JPS6315529B2 - - Google Patents
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- JPS6315529B2 JPS6315529B2 JP54167846A JP16784679A JPS6315529B2 JP S6315529 B2 JPS6315529 B2 JP S6315529B2 JP 54167846 A JP54167846 A JP 54167846A JP 16784679 A JP16784679 A JP 16784679A JP S6315529 B2 JPS6315529 B2 JP S6315529B2
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- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、所定形状に形成された磁気記憶媒体
に、所定の間隔を有する磁化の繰り返しの形で記
録されている磁気信号を、前記磁気記憶媒体と相
対運動をする磁気センサーで読み取ることによ
り、前記磁気記憶媒体と前記磁気センサーの相対
位置又は相対速度を検出する位置検出器に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a method for moving a magnetic signal recorded in a magnetic storage medium formed in a predetermined shape in the form of repeating magnetization having a predetermined interval by moving relative to the magnetic storage medium. The present invention relates to a position detector that detects the relative position or velocity of the magnetic storage medium and the magnetic sensor by reading the information with a magnetic sensor.
この種の位置検出器に用いられる磁気センサー
としては、強磁性金属薄膜磁気抵抗効果素子(以
下MR素子を称する)やホール素子が知られてい
る。 As magnetic sensors used in this type of position detector, ferromagnetic metal thin film magnetoresistive elements (hereinafter referred to as MR elements) and Hall elements are known.
通常、磁気信号に対して、これらの磁気センサ
ーから得られる信号出力値は、温度が高くなるに
つれてかなり小さくなる。例えば、鉄−ニツケル
合金から成るMR素子の場合、その抵抗変化率
Δρ/ρの温度係数は約−0.33%/℃である。こ
れは信号磁界を、MR素子の抵抗変化率Δρ/ρ
を介して検出する場合の信号出力値が、0℃の時
に比べて、100℃では約33%も低下することを意
味する。このため、一般に、温度が高くなるにつ
れて、正確な位置又は速度の検出が困難になる。 Typically, for magnetic signals, the signal output values obtained from these magnetic sensors become significantly smaller as the temperature increases. For example, in the case of an MR element made of an iron-nickel alloy, the temperature coefficient of its resistance change rate Δρ/ρ is approximately -0.33%/°C. This changes the signal magnetic field to the resistance change rate Δρ/ρ of the MR element.
This means that the signal output value when detected via the sensor is approximately 33% lower at 100°C than at 0°C. Therefore, in general, as the temperature increases, accurate position or velocity detection becomes more difficult.
したがつて、従来の位置検出器では、動作温度
が狭い範囲に限られていたり、温度補正回路が必
要であるなどの問題があつた。 Therefore, conventional position detectors have problems such as the operating temperature being limited to a narrow range and the need for a temperature correction circuit.
本発明は、位置検出器の構成を工夫することに
よつて、容易な手段で、温度変動に対する信号出
力値の変動を小さくし、耐温度特性のすぐれた位
置検出器を提供することを目的とするものであ
る。 An object of the present invention is to easily reduce fluctuations in the signal output value due to temperature fluctuations by devising the configuration of the position detector, and to provide a position detector with excellent temperature resistance characteristics. It is something to do.
本発明は磁気信号が所定の間隔を有する磁化の
繰り返しの形で記録されている磁気記憶媒体と、
この磁気記憶媒体の支持体と、前記磁気信号を感
知する様に配設された前記磁気記憶媒体とは相対
運動をする磁気センサーと、この磁気センサーの
支持体と、前記両支持体を支える基台とから成る
位置検出器において、前記磁気記憶媒体に対する
前記磁気センサーの距離が、温度が上昇すると小
さくなり、温度が下降すると大きくなるように構
成されていることを特徴とする。 The present invention provides a magnetic storage medium in which a magnetic signal is recorded in the form of repeating magnetization having a predetermined interval;
The support for the magnetic storage medium and the magnetic storage medium arranged to sense the magnetic signal include a magnetic sensor that moves relative to each other, a support for the magnetic sensor, and a base that supports both of the supports. The position detector is characterized in that the distance between the magnetic sensor and the magnetic storage medium decreases as the temperature increases and increases as the temperature decreases.
