JPS5868616A - 位置センサ - Google Patents
位置センサInfo
- Publication number
- JPS5868616A JPS5868616A JP56168416A JP16841681A JPS5868616A JP S5868616 A JPS5868616 A JP S5868616A JP 56168416 A JP56168416 A JP 56168416A JP 16841681 A JP16841681 A JP 16841681A JP S5868616 A JPS5868616 A JP S5868616A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetoresistive element
- permanent magnet
- resistance
- position sensor
- displacement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
- G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (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】
本発明は磁気抵抗素子を用いた位置センサに関する。
従来位置センサとして簡単なものにスライドボリー−ム
を用いたものがある。すなわち可動接点の移動により抵
抗値変化または電圧変化として変位量を検出するもので
ある。しかしこれは可動接点と被測定物とを接触させる
必要があり、被測定物に影響を与えるという欠点がある
。また非接触形の位置センサとして差動トランスを用い
たものがあるが、平衡がとれにくく零点が出にくいとい
う欠点がある。
を用いたものがある。すなわち可動接点の移動により抵
抗値変化または電圧変化として変位量を検出するもので
ある。しかしこれは可動接点と被測定物とを接触させる
必要があり、被測定物に影響を与えるという欠点がある
。また非接触形の位置センサとして差動トランスを用い
たものがあるが、平衡がとれにくく零点が出にくいとい
う欠点がある。
本発明は非接触で安定かつ精度の良い位［６センサを提
供することを目的とする。
供することを目的とする。
以下、本発明の実施例について図面とともに説明する。
第１図は本発明における一実施例の位置センサの構成図
である。図において、１，２は直列に接続された相似形
の磁気抵抗素子、３，４は磁気抵抗素子１，２の端部に
それぞれ形成された端子、５は磁気抵抗素子１，２の中
央部に形成された端子である。磁気抵抗素子１，２は、
Ｎ ｉ Ｆ ｅ合金、ＮｉＣｏ合金などの磁界により抵
抗値の変化する合金薄膜を基板上に真空蒸着などにより
形成した後、ホトリソグラフィなどにより相似形になる
ように合金薄膜を除去して形成したものである。６，７
は抵抗である。８は電源であり、その電圧はＥである。
である。図において、１，２は直列に接続された相似形
の磁気抵抗素子、３，４は磁気抵抗素子１，２の端部に
それぞれ形成された端子、５は磁気抵抗素子１，２の中
央部に形成された端子である。磁気抵抗素子１，２は、
Ｎ ｉ Ｆ ｅ合金、ＮｉＣｏ合金などの磁界により抵
抗値の変化する合金薄膜を基板上に真空蒸着などにより
形成した後、ホトリソグラフィなどにより相似形になる
ように合金薄膜を除去して形成したものである。６，７
は抵抗である。８は電源であり、その電圧はＥである。
９は抵抗６と抵抗７の接続点より取り出した出力端子、
１０は端子６より取り出された出力端子である。１１は
磁気抵抗素子１，２上を移動する永久磁石であり、この
永久磁石１１の長さＬは、第２図に示すように磁気抵抗
素子１の長さＬｌ（なオ砥気抵抗素子２も同じ長さであ
る。）と中央部の端子６の長さＬ２を加えた長さと略等
しい長さである。なお永久磁石１１は被測定物に貼布さ
れる。
１０は端子６より取り出された出力端子である。１１は
磁気抵抗素子１，２上を移動する永久磁石であり、この
永久磁石１１の長さＬは、第２図に示すように磁気抵抗
素子１の長さＬｌ（なオ砥気抵抗素子２も同じ長さであ
る。）と中央部の端子６の長さＬ２を加えた長さと略等
しい長さである。なお永久磁石１１は被測定物に貼布さ
れる。
このように構成された位置センサにおいて、磁気抵抗素
子１と磁気抵抗素子２の抵抗値を同一とし、また抵抗６
と抵抗７の抵抗値を同一とする。
子１と磁気抵抗素子２の抵抗値を同一とし、また抵抗６
と抵抗７の抵抗値を同一とする。
このとき永久磁石１１を第２図に示すように、磁気抵抗
素子１および２にそれぞれ等しい長さだけかかるように
配置すると、永久磁石１１の磁界により磁気抵抗素子１
および２が受ける抵抗値変化は同じなので、出力端子９
，１０間の出力電圧は零となる。
素子１および２にそれぞれ等しい長さだけかかるように
