JPH0778528B2 - Magnetic sensor - Google Patents
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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、物体の回転検出や位置検出をする検出装置等
に組み込まれて磁界を検出する磁気センサに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a magnetic sensor incorporated in a detection device or the like for detecting rotation and position of an object to detect a magnetic field.
磁界を検出する素子として、例えば特公昭54-41335号公
報に開示されている電磁変換素子、すなわち磁気抵抗素
子がある。この磁気抵抗素子は、連続的に折り返し構造
を持つ強磁性体を、接合部で直列に接続して形成されて
いる。そして、この磁気抵抗素子を飽和させるに十分
な、しかもこの素子面内で回転する磁界のような磁気信
号が例えば磁気記録媒体から発生し、磁気抵抗素子がこ
の磁気記録媒体から有限の距離を隔てて配置されると、
磁気抵抗素子は、この磁気信号により、接続部から信号
を出力する。An element for detecting a magnetic field is, for example, an electromagnetic conversion element disclosed in Japanese Patent Publication No. 54-41335, that is, a magnetoresistive element. This magnetoresistive element is formed by continuously connecting ferromagnetic materials having a folded structure in series at a junction. A magnetic signal, such as a magnetic field rotating in the plane of the element, sufficient to saturate the magnetoresistive element is generated from, for example, the magnetic recording medium, and the magnetoresistive element is separated from the magnetic recording medium by a finite distance. When placed,
The magnetoresistive element outputs a signal from the connection portion according to the magnetic signal.
上述した従来の磁気抵抗素子は、外部にこの素子を飽和
させるに十分な磁界を必要とし、しかもこの素子面内で
回転することが必要条件となっている。これらの条件が
満されると、前述した特公昭54-41335号公報に開示され
ているように、２つの式 PA＝Ｐ⊥sin2θ＋Ｐ cos2θ PB＝Ｐ⊥cos2θ＋Ｐ sin2θ が成り立つ。この２つの式は、磁気抵抗素子の接合部で
直列接続されている２つの強磁性体A,Bを飽和磁化させ
るには十分な強さの磁界Ｈを角度θで加えた場合、強磁
性体A,Bの各電気抵抗PA，PBの変化を示している。ただ
し、Ｐ⊥は強磁性体A,Bを電流と垂直方向に飽和磁化し
たときの電気抵抗を示し、Ｐ は同じく電流と平行に飽
和磁化したときの電気抵抗を示している。 The conventional magnetoresistive element described above saturates this element externally.
Requires a sufficient magnetic field, and within this device plane
Rotation is a requirement. These conditions
When satisfied, it will be disclosed in the aforementioned Japanese Patent Publication No. 54-41335.
As you can see, the two expressions PA= P⊥sin2θ + P cos2θ PB= P⊥cos2θ + P sin2θ holds. These two formulas are used at the junction of the magnetoresistive element.
Saturate magnetization of two ferromagnetic materials A and B connected in series
If a magnetic field H of sufficient strength is applied at an angle θ,
Electric resistance P of sexual bodies A and BA， PBShows the change. However
Then P⊥Saturates the ferromagnets A and B in the direction perpendicular to the current.
Shows the electrical resistance when Is also tired in parallel with the current
The electric resistance when sum-magnetized is shown.
これらの式で示されるように、前述した磁界が加えられ
ると、２つの強磁性体の抵抗値の和が常に一定値となる
ように抵抗変化し、かつ出力波形としてほぼ正弦波を得
ることができる。このような出力波形の一例が第６図
（ａ）に示されている。As shown in these equations, when the above-mentioned magnetic field is applied, the resistance changes so that the sum of the resistance values of the two ferromagnetic bodies is always a constant value, and an almost sine wave is obtained as the output waveform. it can. An example of such an output waveform is shown in FIG. 6 (a).
