(57)【要約】外部磁界に対して抵抗値が変化する磁気抵抗素子である第１の素子(3)と第２の素子(4)を直列に接続してブリッジ回路を構成し、ブリッジ回路の一端は電源(5)に接続され、他端は接地され、第１の素子(3)と第２の素子(4)の接続点(6)は増幅手段(9)に接続され、ブリッジ回路に直列に１つ以上の切替手段(1)が接続され、増幅手段(9の出力端子(11)は故障検出手段(12)に接続された磁気検出装置。
2015111163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部磁界に対して抵抗値が変化する磁気抵抗素子である第１の素子と第２の素子を直列に接続してブリッジ回路を構成し、
前記ブリッジ回路の一方の端は電源に接続され、
前記ブリッジ回路の他方の端は接地され、
前記第１の素子と前記第２の素子の接続点は増幅手段に接続され、
前記ブリッジ回路に直列に１つ以上の切替手段が接続され、
前記増幅手段の出力の一端は故障検出手段に接続されていることを特徴とする磁気検出装置。
【請求項２】
外部磁界に対して抵抗値が変化する磁気抵抗素子である第１の素子と第２の素子が直列に接続され、前記磁気抵抗素子である第３の素子と第４の素子が直列に接続され、
前記第１と第２と第３と第４の素子はブリッジ回路を構成しており、
前記ブリッジ回路の一方の端は電源に接続され、
前記ブリッジ回路の他方の端は接地され、
前記第１の素子と前記第２の素子の接続点及び前記第３の素子と前記第４の素子の接続点は増幅手段に接続され、
前記ブリッジ回路に直列に１つ以上の切替手段が接続され、
前記ブリッジ回路と前記増幅手段との間に１つ以上の切替手段が接続され、
前記増幅手段の出力の一端は故障検出手段に接続されていることを特徴とする磁気検出装置。
【請求項３】
外部磁界に対して抵抗値が変化する磁気抵抗素子である第１の素子と第２の素子が直列に接続されたブリッジ回路を構成しており、
前記ブリッジ回路の一方の端は電源に接続され、
前記ブリッジ回路の他方の端は接地され、
前記第１の素子と前記第２の素子の接続点は増幅手段に接続され、
前記電源と前記ブリッジ回路の中間には電流検出手段が接続され、
前記電流検出手段の出力の一端は故障検出手段に接続されていることを特徴とする磁気検出装置。
【請求項４】
前記磁気抵抗素子は、外部磁界に対して磁化方向が固定された磁化固定層と、
外部磁界に応じて磁化方向が回転する磁化自由層と、前記磁化固定層と前記磁化自由層との間に挟まれた非磁性中間層からなることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の磁気検出装置。
【請求項５】
外部磁界に対して磁化方向が固定された磁化固定層と、
外部磁界に応じて磁化方向が回転する磁化自由層と、
前記磁化固定層と前記磁化自由層との間に挟まれた非磁性中間層からなる磁気抵抗素子であって、
前記磁気抵抗素子である第１の素子の一方の端は第１の電源に接続され、
前記第１の素子の他方の端は接地され、
前記磁気抵抗素子である第２の素子の一方の端は第２の電源に接続され、
前記第２の素子の他方の端は接地され、
前記各々の電源と前記第１の素子及び前記第２の素子の中間には各々電流検出手段が接続され、
前記各々の電流検出手段の出力が増幅手段に接続され、
前記電流検出手段の出力の一端は故障検出手段に接続されていることを
特徴とする磁気検出装置。
【請求項６】
前記増幅手段は差動増幅手段であることを特徴とする請求項５に記載の磁気検出装置。
【請求項７】
前記磁気抵抗素子は、トンネル効果磁気抵抗素子（ＴＭＲ）であることを特徴とする磁気検出装置請求項１から請求項３および請求項５、請求項６のいずれか１項に記載の磁気検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁気抵抗素子を用いて磁界変化により被検出対象の回転を検出する磁気検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁電変換素子である磁気抵抗素子の両端に電極を形成してホイートストンブリッジ回路を構成し、このホイートストンブリッジ回路の対向する２つの電極間に定電圧の電源を接続し、磁気抵抗素子の抵抗値変化を電圧変化に変換して、この磁気抵抗素子に作用している磁界の変化を検出する方式がある（例えば、特許文献1参照。）【０００３】
