JPS61173113A - 磁気回転センサ - Google Patents
磁気回転センサInfo
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- JPS61173113A JPS61173113A JP60012688A JP1268885A JPS61173113A JP S61173113 A JPS61173113 A JP S61173113A JP 60012688 A JP60012688 A JP 60012688A JP 1268885 A JP1268885 A JP 1268885A JP S61173113 A JPS61173113 A JP S61173113A
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Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）のキャプ
スタンモータ等の回転体の回転数又は回転角度及び回転
方向を検出する薄膜磁気抵抗素子を用いた磁気回転セン
サに関するものである。
スタンモータ等の回転体の回転数又は回転角度及び回転
方向を検出する薄膜磁気抵抗素子を用いた磁気回転セン
サに関するものである。
（ｉ明の概要〕
この発明は、一定波長で繰返し記録した磁界により抵抗
値が変化する薄膜磁気抵抗素子を用いて、回転体の回転
数及び回転方向等を検出する磁気回転センサにおいて、
薄膜磁気抵抗素子に３個の感知部を形成して直列に接続
したものを２組並列に接続して同一基板上に形成し、そ
の各感知部を平行に形成してその間隔を信号磁界の記録
波長に対して特定の関係にすると共に、その薄膜磁気抵
抗素子の各感知部にバイアス磁界を加えるようにするこ
とにより１回転信号の検出出力を増大させ。
値が変化する薄膜磁気抵抗素子を用いて、回転体の回転
数及び回転方向等を検出する磁気回転センサにおいて、
薄膜磁気抵抗素子に３個の感知部を形成して直列に接続
したものを２組並列に接続して同一基板上に形成し、そ
の各感知部を平行に形成してその間隔を信号磁界の記録
波長に対して特定の関係にすると共に、その薄膜磁気抵
抗素子の各感知部にバイアス磁界を加えるようにするこ
とにより１回転信号の検出出力を増大させ。
且つ消費電力を低減したものである。
薄膜磁気抵抗素子を用いた磁気回転センサは。
第４ＷＩに示すようにロータ１の外周部に一定波長で着
磁記録したプラスチック磁石等からなる記録媒体２を取
りつけ、この記録媒体２に対向させて薄膜磁気抵抗素子
からなる磁気回転センサ３を配置している。
磁記録したプラスチック磁石等からなる記録媒体２を取
りつけ、この記録媒体２に対向させて薄膜磁気抵抗素子
からなる磁気回転センサ３を配置している。
そして、回転体であるロータ１の回転に伴なう磁界の変
化により、薄膜磁気抵抗素子の抵抗値が変化することを
利用して、ロータの回転数及び回転方向等を検出するよ
うに構成したものである。
化により、薄膜磁気抵抗素子の抵抗値が変化することを
利用して、ロータの回転数及び回転方向等を検出するよ
うに構成したものである。
第５図に従来の磁気回転センサの基板上の薄膜磁気抵抗
素子のパターンを示す、ガラス等からなる絶縁基板４上
に、ＮｉＦｅ合金、 ＮｉＣｏ合金等からなる磁界によ
り抵抗値が変化する材料を真空蒸着法等の方法により薄
膜形成し、フォトエツチング技術により所定の形状にパ
ターニングして薄膜磁気抵抗素子Ｓを得る。
素子のパターンを示す、ガラス等からなる絶縁基板４上
に、ＮｉＦｅ合金、 ＮｉＣｏ合金等からなる磁界によ
り抵抗値が変化する材料を真空蒸着法等の方法により薄
膜形成し、フォトエツチング技術により所定の形状にパ
ターニングして薄膜磁気抵抗素子Ｓを得る。
この薄膜磁気抵抗素子５は、信号磁界を検出する感知部
Ｍ Ｒ１，Ｍ Ｒ２，Ｍ Ｒ３，Ｍ Ｒ４と端子部６
ａ Ｐ６ｂ、５ｅ、５ｄからなる。ここで感知部Ｍ Ｒ
１゜ＭＲ２，ＭＲ３，ＭＲ４は、−第６図に示すように
ロータ１の外周部の記録媒体２にＮ、Ｓ交互に一定波長
λで記録された記録信号の１／４の間隔に配置されてい
る。
Ｍ Ｒ１，Ｍ Ｒ２，Ｍ Ｒ３，Ｍ Ｒ４と端子部６
ａ Ｐ６ｂ、５ｅ、５ｄからなる。ここで感知部Ｍ Ｒ
１゜ＭＲ２，ＭＲ３，ＭＲ４は、−第６図に示すように
ロータ１の外周部の記録媒体２にＮ、Ｓ交互に一定波長
λで記録された記録信号の１／４の間隔に配置されてい
る。