第６図（ａ）に示されるように、この出力波形は、飽和
磁界の回転に伴って１周期πradにてほぼ正弦波の形状
となっている。なお、第６図（ａ）において、波形101
は、外部磁界が0rad〜２πradのように回転した場合の
出力電圧であり、波形102は、３π/4radまで外部磁界を
回転させた後、５π/4radまでこの外部磁界を逆回転さ
せた時の出力電圧の変化を示す。As shown in FIG. 6 (a), this output waveform has a substantially sinusoidal shape in one cycle πrad as the saturation magnetic field rotates. In FIG. 6 (a), the waveform 101
Is the output voltage when the external magnetic field rotates like 0 rad to 2 π rad, and the waveform 102 shows that the external magnetic field is rotated up to 5 π / 4 rad after rotating the external magnetic field up to 3 π / 4 rad. The change in output voltage is shown.
しかし、これら従来の磁気抵抗素子は、飽和磁界がない
場合、あるいは磁界が回転せず、一方向の成分のみが往
復運動するような場合、すなわち磁界が0rad〜π/2rad
〜πrad〜２πradと回転せず同一方向のみの成分、たと
えば0rad方向の成分がオン，オフを繰り返す場合、使用
できないという欠点を有している。However, these conventional magnetoresistive elements have no saturation magnetic field, or when the magnetic field does not rotate and only one direction component reciprocates, that is, the magnetic field is 0 rad to π / 2 rad.
.About..pi.rad.about.2 .pi.rad, which does not rotate and has a drawback that it cannot be used when a component in only the same direction, for example, a component in the 0rad direction is repeatedly turned on and off.
また仮に、従来の磁気抵抗素子を用いて、同一方向の成
分のみが往復運動するような磁界を検出する場合、磁気
抵抗素子から出力される信号のレベル検出等をする波形
処理回路（コンパレータ）を必要とする。このコンパレ
ータは、例えばヒステリシス特性のようなスレッショル
ドレベルを持っており、このスレッショルドレベルは、
通常第６図（ａ）に示されているように設定されてい
る。すなわち、スレッショルドレベル103がプラス側に
設定されており、スレッショルドレベル104がマイナス
側に設定されている。ところが、従来の磁気抵抗素子を
用いて、同一方向の成分のみが往復運動するような磁界
を検出するためには、第６図（ｂ）に示されるように、
スレッショルドレベル103と104とを両者ともプラス側に
設定する必要がある。このことは、非現実的であり、実
用的には外部にオフセット調整用抵抗Rref等を持つ初期
オフセット調整用回路を付加し、調整することが必要と
なる。If a conventional magnetoresistive element is used to detect a magnetic field in which only components in the same direction reciprocate, a waveform processing circuit (comparator) that detects the level of the signal output from the magnetoresistive element is used. I need. This comparator has a threshold level such as a hysteresis characteristic, and this threshold level is
Normally, it is set as shown in FIG. 6 (a). That is, the threshold level 103 is set to the plus side, and the threshold level 104 is set to the minus side. However, in order to detect a magnetic field in which only components in the same direction reciprocate using a conventional magnetoresistive element, as shown in FIG. 6 (b),
Both threshold levels 103 and 104 need to be set to the positive side. This is unrealistic, and in practice, it is necessary to add and adjust an initial offset adjusting circuit having an offset adjusting resistor R ref and the like externally.
本発明の目的は、このような欠点を除去するために、強
磁性の磁気抵抗素子と波形整形処理回路とが同一チップ
内に集積化され、同一方向に往復運動するような磁界を
検出できる磁気センサを提供することにある。In order to eliminate such a drawback, an object of the present invention is to integrate a ferromagnetic magnetoresistive element and a waveform shaping processing circuit in the same chip, and to detect a magnetic field that reciprocates in the same direction. To provide a sensor.
