JPS629218A - 磁気式回転検出器 - Google Patents
磁気式回転検出器Info
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- JPS629218A JPS629218A JP14837785A JP14837785A JPS629218A JP S629218 A JPS629218 A JP S629218A JP 14837785 A JP14837785 A JP 14837785A JP 14837785 A JP14837785 A JP 14837785A JP S629218 A JPS629218 A JP S629218A
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- 230000005405 multipole Effects 0.000 claims description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 235000014121 butter Nutrition 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、磁気式回転検出器の改良に関するものである
。″磁気式回転検出器は、回転軸に多極着磁した永久磁
石ドラムあるいはディスクを取り付け、表面の着磁パタ
ーンを、近接して設けた磁気に感応する素子で検出して
回転状態を知るものである。
。″磁気式回転検出器は、回転軸に多極着磁した永久磁
石ドラムあるいはディスクを取り付け、表面の着磁パタ
ーンを、近接して設けた磁気に感応する素子で検出して
回転状態を知るものである。
このような磁気式回転検出器としては、たとえば「磁気
抵抗効果素子（以下ＭＲセンサという）を用いた磁気検
出器」 （昭和５６年度電気通信学会総合全国大会。予
ｆｉ１６１）がある。
抵抗効果素子（以下ＭＲセンサという）を用いた磁気検
出器」 （昭和５６年度電気通信学会総合全国大会。予
ｆｉ１６１）がある。
この磁気検出器は、永久磁石の磁化ピッチなｐとす名と
き、ＭＲセンサの各ストライブを１／４ｐずつ離して配
置し、各ストライプをブリッジ接続することによりＡ相
、Ｂ相に対応するインクリメント信号出力を得るもので
ある。
き、ＭＲセンサの各ストライブを１／４ｐずつ離して配
置し、各ストライプをブリッジ接続することによりＡ相
、Ｂ相に対応するインクリメント信号出力を得るもので
ある。
プリツノの端子部には疑似正弦波信号が現われ、これを
増幅、波形整形して、所要の矩形波信号を得るのが一般
である。
増幅、波形整形して、所要の矩形波信号を得るのが一般
である。
磁気式回転検出器の中には、出力信号として矩形波出力
を必要とするのではなく、正弦波に極力近い出力を必要
とするものがある。このような場合には従来技術による
検出器では十分対応することができなかった。すなわち
、正弦波信号のピーク値がセンサと永久磁石の間隔（以
下スペーシングという）の影響を大きく受けるようにな
り、回転時にドラムの偏心などによってスペーシングが
変動すると、これがその＊ま出力電圧の変動となって表
われる欠点があった。
を必要とするのではなく、正弦波に極力近い出力を必要
とするものがある。このような場合には従来技術による
検出器では十分対応することができなかった。すなわち
、正弦波信号のピーク値がセンサと永久磁石の間隔（以
下スペーシングという）の影響を大きく受けるようにな
り、回転時にドラムの偏心などによってスペーシングが
変動すると、これがその＊ま出力電圧の変動となって表
われる欠点があった。
以下、この原因について説明する。
第４図はもっとも基本的な検出器の構成を示す要部斜視
図であり、２は久方向に回転する永久磁石ドラム、２１
〜２３は ピッチｐで着磁された着磁パターンである。
図であり、２は久方向に回転する永久磁石ドラム、２１
〜２３は ピッチｐで着磁された着磁パターンである。
＊た１１〜１４はピッチｐ ／ ２で配置されたＭＲセ
