CN113009583A - 一种磁电传感器 - Google Patents

Abstract

一种磁电传感器，包括铁芯、磁通量检测元件、屏蔽盒。至少有三个柱状铁芯，其中至少一个柱状铁芯具有磁性且磁极在两端部。所有柱状铁芯的一端进入一个磁屏蔽盒内，盒体内有一个环状铁芯，进入屏蔽盒内的柱状铁芯的一端沿环状铁芯周长方向等间距与环状铁芯相连。在环状铁芯上两个相邻柱状铁芯的中间位置，装有磁通量检测元件，检测元件产生的电动势或电压进行串联或经信号电路处理，使各个检测元件在环状铁芯中有一个沿环状铁芯周长方向的环形变化磁场时造成的输出电动势（电压变化量）相加，电动势（电压变化量）和作为磁电传感器的输出，该磁电传感器能够减弱或消除传感器外部磁场的干扰，该磁电传感器也可以取消环状铁芯。

Description

一种磁电传感器

技术领域

本发明涉及磁电传感器领域，特别是能够抵抗传感器外部磁场变化造成的干扰的磁电传感器领域。

背景技术

目前公知的磁电传感器由铁磁材料制成的U型铁芯和绕在该铁芯上的线圈组成，铁芯具有磁性，铁芯中的磁感应线通过铁芯的开口和检测区域的空间形成一个闭合回路，当检测区域有铁磁性物质通过，切割检测区域的磁感应线时，引起该磁路中的磁通量产生变化，在线圈中产生出感生电动势，从而得到被检测物通过的信息。

由于该类磁电传感器利用铁芯开口处外露的磁感应线被被检测物切割的方式工作，无法使用铁磁材料将磁电传感器全部封闭，因此当磁电传感器外部的磁场出现变化时，也会引起铁芯中磁通量的变化，在线圈中产生感生电动势，造成干扰。

为减小磁电传感器外部磁场变化时引起的干扰，通常采用在磁电传感器输出端加装滤波电路，减弱干扰信号，但这种方法并不能可靠的消除干扰信号，同时滤波电路还会引起真实信号的畸变。。

发明内容

本发明提供一种在磁电传感器受到外部变化磁场的作用时，磁电传感器输出端无信号输出，在磁电传感器受到外部变化磁场的作用和被检测物同时出现时，磁电传感器只输出被检测物体信号，没有干扰信号输出，本发明的方案是：使用三个或三个以上铁磁质材料制成的柱状铁芯，其中至少一个柱状铁芯带有磁性，且磁极在其两端部，所有柱状铁芯的一端通过屏蔽盒上的孔进入一个铁磁质材料制成的密闭的中空的能够屏蔽磁场的屏蔽盒内，另一端留盒外。屏蔽盒内有一个铁磁质材料制成的环状铁芯，在环状铁芯上找到将环状铁芯周长分为与柱状铁芯的个数相同的等份的等分点，进入屏蔽盒内的柱状铁芯的一端在等分点处与环状铁芯相连，每个柱状铁芯之间的环状铁芯长度相等。在环状铁芯上两个相邻柱状铁芯连接点的中间位置（该位置沿环状铁芯到两个柱状铁芯端面中心点的长度相等），安装有导线绕制的线圈作为磁通量检测元件，线圈将环状铁芯中的磁通量的方向和大小变化转换为电动势的极性和大小变化，线圈的数量与柱状铁芯数量相同。各个线圈的材质、线径、匝数、电阻相同，磁-电转换性能曲线相同。使用一个通交流电的线圈，将其分别套在每一个柱状铁芯上，调整柱状铁芯与环状铁芯的接触状态，使其左右相邻的线圈输出电压相同。我们假设环状铁芯中有一个沿环状铁芯周长方向的环形磁场，当这个磁场变化时，各线圈瞬时输出电动势极性相同的端子规定为同名端，另一个端子为异名端，将环状铁芯上所有线圈按照一个线圈的同名端与另一个线圈的异名端相连的方式进行串连，留下两个端子不连，作为磁电传感器的输出端子。