ここで磁気抵抗素子は、図７に示すように、外部磁界に応じて磁化方向が変化する磁化自由層１１３と、外部磁界に対して磁化方向が固定された磁化固定層１１１と、磁化固定層１１１と磁化自由層１１３との間に挟まれた非磁性中間層１１２とを備えた積層体を有する。磁化自由層１１３の磁化は、外部磁界に応じて、積層体の膜面内で自由に回転する。ここでは非磁性中間層１１２が絶縁体であるトンネル磁気抵抗（ＴｕｎｎｅｌＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ：以下ＴＭＲと呼ぶ）素子を例にして以下を言及する。【０００４】
ＴＭＲ素子の電気的性質は、コンダクタンスＧの形で表されることが知られている。
（非特許文献１の式（２）およびＶ．CONCLUSION欄参照。）
即ち、磁化固定層１１１の磁化方向に対して、磁化自由層１１３の磁化方向との相対角度をθとすると、コンダクタンスＧは、次のように表される。ここで、磁化自由層１１３の磁化方向は、外部磁界の方向すなわち磁界の回転角θと一致する。
Ｇ＝Ｇ０＋Ｇ１ｃｏｓθ  ・・・・・・（数式１）
これを抵抗値で表現すると、数式１の逆数となる。
Ｒ＝１/（Ｇ０＋Ｇ１ｃｏｓθ）  ・・・・・（数式２）【０００５】
図８は、ＴＭＲ素子に対して外部から印加された磁界の方向に対してコンダクタンスＧがどのように変化するかを図示している。図８において、横軸は磁界の回転角を示し、縦軸はコンダクタンスＧを示す。【０００６】
ここで、ＴＭＲ素子を用いて図９に示すように、ＴＭＲ素子を８連結したＴＭＲ連結体１１６及びＴＭＲ連結体１１７にてハーフブリッジ（以下ブリッジと呼ぶ）を構成し、このブリッジをＮ極、Ｓ極に交互に着磁された磁性体１１４の前に配置し、ブリッジの中点電位を増幅器１１９に接続した従来技術について説明する。
図９において、磁性体１１４が紙面に向かって左方向に移動すれば、すべてのＴＭＲ素子の固定層の磁化方向は矢印１１８の方向にあり、図８に示したように外部磁界の方向１１５が図のように位置により方向が変わるため、ＴＭＲ連結体１１６及びＴＭＲ連結体１１７のコンダクタンスＧは余弦波形状に変動する。【０００７】
ここでＴＭＲ連結体１１６とＴＭＲ連結体１１７のコンダクタンスＧは１８０°位相に相違がある。その際ＴＭＲ連結体１１６とＴＭＲ連結体１１７の接続点であるブリッジの中点電位は、上記数式２を用いて計算され、次の数式３となる。
（Ｇ０＋Ｇ１ｃｏｓθ）／２Ｇ０  ・・・・・（数式３）
中点電位の電圧変動は余弦波形状となり、増幅器１１９で反転増幅した出力端子１２０の出力波形は１２１のような余弦波形状になる。このようにして磁界の変化を電圧に変換して被検出体である磁性体の移動を検出できる。【０００８】
一般的にセンシング装置においては様々な故障検出手段が提案されている。たとえば、ブリッジの中点電位に定電流を印加することにより電位変化を検出する装置がある。
（例えば、特許文献２参照。）【０００９】
また、ブリッジの各点にスイッチを設けて、スイッチの切替にてブリッジの抵抗を監視する装置がある。（例えば、特許文献３参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３０１７０６１号
【特許文献２】特開２００７−１１４１３２号公報
【特許文献３】特開２００５−１５６１９３号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】「Angular  Dependence  of  the  tunnel  magnetoresistance  in  transition-metal-based  junctions」：Physical  Review  B  Vol.６４,  ０６４４２７（２００１年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前述したように、ＴＭＲ素子は非磁性中間層１１２は酸化膜で構成される。酸化膜はトンネル効果が生じる程度の厚み（数ｎｍ）しかないため、電気的要因または異物による物理的要因で酸化膜破壊をすることが懸念される。酸化膜破壊とはＴＭＲ素子が低抵抗（乃至ショート）になることである。