上記目的を達成するために、本発明は、第１磁気抵抗体
と第４磁気抵抗体の一端をコンパレータのマイナス端子
に接続し、第２磁気抵抗体と第３磁気抵抗体の一端をコ
ンパレータのプラス端子に接続し、第１磁気抵抗体と第
２磁気抵抗体の他端を直流電源の正の端子に接続し、第
３磁気抵抗体と第４磁気抵抗体の他端を直流電源の負の
端子に接続し、コンパレータの出力端を出力端子に接続
し、コンパレータは、第１のスレッショルドレベル（正
の電圧）と、第２のスレッショルドレベル（負の電圧）
を有し、磁界が磁気センサに加えられていない状態にお
いて、コンパレータのマイナス端子の電圧をコンパレー
タのプラス端子の電圧よりも高くして両端子間の電圧差
を第２のスレッショルドレベルよりも低くし出力端子に
ローレベルの信号が出力されるように、また、磁界が磁
気センサに加えられている状態において、コンパレータ
のプラス端子の電圧をコンパレータのマイナス端子の電
圧よりも高くなるようにして両端子間の電圧差を第１の
スレッショルドレベルよりも高くし出力端子にハイレベ
ルの信号が出力されるように、第１磁気抵抗体、第２磁
気抵抗体、第３磁気抵抗体、及び、第４磁気抵抗体のい
ずれか１つの抵抗値のみを異なるようにしたものであ
る。To achieve the above object, the present invention connects one ends of a first magnetic resistor and a fourth magnetic resistor to the negative terminal of a comparator, and connects one end of a second magnetic resistor and a third magnetic resistor to the comparator. Connect to the plus terminal, connect the other ends of the first magnetic resistor and the second magnetic resistor to the positive terminal of the DC power supply, and connect the other ends of the third magnetic resistor and the fourth magnetic resistor to the negative terminal of the DC power supply. , The output terminal of the comparator is connected to the output terminal, and the comparator has a first threshold level (positive voltage) and a second threshold level (negative voltage).
And the magnetic field is not applied to the magnetic sensor, the voltage at the negative terminal of the comparator is made higher than the voltage at the positive terminal of the comparator and the voltage difference between both terminals is made lower than the second threshold level. Make sure that the voltage at the positive terminal of the comparator is higher than the voltage at the negative terminal of the comparator so that a low-level signal is output to the output terminal and the magnetic field is applied to the magnetic sensor. The first magnetic resistor, the second magnetic resistor, the third magnetic resistor, and the fourth magnetic resistor so that the voltage difference between them is made higher than the first threshold level and a high level signal is output to the output terminal. Only one of the magnetic resistors has a different resistance value.
次に、本発明の実施例について、図面を参照して説明す
る。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は、本発明の一実施例を示す回路図であり、第２
図は、本実施例のモールド成形後の斜視図である。この
磁気センサは、磁気抵抗素子部10と、波形処理部20とで
構成されている。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
The figure is a perspective view of the present embodiment after molding. This magnetic sensor includes a magnetoresistive element section 10 and a waveform processing section 20.
さらに、磁気抵抗素子部10は、磁気抵抗体11〜14で構成
され、波形処理部20は、コンパレータ21と抵抗22,23と
で構成されている。Further, the magnetoresistive element section 10 is composed of magnetic resistors 11 to 14, and the waveform processing section 20 is composed of a comparator 21 and resistors 22 and 23.
このような構成の磁気センサにおいて、磁気抵抗素子部
10の磁気抵抗体11〜14は、磁気により抵抗値が変化する
磁気抵抗効果を持っている。このような磁気抵抗体11〜
14から成る磁気抵抗素子部10の一例が、第３図の平面図
に示されている。In the magnetic sensor having such a configuration, the magnetic resistance element section
The ten magnetoresistors 11 to 14 have a magnetoresistive effect in which the resistance value is changed by magnetism. Such a magnetic resistor 11 ~
An example of the magnetoresistive element portion 10 composed of 14 is shown in the plan view of FIG.
第３図に示されるように、この磁気抵抗素子部10は、Ni
−FeやNi−Coなどの強磁性金属を平滑な基板に蒸着して
強磁性体薄膜を設け、さらに所定の形状にパターニング
することによって形成される。これにより、４つの磁気
抵抗体11〜14が生成される。これら４つの磁気抵抗体11
〜14の、斜線で示される部分には、Au膜などの導体膜が
形成される。この結果、磁気抵抗体12において、強磁性
金属の蒸着により、抵抗体部分12Aがそれぞれ平行に配
列された状態となっている。さらに、導体膜の形成によ
り生成された幅ｅの導体部分12Bにより、各抵抗体部分1
2Aが直列に接続された状態となっている。As shown in FIG. 3, the magnetoresistive element portion 10 is made of Ni
It is formed by depositing a ferromagnetic metal such as —Fe or Ni—Co on a smooth substrate to provide a ferromagnetic thin film, and then patterning the thin film into a predetermined shape. As a result, four magnetic resistors 11-14 are generated. These four magnetic resistors 11
A conductor film such as an Au film is formed in the shaded portions of 14 to 14. As a result, in the magnetic resistor 12, the resistor portions 12A are arranged in parallel due to the evaporation of the ferromagnetic metal. Further, each resistor portion 1 is formed by the conductor portion 12B having the width e generated by the formation of the conductor film.
