JPH03262919A - 磁気式非接触ポテンショメータ - Google Patents
磁気式非接触ポテンショメータInfo
- Publication number
- JPH03262919A JPH03262919A JP2061459A JP6145990A JPH03262919A JP H03262919 A JPH03262919 A JP H03262919A JP 2061459 A JP2061459 A JP 2061459A JP 6145990 A JP6145990 A JP 6145990A JP H03262919 A JPH03262919 A JP H03262919A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- ferromagnetic magnetoresistive
- magnetic field
- magnet
- magnetoresistive element
- Prior art date
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- Pending
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Hall/Mr Elements (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、強磁性磁気抵抗素子を用いた磁気式たとえば
、回転角検出用に使用されるポテンショメータは、従来
コンダクティブ・プラスティック（導電性樹脂〉抵抗体
を用いた接点摺動型のものが主流であり、特に一体成形
型のものは、その摺動寿命や回転トルク等の点で優れて
いる。しかしながら、近年のメカトロニクス化の普及に
より、ノイズレス、長寿命、高度な追従性等の要求がさ
らに高まり、これらの要求を満たすために、たとえば、
ＩｎＳｂ等の半導体磁気抵抗素子を使用した非接触ポテ
ンショメータが開発された。
、回転角検出用に使用されるポテンショメータは、従来
コンダクティブ・プラスティック（導電性樹脂〉抵抗体
を用いた接点摺動型のものが主流であり、特に一体成形
型のものは、その摺動寿命や回転トルク等の点で優れて
いる。しかしながら、近年のメカトロニクス化の普及に
より、ノイズレス、長寿命、高度な追従性等の要求がさ
らに高まり、これらの要求を満たすために、たとえば、
ＩｎＳｂ等の半導体磁気抵抗素子を使用した非接触ポテ
ンショメータが開発された。
この種の磁気抵抗素子は磁界強度に比例してその抵抗値
が変化するので、磁石と組合せた非接触のポテンショメ
ータとして利用されている。
が変化するので、磁石と組合せた非接触のポテンショメ
ータとして利用されている。
発明が解決しようとする課題
従来の半導体磁気抵抗素子は強磁界を必要としていたの
で高価な希土類磁石などが必要であり、またポテンショ
メータとしては移動に対する出力の変化パターンも限定
されたものであった。
で高価な希土類磁石などが必要であり、またポテンショ
メータとしては移動に対する出力の変化パターンも限定
されたものであった。
本発明は上記従来の問題点を解決し、安価な磁気材料も
使用でき、変化パターンも自由に変えられる磁気式非接
触ポテンショメータを提供することを目的とする。
使用でき、変化パターンも自由に変えられる磁気式非接
触ポテンショメータを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するために本発明の磁気式非接触ポテン
ショメータは、フェライト磁石、またはフェライト磁石
粉と樹脂を混合したプラスチック磁石等により磁石を構
成し、この磁石表面に複数の磁気トラックを形成し、こ
の磁気トラックは磁石の移動方向に磁化強度が変化し、
磁化方向は移動方向と直角となるように着磁し、この磁
気トラックに対向配置する強磁性磁気抵抗素子は磁気ト
ラックの移動方向と直角すなわち磁化方向に対して感度
があるように配置する構成としたものである。
ショメータは、フェライト磁石、またはフェライト磁石
粉と樹脂を混合したプラスチック磁石等により磁石を構
