CN106405445A - 扭矩传感器磁通变化检测结构及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种扭矩传感器磁通变化检测结构及其检测方法，检测盖体包括检测上盖和检测下盖，检测盖体内设检测腔体，检测腔体内设扭矩传感器磁通变化的检测电路板，检测环上设永磁铁、内检测环和磁通检测片，检测电路板通过磁通检测片对检测环的磁通变化进行检测；检测电路板上开磁通检测通孔，磁通检测通孔正对磁通量检测芯片设置，磁通检测通孔尺寸大于磁通量检测芯片芯体寸，磁通检测片探入在磁通检测通孔内并贴近磁通量检测芯片，磁通检测片为导磁体结构。永磁体和内检测环相对位置发生变化时，磁通量也将发生变化。检测结构紧凑整体尺寸更小，更利用产品小型号发展需求，磁通变化检测灵敏度及准确率均得到更高的检测效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁通变化检测结构，尤其是涉及一种使用在电动汽车的EPS电动助力转向系统中的扭矩传感器磁通变化检测结构及其检测方法。
背景技术
EPS为英文Electric Power Steering的缩写，即电动助力转向系统，它是指依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统。电动助力转向系统具有回正性好等特性，EPS系统结构紧凑简单，不仅安装操作简便，所需安装空间较小，还可以通过调整EPS控制器的软件，得到最佳的回正性，从而改善汽车操纵的稳定性和舒适性；可由EPS控制器、扭矩传感器、电机总成和减速装置组成，配置到转向装置的齿轮轴，实现了小型轻量化，机械结构更易于整体安装。然而现有EPS的扭矩传感器磁通变化检测结构仍存在着整体结构尺寸较大，存在着EPS扭矩传感器的扭矩传感器检测芯片与扭矩传感器之间的检测距离较大，扭矩传感器芯片与扭矩传感器之间至少存在着所使用PCB板的板厚间隔距离，导致整个扭矩传感器结构尺寸较大，且这也在一定程度上降低了扭矩传感器所能检测到扭矩传感器的检测灵敏度与准确率，最终导致整个电动汽车的扭矩传感器灵敏度低，容易引发交通安全事故现象发生。
发明内容
本发明为解决现有EPS中扭矩传感器磁通变化检测结构存在着结构尺寸大，检测灵敏度与准确率低，导致容易引发交通安全隐患事故现象发生等现状而提供的一种结构尺寸较小，检测灵敏度及准确率更高，降低交通安全隐患事故现象发生的扭矩传感器磁通变化检测结构及其检测方法。
本发明为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种扭矩传感器磁通变化检测结构，包括检测盖体和永磁体，其特征在于：还包括检测环，检测盖体包括检测上盖和检测下盖，检测盖体内设有检测腔体，检测腔体内设有检测扭矩传感器磁通变化的检测电路板，检测环上设有永磁铁、内检测环和磁通检测片，检测电路板通过磁通检测片对检测环的磁通变化进行检测；检测电路板上开有磁通检测通孔，磁通检测通孔设在磁通量检测芯片正对位置处，且磁通检测通孔的通孔外周尺寸大于磁通量检测芯片的芯片芯体尺寸，磁通检测片探入在磁通检测通孔内并贴近磁通量检测芯片，内检测环与磁通检测片均为导磁体结构。避免了电路板板厚带来的间隔距离不利影响，检测结构紧凑整体尺寸更小，更利用产品小型号发展需求，同时磁通检测片可以最大程度上的贴近磁通量检测芯片，磁通变化检测灵敏度及准确率均得到更高的检测效果，提高检测结构的检测准确率与稳定可靠性，有效控制降低交通安全隐患事故现象发生。
