本发明专利技术提供一种旋转角度检测装置，具备：磁体转子、检测来自磁体转子的磁束的方向的磁传感器、修正电路、以及角度运算电路，磁传感器具有分别连接４个磁阻效应元件的桥式电路Ｘ以及桥式电路Ｙ，各磁阻效应元件具有自旋阀型巨磁阻效应膜，修正电路根据桥式电路ｘ的输出电压Ｖｘ以及桥式电路Ｙ的输出电压Ｖｙ计算差（Ｖｘ－Ｖｙ）以及和（Ｖｘ＋Ｖｙ），并且使二者的振幅一致，角度运算电路根据从修正电路输出的具有相同振幅的（Ｖｘ－Ｖｙ）’信号以及（Ｖｘ＋Ｖｙ）’信号，通过逆正切运算求得转子的旋转角度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具备采用了由自旋阀型巨磁阻效应膜构成的磁阻效应元件的磁 传感器的旋转角度检测装置，特别涉及一种降低由磁传感器制造偏差引起的角度误差的 旋转角度检测装置。
技术介绍
采用了能够以非接触方式检测旋转角度的变化的磁阻效应元件的磁传感器，要 求针对旋转磁场具有良好的检测灵敏度。高灵敏度的磁阻效应元件中采用自旋阀型巨磁 阻效应(SVGMR)膜，该自旋阀型巨磁阻效应膜包括具有各向异性的磁化固定层(简称 为“固定层”)；非磁性中间层，切断形成在固定层上的磁耦合；以及自由层，通过形 成在非磁性中间层上的外部磁场，磁化方向旋转至任意方向。当以惠斯通电桥形式连接 具有SVGMR膜的元件时，可得到输出电压因外部磁场方向而变化的磁传感器。日本专利特开2001-159542号公开了一种旋转角度传感器，其具备基板，具 有磁阻效应元件；布线基板，连接所述磁阻效应元件从而构成桥式电路；和传感器保持 架，保持所述基板以及布线基板，在所述传感器保持架上具有4的倍数的所述基板，至 少2个基板在布线基板面上倾斜80 100°。在该旋转角度传感器中，尽管桥式连接了 从同一晶片切出的4个元件，但无法吸收晶片面内的偏差。日本专利特表2003-502876号公开了一种制造在同一晶片上具有多个感磁方向 的元件的方法。在该方法中，形成了所希望的元件图案之后，通过一边以加热器对元件 进行局部加热一边施加外部磁场，从而将固定层磁化方法设定为所希望的方向。图41 以及图42表示通过该方法得到的元件的配置。如图42放大表示的那样，虽然在箭头方 向100存在具有反平行的固定层磁化方向的元件，但在与箭头方向100垂直的箭头方向 100’不存在具有反平行的固定层磁化方向的元件。因此，即便在这种元件配置中形成桥 式电路，也仅得到同相的输出，无法得到全桥式输出。此外，在元件间的角度为90°的 元件配置中，无法得到角度误差以及畸变较小的输出信号。日本专利特开2005-024287号公开了一种元件，该元件为了消除AMR效应连接 了长边方向90°不同的图案。此外，专利第3587678号提出了降低Hk的半圆形状或螺旋 状的元件图案。但是，这些结构仅仅是消除AMR效应和降低Hk，而不是为了降低角度 误差而进行信号处理。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种具备使用了 SVGMR元件的磁传感器的旋转 角度检测装置，特别提供一种降低由磁传感器的制造偏差等引起的角度误差的旋转角度 检测装置。