この感知部ＭＲＩ〜ＭＲ４は、第７図に示すようにＭＲ
ＩとＭＲ３とを直列に接続して１組の薄膜磁気抵抗素子
として、その接続部を信号の出力端子６ｄとし、両端６
ａｔ ６Ｇを電力の供給端子としており、同様に感知部
ＭＲ２とＭＲ４とを直列に接続して１組の薄膜磁気抵抗
素子として、その接続部を信号の出力端子６ｂとし、両
端を感知部ＭＲＩとＭＲ３とからなる薄膜磁気抵抗素子
と共通の電力供給端子としている。
ＩとＭＲ３とを直列に接続して１組の薄膜磁気抵抗素子
として、その接続部を信号の出力端子６ｄとし、両端６
ａｔ ６Ｇを電力の供給端子としており、同様に感知部
ＭＲ２とＭＲ４とを直列に接続して１組の薄膜磁気抵抗
素子として、その接続部を信号の出力端子６ｂとし、両
端を感知部ＭＲＩとＭＲ３とからなる薄膜磁気抵抗素子
と共通の電力供給端子としている。
さらに、第５図に破線で示すように、感知部ＭＲＩ〜Ｍ
Ｒ４にバイアス磁界を与えるためのバイアス磁石７が、
薄膜磁気抵抗素子５から見て絶縁基板４の裏面に取り付
けられている。
Ｒ４にバイアス磁界を与えるためのバイアス磁石７が、
薄膜磁気抵抗素子５から見て絶縁基板４の裏面に取り付
けられている。
このように構成された磁気回転センサは、第８図に示す
ような電気的結線がなされる。
ような電気的結線がなされる。
ここで、感知部ＭＲＩ、ＭＲ２，ＭＲ３，ＭＲ４と等し
い抵抗値の抵抗器８を直列に２個接続した回路を感知部
ＭＲＩ〜ＭＲ４の電力供給端子６ａ、５ｃに並列接続し
てブリッジ構成とし、その両端に電源電圧Ｖｃｃを印加
する。
い抵抗値の抵抗器８を直列に２個接続した回路を感知部
ＭＲＩ〜ＭＲ４の電力供給端子６ａ、５ｃに並列接続し
てブリッジ構成とし、その両端に電源電圧Ｖｃｃを印加
する。
そして、２個の抵抗８，８の接続点日は２個の差動増幅
器１０．ｉｔのそれぞれ一方の入力側に接続される。ま
た感知部ＭＲＩとＭＲ３の信号出力端子６ｄは差動増幅
器１０の他方の入力側に。
器１０．ｉｔのそれぞれ一方の入力側に接続される。ま
た感知部ＭＲＩとＭＲ３の信号出力端子６ｄは差動増幅
器１０の他方の入力側に。
ＭＲ２とＭＲ４の信号出力端子６ｂは差動増幅器１１の
他方の入力側にそれぞれ接続される。そして、この各差
動増幅器１０．１１の出力端子Ａ。
他方の入力側にそれぞれ接続される。そして、この各差
動増幅器１０．１１の出力端子Ａ。
Ｂから出力信号を得るようになっている。
次に、この磁気回転センサの動作原理について説明する
。
。
第９図に示すように、薄膜磁気抵抗素子ＭＲに電流方向
と直交する方向Ｈに磁界が加えられると。
と直交する方向Ｈに磁界が加えられると。
第１０図に示すようにその抵抗値が変化する。感知部Ｍ
Ｒ１，Ｍ Ｒ２，Ｍ Ｒ３，Ｍ Ｒ４にはバイアス磁
石７によりバイアス磁界が加えられ、はぼ直線的に抵抗
値が変化する範囲ａの中心Ｐ付近にバイアス点が設定さ
れる。
Ｒ１，Ｍ Ｒ２，Ｍ Ｒ３，Ｍ Ｒ４にはバイアス磁
石７によりバイアス磁界が加えられ、はぼ直線的に抵抗
値が変化する範囲ａの中心Ｐ付近にバイアス点が設定さ
れる。
このときのバイアス磁界は、感知部ＭＲＩ〜ＭＲ４の長
手方向に直交する方向に加える方法、または感知部ＭＲ
Ｉ〜ＭＲ４の長手方向と平行な方向と直角な方向にベク
トル分解できる方向に加える方法により加えられている
。
手方向に直交する方向に加える方法、または感知部ＭＲ
Ｉ〜ＭＲ４の長手方向と平行な方向と直角な方向にベク
トル分解できる方向に加える方法により加えられている
。
そこで、第６図のロータ１が回転すると、第８図に示す
回路の信号出力端子６ｄには、第１１図に示すような出
力Ｅ３が６ｂにはそれよりも９０１位相のずれた出力Ｅ
４が得られる。
回路の信号出力端子６ｄには、第１１図に示すような出
力Ｅ３が６ｂにはそれよりも９０１位相のずれた出力Ｅ
４が得られる。
しかしながら、このような従来の磁気回転センサは、信
号出力に対して電源電圧Ｖｃｃの１７２が加わるため、
第８図に示すように抵抗器８，８とのブリッジ構成にし
て、抵抗器８，８の接続点Ｓと信号出力端子６ｄまたは
６ｂとの電位差として回転信号を検出する方法等が必要
である。したがって外部抵抗器が必要となり、さらに消
費電力が増加するという問題点があった。
号出力に対して電源電圧Ｖｃｃの１７２が加わるため、
第８図に示すように抵抗器８，８とのブリッジ構成にし
て、抵抗器８，８の接続点Ｓと信号出力端子６ｄまたは
６ｂとの電位差として回転信号を検出する方法等が必要