上述磁电传感器的环状铁芯也可以在两个相邻的柱状铁芯中间点位置开槽或断开，开槽或断开形成两个截面，一个截面上的任意一点和另一个截面上的对应点在环状铁芯周长方向上到各自相邻的柱状铁芯连接端面中心点的最短长度应相等。

上述磁电传感器还可以取消环状铁芯上的所有线圈，在环形铁芯上开槽或断开形成的两个截面之间安装全极性的线性霍尔传感器代替线圈作为磁通量检测元件，该全极性线性霍尔传感器在没有磁感应线穿过时，输出电压为全极性线性霍尔传感器供电电源电压的二分之一左右的一个值，当磁感应线从一个方向穿过时，输出电压随磁感应强度增大而上升，当磁感应线从反方向穿过时，输出电压随磁感应强度增大而下降。所安装的全极性线性霍尔传感器的转换特性应一致，全极性线性霍尔传感器安装的方向和具体位置是：假设环状铁芯中有一个沿环状铁芯周长方向的环形磁场且各段环状铁芯中的磁感应强度相同，环形磁场磁感应强度变化，所有的线性霍尔传感器输出端电压同时增大或者同时减小，并且输出电压相等。使用一个电源电路和一个信号处理电路，电源电路给各全极性线性霍尔传感器和信号处理电路供电，电源电路中设置一个对电源电路负极电压等于全极性线性霍尔传感器在磁感应强度等于零时的输出电压的电压端子作为地线端子，磁电传感器工作时每个全极性线性霍尔传感器的输出端对地线端子的电压可能为正电压，也可能为负电压，将每个全极性线性霍尔传感器的输出端子对地线端子的电压，送入信号处理电路，由信号处理电路对所有全极性线性霍尔传感器的输出端子对地线端子的电压进行求和，信号处理电路输出的电压之和对地线端子的电压，作为磁电传感器的输出。该磁电传感器有磁性的柱状铁芯的磁场强度应选择使在该柱状铁芯与相邻柱状铁芯使用铁磁质物质直接贴合连通并且叠加出现最大外部磁场干扰时，两柱状铁芯之间的开槽或断开形成的两个截面之间的磁感应强度不超过全极性线性霍尔传感器工作时的最大磁感应强度。

上述磁电传感器的柱状铁芯和环状铁芯可以做成一体。柱状铁芯使用激磁线圈，接通交流电流产生磁性的磁电传感器，柱状铁芯和环形铁芯应采用多层薄片状材料堆叠形成，以减少涡流损耗和发热。

上述环状铁芯在两个相邻的柱状铁芯中间点位置断开的磁电传感器，如果环状铁芯为平面环形，柱状铁芯与环状铁芯连接端面的中心等间隔分布在一个圆的圆周上，环状铁芯断开形成的截面与柱状铁芯的侧面在环状铁芯部位的延长面重合，就形成了只有柱状铁芯而没有环状铁芯的磁电传感器，屏蔽盒内两个相邻的柱状铁芯端部的磁感应线由于没有铁芯，有一部分通过空气连通，另一部分通过柱状铁芯端部与屏蔽盒的空气再通过屏蔽盒体再通过另一个柱状铁芯端部与屏蔽盒的空气连通，通过空气连通的磁感应线至少会有一部分穿过磁通量检测元件，磁通量检测元件也可以检测到柱状铁芯间的磁通变化，因此，该电磁传感器也可以取消环状铁芯。取消环状铁芯后，通过柱状铁芯端部与屏蔽盒的空气再通过屏蔽盒体再通过另一个柱状铁芯端部与屏蔽盒的空气连通的磁感应线由于比通过空气连通的磁感应线磁阻小，数量多，造成通过空气连通并穿过磁通量检测元件的磁感应线少，磁电传感器输出小，应尽量做大屏蔽盒的体积，使屏蔽盒内柱状铁芯端部与屏蔽盒的距离增大，从而使通过空气的磁感应线的数量增多，通过磁通量检测元件的磁感应线增多，磁电传感器的输出增大。同时，类似于有环状铁芯时两个相邻柱状铁芯之间的环状铁芯长度应相等，无环状铁芯时，任意两个相邻的柱状铁芯端部之间磁阻也应相同，由于两个相邻的柱状铁芯端部之间的磁感应线分为两部分，一部分是通过空气连通，另一部分通过柱状铁芯端部与屏蔽盒的空气再通过屏蔽盒体再通过另一个柱状铁芯端部与屏蔽盒的空气连通，通过空气的磁路的磁阻由于两相邻的柱状铁芯的间距相等，该路磁阻是相同的，通过空气间隙和屏蔽盒的磁路的磁阻与屏蔽盒内柱状铁芯端部与屏蔽盒的距离相关，这就应使一个柱状铁芯上的任意一点与屏蔽盒点的任意一点的距离和其它柱状铁芯都是相同的，即一个柱状铁芯上的任一点到以该点为参照点确定的屏蔽盒上的任一点的距离与其他柱状铁芯上对应的点到以该对应点为参照点确定的屏蔽盒上的对应点的距离相同。

