では1回転1Hz
の場合で説明したが、他の周波の場合は、この磁気トラ
ックが軸方向へ上下する回数を増して同じように検出す
ることができる。
(実施例4)
本実施例では、第1の実施例で説明した磁気センサの製
造方法について説明する。円筒形の磁気ドラム1の側面
に第1の実施例で説明した溝2a。
造方法について説明する。円筒形の磁気ドラム1の側面
に第1の実施例で説明した溝2a。
2b2形成する。溝2fL、2b’i埋めるよりに磁性
塗料を塗布した後に、この塗料表面を研磨して塗膜厚全
均一にすると共に°、溝2a、2bからはみ出した塗膜
を取り除ぐ。次に着磁ヘッドにより磁性塗料を着磁し、
磁気トラック20.2d′ft形成する。この磁気トラ
ック2c、2dに対向するよりにMR素子3ft配置し
、磁気センサとする。
塗料を塗布した後に、この塗料表面を研磨して塗膜厚全
均一にすると共に°、溝2a、2bからはみ出した塗膜
を取り除ぐ。次に着磁ヘッドにより磁性塗料を着磁し、
磁気トラック20.2d′ft形成する。この磁気トラ
ック2c、2dに対向するよりにMR素子3ft配置し
、磁気センサとする。
(実施例5)
本実施例では、第4の実施例とは異なった磁気センサの
製造方法について説明する。円筒形の磁気ドラム1の側
面に磁性塗料を塗布する。その後、着磁ヘッドにより、
第1の実施例で説明した磁気トラック2c、2dを形成
する。そして、この磁気トウツク2C、2dに対向する
ようにMR素子3を配置し、磁気センサとする。
製造方法について説明する。円筒形の磁気ドラム1の側
面に磁性塗料を塗布する。その後、着磁ヘッドにより、
第1の実施例で説明した磁気トラック2c、2dを形成
する。そして、この磁気トウツク2C、2dに対向する
ようにMR素子3を配置し、磁気センサとする。
発明の効果
このような構成にすることにより1回転1H2というよ
うな低周波なgin波検量検出きることが可能となり、
アブソリュート型でも少ない磁気トラックと少ないMR
素子で磁気センサを構成することができ、小型で安価な
エンコーダを作ることができる。
うな低周波なgin波検量検出きることが可能となり、
アブソリュート型でも少ない磁気トラックと少ないMR
素子で磁気センサを構成することができ、小型で安価な
エンコーダを作ることができる。
第1図は本発明の第1の実施例の磁気ドラムとM’R素
子の相対関係2示す説明図、第2図はMR素子の出力電
圧を示す波形図、第3図、第4図は各々本発明の第2.
第3の実施例の磁気ドラムとMR素子の相対関係を示す
説明図、第6図は従来例の磁気トラックとMR素子の関
係全示す斜視図、第8図は第6図でのMR素子の出力電
圧を示す波形図である。 1 、4 、7−・・・−磁気ドラム、20.2d
、60 。 sa、8b・・・・・・磁気、トラック、3,6.10
・・・・・・MR素子、 R1人、R2人、RlB、R
2B・・・・・・感知部。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか1名ノー
9血気ドラA 2a、 Zb、−溝 2c、 2ct−−−、磁気トラック 3−−−、M R去1 岬 1 − 其2図 第3図 第4図 、。
子の相対関係2示す説明図、第2図はMR素子の出力電
圧を示す波形図、第3図、第4図は各々本発明の第2.
第3の実施例の磁気ドラムとMR素子の相対関係を示す
説明図、第6図は従来例の磁気トラックとMR素子の関
係全示す斜視図、第8図は第6図でのMR素子の出力電
圧を示す波形図である。 1 、4 、7−・・・−磁気ドラム、20.2d
、60 。 sa、8b・・・・・・磁気、トラック、3,6.10
・・・・・・MR素子、 R1人、R2人、RlB、R
2B・・・・・・感知部。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか1名ノー
9血気ドラA 2a、 Zb、−溝 2c、 2ct−−−、磁気トラック 3−−−、M R去1 岬 1 − 其2図 第3図 第4図 、。
Claims (5)
- (1)円筒形ドラムの側面にSinカーブ状に磁気トラ
ックを設け、この磁気トラックに対向させて強磁性磁気
抵抗素子を配置した磁気センサ。 - (2)磁気トラックの幅が一定である請求項1記載の磁
気センサ。 - (3)磁気トラックの幅が増減する請求項1記載の磁気
センサ。 - (4)円筒形ドラムの側面にSinカーブ状の溝を形成
し、この溝を埋めるよりに磁性塗料を塗布し、この磁性
塗料の表面を研磨して均一にし、この磁性塗料を着磁し
て磁気トラックとする請求項1記載の強磁性磁気抵抗素
子の製造方法。 - (5)円筒形ドラムの側面に磁性塗料を塗布し、Sin
カーブ状に着磁して磁気トラックとする請求項1記載の
強磁性磁気抵抗素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1126969A JPH02306113A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 磁気センサ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1126969A JPH02306113A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 磁気センサ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02306113A true JPH02306113A (ja) | 1990-12-19 |
Family
ID=14948380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1126969A Pending JPH02306113A (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 磁気センサ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02306113A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0997706A1 (de) * | 1998-10-28 | 2000-05-03 | Philips Corporate Intellectual Property GmbH | Anordnung zur Messung einer relativen linearen Position |
| WO2006018863A1 (ja) * | 2004-08-17 | 2006-02-23 | Ntn Corporation | 回転センサ付軸受 |
-
1989
- 1989-05-19 JP JP1126969A patent/JPH02306113A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0997706A1 (de) * | 1998-10-28 | 2000-05-03 | Philips Corporate Intellectual Property GmbH | Anordnung zur Messung einer relativen linearen Position |
| US6433537B1 (en) | 1998-10-28 | 2002-08-13 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Arrangement for measuring a relative linear position between an angle sensor and magnetic body |
| WO2006018863A1 (ja) * | 2004-08-17 | 2006-02-23 | Ntn Corporation | 回転センサ付軸受 |
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