CN101832786A - 集成一体化霍尔效应传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集成一体化霍尔效应传感器，用于距离检测、速度检测、角度检测、转速检测等领域。具体可应用于汽车凸轮和曲轴速度/位置检测，汽车和工业用速度表，跑步机，自动控制、纺织机械等领域。该集成一体化霍尔效应传感器，包括霍尔元件、引线组，所述的霍尔元件的引脚与引线组相连，还设置有互相匹配的支架和空心外壳，所述的霍尔元件固定在支架中，支架固定在空心外壳中，所述的空心外壳为磁钢化的柱形空心外壳。本发明具有体积小、应用范围广、生产安装简便，磁钢外壳一体化封装、整体可靠性高，防震动，抗干扰性强的，一致性好的优点。

Description

集成一体化霍尔效应传感器

技术领域

本发明涉及一种集成一体化霍尔效应传感器，用于距离检测、速度检测、角度检测、转速检测等领域。具体可应用于汽车凸轮和曲轴速度/位置检测，汽车和工业用速度表，跑步机，自动控制、纺织机械等领域。

背景技术

霍尔效应传感器是利用霍尔元件对其所处位置的磁场变化而产生信号的，霍尔效应传感器的用途比较广泛，可用于测量物体的距离，物体的位移、位置，在现代工业以及普通生活中有着重要作用。其探测数据之精确，极高的稳定性和灵活性的要求，令众多传感器生产企业望而却步。现有的霍尔效应传感器一般是的外磁式的，在霍尔效应传感器所在的位置不安装磁块，而与其发生相对移动的机械装置的对应出设置有磁块，因而目前的霍尔效应传感器在销售时一般都要附带一条粉末冶金材质的磁条，安装受到一定的限制，而且对于传感器应用较广的机床来说，其安装则更加不易！抗干扰能力较差，灰尘油污的干扰，导致检测信号不精确，容易出现误动作，防震动效果差。而目前的内置磁钢的霍尔效应传感器也有其明显的不足，例如专利ZL02112326.8的《一种霍尔接近开关》，提供了一种内磁式霍尔接近开关，包括两个磁块和一个霍尔元件，磁块按磁性相反设置于霍尔元件的两侧，将霍尔元件与磁块封装在同一个壳体内前端，壳体前壁为非导磁物质，该专利的另一种实现方式是利用两个霍尔元件，背靠背的方式设置感应面，分别面向朝前和朝后的两个霍尔元件，当导磁体从壳体前方接近或离开时，前后两个霍尔元件将分别感应到磁场的增强或减弱，由此形成差动输出方式。然而此种设计，要用两个磁铁加一个霍尔元件或者四个磁铁加两个霍尔元件封装于壳套内，生产安装稍显复杂，体积很大，成本也会较高。因此使用范围比较狭窄，且磁钢与外壳分离，而且磁钢与霍尔元件必须在固定的位置上，开关点不可调节。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、体积小、应用范围广、生产安装简便，磁钢外壳一体化封装、整体可靠性高，防震动，抗干扰性强的，一致性好的集成一体化霍尔效应传感器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是该集成一体化霍尔效应传感器，包括霍尔元件、引线组，所述的霍尔元件的引脚与引线组相连，其结构特点是：还设置有互相匹配的支架和空心外壳，所述的霍尔元件固定在支架中，支架固定在空心外壳中，所述的空心外壳为磁钢化的柱形空心外壳。

本发明所述的支架分为支架顶、支架支撑部和支架底座三部分，支架顶上设置有安装霍尔元件的卡槽，支架支撑部和支架底座共同围成滑槽，所述的滑槽用来安放霍尔元件的引脚和引线组。这种结构的设置，保证了霍尔元件的牢固固定，从而增强了整个传感器的稳定性和抗干扰能力。

本发明所述的空心外壳的中间设置有方形孔洞，方形孔洞的形状与支架相匹配。所述的空心外壳的两个相对的侧面为平面，另两个侧面为弧面。进一步增强了结构的稳定性。

本发明所述的空心外壳上端固定设置有铜外壳。通过铜外壳的固定，本发明的传感器可以方便的安装在各种场合。

本发明还设置有发光二极管和印制电路板，所述的空心外壳和发光二极管设置在印制电路板上。

本发明还设置有壳套，所述的壳套设置在整个装置的外面。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、磁钢化柱形空心外壳的平面侧面与印制电路板固化到一起，其方形内部的直插式支架会变得很稳定，位于其顶部卡槽内的霍尔元件便会很稳定，可增强传感器的防震动性能。

2、利用磁钢化柱形空心外壳的内部磁场与外部磁场的相互作用使在空心外壳顶部表面与底部表面的磁场强度为零这个原理，通过调节所述磁钢化空心柱形外壳与所述直插式支架的相对位置，便可以调节传感器的开关点，使传感器的适用范围更加广泛。

