JPH10122901A - 磁気エンコーダ - Google Patents
磁気エンコーダInfo
- Publication number
- JPH10122901A JPH10122901A JP27911896A JP27911896A JPH10122901A JP H10122901 A JPH10122901 A JP H10122901A JP 27911896 A JP27911896 A JP 27911896A JP 27911896 A JP27911896 A JP 27911896A JP H10122901 A JPH10122901 A JP H10122901A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- magnetic encoder
- drum
- encoder
- processing circuit
- Prior art date
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- Pending
Links
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- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 10
- 239000011295 pitch Substances 0.000 abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】出力パルスを低減することなく歪みの少ない正
弦波波形を得ることができ、小型化、高精度、かつ高分
解能の磁気エンコーダを提供することを目的とする。 【解決手段】回転軸１に支持された磁気ドラム２と、磁
気ドラム２上に所定のピッチで着磁された複数個の磁極
２ａと、磁気ドラム２と所定の空隙を隔てて磁極２ａと
対向する位置に配置されたＭＲ素子４および波形処理回
路を有する磁気センサ３とにより構成された磁気エンコ
ーダに於いて、ＭＲ素子４の裏面あるいは上下左右側面
のいづれかに補正用マグネット６を配置する。
弦波波形を得ることができ、小型化、高精度、かつ高分
解能の磁気エンコーダを提供することを目的とする。 【解決手段】回転軸１に支持された磁気ドラム２と、磁
気ドラム２上に所定のピッチで着磁された複数個の磁極
２ａと、磁気ドラム２と所定の空隙を隔てて磁極２ａと
対向する位置に配置されたＭＲ素子４および波形処理回
路を有する磁気センサ３とにより構成された磁気エンコ
ーダに於いて、ＭＲ素子４の裏面あるいは上下左右側面
のいづれかに補正用マグネット６を配置する。
Description
【０００１】
【産業用の利用分野】本発明は、工作機、ＦＡ機器、Ｏ
Ａ機器等において、制御する対象の移動速度あるいは位
置を検出する磁気エンコーダに関するものである。
Ａ機器等において、制御する対象の移動速度あるいは位
置を検出する磁気エンコーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来のインクリメンタル型の磁気
エンコーダの構成を示す斜視図である。図に示すよう
に、運動する物体である回転軸１に装着された磁気媒体
（磁気ドラム２）と、磁気ドラム２の外周に着磁された
複数個の磁極２ａと、磁極２ａに対し所定の空隙Ｌを介
して対向配置された磁気センサ３と、磁気センサ３の表
面に配置された磁気抵抗効果素子４（以下ＭＲ素子と称
す）とにより磁気エンコーダが構成されている。
エンコーダの構成を示す斜視図である。図に示すよう
に、運動する物体である回転軸１に装着された磁気媒体
（磁気ドラム２）と、磁気ドラム２の外周に着磁された
複数個の磁極２ａと、磁極２ａに対し所定の空隙Ｌを介
して対向配置された磁気センサ３と、磁気センサ３の表
面に配置された磁気抵抗効果素子４（以下ＭＲ素子と称
す）とにより磁気エンコーダが構成されている。
【０００３】図６は磁気ドラム２に着磁された磁極２ａ
と磁気センサ３に設けられた複数個のＭＲ素子４の各々
の配設ピッチの関係を示す展開図である。図７は磁気セ
ンサ３の４個のＭＲ素子４（Ｒ１〜Ｒ４）をブリッジに
組み、磁気ドラム２の回転を検出する波形処理回路を示
す。（この場合は１相の場合であり、２相の場合には他
にもう１組が必要となる。）上記のように構成される従
来の磁気エンコーダの動作特性を図８に示す。図に示す
ように、（イ）のＭＲはＭＲ素子４の入力磁界Ｈと抵抗
