JPH0812084B2 - セ ン サ ー - Google Patents
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- JPH0812084B2 JPH0812084B2 JP61120579A JP12057986A JPH0812084B2 JP H0812084 B2 JPH0812084 B2 JP H0812084B2 JP 61120579 A JP61120579 A JP 61120579A JP 12057986 A JP12057986 A JP 12057986A JP H0812084 B2 JPH0812084 B2 JP H0812084B2
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 60
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 235000002597 Solanum melongena Nutrition 0.000 description 1
- 244000061458 Solanum melongena Species 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Signal Processing Not Specific To The Method Of Recording And Reproducing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、記録メディアにたとえば磁気的あるいは
光学的に記録されたスケールなどを表わす記録パターン
を非接触で電気的に検出するセンサーに係り、特に、記
録メディアとの間に設けられるギャップの変動補償に関
する。
光学的に記録されたスケールなどを表わす記録パターン
を非接触で電気的に検出するセンサーに係り、特に、記
録メディアとの間に設けられるギャップの変動補償に関
する。
円板状または棒状の記録メディアにスケールなどを磁
化などの手段によって書き込んだ記録パターンの検出に
は、磁気抵抗素子、ホール素子、静電容量検出素子およ
び光学素子などからなるセンサーが用いられている。
化などの手段によって書き込んだ記録パターンの検出に
は、磁気抵抗素子、ホール素子、静電容量検出素子およ
び光学素子などからなるセンサーが用いられている。
従来、このセンサーは、第５図に示すように、記録メ
ディア２に磁化などによって記録された記録パターン４
に対して、一対のギャップｄを設けて検出素子６を設置
し、記録メディア２の記録パターン４を検出している。
ディア２に磁化などによって記録された記録パターン４
に対して、一対のギャップｄを設けて検出素子６を設置
し、記録メディア２の記録パターン４を検出している。
このように記録メディア２の記録パターン４を非接触
で電気的に検出する場合、記録メディア２の加工精度や
取付精度によって、記録メディア２と検出素子６とのギ
ャップｄが変動すると、そのギャップ変動が出力に表
れ、SN比の低下や検出精度を低下させる原因になる。た
とえば、磁気抵抗素子を検出素子６として用いた場合で
は、動作点の設定によって力波形の歪や出力レベルの変
動を生じる。
で電気的に検出する場合、記録メディア２の加工精度や
取付精度によって、記録メディア２と検出素子６とのギ
ャップｄが変動すると、そのギャップ変動が出力に表
れ、SN比の低下や検出精度を低下させる原因になる。た
とえば、磁気抵抗素子を検出素子６として用いた場合で
は、動作点の設定によって力波形の歪や出力レベルの変
動を生じる。
そこで、記録メディアの記録パターンを非接触で電気
的に検出する場合、記録メディアと検出素子とのギャッ
プ変動の影響を原理的に解消したセンサーが提案されて
いる。
的に検出する場合、記録メディアと検出素子とのギャッ