将该磁电传感器放置在被检测物体经过的区域内，并使被检测物体通过时切割到有磁性的柱状铁芯和相邻柱状铁芯的盒体外端部散发出的磁感应线，从而引起磁电传感器的输出端电动势（电压）的变化，得到被被检测物的信号。

当磁电传感器外部出现磁场时，该磁场只能通过屏蔽盒外露的柱状铁芯进入环状铁芯，并在进入的柱状铁芯与环状铁芯的连接处分为左右方向相反的两路在环状铁芯内向远端扩散，我们以磁电传感器有三个磁通量检测元件为例，干扰磁场进入的柱状铁芯左右两侧的磁通量检测元件产生的电动势（电压变化量）相等，会相互抵消，剩余的一个距磁场进入的柱状铁芯最远、到磁场进入的柱状铁芯左右距离相等的磁通量检测元件由于包围的铁芯中磁场为零，不生产感生电动势（电压变化量），磁电传感器输出端没有电动势（电压）输出，有奇数个磁通量检测元件的磁电传感器在外磁场干扰出现时都是类似如此。如磁电传感器有四个磁通量检测元件，干扰磁场进入的柱状铁芯一侧的两个磁通量检测元件产生的电动势（电压变化量）和另一侧的两个磁通量检测元件产生的电动势（电压变化量）相等，会相互抵消，磁电传感器没有电动势（电压）输出，有偶数个磁通量检测元件的磁电传感器在外磁场干扰出现时都是类似如此。因此，在磁电传感器外部出现磁场的干扰时，磁电传感器没有输出。

当有铁磁质物质通过，切割到有磁性的柱状铁芯和相邻柱状铁芯的屏蔽盒外端部散发出的磁感应线，两铁芯间的磁通量变化，通过实验验证，切割到的有磁性的柱状铁芯和相邻柱状铁芯之间的磁通量检测元件产生的感生电动势（电压变化量）和其它磁通量检测元件产生的感生电动势（电压变化量）之和不相等，磁电传感器会有感生电动势（电压）输出。

当磁电传感器外部出现磁场和被检测物通过的情况同时出现，相当于以上两种情况的叠加，磁电传感器只有被检测物通过产生的感生电动势（电压）输出。因此，该磁电传感器能够消除外部磁场干扰，只输出被检测物体的信号。

磁电传感器使用的几个柱状铁芯的材质、结构、体积以及与环状铁芯连接的面积应相同，如不同，则在外部磁场干扰时，磁电传感器各磁通量检测元件上的感生电动势（电压变化量）不能完全抵消，仍会有部分感生电动势（电压变化量）输出；环状铁芯应材质均匀，截面大小处处相同，相邻的两个柱状铁芯之间的长度相同，如不相同，磁电传感器在外部磁场出现时各磁通量检测元件上产生的感生电动势（电压变化量）不能完全抵消，仍会有部分感生电动势（电压变化量）输出，但与现有的单个线圈结构的传感器相比，在干扰磁场强度、铁芯截面积、线圈匝数相同的情况下，输出的干扰电动势（电压）有减少，仍有减小干扰的作用。