次に磁気センサーとしてMR素子を用いた場合
についての実施例の数例について本発明を図面を
用いて詳細に説明する。第1の実施例として、回
転軸の回転角を検知する角度検出器について第1
〜5図を用いて説明する。第1図aは、その概略
構成図、第1図bは磁気記憶媒体と磁気センサー
の位置関係を明確にするように第1図aをx方向
から見た正面図である。4は磁気記憶媒体で、そ
の支持体の主な構成要素は、回転軸1とこれに取
付治具3を介して取り付けられた円柱状支持体2
とから成る。磁気信号は、この円柱状支持体2の
測面に等間隔のビツト長Pを有する磁化5の繰り
返しの形で記録されており、磁気センサー7は回
転軸1の回転に伴つて磁気記憶媒体4から生じる
磁界の変化を感知できる様に、磁気記憶媒体4の
表面から所定のスペーシングDだけ離れた位置に
磁気センサー支持体8を介して基台6上に取り付
けられている。磁気センサー7で検出された信号
は再生回路9を経て取り出される。 Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings regarding several embodiments in which an MR element is used as a magnetic sensor. As a first example, a first example of an angle detector that detects the rotation angle of a rotating shaft
This will be explained using Figures 5 to 5. FIG. 1a is a schematic configuration diagram thereof, and FIG. 1b is a front view of FIG. 1a viewed from the x direction so as to clarify the positional relationship between the magnetic storage medium and the magnetic sensor. Reference numeral 4 denotes a magnetic storage medium, and the main components of its support are a rotating shaft 1 and a cylindrical support 2 attached to it via a mounting jig 3.
It consists of The magnetic signal is recorded in the form of repeated magnetizations 5 having equally spaced bit lengths P on the surface of the cylindrical support 2, and the magnetic sensor 7 detects the magnetic storage medium 4 as the rotating shaft 1 rotates. The magnetic sensor is mounted on the base 6 via a magnetic sensor support 8 at a position a predetermined spacing D away from the surface of the magnetic storage medium 4 so that changes in the magnetic field generated from the magnetic storage medium 4 can be sensed. The signal detected by the magnetic sensor 7 is extracted via a reproducing circuit 9.
この第1の実施例は、円柱状支持体2の熱膨張
係数α1が基台6の熱膨張係数β1より大きいことを
特徴とする。 This first embodiment is characterized in that the coefficient of thermal expansion α 1 of the cylindrical support 2 is larger than the coefficient of thermal expansion β 1 of the base 6 .
第2図は、磁気センサー7の一例を示すもので
あり、基板10上に短冊状のMR素子11〜18
が1/4P(Pはビツト長)の間隔で、平行に形成さ
れている。 FIG. 2 shows an example of the magnetic sensor 7, in which strip-shaped MR elements 11 to 18 are mounted on a substrate 10.
are formed in parallel with an interval of 1/4P (P is the bit length).
第3図はこの磁気センサー7と再生回路9との
結線例である。 FIG. 3 shows an example of the connection between the magnetic sensor 7 and the reproducing circuit 9.
MR素子はMR素子11,13,15及び17
並びにMR素子12,14,16及び18がそれ
ぞれブリツジを構成するように結線されている。
再生回路9は、差動増幅器19とその出力を入力
としVcpを比較レベルとするコンパレータ20と
からなる組を2組備え、それぞれのコンパレータ
20の出力をA相出力及びB相出力として取り出
すように構成されている。各MR素子の組から信
号出力は、それぞれ異なる差動増幅器19に入力
される。 The MR elements are MR elements 11, 13, 15 and 17.
The MR elements 12, 14, 16 and 18 are also connected to form a bridge.
The regeneration circuit 9 includes two sets of a differential amplifier 19 and a comparator 20 whose output is input and V cp is used as a comparison level, and the output of each comparator 20 is taken out as an A-phase output and a B-phase output. It is composed of Signal outputs from each set of MR elements are input to different differential amplifiers 19, respectively.
この再生回路9における磁気信号の再生過程を
第4図を用いて説明する。第4図aは、磁気記憶
媒体4を模式的に直線状に引き伸してMR素子1
1〜18との位置関係を示したものである。回転
軸1の回転に伴う磁化5の繰り返しによつて生じ
る磁気信号によつて、MR素子11,13,1
5,17で構成されるブリツジからは第4図bに
示す様な信号出力(VA)21が得られる。この
信号出力21Aは増幅器19で所望の大きさに増
幅され、さらにコンパレータ20により、比較レ
ベルVcpでパルス化されることによつて、第4図
cに示す様に磁気記憶媒体4のビツトに対応した
角度位置信号(A相出力)22が得られる。同様
にして、MR素子12,14,16,18で構成
されるブリツジからは、前記A相出力22に対し
て、1/4Pだけ位相が遅れた角度位置信号(B相
出力)23が得られる(第4図d)。このA相出
力22とB相出力23の位相関係は、磁気記憶媒
体4の移動方向が逆になると丁度逆になる。この
様にして回転軸1の回転角はA相出力22若しく
はB相出力23又はこれら両出力を電気的に処理
して得られる信号パルスを計数することにより求
められる。また、その回転方向は、両出力22,
23の位相関係により検出される。 The process of reproducing magnetic signals in the reproducing circuit 9 will be explained using FIG. FIG. 4a schematically shows the MR element 1 by stretching the magnetic storage medium 4 in a straight line.