配置すると、永久磁石１１の磁界により磁気抵抗素子１
および２が受ける抵抗値変化は同じなので、出力端子９
，１０間の出力電圧は零となる。
次に第３図に示すように永久磁石１１を距離Ｌ３だけ移
動させると、磁気抵抗素子１および２に磁界の加わる領
域は、第４図に示す斜線部分となり、磁気抵抗素子１で
は磁界のかがる面積が距離Ｌ３に比例する面積だけ減少
し、−力磁気抵抗木子２では磁界のかかる面積が距離Ｌ
３に比例する面精だけ増加する。
動させると、磁気抵抗素子１および２に磁界の加わる領
域は、第４図に示す斜線部分となり、磁気抵抗素子１で
は磁界のかがる面積が距離Ｌ３に比例する面積だけ減少
し、−力磁気抵抗木子２では磁界のかかる面積が距離Ｌ
３に比例する面精だけ増加する。
第１図に示すように抵抗６の両端の電圧をｖｌ、磁気抵
抗素子１０両端の電圧をｖ２ とすると、電圧ｖ２は永
久磁石１１の位置により変化する。この変化は永久磁石
１１が中央部よりずれる距離Ｌ３に比例する。このずれ
の距離Ｌ３ と電圧ｖ２ との関係を第５図に示す。
抗素子１０両端の電圧をｖ２ とすると、電圧ｖ２は永
久磁石１１の位置により変化する。この変化は永久磁石
１１が中央部よりずれる距離Ｌ３に比例する。このずれ
の距離Ｌ３ と電圧ｖ２ との関係を第５図に示す。
なお抵抗６．了は磁界（ｌ’）Ｖｊ響を受けない抵抗で
あり、常に同じ抵抗値であるからその両端の電圧■１
は一定である。従って出力端子９，１ｏ間の出力電圧（
■２−ｖ１）は、第６図に示すようになり、永久磁石１
１の変位量に比例した出力電圧が得られる。
あり、常に同じ抵抗値であるからその両端の電圧■１
は一定である。従って出力端子９，１ｏ間の出力電圧（
■２−ｖ１）は、第６図に示すようになり、永久磁石１
１の変位量に比例した出力電圧が得られる。
なお永久磁石１１の漏洩磁束の影響は、磁気抵抗素子１
，２が左右対称形であるので影響しない。
，２が左右対称形であるので影響しない。
いま具体例として、シリコン基板上にＮ１＝８３％、Ｆ
ｅ ＝１７％の合金膜を０．１μｍの厚みに真空蒸着
し、ホトリングラフィにより幅０ 、１ ＋ｍｎ、長さ
１０ｍ＋ｎの大きさの磁気抵抗素子１，２を形成した。
ｅ ＝１７％の合金膜を０．１μｍの厚みに真空蒸着
し、ホトリングラフィにより幅０ 、１ ＋ｍｎ、長さ
１０ｍ＋ｎの大きさの磁気抵抗素子１，２を形成した。
なお前記蒸着膜は磁界が充分に加えられたとき、その値
が−２，６チ変化する抵抗膜である。また磁気抵抗素子
１．２の抵抗値は１００Ωである。端子３゜４．６の長
さをそれぞれ１閣、永久磁石１１の長さを１１鴎、外部
抵抗６，７の抵抗値をともに１００Ω、電源電圧Ｅを６
ｖとしたとき、永久磁石１１の変位量に比例した出力電
圧が得られ、その最大出力電圧は＋６ｍＶおよび一６ｍ
Ｖであった。
が−２，６チ変化する抵抗膜である。また磁気抵抗素子
１．２の抵抗値は１００Ωである。端子３゜４．６の長
さをそれぞれ１閣、永久磁石１１の長さを１１鴎、外部
抵抗６，７の抵抗値をともに１００Ω、電源電圧Ｅを６
ｖとしたとき、永久磁石１１の変位量に比例した出力電
圧が得られ、その最大出力電圧は＋６ｍＶおよび一６ｍ
Ｖであった。
第７図は本発明の他の実施例を示す概略構成図で、本実
施例においては磁気抵抗素子１′、２′を円弧状とし、
また永久磁石１１′ も円弧状としている。このように
構成することにより回転角変位 。
施例においては磁気抵抗素子１′、２′を円弧状とし、
また永久磁石１１′ も円弧状としている。このように
構成することにより回転角変位 。
を検出することができる。なお前記実施例においては永
久磁石を用いたが、永久磁石に代えて電磁・石を使用し
ても良い。
久磁石を用いたが、永久磁石に代えて電磁・石を使用し
ても良い。
以上のように本発明の位置センサは構成したので、以下
のような効果を有している。
のような効果を有している。
（１）磁石の変位により一方の磁気抵抗素子の抵抗値が
増加しているとき、他方の磁気抵抗素子の抵抗値が減少
し、その差を出力とするので２倍の出力が得られる。
増加しているとき、他方の磁気抵抗素子の抵抗値が減少
し、その差を出力とするので２倍の出力が得られる。
（２） 同じ磁気抵抗素子を使用するので、温度によ
る抵抗値変化は同量であり、このため零点電位は温度に
よる影響を受けない。
る抵抗値変化は同量であり、このため零点電位は温度に
よる影響を受けない。
（３）磁気抵抗素子はホトリングラフィにより精度良く
形成できるので、磁石の変位量に対する出力電圧の変動
を±１％以内に抑えることができ、高精度の位置センサ
を得ることができる。
形成できるので、磁石の変位量に対する出力電圧の変動
を±１％以内に抑えることができ、高精度の位置センサ
を得ることができる。
（４）被測定物とは非接触であるので、被測定物に影響
を与えることなく変位検出でき、信頼性の高い検出が可
能となる。
を与えることなく変位検出でき、信頼性の高い検出が可
能となる。
