专利名称：磁感应物理量传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁感应角速度、角加速度传感器，旋转、倾斜、垂直度角位移传感器，线位移传感器，旋转磁性编码器，流量、流速传感器，电位器等，但不仅限于此。
背景技术：
在中国发明专利申请号01801291.4的专利文件中公开了一种同类传感器，提出了一种选择磁铁形状提高线性度的方法，但是，由于其方法是通过在转动轴心安装磁敏元件，然而，在永磁铁与磁敏元件(霍尔电路)的相对旋转过程中，虽然线性度得到改善，但是，由于磁敏元件存在一定的面积，或者说，磁敏元件是通过测量磁通量的变化来实现测量的，在永磁铁与磁敏元件的相对旋转过程中，磁敏元件感受面积上所感受到的磁场变化仍然存在着一定的非线性，因而，在检测过程中，其线性误差不能得到较大的改善，或者说，测量中，仍然存在着较大的线性误差，或者说，存在者不利于批量制造的缺陷；并且，上述技术，均存在较大的线性误差。在中国专利申请号99213631.8的专利文件中公开了一种用于检测线位移的“磁性滚轮位移传感器”，其不足之处在于由于使用的是旋转编码器，而传感器输出的是一定位移时的脉冲值，因而，分辨率较低；在中国专利申请号90209732.6的专利文件中公开了一种“高灵敏锑化铟电位器”，其不足之处也是线性度不度，制造工艺复杂，成本高等。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺点，提供一种线性度较好，体积小，结构简单，制造容易，分辨率高，成本较低的磁感应物理量传感器。
本发明的目的通过下述途径达到检测角速度、角加速度，旋转、倾斜、垂直度角位移，线位移，流体流量、流速，旋转磁性编码，磁敏电位控制器的“磁感应物理量传感器”；主要由磁感应传感器，转动轴、产生永久磁场的磁性部件等构成，磁感应传感器处于磁场中，磁感应传感器可同轴、绕轴线相对磁性部件作相对旋转运动，随着磁感应传感器与磁性部件的相对旋转运动，磁性部件与磁感应传感器的距离变化，磁性部件在磁感应传感器上辐射变化的磁场(磁通量)，磁感应传感器的电参数产生变化；其中磁性部件是具有径向上、半径变化的、产生永久磁场的磁性部件；磁性部件径向上、半径的变化是通过实际定制的，方法是随着磁性部件转动，永磁性部件在磁感应传感器固定位置、固定面积上产生变化的磁场强度(磁通量)，磁感应传感器输出与转动角度呈线性比例关系变化的电参数；由此，随着磁感应传感器同轴、绕轴线相对磁性部件的旋转运动，磁性部件在磁感应传感器上产生变化的磁场(或磁通量)，磁感应传感器的电参数(如电阻或输出电压、电流、)随着线性变化，磁感应传感器的电参数的变化值表示检测旋转、倾斜、垂直度角位移，以及输出旋转磁性编码信号；通过传动轮与转动轴的连接，传动轮沿着线路滚动，传动轮带动转动轴、磁性部件的旋转运动，磁性部件在磁感应传感器上产生变化的磁场(或磁通量)，磁感应传感器的电参数(如电阻或输出电压、电流、)随着线性变化，磁感应传感器的电参数的变化值表示检测线位移；随着磁感应传感器同轴、绕轴线相对磁性部件周期地作圆周旋转运动，磁感应传感器的交流电参数(电阻或输出电压、电流的峰值间隔时间、或谷值间隔时间，平均值，有效值等)随着变化，此变化值表示检测角速度，以及角加速度，以及输出旋转磁性编码信号；通过流体对叶轮的冲击，叶轮产生旋转运动，叶轮与转动轴的连接，叶轮带动转动轴、磁性部件的旋转运动，磁性部件在磁感应传感器上产生变化的磁场(或磁通量)，磁感应传感器的交流电参数电阻或输出电压、电流的峰值间隔时间、或谷值间隔时间随着变化，平均值，有效值等随着变化，此变化值表示检测流体流速、或流量。