1 to 18. The MR elements 11, 13, 1 are
A signal output (V A ) 21 as shown in FIG. 4b is obtained from the bridge composed of 5 and 17. This signal output 21A is amplified to a desired magnitude by an amplifier 19, and further pulsed by a comparator 20 at a comparison level V cp , thereby converting it into bits of the magnetic storage medium 4 as shown in FIG. 4c. A corresponding angular position signal (A phase output) 22 is obtained. Similarly, from the bridge composed of MR elements 12, 14, 16, and 18, an angular position signal (B-phase output) 23 whose phase is delayed by 1/4P with respect to the A-phase output 22 is obtained. (Figure 4d). The phase relationship between the A-phase output 22 and the B-phase output 23 becomes exactly opposite when the moving direction of the magnetic storage medium 4 is reversed. In this manner, the rotation angle of the rotating shaft 1 is determined by counting the signal pulses obtained by electrically processing the A-phase output 22, the B-phase output 23, or both of these outputs. In addition, the direction of rotation is determined by both outputs 22,
It is detected by the phase relationship of 23.
第5図は本発明による温度補正動作を説明する
ための図であり、MR素子から得られる信号出力
(VA)21(又はVB)の大きさと、磁気記憶媒体
4表面からのスペーシングDとの関係を示してい
る。 FIG. 5 is a diagram for explaining the temperature correction operation according to the present invention, and shows the magnitude of the signal output (V A ) 21 (or V B ) obtained from the MR element and the spacing D from the surface of the magnetic storage medium 4. It shows the relationship between
一般に、磁気信号が磁気記憶媒体4に、ビツト
長Pの磁化5の繰り返しで書き込まれている場
合、スペーシングDでの信号磁界強度は、近似的
に
exp(−π/PD) ……
に比例する。したがつて、MR素子からの信号出
力の振幅は、スペーシングDが大きくなるにつれ
て小さくなる。 Generally, when a magnetic signal is written to the magnetic storage medium 4 by repeating magnetization 5 of bit length P, the signal magnetic field strength at spacing D is approximately proportional to exp(-π/PD)... do. Therefore, the amplitude of the signal output from the MR element becomes smaller as the spacing D becomes larger.
第5図において、24は室温におけるMR素子
からの信号出力振幅とスペーシングDとの関係例
を示す曲線であり、25は室温に比べて高温とな
つたために、MRの抵抗変化率Δρ/ρが低下し
た時における同様の曲線である。この図で明らか
な様に、室温でのスペーシングがDpの時に、MR
素子から得られるP点に相当する再生出力の大き
さは、高温時にはQ点相当迄低下する。そして、
この低下の度合は、温度が高くなるにつれて、大
きくなる。 In FIG. 5, 24 is a curve showing an example of the relationship between the signal output amplitude from the MR element and the spacing D at room temperature, and 25 is a curve showing an example of the relationship between the signal output amplitude from the MR element and the spacing D at room temperature. This is a similar curve when the As is clear from this figure, when the spacing at room temperature is D p , MR
The magnitude of the reproduction output obtained from the element corresponding to the P point decreases to the magnitude corresponding to the Q point at high temperatures. and,
The degree of this decrease increases as the temperature increases.
第1の実施例の構成によれば、円柱状支持体2
の熱膨張係数α1が、基台6の熱膨張係数β1より大
きいために、温度が上昇すると、スペーシングD
が小さくなり、温度が下降すると、スペーシング
が大きくなる効果を有する。この温度上昇に伴う
スペーシングDの変化量ΔDは円柱状支持体2及
び基台6の半径方向の膨張量の差し引きにより決
まる。円柱状支持体2の半径をR、温度上昇量を
ΔTとすると、ΔDは、次式で表わされる。 According to the configuration of the first embodiment, the cylindrical support 2
Since the thermal expansion coefficient α 1 of the base 6 is larger than the thermal expansion coefficient β 1 of the base 6, when the temperature rises, the spacing D
As the temperature decreases and the temperature decreases, this has the effect of increasing the spacing. The amount of change ΔD in the spacing D due to this temperature rise is determined by subtracting the amount of expansion of the cylindrical support 2 and the base 6 in the radial direction. When the radius of the cylindrical support 2 is R and the amount of temperature rise is ΔT, ΔD is expressed by the following formula.
ΔD=α1・R・ΔT−β1・(R+D)・ΔT
≒(α1−β1)・R・ΔT ……
例えば、円柱状支持体2としてAl(α1≒23.2×
10-6/℃)、回転軸筐体6として、Fe(β1≒11.2×
10-6/℃)を用い、R=20mm、ΔT=100℃、D=
200μmとすると、
ΔD≒24μm ……
となる。この様な、温度上昇に伴う、スペーシン
グDの減少によりMR素子からの再生出力は、Q
点相当からS点相当迄回復する。ΔD= α1・R・ΔT− β1・(R+D)・ΔT≒( α1 − β1 )・R・ΔT……For example, as the columnar support 2, Al( α1 ≒23.2×
10 -6 /℃), Fe (β 1 ≒ 11.2×
10 -6 /℃), R=20mm, ΔT=100℃, D=
If it is 200μm, ΔD≒24μm... As the spacing D decreases as the temperature rises, the reproduced output from the MR element becomes Q
Recover from point equivalent to S point.
