CN105092879B - 复合电子元件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合电子元件，包括外壳(4)、条形磁铁(1)及磁感应元件(2)；所述磁感应元件(2)及所述条形磁铁(1)固定设置于所述外壳(4)上；在外界磁感移动部件的作用下所述条形磁铁(1)的“0”磁点中位能够沿所述条形磁铁(1)N极到S极的排列方向相对于所述磁感应元件(2)移动；所述磁感应元件(2)的感应面朝向所述条形磁铁(1)平行于其N极与S极排列方向的一侧；所述“0”磁点中位的移动行程经过所述磁感应元件(2)的感应面；所述“0”磁点中位为所述条形磁铁(1)沿N极到S极的排列方向的一侧上磁感应强度为0毫特的位置。本发明提供的复合电子元件，提高了复合电子元件的传感精度。

Description

复合电子元件

技术领域

本发明涉及传感设备技术领域，特别是涉及一种复合电子元件。

背景技术

磁铁本身是一个能导致空间产生直线运动的物殊物质。而空间运动导致了空间密度发生变化，空间密度的变化使空间产生扩散运动。进而产生了磁铁外磁场的磁力线分布情况。如图1所示，图1为点磁铁的磁力线情况，但是，实际生活中不存在点磁铁。而条形磁铁1的磁力线情况如图2所示。

以车速传感器为例，其传感原理为：磁铁及磁感应元件的相对运动，使得磁感应元件对磁铁产生的磁力线进行感应并作为感应信号输出。目前，磁感应元件位于磁铁的S极或N级进行相对远离或靠近的运动，进而产生感应信号。如图3和图4所示，以磁感应元件工作在磁铁的N级驱动方式为例，通过磁感应元件相对于磁铁的N级的远离与靠近，使得磁感应元件利用磁铁在空间的强度变化，产生磁感应信号并输出。但是，在这种情况下，磁场强度变化较小，很难及时并准确的使磁感应元件产生磁感应信号，进而使得车速传感器的传感精度不高。

因此，如何提高传感精度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合电子元件，以提高传感精度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种复合电子元件，包括外壳、条形磁铁及磁感应元件；

所述磁感应元件及所述条形磁铁固定设置于所述外壳上；在外界磁感移动部件的作用下所述条形磁铁的“0”磁点中位能够沿所述条形磁铁N极到S极的排列方向相对于所述磁感应元件移动；

所述磁感应元件的感应面朝向所述条形磁铁的侧面；所述“0”磁点中位的移动行程经过所述磁感应元件的感应面；

所述“0”磁点中位为所述条形磁铁沿N极到S极的排列方向的一侧上磁感应强度为0毫特的位置。

优选地，上述复合电子元件中，所述磁感应元件的感应面朝向所述条形磁铁且与所述条形磁铁的移动方向相互平行。

优选地，上述复合电子元件中，所述外壳为筒状结构，所述条形磁铁为柱状结构；所述外壳与所述条形磁铁同轴布置。

优选地，上述复合电子元件中，所述外壳为尼龙套。

优选地，上述复合电子元件中，所述磁感应元件的连接引线由所述外壳远离其用于与所述外界磁感移动部件相对的面的一侧穿出。

优选地，上述复合电子元件中，所述磁感应元件为霍尔元件。

本发明提供的复合电子元件，磁感应元件的感应面朝向条形磁铁平行于其N极与S极排列方向的一侧，且磁感应元件与条形磁铁均固定在外壳内。当外界磁感移动部件远离条形磁铁时，外界磁感移动部件与条形磁铁之间的间隙较大，二者之间的吸引力较小，条形磁铁的“0”磁点中位位置基本不变，使得其“0”磁点中位相对于磁感应元件不发生变化；当外界磁感移动部件靠近条形磁铁时，条形磁铁与条形磁铁之间的间隙较小，二者之间的吸引力较大，条形磁铁的“0”磁点中位受磁性吸引力的作用向外界磁感移动部件所在的方向移动，使得其“0”磁点中位向外界磁感移动部件的方向移动，磁感应元件在条形磁铁的“0”磁点中位产生的磁场区域移动，而磁感应元件感应到“0”磁点中位的磁场强度的变化变化后将感应信号输出。由于磁感应元件位于“0”磁点中位产生的磁场区域内移动，磁场强度的变化率较大，以便于及时并准确的使磁感应元件产生磁感应信号，提高了复合电子元件的传感精度。

