JPH06137891A - 磁気式エンコーダーモジュール - Google Patents

磁気式エンコーダーモジュール

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JPH06137891A
JPH06137891A JP31094792A JP31094792A JPH06137891A JP H06137891 A JPH06137891 A JP H06137891A JP 31094792 A JP31094792 A JP 31094792A JP 31094792 A JP31094792 A JP 31094792A JP H06137891 A JPH06137891 A JP H06137891A
Authority
JP
Japan
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output
phase
sensor unit
detecting
pulse
Prior art date
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Pending
Application number
JP31094792A
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English (en)
Inventor
Nobuhiro Ito
信宏 伊藤
Kenji Matsuo
研志 松尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 センサ部と演算処理部とをひき回し配線接続
することなく構成し、耐ノイズ性を高め、小型で汎用性
の優れたものにする。 【構成】 センサ部1は被検出体の移動を検出する第1
および第2の磁気抵抗素子A1,A2,B1,B2と、
移動原点位置を検出する第3の磁気抵抗素子Z1,Z2
より構成され、第1の素子A1,A2よりA相の検出電
圧Va を、第2の素子B1,B2よりB相の電圧V
b を、第3の素子Z1,Z2よりZ相の電圧VZ を出力
する。演算処理部2ではこれら検出信号Va ,Vb ,V
Z を増幅回路にて増幅し、比較回路でパルス信号Vap
bp,VZpに変換し、論理回路で2倍周波数パルスVwp
や移動方向検出パルスVrpを作り出して出力部にて信号
ap,Vbp,VZp,Vwp,Vrpをオープンコレクタ方式
で出力する。両部1,2をワンチップIC内に一体構成
するので、耐ノイズ性が高く、小型化できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁電変換素子を利用し
て磁性体の移動等を検出する磁気式エンコーダーモジュ
ールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁性体からなる被検出体の移動を磁気式
センサで検出し、その検出した信号を処理する一般的な
回路ブロック図が図11に示されている。
【0003】同図におけるセンサ部1による被検出体移
動の検出概念図が図7に示されている。このセンサ部1
を構成する磁電変換素子としての磁気抵抗素子A1,A
2,B1,B2,Z1,Z2はマグネットの上側に図8
に示すように配列され、図9に示す等価回路図となるよ
う配線されている。第1の磁気抵抗素子A1とA2、第
2の磁気抵抗素子B1とB2、第3の磁気抵抗素子Z1
とZ2はそれぞれ直列接続回路で構成され、これら直列
接続回路の一端側は電源ラインに接続され、他端側はグ
ランドラインに接続されている。第1の磁気抵抗素子A
1とA2の接続部からA相の出力電圧Va が、第2の磁
気抵抗素子B1とB2の接続部からB相の出力電圧Vb
が、第3の磁気抵抗素子Z1とZ2の接続部からZ相出
力電圧Vz が出力される。
【0004】被検出体としての磁性体からなる歯車3に
上記磁気抵抗素子A1,A2,B1,B2を対向配置
し、第1の磁気抵抗素子A1,A2は、歯車3の山が例
えば磁気抵抗素子A1に対向するときに歯車3の谷が磁
気抵抗素子A2を通過するように配列され、歯車3の回
転が磁気抵抗素子A1,A2の差動出力Va として検出
される構成となっている。第2の磁気抵抗素子B1,B
2は、これから出力するB相の電圧Vb が前記第1の磁
気抵抗素子A1,A2から出力されるA相の電圧Va
対して90度の位相差をもつよう配設されており、各電圧
a ,Vb の波形図が図5に示されている。この波形図
の進相関係で被検出体の移動方向が検出できる。
【0005】また、前記歯車3には、図10に示すよう
に、磁性体からなる歯車4が歯車3と一体に回転するよ
う付設されており、この歯車4には歯5が1つだけ設置
されている。第3の磁気抵抗素子Z1,Z2はこの歯車
4に対向配置されており、第1の磁気抵抗素子A1,A
2とは電気的に同相となるよう配設されている。素子Z
1とZ2の接続部から出力するZ相の出力電圧VZ は、
図6に示されるように、歯車3,4が1回転する間に1
つの波形信号を基準信号として出力する。Z相の基準信
号を発するときが歯車3の1回転毎の原点位置となる。
【0006】これらセンサ部1より出力される検出電圧
a ,Vb ,VZ は演算処理部2にて電圧増幅等の信号
処理がなされ、所望の出力信号にパルス変換されコント
ロール部10に加えられる。コントロール部10ではこれら
のパルス信号を利用して回転制御等の所望の制御が行わ
れる。
【0007】ところで、センサ部1と演算処理部2とは
回転軸を備えた装置に設置され使用されており、近年の
装置の小型化によりセンサ部1設置部分にディスクリー
ト部品にて構成した演算処理部2を配設する空間的な余
裕はなくなる傾向にあり、この場合には演算処理部2を
センサ部1とは離れた位置に配設することになる。この
ようにセンサ部1と演算処理部2とを離して設置する使
用形態の場合には、センサ部1と演算処理部2とは長い
リード線9等でひき回し配線により接続される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、センサ
部1からの出力信号Va ,Vb ,VZ は周知のように非
常に小さく、長いリード線9を通すことにより、これら
出力信号Va ,Vb ,VZ にノイズが乗り易く、誤検出
の原因となるという問題があった。
【0009】また、メーカー側で製造したセンサ部1を
利用してユーザー側が信号処理を行う場合には、センサ
部1の仕様に合わせて回路条件を設計しなければなら
ず、センサ部1の仕様が変更されたときには、その度に
回路変更をしなければならなかった。逆に、ユーザー側
の演算処理部2の仕様に合うようにメーカー側が要望を
受け、センサ部1を製造する場合にもセンサ部1から出
力信号の振幅等を適宜に調整しなければならないことに
なり、度々面倒な作業を強いられた。
【0010】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、センサ部と演算処理
部とがひき回し配線接続されることなく、耐ノイズ性に
優れ、使用勝手がよい、小型の磁気式エンコーダーモジ
ュールを提供することにある。
【0011】
【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、次のように構成されている。すなわち、本
発明の磁気式エンコーダーモジュールは、被検出体の移
動検出を行う第1の磁電変換素子と、この第1の磁電変
換素子と90度の位相差をもって被検出体の移動検出を行
う第2の磁電変換素子と、被検出体の移動原点位置を検
出する第3の磁電変換素子とを備えたセンサ部と、前記
