CN103217093A - 霍尔式直线小位移传感器 - Google Patents

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刘荣先
崔守鸷
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Abstract

霍尔式直线小位移传感器，属于传感器技术领域。包括壳体和底板，壳体底部连接底板，壳体的一侧设有即插接口，顶端设有圆形孔，壳体内腔设有线路板，线路板与即插接口插针用导线相连，线路板上焊接霍尔元件，壳体内腔中设有滑块和测头，滑块和测头为一体结构，测头经壳体顶端圆形孔伸出壳体外，滑块与霍尔元件相对一侧设置磁钢，磁钢和霍尔元件之间设有间隙，所述滑块与底板之间设置有复位弹簧。本发明结构合理简单，滑块与底板之间设置有复位弹簧，复位弹簧可保持测头和滑块的复位，磁钢采用经有限元分析后特别设计的弧型结构，大大提高了传感器的灵敏度，使对微小位移的测量成为可能，实现测量范围0-4mm，测量精度0.01mm的目标。

Description

霍尔式直线小位移传感器
技术领域
本发明涉及一种传感器，尤其是测量小距离的霍尔式直线传感器的结构，属于传感器技术领域。
背景技术
随着现代仪器、设备向智能化方向发展，在小距离的测量场合中，对测量的精确度、速度等都提出了新的要求。采用非电方法，如用尺测量长度、厚度，用游标卡尺测量孔的直径等已不能满足测量要求，更不能将测量的物理量即时转变成电信号供仪器设备识别，所以采用电测法已成必然的发展趋势。距离的电测法同传感器技术和电子测量技术是密不可分的。传感器生产企业和科研单位都进行了一些研究，但，仍然未能满足市场对直线位移测量精度要求的需要。
发明内容
本发明的目的就是为满足市场的需要，提供一种满足测量小距离要求的霍尔直线小位移传感器，实现测量范围在0—4㎜，测量精度为0.01㎜的目标。该传感器可用在碎纸机、打印机、复印机、印刷机、涂胶机等设备上测量纸张的厚度，达到自动化控制的目的。
本发明的目的是这样实现的，霍尔式直线小位移传感器，包括壳体和底板，壳体底部连接底板，其特征是，壳体的一侧设有即插接口，壳体顶端设有圆形孔，壳体内腔紧贴即插接口处设有线路板，线路板与即插接口内的插针之间用导线相连，线路板上焊接霍尔元件，在壳体内腔中设有滑块和测头，滑块和测头为一体结构，测头经壳体顶端圆形孔伸出壳体外，滑块与霍尔元件相对一侧设置磁钢，磁钢和霍尔元件之间设有间隙，所述滑块与底板之间设置有复位弹簧。
所述滑块与壳体内腔滑动配合。
所述霍尔元件为可编程式。
所述磁钢为弧型结构。
霍尔式直线小位移传感器的工作原理是，当被测件经过测头时，测头会感应出被测件的厚度而使弹簧压缩产生位移变化，由于磁钢和测头为同一体，当测头移动时，磁钢就会随之移动，因而磁场强度就会产生相应的变化，输出电压也会产生相应的变化，通过引线将电压传输给系统的ECU，ECU综合其他参数，发出指令控制指定工作。当被测件离开测头时以后，复位弹簧使测头恢复到初始状态。
本发明结构合理简单，滑块与底板之间设置有复位弹簧，复位弹簧可保证测头和滑块的复位，磁钢采用经有限元分析后特别设计的弧型结构，大大提高了传感器的灵敏度，使对微小位移的测量成为可能，实现测量范围0-4mm，测量精度0.01mm的目标。霍尔元件为可编程式，输出电压等参数可由程序进行修改，并可对温度、磁场强度等进行补偿，极大的提高了输出曲线的线性度，同步度等参数。该传感器可用在碎纸机、打印机、复印机、印刷机、涂胶机等设备上测量纸张的厚度，达到自动化控制的目的。
附图说明
图1为本发明的一种外形图。
图2为图1的A-A剖示图。
图中：1测头、2壳体、3线路板、4磁钢、5霍尔元件、6导线、7即插接口、8插针、9底板、10复位弹簧。
具体实施方式
在壳体2的一侧设置即插接口7，即插接口内的插针通过导线6与线路板3相连，线路板3上焊接一霍尔元件5。
在壳体2内腔配合一滑块，滑块与测头1一体，测头为圆柱型测头，滑块可在腔体内滑动，测头1经壳体2顶端圆孔伸出壳体2。在滑块与霍尔元件5相对一侧设置磁钢4，磁钢4和霍尔元件之间保持一定间隙。所述滑块与底板9之间设置复位弹簧10，复位弹簧可保证测头1的复位。在传感器工作时，测头1检测到被测件的微小位移，带动滑块及其上的磁钢作直线移动，这时与滑块相对的霍尔元件5检测到磁场的微小变化，将其转化成电信号，经线路板处理后作为测试信号输出。霍尔元件为可编程式，输出电压等参数可由程序进行修改，并可对温度、磁场强度等进行补偿，极大的提高了输出曲线的线性度，同步度等参数。磁钢采用经有限元分析后特别设计的弧型结构，大大提高了传感器的灵敏度，使对微小位移的测量成为可能，实现测量范围0-4mm，测量精度0.01mm的目标。
霍尔式直线小位移传感器可应用于碎纸机、打印机、复印机、涂胶机等多种仪器设备的自动化测量中。
传统的碎纸机的刀片间的距离无法根据纸张的数目进行自动调节，无论放入纸张数目多少，其刀片的距离总是一定的，如果纸张多了，就会卡住。若将传感器装在碎纸机的相应部位，霍尔传感器的测头会随着纸张的数目产生不同的微小变化，并通过输出电压的形式输出，碎纸机的ECU将会根据检测到的输出电压来控制刀片间的距离。
打印机、复印机、印刷机有时会出现一次进入2张纸或以上的现象，若将传感器装在打印机、复印机、印刷机进行前端进纸检测，如一旦检测到超过一张纸时，将会自动停机，进行处理，以减少设备的故障。
涂胶机是将胶涂在纸上的设备，其胶的厚度是有一定标准的，不能过厚也不能过薄，因此需要一套自动控制涂胶量的系统。将霍尔式直线小位移传感器安装在涂胶机出纸的位置，检测涂上胶的不干胶纸的厚度，将其检测到的厚度经传感器转换成电压信号送给ECU，与ECU中的设定值进行比较，让比较后的偏差信号控制涂胶量，从而保证不干胶纸的厚薄符合要求。

Claims (5)

1.霍尔式直线小位移传感器，包括壳体和底板，壳体底部连接底板，其特征是，壳体的一侧设有即插接口，壳体顶端设有圆形孔，壳体内腔紧贴即插接口处设有线路板，线路板与即插接口内的插针之间用导线相连，线路板上焊接霍尔元件，在壳体内腔中设有滑块和测头，滑块和测头为一体结构，测头经壳体顶端圆形孔伸出壳体外，滑块与霍尔元件相对一侧设置磁钢，磁钢和霍尔元件之间设有间隙，所述滑块与底板之间设置有复位弹簧。
2.根据权利要求1所述霍尔式直线小位移传感器，其特征是，所述滑块与壳体内腔滑动配合。
3.根据权利要求1所述霍尔式直线小位移传感器，其特征是，所述霍尔元件为可编程式。
4.根据权利要求1所述霍尔式直线小位移传感器，其特征是，所述磁钢为弧型结构。
5.根据权利要求1所述霍尔式直线小位移传感器，其特征是，所述测头为圆柱型测头。
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