Ｒとの関係を示し、（ロ）のＭＨは磁気ドラム２の磁界
Ｈの変化を示す特性曲線である。ＭＨがＳｉｎθに比例
する正弦波とすれば、ＭＨの変化によってＭＲの抵抗変
化は（ハ）のようになる。また、図７の処理回路の各電
圧ｅａ、ｅｂ、ｅｏは図９のように１サイクル毎に大小
を繰り返し、不等ピッチとなり、高精度出力信号が得ら
れないという欠点がある。
と磁気センサ３に設けられた複数個のＭＲ素子４の各々
の配設ピッチの関係を示す展開図である。図７は磁気セ
ンサ３の４個のＭＲ素子４（Ｒ１〜Ｒ４）をブリッジに
組み、磁気ドラム２の回転を検出する波形処理回路を示
す。（この場合は１相の場合であり、２相の場合には他
にもう１組が必要となる。）上記のように構成される従
来の磁気エンコーダの動作特性を図８に示す。図に示す
ように、（イ）のＭＲはＭＲ素子４の入力磁界Ｈと抵抗
Ｒとの関係を示し、（ロ）のＭＨは磁気ドラム２の磁界
Ｈの変化を示す特性曲線である。ＭＨがＳｉｎθに比例
する正弦波とすれば、ＭＨの変化によってＭＲの抵抗変
化は（ハ）のようになる。また、図７の処理回路の各電
圧ｅａ、ｅｂ、ｅｏは図９のように１サイクル毎に大小
を繰り返し、不等ピッチとなり、高精度出力信号が得ら
れないという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来技
術の磁気エンコーダでは高精度の信号が得られない為
に、ＭＲ素子４の電流方向に対し、４５度の方向に磁気
バイアスを与える方法がある。図１０に構成図を示す。
また、この時の動作特性を図１１に示す。図に示すよう
に動作点を移動させ、ＭＲ素子４の抵抗変化率特性の比
較的直線部分にて、歪みの少ない正弦波波形を得る方法
であるが、この場合には、入力磁界１サイクルに対し、
出力信号は１サイクルとなり、同一外径の磁気ドラムで
磁気バイアス無しの場合に比べ半分のパルスしか得られ
ず、同一パルスを得るためには磁気ドラム外径が大きく
なるという問題点がある。このため、小型化、高精度の
要求に限界が生じてしまう。
術の磁気エンコーダでは高精度の信号が得られない為
に、ＭＲ素子４の電流方向に対し、４５度の方向に磁気
バイアスを与える方法がある。図１０に構成図を示す。
また、この時の動作特性を図１１に示す。図に示すよう
に動作点を移動させ、ＭＲ素子４の抵抗変化率特性の比
較的直線部分にて、歪みの少ない正弦波波形を得る方法
であるが、この場合には、入力磁界１サイクルに対し、
出力信号は１サイクルとなり、同一外径の磁気ドラムで
磁気バイアス無しの場合に比べ半分のパルスしか得られ
ず、同一パルスを得るためには磁気ドラム外径が大きく
なるという問題点がある。このため、小型化、高精度の
要求に限界が生じてしまう。
【０００５】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、出力パルスを低減することなく歪みの少
ない正弦波波形を得ることができ、小型化、高精度、か
つ高分解能の磁気エンコーダを提供することを目的とす
る。
されたもので、出力パルスを低減することなく歪みの少
ない正弦波波形を得ることができ、小型化、高精度、か
つ高分解能の磁気エンコーダを提供することを目的とす
る。
【０００６】
【問題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明においては、運動する物体に装着された磁気
媒体と、上記磁気媒体上に所定のピッチで着磁された複
数個の磁極と、上記磁気媒体に対して所定の空隙を隔て
て、上記磁極に対向する位置に配置された磁気抵抗効果
素子および波形処理回路を有する磁気センサとにより構
成された磁気エンコーダに於いて、上記磁気抵抗効果素
子の近傍に補正用マグネットを配置する。
め、本発明においては、運動する物体に装着された磁気
媒体と、上記磁気媒体上に所定のピッチで着磁された複
数個の磁極と、上記磁気媒体に対して所定の空隙を隔て
て、上記磁極に対向する位置に配置された磁気抵抗効果
素子および波形処理回路を有する磁気センサとにより構
成された磁気エンコーダに於いて、上記磁気抵抗効果素
子の近傍に補正用マグネットを配置する。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る磁気エンコー
ダの実施の形態を示す斜視図である。図に示すように、
従来の磁気エンコーダの全体構成（図５）、磁気センサ
配置（図６）、波形処理回路（図７）は同じであるので
省略し、追加構成のみ説明する。図ｌで磁気センサ３の