図１０に１６連結したＴＭＲ素子の１連結１２２が故障した場合を図示している。この場合故障とは低抵抗（乃至ショート）を意味する。ＴＭＲ素子が連結された１１６と１１７は同一方向の磁界が印加されているとする。この場合、出力波形１２３は正常な出力波形１２４と比して、高電位側にオフセットしている。このため、所望の電位からのずれから故障を検出することができる。【００１３】
しかし、図１１に示すように、１６連結したＴＭＲ素子の２連結１２５が故障した場合は、出力波形１２６と所望の電位１２７は重なり、出力波形を観測することで故障を検出することはできない。同じようにブリッジの中点に対して高電位側と低電位側の連結が同数故障した場合にはＴＭＲ素子の故障を検出することはできないという問題があった。【００１４】
また、特許文献２の方法ではTMR素子の故障連結数によっては故障を検出できない場合がある。参考として検出できない場合の構成を図１２に示した。
図１２において、例えば、ＴＭＲ素子１連結の抵抗を２ＫΩとし、正常時の電圧測定値を１．８Ｖとすると、中点電位を挟んで高電位側の６連結が故障（ショート）し、低電位側が２連結故障（ショート）した場合の電圧測定値も１．８Ｖとなり、故障を検出できない場合がある。【００１５】
特許文献３の場合は、ブリッジのすべての抵抗値故障を検出することができるが、ブリッジの各辺に対応した切替器を必要とし、たとえばホイートストンブリッジが複数個ある場合、回路が複雑になり製造および制御が困難になる。【００１６】
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、より簡単な構成で、確実に磁気抵抗素子の低抵抗（至るショート）もしくは高抵抗（至る断線）の故障を検出することのできる磁気検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明に係わる磁気検出装置は、外部磁界に対して抵抗値が変化する磁気抵抗素子である第１の素子と第２の素子を直列に接続してブリッジ回路を構成し、前記ブリッジ回路の一方の端は電源に接続され、前記ブリッジ回路の他方の端は接地され、前記第１の素子と前記第２の素子の接続点は増幅手段に接続され、前記ブリッジ回路に直列に１つ以上の切替手段が接続され、前記増幅手段の出力の一端は故障検出手段に接続されるよう構成されたものである。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の磁気検出装置によれば、少数の切替器もしくは切替器を無くして、より簡単な構成で、確実に磁気抵抗素子の故障を判定できる磁気検出装置を得ることができる。【００１９】
上述した、またその他の、この発明の目的、特徴、効果は、以下の実施の形態における詳細な説明および図面の記載からより明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る磁気検出装置の回路構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係る磁気検出装置の回路構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３に係る磁気検出装置の回路構成図である。
【図４】この発明の実施の形態４に係る磁気検出装置の回路構成図である。
【図５】この発明の実施の形態５に係る磁気検出装置の回路構成図である。
【図６】この発明の実施の形態５に係る磁気検出装置の動作を説明する波形図である。
【図７】従来の磁気抵抗素子の構造を示す斜視図である。
【図８】従来の磁気抵抗素子における動作特性を説明する波形図である。
【図９】従来の磁気検出装置の構成及び動作を示す概要図である。
【図１０】従来の磁気検出装置が故障した場合の動作を示す概要図である。