柱状铁芯至少一个具有磁性，其他的柱状铁芯是否有磁性，对磁电传感器抵抗外部磁场干扰的性能没有影响，可以是任意个柱状铁芯有磁性。

柱状铁芯的磁性可以通过给柱状铁芯充磁获得或者直接使用永久磁铁做柱状铁芯，也可以在柱状铁芯端部加装永久磁铁获得，加装永久磁铁时，永久磁铁的一个磁极与柱状铁芯的端部相连，另一个磁极朝向检测区域，柱状铁芯端部可以在屏蔽盒内，永久磁铁朝向检测区域的端部伸出屏蔽盒外。还可以在柱状铁芯上加装激磁线圈，通电产生磁性，电源可以是交流电源、直流电源或直流脉动电源，激磁产生的磁场的方向应是磁场的磁极在柱状铁芯的两个端部。

在使用永久磁铁做柱状铁芯或加装永久磁铁使柱状铁芯产生磁性时，可以使其中的几个永久磁铁有磁性，其他的进行退磁。

各个柱状铁芯屏蔽盒外的端部磁极性可以相同也可以不同，两个相邻的端部磁极性不同则在被检测物体通过时，磁电传感器有较大的电动势（电压）输出。

环状铁芯的环形可以是在一个平面内的环形，也可以是立体的环形。

屏蔽盒与柱状铁芯可以相接触或不接触，相接触时，会减弱磁电传感器在被检测物检测时信号的输出强度。

磁电传感器如只有一个柱状铁芯有磁性，被检测物只在该柱状铁芯上方通过，同时、等量的切割该柱状铁芯散发出的与左、右两个相邻柱状铁芯相连的两条磁感应线时，磁电传感器没有感生电动势（电压）输出；如磁电传感器柱状铁芯的个数为偶数，我们选择任一有磁性的柱状铁芯将其标注为1号柱状铁芯，其他柱状铁芯沿环状铁芯顺一个方向标注为2、3、4…n号，被检测物通过时只切割1号和(n/2+1)号柱状铁芯之间的磁力线，磁电传感器是没有电动势输出的，除以上两种情况之外，被检测物在任何一个柱状铁芯的端部通过，或在任何两个柱状铁芯之间通过，切割该铁芯端部的磁感应线，都会引起磁电传感器有感生电动势（电压）输出。如磁电传感器有二个及以上柱状铁芯有磁性，被检测物体在任何一个柱状铁芯的端部通过，切割该铁芯端部的磁感应线，都会引起磁电传感器有感生电动势（电压）输出，所以该磁电传感器也可以只将有磁性的柱状铁芯和除(n/2+1)号柱状铁芯之外的任意一个或几个柱状铁芯端部露出屏蔽盒外，其他柱状铁芯封闭在屏蔽盒内。

当磁电传感器采用在一个柱状铁芯上缠绕线圈并在线圈中通过脉动电流进行激磁，如果柱状铁芯伸出屏蔽盒的端部呈一条直线布置，激磁的柱状铁芯不在所有柱状铁芯的中心位置或者有两个及以上的柱状铁芯被激磁，被激磁的柱状铁芯没有以柱状铁芯外露的整个端部的中心为中心对称布置或者激磁强度、磁场变化初相位、频率不同，在没有被检测物体时，磁电传感器就有感生电动势（电压）输出，这时，可以使用一个固定装置，产生与该感生电动势（电压）相同的电动势（电压），反接进行抵消，该固定装置可以是一个与该磁电传感器一样的磁电传感器，以使磁电传感器在没有被检测物时，信号输出为零。

