一种磁直线绝对位置传感器的制作方法

本发明属于传感器装置技术领域，特别涉及一种磁直线绝对位置传感器。

背景技术：

直线位移传感器是一种能够把物体的直线机械运动转换为电信号的装置。绝对位移是指任意位置相对与位移起始点的位移偏移，绝对位移传感器可以从任意位置开始测量，而不需要上电调零。目前，应用较多的直线位移传感器是光栅尺和磁栅尺，其突出的问题是：结构复杂、体积较大、安装使用要求较苛刻、难以满足高密度、短距离测量的应用需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，解决现有技术中磁直线绝对位置传感器结构复杂、体积较大、安装使用要求较苛刻，难以满足高密度、短距离测量的技术问题，提供一种结构简单、高精确度、安装使用简便的磁直线绝对位置传感器。

本发明通过以下技术方案予以实现。

一种磁直线绝对位置传感器，它包括安装壳体、滑动导轨、滑动测杆、传感器板和控制板，其中：所述安装壳体下部设有下安装孔，所述安装壳体上部设有上安装孔，所述安装壳体左右两侧端面设有若干紧固件连接孔；

所述滑动导轨装在下安装孔中，所述滑动导轨内设有开口导槽，所述开口导槽朝向安装壳体右侧；

所述滑动测杆包括圆柱形的头部滑块和连接杆，所述头部滑块为中空结构，所述头部滑块内设有磁铁块，所述头部滑块靠近连接杆一侧设有滑动槽；所述头部滑块设在开口导槽内，所述滑动测杆的滑动槽设在开口导槽的边缘，使得滑动测杆沿开口导槽往复运动；

所述传感器板通过紧固件和紧固件连接孔固定在安装壳体左侧端面下部；所述控制板通过紧固件和紧固件连接孔固定在安装壳体右侧端面上部；

所述传感器板上设置有用于信号检测的hall阵列，所述传感器板上靠近安装壳体一侧上部还安装有用于内部电气元件连接的排针；所述控制板上靠近安装壳体一侧装有输入输出接口、用于输入信号采集转换的信号处理芯片、用于输出信号控制及核心算法实现的cpu芯片、用于总线输出的通信接口和用于输出电气连接的排母；所述传感器板上的排针穿过安装壳体的上安装孔与所述控制板上的对应排母电气连接在一起。

进一步地，所述安装壳体为一体式壳体，其外形为立方体或者为定制异形壳体。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明提供的一种磁直线绝对位置传感器结构简单，不涉及复杂制造工艺，不需要专用加工设备；体积小巧，在满足0.1mm精度、36mm量程前提下，长×宽×高只有40mm×20mm×10mm；本发明安装使用要求宽松，待测体只需提供1个￠连接孔和4个m3固定孔即可；本发明专为高密度、短距离测量需求设计，具有优良的环境适应性和电磁兼容性，能满足gjb150a-2009军用设备环境试验要求和gjb151b-013军用设备电磁兼容性试验要求。本发明打破了国际技术壁垒，使得磁直线绝对位置传感器在本发明基础上可以持续进行技术提升。

附图说明

图1为本发明整体立体爆炸结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做详细说明：本实施例是以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下面的实施例。

如图1所示，本实施例中的一种磁直线绝对位置传感器，它包括安装壳体1、滑动导轨2、滑动测杆3、传感器板4和控制板5，其中：所述安装壳体1下部设有下安装孔6，所述安装壳体1上部设有上安装孔7，所述安装壳体1左右两侧端面设有若干紧固件连接孔8；

所述滑动导轨2装在下安装孔6中，所述滑动导轨2内设有开口导槽9，所述开口导槽9朝向安装壳体1右侧；

所述滑动测杆3包括圆柱形的头部滑块10和连接杆11，所述头部滑块10为中空结构，所述头部滑块10内设有磁铁块12，所述头部滑块10靠近连接杆11一侧设有滑动槽13；所述头部滑块10设在开口导槽9内，所述滑动测杆3的滑动槽13设在开口导槽9的边缘，使得滑动测杆3沿开口导槽9往复运动；

所述传感器板4通过紧固件14和紧固件连接孔8固定在安装壳体1左侧端面下部；所述控制板5通过紧固件14和紧固件连接孔8固定在安装壳体1右侧端面上部；

所述传感器板4上设置有用于信号检测的hall阵列15，所述传感器板4上靠近安装壳体1一侧上部还安装有用于内部电气元件连接的排针16；所述控制板5上靠近安装壳体1一侧装有输入输出接口17、用于输入信号采集转换的信号处理芯片18、用于输出信号控制及核心算法实现的cpu芯片19、用于总线输出的通信接口20和用于输出电气连接的排母21；所述传感器板4上的排针16穿过安装壳体1的上安装孔7与所述控制板5上的对应排母21电气连接在一起。

进一步地，所述安装壳体1为一体式壳体，其外形为立方体或者为定制异形壳体。

本发明基于霍尔原理，由磁铁及平行hall阵列产生高精度信号，经ad转换、数字信号处理、嵌入式数字算法处理、da变换或通信适配输出一个绝对位移模拟或数字信号。具体地，待测运动物体与滑动测杆3的连接杆11连接，待测物体运动带动滑动测杆3同步运动，滑动测杆3运动带动头部滑块10内的磁铁块12同步运动，运动的磁铁块12产生一个变化的磁信号，从而在平行hall阵列15产生一系列变化的电压信号，该系列电压信号经信号处理芯片18转换，cpu芯片19分析、综合、运算处理，可得到一个与磁铁块12相对于测量起始点的位置成正比的数字信号，该数字信号经输入输出接口17da转换或通信适配，输出一个高精度的物体绝对位移模拟或数字信号。

使用时，通过转轴3转动，带动固定于转轴3上磁体安装槽4内的磁体5同步运动，产生磁场，从而在安装有环形hall阵列15的传感器板4上获得一个周期性电压曲线，该电压经专用的信号处理芯片18解析与转换后再通过数字信号算法解算，可提供一个高分辨率、高精确度的直线绝对位置信息。本发明采用了设置有独特环形hall阵列15的传感器板4作为核心检测、转换部件，从而使得本发明彻底摆脱了现有技术所受的制约，在测量分辨率、精确度，以及环境适应性、电磁兼容性、抗冲击、振动性方面得到了较大的提高。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种磁直线绝对位置传感器，属于传感器装置技术领域，解决现有技术中磁直线绝对位置传感器结构复杂、体积较大、安装使用要求较苛刻的技术问题。解决方案为：一种磁直线绝对位置传感器，包括安装壳体、滑动导轨、滑动测杆、传感器板和控制板，其中：所述安装壳体下部设有下安装孔，所述安装壳体上部设有上安装孔；所述滑动导轨装在下安装孔中；所述滑动测杆包括圆柱形的头部滑块和连接杆；所述传感器板通过紧固件和紧固件连接孔固定在安装壳体左侧端面下部；所述控制板通过紧固件和紧固件连接孔固定在安装壳体右侧端面上部。本发明提供的一种磁直线绝对位置传感器，具有结构简单、高精确度、安装使用简便等优点。

技术研发人员：周勇
受保护的技术使用者：山西维特森科技有限公司
技术研发日：2019.04.02
技术公布日：2019.06.14