【図１１】従来の磁気検出装置が故障した場合の動作を示す概要図である。
【図１２】従来の磁気検出装置が故障した場合の動作を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の磁気検出装置の実施の形態につき、図面を参照して説明する。
なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。
【００２２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る磁気検出装置を示す回路構成図である。
図１において、２はＴＭＲ素子の１連結で、８連結で一組としたＴＭＲ連結体３と４にてブリッジを構成している。ＴＭＲ連結体３側の一端が電源５と切替器１を介して接続されている。またＴＭＲ連結体４の一端は接地されている。ＴＭＲ連結体３とＴＭＲ連結体４で構成されるブリッジの中点６は抵抗器７に接続されている。抵抗器７と抵抗器８は、オペアンプ（以下増幅器ともいう。）９の倍率を決める抵抗器である。オペアンプ９のプラス側は基準電源１０に接続されている。オペアンプ９の出力の一端は故障検出器１２に接続されている。
【００２３】
切替器１が電源側接点１ａに接続されているとき、本磁気検出装置は上述した図９と同じ回路構成であり、従来技術で説明したように、磁性体１４の動きに対して出力端子１１の波形は図９の出力波形と同様の余弦波形状となり、被検出体である磁性体１４の移動を検出できる。
【００２４】
ここでＴＭＲ素子の故障を検出するために、切替器１をアース側接点１ｂに接続する。このときＴＭＲ連結体３と４には同一方向の磁界が印加されているとする。これはＴＭＲ連結体３と４をそれぞれ同程度の抵抗値とするためである。オペアンプ９のプラス電極とマイナス電極はイマジナリーショートされているため、プラス電極の基準電源１０の電位が、抵抗器７と、ＴＭＲ連結体３及び４の合成抵抗の直列回路に印加された状態となる。抵抗器７と、ＴＭＲ連結体３及び４の合成抵抗で構成される直列回路に流れる電流は、抵抗器８により電圧に変換され、出力端子１１に出力される。これは一般的な電流電圧変換回路である。ここで抵抗器７及び抵抗器８の各々の抵抗値が任意の値に決められているものとすると、ＴＭＲ連結体３もしくはＴＭＲ連結体４の抵抗値により出力端子１１の電圧が変わるため、この電圧を故障検出器１２で測定することにより故障検出が可能となる。
【００２５】
具体的な数値を用いて、出力端子１１の電圧値を計算する。
ＴＭＲ素子の１連結２を２ｋΩ、ＴＭＲ連結体３と４各々の素子連結数を８個、抵抗器７の抵抗値を１ｋΩ、抵抗器８の抵抗値を１０ｋΩ、基準電源１０の電圧を１Ｖとすると、出力端子１１の電圧値は２．１１Ｖとなる。
ここで、ＴＭＲ連結体３及び４の連結が故障によりそれぞれ１連結ずつ故障した場合、出力端子１１の電圧値は２．２５Ｖとなる。このように故障した場合に出力端子１１の電圧が変化するため、出力端子１１の電圧変化を検出することによってＴＭＲ素子の故障を検出することができる。
【００２６】
以上のように、この発明の実施の形態１の磁気検出装置によれば、１つの切替器を設け、増幅器を用いて磁気抵抗素子に流れる電流値を電圧値に変換するようにしたため、ＴＭＲ連結体３及び４に同数の連結故障があっても、故障を検出することが可能となる。
【００２７】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２に係る磁気検出装置を示す回路構成図である。
図において１３ａ、１３ｂは切替器である。図１における実施の形態１の切替器１を省けば、その他の構成は図１と同一である。
【００２８】
切替器１３ａ及び１３ｂがＯＮ状態であれば、本磁気検出装置は図９と同じ回路構成であり、従来技術で説明したように、磁性体の動きに対して出力端子１１の波形は図９の出力波形と同様の余弦波形状となり、被検出体である磁性体の移動を検出できる。
【００２９】