附图说明

图1为点磁铁的磁力线的结构示意图；

图2为条形磁铁的磁力线的结构示意图；

图3为现有技术中的复合电子元件的第一种状态的结构示意图；

图4为现有技术中的复合电子元件的第二种状态的结构示意图；

图5为本发明所提供的条形磁铁的磁力线的结构示意图；

图6为本发明所提供的车速传感器的第一种状态的结构示意图；

图7为本发明所提供的车速传感器的第二种状态的结构示意图。

图8为本发明所提供的复合电子元件的剖视结构示意图；

图9为本发明所提供的复合电子元件的俯视结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种复合电子元件，以提高复合电子元件的传感精度。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图8和图9，图8为本发明所提供的复合电子元件的剖视结构示意图；图9为本发明所提供的复合电子元件的俯视结构示意图。

在这一具体实施方式中，复合电子元件包括外壳4、条形磁铁1及磁感应元件2。

在外界磁感移动部件与条形磁铁1产生磁性吸引力时，条形磁铁1的“0”磁点中位沿其N极与S极的排列方向相对于磁感应元件2移动。其中，在外界磁感移动部件的作用下条形磁铁1的“0”磁点中位能够沿条形磁铁1N极到S极的排列方向相对于磁感应元件2移动，即，外界磁感移动部件沿靠近及远离条形磁铁1的N极端部或S极端部移动。

而磁感应元件2的感应面朝向条形磁铁1平行于其N极与S极排列方向的一侧；“0”磁点中位的移动行程经过磁感应元件2的感应面。

其中，“0”磁点中位为沿N极到S极的排列方向的一侧上磁感应强度为0毫特的位置。

如图5所示，条形磁铁1垂直于N极到S极的排列方向的中心线位置存在一个特殊的磁场区域，即长条形磁铁的“0”磁点中位产生的类似于点磁铁产生的磁场区域。在这一区域内随着磁感应元件2的位置的变化，磁场强度的变化率增大。

以直径4mm，长度5mm的条形磁铁1进行测试，得出的数据如下：

表1条形磁铁的端部的磁感应强度

而该条形磁铁1的N极与S极排列方向的一侧的磁感应强度在“0”磁点中位的磁感强度为0毫特。以具条形磁铁1的垂直距离(垂直于N极与S极的排列方向)为1mm使检测得出，由“0”磁点中位向N极移动0.1mm的磁感强度为15毫特，由“0”磁点中位向S极移动0.1mm的磁感强度为-15毫特；由“0”磁点中位向N极移动2.5mm(N极端部)的磁感强度为380毫特，由“0”磁点中位向S极移动2.5mm(S极端部)的磁感强度为-380毫特。可以理解的是，在实际过程中，磁感应元件2与条形磁铁1的间距(即上述的垂直距离)优选为小于1mm，如0.3mm、0.6mm等，其磁感强度的变化更大。

以磁感应元件2为施密特特性为2毫特、7毫特的霍尔元件为例：

现有技术中，7毫特为距离条形磁铁的端部10-11mm的磁感强度，2毫特为距离条形磁铁的端部16-17mm的磁感强度。因此，磁感应元件2与条形磁铁1之间的位移变化需要在条形磁铁的端部10-11mm到条形磁铁的端部16-17mm位置之间，即，磁感应元件2相对于条形磁铁1由其端部10-11mm到其端部的16-17mm之间移动才能产生相应的磁感应信号。

本实施例中，磁感应元件2相对于条形磁铁1的“0”磁点中位向N极与S极排列方向移动0.1mm即可产生磁感应信号。并且，在磁感应元件2经过“0”磁点中位时，会引起电平翻转。

在无外界磁场影响时，条形磁铁1的“0”磁点中位为垂直于N极到S极的排列方向的中心线位置。而在有外界磁场影响时，条形磁铁1的“0”磁点中位受外界磁场及条形磁铁1自身磁场的叠加产生的磁感应强度为0毫特的位置。如两个条形磁铁1的异极相互靠近，则二者的“0”磁点中位沿相互靠近的方向移动。