である。したがって外部抵抗器が必要となり、さらに消
費電力が増加するという問題点があった。
また、第８図における抵抗器８，８を薄膜磁気抵抗素子
５と同一の絶縁基板上に配置しようとすると、リード線
パターンの引き回しが複雑になり、接続端子が増加する
という問題点もあった。
５と同一の絶縁基板上に配置しようとすると、リード線
パターンの引き回しが複雑になり、接続端子が増加する
という問題点もあった。
この発明は、上記のような従来のものの問題点を解決す
るためになされたもので、簡単なパターン引き回しで同
一絶縁基板上でブリッジを構成し。
るためになされたもので、簡単なパターン引き回しで同
一絶縁基板上でブリッジを構成し。
消費電力を低減して信号出力を向上させ得る磁気回転セ
ンサを提供することを目的とする。
ンサを提供することを目的とする。
この発明による磁気回転センサは、上記のような問題点
を解決するため、ロータ外周部に一定波長で記録した信
号磁石に接近して、薄膜磁気抵抗素子による３個の感知
部をその間隔が信号磁界の記録波長の１／３となるよう
に平行に配置して直列に接続したものを１組とし、これ
を２組並列に接続し、その対応する感知部が互いに平行
で且つその間隔が信号磁界の記録波長の１／２となるよ
うに同一基板上に形成し、この薄膜磁気抵抗素子の各感
知部にバイアス磁界を加えるようにしたものである。
を解決するため、ロータ外周部に一定波長で記録した信
号磁石に接近して、薄膜磁気抵抗素子による３個の感知
部をその間隔が信号磁界の記録波長の１／３となるよう
に平行に配置して直列に接続したものを１組とし、これ
を２組並列に接続し、その対応する感知部が互いに平行
で且つその間隔が信号磁界の記録波長の１／２となるよ
うに同一基板上に形成し、この薄膜磁気抵抗素子の各感
知部にバイアス磁界を加えるようにしたものである。
以下、この発明の実施例を第１図〜第３図によって説明
する。
する。
第１図は、この発明の一実施例である磁気回転センサの
構成を示す、ＭＲ５，ＭＲ６，ＭＲ７，ＭＲ８゜ＭＲ９
，ＭＲＩＯは、絶縁基板１４上に形成された薄膜磁気抵
抗素子１５の感知部で、このうちＭ Ｒ５゜Ｍ Ｒ６，
Ｍ Ｒ７は信号磁界の記録波長λの１／３波長の間隔で
平行に並べられて直列に接続されている。
構成を示す、ＭＲ５，ＭＲ６，ＭＲ７，ＭＲ８゜ＭＲ９
，ＭＲＩＯは、絶縁基板１４上に形成された薄膜磁気抵
抗素子１５の感知部で、このうちＭ Ｒ５゜Ｍ Ｒ６，
Ｍ Ｒ７は信号磁界の記録波長λの１／３波長の間隔で
平行に並べられて直列に接続されている。
Ｍ Ｒ６，Ｍ Ｒ７，Ｍ Ｒ８も同様に１７３波長の間
隔で平行に並べられ、Ｍ Ｒ５，Ｍ Ｒ６，Ｍ Ｒ７の
組とＭＲ８，ＭＲ９，ＭＲＩＯの組はその対応する感知
部が互いに平行でかつ１７２波長の間隔で並べられ。
隔で平行に並べられ、Ｍ Ｒ５，Ｍ Ｒ６，Ｍ Ｒ７の
組とＭＲ８，ＭＲ９，ＭＲＩＯの組はその対応する感知
部が互いに平行でかつ１７２波長の間隔で並べられ。
この２組が並列に接続されている。
そして、端子１７ｂと１７ｅを電源に接続し。
端子１７ａ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｆから信号を出力さ
せる。
せる。
さらに、この薄膜磁気抵抗素子１５の各感知部には、感
知部の長手方向に平行な方向と直角な方向にベクトル分
解できる方向にバイアス磁界ＨＢ（図中矢印ＨＢで示す
）が加えられており、これは絶縁基板１４の裏面に取り
付けた磁石１６により得られる。
知部の長手方向に平行な方向と直角な方向にベクトル分
解できる方向にバイアス磁界ＨＢ（図中矢印ＨＢで示す
）が加えられており、これは絶縁基板１４の裏面に取り
付けた磁石１６により得られる。
この磁気回転センサを第２図に示すように電気的に接続
し、信号出力端子１７ａと１７Ｃの電圧差を差動増幅器
１日によって検出し、信号出力端子１７ｆと１７ｄの電
圧差を差動増幅器１日によって検出して、出力端子Ａ、
Ｂから回転信号を得るように接続して使用する。
し、信号出力端子１７ａと１７Ｃの電圧差を差動増幅器
１日によって検出し、信号出力端子１７ｆと１７ｄの電
圧差を差動増幅器１日によって検出して、出力端子Ａ、
Ｂから回転信号を得るように接続して使用する。
次に、この実施例の動作原理について説明する。
バイアス磁界が加えられた感知部ＭＲ５〜ＭＲＩＯは、
それぞれ第１０図に示したようにほぼ直線的に抵抗値が
変化する範囲ａの中心Ｐ付近にバイアス設定される。