表面に設けられたＭＲ素子４の裏面に補正用マグネット
６を用意し、磁気センサ３の処理回路からの出力ｅｏを
観測しながら、磁気センサ３の裏面、側面あるいは上面
の各所に補正用マグネット６を移動させ、磁気センサ３
の出力電圧ｅｏの歪およびエンベロープが最小になる所
を検出し、その位置に接着剤等で補正用マグネット６を
固定する。こうすることにより、磁気センサ３のヒステ
リシスが補正でき、図２に示すような動作特性が得ら
れ、また、図３に示すように波形処理回路通過後の波形
は歪の少ない正弦波となり、ピッチ誤差の小さなパルス
が得られる。
ダの実施の形態を示す斜視図である。図に示すように、
従来の磁気エンコーダの全体構成（図５）、磁気センサ
配置（図６）、波形処理回路（図７）は同じであるので
省略し、追加構成のみ説明する。図ｌで磁気センサ３の
表面に設けられたＭＲ素子４の裏面に補正用マグネット
６を用意し、磁気センサ３の処理回路からの出力ｅｏを
観測しながら、磁気センサ３の裏面、側面あるいは上面
の各所に補正用マグネット６を移動させ、磁気センサ３
の出力電圧ｅｏの歪およびエンベロープが最小になる所
を検出し、その位置に接着剤等で補正用マグネット６を
固定する。こうすることにより、磁気センサ３のヒステ
リシスが補正でき、図２に示すような動作特性が得ら
れ、また、図３に示すように波形処理回路通過後の波形
は歪の少ない正弦波となり、ピッチ誤差の小さなパルス
が得られる。
【０００８】また、図４は他の実施の形態を示す斜視図
である。図に示すように、補正用マグネット６を、フラ
ンジ５の磁気センサ３のホルダ３ａを取り付ける面に固
定している。これは、ＭＲ素子４の各々でヒステリシス
幅及び磁区構造が微妙に違うために、補正用マグネット
６の最適位置が違うことによる。しかし、動作特性とし
ては図２と同様な結果が得られる。
である。図に示すように、補正用マグネット６を、フラ
ンジ５の磁気センサ３のホルダ３ａを取り付ける面に固
定している。これは、ＭＲ素子４の各々でヒステリシス
幅及び磁区構造が微妙に違うために、補正用マグネット
６の最適位置が違うことによる。しかし、動作特性とし
ては図２と同様な結果が得られる。
【０００９】上述のように、従来技術では、４５度磁気
バイアスをＭＲ素子４に与え、動作点を移動させるため
に信号磁界１サイクルに対し、１サイクルの出力信号し
か得られず小型化するのが困難であった。しかし、本発
明によれば、信号磁界１サイクルに対し、出力信号を２
倍周波の２サイクルが得られるため、小型化、高精度を
容易に達成できるという優れた効果が得られた。実験の
結果では、補正用マグネット６を設置することにより、
ピッチ誤差の精度を約０．４％改善できた。
バイアスをＭＲ素子４に与え、動作点を移動させるため
に信号磁界１サイクルに対し、１サイクルの出力信号し
か得られず小型化するのが困難であった。しかし、本発
明によれば、信号磁界１サイクルに対し、出力信号を２
倍周波の２サイクルが得られるため、小型化、高精度を
容易に達成できるという優れた効果が得られた。実験の
結果では、補正用マグネット６を設置することにより、
ピッチ誤差の精度を約０．４％改善できた。
【００１０】上記の説明では回転体について述べたが、
直線運動の位置検出に使用しても同様の作用効果が得ら
れることは勿論である。
直線運動の位置検出に使用しても同様の作用効果が得ら
れることは勿論である。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る磁気
エンコーダにおいては、磁気抵抗効果素子の裏面あるい
は上下左右側面のいづれかに補正用マグネットを配置す
ることにより、出力パルスを低減することなく歪みの少
ない正弦波波形を得ることができ、小型化、高精度、か
つ高分解能の磁気エンコーダを提供することが可能とな
った。
エンコーダにおいては、磁気抵抗効果素子の裏面あるい
は上下左右側面のいづれかに補正用マグネットを配置す
ることにより、出力パルスを低減することなく歪みの少
ない正弦波波形を得ることができ、小型化、高精度、か
つ高分解能の磁気エンコーダを提供することが可能とな
った。
【図１】本発明に係る磁気エンコーダの一つの実施の形
態を示す斜視図である。
態を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る磁気エンコーダの動作特性図であ
る。
る。
【図３】本発明に係る磁気エンコーダの磁気センサから
の信号波形である。