本発明者等の測定によれば、上記構成条件の下
で、さらに磁気記憶媒体4として、厚さ10μmの
Co−P媒体を用い、これに、約500μmのビツト
長Pで書き込まれた磁気信号を、巾20μm、厚さ
500ÅのFe−Ni合金から成る短冊状MR素子で再
生検出した場合、温度上昇に伴う再生出力の低下
は、MR素子の抵抗変化率Δρ/ρの温度変化相
当分に対し、約半分程度に抑えられた。 According to the measurements made by the inventors, under the above configuration conditions, the magnetic storage medium 4 has a thickness of 10 μm.
A magnetic signal written with a bit length P of approximately 500 μm is applied to a Co-P medium with a width of 20 μm and a thickness of 20 μm.
When detecting reproduction with a strip-shaped MR element made of a 500 Å Fe-Ni alloy, the decrease in reproduction output due to temperature rise is suppressed to about half of the temperature change equivalent to the resistance change rate Δρ/ρ of the MR element. It was done.
第6図は本発明角度検出器の第2の実施例であ
り、同図aはその概略構成図、同図bはx方向か
ら見た正面図である。この例が、第1の実施例と
異なる点は、磁気信号が円柱状支持体2の平面上
に形成された磁気記憶媒体26に、その円周に沿
つて等間隔のビツト長Pを有する磁化27の形で
記録されている点と、磁気センサー7が、この磁
気記憶媒体26に対して、Z方向上方に所定のス
ペーシングDだけ離れた位置に配設されている点
である。 FIG. 6 shows a second embodiment of the angle detector of the present invention, in which FIG. 6a is a schematic configuration diagram thereof, and FIG. This example differs from the first example in that the magnetic signal is applied to the magnetic storage medium 26 formed on the plane of the cylindrical support 2, which is magnetized with bit lengths P equally spaced along its circumference. 27, and the magnetic sensor 7 is disposed at a position a predetermined spacing D above the magnetic storage medium 26 in the Z direction.
ここで、回転軸1の熱膨張係数α2は、磁気セン
サー支持体28の熱膨張係数β2より大きくなる様
に構成されている。そのため、スペーシングD
は、温度上昇に伴つて小さくなるので、この角度
検出器は、第1の実施例と同様の温度補償効果を
有する。 Here, the thermal expansion coefficient α 2 of the rotating shaft 1 is configured to be larger than the thermal expansion coefficient β 2 of the magnetic sensor support 28 . Therefore, spacing D
becomes smaller as the temperature rises, so this angle detector has the same temperature compensation effect as the first embodiment.
第7図は、角度検出器の第3の実施例であり、
同図aはその概略構成図、同図bは、x方向から
見た正面図である。これは、第2の実施例と比べ
て、磁気記憶媒体26が円柱状支持体2の下方に
形成されており、これに伴い磁気センサー7が、
この磁気記憶媒体26に対してZ方向下方に所定
のスペーシングDだけ離れた位置に配設されてい
る点が異なる。 FIG. 7 shows a third embodiment of the angle detector,
Figure a is a schematic configuration diagram thereof, and figure b is a front view seen from the x direction. This is because, compared to the second embodiment, the magnetic storage medium 26 is formed below the cylindrical support 2, and as a result, the magnetic sensor 7 is
The difference is that the magnetic storage medium 26 is disposed at a position downward in the Z direction by a predetermined spacing D.
ここで、回転軸1の熱膨張係数β3は磁気センサ
ー支持体29の熱膨張係数α3より小さくなる様に
構成されている。そのため上記実施例と同様にし
てスペーシングDは、温度上昇に伴つて小さくな
る。 Here, the thermal expansion coefficient β 3 of the rotating shaft 1 is configured to be smaller than the thermal expansion coefficient α 3 of the magnetic sensor support 29. Therefore, similarly to the above embodiment, the spacing D becomes smaller as the temperature rises.
第8図は本発明の第4の実施例として、直線的
変位量を検知する直線スケールを示したものであ
り、同図aはその概略構成図、同図bは、y方向
に見た側面図である。磁気記憶媒体30は直線状
の平らな平面を有し、基台31に取り付けられた
支持体33の平面上に、その直線方向(y方向)
に磁化32の繰り返しを有する様に形成されてお
り、また、磁気センサー7は磁気記憶媒体30か
ら、その信号磁界を感知できる様に所定のスペー
シングDだけ離れた状態で、平行(y方向)に移
動できる様に磁気センサー支持体34が直線運動
機構部35を介して基台31に取り付けられてい
る。 FIG. 8 shows a linear scale for detecting the amount of linear displacement as a fourth embodiment of the present invention, and FIG. It is a diagram. The magnetic storage medium 30 has a linear flat plane, and is placed on the plane of the support 33 attached to the base 31 in the linear direction (y direction).