3、由于利用的是磁钢与空心外壳一体化的思想，利用外部导磁类金属或者磁体靠近磁钢化柱形空心外壳可以改变空心外壳顶部表面磁场磁力线分布这个原理，本发明可以直接检测导磁类金属物体以及磁体，例如齿轮等。

4、结构简单，组装简便，且引脚与引线一起卡在支撑式支架的中轴支撑滑槽内，一起装在磁钢化空心柱形外壳的方形内部，大大增加稳定性。除此之外，还可以外加壳套，连接发光二极管等指示器件，使用方便，有效防止油污，雨水等外部污染，可靠性高。

附图说明

图1为本发明一种装配形式的分解结构示意图；

图2为空心外壳的结构示意图；

图3为支架的结构示意图；

图4为本发明另一种装配形式的分解结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图2、3、本发明的集成一体化霍尔效应传感器由直插式的支架1，空心外壳2，引线组3，霍尔元件4组成，所述支架1包括支架顶1-1、中轴支撑部分1-2、支架底座1-3。霍尔元件4安装在支架顶1-1上的卡槽1-4内，引线组3焊接在霍尔元件4上，然后将引线组3与霍尔元件4的引脚4-1一并安装在中轴支撑部分1-2与支架底座1-3的形成的滑槽1-5内。支架1设置在空心外壳2的内部方形孔洞2-1内。一般情况下，将支架1的支架顶1-1平面与空心外壳2的顶部平面2-2持平，也可以根据具体的技术要求，调节空心外壳2与支架1的相对位置，便可以调节传感器的开关点。空心外壳2的一组相对的侧面为平面，另一组侧面为曲面。空心外壳2的方形孔洞2-1与支架1配合紧密。

作为一种具体的应用形式，参见图1，空心外壳2固定设置在铜外壳5内，铜外壳5采用的是非导磁金属材料，为铜质外壳，之后使用环氧树脂进行固化。这样就可以将传感器用于工业生产。

作为另一种具体的应用形式，参见图4，空心外壳2固定在印制电路板6上，同时，发光二极管7也要焊接在印制电路板6上，焊接好的印制电路板6固定安装在壳套8的内部，通过壳套8上的定位孔8-1进行定位，发光二极管7通过发光二极管孔8-2露出，之后使用环氧树脂进行固化。

本发明第一种应用形式的生产步骤为：

1、将引线组3焊接到霍尔元件4的引脚4-1上；

2、将前述步骤得到的霍尔元件4插入支架1的支架顶1-1的卡槽1-4内；

3、将步骤2得到的霍尔元件4的引脚4-1折90°，连同引线一起并入支架1的中轴支撑1-2的滑槽1-5内；

4、将前述步骤得到的支架1的支架顶1-1插入空心外壳2内部的方形孔洞2-1内。

5、将步骤4得到的空心外壳2插入铜外壳5内；

6、将适量的融化态的环氧树脂注入步骤5准备好的铜外壳内；7、用程控烘箱将步骤6得到的产品固化；8、将步骤7得到的产品进行后续加工。

本发明第二种应用形式的生产步骤为：

1、将第一种应用形式生产步骤4得到的空心外壳2固定到印制电路板6上；

2、将发光二极管7焊接到上述步骤得到的印制电路板6上；

3、将上述步骤2得到的印制电路板6放入壳套8内；

4、将适量的融化态的环氧树脂注入步骤3准备好的壳套8内；

5、用程控烘箱将步骤4得到的产品固化；

6、将步骤7得到的产品进行后续加工。

在加工或使用的工程中，如果应用场合发生变化，或者其它条件改变，可以通过调节空心外壳2与支架1的相对位置，便可以调节传感器的开关点，使传感器的适用范围更加广泛。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种集成一体化霍尔效应传感器，包括霍尔元件、引线组，所述的霍尔元件的引脚与引线组相连，其特征是：还设置有互相匹配的支架和空心外壳，所述的霍尔元件固定在支架中，支架固定在空心外壳中，所述的空心外壳为磁钢化的柱形空心外壳。

2.根据权利要求1所述的集成一体化霍尔效应传感器，其特征是：所述的支架分为支架顶、支架支撑部和支架底座三部分，支架顶上设置有安装霍尔元件的卡槽，支架支撑部和支架底座共同围成滑槽，所述的滑槽用来安放霍尔元件的引脚和引线组。

3.根据权利要求1所述的集成一体化霍尔效应传感器，其特征是：所述的空心外壳的中间设置有方形孔洞，方形孔洞的形状与支架相匹配。

4.根据权利要求1、2、3所述的集成一体化霍尔效应传感器，其特征是：所述的空心外壳上端固定设置有铜外壳。

5.根据权利要求1、2、3所述的集成一体化霍尔效应传感器，其特征是：还设置有发光二极管和印制电路板，所述的空心外壳和发光二极管设置在印制电路板上。

6.根据权利要求5所述的集成一体化霍尔效应传感器，其特征是：还设置有壳套，所述的壳套设置在整个装置的外面。

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