各磁電変換素子からの信号を処理し、第1の磁電変換素
子と第2の磁電変換素子の各相の検出パルスと、この各
相の検出パルスから作り出した2倍周波数パルスと、被
検出体の移動方向検出パルスとをオープンコレクタ方式
で出力する演算処理部とを有し、前記センサ部と演算処
理部は一体となってワンチップIC化されていることを
特徴としている。
【0012】
【作用】センサ部と演算処理部はワンチップIC内に一
体構成され、モジュール化されるのでセンサ部と演算処
理部との接続ラインは極く短くなり、外部からのノイズ
の混入を防止でき、検出信号を汎用的な電圧にして出力
できる。また、ワンチップIC化されることにより、磁
気式エンコーダーモジュールは非常に小型化される。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一の
部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図
1には本発明に係る磁気式エンコーダーモジュールの一
実施例が示されている。本実施例ではセンサ部1と演算
処理部2とは基板(図示せず)上に面実装されることに
よってワンチップIC化されている。センサ部1の構成
は従来と同様である。本実施例の特徴は、従来では別々
に独立して構成したセンサ部1と演算処理部2とをワン
チップIC内に一体的に構成し、出力信号Vap,Vbp
Zp,Vwp,Vrpを汎用的な電圧、すなわち、信号処理
をするのに支障のない十分な大きさの電圧でオープンコ
レクタ方式に出力したことである。
【0014】ワンチップIC内に形成されているセンサ
部1で出力される検出信号Va ,Vb ,VZ は同ワンチ
ップIC内の演算処理部2に加えられる。演算処理部2
は基準電源、ACカップリングコンデンサ、増幅回路、
比較回路、論理回路、出力部等を有して構成されてい
る。ACカップリングコンデンサは検出信号Va
b,VZ より直流成分をカットし、増幅回路ではこの
信号Va ,Vb ,VZ を電圧増幅し、比較回路ではこの
増幅した信号Va ,Vb ,VZ を基準電源の基準電圧E
と比較して、図3および図4に示すようなパルス信号V
ap,Vbp,VZpに変換する。このパルス信号Vap
bp,VZpは、図2に示すような論理回路に加えられ
る。この論理回路はフリップフロップ6や排他的論理和
演算器であるEXORゲート7,8等を有して構成さ
れ、フリップフロップ6でA相パルスVapとB相パルス
bpとの進相関係を識別して歯車3の移動方向検出パル
スVrpを出力し(図3,4参照)、EXORゲート7,
8ではA相パルスVapとB相パルスVbpの2倍の分解能
をもつ2倍周波数Vwpを出力する(図3,4参照)。
【0015】前記論理回路を経て出力されたパルス信号
ap,Vbp,VZp,Vwp,Vrpは出力部を介して検出信
号として取り出される。図3ではA相パルスVapの方が
B相パルスVbpよりも早く立ち上がっており、歯車3が
時計方向に回転していることを示しており、図4ではA
相パルスVapはB相パルスVbpよりも遅れて立ち上がっ
ているので、歯車3が反時計方向に回転していることを
示している。
【0016】このように、演算処理部2で信号処理され
て出力された信号Vap,Vbp,VZpの2倍周波数パルス
wp、移動方向検出パルスVrpはコントロール部(図示
せず)に加えられて回転制御等の所望の制御が行われ
る。
【0017】本実施例では、前記したように、センサ部
1と演算処理部2とをワンチップIC内に一体的に構成
してモジュール化したので、モジュール化の際に検出信
号の出力を以降の信号処理に十分な汎用的な電圧で出力
するよう設計できるため、この磁気式エンコーダーモジ
ュールの汎用化が可能となる。
【0018】また、ワンチップIC内に一体構成したこ
とにより、本実施例の磁気式エンコーダーモジュールは
非常に小型化され、例えば、ワンチップICに24ピンの
面実装タイプを用いた場合には、その外形寸法は高さ2.
5 mm×厚さ15.54 mm×幅10.3mmとなり、ディスクリート
部品にて演算処理部2を構成した場合の1/5〜1/10
程度のスペースに納めることができ、回転被検出部を備
えた装置の小型化が図られてもこの装置内に支障なく設
置することができる。
【0019】さらに、本実施例によれば、検出信号を汎
用的な電圧で出力するため、ユーザー側がこの検出信号
をコントロール信号として利用でき、メーカー側のセン
サ部1の仕様変更に伴うユーザー側の演算処理部2の回
路変更等が必要なくなる。
【0020】さらに、従来のようにセンサ部1と演算処
理部2とをひき回し配線によって接続する必要もないの
で、面倒な配線接続作業がなくなる。さらに、従来はひ
き回し配線部分からノイズが混入することがあり誤検出
の原因ともなったが、本実施例ではこのようなひき回し
配線はないのでノイズが乗ることなく、信頼性の高い磁
気式エンコーダーモジュールを提供できる。
【0021】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では被検出体として歯車3を対象に説明したが、
この被検出体は、例えば磁気式リニアスケール等によっ
て形成して、このリニアスケールの直線移動検出を行う
ようにしてもよく、その種類は限定されない。
【0022】また、磁気抵抗素子A1,A2,B1,B
2,Z1,Z2の代わりにホール素子等の磁電変換素子
を用いてもよい。
【0023】さらに、論理回路部の構成は本実施例の回
路に、さらに加算回路、減算回路等を加える等、様々な
回路構成を採り得る。
【0024】
【発明の効果】センサ部と演算処理部とをワンチップI
C内に一体的に構成し、モジュール化したことにより、
本発明の磁気式エンコーダーモジュールは非常に小型と
なる。
【0025】また、この磁気式エンコーダーモジュール
から出力される各検出信号は、以降の所望の信号処理に
十分な汎用的な電圧で出力するよう設計できるため、ユ
ーザー側がこの汎用的な電圧で出力される検出信号をコ
ントロール信号として使用でき、所望の制御が行える。
したがって、従来のようなメーカー側のセンサ部の仕様
変更に伴うユーザー側における演算処理部の回路変更等
が必要なく、使用勝手がよくなる。
【0026】さらに、従来のように、センサ部と演算処
理部とをひき回し配線によって接続する必要もないので
接続手間が省ける。従来ではひき回し配線部分からノイ
ズが混入し、誤検出の原因となったが、本発明では、こ
のようなひき回し配線部分はないのでノイズが乗ること
もなく、信頼性の高い磁気式エンコーダーモジュールを
提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁気式エンコーダーモジュールの一実
施例を示す回路ブロック図である。
【図2】図1における論理回路の構成図である。
【図3】図1の回路より出力される信号のタイムチャー
トである。
【図4】被検出体が図3に示す場合とは逆の方向に移動
した場合の出力信号のタイムチャートである。
【図5】センサ部より出力されるA相およびB相の出力
波形図である。
【図6】センサ部より出力されるZ相の出力波形図であ
る。
【図7】センサ部における歯車移動の検出概念図であ
る。
【図8】センサ部における磁気抵抗素子の配列図であ
る。
【図9】図8の等価回路図である。
【図10】歯車の形状を示す斜視図である。
【図11】磁気式センサからの検出信号を処理する従来の
一般的な回路ブロック図である。
【符号の説明】
1 センサ部 2 演算処理部 A1,A2 第1の磁気抵抗素子 B1,B2 第2の磁気抵抗素子 Z1,Z2 第3の磁気抵抗素子 Vwp 2倍周波数パルス Vrp 移動方向検出パルス