2A is connected in series.
磁気抵抗体13において、抵抗体部分13Aがそれぞれ平行
に配列され、かつ抵抗体部分13Aの長手方向が磁気抵抗
体12の抵抗体部分12Aの長手方向とほぼ直角となるよう
に配列されている。さらに、導体部分13Bにより、各抵
抗体部分13Aが直列に接続された状態となっている。In the magnetic resistor 13, the resistor portions 13A are arranged in parallel with each other, and the resistor portions 13A are arranged so that the longitudinal direction thereof is substantially perpendicular to the longitudinal direction of the resistor portion 12A of the magnetic resistor 12. Furthermore, the conductor portion 13B is in a state in which the resistor portions 13A are connected in series.
このような磁気抵抗体12の端部12Dが、磁気抵抗体13の
端部13Cと接続され、磁気抵抗体12と13とは、直列に接
続された状態となっている。同時に、磁気抵抗体12,13
の端部12D,13Cが出力端子18に接続されている。磁気抵
抗体12の端部12Cが、電源端子15に接続されており、磁
気抵抗体13の端部13DがGND端子16に接続されている。The end 12D of the magnetic resistor 12 is connected to the end 13C of the magnetic resistor 13, and the magnetic resistors 12 and 13 are connected in series. At the same time, the magnetic resistors 12,13
The ends 12D and 13C of the are connected to the output terminal 18. The end 12C of the magnetic resistor 12 is connected to the power supply terminal 15, and the end 13D of the magnetic resistor 13 is connected to the GND terminal 16.
磁気抵抗体14において、抵抗体部分14Aがそれぞれ平行
に配列され、かつ抵抗体部分14Aの長手方向が磁気抵抗
体13の抵抗体部分13Aの長手方向とほぼ直角となるよう
に配列されている。さらに、導体部分14Bにより、各抵
抗体部分14Aが直列に接続された状態となっている。In the magnetic resistor 14, the resistor portions 14A are arranged in parallel with each other, and the resistor portions 14A are arranged so that the longitudinal direction thereof is substantially perpendicular to the longitudinal direction of the resistor portion 13A of the magnetic resistor 13. Furthermore, the conductor portion 14B is in a state in which the resistor portions 14A are connected in series.
磁気抵抗体11において、抵抗体部分11Aがそれぞれ平行
に配列され、かつ抵抗体部分11Aの長手方向が磁気抵抗
体14の抵抗体部分14Aの長手方向とほぼ直角となるよう
に配列されている。さらに、導体部分11Bは、他の磁気
抵抗体12〜14の導体部分の幅ｅより、間隔ｄだけ長く設
定されている。この導体部分11Bにより、各抵抗体部分1
1Aが直列に接続された状態となっている。In the magnetic resistor 11, the resistor portions 11A are arranged in parallel with each other, and the resistor portions 11A are arranged so that the longitudinal direction thereof is substantially perpendicular to the longitudinal direction of the resistor portion 14A of the magnetic resistor 14. Further, the conductor portion 11B is set to be longer than the width e of the conductor portions of the other magnetic resistors 12 to 14 by the distance d. By this conductor portion 11B, each resistor portion 1
1A is connected in series.
このような磁気抵抗体11の端部11Dが、磁気抵抗体14の
端部14Cと接続され、磁気抵抗体11と14とは、直列に接
続された状態となっている。同時に磁気抵抗体11,14の
端部11D,14Cが出力端子17に接続されている。磁気抵抗
体11の端部11Cが、電源端子15に接続されており、磁気
抵抗体14の端部14DがGND端子16に接続されている。The end 11D of the magnetic resistor 11 is connected to the end 14C of the magnetic resistor 14, and the magnetic resistors 11 and 14 are connected in series. At the same time, the ends 11D and 14C of the magnetic resistors 11 and 14 are connected to the output terminal 17. An end 11C of the magnetic resistor 11 is connected to the power supply terminal 15, and an end 14D of the magnetic resistor 14 is connected to the GND terminal 16.