由此可知，本发明实施例提供的复合电子元件，磁感应元件2的感应面朝向条形磁铁1平行于其N极与S极排列方向的一侧，且磁感应元件2与条形磁铁1均固定在外壳4内。当外界磁感移动部件远离条形磁铁1时，外界磁感移动部件与条形磁铁1之间的间隙较大，二者之间的吸引力较小，条形磁铁1的“0”磁点中位位置基本不变，使得其“0”磁点中位相对于磁感应元件2不发生变化；当外界磁感移动部件靠近条形磁铁1时，条形磁铁1与条形磁铁1之间的间隙较小，二者之间的吸引力较大，条形磁铁1的“0”磁点中位受磁性吸引力的作用向外界磁感移动部件所在的方向移动，使得其“0”磁点中位向外界磁感移动部件的方向移动，磁感应元件2在条形磁铁1的“0”磁点中位产生的磁场区域移动，而磁感应元件2感应到“0”磁点中位的磁场强度的变化变化后将感应信号输出。由于磁感应元件2位于“0”磁点中位产生的磁场区域内移动，磁场强度的变化率较大，以便于及时并准确的使磁感应元件2产生磁感应信号，提高了复合电子元件的传感精度。

可以理解的是，本发明实施例提供的复合电子元件适用于对具有磁性的部件(外界磁感移动部件)的移动特性进行传感。在安装复合电子元件时，需要确保外界磁感移动部件在移动过程中相对于复合电子元件的条形磁铁1的端部(N极端部或S极端部)靠近或远离，以便于实现条形磁铁1的“0”磁点中位的移动，达到复合电子元件的磁感应元件2产生磁感应信号的效果。而外界磁感移动部件可以为铁材料、钴材料或镍材料制作的部件，也可以直接应用磁铁。通常为铁材料制作的外界磁感移动部件。

为了进一步提高传感效果，磁感应元件2的感应面朝向条形磁铁1且与条形磁铁1的移动方向相互平行。也可以使磁感应元件2的感应面与条形磁铁1的移动方向之间倾斜设置，在此不再详细介绍且均在保护范围之内。

由于复合电子元件需要安装于其检测的设备的壳体内，体积较小。为了简化复合电子元件结构，便于安装的同时方便复合电子元件的制造，如图8和图9所示，条形磁铁1及磁感应元件2固定于外壳4内。当外界磁感移动部件远离条形磁铁1时，外界磁感移动部件与条形磁铁1之间的间隙较大，二者之间的吸引力较小，，条形磁铁1及磁感应元件2位于外壳4内，条形磁铁1的“0”磁点中位相对于磁感应元件2不发生变化；当外界磁感移动部件靠近条形磁铁1时，条形磁铁1与条形磁铁1之间的间隙较小，二者之间的吸引力较大，条形磁铁1的“0”磁点中位受磁性吸引力的作用向外界磁感移动部件所在的方向移动，条形磁铁1及磁感应元件2的位置发生变化，进而达到磁感应元件2在条形磁铁1“0”磁点中位产生的磁场区域移动的效果。

当然，也可以将外壳设置为弹性套，在外界磁感移动部件与条形磁铁1之间的吸引力较大时，使得条形磁铁1上的“0”磁点中位在条形磁铁1上向外界磁感移动部件移动的同时，弹性套弹性变形，条形磁铁1受磁性吸引力的作用也会向外界磁感移动部件移动，提高了“0”磁点中位相对于磁感应元件2的位移距离。

进一步地，外壳4为筒状结构，条形磁铁1为柱状结构；外壳4与条形磁铁1同轴布置。通过上述设置，提高了条形磁铁1相对于外壳4的移动稳定性。

为了确保磁感应效果，外壳4为尼龙套。也可以采用其他材料制作外壳4，在此不再详细介绍且均在保护范围之内。

为了便于固定，磁感应元件2的连接引线由外壳4远离其用于与外界磁感移动部件相对的面的一侧穿出。通过上述设置，避免了磁感应元件2的连接引线与外界磁感移动部件发生干涉。

进一步地，磁感应元件2为霍尔元件。霍尔元件具有高电平状态及低电平状态，在霍尔元件经过“0”磁点中位时，电平状态发生翻转，即由高电平状态翻转为低电平状态或由低电平状态翻转为高电平状态，进而将这电平状态翻转信号作为感应信号输出。也可以采用其他磁感应元件，如干簧管等。随着外界磁感移动部件的移动，霍尔元件(磁感应元件2)将产生一列方波。

如图6和图7所示，以车速传感器，包括计数齿3，计数齿3为磁性材料计数齿(优选铁材料计数齿)；还包括如上所述的复合电子元件，计数齿3作为外界磁感移动部件与复合电子元件对应设置。

