专利名称：纳米磁敏转速传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种纳米磁敏转速传感器，属磁敏传感和转速测定的技术领域。
背景技术：
中有一种磁敏转速传感器，含底座、插座、引出脚、磁敏感件，壳体、轴孔、磁轮、轴、垫圈。磁轮由非磁性材料制造，在轮缘附近有几对(如4对)以均布于轮缘和贯穿轮面的方式镶入轮面的柱形永磁铁，或用铁氧体制成园盘充磁制成磁轮。壳体上开有轴孔。轴的一端经轴孔、垫圈与磁轮的中心部分固定在一起，组成限制磁轮只能作相对于壳体绕轴旋转的机构。磁敏感件安装在底座上。底座与壳体固定在一起，组成当磁轮旋转时磁极掠过磁敏感件的机构。磁敏感件可是霍尔元件，其Vcc、Vout和0端分别与三根引出脚连接。工作时，传感器的轴与待测转轴连接在一起，计数器的插头插入传感器的插座，该元件的Vcc、Vout和0端得到来自计数器的供电。磁轮随待测转轴旋转，每旋转一周，Vout端输出8个正脉冲。计数器显示待测转轴的每分钟转数(rpm)，即转速。霍尔磁敏转速传感器的缺点是该元件的热敏性导致与该元件联用的磁电转换电路必须包括温度补偿电路，增加了电路的复杂性；该元件灵敏度低，要求磁轮的轮面尽量靠近该元件，另件稍有磨损，会影响到传感器的正常工作，传感器的可靠性差，寿命短。磁敏感件也可是干簧管，该管的二根引脚作为Vcc和Vout端，分别与二根引出脚连接。平时干簧断开。工作时，磁轮随待测转轴旋转，每旋转一周，干簧闭合8次，Vout端输出8个正脉冲。计数器显示待测转轴的rpm。干簧磁敏转速传感器的缺点是干簧的频响差，易产生机械疲劳，寿命短，有时剩磁使干簧在应断开时保持闭合，可靠性差。
本实用新型的目的是推出一种另件结构简单、可靠、频响好和寿命长的纳米磁敏转速传感器。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型的纳米磁敏传感器13的电路连接框图，其中，印板130上有磁敏振荡及放大整形电略，磁敏感件131与磁敏振荡电路组成磁敏振荡器(详见专利申请号为99113797.3的中国发明专利申请说明书)，该振荡器的输出端接有常用的波形放大电路和整形电路，该磁敏振荡和放大整形电路现已研制成专用的集成电路。图3是本实用新型一种变型的结构示意图，其中棘爪34和棘轮33组合的形式不同。图4是图3中A-A处的截面图。图5是永磁铁14的另一种结构的示意图，其中永磁铁14采用蹄形磁铁，该磁铁的两磁极对准磁敏感件131。
现结合
本实用新型的结构和工作原理。
上述目的通过采用高灵敏的纳米磁敏传感器和下列结构得以实现。一种纳米磁敏转速传感器，含底座10，插座11，引出脚12，永磁铁14，磁敏感件131，印板130，壳体20，轴孔21，轴31，垫圈32，棘轮33，磁敏感件131是芯内含纳米磁性材料的线圈，印板130上有与该线圈连接的和含振荡及放大整形电路的集成电路，该集成电路的Vcc、Vout和0端分别与三根引出脚12连接，磁敏感件131和印板130组成纳米磁敏传感器13，轴31的一端经轴孔21和垫圈32与棘轮33的中心部分固定在一起，轴31、垫圈32和棘轮33组成轮30，轴31的轴线与棘轮33垂直，轴31的另一端从壳体20穿出，轮30与壳体20组成限制棘轮33只能作相对于壳体20绕轴31的轴线旋转的机构，其特征在于，它还含棘爪34，棘爪34的制造材料是软铁，棘爪34以与棘轮33垂直的方式均布于棘轮33的边缘，永磁铁14是条形或蹄形磁铁，永磁铁14和磁敏感件131以它们的轴线相互平行并与底座10垂直的方式固定在底座10上，壳体20与底座10紧配在一起，组成轴31的轴线与永磁铁14和磁敏感件131的轴线居同一平面的和彼此平行的、限制棘爪34只能从传感区15通过的机构。
本实用新型的一种变型，其特征在于，棘爪34与棘轮33居同一平面，壳体20与底座10紧配在一起，组成轴31的轴线与永磁铁14和磁敏感件131的轴线居同一平面的和前者与后两者相互垂直的、限制棘爪34只能从传感区15通过的机构。
