一种霍尔式磁性液体加速度传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及惯性传感器技术领域，具体地说，本发明涉及一种新型霍尔式磁性液体加速度传感器。
【背景技术】
[0002]加速度传感器广泛地应用在工业领域，相比传统加速度传感器，磁性液体加速度传感器没有机械磨损，摩擦系数很小，因此具有更高的灵敏度和可靠性。现有加速度传感器结构如专利申请号CN103675351A，该传感器采用变压器电桥电路，需要高频交流信号源和专门的输出信号处理电路，体积较大，结构较复杂，成本较高，不利于传感器向小型化、轻便化方向发展;并且该类型传感器结构一旦确定，量程和灵敏度就不可更改，不利于实用性。
【发明内容】
[0003]本发明的目的为针对现有技术存在的输出信号处理电路繁琐，结构较复杂，体积较大，成本较高等不足，提出一种新型霍尔式磁性液体加速度传感器。该传感器利用差动霍尔元件感应由惯性质量的轴向移动所引起的空间两点间磁感应强度的变化，霍尔元件的输出电压不必经过信号电路处理，可以直接输出，具有体积轻便、结构简单、成本低廉等优点；改变传感器壳体两端的永磁体参数就能实现量程和灵敏度可变的功能，提高了传感器的适应能力。
[0004]本发明的技术方案是:
[0005]—种霍尔式磁性液体加速度传感器，该装置包括:左端盖、第二永磁体、壳体、第一霍尔元件、第一永磁体、第二霍尔元件、第三永磁体、右端盖、磁性液体；
[0006]所述的壳体为圆柱形筒状结构，内部中间为第一永磁体，第一永磁体两端饱和吸附有磁性液体;壳体的左端口处放置有第二永磁体，右端口处放置有第三永磁体;壳体的两端通过螺纹连接分别安装有左端盖和右端盖；
[0007]所述第二永磁体、第一永磁体和第三永磁体均为圆柱形结构;三个永磁体之间，相邻永磁体间极性相对放置;其中第二永磁体和和第三永磁体的直径相同，长度也相同；第一永磁体与另两个永磁体之间的间距相等，距离为第一永磁体长度的0.9?1.1倍。
[0008]第一永磁体直径比壳体的内径小另两个永磁体的直径大于/等于第一永磁体的直径，且小于壳体的内径；
[0009]第一霍尔元件和第二霍尔元件分别固定在壳体的外表面上，且二者与壳体的中线成对称分布，两个霍尔元件间的距离大于第一永磁体的长度8?1mm;第一霍尔元件和第二霍尔元件采用差动连接方式，其输出分别外接。
[0010]所述的左端盖、壳体和右端盖材质均为金属铝。
[0011 ]第一永磁体、第二永磁体和第三永磁体均选用第三代永磁体钕铁硼N35。
[0012]磁性液体为煤油基Fe3O4磁性液体。
[0013]本发明的有益效果:
[0014]1.本发明采用新型的加速度信号测量方式，与现有的磁性液体加速度传感器相比具有以下优势:现有磁性液体加速度传感器大多采用电感线圈结构如专利申请号CN103675351A，这种电感线圈结构多使用变压器电桥电路，变压器电桥电路需要交流电压信号输入，输出电压差很小，为mV级的弱小信号，所得的电压差必须经过放大、整流、滤波等功能的专门信号处理电路才能输出。本发明利用线性霍尔元件感应由惯性质量的轴向移动所引起的空间两点间磁感应强度的变化，并把这种变化以电压的形式直接输出，霍尔元件输出电压范围为1-4.2V，省去专门的输出信号处理电路，霍尔元件仅需2.3-10V直流电压源供电即可，省去交流信号源，霍尔元件体积远小于电感线圈，简化了传感器的结构，减小了系统体积，降低了成本。
[0015]2.本发明用固定在壳体两端的永磁体为中间惯性质量提供回复力，改变两端的永磁体的参数就可以调节传感器的量程和测量灵敏度，与现有量程和灵敏度固定的传感器相比，本发明满足不同场合对加速度传感器的量程和灵敏度的不同需求，提高了传感器的适应能力。
【附图说明】
[0016]图1为本发明霍尔式磁性液体加速度传感器的整体结构图；
[0017]图中:左端盖1、第二永磁体2、壳体3、第一霍尔元件4、第一永磁体5、第二霍尔元件
6、第三永磁体7、右端盖8、磁性液体9。
[0018]图2为圆柱形永磁体。
[0019]图3为磁性液体加速度传感器的加速度与输出特性关系。
具体实施方案
[0020]以附图为【具体实施方式】对本发明作进一步说明:
[0021]—种霍尔式磁性液体加速度传感器，该装置包括:左端盖1、第二永磁体2、壳体3、第一霍尔元件4、第一永磁体5、第二霍尔元件6、第三永磁体7、右端盖8、磁性液体9;
[0022]所述的壳体3为圆柱形筒状结构，内部中间为第一永磁体5(第一永磁体5的中线与壳体的中线重合)，第一永磁体5两端饱和吸附有磁性液体9(被永磁体饱和吸附的磁性液体9会充满整个内径，能够使第一永磁体5悬浮在壳体中间，并确保当传感器感受到加速度时，第一永磁体5是要能轴向自由移动)；壳体3的左端口处放置有第二永磁体2，右端口处放置有第三永磁体7;壳体3的两端通过螺纹连接分别安装有左端盖I和右端盖8;(三块永磁体之间相邻两个永磁体同名磁极相对放置，第二、第三永磁体在放置的时候会受到向外的斥力，再拧上两端的端盖，左右两端盖就能顶住第二、第三永磁体，使第二、三永磁体分别固定在端口)
[0023]所述第二永磁体2、第一永磁体5和第三永磁体7均为圆柱形结构；三个永磁体之间，相邻永磁体间极性相对放置;其中第二永磁体2和和第三永磁体7的直径相同，长度也相同；第一永磁体5与另两个永磁体之间的间距相等，为第一永磁体5长度的0.9?1.1倍。
[0024]第一永磁体5直径应比壳体3的内径小另两个永磁体的直径大于/等于第一永磁体5的直径，且小于壳体3的内径；
[0025]第一霍尔元件4和第二霍尔元件6分别固定在壳体3的外表面上，且二者与壳体3的中线成对称分布，两个霍尔元件间的距离大于第一永磁体5的长度