The magnetic sensor 7 is formed so as to have repeated magnetization 32, and the magnetic sensor 7 is spaced apart from the magnetic storage medium 30 by a predetermined spacing D so as to be able to sense the signal magnetic field. A magnetic sensor support 34 is attached to the base 31 via a linear movement mechanism 35 so as to be movable.
ここで、磁気記憶媒体30の支持体33の熱膨
張係数α4が基台31の熱膨張係数β4より大きくな
る様に構成される。そのためスペーシングDは、
温度上昇に伴つて小さくなるので、この直線スケ
ールは上記の幾つかの角度検出器と同様の温度補
償効果を有する。 Here, the support body 33 of the magnetic storage medium 30 is configured such that the thermal expansion coefficient α 4 is larger than the thermal expansion coefficient β 4 of the base 31. Therefore, the spacing D is
Since it decreases with increasing temperature, this linear scale has a temperature compensation effect similar to some of the angle detectors described above.
第9図は、本発明の第5の実施例であり同図a
はその概略構成図、同図bはy方向に見た側面図
である。これは第4の実施例と比べて、磁気記憶
媒体30及び磁気センサー7が、基台37に対し
て、Z方向に配設されている点が異る。 FIG. 9 shows a fifth embodiment of the present invention.
is a schematic configuration diagram thereof, and b is a side view seen in the y direction. This differs from the fourth embodiment in that the magnetic storage medium 30 and the magnetic sensor 7 are arranged in the Z direction with respect to the base 37.
この場合、磁気記憶媒体30の支持体38の熱
膨張係数α5が磁気センサー7の支持体39の熱膨
張係数β5より大きくなる様に構成されている。そ
のため、同様にして、スペーシングDは、温度上
昇に伴つて小さくなる。 In this case, the structure is such that the thermal expansion coefficient α 5 of the support 38 of the magnetic storage medium 30 is larger than the thermal expansion coefficient β 5 of the support 39 of the magnetic sensor 7 . Therefore, similarly, the spacing D becomes smaller as the temperature rises.
第10図は本発明の第6の実施例であり、同図
aはその概略構成図同図bはy方向に見た側面図
である。これは、第4の実施例と比べて、磁気セ
ンサー7の支持体40が、アーム状に構成されて
いる点が異る。 FIG. 10 shows a sixth embodiment of the present invention, in which FIG. 10a is a schematic configuration thereof and FIG. 10b is a side view seen in the y direction. This differs from the fourth embodiment in that the support 40 of the magnetic sensor 7 is configured in an arm shape.
この場合、磁気センサー7の支持体40の熱膨
張係数α6が、基台41の熱膨張係数β6より大きく
なる様に構成されている。そのため同様にして、
スペーシングDは温度上昇に伴つて小さくなる。 In this case, the support body 40 of the magnetic sensor 7 is configured such that the thermal expansion coefficient α 6 is larger than the thermal expansion coefficient β 6 of the base 41. Therefore, similarly,
The spacing D becomes smaller as the temperature increases.
第11図は、本発明の第7の実施例であり、同
図aは、その概略構成図、同図bはy方向に見た
側面図である。これは前図に示した第6の実施例
とよく似た構成であるが、基台43に対し、磁気
センサー7の支持体44が固定されており、磁気
記憶媒体30の支持体45が、直線運動機構部5
1を介して、y方向に移動する様に構成されてい
る点が異る。 FIG. 11 shows a seventh embodiment of the present invention; FIG. 11a is a schematic configuration diagram thereof, and FIG. 11b is a side view seen in the y direction. This configuration is very similar to the sixth embodiment shown in the previous figure, but the support 44 of the magnetic sensor 7 is fixed to the base 43, and the support 45 of the magnetic storage medium 30 is fixed to the base 43. Linear motion mechanism section 5
The difference is that it is configured to move in the y direction through 1.
この場合も第6の実施例と全く同様に、磁気セ
ンサー7の支持体44の熱膨張係数α7が基台43
の熱膨張係数β7より大きくなる様に構成され同様
の温度補償効果を有する。 In this case, as in the sixth embodiment, the thermal expansion coefficient α 7 of the support 44 of the magnetic sensor 7 is the same as that of the base 43.
It is constructed so that the coefficient of thermal expansion β is larger than 7 , and has a similar temperature compensation effect.
第12図は本発明の第8の実施例であり、同図
aは、その概略構成図、同図bは、y方向に見た
側面図である。これは、第4の実施例とよく似た
構成であるが、基台46に対し、磁気センサー7
の支持体47が固定されており、磁気記憶媒体3
0の支持体48が直線運動機構部52を介してy
方向に移動する様に構成されている点が異る。 FIG. 12 shows an eighth embodiment of the present invention, and FIG. 12a is a schematic configuration diagram thereof, and FIG. 12b is a side view seen in the y direction. This is a configuration very similar to the fourth embodiment, but the magnetic sensor 7 is connected to the base 46.