このように接続された４つの磁気抵抗体11〜14は、ブリ
ッジ構成となっている。これら４つの磁気抵抗体11〜14
を備える磁気抵抗素子部10の電源端子15が、第１図に示
されるように電源端子31に接続され、GND端子16がGND端
子33に接続されている。磁気抵抗素子部10の出力端子17
がコンパレータ21のマイナス（−）端子に接続され、出
力端子18がコンパレータ21のプラス（＋）端子に接続さ
れている。The four magnetic resistors 11 to 14 connected in this way have a bridge structure. These four magnetic resistors 11-14
The power supply terminal 15 of the magnetoresistive element portion 10 including is connected to the power supply terminal 31 as shown in FIG. 1, and the GND terminal 16 is connected to the GND terminal 33. Output terminal 17 of magnetoresistive element section 10
Is connected to the minus (−) terminal of the comparator 21, and the output terminal 18 is connected to the plus (+) terminal of the comparator 21.
波形処理部20のコンパレータ21は、マイナス（−）端子
とプラス（＋）端子とに入力される信号の波形整形処理
をするものである。すなわち、コンパレータ21は、マイ
ナス（−）端子とプラス（＋）端子とに入力される電圧
の電圧差を求める処理をする。そして、コンパレータ21
には、２つのスレッショルドレベルが設けられており、
電位差のレベルが第１のスレッショルドレベルを越える
と、コンパレータ21は出力端子32にハイレベルの信号を
出力する。また、電位差のレベルが第２のスレッショル
ドレベルを切ると、コンパレータ21は出力端子32にロー
レベルの信号を出力する。なお、コンパレータ21のマイ
ナス（−）端子と出力端子32との間には、フィードバッ
ク用の抵抗22が取り付けられており、コンパレータ21と
GND端子33との間には、セット抵抗23が取り付けられて
いる。The comparator 21 of the waveform processing unit 20 performs waveform shaping processing of signals input to the minus (−) terminal and the plus (+) terminal. That is, the comparator 21 performs a process of obtaining the voltage difference between the voltages input to the minus (−) terminal and the plus (+) terminal. And the comparator 21
Has two threshold levels,
When the level of the potential difference exceeds the first threshold level, the comparator 21 outputs a high level signal to the output terminal 32. Further, when the level of the potential difference falls below the second threshold level, the comparator 21 outputs a low level signal to the output terminal 32. A resistor 22 for feedback is attached between the negative (-) terminal of the comparator 21 and the output terminal 32.
A set resistor 23 is attached between the GND terminal 33 and the terminal.
次に、本実施例の動作について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.
本実施例である磁気センサの電源端子31とGND端子33と
の間に直流電源を接続する。そして、第５図（ｂ）に示
されるように、Ｎ極を外側にして、互いにπradの位置
に磁石42を配置した、十分直径の大きな円板41の近傍
に、この磁気センサを配置する。A DC power supply is connected between the power supply terminal 31 and the GND terminal 33 of the magnetic sensor of this embodiment. Then, as shown in FIG. 5 (b), this magnetic sensor is arranged in the vicinity of a circular plate 41 having a sufficiently large diameter in which the magnet 42 is arranged at a position of π rad with the N pole outside.
磁石42からの磁界が磁気センサに加えられていない状
態、すなわち初期状態において、磁気センサの磁気抵抗
素子部10は第３図に示されるような構造となっており、
磁気抵抗体11の導体部11Bは、他の磁気抵抗体12〜14の
導体部より長く設定されている。従って、磁気抵抗体11
の抵抗値は、他の磁気抵抗体12〜14の抵抗値より低くな
っている。このような磁気抵抗素子部10の電源端子15と
GND端子16との間に直流電源が加えられると、磁気抵抗
素子部10の出力端子17の電圧は、出力端子18の電圧より
高くなる。すなわち、磁気抵抗素子部10の調整により初
期オフセット電圧が設定されている。これらの電圧が波
形処理部20のコンパレータ21に加えられ、コンパレータ
21のマイナス（−）端子の電圧が、プラス（＋）端子の
電圧より高くなる。In a state where the magnetic field from the magnet 42 is not applied to the magnetic sensor, that is, in the initial state, the magnetoresistive element portion 10 of the magnetic sensor has a structure as shown in FIG.