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検出体の移動検出を行う第1の磁電変
    換素子と、この第1の磁電変換素子と90度の位相差をも
    って被検出体の移動検出を行う第2の磁電変換素子と、
    被検出体の移動原点位置を検出する第3の磁電変換素子
    とを備えたセンサ部と、前記各磁電変換素子からの信号
    を処理し、第1の磁電変換素子と第2の磁電変換素子の
    各相の検出パルスと、この各相の検出パルスから作り出
    した2倍周波数パルスと、被検出体の移動方向検出パル
    スとをオープンコレクタ方式で出力する演算処理部とを
    有し、前記センサ部と演算処理部は一体となってワンチ
    ップIC化されている磁気式エンコーダーモジュール。
JP31094792A 1992-10-26 1992-10-26 磁気式エンコーダーモジュール Pending JPH06137891A (ja)

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JP31094792A JPH06137891A (ja) 1992-10-26 1992-10-26 磁気式エンコーダーモジュール

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5093698A (en) * 1991-02-12 1992-03-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Organic electroluminescent device
JP2008032561A (ja) * 2006-07-28 2008-02-14 Ntn Corp 回転検出装置および回転検出装置付き軸受
US7389200B2 (en) 2004-01-26 2008-06-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Incremental encoding and decoding apparatus and method

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