本专利技术的第一旋转角度检测装置特征在于，具备磁体转子、检测来自所述磁 体转子的磁束的方向的磁传感器、修正电路、以及角度运算电路，所述磁传感器具有连接了 4个磁阻效应元件的桥式电路X以及连接了 4个磁阻效应元件的桥式电路Y，所述 各磁阻效应元件具有自旋阀型巨磁阻效应膜，该自旋阀型巨磁阻效应膜具有固定层， 所具备的磁化方向被固定在一个方向；自由层，磁化方向以与外部磁场方向一致的方式 可变；以及中间层，被夹在所述固定层和所述自由层之间，所述修正电路根据所述桥 式电路X的输出电压Vx以及所述桥式电路Y的输出电压Vy计算差(Vx-Vy)以及和 (Vx+Vy),并且使二者的振幅一致，所述角度运算电路通过对(Vx-Vy) ’ /(Vx+Vy)'进 行逆正切运算求得所述磁体转子的旋转角度，该(Vx-Vy) ’ /(Vx+Vy)’是根据从所述修 正电路输出的具有相同振幅的(Vx-Vy) ’信号以及(Vx+Vy)’信号而求得的。本专利技术的第二旋转角度检测装置特征在于，具备磁体转子、检测来自所述磁 体转子的磁束的方向的磁传感器、运算放大器电路、修正电路、以及角度运算电路，所 述磁传感器具有连接了 4个磁阻效应元件的桥式电路X以及连接了 4个磁阻效应元件的桥 式电路Y，所述各磁阻效应元件具有自旋阀型巨磁阻效应膜，该自旋阀型巨磁阻效应膜 具有固定层，所具备的磁化方向被固定在一个方向；自由层，磁化方向以与外部磁场 方向一致的方式可变；以及中间层，被夹在所述固定层和所述自由层之间，所述运算放 大器电路根据所述桥式电路X的输出电压Vx以及所述桥式电路Y的输出电压Vy计算差 (Vx-Vy)以及和(Vx+Vy)，所述修正电路使从所述运算放大器电路输出的(Vx-Vy)信号 以及(Vx+Vy)信号的振幅一致，所述角度运算电路通过对(Vx-Vy) ’ /(Vx+Vy)’进行 逆正切运算求得所述磁体转子的旋转角度，该(Vx-Vy) ’ /(Vx+Vy)’是根据从所述修正 电路输出的具有相同振幅的(Vx-Vy) ’信号以及(Vx+Vy)’信号而求得的。优选所述磁阻效应元件的至少一个长边方向相对于其固定层磁化方向倾斜锐角 θ ,该锐角θ满足条件36° <45°。优选在所述桥式电路X以及所述桥式电路Y的各自的4个磁阻效应元件之中，2 个磁阻效应元件相对于固定层磁化方向倾斜锐角Θ，剩余的2个磁阻效应元件倾斜-θ。 优选构成桥式电路X以及桥式电路Y的各自半桥的2个磁阻效应元件的固定层磁化方向 是反平行方向。优选桥式电路X的磁阻效应元件的长边方向与桥式电路Y的磁阻效应元件的长边方向垂直。通过将固定层磁化方向相同的磁阻效应元件配置成不平行，消除AMR效应，抑 制角度误差。优选自旋阀型巨磁阻效应膜中的固定层-自由层间的互换耦合磁场Hmt为 士0.4kA/m 以内。专利技术的效果本专利技术的旋转角度检测装置通过使根据桥式电路X的输出电压Vx以及桥式电路 Y的输出电压Vy得到的(Vx-Vy)信号以及(Vx+Vy)信号的振幅一致之后，对(Vx-Vy)/ (Vx+Vy)进行逆正切运算，能够降低因磁传感器的制造偏差等引起的角度误差。附图说明图1是概略表示旋转角度检测装置的侧面图。图2是表示磁阻效应膜的层结构的一例的剖面图。4图3是表示磁阻效应膜的层结构的其他例的剖面图。图4是表示磁阻效应元件受到的磁能的概略图。图5(a)是表示直线状的磁阻效应元件的概略图。图5(b)是表示曲折状的线状磁阻效应元件的概略图。图6(a)是表示形状为连接多个圆的磁阻效应元件的一例的概略图。图6(b)是表示形状为连接多个圆的磁阻效应元件的其他例的概略图。图7(a)是表示形状为连接一部分被切去的多个圆的磁阻效应元件的一例的概略 图。图7(b)是表示形状为连接一部分被切去的多个圆的磁阻效应元件的其他例的概 略图。图8(a)是表示形状为连接多个半圆的磁阻效应元件的一例的概略图。图8(b)是表示形状为连接多个半圆的磁阻效应元件的其他例的概略图。