プ変動の影響を原理的に解消したセンサーが提案されて
いる。
このセンサーは、第６図に示すように、回転軸８を中
心にして回転するように設置された記録メディア２に対
して、その下面側に磁気抵抗素子10A、10B、その上面側
に磁気抵抗素子12A、12Bを記録メディア２の面との間に
ギャップを設けて設置するとともに、純抵抗素子14、16
を付加してブリッジ回路を構成する。そして、端子18に
駆動電圧Ｖを加えて、出力端子19a、19bからブリッジ出
力としての検出出力VOUTを取り出すようにしたものであ
る。
心にして回転するように設置された記録メディア２に対
して、その下面側に磁気抵抗素子10A、10B、その上面側
に磁気抵抗素子12A、12Bを記録メディア２の面との間に
ギャップを設けて設置するとともに、純抵抗素子14、16
を付加してブリッジ回路を構成する。そして、端子18に
駆動電圧Ｖを加えて、出力端子19a、19bからブリッジ出
力としての検出出力VOUTを取り出すようにしたものであ
る。
このセンサーは、第７図に示すように、記録メディア
２の記録パターン４を検出して抵抗値が変化するととも
に、ギャップの変動に対応して抵抗値が変動する磁気抵
抗素子10A、12A、10B、12Bからなる変動辺と、抵抗値の
変化を生じない純抵抗素子14、16からなる固定辺とから
なるブリッジ回路を成している。
２の記録パターン４を検出して抵抗値が変化するととも
に、ギャップの変動に対応して抵抗値が変動する磁気抵
抗素子10A、12A、10B、12Bからなる変動辺と、抵抗値の
変化を生じない純抵抗素子14、16からなる固定辺とから
なるブリッジ回路を成している。
このセンサーにおいて、記録パターン４による磁界が
０の場合の磁気抵抗素子10A、12A、10B、12Bの抵抗値を
Ｒ、記録メディア２とのギャップの最大変位量に対する
抵抗値変化をΔRmax、記録パターン４の記録信号の検出
による抵抗値変化をK1、K2、純抵抗素子14、16の抵抗値
を2Rとし、たとえば、磁気抵抗素子10A、10B側のギャッ
プが最小、磁気抵抗素子12A、12B側のギャップが最大に
なった場合を想定すると、磁気抵抗素子10Aの抵抗値はK
1（Ｒ＋ΔRmax）、磁気抵抗素子12Aの抵抗値はK1（Ｒ−
ΔRmax）、磁気抵抗素子10Bの抵抗値はK2（Ｒ＋Δ
Rmax）、磁気抵抗素子12Bの抵抗値はK2（Ｒ−ΔRmax）
となる。
０の場合の磁気抵抗素子10A、12A、10B、12Bの抵抗値を
Ｒ、記録メディア２とのギャップの最大変位量に対する
抵抗値変化をΔRmax、記録パターン４の記録信号の検出
による抵抗値変化をK1、K2、純抵抗素子14、16の抵抗値
を2Rとし、たとえば、磁気抵抗素子10A、10B側のギャッ
プが最小、磁気抵抗素子12A、12B側のギャップが最大に
なった場合を想定すると、磁気抵抗素子10Aの抵抗値はK
1（Ｒ＋ΔRmax）、磁気抵抗素子12Aの抵抗値はK1（Ｒ−
ΔRmax）、磁気抵抗素子10Bの抵抗値はK2（Ｒ＋Δ
Rmax）、磁気抵抗素子12Bの抵抗値はK2（Ｒ−ΔRmax）
となる。
そこで、このセンサーにおいて、記録信号の検出によ
る最大抵抗変化率を±４％とすると、K1＝1.04、K2＝0.
96となるから、磁気抵抗素子10A、12A間に発生する電圧
をV1、純抵抗素子14の端子間に発生する電圧をV2とする
と、電圧V1、V2は次のように求められる。即ち、第６図
およびその電気等価回路図の第７図において、抵抗10
A、10B、12A、12Bの各値は、上記の通りであり、第７図
で接地点からの端子19aの電圧V1は、 となる。また、第７図で接地点からの端子19bの電圧V2
は、 となる。したがって、出力端子19a、19b間に発生する検
出出力VOUTは、 VOUT＝V1−V2＝0.02V ……（３） となる。
る最大抵抗変化率を±４％とすると、K1＝1.04、K2＝0.