磁感应传感器是具有随辐射于表面的磁场强度(磁通量)变化而电参数变化的磁敏电阻传感器、霍尔电路，也可以是电感式磁性传感器，或其它磁性感应传感器，如磁通门磁强计传感器，以及输出电参数随感受磁场强度(磁通量)变化而变化的其它磁敏集成电路(芯片)，磁性(厚膜)组件，等等。
本发明提供了一种典型的检测角速度、角加速度，旋转、倾斜、垂直度角位移，线位移，流体流速、流量，旋转磁性编码，磁敏电位控制器的“磁感应物理量传感器”，它主要由磁感应传感器，转动轴、产生永久磁场的、具有径向上、半径变化的、产生永久磁场的磁性部件等构成，磁感应传感器处于永久磁场中，磁感应传感器位置不动，磁感应传感器可同轴、绕轴线相对磁性部件作相对旋转运动，随着磁感应传感器与磁性部件的相对旋转运动，磁性部件与磁感应传感器的距离变化，磁性部件在磁感应传感器上产生变化的磁场(磁通量)，磁感应传感器的电参数产生变化；磁性部件最好是是至少有一圆环体或是圆柱体永磁铁，与端面垂直于轴心线、厚度均匀、具有径向上、半径变化的铁磁质件装配的磁性组件，也可以是，端面垂直于轴心线、厚度均匀、具有径向上、半径变化的永磁铁；磁性部件径向上、半径的变化规律是通过选择、随着磁性部件按一定比例递增或递减转动角度从0、1θ、2θ、3θ、4θ......至360度角时(θ可以是1角度、或1角分、或1角秒，θ值越小，整个传感器的线性度也就越高)，在径向上，通过修改磁性部件与磁感应传感器的径向距离，使磁感应传感器的输出电讯号的数值同时也按比例递增或递减的规律、随着磁性部件的转动角度变化，以此实现，对磁性部件径向上、半径的变化规律测定，实现对磁性部件的形状、尺寸的定制，实现随着磁感应传感器同轴、绕轴线相对磁性部件的旋转运动，磁性部件与磁感应传感器的距离变化，磁感应传感器的电参数(如电阻或输出电压、电流、)随着线性变化来实现本发明。
本发明所述的磁感应物理量传感器具有检测旋转、倾斜、垂直度角位移，以及输出旋转磁性编码信号；检测线位移；检测角速度，以及角加速度；检测流体流速、流量，输出控制电压等用途。
为了检测倾斜、垂直度角位移，可在其转动轴、磁性部件等转动体上加装偏心重块、或固定摆，使磁感应传感器相对转动体作旋转运动时，转动体相对传感器之外的静参照物不产生旋转运动，当基座带动磁感应传感器同轴、绕轴线相对磁性部件作相对旋转运动时，磁性部件相对传感器之外的静参照物不产生旋转运动，随着磁感应传感器同轴、绕轴线相对磁性部件的旋转运动，磁感应传感器固定感应面积上感受到磁性部件产生的磁场强度(磁通量)随之发生变化，磁感应传感器的电参数(如电阻或输出电压、电流)随着线性变化，依此检测倾斜、垂直度角位移。
本发明比现有技术具有如下优点磁感应物理量传感器结构简单，量程大，线性度好，加工容易，生产成本较低、应用范围广。
图1是本发明一种磁感应物理量传感器的轴向结构示意图；
图2是图1所示传感器径向结构示意图；图3是图1所示传感器装上偏心摆后的径向结构示意图；图4是本发明磁感应物理量传感器第二种磁性部件结构平面示意图；图5是本发明磁感应物理量传感器第三种磁性部件结构平面示意图；图6是图1至图3所示磁感应物理量传感器，磁性部件转动角度与磁感应传感器的电参数变化关系示意图；图7是图4磁性部件所构成磁感应物理量传感器，磁性部件转动角度与磁感应传感器的电参数变化关系示意图；图8是图5磁性部件所构成磁感应物理量传感器，磁性部件转动角度与磁感应传感器的电参数变化关系示意图；图9是图1至图3所示磁性部件，转动角度与在空间固定位置、固定面积上产生的磁场变化关系示意图；图10是图4所示磁性部件，转动角度与在空间固定位置、固定面积上产生的磁场变化关系示意图；图11是图5所示磁性部件，转动角度与在空间固定位置、固定面积上产生的磁场变化关系示意图；图12是图4所示磁性部件构成的磁感应物理量传感器，磁性部件变速转动时，转动角速度与输出电参数变化关系示意图；图13是图4所示磁性部件构成的磁感应物理量传感器，用于流体流量检测的结构示意图；图14是图13中叶轮俯视图及流体流动示意图；图15是磁感应物理量传感器检测倾斜、垂直度角位移工作原理示意图；具体实施方式
