CN101849171A - 具有屏蔽霍尔效应传感器的压力计 - Google Patents

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Abstract

所描述的是一种压力计，它包括至少一个霍尔效应压力传感器(11)、和相对于其根据待被测量的压力可运动的至少一个关联磁体(6)。铁磁性材料的屏蔽装甲(13)包围传感器(11)和磁体(6)。屏蔽装甲(13)优选地在传感器(11)的附近包括下凹部分(17)，以便增大磁通的强度。

Description

具有屏蔽霍尔效应传感器的压力计
本发明涉及一种具有霍尔效应传感器的压力计。
用于液压或流体设备的压力计-这些压力计也具有霍尔效应传感器，在市场上和在现有技术中是已知的。这些是利用所谓霍尔效应的装置，借此磁场传感器发射电信号，该电信号的强度取决于基准磁体的距离。基准磁体典型地放置在与具有可变压力的流体连通的元件上，如放置在隔膜上，该元件在压力的作用下是可变形的。移动依据形成敏感元件的材料可以较明显或较不明显：其范围从在陶瓷情况下的最小到用橡胶隔膜得到的最大。根据在导管中的压力是增大还是减小，隔膜的变形使磁体相对于磁性传感器运动得更近或更远，产生上述效应。
在理想情况下，传感器测量对于除磁体运动得更近或更远的效应之外的其它一切都不敏感。实际上，对于测量是外来的并且使它失真的磁场可能存在。
因此，产生有排除这样的杂散场的需要，特别是在测量区域中。
因而，本发明的目的是提供一种具有霍尔效应传感器的压力计，该压力计在测量区域中不受杂散场或其它不希望效应的干扰，或者在任何情况下限制这样的影响。
根据本发明，这个目的用一种压力计实现，该压力计包括至少一个霍尔效应压力传感器、和相对于其根据待被测量的压力可运动的至少一个关联磁体，其特征在于，它包括由铁磁性材料制成的至少一个屏蔽装甲，该屏蔽装甲包围传感器和磁体。
由在附图中作为非限制性例子表明的本发明实际实施例的如下详细描述，本发明的这些和其它特征将变得更显然，在附图中：
图1表示沿通过压力计装置轴线的平面的竖直剖视图；
图2表示模拟的、部分立体的竖直剖视图；
图3表示沿通过压力计轴线的、并且与图1的剖面相垂直的平面的另外竖直剖视图；
图4表示从压力计的上方看到的斜轴测图，该压力计不带有其盖；
图5表示在压力计内包括的电子卡的功能方块图。
参照附图，压力计具有设有螺纹轴柄1的基体102，该螺纹轴柄1用来将压力计连接到待被监视的设备上。轴柄1包括流体压力进口100，该流体压力进口100与腔室110连通，该腔室110在另一个端部上由不锈钢隔膜2按与其密封关系封闭。不锈钢除保证元件的建造简单性之外，使得可能得到最佳移动、运动的良好重复性、及还有对于化学物质和高温的高度耐受性。在隔膜2与基体102之间的防漏密封由插入在专用基座中的垫片3的存在而保证，该专用基座形成在基体本身上。
非铁磁性材料的销4通过电点焊整体地施加到隔膜2的中央上；在销上配合由硅酮或另一种隔热材料制成的支撑件5，该支撑件5具有凹口，该凹口适当地成形为容纳磁体6，并且相对于时间将它保持在稳定位置中。硅酮的选择允许磁体6相对于时间不变地保持固定，并且也使这两个元件的组装非常简单，给定弹性体本身的弹性。支撑件5的形状允许硅酮隔板21在磁体6与销4之间的放置，以中断由在腔室110中存在的待被监视的流体产生的热传递。这使得有可能对于磁体6和覆盖电子部分具有相同的温度和相同的加热速率。
翅片22提供在支撑磁体6的销4的下部部分中，以散发由在腔室110中存在的可能热流体产生的热量。
沟槽24存在，以改善磁体6的支撑件5的锚定和稳定性。
由热塑性材料制成的帽7成形为，与基体102是可组装的，以便在沿中心轴线的位置中，保持隔膜2并因此保持销4。这三个元件又借助于锁合夹片8整体地接合，该锁合夹片8也可由铁磁性材料生产。
直接形成在帽7上的有两个销9，这两个销9在将电子卡10粘结到帽7上期间用于电子卡10的对中。
高精度、整体补偿霍尔效应传感器11定位在电子卡10的中央处，并且直接焊接到其上，在与其它电子元件的全部相同的侧上，这些电子元件对于将磁体6向霍尔效应传感器11的垂直运动转换成电信号是必要的。
电子卡10的放大器和校准电路由单个模块构成，该单个模块具有用于普通-模式干扰拒绝和只有差动信号的放大的仪器结构：具体地说，通过适当地挑选调节值，已经使偏移调节装置18和增益调节装置19尽可能独立。况且，为了补偿由磁体6产生的磁通的减小现象-该磁通的强度随温度升高而下降，已经提供温度补偿(NTC)，该温度补偿在偏移读数范围上适当地偏振。
所有这些电子元件，如以上提到那样，都位于电子卡10的上部部分上，并且相对于磁体6在相反侧上。
帽7成形成，允许铁磁性材料的装甲13借助于压力销和/或螺钉12固定到帽7上。装甲必须适当地定尺寸成不会由磁体6产生的磁通或磁场饱和，并且具有屏蔽传感器11和磁体6免受杂散磁场的作用。
两个上部支撑件23和下部支撑件20使装甲13相对于时间能够稳定地保持到位，因而防止在装甲13与霍尔效应传感器11和磁体6之间的距离的任何变化。
装甲13形成为，使上部侧13′水平地定位在霍尔效应传感器11的上方和使下部侧13″水平地定位在磁体6的下面，从而传感器11和磁体6被包围在它的内部。
笼罩或装甲的这两个部分由一个或多个竖直隔板13″′相互连接，这些竖直隔板13″′用来允许由磁体6的上部部分产生的磁通的通过，并且在它们已经通过霍尔效应传感器11之后将它们引导到磁体6的下部部分中。为了增加由磁体6产生的磁通的强度，下凹部分17已经形成在装甲13的上部部分中，该下凹部分17向传感器11挖空，并且适当地构造成覆盖霍尔效应传感器11的全部表面，如下面将更清楚解释的那样。
定位在压力传感器的上部部分中的有适当形状的塑料罩盖14，该塑料罩盖14设有联接器14′，该联接器14′在压力下通过与锁合夹片8的干涉钩住。
况且，窗口14″提供在盖14上，以允许外部连接器15连接到电子卡10上，以便由压力传感器产生的电信号可经导体30传输到任何远程译码装置。
以上描述的压力计按如下方式工作。
在被监视的系统中的流体的压力通过进口100传送到腔室110中，在该处它作用在隔膜2的表面上，它与该表面相接触，并且使它变形。当压力增大时，连接到隔膜2上和磁体6上的销4被推向电子卡10，在该电子卡10上安装霍尔效应传感器11。传感器11产生电信号，该电信号将取决于传感器离磁体6的距离，并因此取决于在腔室110中的流体压力。装甲13具有屏蔽测量免受杂散磁场的作用，并且包围磁体6和电子卡10，该电子卡10具有安装在其上的霍尔效应传感器11。在霍尔效应传感器11上方定位的下凹部分17作用在磁通上，从而增大其强度。
由磁体6产生的磁通强度的这种增大简化校准操作，使偏移调节装置18和增益调节装置19更独立，并且通过就在磁体6与霍尔效应传感器11之间的距离而论增大公差裕量，简化磁体6相对于霍尔效应传感器11的定位。
如此成形的装甲13使得有可能使通过传感器11的磁通对于通过外部实体，如在压力传感器的附近可能存在的铁磁体，的干扰、和由电磁阀或泵产生的电磁干扰，较不敏感；这就输出信号而论将较大稳定性提供给压力传感器。
电子卡10的功能图表明在图5中。
经输入30，电源电压传输到过电压保护器31和电源电压调节器32。如此调节的电压向霍尔传感器11、温度补偿装置33(它从热敏电阻器34接收输入信号)及放大器装置35供给电力。传感器11又将电气压力测量信号传输到补偿装置33，该补偿装置33又将温度补偿信号传输到放大器装置35。由放大器装置35输出的信号传输到偏移调节装置18和增益调节装置19，后两者将反馈到放大器装置35。凭借偏移调节18和增益调节19影响的校准导致输出电压36。