96となるから、磁気抵抗素子10A、12A間に発生する電圧
をV1、純抵抗素子14の端子間に発生する電圧をV2とする
と、電圧V1、V2は次のように求められる。即ち、第６図
およびその電気等価回路図の第７図において、抵抗10
A、10B、12A、12Bの各値は、上記の通りであり、第７図
で接地点からの端子19aの電圧V1は、 となる。また、第７図で接地点からの端子19bの電圧V2
は、 となる。したがって、出力端子19a、19b間に発生する検
出出力VOUTは、 VOUT＝V1−V2＝0.02V ……（３） となる。
したがって、このようなセンサーの出力は、電圧Ｖの
みに依存し、ギャップ変動の影響を受けない検出出力と
なるが、外部素子としての純抵抗素子を設置しなければ
ならず、出力振幅が0.02Vと小さいためにSN比が問題と
なる。
みに依存し、ギャップ変動の影響を受けない検出出力と
なるが、外部素子としての純抵抗素子を設置しなければ
ならず、出力振幅が0.02Vと小さいためにSN比が問題と
なる。
そこで、この発明は、外部素子を省略して構成の簡略
化を図るとともに、出力振幅を増加させたセンサーを提
供しようとするものである。
化を図るとともに、出力振幅を増加させたセンサーを提
供しようとするものである。
この発明のセンサーは、第１図に例示するように、記
録メディアの下面側から非接触で記録パターンを電気的
に検出する第１の検出素子（20A）および第２の検出素
子（20B）を、前記記録メディアと平行な面上でかつ当
該記録パターン方向に対して特定の電気位相角だけ変位
させた位置に設定するとともに、前記記録メディアの上
面側から非接触で前記記録パターンを電気的に検出する
第３の検出素子（22A）および第４の検出素子（22B）
を、前記記録メディアと平行な面上でかつ当該記録メデ
ィアを間に挟んで前記第１の検出素子（20A）および第
２の検出素子（20B）とそれぞれ対向する位置に設置
し、記録パターンに対する信号出力が互いに同相とな
る、前記第１の検出素子（20A）および第３の検出素子
（22A）の対と、前記第２の検出素子（20B）および第４
の検出素子（22B）の対とを、それぞれ対角辺に設置し
てこれら各検出素子でブリッジ回路を構成したことを特
徴とする。
録メディアの下面側から非接触で記録パターンを電気的
に検出する第１の検出素子（20A）および第２の検出素
子（20B）を、前記記録メディアと平行な面上でかつ当
該記録パターン方向に対して特定の電気位相角だけ変位
させた位置に設定するとともに、前記記録メディアの上
面側から非接触で前記記録パターンを電気的に検出する
第３の検出素子（22A）および第４の検出素子（22B）
を、前記記録メディアと平行な面上でかつ当該記録メデ
ィアを間に挟んで前記第１の検出素子（20A）および第
２の検出素子（20B）とそれぞれ対向する位置に設置
し、記録パターンに対する信号出力が互いに同相とな
る、前記第１の検出素子（20A）および第３の検出素子
（22A）の対と、前記第２の検出素子（20B）および第４
の検出素子（22B）の対とを、それぞれ対角辺に設置し
てこれら各検出素子でブリッジ回路を構成したことを特
徴とする。
電気的位相角をたとえばπラジアンだけ変位させて記
録メディア２の下面側に一対の検出素子（磁気抵抗素子
20A、20B）を設置するとともに、この検出素子（磁気抵
抗素子20A、20B）に対応して記録メディア２の上面側に
一対の検出素子（磁気抵抗素子22A、22B）を設置する
と、各対をなす検出素子（磁気抵抗素子20A、20B、22
A、22B）間において、同相出力を生じる検出素子（磁気
抵抗素子20Aと磁気抵抗素子22A、磁気抵抗素子20Bと磁
気抵抗素子22B）対がある。そこで、その同相出力を生
じる検出素子（磁気抵抗素子20Aと磁気抵抗素子22A、磁
気抵抗素子20Bと磁気抵抗素子22B）を対辺上に設置して
ブリッジ回路を構成すると、同相分出力に現れたギャッ
プ変動の影響を検出素子間において相殺することがで
き、ブリッジ出力には、ギャップ変動の影響を受けない
検出出力が得られる。
録メディア２の下面側に一対の検出素子（磁気抵抗素子
20A、20B）を設置するとともに、この検出素子（磁気抵
抗素子20A、20B）に対応して記録メディア２の上面側に
一対の検出素子（磁気抵抗素子22A、22B）を設置する
と、各対をなす検出素子（磁気抵抗素子20A、20B、22