本发明以下将结合附图中的实施例进行详述如图1、图2所示结构，表明了本发明所述的用于旋转角位移，线位移，和角速度，以及角加速度检测的磁感应位移传感器的基本结构；它由磁感应传感器1，磁性部件是至少有一圆环体或是圆柱体永磁铁3，与端面垂直于轴心线、厚度均匀、具有径向上、半径变化的铁磁质件2装配的磁性组件，轴承5、6，转动轴4，固定支架8、9、10，底座7组成；磁感应传感器1可固定于支架8或者9或者10上，支架8、9装于底座7上；其中，轴承5、6，转动轴4，固定支架8、9、10，底座7应尽量使用对磁场干扰较小的材料，如塑料，陶瓷，铜等材料；磁性部件永磁铁3是产生永久磁场的，可使用磁性较大的材料，如钕铁硼，也可以是廉价的铁氧体永磁铁等；磁性部件铁磁质件2、永磁铁3，轴承5、6，转动轴4同轴组装，铁磁质件2的端面应与转动轴心线0 0a垂直，磁感应传感器1是霍尔元件、磁阻元件，磁敏集成电路、芯片、厚膜组件等，以及其它磁场测量装置；可以使用输出讯号与感受到的磁场强度(磁通量)具有线性关系的磁敏电子元件，也可以使用输出讯号与感受到的磁场强度(磁通量)具有非线性关系的磁敏电子元件。
其中，磁性部件中的铁磁质件2是(最好为片状的)厚度均匀、具有径向上、半径变化的、由能够被永磁铁吸附的材料制成的，如普通碳钢材料、纯铁、硅钢、坡莫合金、钨钢等易加工、成本低、体膨胀温度较小的材料(应注意，也可以是柔性材料)；铁磁质件2径向上、半径的变化规律是通过选择、随着磁性部件2、3按一定比例递增或递减转动角度，从0、1θ、2θ、3θ、4θ......至360度角变化时(θ可以是1角度、或1角分、或1角秒，θ值越小，整个传感器的线性度也就越高)，通过修改磁性部件中铁磁质件2径向上，铁磁质件2与磁感应传感器1的径向距离，使磁感应传感器1的输出电讯号的数值同时也按比例递增或递减的规律变化，以此实现，对铁磁质件2径向上、半径的变化规律测定，实现对铁磁质件2的形状的定制；实现随着磁感应传感器1同轴、绕轴线相对磁性部件2、3的旋转运动时，磁性部件与磁感应传感器的距离变化，磁感应传感器的电参数(如电阻或输出电压、电流、)随着线性变化来实现本发明。
由此，可以清楚的知道对于感受的磁场与输出电参数呈线性关系变化的磁敏元件，磁敏元件固定感应面积上感受到的是磁性部件2、3产生的、线性变化的磁场强度(磁通量)；通过使磁性部件2、3转动，修改铁磁质件2径向上，铁磁质件2与磁感应传感器1的径向距离，使磁感应传感器的输出电参数与转动角度呈线性比例关系变化，可实现本发明。此时，磁性部件2、3要在磁敏元件上产生线性变化的磁场强度(磁通量)。
对于感受的磁场与输出电参数呈非线性关系变化的磁敏元件，磁敏元件固定感应面积上感受到的是磁性部件2、3产生的、非线性变化的磁场强度(磁通量)；通过使磁性部件2、3转动，修改铁磁质件2径向上，铁磁质件2与磁感应传感器1的径向距离，使磁感应传感器的输出电参数与转动角度呈线性比例关系变化，同样可实现本发明。此时，磁性部件2、3要在磁敏元件上产生非线性变化的磁场强度(磁通量)。
无论选择线性或非线性的磁敏元件，其磁性部件2径向上、半径的变化规律都是实际测定的。
如图4所示，半径R1、R2、R3的数值是通过实测16、17、18每旋转10°角度时，磁感应传感器1的变化值按一定数值递减或递增，而16径向辐射向磁敏元件1的半径的变化，而实际定制。