作为优选，所述的永磁铁环包括内检测环和永磁铁，永磁铁设在内检测环上，内检测环两外侧分别设有磁通检测片，其中一侧磁通检测片的端头探入在磁通检测通孔内并贴近磁通量检测芯片底部位置处，另一侧磁通检测片的端头设在贴近磁通量检测芯片顶部位置处，内检测环由两个侧检测环相向合体形成，两个侧检测环外侧分别设有磁通检测片。提高磁场检测回路的磁通量变化检测可靠有效性，提高检测精度及检测灵敏性。
作为优选，所述的磁通检测通孔为方形通孔，方形通孔尺寸大于检测电路板上所安装磁通量检测芯片的芯体尺寸。提高磁通检测片的端头探入与磁通检测芯片间的最大贴近距离与贴近面积，提高检测精准性与灵敏性。
作为优选，所述的磁通检测通孔的通孔外周上端面处设有磁通量检测芯片引脚安装焊盘，磁通量检测芯片引脚安装焊盘上设有磁通量检测芯片，磁通量检测芯片的底部正对朝向磁通检测通孔。提高磁通量检测芯片与磁通检测通孔之间的安装定位准确可靠性。
作为优选，所述的检测电路板上设有弧形向外的弧形边侧板体，与弧形边侧板体相对的另一面为直边侧板体。提高检测电路板在检测腔体内的安装定位准确便捷可靠性，防止装反带来的低效率等问题。
作为优选，所述的检测电路板上设有PCB板安装孔，检测盖体上设有磁通检测变化指示窗口。提高安装定位稳定有效性，提高检测结构可视化效果。
作为优选，所述的磁通检测片一端头在探入到磁通检测通孔后与磁通量检测芯片底部之间的间隔距离为0.1～0.3mm。磁通检测片最大程度上的贴近磁通量检测芯片，检测精度及灵敏度高，检测稳定性高。
作为优选，所述的永磁体为径向充磁的多对极磁环,永磁铁的极对数正好与内检测环的齿数相等。提高磁通变化检测效率与精准性。
作为优选，所述的磁通检测片径向截面图为具有一级台阶面的台阶状结构，台阶的上下两阶面长度尺寸具有长度差；其中一个磁通检测片尺寸较长的长阶面背部与内检测环相连接，尺寸较短的短阶面探入到磁通检测通孔内并贴近磁通量检测芯片底部位置处；同样的另外一个磁通检测片尺寸较长的长阶面背部与内检测环相连接，尺寸较短的短阶面贴近磁通量检测芯片顶部位置处。结构简单有效，磁通检测片最大程度上的贴近磁通量检测芯片，检测精度及灵敏度高，检测稳定性高。
本发明的另一个发明目的在于提供一种扭矩传感器磁通变化检测方法，其特征在于：磁场检测回路为从上述技术方案之一的永磁体N极出发经过一侧内检测环，再经过设在内检测环外侧并探入到上述技术方案之一磁通检测通孔内的上述技术方案之一磁通检测片后，磁场穿过磁通量检测芯片底部，再从磁通量检测芯片顶部经过另一设在内检测环外侧的磁通检测片穿到另一侧的内检测环后，再回到永磁铁的S极；当永磁铁和内检测环的相对位置发生旋转变化时，穿过磁通量检测芯片的相对位置也发生变化，磁通量检测芯片检测获得该磁通量的变化输出信号。
本发明的有益效果是：检测结构紧凑整体尺寸更小，更利用产品小型号发展需求，同时磁通检测片可以最大程度上的贴近磁通量检测芯片，磁通变化检测灵敏度及准确率均得到更高的检测效果，提高检测结构的检测准确率与稳定可靠性，有效控制降低交通安全隐患事故现象发生。
附图说明：
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
图1是本发明扭矩传感器磁通变化检测结构的组件炸开结构示意图。
图2是本发明扭矩传感器磁通变化检测结构的总成立体结构示意图。
图3是本发明扭矩传感器磁通变化检测结构的内检测环结构示意图。
图4是本发明扭矩传感器磁通变化检测结构的内检测环侧视结构示意图。
图5是本发明扭矩传感器磁通变化检测结构的永磁铁结构示意图。
图6是本发明扭矩传感器磁通变化检测结构的检测电路板结构示意图。