それぞれ第１０図に示したようにほぼ直線的に抵抗値が
変化する範囲ａの中心Ｐ付近にバイアス設定される。
このようにバイア不設定された感知部ＭＲ５〜ＭＲＩＯ
に、従来と同様にロータ１の外周部に着磁記録された信
号磁界が作用する。
に、従来と同様にロータ１の外周部に着磁記録された信
号磁界が作用する。
ロータが回転すると一定波長の信号磁界が感知部ＭＲ５
〜ＭＲＩＯの長手方向に直交する方向に正逆繰り返して
作用し、感知部ＭＲ５〜ＭＲＩＯの抵抗値はそれぞれ信
号磁界の加わらない時の抵抗値Ｒ，を中心として、ロー
タの回転角に対してほぼ正弦曲線を描いて振動変化し、
近似的にＲ＝Ｒ，＋ΔＲ５１ｎθ＝ｉｏ （ｉ＋（Δ
Ｒ／Ｒ□ ）ｓｉｎθ）で示すことができる。 ここで
、ΔＲｓｉｎθ は第１０図における信号磁界による磁
気抵抗素子の抵抗値変化であり、θは信号磁界の記録波
長λを２πと置き換えた時のロータの回転角である。
〜ＭＲＩＯの長手方向に直交する方向に正逆繰り返して
作用し、感知部ＭＲ５〜ＭＲＩＯの抵抗値はそれぞれ信
号磁界の加わらない時の抵抗値Ｒ，を中心として、ロー
タの回転角に対してほぼ正弦曲線を描いて振動変化し、
近似的にＲ＝Ｒ，＋ΔＲ５１ｎθ＝ｉｏ （ｉ＋（Δ
Ｒ／Ｒ□ ）ｓｉｎθ）で示すことができる。 ここで
、ΔＲｓｉｎθ は第１０図における信号磁界による磁
気抵抗素子の抵抗値変化であり、θは信号磁界の記録波
長λを２πと置き換えた時のロータの回転角である。
したがって、感知部ＭＲ５の抵抗値を基準として、信号
磁界の記録波長λ＝２πに対して位置１７３波長間隔、
及び１／２波長間隔に配置された感知部ＭＲ６，ＭＲ７
，ＭＲ８，ＭＲ９，ＭＲＩＯの信号磁界による抵抗値変
化は ＲＭｚ＝Ｒｏ （１＋（ΔＲ／Ｒ□ ）ｓｉｎθ）Ｒ
蝉ｇ＝ＲＯ（１＋（ΔＲ／ＲＯ）ｓｉｎ（θ−ニアｃ／
３））ＲｓＫＴ＝Ｒｏ （１＋（ΔＲ／ＲＯ）ｓｉｎ
（θ−４ｇ／３））ＲＭ（ｔ＝Ｒｏ （１＋（ΔＲ／
Ｒ□ ）ｓｉｎ（θ−π））ＲＨＲｔ：Ｒｏ （１＋
（ΔＲ／ＲＯ）ｓｉｎ（θ−ｓπ／３））Ｒｓｘ＋ｏ＝
Ｒｇ （１＋（ΔＲ／ＲＯ）ｇｉｎ（θ−７ｇ／３）
）となり、直列接続された感知部ＭＲ５〜ＭＲ７の組は
全抵抗が３Ｒｏとなり、同様に感知部ＭＲａ〜ＭＲＩＯ
の組も全抵抗が３Ｒ，となる。
磁界の記録波長λ＝２πに対して位置１７３波長間隔、
及び１／２波長間隔に配置された感知部ＭＲ６，ＭＲ７
，ＭＲ８，ＭＲ９，ＭＲＩＯの信号磁界による抵抗値変
化は ＲＭｚ＝Ｒｏ （１＋（ΔＲ／Ｒ□ ）ｓｉｎθ）Ｒ
蝉ｇ＝ＲＯ（１＋（ΔＲ／ＲＯ）ｓｉｎ（θ−ニアｃ／
３））ＲｓＫＴ＝Ｒｏ （１＋（ΔＲ／ＲＯ）ｓｉｎ
（θ−４ｇ／３））ＲＭ（ｔ＝Ｒｏ （１＋（ΔＲ／
Ｒ□ ）ｓｉｎ（θ−π））ＲＨＲｔ：Ｒｏ （１＋
（ΔＲ／ＲＯ）ｓｉｎ（θ−ｓπ／３））Ｒｓｘ＋ｏ＝
Ｒｇ （１＋（ΔＲ／ＲＯ）ｇｉｎ（θ−７ｇ／３）
）となり、直列接続された感知部ＭＲ５〜ＭＲ７の組は
全抵抗が３Ｒｏとなり、同様に感知部ＭＲａ〜ＭＲＩＯ
の組も全抵抗が３Ｒ，となる。
そのため、端子１７ｂと１７ｅの間に電源電圧Ｖｃｃが
印加されたとき、ロータの回転により信号磁界が変化し
ても感知部Ｍ Ｒ５，Ｍ Ｒ６，Ｍ Ｒ７の組と感知部
Ｍ Ｒ８，Ｍ Ｒ９，Ｍ ＲＩＯの組に分流する電流は
変化せず一定である。
印加されたとき、ロータの回転により信号磁界が変化し
ても感知部Ｍ Ｒ５，Ｍ Ｒ６，Ｍ Ｒ７の組と感知部
Ｍ Ｒ８，Ｍ Ｒ９，Ｍ ＲＩＯの組に分流する電流は
変化せず一定である。
一方、感知部ＭＲ５とＭＲ６の接続部である信号出力端
子１７ａの電圧Ｅ１は。
子１７ａの電圧Ｅ１は。
＝１／３ （２−（ΔＲ／Ｒ□ ）ｓｉｎθ）・ｖｃｃ
となる。
となる。
また、感知部ＭＲ８とＭＲ９の接続部である信号出力端
子１７ｃの電圧Ｅ２は ＝１／３ （２＋（ΔＲ／Ｒ□ ）ｓｉｎθ）・ｖｃｃ
となる。
子１７ｃの電圧Ｅ２は ＝１／３ （２＋（ΔＲ／Ｒ□ ）ｓｉｎθ）・ｖｃｃ
となる。
したがって、信号出力端子１７ａと１７ｃの電圧差を出
力信号ΔＥａとして取り出すとΔＥａ＝Ｅ１−Ｅ２ ＝１／３ ［（２−（ΔＲ／ＲＯ）ｓｉｎθ）−（２＋
（ΔＲ／Ｒ□ ）ｇｉｎθ）〕・ｖｃｃニー（２ΔＲ／
３ＲＯ）Ｖｃｃ ｓｉｎθ −（１）が得られる
。
力信号ΔＥａとして取り出すとΔＥａ＝Ｅ１−Ｅ２ ＝１／３ ［（２−（ΔＲ／ＲＯ）ｓｉｎθ）−（２＋
（ΔＲ／Ｒ□ ）ｇｉｎθ）〕・ｖｃｃニー（２ΔＲ／
３ＲＯ）Ｖｃｃ ｓｉｎθ −（１）が得られる