此时应注意这时所定制出的铁磁质件2可以使用冲压、铸造、激光刻制等方法批量制造；同时，磁感应传感器1应使用相同型号的元件，或相同特性的磁敏元件，并且，批量生产时，磁感应传感器1的安装位置应与测定铁磁质件2(形状)径向上、半径的变化规律时相同。
在测定铁磁质件2(形状)径向上、半径的变化规律时，铁磁质件2与永磁铁是装配在一起的，磁感应传感器1最好安装于铁磁质件2的径向端；也可以安装于铁磁质件2的轴头两端，或其它位置上，但此时，不利于获得较高的灵敏度；选择磁感应传感器1的灵敏面对准铁磁质件2；磁感应传感器1与铁磁质件2靠得越近，灵敏度越高。
此时，转动轴4与其它旋转被测物同轴联接，底坐7固定不动，随着被测物的转动，带动磁性部件2、3转动，磁性部件2、3在磁感应传感器1上产生变化的磁场(或磁通量)，磁感应传感器1的电参数(如电阻或输出电压、电流、)随着线性变化，依此检测旋转角位移；如图7所示，其中Y为电参数如电阻，或电流，或电压等，θ为磁性部件2、3的转动角度；应注意永磁铁在磁感应传感器1上产生的磁场强度、磁通量是距离永磁铁近时磁场强度、磁通量大，反之小；同时，永磁铁与磁感应传感器1的距离与磁场强度、磁通量的大小不是线性关系。
应当注意图1、2、3所示的磁性部件为C形径向上、半径变化的铁质片2与圆环体或圆柱体永磁铁3组成，永磁铁3靠近2的磁极可是N极，也可以是S极，2的两侧面也可以都是永磁铁，如两侧面都是永磁铁时，最好是永磁铁的N、N，S、S极相邻，当然，也可以是N、S极相邻，但是，N、S极相邻不利于在2上加强磁能；另外，磁性部件也可以是由单独的永磁铁材料制成的、径向上、半径变化的、C形永磁铁(去掉圆环体或圆柱体永磁铁3)，即，具有径向上半径变化的永磁铁，也可实现本发明；但是应注意，由于永磁性材料，特别是钕铁硼材料存在着价格昂贵，加工困难，易碰撞等不利因素，所以产生永久磁场的部件最好由组件构成。
上述C形、径向上、半径变化的磁性部件与磁感应传感器所构成的磁感应物理量传感器，在360度角测量中具如图6所示的磁性部件转动角度与磁感应传感器的电参数变化关系。
图4是本发明第二种磁性部件，是至少有一圆环体或是圆柱体永磁铁17，与片状的、厚度均匀、具有径向上、半径变化的、铁磁质件16，转动轴18同轴装配的磁性组件，称心形磁性部件，从图中可知，磁性部件也可以是，在径向上以通过轴心的直线为Z为对称轴，具有径向上半径变化相同、形状相同、面积相等，对称布置的心形磁性部件。心形、径向上、半径变化的磁性部件与磁感应传感器所构成的磁感应物理量传感器，在360度角测量中具如图7所示的磁性部件转动角度与磁感应传感器的电参数变化关系。
图5是本发明第三种磁性部件，是至少有一圆环体或是圆柱体永磁铁21，与片状的，一轴向端产生、厚度均匀、具有径向上、半径变化的、铁磁质件19，转动轴20同轴装配的磁性组件，从图中可知，磁性部件也可以是，在径向上以通过轴心的直线Z为对称轴，具有径向上半径变化相同、形状相同、面积相等，反向对称布置的S形磁性部件。
S形、径向上、半径变化的磁性部件与磁感应传感器所构成磁感应物理量传感器，在360度角测量中具如图8所示的磁性部件转动角度与磁感应传感器的电参数变化关系。
由此，专业技术人员可以想到多个具有径向上半径变化的永磁性件的不同种排列的组合可以实现本发明的多种结构形式。同时，对于C、S形磁性部件，径向上、半径变化有一最大与最小的交汇点，其中，可如图2、5中的虚线连接，此时，有利于扩大传感器的线性范围。
应当注意到上述G、S、心形磁性部件的圆周弧长与检测角度范围有对应的关系，检测角度越大，磁性部件弧长的也就越长，弧长可根据需要选定。对于在G、S形磁性部件半径变化急剧的区域，如图2、5中，u1、u2之间有非线性区，使用时应尽量避开；心形磁性部件则只要不使半径变化过于急剧，则可以不出现非线性区。