ンサス、ドライブである。
ンサス、ドライブである。
いま、センサストライプ１１のみについて着目する０着
磁パターン （たとえば２１）がストライプ１１の直下
にあると塾は、その磁束は着磁パターン２１を横切るこ
とはないからストライプ１１の抵抗値は無磁界のときの
値（この値をＲとする）のままであるが、永久磁石ドラ
ム２が回転して着磁バタ・−ン２１がストライプ１１の
直下からずれるに従ってストライプ１１は、２つの着磁
パターン（たとえば２１お上り２２）の間にある磁束の
影響を受けるようになり、その抵抗値は低下する。つい
−で次の着磁、パターン（たとえば２２）がストライプ
１１の直下に近付くに従い、ストライプ１１は再び磁束
の影響を受けないようになり、抵抗値はもとの値Ｒ＊で
増加する。
磁パターン （たとえば２１）がストライプ１１の直下
にあると塾は、その磁束は着磁パターン２１を横切るこ
とはないからストライプ１１の抵抗値は無磁界のときの
値（この値をＲとする）のままであるが、永久磁石ドラ
ム２が回転して着磁バタ・−ン２１がストライプ１１の
直下からずれるに従ってストライプ１１は、２つの着磁
パターン（たとえば２１お上り２２）の間にある磁束の
影響を受けるようになり、その抵抗値は低下する。つい
−で次の着磁、パターン（たとえば２２）がストライプ
１１の直下に近付くに従い、ストライプ１１は再び磁束
の影響を受けないようになり、抵抗値はもとの値Ｒ＊で
増加する。
第５図はこの状況を示す、ドラムの回転（移動）に伴な
ってストライプの抵抗値は周期的に変化する。
ってストライプの抵抗値は周期的に変化する。
第５図において実線Ａで示した曲線は、設定スペーシン
グが比較的小さい場合であって、着磁パターンがセンサ
ストライプから少しずれると、ストライプには十分な磁
束が横切るようになるため抵抗値は急速に下がり、以後
は磁束がさらに増しても磁気抵抗効果が飽和するために
抵抗値はほとんど下がらず−１はぼ飽和値Ｒｓ達する。
グが比較的小さい場合であって、着磁パターンがセンサ
ストライプから少しずれると、ストライプには十分な磁
束が横切るようになるため抵抗値は急速に下がり、以後
は磁束がさらに増しても磁気抵抗効果が飽和するために
抵抗値はほとんど下がらず−１はぼ飽和値Ｒｓ達する。
このような場合の抵抗変化は実線Ａのごとく、急峻なピ
ークがピッチｐで現われるような形態となる。
ークがピッチｐで現われるような形態となる。
つぎに点線Ｂで示した曲線についで説明する。
この白線は、設定スペーシングが大きい場合であって、
着磁パターンからの磁束がセンサストライプに十分達し
なくなるため、ストライプの抵抗値はその飽和値Ｒｓま
では下がらなくなる。
着磁パターンからの磁束がセンサストライプに十分達し
なくなるため、ストライプの抵抗値はその飽和値Ｒｓま
では下がらなくなる。
なお、このような領域ではドラム回転中スペーシングが
変動すると、その変動が抵抗値の変化の波形にそのまま
影響する。たとえばスペーシングが僅かに減少すると、
抵抗値の変化波形は図中の一点鎖線Ｃのごとくなる。
変動すると、その変動が抵抗値の変化の波形にそのまま
影響する。たとえばスペーシングが僅かに減少すると、
抵抗値の変化波形は図中の一点鎖線Ｃのごとくなる。
センサストライプの抵抗値が第５図のごとく変化したと
き、第４図に示したブリッジ回路における出力電圧がい
かに変化するかを示したのが第６図である。
き、第４図に示したブリッジ回路における出力電圧がい
かに変化するかを示したのが第６図である。
第６図において３本の出力電圧曲線Ａ ＋ 、 Ｂ ＋
、Ｃ３はそれぞれ第５図の曲線Ａ、Ｂ、Ｃの条件に対応
してい°る。第５図、１６図を比較すれば明らかなよう
に、ドラムの回１１！（移動）に対するストライプの抵
抗値の変化とプリツノ回路の出力電圧の変化は、ピーク
がピッチｐごとに現われる点で類似形状の曲線である。
、Ｃ３はそれぞれ第５図の曲線Ａ、Ｂ、Ｃの条件に対応
してい°る。第５図、１６図を比較すれば明らかなよう
に、ドラムの回１１！（移動）に対するストライプの抵
抗値の変化とプリツノ回路の出力電圧の変化は、ピーク
