专利名称：磁敏电阻型线性倾角传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种磁敏电阻型线性倾角传感器，用于测量被测物体和大地之间的倾斜角度，属电气元件传感器类，可广泛应用于纺织、机械、冶金、石油、化工、交通、航空、自控、军工等各个领域，质量稳定，安全可靠。
背景技术：
现有的倾角检测，大多采用线绕式或导电塑料式电位器加上重力摆而成。都具有电触点，靠重力摆的转动带动电触点的来回运动，改变其电桥的电阻值从而输出电信号来测量角度，这样的结构存在电触点，即存在磨擦和电噪声，长时间或反复工作会使接触点磨损，大大影响了可靠性和使用寿命。在机械运动频繁的场合，尤其明显。而过去的无接触点的磁敏型，电容型倾角传感器的结构设计，转动轴和敏感元件之间的相对覆盖面积随角度变化是正弦型变化关系，输出的电性能在360度角度内只有90度左右可以近似线性来用。
发明内容
本实用新型的发明目的是提供一种即具备无电接触点的倾角传感器的特性，又能在测量角度范围内具备线性输出特性的传感器。采用一定的结构，使转动的角度与敏感元件相对覆盖面积呈线性关系。例如利用半导体磁敏电阻效应的原理，通过磁回路的设计，使旋转角度与磁敏电阻和磁轭之间的覆盖面积呈线性变化，则输出电信号也为线性关系。在保证分辩率连续，可靠性高和寿命长的优点同时，在测量倾斜角度的范围内，输出为线性，从而扩大了倾斜角传感器的应用场合。
本实用新型的磁敏电阻型线性倾角传感器，由外壳、轴承、转动轴、电子线路板及导线组成，其特征在于将两个敏感元件串联，形成半桥电路结构固定在外壳上，并在半桥结构的敏感元件后安装永磁体，转动轴上固定有磁轭和重力摆，转动轴通过轴承固定在外壳上，随着角度的变化，重力摆带动磁轭，使磁轭与敏感元件的位置相对变化。当垂直角度变动时，重力摆方向始终指向地心，这时传感器主体与重力摆之间会产生一个角度偏离，就是垂直角度的变化量。使转动轴上的等距渐进线磁轭相对磁敏电阻片的覆盖面积移动一个角度，而面积的移动量与转动角度呈线性化到时，变化的电信号呈线性输出，这样，就完成了转动角度可以在测量的角度范围内输出线性。达到扩大测量倾斜角度应用的目的。
无触点、无燥音、无磨损、高灵敏度、体积小是本实用新型的显著特点。
图1为本实用新型结构示意图具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步详细说明本实用新型磁敏电阻型线性倾角传感器，由外壳1、轴承2、转动轴3、电子线路板4及导线5组成，将两个敏感元件6如磁敏电阻串联，形成半桥电路结构固定在外壳1上，并在半桥结构的磁敏电阻敏感元件6后安装永磁体7，转动轴上固定有螺旋等进磁轭8和重力摆9，转动轴3通过精密轴承2固定在外壳1上，外壳1一般可以是金属材料制成，如铝合金，黄铜，或钢铁材料。随着角度的变化，重力摆9带动磁轭8，磁轭8由强导磁的钢铁材料制成，使磁轭8与磁敏电阻敏感元件6的位置相对变化。
磁敏电阻敏感元件6的特性是当通过其面积的磁通量发生变化，它的电阻值会发生显著变化。利用两个磁敏电阻敏感元件串联，形成半桥电路，加电压，就可以把电阻的变化转化为电压信号输出。再在半桥结构的磁敏电阻敏感元件6后面加偏置永磁体7，这样，当导磁体的磁轭8在磁敏电阻6上方移动时，就会使磁轭8覆盖磁敏电阻6面积的位置发生变化，覆盖处的位置电阻变大，如通上电，就可以使半桥的输出电压与磁轭覆盖磁敏电阻的面积位置相对应，检测出磁轭的位置变化。
本实用新型的工作原理为传感器安装在被测物体上，其转动轴3平行大地水平面，重力摆9指向地心时，当被测物体转动，物体与大地间的倾斜角度发生变化，外壳上的支架部分与转动物体相连接，磁敏电阻敏感元件6与外壳1固定，也发生相同的角度转动。而重力摆9由于地球引力作用，始终指向地心，转动轴3由精密轴承2的存在，重力摆9固定在转动轴3上，磁轭8也固定在转动轴3上。由于重力摆9的带动，最终使磁轭8相对磁敏电阻元件6转动了同样角度，而该角度的变化会使磁轭与磁敏电阻间的覆盖面积的位置发生变化，从而使输出的电信号发生变化。该电信号的变化通过电子线路板4的进一步处理，可以输出与角度变化相对应的标准电信号。由于磁轭采用了等距的螺旋渐进线，使角度的转动与磁轭和磁敏电阻之间的覆盖面积位置呈线性改变，也使倾斜角度在测量范围内的变化，本实施例的传感器可以线性输出电信号。从而完成了本发明的工作过程。
权利要求1.一种磁敏电阻型线性倾角传感器，由外壳、轴承、转动轴、电子线路板及导线组成，其特征在于将两个敏感元件串联，形成半桥电路结构固定在外壳上，并在半桥结构的敏感元件后安装永磁体，转动轴上固定有磁轭和重力摆，转动轴通过轴承固定在外壳上，随着角度的变化，重力摆带动磁轭，使磁轭与敏感元件的位置相对变化。
2.如权利要求1所述的磁敏电阻型线性倾角传感器，其特征在于其转动轴上固定的磁轭采用等距的螺旋渐进线，使角度的转动与磁轭和磁敏电阻间的覆盖面积呈线性改变。
3.如权利要求1所述的磁敏电阻型线性倾角传感器，其特征在于其敏感元件采用磁敏电阻，磁路结构采用偏置永磁体和磁轭。
专利摘要本实用新型涉及一种磁敏电阻型线性倾角传感器，用于测量被测物体和大地之间的倾斜角度，属电气元件传感器类，适用范围广。它由外壳、轴承、转动轴、电子线路板及导线组成，其特征在于将两个敏感元件串联，形成半桥电路结构固定在外壳上，并在半桥结构的敏感元件后安装永磁体，转动轴上固定有磁轭和重力摆，转动轴通过轴承固定在外壳上，随着角度的变化，重力摆带动磁轭，使磁轭与敏感元件的位置相对变化。具有无触点、无燥音、无磨损、高灵敏度、体积小等显著特点。
文档编号G01C9/00GK2700829SQ20042000578
公开日2005年5月18日 申请日期2004年3月10日 优先权日2004年3月10日
发明者王元玮, 郭斐云 申请人:王元玮