FAQ

高分解能エンコーダ用素子(半導体磁気抵抗素子)

超高分解能エンコーダ用素子(半導体磁気抵抗素子・SMR)

[Q0379]
・半導体磁気抵抗素子とホール素子では、出力電圧の振幅はどちらが大きいですか。また、波形歪はどちらが小さいですか。他に差異はありますか?
A.
・ホール素子の種類にも依りますが、ホール素子と比べて大きな出力電圧振幅が得られます。また、右のグラフは、歯車モジュールm=0.8を用いたときの出力電圧の歪率を半導体磁気抵抗素子とホール素子で比較したものです。半導体磁気抵抗素子の出力電圧の歪率は、同じGapで比較して、ホール素子の1/5以下です。半導体磁気抵抗素子の場合、出力電圧のDC成分はGapに依存しませんが、ホール素子はGapに大きく依存します。
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[Q0380]
・どのくらいの分解能を得られますか?
A.
・半導体磁気抵抗素子からの出力電圧は、波形歪が非常に小さく理想的な正弦波に近いものが得られます。そのため、電気内挿することにより、高分解能化が可能です。歯車の1周期 (1歯) から電気角360°に相当する出力電圧が得られ、電気角360°の出力電圧を電気内挿することにより、13 ~ 14ビットの分解能が得られます。歯車の歯数を例えば、256個 (=8ビット) とすると、機械角360° (1周) では、8+(13 ~ 14) = 21 ~ 22ビットの分解能が得られます。
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[Q0381]
・電気内挿はどのようにしたらいいですか?
A.
・弊社では、電気内挿用の信号処理 ICは用意しておりません。 ICメーカーのご紹介は可能です。
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[Q0382]
・磁石付のセンサーモジュールで購入はできますか?
A.
・磁石付きのセンサーモジュールの販売は行っておりませ。ただし、評価用としてSONパッケージのMS-0080等を用いた磁石付のセンサーモジュールの提供は可能です。DIPパッケージのMS-P082等は、パッケージ裏側に磁石ケースを備えていますので、センサーモジュールへのアセンブリはかなり容易です。
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[Q0383]
・バイアス磁石はどのようなものを使えばよいですか?
A.
・【材質】
よく使用されている磁石の材質としては、フェライト磁石、ネオジウム磁石、サマリウムコバルト磁石があります。その中でも、サマリウムコバルト磁石は残留磁束密度の温度係数が -0.03%/℃と非常に小さいので、弊社としてはこの材質を推奨しております 。サマリウムコバルト磁石のなかでも、Sm2Co17 が最適です。
・【大きさ】
弊社の磁気抵抗素子は、4個の抵抗体を有するフルブリッジ構造の4端子素子です。ブリッジを組んでいる2個の抵抗体は、バイアス磁石に対して非対称に配置されます。従って、バイアス磁石を配置した状態でのオフセット電圧(オフセット電圧=中性電圧-Vc/2)を小さくするためにはある程度の大きさの磁石が必要になります。このサイズはサマリウムコバルトの磁石の場合は、例えばMS-0080素子面では、おおよそ 5.5×4.4mm の大きさの磁石が必要です。弊社のカタログデータは 5.5×4.4×5.0mmtのサマリウムコバルト磁石で磁石と素子を密着した状況で測定しています。
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[Q0384]
・バイアス磁石はどこから購入すればよろしいですか?
A.
・弊社では、バイアス磁石を販売しておりません。磁石メーカーの紹介は可能です。
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[Q0385]
・どのような歯車を使えば良いですか?
A.
・【歯車】
下記のJIS規格で規定されています。
【JIS B 1701-1:99】円筒歯車-インボリュート歯車歯形 第1部 標準基準ラック歯形
【JIS B 1701-2:99】円筒歯車-インボリュート歯車歯形 第2部 モジュール
・【材質】
機械構造用 炭素鋼 (JIS G4051) が適当です。その中でも、S25C、S45Cが最適です。
歯車の直径、歯数、GAPの例は以下の様になります。
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[Q0386]
・出力電圧振幅はどの位出ますか?また温度特性はどの位ですか?
A.
・歯車のモジュール、歯車から素子までの距離、印加電圧によって異なります。詳細は、こちらを参照して下さい。出力電圧振幅の温度特性はこちらを参照して下さい。バイアス磁石にサマリウムコバルト磁石を用いた場合、動作周囲温度-40~100℃で出力信号振幅は、ほとんど温度に依存しません。
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[Q0387]
・半導体磁気抵抗素子にはどれ位まで制御電圧がかけられますか?
A.
・バイアス磁石の材質・サイズ、歯車から素子までの距離等によって、素子の抵抗値が異なるために、かけられる制御電圧を一概に決めることができません。そのため、許容損失PD[mW]で定義しています。許容損失PD=V*V/Rですので、使用環境での入力抵抗値Rinがわかれば、決定することができます。一般的には、5Vを印加します。
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