ここで、ＴＭＲ素子の故障を検出するために、切替器１３ａをＯＦＦにする。このときＴＭＲ連結体３と４には同一方向の磁界が印加されているとする。オペアンプ９のプラス電極とマイナス電極はイマジナリーショートされているため、プラス電極の基準電源１０の電位が、抵抗器７と、ＴＭＲ連結体４の直列回路に印加された状態となる。
抵抗器７と、ＴＭＲ連結体４で構成される直列回路に流れる電流は抵抗器８により電圧に変換され、出力端子１１に出力される。
次に、切替器１３ａをＯＮにし、１３ｂをＯＦＦにする。オペアンプ９のプラス電極とマイナス電極はイマジナリーショートされているため、電源５の電圧と基準電源１０の電圧との差がＴＭＲ連結体３と抵抗器７の直列回路に印加された状態となる。抵抗器７と、ＴＭＲ連結体３で構成される直列回路に流れる電流は抵抗器８により電圧に変換され、出力端子１１に出力される。ここで、抵抗器７及び抵抗器８の各々の抵抗値が任意の値に決められているものとすると、ＴＭＲ連結体３もしくはＴＭＲ連結体４の抵抗値により、出力端子１１の電圧が変わるため、故障検出が可能となる。
【００３０】
具体的な数値を用いて、出力端子１１の電圧値を計算する。ＴＭＲ素子の１連結２を２ｋΩ、ＴＭＲ連結体３と４の連結数を８個、抵抗器７の抵抗値を１ｋΩ、抵抗器８の抵抗値を１０ｋΩ、基準電源１０の電圧を１Ｖ、電源５の電圧を２Vとする。切替器１３ａをＯＦＦにした場合（切替器１３ｂはＯＮにする）、出力端子１１の電圧値は１．５９Ｖとなる。
切替器１３ｂをＯＦＦにした場合（切替器１３ａはＯＮにする）、出力端子１１の電圧値は０．４１Ｖとなる。ここでＴＭＲ連結体３及び４の連結が故障によりそれぞれ１連結ずつ故障した場合、切替器１３ａがＯＦＦのとき、出力端子１１の電圧値は１．６７Ｖとなり、切替器１３ｂがＯＦＦのとき、出力端子１１の電圧値は０．３３Ｖとなる。
このように、故障した場合に出力端子１１の電圧が変化するため、この電圧の変化を故障検出器１２により測定することによって、故障を検出することができる。
【００３１】
以上のように、この発明の実施の形態２の磁気検出装置によれば、２つの切替器を設け、増幅器を用いて磁気抵抗素子に流れる電流値を電圧値に変換するようにしたため、ＴＭＲ連結体３及び４が同数の連結故障があっても、故障を検出することが可能となる。
【００３２】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３に係る磁気検出装置を示す回路構成図である。
この発明の実施の形態３は、磁気抵抗素子がいわゆるホイートストンブリッジの構成となっており、実施の形態１に対して切替器１４が追加されている以外はほぼ同じ構成となっている。図３において、切替器１が電源側接点１ａ側に、切替器１４が１４ａ側に接続されているときは、従来技術で説明したように、磁性体の動きに対して出力端子１１の波形は図９の出力波形と同様の余弦波形状となり、被検出体である磁性体１１３の移動を検出できる。なお、実施の形態３では磁気抵抗素子がホイートストンブリッジの構成となっているため、３ａと４ａの接続点の電位変化とＴＭＲ連結３ｂと４ｂの接続点の電位変化は位相が１８０°異なるため、実施の形態１．と比して出力１１は２倍の出力を得られる。
【００３３】
ここで、ＴＭＲ素子の故障を検出するために、切替器１をアース側接点１ｂに、切替器１４を１４ｂに接続する。このときＴＭＲ連結体３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂには同一方向の磁界が印加されているとする。これはＴＭＲ連結体３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂをそれぞれ同程度の抵抗値とするためである。オペアンプ９のプラス電極とマイナス電極はイマジナリーショートされているため、プラス電極の基準電源１０の電位が、抵抗器７ａと、ＴＭＲ連結体３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂの合成抵抗の直列回路に印加された状態となる。
抵抗器７ａと、ＴＭＲ連結体３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂの合成抵抗で構成される直列回路に流れる電流は、抵抗器８ａにより電圧に変換され、出力端子１１に出力される。