。
また、感知部ＭＲ６とＭＲ７の接続部である信号出力端
子１７ｆの電圧Ｅ３は ＝１／３ （１＋（ΔＲ／Ｒ□ ）ｓｉｎ（θ−４π／
３）） ・Ｖｃｃとなり、感知部ＭＲ９とＭＲＩＯの接
続部である信号出力端子１７ｄの電圧Ｅ４は ＝１／３ （１＋（ΔＲ／Ｒ□ ）ｓｉｎ（θ−’７ｃ
／３）） ・Ｖｃｅとなる。
子１７ｆの電圧Ｅ３は ＝１／３ （１＋（ΔＲ／Ｒ□ ）ｓｉｎ（θ−４π／
３）） ・Ｖｃｃとなり、感知部ＭＲ９とＭＲＩＯの接
続部である信号出力端子１７ｄの電圧Ｅ４は ＝１／３ （１＋（ΔＲ／Ｒ□ ）ｓｉｎ（θ−’７ｃ
／３）） ・Ｖｃｅとなる。
したがって、信号出力端子１７ｆと１７ｄの電圧差を出
力信号ΔＥｂとして取り出すと。
力信号ΔＥｂとして取り出すと。
ΔＥｂ＝Ｅ３−Ｅ４
＝１／３ （（１＋（ΔＲ／Ｒ□ ）ｓｉｎ（θ−４ｔ
ｃ ／３） ）−（１＋（ΔＲ／Ｒｏ）ｓｉｎ（θ−７
π１３））〕・ｖｃｃ＝（２ΔＲ／３Ｒｇ ）Ｖｃｃ−
ｃｏｇ（θ＋π／６）＝−（２ΔＲ／３Ｒ□ ）Ｖｃｃ
−ｓｉｎ（θ＋２ ｔｃ ／３）・・・（２） となり、（１）式及び（２）式で示される回転信号出力
が得られる。
ｃ ／３） ）−（１＋（ΔＲ／Ｒｏ）ｓｉｎ（θ−７
π１３））〕・ｖｃｃ＝（２ΔＲ／３Ｒｇ ）Ｖｃｃ−
ｃｏｇ（θ＋π／６）＝−（２ΔＲ／３Ｒ□ ）Ｖｃｃ
−ｓｉｎ（θ＋２ ｔｃ ／３）・・・（２） となり、（１）式及び（２）式で示される回転信号出力
が得られる。
第３図はこの出力信号波形を示し、出力ΔＥｂは出力Δ
Ｅａに対して位相が２π／３だけ進んだ信号が得られ、
ロータの回転方向を逆にするとΔＥｂはΔＥａに対して
位相が２π／３だけ遅れた信号となるので、ロータの回
転数又は回転角度とともに回転方向をも検出できる。
Ｅａに対して位相が２π／３だけ進んだ信号が得られ、
ロータの回転方向を逆にするとΔＥｂはΔＥａに対して
位相が２π／３だけ遅れた信号となるので、ロータの回
転数又は回転角度とともに回転方向をも検出できる。
一方、このような構成の磁気回転センサの消費電力は、
Ｗ１＝ ２ Ｖｃｃ” ／ ３ Ｒｇ −（３）で
ある。
ある。
これに対して、第５図に示した従来の磁気回転センサに
おいて、上記実施例と同様に感知部ＭＲＩ〜ＭＲ４の長
手方向に平行な方向と直角な方向にベクトル分解できる
方向にバイアス磁界ＨＢを加えた場合、信号磁界による
感知部の抵抗値変化はＲ：＝Ｒｏ （ｉ＋（ΔＲ／Ｒ
ｏ）ｓｉｎθ）Ｒ＝１ｇ （ｉ＋（ΔＲ／Ｒ（１）ｓ
ｉｎ（θ−π））Ｒｓｘｚ＝Ｒ，（１＋（ΔＲ／Ｒ□
）ｓｉｎ（θ−π／２））ＲＭＲ４＝ＲＯ（１＋（ΔＲ
／Ｒ□ ）ｓｉｎ（θ−３π／３））となり、ＭＲｌ
とＭＲ３との接続部である信号出力端子６ｄの電圧Ｅ３
は Ｅ３＝１／２ （１＋（ΔＲ／Ｒ□ ）ｓｉｎθ） ・
Ｖｃｃ −（４）となり、またＭＲ２とＭＲ４との接続
部である信号出力端子６ｂの電圧Ｅ４は Ｅ４ ＝１／２ （１＋（ΔＲ／Ｒ□ ）ｓｉｎ（θ−
３π／２））・ｖＣｃ・・・（５） となる。
おいて、上記実施例と同様に感知部ＭＲＩ〜ＭＲ４の長
手方向に平行な方向と直角な方向にベクトル分解できる
方向にバイアス磁界ＨＢを加えた場合、信号磁界による
感知部の抵抗値変化はＲ：＝Ｒｏ （ｉ＋（ΔＲ／Ｒ
ｏ）ｓｉｎθ）Ｒ＝１ｇ （ｉ＋（ΔＲ／Ｒ（１）ｓ
ｉｎ（θ−π））Ｒｓｘｚ＝Ｒ，（１＋（ΔＲ／Ｒ□
）ｓｉｎ（θ−π／２））ＲＭＲ４＝ＲＯ（１＋（ΔＲ
／Ｒ□ ）ｓｉｎ（θ−３π／３））となり、ＭＲｌ
とＭＲ３との接続部である信号出力端子６ｄの電圧Ｅ３
は Ｅ３＝１／２ （１＋（ΔＲ／Ｒ□ ）ｓｉｎθ） ・
Ｖｃｃ −（４）となり、またＭＲ２とＭＲ４との接続
部である信号出力端子６ｂの電圧Ｅ４は Ｅ４ ＝１／２ （１＋（ΔＲ／Ｒ□ ）ｓｉｎ（θ−
３π／２））・ｖＣｃ・・・（５） となる。
そして、このような従来の構成の磁気回転センサの消費
電力は Ｗ ２ ＝ Ｖｃｃ” ／ Ｒｏ −（６
）である。また、第８図のようなブリッジ回路を構成す
ればさらに消費電力が増加する。
電力は Ｗ ２ ＝ Ｖｃｃ” ／ Ｒｏ −（６
）である。また、第８図のようなブリッジ回路を構成す
ればさらに消費電力が増加する。
なお、上記実施例ではバイアス磁界の方向を感知部の長
手方向と平行な方向と直角な方向にベクトル分解できる
方向に加えたが、感知部の長手方向に直角な方向にバイ
アス磁界を加えて、第１０図におけるバイアス点Ｐに設
定するようにしてもよい。
手方向と平行な方向と直角な方向にベクトル分解できる