The conductor portion 11B of the magnetic resistor 11 is set longer than the conductor portions of the other magnetic resistors 12-14. Therefore, the magnetic resistor 11
Has a lower resistance value than that of the other magnetic resistors 12-14. With such a power supply terminal 15 of the magnetoresistive element unit 10,
When a DC power supply is applied to the GND terminal 16, the voltage of the output terminal 17 of the magnetoresistive element unit 10 becomes higher than the voltage of the output terminal 18. That is, the initial offset voltage is set by adjusting the magnetoresistive element unit 10. These voltages are applied to the comparator 21 of the waveform processing section 20,
The voltage of the minus (-) terminal of 21 becomes higher than the voltage of the plus (+) terminal.
一方コンパレータ21には、第５図（ａ）に示されるよう
に、プラス側に第１のスレッショルドレベル203が設定
され、マイナス側に第２のスレッショルドレベル204が
設定されている。コンパレータ21のマイナス（−）端子
の電圧が、プラス（＋）端子の電圧より高いので、コン
パレータ21の処理により求められる電圧差のレベルは、
マイナス側となり第２のスレッショルドレベルより低く
なる。従って、コンパレータ21は、出力端子32にローレ
ベルの信号を出力する。On the other hand, in the comparator 21, as shown in FIG. 5A, the first threshold level 203 is set on the plus side and the second threshold level 204 is set on the minus side. Since the voltage of the minus (−) terminal of the comparator 21 is higher than the voltage of the plus (+) terminal, the level of the voltage difference obtained by the processing of the comparator 21 is
It is on the negative side and lower than the second threshold level. Therefore, the comparator 21 outputs a low level signal to the output terminal 32.
次に、第５図（ｂ）に示される、十分直径の大きな円板
41を矢印の方向43に回転させることにより、磁気センサ
側へ同一方向44の磁界が周期的に与えられる。このよう
な状態において、円板41中に配置された２つの磁石42が
磁気センサを通過する場合のみ、磁気抵抗素子部10の抵
抗値が変化して、コンパレータ21のプラス（＋）端子の
電圧が、マイナス（−）端子の電圧より高くなる。この
ような電圧がコンパレータ21により処理されて、第５図
（ａ）に示される波形202が求められる。波形202は、円
板41の磁石42が磁気センサを通過する場合、すなわち、
0radとπradの場合、第１のスレッショルドレベル203を
越え、それ以外の場合は、第２のスレッショルドレベル
204を切る。従って、コンパレータ21は、波形202が第１
のスレッショルドレベル203を越えたとき、すなわち、
磁気センサに磁界が与えられたとき、ハイレベルの信号
を出力端子32に出力する。Next, as shown in FIG. 5 (b), a disc having a sufficiently large diameter.
By rotating 41 in the arrow direction 43, a magnetic field in the same direction 44 is periodically applied to the magnetic sensor side. In such a state, only when the two magnets 42 arranged in the disk 41 pass the magnetic sensor, the resistance value of the magnetoresistive element unit 10 changes, and the voltage of the plus (+) terminal of the comparator 21. Becomes higher than the voltage of the negative (-) terminal. Such a voltage is processed by the comparator 21 to obtain the waveform 202 shown in FIG. The waveform 202 is when the magnet 42 of the disc 41 passes through the magnetic sensor, that is,
In case of 0rad and πrad, the first threshold level 203 is exceeded, otherwise the second threshold level is exceeded.
Cut 204. Therefore, the comparator 21 has the waveform 202 first.
When the threshold level of is exceeded, that is,
When a magnetic field is applied to the magnetic sensor, a high level signal is output to the output terminal 32.