成し、この磁石表面に複数の磁気トラックを形成し、こ
の磁気トラックは磁石の移動方向に磁化強度が変化し、
磁化方向は移動方向と直角となるように着磁し、この磁
気トラックに対向配置する強磁性磁気抵抗素子は磁気ト
ラックの移動方向と直角すなわち磁化方向に対して感度
があるように配置する構成としたものである。
作用
本発明は上記構成により、磁石の移動にしたがって磁界
強さが変化する磁気トラックに対向した強磁性磁気抵抗
素子が、その磁界強さに従った信号を検出するように作
用する。
強さが変化する磁気トラックに対向した強磁性磁気抵抗
素子が、その磁界強さに従った信号を検出するように作
用する。
実施例
以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。
第１図に示すように、円柱状の磁石１の中心にシャフト
２を取付ける。磁石１には磁界強さが所定の値で変化す
る２本の磁気トラック３Ａ。
２を取付ける。磁石１には磁界強さが所定の値で変化す
る２本の磁気トラック３Ａ。
３Ｂが磁気記録されている。その磁化方向は磁気トラッ
クの移動方向（磁石表面の回動方向〉と直角方向（シャ
フト２の軸方向）とし、磁気トラック３Ａと３Ｂの磁界
強さの変化は相互に逆位相となるように磁気記録されて
いる。
クの移動方向（磁石表面の回動方向〉と直角方向（シャ
フト２の軸方向）とし、磁気トラック３Ａと３Ｂの磁界
強さの変化は相互に逆位相となるように磁気記録されて
いる。
一方、磁気トラック３Ａ、３Ｂに対向配置する強磁性磁
気抵抗素子ブロック４は低い磁界でも高感度なＮｉＣｏ
、ＮｉＦｅなどの強磁性の薄膜磁気抵抗で構成され、流
れる電流と直角方向の磁界の変化によって抵抗値が増減
するように作用する。強磁性磁気抵抗素子ブロック４の
中で磁気トラック３Ａと対向する位置に強磁性磁気抵抗
素子ＭＲＩとＭＲ２を配置し、磁気トラック３Ｂと対向
する位置に強磁性磁気抵抗素子ＭＲ３とＭＲ４を配置す
る。強磁性磁気抵抗素子ブロック４の接続は第２図の等
価回路に示すように強磁性磁気抵抗素子ＭＨＩとＭＲ３
を、ＭＲ２とＭＲ４をそれぞれ直列に接続し、その接続
点から出力信号ＶＡ。
気抵抗素子ブロック４は低い磁界でも高感度なＮｉＣｏ
、ＮｉＦｅなどの強磁性の薄膜磁気抵抗で構成され、流
れる電流と直角方向の磁界の変化によって抵抗値が増減
するように作用する。強磁性磁気抵抗素子ブロック４の
中で磁気トラック３Ａと対向する位置に強磁性磁気抵抗
素子ＭＲＩとＭＲ２を配置し、磁気トラック３Ｂと対向
する位置に強磁性磁気抵抗素子ＭＲ３とＭＲ４を配置す
る。強磁性磁気抵抗素子ブロック４の接続は第２図の等
価回路に示すように強磁性磁気抵抗素子ＭＨＩとＭＲ３
を、ＭＲ２とＭＲ４をそれぞれ直列に接続し、その接続
点から出力信号ＶＡ。
ＶＢをそれぞれ取出し、それぞれの他端側より電源Ｅに
接続する。
接続する。
このように構成することにより、たとえば第３図に示す
ように磁石１の回転に対して磁気トラック３Ａの磁界強
さは直線増加し、一方磁気トラック３Ｂの磁界強さは直
線減少するようにしておくと、強磁性磁気抵抗素子ブロ
ック４内のＭＲＩの抵抗値は磁石１の回転に伴って直線
で減少する。
ように磁石１の回転に対して磁気トラック３Ａの磁界強
さは直線増加し、一方磁気トラック３Ｂの磁界強さは直
線減少するようにしておくと、強磁性磁気抵抗素子ブロ
ック４内のＭＲＩの抵抗値は磁石１の回転に伴って直線
で減少する。
一方ＭＲ３の抵抗値は磁石１の回転に伴って直線増加す
る。したがって出力信号ＶＡはＭＨＩの抵抗値減少分と
ＭＲ３の抵抗値増加分を加算した抵抗値変化分に比例し
たものとなる。逆相に接続したＭＲ２とＭＲ４の組は前
記ＭＲＩとＭＲ３の組と逆相となるのでこの出力信号Ｖ
ＡとＶＢの差を取ると出力信号ＶＡの２倍の信号出力と
なる。
る。したがって出力信号ＶＡはＭＨＩの抵抗値減少分と
ＭＲ３の抵抗値増加分を加算した抵抗値変化分に比例し
たものとなる。逆相に接続したＭＲ２とＭＲ４の組は前
記ＭＲＩとＭＲ３の組と逆相となるのでこの出力信号Ｖ
ＡとＶＢの差を取ると出力信号ＶＡの２倍の信号出力と
なる。
