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MRセンサーについて

MRセンサーの動作原理


図1
MRセンサーが、磁気インクのような磁性体を検出して、どのような出力をするのかについて、簡単に説明します。
まず、磁気抵抗効果素子は、(以下、MR素子とします)磁気抵抗効果のためにその抵抗値が磁界によって変化します。
図1のグラフに、MR素子の抵抗値が磁界によって変化する様子を表します。
磁界の強さで抵抗値が変わり、磁界の向きには関係ありません。
このような特性を持っているMR素子から、特性のそろった素子(MR1,MR2)を選び直列につなぎます。
2つのMR素子に磁石で均等な磁界をかけます。2つのMR素子の接続部には、出力端子を設けて、この端子に表れる電圧を出力電圧と呼ぶ事にします。
右図を参照して下さい。
MR素子の両端に電圧Vを加えると、出力電圧は電圧Vのおおよそ半分になります。
この電圧を中点電圧と呼んでいます。

図2

図3
しかし、2つのMR素子に、それぞれ異なる強さの磁界が与えられた場合には、素子の抵抗値は異なるので、出力電圧は中点電圧とは違う値になります。
例えば、図2でMR1に強い磁界が加われば、MR2よりもその抵抗値は増大するので、出力電圧は中点電圧より小さくなり、逆に、MR2に強い磁界が加われば、1/2Vより大きくなります。
同じように、磁性体の検出の場合について考えます。
2つのMR素子の片方(この場合MR2)に鉄片のような磁性体が近づけば、鉄片に向かって磁力線が偏り、MR2にはMR1よりも大きな磁界が加わります。
これにより、MR2の抵抗値が増大し、出力電圧が大きくなる事が理解されます。
図3を参照下さい。
連続して表したのが次の図です。
Fig.1 から Fig.3 へと MRセンサーの前面を磁性体が移動していく様子を表しています。
MRセンサーの出力がどのように変化するかを表したのが次の図です。
磁性体がMRセンサーの前面を横切ってゆく時の出力変化を示しています。
図中に示してある Fig.1~3 の矢印は、上の図の磁性体とMRセンサーの位置関係に対応しています。
注意
この出力電圧の変化のしかたは、微少な磁性体の場合なので、磁性体が2つのMR素子にまたがる場合などは少し異なります。
ここでは、MRセンサーが磁気インクのような磁性体を検出して出力電圧を変化させるしくみを簡単に説明しております。

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