A support 47 is fixed, and the magnetic storage medium 3
The support body 48 of 0 moves through the linear motion mechanism 52
The difference is that it is configured to move in the direction.
この場合も第4の実施例と全く同様に、磁気記
憶体30の支持体48の熱膨張係数α8が基台46
の熱膨張係数β8より大きくなる様に構成され、同
様の温度補償効果を有する。 In this case, as in the fourth embodiment, the thermal expansion coefficient α 8 of the support 48 of the magnetic storage body 30 is the same as that of the base 46.
The thermal expansion coefficient β is larger than 8 , and has a similar temperature compensation effect.
第13図は第9の実施例であり、同図aは、そ
の概略構成図、同図bは、y方向に見た側面図で
ある。これは、第5の実施例とよく似た構成であ
るが、基台53に対し磁気センサー7の支持体5
4が固定されており、磁気記憶媒体30の支持体
54が、直線運動機構部55を介して、y方向に
移動する様に構成されている点が異る。 FIG. 13 shows a ninth embodiment, and FIG. 13A is a schematic configuration diagram thereof, and FIG. 13B is a side view seen in the y direction. This has a configuration very similar to the fifth embodiment, but the support 5 of the magnetic sensor 7 is attached to the base 53.
4 is fixed, and the support body 54 of the magnetic storage medium 30 is configured to move in the y direction via a linear motion mechanism section 55.
この場合、第5の実施例と全く同様に、磁気記
憶媒体30の支持体54の熱膨張係数α9が、磁気
センサー支持体54の熱膨張係数β9より大きくな
る様に構成され、同様の温度補償効果を有する。 In this case, just like the fifth embodiment, the thermal expansion coefficient α 9 of the support 54 of the magnetic storage medium 30 is configured to be larger than the thermal expansion coefficient β 9 of the magnetic sensor support 54, and the same Has temperature compensation effect.
第14図は本発明の第10の実施例であり、同図
aは、その概略構成図、同図bはそのA−A′断
面図である。この実施例では、磁気記憶媒体56
が基台57に取り付けられた円柱状支持体58の
側面に、その円周方向に沿つて磁化59の繰り返
しを有する様に形成されており、また、磁気セン
サー7は、支持体61に取り付けられ磁気記憶媒
体56から、その信号磁界を感知できるように所
定のスペーシングDだけ離れた状態を保ちなが
ら、円柱状支持体58のまわりを回転運動できる
様に、回転運動機構部60を介して基台57に取
り付けられている。これは、第1〜第3の実施例
と異なり磁気センサー7が円柱状支持体58のま
わりを回転することによつて、角度を検出する角
度検出器である。 FIG. 14 shows a tenth embodiment of the present invention, and FIG. 14a is a schematic configuration diagram thereof, and FIG. In this embodiment, magnetic storage medium 56
is formed on the side surface of a cylindrical support 58 attached to a base 57 so as to have repeated magnetization 59 along its circumferential direction, and the magnetic sensor 7 is attached to a support 61. The base is rotated through a rotational movement mechanism 60 so that it can rotate around the cylindrical support 58 while maintaining a predetermined spacing D away from the magnetic storage medium 56 so that the signal magnetic field can be sensed. It is attached to a stand 57. This is an angle detector that detects angles by rotating the magnetic sensor 7 around a cylindrical support 58, unlike the first to third embodiments.
ここでは磁気記憶媒体56の円柱状支持体58
の熱膨張係数α10が、基台57の熱膨張係数β10よ
り大きくなる様に構成され、同様の温度補償効果
を有する。 Here, a cylindrical support 58 of a magnetic storage medium 56
The base 57 is configured such that its thermal expansion coefficient α 10 is larger than the thermal expansion coefficient β 10 of the base 57, and has a similar temperature compensation effect.
第15図は本発明の第11の実施例であり、同図
aは、その概略構成図、同図bは、そのB−
B′断面図である。これは前図に示した第10の実
施例と同種の角度検出器であるが、磁気信号が円
柱状支持体58の平面上に形成された磁気記憶媒
体62に、その円周に沿つた磁化63の繰り返し
の形で記録されている点と支持体64に取り付け
られた磁気センサー7が、この磁気記憶媒体62
に対して、Z方向上方に所定のスペーシングDだ
け離れた位置に配設されている点が異なる。 FIG. 15 shows an eleventh embodiment of the present invention; FIG. 15a is a schematic configuration diagram thereof, and FIG.
B′ cross-sectional view. This is the same type of angle detector as the tenth embodiment shown in the previous figure, but a magnetic signal is applied to a magnetic storage medium 62 formed on the plane of a cylindrical support 58, which is magnetized along its circumference. The points recorded in the form of 63 repetitions and the magnetic sensor 7 attached to the support 64 are connected to this magnetic storage medium 62.
However, the difference is that it is disposed at a position a predetermined spacing D apart in the upper direction in the Z direction.