另外，若将图1至3，中的磁性部件2、3更换为图4中的磁性部件16、17，将转动轴4与其它旋转被测物同轴联接，底坐7固定不动，随着被测物带动磁性部件2、3周期性地相对磁感应传感器1作圆周旋转运动，磁感应传感器1的交流电参数(电阻或输出电压、电流的峰值间隔时间、或谷值间隔时间，平均值，有效值等)随着变化，依此检测角速度，以及角加速度；如图13所示，其中，T1、T2、T3......分别为磁性部件2、3转动相对磁感应传感器1作一周旋转运动的时间，y为磁感应传感器1输出电讯号幅值，T为时间；由此可以通过积分电路测出磁感应传感器1的平均值，有效值，即表示检测的、转动轴4的旋转角速度；如再用存储电路记录初始值，并与瞬时值进行比较，其运算值则表示检测的、转动轴4的旋转角加速度；另有，在转动轴4上安装转动轮11，底坐7固定不动，或者手持底坐7，转动轮11沿一直线或曲线做滚动运动时，转动轮11带动磁性部件2、3转动转动，随着磁感应传感器1同轴、绕轴线相对磁性部件2、3的旋转运动，磁感应传感器1固定感应面积上感受到磁性部件2、3产生的渐变磁场强度(磁通量)，磁感应传感器1的电参数(如电阻或输出电压、电流、)随着线性变化，依此检测旋转线位移，同时，应用电子计数器计录旋转的圈数，每圈的长度通过测量传动轮的周长获得，通过检测旋转圈数与不足一圈的角位移弧长之和的电讯号，即表示检测的传动轮沿着线路滚动的线位移。
再有，如图3所示，在图1、2转动轴4或者磁性部件2、3上加装(偏心重块)重力摆12，如铅等；当使底座7带动磁感应传感器1相对传感器之外的静参照物作旋转运动时，转动体2、3、4、12相对传感器之外的静参照物不产生旋转运动，底座7带动磁感应传感器1同轴、绕轴线相对磁性部件2、3作相对旋转运动时，磁性部件2、3转动相对传感器之外的静参照物不产生旋转运动，随着磁感应传感器1同轴、绕轴线相对磁性部件2、3的旋转运动，磁感应传感器1固定感应面积上感受到磁性部件2、3产生的、变化的磁场强度(磁通量)，磁感应传感器1的电参数(如电阻或输出电压、电流)随着线性变化，依此检测倾斜、垂直度角位移。
如图15所示是检测倾斜、垂直度时的原理示意图；设P为一水平面，MK为垂线，34为被测倾斜物，32为基座，33为基座上的磁感应倾斜、垂直度角位移传感器，当基座32放置于被测倾斜物34的一个面上时，可以检测出34的垂直度偏差θ，且所检测出的垂直度偏差θ不受传感器33的固定摆轴心线是否水平的影响，也就是说，横轴倾斜检测也有效。
请注意对于本发明所述磁感应倾斜、垂直度角位移传感器，只有当固定摆转动轴的轴心线不垂直于水平线时，检测倾斜、垂直度角位移方有效。
本发明中，随着磁性部件的转动，具有径向上半径变化的磁性部件，可在有效的空间范围内(特别是径向上、磁性部件附近)，固定位置、固定面积上产生，随转动角度变化而线性变化的磁场，其原理可应用于旋转磁性编码器，旋转产生线性变化磁场的其它应用场景中，如旋转变化磁场的磁性密码锁等，具有旋转输出线性变化磁场的其它应用中。
磁性部件形状的定制是，磁性部件径向上、半径的变化是以磁性部件的一轴线为转动轴心线，随着磁性部件转动，磁性部件在附近空间固定位置、固定面积上，产生的磁场强度、磁通量的变化与磁性部件的转动角度呈线性变化关系而设定的。
图9是图1至图3所示磁性部件，转动角度与在空间固定位置、固定面积上产生的磁场变化关系。
图10是图4所示磁性部件，转动角度与在空间固定位置、固定面积上产生的磁场变化关系。
图11是图5所示磁性部件，转动角度与在空间固定位置、固定面积上产生的磁场变化关系。
其中B为磁场强度，θ为磁性部件转动角度。