图7是本发明扭矩传感器磁通变化检测结构的检测电路板在装有磁通量检测芯片时的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示的实施例1中，一种扭矩传感器磁通变化检测结构，包括检测盖体、永磁体40和检测环30，检测盖体包括检测上盖20和检测下盖10，检测盖体内设有检测腔体，检测腔体分别有检测上盖延伸部21与检测下盖延伸部11合体构成，检测上盖延伸部和检测下盖延伸部分别开有容置凹槽12，两个容置凹槽12合体形成用于安装检测电路板的检测腔体，检测腔体内安装有检测扭矩传感器磁通变化的检测电路板50，检测环30上安装有永磁铁40、内检测环32和磁通检测片33，检测电路板50通过磁通检测片33对检测环30的磁通变化进行检测；检测电路板50上开有磁通检测通孔51，磁通检测通孔51开在磁通量检测芯片60正对位置处，且磁通检测通孔51的通孔外周尺寸大于磁通量检测芯片60的芯片芯体尺寸，磁通检测片33安装探入在磁通检测通孔51内并贴近磁通量检测芯片60，磁通检测片为导磁体结构。永磁铁环包括内检测环和永磁铁，永磁铁40安装在内检测环32上，内检测环32两外侧分别安装有磁通检测片33，其中一侧磁通检测片33的端头探入在磁通检测通孔51内并贴近磁通量检测芯片60底部位置处，另一侧磁通检测片33的端头安装在贴近磁通量检测芯片60顶部位置处，内检测环32由两个侧检测环相向合体形成，两个侧检测环外侧分别安装有磁通检测片33，内检测环32与磁通检测片33均为导磁体结构。磁通检测通孔51为方形通孔，方形通孔尺寸大于检测电路板上所安装磁通量检测芯片60的芯体尺寸。并且磁通检测通孔还可更好的实现避免线路布线出现的磁性干扰与爬电现象，更大程度上的避免外界磁通量检测芯片的干扰影响，提高通量检测芯片的检测精准性与稳定可靠性，从而提高整个检测结构的检测精准性与稳定可靠性，磁通检测通孔51的通孔外周上端面处设有磁通量检测芯片引脚安装焊盘，磁通量检测芯片引脚安装焊盘上焊接有磁通量检测芯片60，磁通量检测芯片60的底部正对朝向磁通检测通孔51。检测电路板50上设有弧形向外的弧形边侧板体52，与弧形边侧板体相对的另一面为直边侧板体。检测电路板上开有PCB板安装孔53。检测盖体上设有磁通检测变化指示窗口。磁通检测片33一端头在探入到磁通检测通孔后与磁通量检测芯片60底部之间的间隔距离为0.2mm，更大程度上的贴近磁通量检测芯片60底部，获得更佳检测效果和检测精度。当然也可以将磁通检测片33一端头在探入到磁通检测通孔后与磁通量检测芯片60底部之间的间隔距离为0.1～0.3mm。磁通量检测芯片60底部和顶部的磁通检测片均可实现最大程度上的贴近磁通量检测芯片，从而获得更加精准更加稳定的检测效果，永磁体30为径向充磁的多对极磁环,永磁铁的NS极对数正好与内检测环的齿数相等。磁通检测片33径向截面图为具有一级台阶面的台阶状结构，台阶的上下两阶面长度尺寸具有长度差；其中一个磁通检测片尺寸较长的长阶面背部与内检测环相连接，尺寸较短的短阶面探入到磁通检测通孔内并贴近磁通量检测芯片底部位置处；同样的另外一个磁通检测片尺寸较长的长阶面背部与内检测环相连接，尺寸较短的短阶面贴近磁通量检测芯片顶部位置处。
实施例2：
一种扭矩传感器磁通变化检测方法，磁场检测回路为从实施例1的永磁体N极出发经过一侧内检测环，再经过设在内检测环外侧并探入到实施例1磁通检测通孔内的磁通检测片后，磁场穿过磁通量检测芯片底部，再从磁通量检测芯片顶部经过另一设在内检测环外侧的磁通检测片穿到另一侧的内检测环后，再回到永磁铁的S极；当永磁铁和内检测环的相对位置发生旋转变化时，穿过磁通量检测芯片的相对位置也发生变化，磁通量检测芯片检测获得该磁通量的变化输出信号。
