CN110926318A - 一种用于位置反馈的磁场增强构型的霍尔器传感器 - Google Patents

一种用于位置反馈的磁场增强构型的霍尔器传感器 Download PDF

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周海舰
赵佳佳
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Abstract

本发明涉及一种用于位置反馈的磁场增强构型的霍尔器传感器，包含磁场增强构型结构件、磁铁和开关型霍尔电路组成；磁场增强构型结构件采用导磁材料，回路构型，将磁场束缚在导磁材料中，减少磁场泄露；磁铁安装在导磁材料表面，霍尔电路安装在导磁材料表面；磁铁、结构件和霍尔电路位置固定，隔离片为运动件。本发明将磁场束缚在磁性材料回路内，对感应距离相对不敏感，可减少装调时间。本发明对感应距离不敏感，对环境温度不敏感，显著提高产品的工作一致性。

Description

一种用于位置反馈的磁场增强构型的霍尔器传感器
技术领域
本发明属于电机的位置反馈领域，涉及一种用于位置反馈的磁场增强构型的霍尔器传感器，用于解决霍尔感应器件感应精度及装调效率问题。
背景技术
开关型霍尔电路可用于红外传感器视场切换以及调焦控制的基准建立，优点是成本低。
目前该型霍尔电路应用主要有两种方式：
方式一：侧面经过式感应。如图3、4所示，运动部件(通常为光学镜组结构件)上安装有磁铁，磁铁靠近霍尔器件时，霍尔器件感应到磁铁磁场，认为有效感应。该方式要求磁铁表面与感应器件之间的距离必须足够小，且从两边侧经过会存在一定的误差。
方式二：对心式感应。如图5所示，运动部件(通常为光学镜组结构件)上安装有磁铁，当磁铁接近霍尔器件有效感应距离范围内时，霍尔器件感应到磁铁磁场，认为有效感应。该种方式可避免方式(1)两侧经过的误差，但该方式受环境温度影响较大，当温度改变引起结构变形时，会造成感应精度降低，导致基准建立失败。而且，若器件、磁铁失效或驱动机构失效容易造成霍尔器件撞坏。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种用于位置反馈的磁场增强构型的霍尔器传感器，可改善目前霍尔电路应用造成的误差和可靠性，可提高装调效率，提高可靠性。
技术方案
一种用于位置反馈的磁场增强构型的霍尔器传感器，其特征在于包括第一导磁材料1、第二导磁材料2、磁铁3和霍尔电路4；第一导磁材料1与霍尔电路4共同构成一个凹形结构，其中霍尔电路4位于其中一个端面；第二导磁材料2与磁铁3构成一个凹形结构，其中的一个臂为磁铁3；所述两个凹形结构的凹形宽度一致，凹心相对，且霍尔电路4与磁铁3相对；所述第二导磁材料2的凹形深度大于第一导磁材料1的凹形深度
在两个个凹形结构之间设有一个隔离片6。
所述霍尔电路4采用开关型霍尔电路。
所述第一导磁材料1和第二导磁材料2采用铁。
有益效果
本发明提出的一种用于位置反馈的磁场增强构型的霍尔器传感器，包含磁场增强构型结构件、磁铁和开关型霍尔电路组成；磁场增强构型结构件采用导磁材料，回路构型，将磁场束缚在导磁材料中，减少磁场泄露；磁铁安装在导磁材料表面，霍尔电路安装在导磁材料表面；磁铁、结构件和霍尔电路位置固定，隔离片为运动件。本发明将磁场束缚在磁性材料回路内，对感应距离相对不敏感，可减少装调时间。本发明对感应距离不敏感，对环境温度不敏感，显著提高产品的工作一致性。工作时，在霍尔电路中加入指示灯，隔离片未分割磁铁和霍尔电路前，霍尔电路可有效感应磁场，隔离片分割磁铁和霍尔电路后，霍尔电路未感应磁场，利用此原理，可以判断运动部件是否到位。
可在线监测工作情况，节省人力，提高装调效率。
本发明用于解决霍尔感应器件感应精度及装调效率问题，结合在线检测设计，实时监控，可节省人力成本，有益效果：
1)采用导磁材料利于磁场传输；
2)采用磁场增强构型的磁路结构；
3)采用单极性开关型霍尔感应器件；
4)用于电机位置反馈；
5)配合装调人员进行自动化在线监控装调。
附图说明
图1：本发明的用于位置反馈的磁场增强构型的霍尔器传感器示意图
图2：本发明的用于位置反馈的磁场增强构型的霍尔器传感器中利用隔离片分割磁铁和霍尔电路后，判断运动部件是否到位示意图
图3：现有技术中的侧面经过式感应示意图
图4：现有技术中的侧面经过式感应俯视示意图
图5：现有技术中的对心式感应示意图
图6：实时监控电路示意图
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
本实施例的用于位置反馈的磁场增强构型的霍尔器传感器的体积小，体积包络尺寸：20cm(长)×10cm(宽)×5cm(高)。
设计过程：
(1)本发明选择铁作为导磁材料，在铁结构件表面设计磁铁和霍尔电路安装表面，使得磁铁中心与霍尔器件感应区域中心在同一轴线上。
(2)当本发明的位置反馈的磁场增强构型的霍尔器传感器的磁铁3与霍尔电路4的距离固定后，Bon为开关打开时的磁场强度；Boff为关闭时的磁场强度；
那么，当使用状态时，电路打开时回路中的磁场强度大于Bon时，霍尔器传感器工作；当电路关闭时，磁场强度小于Boff时，霍尔器传感器不工作。
(3)本发明采用开关型霍尔器件作为感应器件，该电路为集电极开路(OC)状态，可在霍尔电路中加入发光二极管，用于指示是否有效感应。将霍尔器件输出信号上拉到VCC即可，电路如图6所示。
根据选择的二极管工作压降VLeddrop和工作电流Iled，设计上拉电阻阻值：
R＝(Vcc-VLeddrop)/Iled；
工作装调：
(1)霍尔电路与磁铁分别安装在导磁材料结构件表面；
(2)将霍尔电路供电，隔离片未分割磁铁和霍尔电路时，霍尔电路上的LED指示灯工作；
(3)隔离片分割磁铁和霍尔电路时，霍尔电路上的LED指示灯熄灭。

Claims (4)

1.一种用于位置反馈的磁场增强构型的霍尔器传感器，其特征在于包括第一导磁材料(1)、第二导磁材料(2)、磁铁(3)和霍尔电路(4)；第一导磁材料(1)与霍尔电路(4)共同构成一个凹形结构，其中霍尔电路(4)位于其中一个端面；
第二导磁材料(2)与磁铁(3)构成一个凹形结构，其中的一个臂为磁铁(3)；
所述两个凹形结构的凹形宽度一致，凹心相对，且霍尔电路(4)与磁铁(3)相对；所述第二导磁材料(2)的凹形深度大于第一导磁材料(1)的凹形深度。
2.根据权利要求1所述用于位置反馈的磁场增强构型的霍尔器传感器，其特征在于：在两个个凹形结构之间设有一个隔离片(6)。
3.根据权利要求1或2所述用于位置反馈的磁场增强构型的霍尔器传感器，其特征在于：所述霍尔电路(4)采用开关型霍尔电路。
4.根据权利要求2所述用于位置反馈的磁场增强构型的霍尔器传感器，其特征在于：所述第一导磁材料(1)和第二导磁材料(2)采用铁。
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