ここでは円柱状支持体58の熱膨張係数α11は、
磁気センサー支持体64の熱膨張係数β11より大
きくなる様に構成され、同様の温度補償効果を有
する。 Here, the coefficient of thermal expansion α 11 of the cylindrical support 58 is:
It is configured to have a thermal expansion coefficient β 11 larger than that of the magnetic sensor support 64, and has a similar temperature compensation effect.
第16図は本表明の第12の実施例であり、同図
aはその概略構成図、同図bは、そのC−C′断面
図である。これは前図、前々図に示した第10及び
第11の実施例と同種の角度検出器であるが、磁気
信号が、同軸状の円柱状支持体59の基台57に
面した平面上に形成された磁気記憶媒体62に、
その円周に沿つた磁化63の繰り返しの形で記録
されている点と、支持体66に取り付けられた磁
気センサー7が、この磁気記憶媒体62に対し
て、基台57寄りに、所定のスペーシングDだけ
離れた位置に配設されている点が異る。 FIG. 16 shows a twelfth embodiment of the present invention, and FIG. 16a is a schematic configuration diagram thereof, and FIG. This is the same type of angle detector as the 10th and 11th embodiments shown in the previous figure and the figure before the previous figure, but the magnetic signal is transmitted on the plane facing the base 57 of the coaxial cylindrical support 59. A magnetic storage medium 62 formed in
The points recorded in the form of repeating magnetization 63 along the circumference and the magnetic sensor 7 attached to the support 66 are positioned at a predetermined distance near the base 57 with respect to the magnetic storage medium 62. The difference is that they are arranged at positions separated by pacing D.
ここでは磁気センサー支持体66の熱膨張係数
α12は、同軸状の円柱状支持体59の熱膨張係数
β12より大きくなる様に構成され同様の温度補償
効果を有する。 Here, the thermal expansion coefficient α 12 of the magnetic sensor support 66 is configured to be larger than the thermal expansion coefficient β 12 of the coaxial columnar support 59, and has a similar temperature compensation effect.
次に本発明の適用範囲について述べる。上述し
た種々の位置検出器の構成要素の材料は
αi>βi、i=1〜12 ……
を満足するならば、どの様な材料の組み合せでも
良い。また、磁気センサーとしては、MR素子に
限らず、例えばホール素子の様に、温度上昇に伴
い磁電変換効率が低下するものであつても良い。
さらに、磁気記憶媒体4としては、上述の例に限
らず、γ−Fe2O3や、圧延磁石でも良い。 Next, the scope of application of the present invention will be described. The materials for the components of the various position detectors described above may be any combination of materials as long as they satisfy α i >β i , i=1 to 12... Further, the magnetic sensor is not limited to an MR element, but may be one whose magnetoelectric conversion efficiency decreases as the temperature rises, such as a Hall element.
Furthermore, the magnetic storage medium 4 is not limited to the above-mentioned example, and may be γ-Fe 2 O 3 or a rolled magnet.
以上では位置検出器において磁気記憶媒体と磁
気センサーとのスペーシングが、温度が上昇する
と小さくなり、温度が下降すると大きくなる様
な、温度補償効果を有する構成を達成するため
に、構成要素の熱膨張係数の組み合せを選択する
方法について述べたが、これに限るものではな
く、要は、スペーシングが温度補償される様な構
成であれば何でも良い。 In the above, in order to achieve a configuration with a temperature compensation effect in which the spacing between the magnetic storage medium and the magnetic sensor becomes smaller as the temperature rises and becomes larger as the temperature falls, the spacing between the magnetic storage medium and the magnetic sensor in the position sensor is Although the method for selecting the combination of expansion coefficients has been described, the method is not limited to this, and in short, any configuration may be used as long as the spacing is temperature compensated.
以上述べた様に、本発明によれば、温度変動に
対する信号出力値の変動が小さい、耐温度特性の
すぐれた位置検出器を達成することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to achieve a position detector with excellent temperature resistance characteristics in which fluctuations in signal output values due to temperature fluctuations are small.