由此应当想到，图13、14是本发明磁感应流体流量计的一个实施例；它由磁感应传感器23，圆环体永磁铁25、具有径向上半径变化的铁磁质件24、转动轴26，叶轮27，进口管28，出口管29，外壳31，底板30等构成，其中A为流体进入端，Aa为流体流出端，31为具有透磁性的材料制成，如塑料，24、25、26、27在底板30的定位支承下，及31的限位下可以转动，当流体，如水从A口进入中，通过对叶轮27的冲击，叶轮转动，带动24、25、26、27转动，于是，磁感应传感器23感受到变化的磁场，当流速大时，叶轮的转速增大，反之转速减小，则磁感应传感器23的输出电讯号的峰(谷)值间隔时间随着变化，由此可以通过积分电路测出磁感应传感器1的电讯号平均值，有效值，即表示检测的流体通过管道的流量、或流速。
本发明所述的磁感应物理量传感器应注意外界磁场的干扰，最好将其置于一磁屏蔽盒内，同时，根据应用范围，在传感器内部应避让使用材料的磁干扰。
由图10可知，本发明的磁感应物理量传感器在检测中，输出电讯号有转折点，为使输出电讯号是连续的、与检测位移成线性关系，可以使用电子电路进行处理，使输出电讯号转换为线性、连续的电讯号输出；如以传感器360度角位置时的输出电讯号绝对值为参考值，当输出讯号在转折点前时(包括转折点)直接输出，当输出在转折点以后时，表示角位移输出的电讯号为参考值与其输出值的绝对值之和为所检测的角位移数值，以此类推，可测量360度角以上的角位移，并且线性度较好。
本发明的物理量传感器表示测量的变化值是通过电子线路转变为电讯号的，如用恒流源给霍尔电路供电(恒压电源给磁阻传感器供电)，则其输出电讯号的变化值则表示所检测的角速度、角加速度，旋转、倾斜、垂直度，线位移，流速、流量，旋转磁性编码等的讯号。
另外，如上述磁感应传感器是霍尔电路或磁阻传感器，如用恒流源给霍尔电路供电(恒压电源给磁阻传感器供电)，通过转动转动轴，霍尔电路或磁阻传感器输出电讯号将发生变化，由此，可应用于手动控制供给所需控制电源的设备，则其装置本发明称磁敏电位控制器。
通过上述本发明的基本原理的叙述，专业技术人员不难理解到如将上述磁感应传感器(图1中1所示)变化为磁敏电阻型元件(如磁敏电阻、磁敏电阻集成电路、芯片等)，在磁敏电阻型元件的一个电阻端通入讯号电流，或两端加上讯号电压，则随着磁性部件的转动，磁敏电阻型元件的电阻将随着磁性部件的转动而变化，而磁敏电阻型元件的另一个电阻端的输出电流值将随之变化，或电阻两端的电压将发生变化，由此，可应想到，通过磁敏电阻型元件的电阻变化来控制讯号电流或电压的变化值，即本发明所述的磁敏可调电阻装置，该磁敏可调电阻装置应用于对通过磁敏电阻型元件的讯号电流或电压的衰减是有用的，如应用于音响电路的音频讯号的大小变化等；同时，在磁敏电阻型元件电阻的一个电阻端通入恒定的电流，或在磁敏电阻型元件电阻的两端加上恒定的电压，磁敏电阻型元件的另一个电阻端输出的电流，或磁敏电阻型元件电阻两端的电压的变化，应用于供给其它电器的控制电讯号(大小)也是有利的。
此时应注意到要使磁敏电阻型元件的电阻与磁性部件的转动角度成呈性变化的关系，可使磁性部件转动，测量磁敏电阻型元件所使用电阻两端的阻值，通过修改铁磁性部件径向上，磁性部件与磁敏电阻型元件的径向距离，使磁敏电阻型元件的电阻变化值同时也随磁性部件的转动角度按比例递增或递减的规律变化，以此实现，磁性部件径向上、半径的变化规律测定，实现对磁性部件的形状的定制；实现随着磁性部件同轴、绕轴线相对磁敏电阻型元件的旋转运动，磁性部件与磁敏电阻型元件的距离变化，磁敏电阻型元件的电阻随着线性变化来实现本发明的磁敏可调电阻装置。
同理，根据不同类型的磁敏电阻型元件选择，磁性部件半径变化的规律是不同的，磁性部件半径的变化规律要实际定制，非线性的磁敏电阻型元件也可以获得随磁性部件的转动而线性变化的电阻；线性的磁敏电阻型元件也可以获得随磁性部件的转动而电阻线性的变化。此时，应注意，磁敏电阻型元件的种类较多，专业技术人员不难理解，本发明中的原理适用于磁敏电阻型元件以外的其它磁场变化可导致电阻变化的其它磁敏电阻型元件，如霍尔电路。本发明的磁敏可调电阻装置不但是对直流电有效，而且，对交流电同样有效。