第１図は本発明における一実施例の位置センサの構成図
、第２図は同永久磁石が中央位置にあるときの正面図、
第３図は同永久磁石が変位したときの正面図、第４図は
同磁界の加わる領域を示す上面図、第６図は同変位量に
対する磁気抵抗素子と抵抗の両端電圧の関係を示す特性
図、第６図は同変位量に対する出力電圧の関係を示す特
性図、第７図は本発明における他の実施例の位置センサ
の構成図である。 １．１’、２．２’ ・ ・磁気抵抗素子、６，７・
・ 抵抗、８ ・・電源、１１ ・・・・永久磁石。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ／ｌ 第２図 １ 第３図 第４図 第５図 σ 一１３ 第６図 ↑ σ □ＩＪ
、第２図は同永久磁石が中央位置にあるときの正面図、
第３図は同永久磁石が変位したときの正面図、第４図は
同磁界の加わる領域を示す上面図、第６図は同変位量に
対する磁気抵抗素子と抵抗の両端電圧の関係を示す特性
図、第６図は同変位量に対する出力電圧の関係を示す特
性図、第７図は本発明における他の実施例の位置センサ
の構成図である。 １．１’、２．２’ ・ ・磁気抵抗素子、６，７・
・ 抵抗、８ ・・電源、１１ ・・・・永久磁石。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ／ｌ 第２図 １ 第３図 第４図 第５図 σ 一１３ 第６図 ↑ σ □ＩＪ
Claims (1)
- 直列に接続した２個の同一の磁気抵抗素子、直列に接続
した２個の同一抵抗値の抵抗および電源・を並列に接続
し、前記磁気抵抗素子上を移動する磁石により前記磁気
抵抗素子の抵抗値を変化させ、前記磁石の変位量を前記
磁気抵抗素子の接続点と前記抵抗の接続点間の電圧変位
として検出するように構成した位置センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56168416A JPS5868616A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | 位置センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56168416A JPS5868616A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | 位置センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5868616A true JPS5868616A (ja) | 1983-04-23 |
Family
ID=15867716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56168416A Pending JPS5868616A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | 位置センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5868616A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62124410A (ja) * | 1985-11-26 | 1987-06-05 | Mitsubishi Precision Co Ltd | フリ−ジヤイロ機構の角度検出装置 |
| WO1998023923A1 (en) * | 1996-11-29 | 1998-06-04 | Penny & Giles Controls Limited | Transducer |
| JP2002538450A (ja) * | 1999-03-03 | 2002-11-12 | エムエムティー ソシエテ アノニム | 磁気感受性プローブ位置センサ |
-
1981
- 1981-10-20 JP JP56168416A patent/JPS5868616A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62124410A (ja) * | 1985-11-26 | 1987-06-05 | Mitsubishi Precision Co Ltd | フリ−ジヤイロ機構の角度検出装置 |
| WO1998023923A1 (en) * | 1996-11-29 | 1998-06-04 | Penny & Giles Controls Limited | Transducer |
| JP2002538450A (ja) * | 1999-03-03 | 2002-11-12 | エムエムティー ソシエテ アノニム | 磁気感受性プローブ位置センサ |
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