がピッチｐごとに現われる点で類似形状の曲線である。
第５図、＄６図の曲線が前記の点で類似形状となること
は、つぎのように説明できる。
は、つぎのように説明できる。
第４図におけるストライプ１１〜１４の抵抗値は、それ
ぞれ外部磁束のないときＲ１外部磁界が十分強いと塾最
小値（飽和値）Ｒｓとなる。
ぞれ外部磁束のないときＲ１外部磁界が十分強いと塾最
小値（飽和値）Ｒｓとなる。
この抵抗値の減少率（Ｒ−Ｒｓ）／Ｒは通常２〜４％程
度の小さい値である。＊た、ある瞬間をとってみれば、
着磁パターンに対する相対位置が同じであることから、
ストライプ１１と１３の抵抗値は等しく、またストライ
プ１２と１４の抵抗値は等しい、したがって、ある瞬間
におけるストライプ１１と１３の抵抗値Ｒ，を（１−ａ
）Ｒ，ストライプ１２と１４の抵抗値Ｒ２を（１−β）
Ｒと表わすことができる（α。
度の小さい値である。＊た、ある瞬間をとってみれば、
着磁パターンに対する相対位置が同じであることから、
ストライプ１１と１３の抵抗値は等しく、またストライ
プ１２と１４の抵抗値は等しい、したがって、ある瞬間
におけるストライプ１１と１３の抵抗値Ｒ，を（１−ａ
）Ｒ，ストライプ１２と１４の抵抗値Ｒ２を（１−β）
Ｒと表わすことができる（α。
βは抵抗減少率である。そしてその最大値は０゜０２〜
０．０４の小さい値であり、ドラムの回転によりたえず
周期的変化をしている）。
０．０４の小さい値であり、ドラムの回転によりたえず
周期的変化をしている）。
この条件から、このときのブリッジ回路の出力電圧、を
計算すると、第６図においてしたがって、端子Ｐに対す
る端子Ｑの電位、すなわち、プリツノ回路の出力電圧Δ
Ｖは、ａ１βは小さいので２次以上の項を省略して計算
すると β−ａ すなわち、１９７７回路の出力電圧の波形は、ストライ
プ１１．１３およ（／１２．１４の抵抗変化波形を逆方
向に重畳したものであることがわかる。
計算すると、第６図においてしたがって、端子Ｐに対す
る端子Ｑの電位、すなわち、プリツノ回路の出力電圧Δ
Ｖは、ａ１βは小さいので２次以上の項を省略して計算
すると β−ａ すなわち、１９７７回路の出力電圧の波形は、ストライ
プ１１．１３およ（／１２．１４の抵抗変化波形を逆方
向に重畳したものであることがわかる。
また、第６図から、設定スペーシングを大軽（すると、
出力電圧波形は曲Ｍ ｃ ＋のように正弦波に近いもの
となるが、出力電圧は小さく、かつスペーシングの変動
の影響を受けやす（なること、また設定スペーシングを
小さくすると出力電圧は大きく、かつスペーシング変動
によって影響を受けにくいが、波形は先端の尖った正弦
波から遠いものとなることがわかる。
出力電圧波形は曲Ｍ ｃ ＋のように正弦波に近いもの
となるが、出力電圧は小さく、かつスペーシングの変動
の影響を受けやす（なること、また設定スペーシングを
小さくすると出力電圧は大きく、かつスペーシング変動
によって影響を受けにくいが、波形は先端の尖った正弦
波から遠いものとなることがわかる。
本発明は、スペーシングの変動に影響されることが少な
くて正弦波に近い出力電圧信号を安定して取り出し、回
転状態を正確に検知することができる磁気式回転検出器
を提供することを目的とするものである。
くて正弦波に近い出力電圧信号を安定して取り出し、回
転状態を正確に検知することができる磁気式回転検出器
を提供することを目的とするものである。
この目的達成のためには、センサストライプを横切る磁
束が最大時はセンサストライプの抵抗値の減少を飽和さ
せるに十分であるほど大かく、最小時はほとん零であり
、またその中間時にはセンサストライプの抵抗値を部分
的に飽和させてゆくようにすることが必要である。
束が最大時はセンサストライプの抵抗値の減少を飽和さ
せるに十分であるほど大かく、最小時はほとん零であり
、またその中間時にはセンサストライプの抵抗値を部分
的に飽和させてゆくようにすることが必要である。
しかして、この必要条件を満足する手段としてセンサス
トライプの側においでは、１本のセンサストライプにつ
いて、その各部分が着磁パターンからの磁束の影響を受