附图说明

图1是磁电传感器示意图，使用三个柱状铁芯，一个圆形环状铁芯，使用的磁通量检测元件是线圈，标有N、S的柱状铁芯带有磁性，同时N、S的位置表示磁极位置和磁极性。

图2是使用全极性线性霍尔传感器作为磁通量检测元件的磁电传感器屏蔽盒内结构示意图，使用三个柱状铁芯，一个圆形环状铁芯，环状铁芯是断开的，标有N、S的柱状铁芯带有磁性，同时N、S的位置表示磁极位置和磁极性，该图没有画出屏蔽盒。

图3是没有环状铁芯，使用线圈作为磁通量检测元件的磁电传感器屏蔽盒内结构示意图，使用三个柱状铁芯，三个柱状铁芯伸向屏蔽盒的端部装有永久磁铁，其中标有N、S的永久磁铁带有磁性，没标N、S的永久磁铁没有磁性，同时N、S的位置表示磁极位置和磁极性。

图4是图3的俯视剖面图，三个柱状铁芯在屏蔽盒内的端面中心点分布在双点划线圆上，三个柱状铁芯在屏蔽盒内的端面中心在该圆上等间隔分布，图中的细波折线为剖面线。

图5是没有环状铁芯，使用全极性线性霍尔传感器作为磁通量检测元件的磁电传感器示意图，使用三个柱状铁芯，三个柱状铁芯伸向屏蔽的盒端部装有永久磁铁，其中标有N、S的永久磁铁带有磁性，没标N、S的永久磁铁没有磁性，同时N、S的位置表示磁极位置和磁极性。

图6是环状铁芯为立体环形的磁电传感器结构示意图，有三个柱状铁芯，标有N、S的柱状铁芯带有磁性，同时N、S的位置表示磁极位置和磁极性。

图7是图6所示磁电传感器屏蔽盒内结构示意图。

图8是环状铁芯为立体环形的磁电传感器屏蔽盒内结构示意图，有四个柱状铁芯，标有N、S的柱状铁芯带有磁性，同时N、S的位置表示磁极位置和磁极性，该图没有画出屏蔽盒。

图9是环状铁芯为平面环形的磁电传感器屏蔽盒内结构示意图，有三个柱状铁芯，标有N、S的柱状铁芯带有磁性，同时N、S的位置表示磁极位置和磁极性，在中间的柱状铁芯上绕有激磁线圈，可以通以电流，产生与该柱状铁芯永久磁场方向相同的磁场，该图没有画出屏蔽盒。

图10是环状铁芯为平面环形的磁电传感器结构示意图，有三个柱状铁芯，三个柱状铁芯伸向屏蔽盒的端部装有永久磁铁，标有N、S的柱状铁芯带有磁性，同时N、S的位置表示磁极位置和磁极性，该磁电传感器的环状铁芯在两个相邻的柱状铁芯之间的中间位置是断开的，在断开出的两个截面之间安装有全极性线性霍尔传感器。

图11是采用全极性线性霍尔传感器作为磁通量检测元件的磁电传感器的电源电路原理图。

图12是采用全极性线性霍尔传感器作为磁通量检测元件的磁电传感器的信号处理电路原理图。

以上图中1是柱状铁芯； 2是环状铁芯；3是线圈；4是屏蔽盒； 5是线圈串联导线；6是磁电传感器输出端；7是全极性线性霍尔传感器；8是全极性线性霍尔传感器的输出端；9是激磁线圈；10是永久磁铁。柱状铁芯或永久磁铁上标有N、S字母的表示该柱状铁芯带有磁性，N、S的位置表示磁极位置，永久磁铁没有标N、S字母的表示该永久磁铁已退磁，没有磁性。IC₁、IC₂、IC₃ 为全极性线性霍尔传感器，IC₄ IC₅ 为集成运算放大器，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈、R₉、R₁₀为电阻，C₁、C₂ C₃ C₄为电容，E_V为电池， V₊为电源电路正极，V_-为电源电路负极，“⊥”为地线端子， out为信号处理电路输出端。