A、22B）間において、同相出力を生じる検出素子（磁気
抵抗素子20Aと磁気抵抗素子22A、磁気抵抗素子20Bと磁
気抵抗素子22B）対がある。そこで、その同相出力を生
じる検出素子（磁気抵抗素子20Aと磁気抵抗素子22A、磁
気抵抗素子20Bと磁気抵抗素子22B）を対辺上に設置して
ブリッジ回路を構成すると、同相分出力に現れたギャッ
プ変動の影響を検出素子間において相殺することがで
き、ブリッジ出力には、ギャップ変動の影響を受けない
検出出力が得られる。
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は、この発明のセンサーの実施例を示す。
記録メディア２の下面側から記録パターン４を検出す
る一対の検出素子として磁気抵抗素子20A、20Bを設置す
るとともに、記録メディア２の上面側から記録パターン
４を検出する一対の検出素子として磁気抵抗素子22A、2
2Bを設置する。磁気抵抗素子20A、22Aと磁気抵抗素子20
B、22Bとは、第２図に示すように、互いに一定の電気的
位相角、たとえば、πラジアンの位相角を持ち、記録メ
ディア２との間にギャップｄを設けて設置されている。
したがって、磁気抵抗素子20A、22Aには、位相角の関係
から第３図のＡに示す出力が得られ、磁気抵抗素子20
B、22Bには第３図のＢに示すように、出力Ａに対してπ
ラジアンの位相差を持つ出力が得られる。
る一対の検出素子として磁気抵抗素子20A、20Bを設置す
るとともに、記録メディア２の上面側から記録パターン
４を検出する一対の検出素子として磁気抵抗素子22A、2
2Bを設置する。磁気抵抗素子20A、22Aと磁気抵抗素子20
B、22Bとは、第２図に示すように、互いに一定の電気的
位相角、たとえば、πラジアンの位相角を持ち、記録メ
ディア２との間にギャップｄを設けて設置されている。
したがって、磁気抵抗素子20A、22Aには、位相角の関係
から第３図のＡに示す出力が得られ、磁気抵抗素子20
B、22Bには第３図のＢに示すように、出力Ａに対してπ
ラジアンの位相差を持つ出力が得られる。
そして、磁気抵抗素子20A、20Bは直列に接続されてい
るとともに、磁気抵抗素子22A、22Bも直列に接続され、
かつ、端子ｆ、ｇ間、端子ｅ、ｈ間をそれぞれ共通に接
続してブリッジ回路を構成し、端子ｆ、ｇ間を接地し、
端子ｅ、ｈには外部端子24から電圧Ｖを加えて、出力端
子26a、26bからブリッジ出力としての検出出力VOUTを得
る。
るとともに、磁気抵抗素子22A、22Bも直列に接続され、
かつ、端子ｆ、ｇ間、端子ｅ、ｈ間をそれぞれ共通に接
続してブリッジ回路を構成し、端子ｆ、ｇ間を接地し、
端子ｅ、ｈには外部端子24から電圧Ｖを加えて、出力端
子26a、26bからブリッジ出力としての検出出力VOUTを得
る。
このセンサーは、第４図に示すように、対辺間が同相
出力となるように、磁気抵抗素子20A、20B、22A、22Bを
配置してブリッジ回路を構成している。
出力となるように、磁気抵抗素子20A、20B、22A、22Bを
配置してブリッジ回路を構成している。
したがって、このセンサーにおいて、記録パターン４
による磁界が０の場合の磁気抵抗素子20A、20B、22A、2
2Bの抵抗値をＲ、記録メディア２とのギャップの最大変
位量に対する抵抗値変化をΔRmax、記録パターン４の記
録信号の検出による抵抗値変化をK1、K2とし、磁気抵抗
素子20A、20B側のギャップが最大、磁気抵抗素子22A、2
2B側のギャップが最小になった場合を想定すると、磁気
抵抗素子20Aの抵抗値はK1（Ｒ−ΔRmax）、磁気抵抗素
子20Bの抵抗値はK2（Ｒ−ΔRmax）、磁気抵抗素子22Aの
抵抗値はK1（Ｒ＋ΔRmax）、磁気抵抗素子22Bの抵抗値
はK2（Ｒ＋ΔRmax）となる。
による磁界が０の場合の磁気抵抗素子20A、20B、22A、2
2Bの抵抗値をＲ、記録メディア２とのギャップの最大変
位量に対する抵抗値変化をΔRmax、記録パターン４の記
録信号の検出による抵抗値変化をK1、K2とし、磁気抵抗
素子20A、20B側のギャップが最大、磁気抵抗素子22A、2
2B側のギャップが最小になった場合を想定すると、磁気
抵抗素子20Aの抵抗値はK1（Ｒ−ΔRmax）、磁気抵抗素
子20Bの抵抗値はK2（Ｒ−ΔRmax）、磁気抵抗素子22Aの
抵抗値はK1（Ｒ＋ΔRmax）、磁気抵抗素子22Bの抵抗値