实施例。棘爪34既可与棘轮33垂直，也可与棘轮33居同一平面。主要另件具有以下尺寸或指标棘轮33的直径为17mm，棘爪34的长度和厚度分别为10mm和1mm，棘爪34的爪数P＝8，永磁铁14是表面磁场强度、直径和长度分别为300mT、3mm和5mm的圆柱形条形磁铁，传感区15的宽度为2.5mm。
工作原理。利用本实用新型测定发动机轴的转速时，轴31和壳体20与发动机轴和机座的连接和插座11与计数器的连接，与背景技术所述的完全相同。本实用新型从Vcc和0端得到来自计数器的供电。棘轮33随待测转轴旋转，每旋转一周，P个棘爪34通过传感区15，使该区内的磁通受到P次阻断，本实用新型通过Vout端向计数器传输P个正脉冲。计数器先测出本实用新型每秒钟输出脉冲的个数n；接着，用下式求出发动机轴的转速(rpm)转速＝60n/P；最后把转速值从显示器上显示出来。由于纳米磁敏传感器13是利用纳米微晶材料巨磁阻抗效应研制成的传感器，其灵敏度极高，所以永磁铁14的表面磁场强度可弱到几个mT，传感区15的宽度仍可做得很宽。传感区15的宽度较宽可带来以下好处传感器的机械结构简单，加工方便，降低了生产成本，可靠性高和使用寿命长。此外，纳米磁敏传感器13还有以下二个突出优点工作温度范围宽，介于-100～+120℃；频响好，高达100KHz。综上，与背景技术相比，本实用新型有以下优点1.结构简单，生产成本低；2.可靠性高；3.使用寿命长；4.工作温度范围宽，介于-100～+120℃；5.频响好，高达100KHz。
本实用新型特别适于作测定汽车发动机、电动机和汽轮机轴的转速的传感器，是一项用途广、能产生巨大经济效益和有发展前途的新型转速传感器产品。
权利要求1.一种纳米磁敏转速传感器，含底座10，插座11，引出脚12，永磁铁14，磁敏感件131，印板130，壳体20，轴孔21，轴31，垫圈32，棘轮33，磁敏感件131是芯内含纳米磁性材料的线圈，印板130上有与该线圈连接的和含振荡及放大整形电路的集成电路，该集成电路的Vcc、Vout和0端分别与三根引出脚12连接，磁敏感件131和印板130组成纳米磁敏传感器13，轴31的一端经轴孔21和垫圈32与棘轮33的中心部分固定在一起，轴31、垫圈32和棘轮33组成轮30，轴31的轴线与棘轮33垂直，轴31的另一端从壳体20穿出，轮30与壳体20组成限制棘轮33只能作相对于壳体20绕轴31的轴线旋转的机构，其特征在于，它还含棘爪34，棘爪34的制造材料是软铁，棘爪34以与棘轮33垂直的方式均布于棘轮33的边缘，永磁铁14是条形或蹄形磁铁，永磁铁14和磁敏感件131以它们的轴线相互平行并与底座10垂直的方式固定在底座10上，壳体20与底座10紧配在一起，组成轴31的轴线与永磁铁14和磁敏感件131的轴线居同一平面的和彼此平行的、限制棘爪34只能从传感区15通过的机构。
2.根据权利要求1所述的纳米磁敏转速传感受器，其特征在于，棘爪34与棘轮33居同一平面，壳体20与底座10紧配在一起，组成轴31的轴线与永磁铁14和磁敏感件131的轴线居同一平面的和前者与后两者相互垂直的、限制棘爪34只能从传感区15通过的机构。
3.根据权利要求1或2所述的纳米磁敏转速传感器，其特征在于，主要另件具有以下尺寸或指标棘轮33的直径为17mm，棘爪34的长度和厚度分别为10mm和1mm，棘爪34的爪数P＝8，永磁铁14是表面磁场强度、直径和长度分别为300mT、3mm和5mm的圆柱形条形磁铁，传感区15的宽度为2.5mm。
专利摘要一种纳米磁敏转速传感器，含底座10，插座11，引出脚12，永磁铁14，磁敏感件131，印板130，壳体20，磁敏感件131是芯内含纳米磁性材料的线圈，印板130上有与该线圈连接的和含振荡及放大整形电路的集成电路，有结构简单，生产成本低，可靠性高，寿命长，工作温度范围宽，频响好等优点，适于作测定汽车发动机、电动机和汽轮机轴的转速的传感器，是一项用途广、能产生巨大经济效益和有发展前途的新型转速传感器产品。
文档编号G01P3/481GK2526851SQ0123931
公开日2002年12月18日 申请日期2001年5月15日 优先权日2001年5月15日
发明者杨燮龙, 杨介信, 于尊涌, 戴文恺 申请人:华东师范大学