の信号波形である。
【図４】本発明に係る磁気エンコーダのもう一つの実施
の形態を示す斜視図である。
の形態を示す斜視図である。
【図５】従来技術による磁気エンコーダの全体構成を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図６】従来技術による磁気エンコーダのＭＲ素子の配
設ピッチを示す展開接続図である。
設ピッチを示す展開接続図である。
【図７】従来技術による磁気エンコーダの磁気ドラムの
回転検出を行う波形処理回路を示す接続図である。
回転検出を行う波形処理回路を示す接続図である。
【図８】従来技術による磁気エンコーダの動作特性図で
ある。
ある。
【図９】従来技術による磁気エンコーダの磁気センサか
らの出力電圧波形である。
らの出力電圧波形である。
【図１０】従来技術による磁気エンコーダに４５度磁気
バイアスを与える方法の全体構成を示す斜視図である。
バイアスを与える方法の全体構成を示す斜視図である。
【図１１】従来技術による磁気エンコーダに４５度磁気
バイアスを与えた場合の動作特性図である。
バイアスを与えた場合の動作特性図である。
１： 回転軸 ２： 磁気ドラム ２ａ：磁極 ３： 磁気センサ ３ａ：センサホルダ ４： ＭＲ素子 ５： フランジ ６： 補正用マグネット ７： ４５度磁気バイアス用マグネット ８： ＯＰアンプ λ： ピッチ Ｌ： 磁気センサと磁気ドラムの空隙 Ｅ： 電源 Ｈ： 磁界 Ｒ： 抵抗 ＭＨ：磁気ドラムのＨの変化特性曲線 ＭＲ：ＭＲ素子のＨとＲの関係 ｅｏ：出力電圧 Ｒ１〜Ｒ４：ＭＲ素子 Ｒｉ、Ｒｆ：固定抵抗
Claims (1)
- 【請求項１】運動する物体に装着された磁気媒体と、上
記磁気媒体上に所定のピッチで着磁された複数個の磁極
と、上記磁気媒体に対して所定の空隙を隔てて上記磁極
に対向する位置に配置された磁気抵抗効果素子および波
形処理回路を有する磁気センサとにより構成された磁気
エンコーダに於いて、上記磁気抵抗効果素子の近傍に補
正用マグネットを配置することを特徴とする磁気エンコ
ーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27911896A JPH10122901A (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | 磁気エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27911896A JPH10122901A (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | 磁気エンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10122901A true JPH10122901A (ja) | 1998-05-15 |
Family
ID=17606685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27911896A Pending JPH10122901A (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | 磁気エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10122901A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009503527A (ja) * | 2005-08-01 | 2009-01-29 | コンティネンタル・テーベス・アクチエンゲゼルシヤフト・ウント・コンパニー・オッフェネ・ハンデルスゲゼルシヤフト | 本質的安全の向上した車輪回転速度検出用装置 |
-
1996
- 1996-10-22 JP JP27911896A patent/JPH10122901A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009503527A (ja) * | 2005-08-01 | 2009-01-29 | コンティネンタル・テーベス・アクチエンゲゼルシヤフト・ウント・コンパニー・オッフェネ・ハンデルスゲゼルシヤフト | 本質的安全の向上した車輪回転速度検出用装置 |
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