方向に加えたが、感知部の長手方向に直角な方向にバイ
アス磁界を加えて、第１０図におけるバイアス点Ｐに設
定するようにしてもよい。
また、上記実施例においては感知部を折り返し形状とし
たが、折り返し形状にしなくても同様の効果が得られる
。
たが、折り返し形状にしなくても同様の効果が得られる
。
さらに、以上の説明においては、感知部ＭＲ５゜Ｍ Ｒ
６，Ｍ Ｒ７の間隔を信号磁界の記録波長λの１／３と
し、Ｍ Ｒ８，Ｍ Ｒ９，Ｍ ＲＩＯをＭ Ｒ５，Ｍ
Ｒ６゜ＭＲ７に対して記録波長λの１／２だけずらすよ
うにしたが、これらの間隔が多少変動しても。
６，Ｍ Ｒ７の間隔を信号磁界の記録波長λの１／３と
し、Ｍ Ｒ８，Ｍ Ｒ９，Ｍ ＲＩＯをＭ Ｒ５，Ｍ
Ｒ６゜ＭＲ７に対して記録波長λの１／２だけずらすよ
うにしたが、これらの間隔が多少変動しても。
感知部を流れる電流が若干変化し、また抵抗値変化の位
相が若干ずれることにより出力電圧が若干低下するだけ
である。
相が若干ずれることにより出力電圧が若干低下するだけ
である。
以上説明したように、この発明による磁気回転センサは
、従来例のように信号出力に対して電源電圧Ｖｃｃの１
／２が重畳されることなく、しかも信号出力が４／３倍
に向、上し、さらに消費電力が２／３に低減される。し
かも、外部抵抗が不要になり、単一の基板上に比較的簡
単なパターン構成で実現できる。
、従来例のように信号出力に対して電源電圧Ｖｃｃの１
／２が重畳されることなく、しかも信号出力が４／３倍
に向、上し、さらに消費電力が２／３に低減される。し
かも、外部抵抗が不要になり、単一の基板上に比較的簡
単なパターン構成で実現できる。
第１図はこの発明の一実施例を示す磁気回転センサの基
板上の薄膜磁気抵抗素子のパターン構成を示す拡大平面
図。 第２図は同じくその磁気回転センサの回路図、第３図は
同じくその磁気回転センサによるロータ回転角に対する
出力電圧変化を示す線図である。 第４図はロータと磁気回転センサの位置関係を示す斜視
図、 第５図は従来の磁気回転センサの第１図と同様な拡大平
面図、 第６図は同じくその感知部とロータ外周部の信号磁界と
の関係を示す説明図。 第７図及び第８図は従来の磁気回転センサの接続関係を
示す回路図。 第Ｓ図は薄膜磁気抵抗素子に磁界を加えたときの動作を
説明するための説明図。 第１０図は薄膜磁気抵抗素子に磁界を加えたときの抵抗
変化を示す線図、 第１１図は従来の磁気回転センサのロータ回転角に対す
る出力電圧変化を示す線図である。 １・・・ロータ ２・・・磁気信号記録媒体
３・・・磁気回転センサ １４・・・絶縁基板１５・
・・薄膜磁気抵抗素子 ＭＲＩ−ＭＲＩＯ・・・感知部 １６・・・バイアス磁界用磁石 １７、〜１７ｆ・・・端子 １８．１９・・・差動増幅
器第１図 第２図 第３図 第５図 第６図 第７図 第８図 第１１図 手続補正書（１劃 昭和６０年９月１７日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 １、事件の表示 特願昭６０−１２６８８号 ２、発明の名称 磁気回転センサ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 東京都大田区東糀谷二丁目１２番１４号（００２）赤井
電機株式会社 ４、代理人 東京都豊島区東池袋１丁目２０番地５ ６、補正の内容 明細書第１３頁第１９〜２０行の ｒＲ＝Ｒｏ （１＋（ΔＲ／Ｒｏ）ｓｉｎθ）Ｒ＝Ｒ
ｏ （１＋（ΔＲ／ＲＯ）ｓｉｎ（θ−π））」 を
。 ＩｒＲＭＮＩ ＝Ｒｏ ’（１＋ （ΔＲ／Ｒ□ ）ｇ
ｉｎθ）Ｒ北３＝Ｒｏ （１＋（ΔＲ／ＲＯ）ｓｉｎ
（θ−π））」と訂正する。 以上
板上の薄膜磁気抵抗素子のパターン構成を示す拡大平面
図。 第２図は同じくその磁気回転センサの回路図、第３図は
同じくその磁気回転センサによるロータ回転角に対する
出力電圧変化を示す線図である。 第４図はロータと磁気回転センサの位置関係を示す斜視
図、 第５図は従来の磁気回転センサの第１図と同様な拡大平
面図、 第６図は同じくその感知部とロータ外周部の信号磁界と
の関係を示す説明図。 第７図及び第８図は従来の磁気回転センサの接続関係を
示す回路図。 第Ｓ図は薄膜磁気抵抗素子に磁界を加えたときの動作を
説明するための説明図。 第１０図は薄膜磁気抵抗素子に磁界を加えたときの抵抗
変化を示す線図、 第１１図は従来の磁気回転センサのロータ回転角に対す