なお、本実施例では、第３図に示される磁気抵抗素子部
を用いて、第５図（ｂ）に示される方向44の磁界の検出
をした。ここで、方向44と直角な方向の磁界を検出する
場合、第４図に示される磁気抵抗素子部が使用される。
第４図に示される磁気抵抗素子部の磁気抵抗体51,52,5
3,54は、第３図に示される磁気抵抗素子部の磁気抵抗体
11,12,13,14をそれぞれπ/2rad回転した形状となってい
る。そして、磁気抵抗体51において、斜線で示される導
体部は、他の磁気抵抗体52〜54の導体部に比べて、間隔
ｄだけ長く設定されている。また、端子55が電源端子、
端子56がGND端子、端子57,58が出力端子となっている。In this embodiment, the magnetic resistance element portion shown in FIG. 3 was used to detect the magnetic field in the direction 44 shown in FIG. 5 (b). Here, when detecting a magnetic field in a direction perpendicular to the direction 44, the magnetoresistive element part shown in FIG. 4 is used.
Magnetoresistive elements 51, 52, 5 of the magnetoresistive element portion shown in FIG.
3, 54 are magnetoresistive elements of the magnetoresistive element portion shown in FIG.
The shape is such that 11,12,13,14 are each rotated by π / 2rad. In the magnetic resistor 51, the conductor portions shown by the diagonal lines are set to be longer by the distance d than the conductor portions of the other magnetic resistors 52 to 54. Also, terminal 55 is the power supply terminal,
The terminal 56 is a GND terminal and the terminals 57 and 58 are output terminals.
このようにして、本実施例は、磁気抵抗素子部10の磁気
抵抗体11の調整により初期オフセット電圧を設定してい
る。ところが、磁気抵抗体11の抵抗値の調整を行わなか
った場合、コンパレータ21における波形は第５図（ａ）
の波形201で表される。この時、２つのスレッショルド
レベル203,204のうちレベル204を切る状態が発生せず、
スイッチング動作は不可能である。このため本実施例
は、磁気センサ中の磁気抵抗素子部10のオフセット電圧
を調整し、コンパレータと接続することにより一定方向
の磁界がある場合のみ、ハイレベル（オン）となるよう
なスイッチング動作を可能としている。In this way, in this embodiment, the initial offset voltage is set by adjusting the magnetoresistive body 11 of the magnetoresistive element section 10. However, when the resistance value of the magnetic resistor 11 is not adjusted, the waveform in the comparator 21 is as shown in FIG.
Waveform 201. At this time, the state of cutting off the level 204 of the two threshold levels 203 and 204 does not occur,
No switching operation is possible. For this reason, in the present embodiment, by adjusting the offset voltage of the magnetoresistive element portion 10 in the magnetic sensor and connecting it with a comparator, a switching operation that becomes a high level (on) only when there is a magnetic field in a certain direction is performed. It is possible.
さらに、本実施例によれば、磁気抵抗素子部分とコンパ
レータ回路部分が同一チップ内に形成され、また磁気抵
抗素子部はコンパレータより後に形成されるため、コン
パレータのオフセット等に応じて磁気抵抗素子部のオフ
セットを調整することができるようになった。Further, according to the present embodiment, the magnetoresistive element portion and the comparator circuit portion are formed in the same chip, and the magnetoresistive element portion is formed after the comparator. You can now adjust the offset.
以上説明したように、本発明によれば同一方向に往復運
動するような磁界を検出できる効果がある。As described above, according to the present invention, it is possible to detect a magnetic field that reciprocates in the same direction.
