专利名称：磁敏接近开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种磁敏接近开关，它是一种在工业自动化领域中广泛使用的开关型传感装置。
本实用新型实现上述目的的方案是一种磁敏接近开关，包括控制元件、执行机构、开关信号输出端，其特征是还包括磁场源、磁性传感器，所述磁性传感器位于磁场源的磁场中，所述控制元件是磁性介质，它位于所述磁性传感器和磁场源之间；所述磁性传感器的输出信号经执行机构与开关信号输出端相连。。
采用以上方案的有益效果由于本实用新型利用巨磁电阻效应，采用巨磁电阻传感器作为感受器，它对于外界磁场变化极高的灵敏性，因此同样能实现高精度控制。同时，由于该结构具有抗非磁性恶劣环境、适用频率高、使用寿命长的特点，因此将在某些领域取代光电接近开关使用。
图2为巨磁电阻传感器结构原理图；图3为巨磁电阻传感器外形及引出脚示意图；图4为磁敏接近开关的线路框图及原理图。
图1中1为巨磁电阻(GMR)传感器，2为外磁场源，产生磁场H。当2移动到距离1为d时，其磁场H导致1的电阻变化，对外输出表征为电压信号的变化，这也即开关控制信号的来源。3为磁性介质。当1和2间的距离保持不变，而2产生的磁场H能被1所感应，此时若在其间放入3，则由于磁介质对磁场的屏蔽作用，当该介质材料和形状设计合理时，那麽1处的磁场将被减小到不能被其感应的程度。这是该种结构中又一种进行磁控开关的原理。此处3的选择不是很严格，通常一般的磁性介质通过改变大小、厚度即可实现。
图2中4是镀膜基底，5是缓冲层，6、7、8是磁性/非磁性/磁性薄膜结构，9、10是保护层。该结构中基底4可以根据设计结构不同有不同的选择，但一般用Si较多一些。5～10层的选择也一样，主要根据设计结构确定。并且该示意图中的6～8层的结构可以重复多次，或者在7层的结构中加入氧化层等，主要的目的是增加传感器的灵敏度或者增大传感器的MR(磁致电阻)率，以适应不同的应用需要。
图3为巨磁电阻(GMR)传感器1的结构外形示意图，11～14是它的接线引脚，15为传感器1的定位标志，有了此标志，才能确定11～14引脚的意义。巨磁电阻(GMR)传感器为有源工作器件，其工作时必须外接入电源。如图示，则脚11为工作电源接入脚，14为接地脚，12、13为信号输出脚。根据工作需要，有时采用单端输出等接线形式。如此处图4中所示即是一种单端接线形式。
图4是该实用新型的电线路原理图。其原理分析如下当无外加磁场信号时，12脚输出电压约为1/2VCC。调整电位器W的值，使UB电压略高于1/2VCC。当2接近1时，12脚就会输出高于1/2VCC的电压，并随磁场强度的增大，其电压值也相应增大。当UA＞UB时，比较器输出高电平，Q1导通，LED亮，接近开关输出低电平。而当UA＜UB时则相反。通过调节W的值，可以调节感应距离和检测范围。
当固定1与2之间的距离，且1工作在非饱和区，并使比较器输出高电平，当3进入磁场区域，由于软磁体的作用，改变了磁场分布，从而影响UA电压，当UA＜UB时，比较器反转，Q1截止，LED灭，接近开关输出低电平。根据此原理，可制成不同结构的接近开关。其中，Q1构成驱动电路，Q1和比较器共同构成执行电路。
此处所述只是该实用新型的最基本的结构情况。它的新颖性在于利用巨磁电阻(GMR)这一新的技术实现接近开关控制的目的，在部分领域取代如光电接近开关等器件。但不局限于以上所述的基本结构，任何建立于此构思基础上的应用都应理解为在该专利的保护之列。
权利要求1.一种磁敏接近开关，包括控制元件(3)、执行机构、开关信号输出端，其特征是还包括磁场源(2)、磁性传感器(1)，所述磁性传感器(1)位于磁场源(2)的磁场中，所述控制元件(3)是磁性介质，它位于所述磁性传感器(1)和磁场源(2)之间；所述磁性传感器(1)的输出信号经执行机构与开关信号输出端相连。
2.如权利要求1所述的磁敏接近开关，其特征是所述磁性传感器(1)是巨磁电阻传感器。
3.如权利要求1或2所述的磁敏接近开关，其特征是所述执行机构包括一个比较器，该比较器的一个输入端与磁性传感器(1)的输出端相连，另一个输入端为基准信号。
4.如权利要求所述的磁敏接近开关，其特征是所述执行机构还包括一个驱动电路，它的输入端与所述比较器的输出端相连。
专利摘要本实用新型公开一种磁敏接近开关,包括控制元件、执行机构、开关信号输出端,其特征是:还包括磁场源、磁性传感器,所述磁性传感器位于磁场源的磁场中,所述控制元件是磁性介质,它位于所述磁性传感器和磁场源之间;所述磁性传感器的输出信号经执行机构与开关信号输出端相连。由于本实用新型利用巨磁电阻效应,采用巨磁电阻传感器作为感受器,它对于外界磁场变化极高的灵敏性,因此同样能实现高精度控制。同时,由于该结构具有抗非磁性恶劣环境、适用频率高、使用寿命长的特点,因此将在某些领域取代光电接近开关使用。
文档编号H03K17/94GK2501256SQ0125761
公开日2002年7月17日 申请日期2001年10月24日 优先权日2001年10月24日
发明者库万军 申请人:库万军