る出力電圧変化を示す線図である。 １・・・ロータ ２・・・磁気信号記録媒体
３・・・磁気回転センサ １４・・・絶縁基板１５・
・・薄膜磁気抵抗素子 ＭＲＩ−ＭＲＩＯ・・・感知部 １６・・・バイアス磁界用磁石 １７、〜１７ｆ・・・端子 １８．１９・・・差動増幅
器第１図 第２図 第３図 第５図 第６図 第７図 第８図 第１１図 手続補正書（１劃 昭和６０年９月１７日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 １、事件の表示 特願昭６０−１２６８８号 ２、発明の名称 磁気回転センサ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 東京都大田区東糀谷二丁目１２番１４号（００２）赤井
電機株式会社 ４、代理人 東京都豊島区東池袋１丁目２０番地５ ６、補正の内容 明細書第１３頁第１９〜２０行の ｒＲ＝Ｒｏ （１＋（ΔＲ／Ｒｏ）ｓｉｎθ）Ｒ＝Ｒ
ｏ （１＋（ΔＲ／ＲＯ）ｓｉｎ（θ−π））」 を
。 ＩｒＲＭＮＩ ＝Ｒｏ ’（１＋ （ΔＲ／Ｒ□ ）ｇ
ｉｎθ）Ｒ北３＝Ｒｏ （１＋（ΔＲ／ＲＯ）ｓｉｎ
（θ−π））」と訂正する。 以上
Claims (1)
- １ 一定波長で繰り返し記録した磁界により抵抗値が変
化する薄膜磁気抵抗素子に３個の感知部を設け、この３
個の感知部を間隔が信号磁界の記録波長の１／３となる
ように平行に配置して直列に接続し、該３個の感知部の
各接続部より信号の出力端子を引き出し、両端より電力
を供給するようにしたものを１組とし、これを２組並列
に接続し、その対応する感知部が互いに平行で且つ間隔
が信号磁界の記録波長の１／２となるように同一基板上
に形成すると共に、該基板の裏面に前記薄膜磁気抵抗素
子の各感知部にバイアス磁界を加える磁石を取り付けて
なることを特徴とする磁気回転センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60012688A JPS61173113A (ja) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | 磁気回転センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60012688A JPS61173113A (ja) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | 磁気回転センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61173113A true JPS61173113A (ja) | 1986-08-04 |
| JPH0448175B2 JPH0448175B2 (ja) | 1992-08-06 |
Family
ID=11812313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60012688A Granted JPS61173113A (ja) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | 磁気回転センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61173113A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0682268A (ja) * | 1991-02-28 | 1994-03-22 | Japan Servo Co Ltd | 磁気式位置検出装置 |
| EP0924491A1 (fr) * | 1997-12-22 | 1999-06-23 | Brown & Sharpe Tesa S.A. | Circuit électronique pour dispositif de mesure magnétique, et procédé de mesure |
| US6724186B2 (en) * | 2000-06-27 | 2004-04-20 | Brown & Sharpe Tesa Sa | Measuring device with magneto-resistive electrodes, and measuring method |