第1図は本発明の一実施例を示す概略構成図で
aは斜視図、bは正面図、第2図はMR素子より
成る磁気センサーの一例を示す斜視図、第3図は
磁気センサーと再生回路との結線例を示す回路
図、第4図a〜dは磁気信号の再生過程を示す
図、第5図はMR素子から得られる信号出力とス
ペーシングの関係を温度をパラメータとして示し
た図である。第6,7図はそれぞれ本発明の他の
実施例を示す図で、それぞれaは斜視図、bは正
面図、第8〜13図はそれぞれさらに他の実施例
を示す図で、それぞれaは斜視図、bは側面図、
第14〜16図はそれぞれさらに他の実施例を示
す図で、それぞれaは斜視図、bはAA′,BB′又
はCC′断面図である。
1……回転軸、2,58,59……円柱状支持
体、3……取付治具、4,26,30,56,6
2……磁気記憶媒体、5,27,32,59,6
3……磁化、6,31,37,41,43,4
6,53,57……基台、7……磁気センサー、
8,28,29,34,39,40,44,4
7,54,61,64,66……磁気センサー支
持体、9……再生回路、10……基板、11〜1
8……MR素子、19……差動増幅器、20……
コンパレータ、21……MR素子ブリツジ再生出
力、22……A相出力、23……B相出力、24
……室温でのMR磁気センサー出力振幅、25…
…高温でのMR磁気センサー出力振幅、33,3
8,42,45,48,54……磁気記億媒体の
支持体、35,49,50,51,52,55…
…直線運動機構部、60,65,67……回転運
動機構部。
Fig. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention, in which a is a perspective view, b is a front view, Fig. 2 is a perspective view showing an example of a magnetic sensor consisting of an MR element, and Fig. 3 is a perspective view of a magnetic sensor. A circuit diagram showing an example of connection with the reproducing circuit, Figures 4a to d are diagrams showing the magnetic signal reproducing process, and Figure 5 shows the relationship between the signal output obtained from the MR element and spacing using temperature as a parameter. It is a diagram. 6 and 7 are views showing other embodiments of the present invention, in which a is a perspective view, b is a front view, and FIGS. 8 to 13 are views showing still other embodiments, in which a is a perspective view, and b is a front view. Perspective view, b is side view,
14 to 16 are views showing still other embodiments, in which a is a perspective view and b is a sectional view AA', BB' or CC'. 1... Rotating shaft, 2, 58, 59... Cylindrical support, 3... Mounting jig, 4, 26, 30, 56, 6
2...Magnetic storage medium, 5, 27, 32, 59, 6
3... Magnetization, 6, 31, 37, 41, 43, 4
6,53,57...base, 7...magnetic sensor,
8, 28, 29, 34, 39, 40, 44, 4
7, 54, 61, 64, 66...Magnetic sensor support, 9...Reproduction circuit, 10...Substrate, 11-1
8...MR element, 19...Differential amplifier, 20...
Comparator, 21...MR element bridge regeneration output, 22...A phase output, 23...B phase output, 24
...MR magnetic sensor output amplitude at room temperature, 25...
...MR magnetic sensor output amplitude at high temperature, 33,3
8, 42, 45, 48, 54... Support for magnetic recording medium, 35, 49, 50, 51, 52, 55...
...Linear motion mechanism section, 60, 65, 67... Rotary motion mechanism section.
Claims (1)
しの形で記録されている磁気記憶媒体と、この磁
気記憶媒体の支持体と、前記磁気記憶媒体と相対
運動をし、かつ前記磁気信号を感知する様に所定
の距離を隔てて平行に配設された、複数の短冊状
強磁性体磁気抵抗効果素子が平行に配設されたも
のより成る磁気センサーと、この磁気センサーの
支持体と、前記両支持体を支える基台とから成る
位置検出器において、前記磁気記憶媒体に対する
前記磁気センサーの距離が、互いに平行な位置関
係を保ちながら温度が上昇すると小さくなり、温
度が下降すると大きくなる様に、前記磁気センサ
ーの支持体、前記磁気記憶媒体の支持体及び前記
基台のうち、少なくとも2個の部材の熱膨張係数
を異なるものとしたことを特徴とする位置検出
器。1. A magnetic storage medium in which magnetic signals are recorded in the form of repeating magnetization with predetermined intervals, a support for this magnetic storage medium, and a support that moves relative to the magnetic storage medium and senses the magnetic signals. A magnetic sensor comprising a plurality of strip-shaped ferromagnetic magnetoresistive elements arranged in parallel at a predetermined distance apart from each other; a support for the magnetic sensor; and a base supporting a support, such that the distance between the magnetic sensor and the magnetic storage medium decreases as the temperature increases and increases as the temperature decreases while maintaining a parallel positional relationship with each other. A position detector characterized in that at least two of the magnetic sensor support, the magnetic storage medium support, and the base have different coefficients of thermal expansion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16784679A JPS5690213A (en) | 1979-12-24 | 1979-12-24 | Position detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16784679A JPS5690213A (en) | 1979-12-24 | 1979-12-24 | Position detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5690213A JPS5690213A (en) | 1981-07-22 |
| JPS6315529B2 true JPS6315529B2 (en) | 1988-04-05 |
Family
ID=15857163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16784679A Granted JPS5690213A (en) | 1979-12-24 | 1979-12-24 | Position detector |
Country Status (1)
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| JPS59187713U (en) * | 1983-05-31 | 1984-12-13 | 東北金属工業株式会社 | magnetic rotary encoder |
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Family Cites Families (2)
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| JPS6045804B2 (en) * | 1978-02-28 | 1985-10-12 | 日本電気株式会社 | angle detector |
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1979
- 1979-12-24 JP JP16784679A patent/JPS5690213A/en active Granted
Also Published As
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