以上内容和结构描述了本发明产品的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解。上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于要求保护的本发明范围之内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种扭矩传感器磁通变化检测结构，包括检测盖体和永磁体，其特征在于：还包括检测环，检测盖体包括检测上盖和检测下盖，检测盖体内设有检测腔体，检测腔体内设有检测扭矩传感器磁通变化的检测电路板，检测环上设有永磁铁、内检测环和磁通检测片，检测电路板通过磁通检测片对检测环的磁通变化进行检测；检测电路板上开有磁通检测通孔，磁通检测通孔设在磁通量检测芯片正对位置处，且磁通检测通孔的通孔外周尺寸大于磁通量检测芯片的芯片芯体尺寸，磁通检测片探入在磁通检测通孔内并贴近磁通量检测芯片，内检测环与磁通检测片均为导磁体结构。
2.按照权利要求1所述的扭矩传感器磁通变化检测结构，其特征在于：所述的内检测环两外侧分别设有磁通检测片，其中一侧磁通检测片的端头探入在磁通检测通孔内并贴近磁通量检测芯片底部位置处，另一侧磁通检测片的端头设在贴近磁通量检测芯片顶部位置处，内检测环由两个侧检测环相向合体形成，两个侧检测环外侧分别设有磁通检测片。
3.按照权利要求1所述的扭矩传感器磁通变化检测结构，其特征在于：所述的磁通检测通孔为方形通孔，方形通孔尺寸大于检测电路板上所安装磁通量检测芯片的芯体尺寸。
4.按照权利要求1所述的扭矩传感器磁通变化检测结构，其特征在于：所述的磁通检测通孔的通孔外周上端面处设有磁通量检测芯片引脚安装焊盘，磁通量检测芯片引脚安装焊盘上设有磁通量检测芯片，磁通量检测芯片的底部正对朝向磁通检测通孔。
5.按照权利要求1所述的扭矩传感器磁通变化检测结构，其特征在于：所述的检测电路板上设有弧形向外的弧形边侧板体，与弧形边侧板体相对的另一面为直边侧板体。
6.按照权利要求1或3或5所述的扭矩传感器磁通变化检测结构，其特征在于：所述的检测电路板上设有PCB板安装孔，检测盖体上设有磁通检测变化指示窗口。
7.按照权利要求1所述的扭矩传感器磁通变化检测结构，其特征在于：所述的磁通检测片一端头在探入到磁通检测通孔后与磁通量检测芯片底部之间的间隔距离为0.1～0.3mm。
8.按照权利要求1或2所述的扭矩传感器磁通变化检测结构，其特征在于：所述的永磁体为径向充磁的多对极磁环,永磁铁的极对数正好与内检测环的齿数相等。
9.按照权利要求1所述的扭矩传感器磁通变化检测结构，其特征在于：所述的磁通检测片径向截面图为具有一级台阶面的台阶状结构，台阶的上下两阶面长度尺寸具有长度差；其中一个磁通检测片尺寸较长的长阶面背部与内检测环相连接，尺寸较短的短阶面探入到磁通检测通孔内并贴近磁通量检测芯片底部位置处；同样的另外一个磁通检测片尺寸较长的长阶面背部与内检测环相连接，尺寸较短的短阶面贴近磁通量检测芯片顶部位置处。
10.一种扭矩传感器磁通变化检测方法，其特征在于：磁场检测回路为从权利要求1～9所述之一的永磁体N极出发经过一侧内检测环，再经过设在内检测环外侧并探入到权利要求1～9所述之一磁通检测通孔内的权利要求1～9所述之一磁通检测片后，磁场穿过磁通量检测芯片底部，再从磁通量检测芯片顶部经过另一设在内检测环外侧的磁通检测片穿到另一侧的内检测环后，再回到永磁铁的S极；当永磁铁和内检测环的相对位置发生旋转变化时，穿过磁通量检测芯片的相对位置也发生变化，磁通量检测芯片检测获得该磁通量的变化输出信号。
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