| JP2005214920A (ja) * | 2004-02-02 | 2005-08-11 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | 磁気センサ |
| JP2009128301A (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Ckd Corp | 磁気リニア測定装置 |
| WO2010150725A1 (ja) * | 2009-06-24 | 2010-12-29 | アルプス電気株式会社 | 磁気検出装置 |
| DE102014111045A1 (de) | 2013-08-27 | 2015-03-05 | Tdk Corporation | Drehfeldsensor |
-
1985
- 1985-01-28 JP JP60012688A patent/JPS61173113A/ja active Granted
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0682268A (ja) * | 1991-02-28 | 1994-03-22 | Japan Servo Co Ltd | 磁気式位置検出装置 |
| EP0924491A1 (fr) * | 1997-12-22 | 1999-06-23 | Brown & Sharpe Tesa S.A. | Circuit électronique pour dispositif de mesure magnétique, et procédé de mesure |
| EP1052473A3 (fr) * | 1997-12-22 | 2000-11-29 | Brown & Sharpe Tesa S.A. | Dispositifs de mesure magnétique avec reduction de la dissipation d'énergie ou mode de veille |
| US6724186B2 (en) * | 2000-06-27 | 2004-04-20 | Brown & Sharpe Tesa Sa | Measuring device with magneto-resistive electrodes, and measuring method |
| JP2005214920A (ja) * | 2004-02-02 | 2005-08-11 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | 磁気センサ |
| JP2009128301A (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Ckd Corp | 磁気リニア測定装置 |
| WO2010150725A1 (ja) * | 2009-06-24 | 2010-12-29 | アルプス電気株式会社 | 磁気検出装置 |
| JP5066628B2 (ja) * | 2009-06-24 | 2012-11-07 | アルプス電気株式会社 | 磁気検出装置 |
| EP2447674A4 (en) * | 2009-06-24 | 2017-05-17 | Alps Electric Co., Ltd. | Magnetic detection device |
| DE102014111045A1 (de) | 2013-08-27 | 2015-03-05 | Tdk Corporation | Drehfeldsensor |
| US10386169B2 (en) | 2013-08-27 | 2019-08-20 | Tdk Corporation | Rotating field sensor |
| US10648787B2 (en) | 2013-08-27 | 2020-05-12 | Tdk Corporation | Rotating field sensor |
| DE102014111045B4 (de) | 2013-08-27 | 2023-10-26 | Tdk Corporation | Drehfeldsensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0448175B2 (ja) | 1992-08-06 |
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