一种角度传感器的制作方法

文档序号:15144065发布日期:2018-08-10 20:14阅读:365来源:国知局

本实用新型涉及传感器领域,特别涉及一种角度传感器。



背景技术:

目前传统的接触式角度传感器是电位计式角度传感器,通过接触头改变电阻的大小来实现,但是这种传感器极易磨损,使用寿命短;而非接触式的角度传感器是光电式角度传感器较多,但光电式角度传感器对环境要求非常苛刻,抗振性差,不适合大量普及。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于克服以上所述的缺点,提供一种精度高,抗振性强,使用寿命长的角度传感器。

为实现上述目的,本实用新型的具体方案如下:

一种角度传感器,包括有壳体、信号处理板、转轴、轴承、轴承座和磁铁,所述信号处理板设于所述壳体内,所述轴承座设于所述壳体内,所述轴承的外圈设于所述轴承座上,所述转轴套接在所述轴承的内圈上,所述磁铁设置在所述转轴的一端;还包括有霍尔芯片和聚磁片,所述霍尔芯片固定在所述信号处理板上,所述霍尔芯片与所述磁铁位置相对应;所述聚磁片设置在所述霍尔芯片内。

其中,所述聚磁片为软磁材料。

其中,所述霍尔芯片包括有两组相互正交的霍尔元件,所述聚磁片设于霍尔元件上,两组所述霍尔元件分别位于所述聚磁片的边缘位置。

其中,所述磁铁为一个径向充磁的圆柱形磁铁。

其中,所述转轴设有凹槽,所述圆柱形磁铁设于凹槽内。

其中,所述信号处理板固定在所述轴承座上。

其中,所述轴承座与所述壳体可拆卸连接。

其中,所述信号处理板上还连接有电缆。

其中,所述轴承上设有卡箍件,所述卡箍件为卡簧或卡环。

其中,所述壳体还设有出线孔,所述电缆从所述出线孔穿出。

本实用新型的有益效果为:采用以上本实用新型保护的结构,实现非接触式的角度测量,具有寿命长、抗振性强、精度高的特点,适用于各种要求严格的汽车电子化与工业控制的应用。

附图说明

图1是本实用新型的剖视图;

图2是本实用新型的分解示意图;

图3是本实用新型的示意图;

图4是聚磁片与霍尔元件的位置关系示意图;

图中的附图标记说明:1-聚磁片;2-霍尔元件;3-信号处理板;4-螺钉;5-磁铁;6-卡箍件;7-轴承;8-转轴;9-轴承座;10-壳体;11-出线孔;12-霍尔芯片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明,并不是把本实用新型的实施范围局限于此。

如图1至3所示,本实施例所述的一种角度传感器,包括有壳体10、信号处理板3、转轴8、轴承7、轴承座9和磁铁5,所述信号处理板3设于所述壳体10内,所述轴承座9设于所述壳体10内,所述,轴承7的外圈设于轴承座9上,所述转轴8套接在所述轴承7的内圈上,所述磁铁5设置在所述转轴8的一端;还包括有霍尔芯片12和聚磁片1,所述霍尔芯片12固定在信号处理板3上,所述霍尔芯片12与所述磁铁5位置相对应;所述聚磁片1设置在所述霍尔芯片12内。相比于传统的接触式角度传感器,本实施例采用非接触式磁传感器,增强了传感器的耐磨性和延长传感器的使用寿命,另外本实施采用霍尔芯片12来感应磁场变化,霍尔芯片12焊接在信号处理板3上,设置聚磁片1增强霍尔芯片12周围磁场的均匀度,提高霍尔芯片12的灵敏性,相比于光电式角度传感器具有精度高,抗振性强,寿命长的特点。

本实施例的工作方式:将角度传感器安装在被测的轴上,当轴转动时,带动轴上固定的磁铁一起转动,磁铁会产生一个平行于芯片表面的平行磁场B∥,而聚磁片将平行磁场改变成与平行磁场正比的两个垂直分量B⊥,当磁铁对着霍尔芯片12转动,霍尔芯片12将产生两个正交的差分信号VY和Vx正弦和余弦。然后通过电缆外接的模数转换器和数字信号处理器的处理,用公式α=ATAN(VY/Vx)计算出角度位置信号。

在上述实施例的基础上,进一步地,所述聚磁片1为一层很薄的软磁材料。所述聚磁片1可将所述霍尔芯片12表面的平行磁场聚集起来,因所述聚磁片1聚磁效果,会改变平行磁场B∥的方向,产生与平行磁场垂直的垂直分量B⊥。

如图4所示,在上述实施例的基础上,进一步地,所述霍尔芯片12包括有两组相互正交的霍尔元件2,所述聚磁片1设于霍尔元件2上,两组所述霍尔元件2分别位于所述聚磁片1的边缘位置。当磁铁5随转轴对着两组霍尔元件2转动时,两组霍尔元件2感应磁场垂直分量的变化,并产生两个正交的差分信号:VY和Vx(正弦和余弦)。

在上述实施例的基础上,进一步地,所述的磁铁5为一个径向充磁的圆柱形磁铁,设置径向充磁的圆柱形磁铁,随转轴8一起转动时,可产生一个平行于霍尔芯片12表面的平行磁场B∥。

在上述实施例的基础上,进一步地,所述转轴8设有凹槽,所述圆柱形磁铁设于凹槽内,设置所述凹槽便于固定所述圆柱形磁铁,可节省角度传感器的内部空间。

在上述实施例的基础上,进一步地,所述的信号处理板3用螺钉4固定在轴承座9上,所述信号处理板3固定在轴承座9上,转轴8通过轴承7与轴承座9相连,当转轴8转动时,而信号处理板3保持固定不动。

在上述实施例的基础上,进一步地,所述轴承座9与所述壳体10通过螺钉连接,所述轴承座9与所述壳体10可拆卸连接,方便角度传感器的组装。

在上述实施例的基础上,进一步地,所述信号处理板3连接有电缆上,所述信号处理板3通过电缆连接模数转换器和数字信号处理器,对感应信号的分析处理,计算出角度位置信号;及通过电缆对角度传感器供电。

在上述实施例的基础上,进一步地,所述卡箍件6为卡簧或卡环,所述卡簧或卡环对应轴承的底部,使整个传感器装置能承受更大的轴向力和径向力。

如图3所示,在上述实施例的基础上,进一步地,所述壳体10还设有出线孔11,所述出线孔11用于电缆穿出。

在本实施例中,所述轴承座9上还可设置盖子,防止传感器不使用时进灰尘和防水。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例,故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均包含在本实用新型专利申请的保护范围内。

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