ここで、抵抗器７ａ及び抵抗器８ａの各々の抵抗値が任意の値に決められているものとすると、ＴＭＲ連結体３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂの抵抗値により、出力端子１１の電圧が変わるため、故障検出が可能となる。
【００３４】
具体的な数値を用いて、出力端子１１の電圧値を計算する。切替器１をアース側接点１ｂに、切替器１４を１４ｂに接続する。ＴＭＲ素子２の１連結を２ｋΩ、ＴＭＲ連結体３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂの連結数をそれぞれ８個、抵抗器７ａを１ｋΩ、抵抗器８aを１０ｋΩ、基準電源１０を１Ｖとすると、出力端子１１の電圧値は３Ｖとなる。ここで、ＴＭＲ連結体３ａ及び４ａの連結が故障によりそれぞれ１連結ずつ故障した場合、出力端子１１の電圧値は３．１１Ｖとなる。
このように、故障した場合に出力端子１１の電圧が変化するため、この電圧の変化を故障検出器１２により測定することによって、故障を検出することができる。
【００３５】
以上のように、この発明の実施の形態３の磁気検出装置によれば、２つの切替器を設け、増幅器を用いて磁気抵抗素子に流れる電流値を電圧値に変換するようにしたため、ＴＭＲ連結体３ａ及び４ａが同数の連結故障であっても故障を検出することが可能となる。
【００３６】
実施の形態４．
図４は、この発明の実施の形態４に係る磁気検出装置を示す回路構成図である。
図４において、２はＴＭＲ素子の１連結で、８連結で一組としたＴＭＲ連結体３と４にてブリッジを構成している。１９はバッファであり、抵抗器７及び８はオペアンプ９の倍率を決める抵抗器である。電源１０はオペアンプ９の出力端子１１の基準電位である。また抵抗器１５、オペアンプ１６、電源１７にて電流電圧変換回路を構成している。１２は故障検出器である。
【００３７】
抵抗器１５、オペアンプ１６、電源１７で構成される電流電圧変換回路では、オペアンプ１６のプラス側とマイナス側はイマジナリーショートとなるため、電源１７の電位がＴＭＲ連結体３の一端に印加される。そのため従来技術にて説明したように、磁性体の動きに対して出力端子１１の波形は図９の出力波形と同様の余弦波形状となり、被検出体である磁性体の移動を検出できる。
【００３８】
ここで、ＴＭＲ素子の故障を検出するために、ＴＭＲ連結体３と４には同一方向の磁界が印加されているとする。これはＴＭＲ連結体３とＴＭＲ連結体４が同程度の抵抗値とするためである。バッファ１９があるため、ＴＭＲ連結体３及び４に流れる電流はバッファ１９側にはリークしない。そのため、電源１７が印加されたＴＭＲ連結体３と４の直列抵抗回路に流れる電流は抵抗器１５により電圧に変換され、出力端子１８に出力される。
ここで、抵抗器１５の抵抗値が任意の値に決められているものとすると、ＴＭＲ連結体３もしくはＴＭＲ連結体４の抵抗値により、出力端子１８の電圧が変わるため、この電圧の変化を故障検出器１２により測定することによって、故障検出が可能となる。
【００３９】
実施の形態１乃至３においては切替器を用いたが、例えばバイポーラＩＣ上に回路を構成した場合には、切替回路の構成が困難な場合がある。実施の形態４の構成はそのような切替器の構成が困難な場合に有効である。
【００４０】
以上のように、この発明の実施の形態４によれば、増幅器を用いて磁気抵抗素子に流れる電流値を電圧値に変換するようにしたため、ＴＭＲ連結体３及び４が同数の連結故障であっても故障を検出することが可能となる。
【００４１】
実施の形態５．
図５は、この発明の実施の形態５に係る磁気検出装置を示す回路構成図である。
図５において、２はＴＭＲ素子の１連結で、８連結で一組としたＴＭＲ連結体３とＴＭＲ連結体４を構成している。抵抗器２０、オペアンプ２１、基準電源２２は電流電圧変換回路を構成し、同様に抵抗器２３、オペアンプ２４、基準電源２５は電流電圧変換回路を構成している。抵抗器７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ、オペアンプ９、基準電源１０は差動増幅器を構成している。１２は故障検出器であり、オペアンプ２１とオペアンプ２４の出力である出力２６及び２７とに接続される。