は始める時刻、あるいは影響を受けなくなる時刻をすこ
しずつずらせればよいのである。
トライプの側においでは、１本のセンサストライプにつ
いて、その各部分が着磁パターンからの磁束の影響を受
は始める時刻、あるいは影響を受けなくなる時刻をすこ
しずつずらせればよいのである。
本発明は、着磁パターンを直線縞状にするとともに、各
セくサスドライブの巾を、それぞれその長手方向に対し
て一方から他方に向かって狭めたことを特徴とするもの
である。
セくサスドライブの巾を、それぞれその長手方向に対し
て一方から他方に向かって狭めたことを特徴とするもの
である。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図であり、矢方向
に回転する永久磁石ドラム２の円筒外ｌＲｗ１ノ着磁バ
ター１５１ ｇ ５２ ＊ ５３ ｖ５４と台形
状のセンサストライプ４１ ．４２゜４３ ．４４との
対向状態をわかりやすくするため、円筒外局面を平面状
に７１開しで示したものである。
に回転する永久磁石ドラム２の円筒外ｌＲｗ１ノ着磁バ
ター１５１ ｇ ５２ ＊ ５３ ｖ５４と台形
状のセンサストライプ４１ ．４２゜４３ ．４４との
対向状態をわかりやすくするため、円筒外局面を平面状
に７１開しで示したものである。
本実施例においては、センサストライプ４１〜４４のピ
ッチｐ０と永久磁石ドラム２の外周面の着磁パターン５
１〜５５のピッチｐとの関係は第４図の例とは異なり、
ｐｏ＝１．５ｐなる関係になっている。モしで着磁パタ
ーン５１〜５５に対してセンサストライプ４１と４３は
同相位置に、４２と４４は４１．４３から半周期遅れた
同相位置にあり、出力電圧は第４図のものと同様に得ら
れる。
ッチｐ０と永久磁石ドラム２の外周面の着磁パターン５
１〜５５のピッチｐとの関係は第４図の例とは異なり、
ｐｏ＝１．５ｐなる関係になっている。モしで着磁パタ
ーン５１〜５５に対してセンサストライプ４１と４３は
同相位置に、４２と４４は４１．４３から半周期遅れた
同相位置にあり、出力電圧は第４図のものと同様に得ら
れる。
しかして、本実施例において、ｐ＝１００μ鴎としセン
サストライプの巾をＷＩ＝ｅｏｐ論。
サストライプの巾をＷＩ＝ｅｏｐ論。
１２ ＝ １５μとすることによって、出力電圧の波形
をＩＪｓｓ図の曲ＭＤに示すように正弦波に近いものと
することができたのである。
をＩＪｓｓ図の曲ＭＤに示すように正弦波に近いものと
することができたのである。
なお、本実施例のような配置にすることによってセンサ
ストライプの巾を比較的自由に設定することができるも
のである。
ストライプの巾を比較的自由に設定することができるも
のである。
第２図は本発明の他の実施例を示すもので、センサスト
ライプのみを示す斜視図である。
ライプのみを示す斜視図である。
本実施例におけるセンサストライプ３１ 。
３２ ．３３ ．３４はその巾を長手方向の途中におい
て狭めたもの、すなわち、その巾を段階的に狭めたもの
である。
て狭めたもの、すなわち、その巾を段階的に狭めたもの
である。
この場合においても第３図の自縄Ｅのように正弦波に近
い出力電圧の波形を得ることがで詐るものである。
い出力電圧の波形を得ることがで詐るものである。
上述のように本発明は、各センサストライプの巾をその
長手方向の一端から他端に向かって狭めたことにより、
スペーシングの変動に影響されることが少なく正弦波に
近い出力電圧信号を安定して取り出し、回転状態を正確
に検知することができるものである。
長手方向の一端から他端に向かって狭めたことにより、
スペーシングの変動に影響されることが少なく正弦波に
近い出力電圧信号を安定して取り出し、回転状態を正確
に検知することができるものである。
第１図は本発明の一実施例を要部を展開して示す斜視図
、第２図は他の実°施例におけるセンサストライプのみ
の斜視図、第３図はブリツノ回路の出力電圧とドラムの
移動量との関係を示す図、第４図は磁気式回転検出器の
基本構成を示す要部斜視図、第５図は１本のセンサスト
ライプの抵抗値とドラムの移動量との関係を示す図、ｔ