Claims (11)

1.压力计，包括至少一个霍尔效应压力传感器(11)、和相对于其根据待被测量的压力可运动的至少一个关联磁体(6)，其特征在于，它包括由铁磁性材料制成的至少一个屏蔽装甲(13)，该屏蔽装甲(13)包围传感器(11)和磁体(6)。
2.根据权利要求1所述的压力计，其特征在于，装甲(13)使一侧(13′)靠近传感器(11)，在该侧(13′)中，向传感器(11)已经形成凹部(17)，以便强化磁通。
3.根据权利要求1或2所述的压力计，其特征在于，它包括电子卡(10)，在该电子卡(10)上安装霍尔效应传感器(11)。
4.根据以上权利要求一项或多项所述的压力计，其特征在于，它包括：基体(102)，设有用于流体的进口(100)和与进口(100)连通的腔室(110)；隔膜(2)，支撑磁体(6)，该隔膜(2)紧密地密封腔室(110)；及帽(7)，绕所述隔膜(2)放置，以支撑所述装甲(13)。
5.根据权利要求4所述的压力计，其特征在于，隔膜(2)具有安置在它上的非铁磁性材料的至少一个销(4)，该销(4)与用于磁体(6)的支撑件(5)相配合。
6.根据权利要求5所述的压力计，其特征在于，支撑件(5)由硅酮或另一种隔热材料制成。
7.根据权利要求5或6所述的压力计，其特征在于，销(4)包括至少一个冷却翅片(22)。
8.根据权利要求4至7任一项所述的压力计，其特征在于，它包括钩住到夹片(8)上的罩盖(14)，用来将所述帽(7)固定到所述基体(102)上。
9.根据权利要求8所述的压力计，其特征在于，盖(14)包括窗口(14′)，以允许外部连接器(15)连接到电子卡(10)上。
10.根据权利要求3至9所述的压力计，其特征在于，所述电子卡(10)包括温度测量装置(33)，该温度测量装置(33)打算从霍尔效应传感器(11)接收指示压力的电信号，并且将它传输到用来放大补偿信号的放大器装置(35)。
11.根据权利要求10所述的压力计，其特征在于，所述放大器装置(35)经偏移调节装置(18)和增益调节装置(19)将放大信号传输到信号输出(36)，该偏移调节装置(18)和增益调节装置(19)反馈到所述放大器装置(35)。
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