第１図は、本発明の一実施例を示す等価回路図、 第２図は、第１図に示される実施例のモールド成型後の
斜視図、 第３図は、第１図に示される実施例の磁気抵抗素子部の
形状を示す平面図、 第４図は、第３図に示される磁気抵抗素子部の素子の向
きを90度回転した場合の、磁気抵抗素子部の形状を示す
平面図、 第５図は、第１図に示される実施例の磁気抵抗素子部の
出力波形を示す図、 第６図は、従来の電磁変換素子の出力波形を示す図であ
る。 10……出来抵抗素子部 11〜14……磁気抵抗体 20……波形処理部 21……コンパレータ 22,23……抵抗 31……電源端子 32……出力端子 33……GND端子FIG. 1 is an equivalent circuit diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the embodiment shown in FIG. 1 after molding, and FIG. 3 is an embodiment shown in FIG. The top view which shows the shape of the magnetoresistive element part of an example, FIG. 4 is the top view which shows the shape of the magnetoresistive element part when the direction of the element of the magnetoresistive element part shown in FIG. 3 is rotated 90 degrees. FIG. 5 is a diagram showing an output waveform of the magnetoresistive element portion of the embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 6 is a diagram showing an output waveform of a conventional electromagnetic conversion element. 10 …… Finished resistance element part 11 to 14 …… Magnetic resistor 20 …… Waveform processing part 21 …… Comparator 22, 23 …… Resistor 31 …… Power supply terminal 32 …… Output terminal 33 …… GND terminal
Claims (1)
コンパレータのマイナス端子に接続し、第２磁気抵抗体
と第３磁気抵抗体の一端をコンパレータのプラス端子に
接続し、第１磁気抵抗体と第２磁気抵抗体の他端を直流
電源の正の端子に接続し、第３磁気抵抗体と第４磁気抵
抗体の他端を直流電源の負の端子に接続し、コンパレー
タの出力端を出力端子に接続し、コンパレータは、第１
のスレッショルドレベル（正の電圧）と、第２のスレッ
ショルドレベル（負の電圧）を有し、磁界が磁気センサ
に加えられていない状態において、コンパレータのマイ
ナス端子の電圧をコンパレータのプラス端子の電圧より
も高くして両端子間の電圧差を第２のスレッショルドレ
ベルよりも低くし出力端子にローレベルの信号が出力さ
れるように、また、磁界が磁気センサに加えられている
状態において、コンパレータのプラス端子の電圧をコン
パレータのマイナス端子の電圧よりも高くなるようにし
て両端子間の電圧差を第１のスレッショルドレベルより
も高くし出力端子にハイレベルの信号が出力されるよう
に、第１磁気抵抗体、第２磁気抵抗体、第３磁気抵抗
体、及び、第４磁気抵抗体のいずれか１つの抵抗値のみ
を異なるようにしたことを特徴とする磁気センサ。1. A first magnetic resistor and a fourth magnetic resistor are connected at one end to a negative terminal of a comparator, and second magnetic resistor and a third magnetic resistor are connected at one end to a positive terminal of a comparator. The other ends of the first magnetic resistor and the second magnetic resistor are connected to the positive terminal of the DC power source, and the other ends of the third magnetic resistor and the fourth magnetic resistor are connected to the negative terminal of the DC power source. The output terminal of the comparator is connected to the output terminal, and the comparator
Has a threshold level (positive voltage) and a second threshold level (negative voltage) and the magnetic field is not applied to the magnetic sensor, the voltage at the negative terminal of the comparator is greater than the voltage at the positive terminal of the comparator. So that the voltage difference between both terminals is made lower than the second threshold level so that a low level signal is output to the output terminal, and when a magnetic field is applied to the magnetic sensor, The voltage of the positive terminal is made higher than the voltage of the negative terminal of the comparator, the voltage difference between both terminals is made higher than the first threshold level, and the high level signal is output to the output terminal. Only one of the magnetoresistive element, the second magnetoresistive element, the third magnetoresistive element, and the fourth magnetoresistive element has a different resistance value. A magnetic sensor characterized by and.
Priority Applications (1)
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| JP1009051A JPH0778528B2 (en) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | Magnetic sensor |
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| JPH02189484A JPH02189484A (en) | 1990-07-25 |
| JPH0778528B2 true JPH0778528B2 (en) | 1995-08-23 |
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ID=11709838
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH0778528B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2655106B2 (en) * | 1994-12-07 | 1997-09-17 | 日本電気株式会社 | Magnetoresistive sensor |
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| JP2019132790A (en) * | 2018-02-02 | 2019-08-08 | ミネベアミツミ株式会社 | Strain gauge |
-
1989
- 1989-01-18 JP JP1009051A patent/JPH0778528B2/en not_active Expired - Lifetime
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| US11262421B2 (en) | 2016-10-14 | 2022-03-01 | Denso Corporation | Magnetic detection element having element part and metal film |
Also Published As
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| JPH02189484A (en) | 1990-07-25 |
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