なおこの実施例で、強磁性磁気抵抗素子を４個使ってブ
リッジ接続した例を示したが各磁気トラックに１個ずつ
の強磁性磁気抵抗素子を使って２個を直列とし、中点か
ら信号を検出してもよい。
リッジ接続した例を示したが各磁気トラックに１個ずつ
の強磁性磁気抵抗素子を使って２個を直列とし、中点か
ら信号を検出してもよい。
つぎに本発明の第２の実施例の温度補償方法を用いた回
路を第６図を用いて説明する。
路を第６図を用いて説明する。
強磁性磁気抵抗素子ブロック４は温度により抵抗値が増
加するのでその温度補償のため図のような差動増幅回路
を構成している。この増幅回路でにより抵抗値の変わら
ない抵抗器とし、Ｒ２には強磁性磁気抵抗素子ブロック
４と同じ材料で作りた同じ温度特性を持つ抵抗器で、で
きれば強磁性磁気抵抗素子ブロック４と同一基板上で同
一材料で作った抵抗器とする。こうすることでＭＲＩ。
加するのでその温度補償のため図のような差動増幅回路
を構成している。この増幅回路でにより抵抗値の変わら
ない抵抗器とし、Ｒ２には強磁性磁気抵抗素子ブロック
４と同じ材料で作りた同じ温度特性を持つ抵抗器で、で
きれば強磁性磁気抵抗素子ブロック４と同一基板上で同
一材料で作った抵抗器とする。こうすることでＭＲＩ。
ＭＲ２，ＭＲ３，ＭＲ４が持つ抵抗温度特性による出力
変動を補償するこ゛とができる。
変動を補償するこ゛とができる。
つぎに磁気トラック３Ａ、３Ｂの回転角に対する磁界強
さの変化の各種別を第４図および第５図に示す。第４図
は磁石１が１回転したときにｓｉｎ波ＩＨｚとした場合
で磁気トラック３Ａと３Ｂの磁界強さの変化は相互に１
８０度の位相差があり磁界強さはｓｉｎ波となっている
。
さの変化の各種別を第４図および第５図に示す。第４図
は磁石１が１回転したときにｓｉｎ波ＩＨｚとした場合
で磁気トラック３Ａと３Ｂの磁界強さの変化は相互に１
８０度の位相差があり磁界強さはｓｉｎ波となっている
。
第５図は磁石１が１回転したときに三角波１比とした場
合で磁気トラック３Ａと３Ｂは相互に１８０度の位相差
があり磁界強さは三角波となっている。なお、以上回転
する磁石１により説明してきたが、磁石１は回転に限ら
ず、直線移動のリニアポテンショメータとしてもよい。
合で磁気トラック３Ａと３Ｂは相互に１８０度の位相差
があり磁界強さは三角波となっている。なお、以上回転
する磁石１により説明してきたが、磁石１は回転に限ら
ず、直線移動のリニアポテンショメータとしてもよい。
また例示のような円柱状でなく円筒状でよく、また円板
状の磁石の平面側に着磁してもよく、さらに円板の表面
と裏面に磁気トラックを配置してもよいものである。ま
た２本の磁気トラックは一体の磁石でなく、たとえば２
個のリング状磁石でもよいものである。また、磁気トラ
ックは２本に限らず多数本設け、強磁性磁気抵抗素子も
それに応じて増加させ増幅回路で加算して検出感度を高
めてもよい。
状の磁石の平面側に着磁してもよく、さらに円板の表面
と裏面に磁気トラックを配置してもよいものである。ま
た２本の磁気トラックは一体の磁石でなく、たとえば２
個のリング状磁石でもよいものである。また、磁気トラ
ックは２本に限らず多数本設け、強磁性磁気抵抗素子も
それに応じて増加させ増幅回路で加算して検出感度を高
めてもよい。
発明の効果
本発明は以上述べたように、低い磁界で動作させること
ができるので安価な磁気材料を用いることができるとと
もに、構成も簡単で安価な磁気式非接触ポテンショメー
タを作ることができる実用効果の高いものである。
ができるので安価な磁気材料を用いることができるとと
もに、構成も簡単で安価な磁気式非接触ポテンショメー
タを作ることができる実用効果の高いものである。
第１図は本発明の一実施例の磁気式非接触ポテンショメ
ータの要部構成の斜視図、第２図は強磁性磁気抵抗素子
の接続を示す等価回路図、第３図は磁気トラックにおけ
る磁界強さの変化を示す図、第４図は磁気トラックの磁
界強さの変化の他の例を示す図、第５図は磁気トラック
の磁界強さの変化のさらに他の例を示す図、第６図は本
発明の第２の実施例の温度補償増幅回路を示す回路図で
ある。 １・・・・・・磁石、２・・・・・・シャフト、３Ａ、