具体实施方式

为使更加具体、完整的了解本发明，下面结合具体实施例对本发明进行说明。

实施例一：磁电传感器采用如附图9所示的内部结构，环状铁芯采用宽18毫米，厚度0.1毫米的坡莫合金钢带或硅钢带在一个类似“B”字形状的模具上沿“B”字外型廓叠绕20层，叠厚20毫米作为环状铁芯，柱形铁芯使用三个直径18毫米，长度30毫米，磁极在柱形的两端的钕铁硼永久磁铁，三个磁铁的剩磁强度相同。将三个柱形铁芯的一端与环状铁芯相连，每两个柱形铁芯之间的环状铁芯的长度相同，三个柱形铁芯轴向中心线处在一个平面上，三个柱形铁芯中间的柱状铁芯磁性S极与环状铁芯相连，另两个柱形铁芯则N极与环状铁芯相连，在环状铁芯两个柱状铁芯的中间的位置，用直径0.1毫米的漆包线绕6000匝作为线圈，绕制时，我们假设将环状铁芯从任一柱状铁芯的位置切开，展成一条直线，三个线圈按相同的方向绕制，线圈的绕制时起头的一端称为头，结尾的一端称为尾，共绕3个检测线圈。任选一个线圈为第一线圈，其它两个为第二线圈、第三线圈，将第一个线圈的尾与第二个线圈的头连接，第二个线圈的尾与第三个线圈的头连接，第一个线圈的头和第三个线圈的尾作为磁电传感器的输出端子。使用直径0.2毫米的漆包线绕中间的柱状铁芯2000匝，作为激磁线圈。使用厚度0.1毫米的坡莫合金薄板或硅钢薄板制作一个中空的盒子作屏蔽盒，将以上的柱状铁芯、环状铁芯和线圈封闭起来，盒子上开三个直径20毫米的孔，三个孔处在一条直线上，三个柱状铁芯没有与环状铁芯连接的一端通过这三个孔伸出屏蔽盒子，激磁线圈可以在屏蔽盒内也可以在屏蔽盒外，屏蔽盒内灌注环氧树脂或沥青，以减小震动干扰。整个磁电传感器再用0.2mm厚的铜板密封起来，作为电场屏蔽盒，以抵抗电场干扰。将该磁电传感器安装在被检测物通过的径路上，并使被检测物通过时能够依次切割到三个柱状铁芯之间的磁感应线，在磁电传感器的输出端就会出现感生电动势，从而获得被检测物通过的信号。当磁电传感器没有输出信号时，可以给激磁线圈一个脉冲电流，如磁电传感器有输出，说明有检测物停留于磁电传感器上，可以用于静止的被检测物体的检测，该磁电传感器的磁屏蔽和电场屏蔽屏蔽盒可以做成多层，以提高屏蔽效果。

该磁电传感器输出被检测物通过信号准确，无迟滞。但不使用激磁线圈时，在被检测物低速通过或检测物停留在磁电传感器上方时，输出电动势变小或没有输出，使用激磁线圈需要电源及供电线路，增加了能耗。