Ｊ＆８図は４本のセンサストライプで構成されたブリッ
ジ回路の出力電圧とドラムの移動量との関係を示す図で
ある。 ２ ：永久磁石ドラム、 ３１ ．３２ ．３３゜３４
．４１ 、４２ 、４３ 、４４ ：センサス
ト２イブ、 ５１ ．５２ ．５３ ．５４ ：着
磁パターン 代理人 弁理士 本 間 崇ト
）
、第２図は他の実°施例におけるセンサストライプのみ
の斜視図、第３図はブリツノ回路の出力電圧とドラムの
移動量との関係を示す図、第４図は磁気式回転検出器の
基本構成を示す要部斜視図、第５図は１本のセンサスト
ライプの抵抗値とドラムの移動量との関係を示す図、ｔ
Ｊ＆８図は４本のセンサストライプで構成されたブリッ
ジ回路の出力電圧とドラムの移動量との関係を示す図で
ある。 ２ ：永久磁石ドラム、 ３１ ．３２ ．３３゜３４
．４１ 、４２ 、４３ 、４４ ：センサス
ト２イブ、 ５１ ．５２ ．５３ ．５４ ：着
磁パターン 代理人 弁理士 本 間 崇ト
）
Claims (3)
- （１）円筒外周面に多極着磁が施され、回転軸に装着さ
れて該回転軸と同期して回転する永久磁石ドラムと、該
永久磁石ドラムの円筒外周面に近接して設けられた磁気
抵抗効果素子を備えた磁気式回転検出器において、前記
円筒外周面に着磁された着磁パターンを直線縞状となし
、かつ前記磁気抵抗効果素子の巾を、その長手方向に対
して一方から他方に向かって狭めたことを特徴とする磁
気式回転検出器。 - （２）磁気抵抗効果素子の巾を一方から他方に向かって
直線的に狭めたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の磁気式回転検出器。 - （３）磁気抵抗効果素子の巾を一方から他方に向かって
段階的に狭めたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の磁気式回転検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14837785A JPS629218A (ja) | 1985-07-08 | 1985-07-08 | 磁気式回転検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14837785A JPS629218A (ja) | 1985-07-08 | 1985-07-08 | 磁気式回転検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS629218A true JPS629218A (ja) | 1987-01-17 |
Family
ID=15451397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14837785A Pending JPS629218A (ja) | 1985-07-08 | 1985-07-08 | 磁気式回転検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS629218A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005062194A (ja) * | 2003-08-18 | 2005-03-10 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | 位置測定装置 |
-
1985
- 1985-07-08 JP JP14837785A patent/JPS629218A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005062194A (ja) * | 2003-08-18 | 2005-03-10 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | 位置測定装置 |
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