在将车速传感器安装于车体上后，车速传感器与变速箱的壳体连接，而计数齿3与变速箱输出轴连接并随之转动。

以磁感应元件2为霍尔元件为例，随着计数齿3的转动，磁感应元件2将产生一列方波，汽车仪表对方波脉冲进行计数，进而通过运算得出到了汽车的速度信息。

计数齿3作为外界磁感移动部件，计数齿3作为外界磁感移动部件与复合电子元件对应设，使得条形磁铁1与计数齿的排列方向沿条形磁铁1的N极与S极的排列方向布置，即，计数齿设置于条形磁铁1的一端(S极端部或N极端部)。当计数齿3的齿底与复合电子元件相对时，计数齿3与条形磁铁1之间的间隙较大，二者之间的吸引力较小，条形磁铁1的“0”磁点中位位置基本不变，使得其“0”磁点中位相对于磁感应元件2不发生变化；当计数齿3的齿尖旋转到与复合电子元件相对时，计数齿3与条形磁铁1之间的间隙较小，二者之间的吸引力较大，复合电子元件内条形磁铁1的“0”磁点中位受磁性吸引力的作用向计数齿3移动，使得其“0”磁点中位向计数齿3的方向移动，磁感应元件2在条形磁铁1的“0”磁点中位产生的磁场区域移动，而磁感应元件2感应到“0”磁点中位的磁场强度的变化变化后将感应信号输出。

当然，也可以将复合电子元件设置于其他设备中。如检测气缸内活塞往复次数。仅需将活塞整体或活塞端部设置磁性部件作为外界磁感移动部件，使其与复合电子元件的条形磁铁1一端(N极端部或S极端部)对齐，在活塞在气缸内往复运动时，形成靠近及远离条形磁铁1一端的往复运动，实现条形磁铁1的“0”磁点中位受磁感移动部件的磁性吸引力的作用，以便于磁感应元件2因“0”磁点中位的移动产生磁感应信号。还可以设置为其他设备中进行传感，在此不再一一累述且均在保护范围之内。

进一步地，条形磁铁1沿N极与S极排列方向的中心线与计数齿3的中心线位于同一平面内。即，计数齿3的中点位于条形磁铁1沿N极与S极的中心线上。进而提高计数齿3在转动过程中其齿底或齿尖与条形磁铁1对齐的精确性。

以上对本发明所提供的复合电子元件进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种复合电子元件，其特征在于，包括外壳(4)、条形磁铁(1)及磁感应元件(2)；

所述磁感应元件(2)及所述条形磁铁(1)固定设置于所述外壳(4)上；在外界磁感移动部件的作用下所述条形磁铁(1)的“0”磁点中位能够沿所述条形磁铁(1)N极到S极的排列方向相对于所述磁感应元件(2)移动；

所述磁感应元件(2)的感应面朝向所述条形磁铁(1)的侧面；所述“0”磁点中位的移动行程经过所述磁感应元件(2)的感应面；

所述“0”磁点中位为所述条形磁铁(1)沿N极到S极的排列方向的一侧上磁感应强度为0毫特的位置；在无外界磁场影响时，所述条形磁铁(1)的“0”磁点中位为垂直于N极到S极的排列方向的中心线位置，而在有外界磁场影响时，所述条形磁铁(1)的“0”磁点中位为受外界磁场及所述条形磁铁(1)自身磁场的叠加产生的磁感应强度为0毫特的位置；在所述磁感应元件(2)经过所述“0”磁点中位时，会引起电平翻转。

2.根据权利要求1所述的复合电子元件，其特征在于，所述磁感应元件(2)的感应面朝向所述条形磁铁(1)且与所述条形磁铁(1)的移动方向相互平行。

3.根据权利要求1所述的复合电子元件，其特征在于，所述外壳(4)为筒状结构，所述条形磁铁(1)为柱状结构；所述外壳(4)与所述条形磁铁(1)同轴布置。

4.根据权利要求1所述的复合电子元件，其特征在于，所述外壳(4)为尼龙套。

5.根据权利要求1所述的复合电子元件，其特征在于，所述磁感应元件(2)的连接引线由所述外壳(4)远离其用于与所述外界磁感移动部件相对的面的一侧穿出。

6.根据权利要求1-5任一项所述的复合电子元件，其特征在于，所述磁感应元件(2)为霍尔元件。