はK2（Ｒ＋ΔRmax）となる。
そこで、磁気抵抗素子22Aの端子間に発生する電圧をV
1、磁気抵抗素子20Bの端子間に発生する電圧をV2とする
と、第１図およびその電気等価回路図の第４図におい
て、抵抗20A、20B、22A、22Bの各値は、上記の通りであ
り、第４図で接地点からの端子26aの電圧V1は、 となる。また、第４図で接地点からの端子26bの電圧V2
は、 となる。記録信号の検出による最大抵抗変化率を±４％
とすると、K1＝1.04、K2＝0.96となるので、V1＝0.52
V、V2＝0.48Vとなる。したがって、出力端子26a、26b間
に発生する検出出力VOUTは、 VOUT＝V1−V2＝0.52V−0.48V＝0.04V ……（６） となり、式（３）との比較から明らかなように、第６図
に示したセンサーの場合の約２倍のレベルを持つ検出出
力が得られ、これによって、SN比が改善される。
1、磁気抵抗素子20Bの端子間に発生する電圧をV2とする
と、第１図およびその電気等価回路図の第４図におい
て、抵抗20A、20B、22A、22Bの各値は、上記の通りであ
り、第４図で接地点からの端子26aの電圧V1は、 となる。また、第４図で接地点からの端子26bの電圧V2
は、 となる。記録信号の検出による最大抵抗変化率を±４％
とすると、K1＝1.04、K2＝0.96となるので、V1＝0.52
V、V2＝0.48Vとなる。したがって、出力端子26a、26b間
に発生する検出出力VOUTは、 VOUT＝V1−V2＝0.52V−0.48V＝0.04V ……（６） となり、式（３）との比較から明らかなように、第６図
に示したセンサーの場合の約２倍のレベルを持つ検出出
力が得られ、これによって、SN比が改善される。
なお、実施例では検出素子として磁気抵抗素子を用い
た場合について示したが、この発明は、ホール素子、静
電容量検出素子および光学素子などの検出素子を用いた
場合にも適用できる。
た場合について示したが、この発明は、ホール素子、静
電容量検出素子および光学素子などの検出素子を用いた
場合にも適用できる。
以上説明したように、この発明によれば、２対の検出
素子を用いて、互いに同相出力を生じる検出素子を対辺
にしたブリッジ回路を構成したので、純抵抗素子などを
設置することなく、簡単な構成によって、検出出力の振
幅の増大を図り、SN比を改善するこができるとともに、
記録メディアと検出素子とのギャップ変化した場合で
も、ブリッジ回路の一方の直列部分と他方の直列部分と
で構成される各分圧回路において、各分圧抵抗値を同一
方向に増減変化させるため、最終的にそれぞれの分圧出
力には影響せず、もってギャップ変動によるSN比の劣化
を防止することができる。
素子を用いて、互いに同相出力を生じる検出素子を対辺
にしたブリッジ回路を構成したので、純抵抗素子などを
設置することなく、簡単な構成によって、検出出力の振
幅の増大を図り、SN比を改善するこができるとともに、
記録メディアと検出素子とのギャップ変化した場合で
も、ブリッジ回路の一方の直列部分と他方の直列部分と
で構成される各分圧回路において、各分圧抵抗値を同一
方向に増減変化させるため、最終的にそれぞれの分圧出
力には影響せず、もってギャップ変動によるSN比の劣化
を防止することができる。
第１図はこの発明のセンサーの実施例を示す図、第２図
は第１図に示したセンサーにおける磁気抵抗素子の配置
関係を示す図、第３図は磁気抵抗素子の検出出力を示す
図、第４図は第１図に示したセンサーの等価回路を示す
回路図、第５図は記録メディアに対する従来の検出素子
の配置を示す図、第６図は記録メディアの上下面に検出
素子を配置した場合のセンサーを示す図、第７図は第６
図に示したセンサーの等価回路を示す回路図である。 ２……記録メディア、４……記録パターン、20A、20B、
22A、22B……検出素子としての磁気抵抗素子。
は第１図に示したセンサーにおける磁気抵抗素子の配置
関係を示す図、第３図は磁気抵抗素子の検出出力を示す
図、第４図は第１図に示したセンサーの等価回路を示す
回路図、第５図は記録メディアに対する従来の検出素子
の配置を示す図、第６図は記録メディアの上下面に検出
素子を配置した場合のセンサーを示す図、第７図は第６
図に示したセンサーの等価回路を示す回路図である。 ２……記録メディア、４……記録パターン、20A、20B、
22A、22B……検出素子としての磁気抵抗素子。