由此，还应该知道，单一磁阻材料制成的磁敏电阻元件(如单金属Cu、Be、Bi、Rh、Ni等可实现本发明的磁敏电阻元件；单金属Cu、Be、Bi、Rh、Ni等与碳膜电阻或金属膜电阻复合组成也可实现本发明的磁敏电阻元件)，以及复合材料材料制成的磁敏电阻元件，也可实现本发明的磁敏可调电阻装置，如砷化镓、锑化铟材料制成的磁敏电阻元件；复合材料制成的半导体磁阻元件，如磁阻二极管，磁阻三极管，磁阻集成电路等也可实现本发明。本发明所述的磁敏可调电阻装置对磁敏电阻型元件的几何形状无特殊限制，因此，对于使用体积较小的磁阻芯片制作磁敏可调电阻装置，使磁敏可调电阻装置的体积减小是相当有利的；关于磁敏电阻型元件，其电阻端口请参阅具体生产方提供的内部结构图，中国专利申请号90209732.6的专利文件，以及其它网点或资料。
本发明中所述的磁敏可调电阻装置应该理解为包含磁敏电位器，磁敏可调电阻，磁敏微调电阻在内的一切磁控变电阻装置及其应用。
本发明中所述的产生永久磁场的磁性部件包含(稀土、环氧体等)永磁铁，磁性塑料，以及磁性涂料，磁性布料，装于膜盒中的磁性液体，等磁性材料等与非磁性材料组合而成的可以产生永久磁场的永磁体，只要满足其具有以永磁体的一固定点为转动轴心线转动时，在转动轴心线轴向截面的径向(固定半径)圆周上、磁性部件产生的磁场强度是变化的，并且，使磁性部件同轴、绕轴线相对磁敏电阻型元件等的旋转运动，磁性部件在磁感应传感器上辐射变化的磁场(磁通量)，磁感应传感器的电参数产生变化，也可实现本发明中所述的磁敏可调电阻装置，磁感应角速度、角加速度传感器，旋转、倾斜、垂直度角位移传感器，线位移传感器，旋转磁性编码器，流量、流速传感器，磁敏电位控制器，在空间固定位置、固定面积上，产生变化磁场的磁性部件，或磁性讯号发生器等。特别在本发明磁敏可调电阻装置中，这些磁性材料的应用对于降低成本具有积极的作用。
本发明中所述的磁感应传感器、磁敏电阻型元件，主要是感受磁性部件径向上、半径变化端、产生的永久磁场，其中，磁性部件磁场的磁极可以在磁性部件径向端(磁性部件径向上、半径变化端可以是磁场的S极或N极)，同时，磁性部件磁场的磁极可以在磁性部件轴向端。
权利要求
1.磁感应角速度、角加速度、旋转、倾斜、垂直度、角位移、线位移、流量、流速传感器，旋转磁性编码器，磁敏电位控制器的制造方法，是由磁感应传感器，转动轴、产生永久性磁场的磁性部件等构成，其特征在于以永磁体的一固定点为转动轴心线转动时，在转动轴心线轴向截面的径向圆周上、磁性部件产生的磁场强度是变化的，并且，使磁性部件同轴、绕轴线相对磁感应传感器旋转运动时，磁性部件在磁感应传感器上辐射变化的磁场，磁感应传感器的电参数发生变化。
2.一种磁感应角速度、角加速度、旋转、倾斜、垂直度、角位移、线位移、流量、流速传感器，旋转磁性编码器，磁敏电位控制器，由磁感应传感器，转动轴、产生永久性磁场的磁性部件等构成，其特征在于磁性部件是至少有一永磁体，与能够被永磁体吸附的材料制成的、具有径向上、半径变化的物件装配的磁性组件，也可以是，具有径向上、半径变化的永磁体。
3.一种磁感应角速度、角加速度、旋转、倾斜、垂直度、角位移、线位移、流量、流速传感器，旋转磁性编码器，磁敏电位控制器，由磁感应传感器，转动轴、产生永久性磁场的磁性部件等构成，其特征在于磁性部件是至少有一圆环体或是圆柱体永磁体，与能够被永磁体吸附的材料制成的、厚度均匀，具有径向上半径变化的物件共轴线装配的磁性组件，也可以是，厚度均匀，具有径向上半径变化的永磁体，磁性部件端面垂直于转动轴轴心线，磁性部件是在径向上，具有径向半径变化的C形磁性部件，磁性部件也可以是在径向上，以通过轴心的直线为对称轴，具有径向上半径变化相同、形状相同、面积相等，对称布置的心形磁性部件，磁性部件也可以是，在径向上，以通过轴心的直线为对称轴，具有径向上半径变化相同、形状相同、面积相等，反向对称布置的S形磁性部件。