图9(a)是表示形状为连接多个半圆的磁阻效应元件的又一例的概略图。图9(b)是表示形状为连接多个半圆的磁阻效应元件的又一例的概略图。图10(a)是表示形状为连接多个多角形的磁阻效应元件的一例的概略图。图10(b)是表示形状为连接多个多角形的磁阻效应元件的其他例的概略图。图11是表示构成磁传感器的磁阻效应元件的桥式电路的图。图12是表示相位偏移为0°时以及相位偏移为1°时的eeiT与eapp之间的关系 的曲线图。图13是表示相位偏移为1°时以及修正了相位偏移时的θ ot与θ app之间的关系 的曲线图。图14是表示本专利技术的旋转角度检测装置的一例的概略图。图15是表示本专利技术的旋转角度检测装置的其他例的概略图。图16是表示各桥式电路中的磁阻本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种旋转角度检测装置，具备：磁体转子、检测来自所述磁体转子的磁束的方向的磁传感器、修正电路、以及角度运算电路，其特征在于， 所述磁传感器具有连接了４个磁阻效应元件的桥式电路Ｘ以及连接了４个磁阻效应元件的桥式电路Ｙ， 每个所述磁阻效应元件具有自旋阀型巨磁阻效应膜，该自旋阀型巨磁阻效应膜具有：固定层，所具备的磁化方向被固定在一个方向；自由层，磁化方向以与外部磁场方向一致的方式可变；以及中间层，被夹在所述固定层和所述自由层之间， 所述修正电路根据所述桥式电路Ｘ的输出电压Ｖｘ以及所述桥式电路Ｙ的输出电压Ｖｙ计算差（Ｖｘ－Ｖｙ）以及和（Ｖｘ＋Ｖｙ），并且使二者的振幅一致， 所述角度运算电路通过对（Ｖｘ－Ｖｙ）’／（Ｖｘ＋Ｖｙ）’进行逆正切运算求得所述磁体转子的旋转角度，该（Ｖｘ－Ｖｙ）’／（Ｖｘ＋Ｖｙ）’是根据从所述修正电路输出的具有相同振幅的（Ｖｘ－Ｖｙ）’信号以及（Ｖｘ＋Ｖｙ）’信号而求得的。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2009-3-30 2009-0813641.一种旋转角度检测装置，具备磁体转子、检测来自所述磁体转子的磁束的方向 的磁传感器、修正电路、以及角度运算电路，其特征在于，所述磁传感器具有连接了 4个磁阻效应元件的桥式电路X以及连接了 4个磁阻效应元 件的桥式电路Y，每个所述磁阻效应元件具有自旋阀型巨磁阻效应膜，该自旋阀型巨磁阻效应膜具 有固定层，所具备的磁化方向被固定在一个方向；自由层，磁化方向以与外部磁场方 向一致的方式可变；以及中间层，被夹在所述固定层和所述自由层之间，所述修正电路根据所述桥式电路X的输出电压Vx以及所述桥式电路Y的输出电压 Vy计算差(Vx-Vy)以及和(Vx+Vy)，并且使二者的振幅一致，所述角度运算电路通过对(Vx-Vy) ’ /(Vx+Vy)’进行逆正切运算求得所述磁体转 子的旋转角度，该(Vx-Vy) ’ /(Vx+Vy)’是根据从所述修正电路输出的具有相同振幅的 (Vx-Vy) ’信号以及(Vx+Vy)’信号而求得的。2.—种旋转角度检测装置，具备磁体转子、检测来自所述磁体转子的磁束的方向 的磁传感器、运算放大器电路、修正电路、以及角度运算电路，其特征在于，所述磁传感器具有连接了 4个磁阻效应元件的桥式电...
【专利技术属性】
技术研发人员：冈田泰行，相牟田京平，三俣千春，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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