Claims (1)
- 【請求項１】記録メディアの下面側から非接触で記録パ
ターンを電気的に検出する第１の検出素子（20A）およ
び第２の検出素子（20B）を、前記記録メディアと平行
な面上でかつ当該記録パターン方向に対して特定の電気
位相角だけ変位させた位置に設定するとともに、 前記記録メディアの上面側から非接触で前記記録パター
ンを電気的に検出する第３の検出素子（22A）および第
４の検出素子（22B）を、前記記録メディアと平行な面
上でかつ当該記録メディアを間に挟んで前記第１の検出
素子（20A）および第２の検出素子（20B）とそれぞれ対
向する位置に設置し、 記録パターンに対する信号出力が互いに同相となる、前
記第１の検出素子（20A）および第３の検出素子（22A）
の対と、前記第２の検出素子（20B）および第４の検出
素子（22B）の対とを、それぞれ対角辺に設置してこれ
ら各検出素子でブリッジ回路を構成した ことを特徴とするセンサー。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61120579A JPH0812084B2 (ja) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | セ ン サ ー |
| DE8686810603T DE3686330T2 (de) | 1985-12-28 | 1986-12-18 | Kontaktloser markierungssensor. |
| EP86810603A EP0242492B1 (en) | 1985-12-28 | 1986-12-18 | An improved non-contact type pattern sensor |
| KR1019860011227A KR910006670B1 (ko) | 1985-12-28 | 1986-12-24 | 개량된 비 접촉형 패턴 센서 |
| US07/271,388 US4944028A (en) | 1985-12-28 | 1988-11-10 | Non-contact type pattern sensor with variable clearance compensation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61120579A JPH0812084B2 (ja) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | セ ン サ ー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62277519A JPS62277519A (ja) | 1987-12-02 |
| JPH0812084B2 true JPH0812084B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=14789775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61120579A Expired - Fee Related JPH0812084B2 (ja) | 1985-12-28 | 1986-05-26 | セ ン サ ー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0812084B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119469234A (zh) * | 2024-11-18 | 2025-02-18 | 北京航空航天大学 | 一种磁编码器输入正弦信号的实时矫正系统、方法及芯片 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5647580U (ja) * | 1979-09-18 | 1981-04-27 |
-
1986
- 1986-05-26 JP JP61120579A patent/JPH0812084B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62277519A (ja) | 1987-12-02 |
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