4.一种在空间固定位置、固定面积上，产生变化磁场的磁性部件，或磁性讯号发生器的制造方法，其特征在于以永磁体的一固定点为转动轴心线转动时，在转动轴心线轴向截面的径向圆周上、磁性部件产生的磁场强度是变化的，并且，使磁性部件同轴、绕轴线相对空间固定位置、固定面积旋转运动时，磁性部件在空间固定位置、固定面积上产生变化的磁场。
5.一种在空间固定位置、固定面积上，产生变化磁场的磁性部件，或磁性讯号发生器，其特征在于磁性部件是至少有一永磁体，与能够被永磁体吸附的材料制成的、具有径向上、半径变化的物件装配的磁性组件，也可以是，具有径向上、半径变化的永磁体。
6.一种在空间固定位置、固定面积上，产生变化磁场的磁性部件，或磁性讯号发生器，其特征在于磁性部件是至少有一圆环体或是圆柱体永磁体，与能够被永磁体吸附的材料制成的、厚度均匀，具有径向上半径变化的物件共轴线装配的磁性组件，也可以是，厚度均匀，具有径向上半径变化的永磁体，磁性部件端面垂直于转动轴轴心线，磁性部件是在径向上，具有径向半径变化的C形磁性部件，磁性部件也可以是在径向上，以通过轴心的直线为对称轴，具有径向上半径变化相同、形状相同、面积相等，对称布置的心形磁性部件，磁性部件也可以是，在径向上，以通过轴心的直线为对称轴，具有径向上半径变化相同、形状相同、面积相等，反向对称布置的S形磁性部件。
7.一种磁敏可调电阻装置的制造方法，由磁敏电阻型元件，产生永久性磁场的磁性部件等构成，其特征在于以永磁体的一固定点为转动轴心线转动时，在转动轴心线轴向截面的径向圆周上、磁性部件产生的磁场强度是变化的，并且，使磁性部件同轴、绕轴线相对磁敏电阻型元件旋转运动时，磁性部件在磁敏电阻型元件上辐射变化的磁场，磁敏电阻型元件的电阻发生变化。
8.一种磁敏可调电阻装置，由磁敏电阻型元件，产生永久性磁场的磁性部件等构成，其特征在于磁性部件是至少有一永磁体，与能够被永磁体吸附的材料制成的、具有径向上、半径变化的物件装配的磁性组件，也可以是，具有径向上、半径变化的永磁体。
9.一种磁敏可调电阻装置，由磁敏电阻型元件，产生永久性磁场的磁性部件等构成，其特征在于磁性部件是至少有一圆环体或是圆柱体永磁体，与能够被永磁体吸附的材料制成的、厚度均匀，具有径向上半径变化的物件共轴线装配的磁性组件，也可以是，厚度均匀，具有径向上半径变化的永磁体，磁性部件端面垂直于转动轴轴心线，磁性部件是在径向上，具有径向半径变化的C形磁性部件，磁性部件也可以是在径向上，以通过轴心的直线为对称轴，具有径向上半径变化相同、形状相同、面积相等，对称布置的心形磁性部件，磁性部件也可以是，在径向上，以通过轴心的直线为对称轴，具有径向上半径变化相同、形状相同、面积相等，反向对称布置的S形磁性部件。
全文摘要
本发明是用于检测角速度、角加速度，旋转、倾斜、垂直度、角位移，线位移，流速、流量的磁感应物理量传感器，及磁性编码器、旋转磁讯号产生器，磁敏可调电阻装置，主要由磁感应传感器、产生永久磁场的磁性部件构成，磁性组件具有径向上、半径变化的永磁性磁性组件，也可以是，具有径向上、半径变化的永磁铁，本发明具有加工容易，线性度较好，度量程大，分辨率高，应用广泛等。
文档编号G01D5/12GK1441230SQ0310856
公开日2003年9月10日 申请日期2003年3月24日 优先权日2002年11月8日
发明者许建平 申请人:许建平