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Europäisches Patentamt

Magnetpositions-Erfassungsvorrichtung

Patentnummer:DE112012006270B4
IPC Hauptklasse:G01D0005245
Anmelder:Mitsubishi Electric Corporation (0)
Tokyo, JP
Erfinder:Kawano, Yuji (0)
Tokyo, JP
Kobayashi, Hiroshi (0)
Tokyo, JP
Tsukamoto, Manabu (0)
Tokyo, JP
Anmeldung:26.04.12
Offenlegung:26.04.12
Patenterteilung:09.05.19

Abstract / Hauptanspruch
Magnetpositions-Erfassungsvorrichtung, umfassend:
einen magnetischen bewegbaren Körper (10), der aus einem magnetischen Körper ausgebildet ist, derart magnetisiert, dass N-Pole und S-Pole abwechselnd auftreten, und einen Bereich aufweist, in dem Abstände zwischen den N-Polen und den S-Polen konstant sind; und
einen ersten bis sechsten Felderfassungsabschnitt (2R1, 2R2, 2R3, 2R4, 2R5, 2R6), jeweils einen elektrischen Widerstandswert aufweisend, der mit einer Änderung in einem Feld in Assoziation mit einer Bewegung des magnetischen bewegbaren Körpers (10) variiert, wobei:
der erste bis sechste Felderfassungsabschnitt (2R1, 2R2, 2R3, 2R4, 2R5, 2R6) aus Magnetowiderstandselementen ausgebildet sind, die jeweils eine Spin-Valve-Struktur aufweisen und eine feste Magnetisierungsschicht (3b) enthalten, in der eine Magnetisierungsrichtung bezüglich eines angelegten Felds fixiert ist, eine freie Magnetisierungsschicht (3a), in der eine Magnetisierungsrichtung mit dem angelegten Feld variiert, und eine nicht-magnetische Zwischenschicht (3i), die zwischen der festen Magnetisierungsschicht (3b) und der freien Magnetisierungsschicht (3a) eingeschoben ist;
wobei die Magnetowiderstandselemente, die den ersten bis vierten Felderfassungsabschnitt (2R1, 2R2, 2R3, 2R4) ausbilden, Tunnel-Magnetowiderstandselemente sind, in denen die Zwischenschichten (3i) ein Isolator sind;
wobei die Magnetisierungsrichtungen der festen Magnetisierungsschichten (3b) der jeweiligen Magnetowiderstandselemente, die den ersten bis sechsten Felderfassungsabschnitt (2R1, 2R2, 2R3, 2R4, 2R5, 2R6) ausbilden, alle in einer gleichen Richtung bezüglich einer Bewegungsrichtung des magnetischen bewegbaren Körpers (10) ausgerichtet sind;
wobei der erste und dritte Felderfassungsabschnitt (2R1, 2R3) an einer Erfassungsposition in einem Bereich A lokalisiert sind;
der zweite und vierte Felderfassungsabschnitt (2R2, 2R4) an einer Erfassungsposition in einem Bereich B lokalisiert sind;
der fünfte Felderfassungsabschnitt (2R5) an einer Erfassungsposition in einem Bereich C lokalisiert ist;
der sechste Felderfassungsabschnitt (2R6) an einer Erfassungsposition in einem Bereich D lokalisiert ist;
wobei die folgenden Beziehungen erfüllt sind,
ein Abstand L(A-B) zwischen den Erfassungspositionen in dem Bereich A und dem Bereich B bezüglich eines konstanten Abstands λ zwischen einem N-Pol und dem nächsten N-Pol oder zwischen einem S-Pol und dem nächsten S-Pol des magnetischen bewegbaren Körpers (10) ist gegeben durch: L(A-B) = L = λ/n,
der Bereich C befindet sich zwischen dem Bereich A und dem Bereich B, und ein Abstand L(A-C) zwischen den Erfassungspositionen in dem Bereich A und dem Bereich C ist gegeben durch: L(A-C) = L/m = λ/(mn), und
der Bereich D befindet sich entfernt von dem Bereich C in einer Richtung des Bereichs B, und ein Abstand L(C-D) zwischen den Erfassungspositionen in dem Bereich C und dem Bereich D ist gegeben durch: L(C-D) = λ/2,
wobei n eine natürliche Zahl gleich zu oder größer als 2 ist und m eine natürliche Zahl ist;
wobei eine Brückenschaltung (20) und eine Korrekturschaltung (30) in Reihe zwischen einem ersten Referenzpotential (Vcc) und einem zweiten Referenzpotential (GND) verbunden sind, wobei in der Brückenschaltung (20) der erste und der zweite Felderfassungsabschnitt (2R1, 2R2), die in Reihe verbunden sind, und der dritte und vierte Felderfassungsabschnitt (2R3, 2R4), die in Reihe verbunden sind, parallel verbunden sind, und wobei in der Korrekturschaltung (30) der fünfte und sechste Felderfassungsabschnitt (2R5, 2R6) parallel verbunden sind; und
ein Signal entsprechend einer Bewegung des magnetischen bewegbaren Körpers (10) auf Grundlage einer Differenz Vout zwischen einem Mittelpunktpotential V1 des ersten und des zweiten Felderfassungsabschnitts (2R1, 2R2) und eines Mittelpunktpotentials V2 des dritten und vierten Felderfassungsabschnitts (2R3, 2R4) ausgegeben wird.

The objective of the invention is to reduce the signal distortion of a magnetic position detecting apparatus, thereby acquiring highly precise, accurate position information. A magnetic position detecting apparatus (100) has a magnetic movable body (10), a bridge circuit (20), a correction circuit (30) and a detection circuit (40). The magnetic movable body (10) is magnetized such that north and south poles alternately appear, and has an area in which the intervals between north/south poles are of a constant distance. The bridge circuit (20) comprises first, second, third and fourth magnetic field detection units (2R1, 2R2, 2R3, 2R4). The correction circuit (30) comprises fifth and sixth magnetic field detection units (2R5, 2R6). The detection circuit (40) detects the position of the magnetic movable body (10) on the basis of a differential output (Vout) from the bridge circuit.

L'objectif de l'invention est de réduire la distorsion de signal d'un appareil de détection de position magnétique, de façon à acquérir des informations de position exactes très précises. Un appareil de détection de position magnétique (100) comprend un corps mobile magnétique (10), un montage en pont (20), un circuit de correction (30) et un circuit de détection (40). Le corps mobile magnétique (10) est magnétisé de telle sorte que les pôles nord et sud apparaissent en alternance, et comporte une zone dans laquelle les intervalles entre les pôles nord/sud sont constants. Le montage en pont (20) comprend des première, deuxième, troisième et quatrième unités de détection de champ magnétique (2R1, 2R2, 2R3, 2R4). Le circuit de correction (30) comprend des cinquième et sixième unités de détection de champ magnétique (2R5, 2R6). Le circuit de détection (40) détecte la position du corps mobile magnétique (10) en fonction d'une sortie différentielle (Vout) du montage en pont.

DE112012006270B4


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