３Ｂ・・・・・・磁気トラック、４・・・・・・強磁性
磁気抵抗素子ブロック、ＭＲＩ 、ＭＲ２，ＭＲ３，Ｍ
Ｒ４・・・・・・強磁性磁気抵抗素子。
ータの要部構成の斜視図、第２図は強磁性磁気抵抗素子
の接続を示す等価回路図、第３図は磁気トラックにおけ
る磁界強さの変化を示す図、第４図は磁気トラックの磁
界強さの変化の他の例を示す図、第５図は磁気トラック
の磁界強さの変化のさらに他の例を示す図、第６図は本
発明の第２の実施例の温度補償増幅回路を示す回路図で
ある。 １・・・・・・磁石、２・・・・・・シャフト、３Ａ、
３Ｂ・・・・・・磁気トラック、４・・・・・・強磁性
磁気抵抗素子ブロック、ＭＲＩ 、ＭＲ２，ＭＲ３，Ｍ
Ｒ４・・・・・・強磁性磁気抵抗素子。
Claims (4)
- （１）同時に移動可能な少なくとも２本の磁気トラック
のそれぞれに対向して検出用の強磁性磁気抵抗素子を配
置し、前記磁気トラックはその移動方向に対する磁界強
度の変化が互いに逆位相であり、かつ磁化方向が磁気ト
ラックの移動方向と直角である磁気式非接触ポテンショ
メータ。 - （２）強磁性磁気抵抗素子を直列に接続して、その中点
を信号検出端とし、両端に電源を接続した請求項１記載
の磁気式非接触ポテンショメータ。 - （３）磁気トラックに各２個ずつ対向した強磁性磁気抵
抗素子を有し、同一磁気トラックに対向した強磁性磁気
抵抗素子どうしが対辺になるように検出ブリッジを構成
した請求項１記載の磁気式非接触ポテンショメータ。 - （４）強磁性磁気抵抗素子と同一素材である抵抗器と、
抵抗温度変化のない抵抗器とで検出電圧を分圧する請求
項１記載の磁気式非接触ポテンショメータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2061459A JPH03262919A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 磁気式非接触ポテンショメータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2061459A JPH03262919A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 磁気式非接触ポテンショメータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03262919A true JPH03262919A (ja) | 1991-11-22 |
Family
ID=13171642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2061459A Pending JPH03262919A (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 磁気式非接触ポテンショメータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03262919A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017530355A (ja) * | 2014-10-14 | 2017-10-12 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 回転エレメントの少なくとも１つの回転特性を決定するためのセンサ |
-
1990
- 1990-03-13 JP JP2061459A patent/JPH03262919A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017530355A (ja) * | 2014-10-14 | 2017-10-12 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 回転エレメントの少なくとも１つの回転特性を決定するためのセンサ |
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