【００４２】
図６は、実施の形態５の動作を説明する図である。ＴＭＲ連結体３の一端は電流電圧変換回路を構成するオペアンプ２１のマイナス側に接続される。オペアンプ２１のプラス側とマイナス側はイマジナリーショートしているため、基準電源２２の電位がＴＭＲ連結体３に印加される。ＴＭＲ連結体４も同様の構成であり、基準電源２５の電位がＴＭＲ連結体４に印加される。ＴＭＲ連結体３と４の前に置かれた磁性体１１４が紙面の左方向へ移動した場合、外部磁界の方向３１が図のように位置により方向が変わるため、ＴＭＲ連結体３と４は従来技術で説明したようにコンダクタンスＧが変動する。
【００４３】
基準電源２２、２５がそれぞれＶＡとすると、ＴＭＲ連結体３とＴＭＲ連結体４に流れる電流はそれぞれ、前述の数式１より、
（Ｇ０＋Ｇ１ｃｏｓθ）ＶＡ  ・・・・・・・・（数式３）
（Ｇ０＋Ｇ１ｃｏｓ（θ+π））ＶＡ  ・・・・・（数式４）
となる。ここで電流電圧変換回路を構成しているオペアンプ２１、２４の各々の出力２６と２７の波形は図６の波形３３と３４に示したように余弦波形状となる。
【００４４】
オペアンプ２１、２４の各々の出力２６と２７は差動増幅を構成するオペアンプ９に入力される。入力波形は差動増幅器９にて増幅され、出力端子１１の波形は、図６の３５の余弦波形状となり、このように被検出体である磁性体の移動を検出できる。
【００４５】
ここでＴＭＲ素子の故障を検出するために、ＴＭＲ連結体３とＴＭＲ連結体４のすべてのＴＭＲ素子の固定層には同一方向の磁界３２が印加されているとする。これはＴＭＲ連結体３と４を所望の抵抗値とするためである。ＴＭＲ連結体３及び４の一端はそれぞれ電流電圧変換回路を構成するオペアンプ２１とオペアンプ２４に接続されるため、抵抗器２０と抵抗器２３の抵抗値が任意の値に決められているものとすると、ＴＭＲ連結体３もしくはＴＭＲ連結体４の抵抗値により出力２６もしくは出力２７の電圧が変わるため、この電圧の変化を故障検出器１２により測定することによって、故障検出が可能となる。
【００４６】
実施の形態４で述べたように、例えばバイポーラＩＣ上に回路を構成した場合には、切替回路の構成が困難な場合があるが、実施の形態５の構成はそのような切替器の構成が困難な場合に有効である。
【００４７】
以上のように、この発明の実施の形態５によれば、増幅器を用いて磁気抵抗素子に流れる電流値を電圧値に変換するようにしたため、ＴＭＲ連結体３及び４が同数の連結故障であっても故障を検出することが可能となる。
【００４８】
なお、上述した実施の形態では、磁気抵抗素子としてトンネル磁気抵抗素子（Tunnel  Magneto  Resistance素子）について説明したが、この発明は、巨大磁気抵抗素子（Giant  Magneto  Resistance素子）を用いても同様に実施することができる。
また、この発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
この発明は、磁気抵抗素子を用いて磁界変化により被検出対象の回転を検出する磁気検出装置であり、自動車用エンジンのクランク軸もしくはカム軸の回転検出を行う回転センサとして好適なものである。
【符号の説明】
【００５０】
１  切替器、２  ＴＭＲ素子の１連結、３、４  ＴＭＲ連結体、
５  電源、６  ブリッジの中点、７、８  抵抗器、
９  オペアンプ（増幅器）、１０  基準電源、１１  出力端子、
１２  故障検出器、１３ａ、１３ｂ、１４  切替器、１５  抵抗器、
１６  オペアンプ、１７電源、１８  出力端子、１９  バッファ、
２０  抵抗器、２１  オペアンプ、２２  基準電源、２３  抵抗器、
２４  オペアンプ、２５  基準電源。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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