实施例二：磁电传感器采用如附图10所示的内部结构，环状铁芯采用坡莫合金或硅钢浇铸成类似“B”字形状的环状铁芯，铁芯任意一点截面尺寸相同。柱形铁芯用硅钢材质的三个直径18毫米，长度10毫米的圆柱体，三个柱状铁芯的一端与环状铁芯相连，并且每个柱形铁芯之间的环状铁芯的长度一致，三个柱状铁芯轴向中心线在一个平面上，在三个柱形铁芯的另一端，各装有一个直径18毫米，长度20毫米的柱形的钕铁硼永久磁铁，三个永久磁铁磁感应强度相同。三个柱形铁芯中间的柱状铁芯永久磁铁N极与其端部相连，另两个柱状铁芯则S极与其端部相连，使用厚度0.1毫米的坡莫合金薄板或硅钢薄板制作一个中空的盒子作屏蔽盒，将以上的柱状铁芯、环状铁芯和全极性线性霍尔传感器封闭起来，盒子上开三个直径20毫米的孔，永久磁铁朝向检测区域的一端通过屏蔽盒上的孔伸出屏蔽盒。环状铁芯在两个柱之间的中间位置断开，将环形分成三段，每段长度、体积相等，在环状铁芯三个断开处的截面之间安装霍尔传感器，霍尔传感器采用全极性线性霍尔传感器，并且三个霍尔传感器特性相同，包括最低、最高输出电压对应的磁场强度相同、零磁场输出电压相同、相同磁感应强度输出电压相同。我们假设在环状铁芯断开前，将环状铁芯在任一个柱状铁芯处断开，将环形展成一条直线，则所有的霍尔磁电传感器有标记的一面都应朝向一个方向，使得在环形铁芯中出现环形磁场且三段环形铁芯磁场强度相同时，三个霍尔传感器输出电压相同且同时增长或同时减小。线性霍尔传感器使用一个直流电源电路供电，在该电源电路上有一个对电源负极的电压等于霍尔磁电传感器在磁场为零时的输出电压值的电压点作为地线端子，调整霍尔磁电传感器在两个截面之间的位置和距两个截面的距离，使得在没有检测物时，中间柱状铁芯相邻的两个霍尔传感器输出端对地线端子电压相等，极性相反，另一个霍尔传感器输出电压对地线端子为零。将三个霍尔传感器输出端各通过一个相同阻值的电阻与地联接，将这三个电阻上的电压送入一个比例加法运算电路进行求和，比例加法运算电路也使用霍尔传感器电源供电，比例加法运算电路输出端电压与地线端子的相对电压作为磁电传感器的输出。

该磁电传感器能够在被检测物通过时，输出交流电压信号，在被检测物低速通过时，输出电压大小不受被检测物移动速度的影响，同时在检测物停留在磁电传感器上方时，也能输出一个直流电压信号。该磁电传感器缺点是需要电源，使用的三个霍尔磁电传感器要求特性完全相同，包括最低、最高输出电压对应磁场强度相同，零磁场输出电压相同。

Claims (4)

1.一种磁电传感器，包括铁芯、磁通量检测元件、激磁线圈、永久磁铁、屏蔽盒，至少有三个柱状铁芯（1），其中至少一个柱状铁芯采用充磁或缠绕激磁线圈（9）通电或在端部加装永久磁铁（10）或使用永久磁铁做柱状铁芯的方法使其具有磁性且磁极在柱状体的两端部，所有柱状铁芯的一端通过屏蔽盒上的孔进入一个铁磁质材料制成的屏蔽磁场的屏蔽盒内（4），其特征是：屏蔽盒内有一个环状铁芯（2），进入屏蔽盒内的柱状铁芯的一端沿环状铁芯周长方向等间距与环状铁芯相连，每个柱状铁芯之间的环状铁芯长度相等，在环状铁芯上两个相邻柱状铁芯的中间位置，装有导线绕制的线圈（3）作为磁通量检测元件，各个线圈的材质、线径、匝数、电阻相同，我们假设环状铁芯中有一个沿环状铁芯周长方向的环形磁场，当这个磁场变化时，各线圈瞬时输出电动势极性相同的端子我们称为同名端，另一个端子为异名端，将环状铁芯上所有线圈按照一个线圈的同名端与另一个线圈的异名端相连的方式进行串连，留下两个端子不连，作为磁电传感器的信号输出端子。

2.如权利要求1所述的磁电传感器，环状铁芯为平面环形，柱状铁芯与环状铁芯连接端面的中心等间隔分布在一个圆的圆周上，其特征是：取消环状铁芯（2），一个柱状铁芯上的任一点到以该点为参考点确定的屏蔽盒上的任一点的距离与其他柱状铁芯上对应的点到以该对应点为参考点确定的屏蔽盒上的对应点的距离相同。

3.如权利要1所述的磁电传感器，其特征是：环状铁芯（2）在两个相邻的柱状铁芯中间点位置开槽或断开，开槽或断开形成两个截面，一个截面上任意的点和另一个截面上对应点在环状铁芯周长方向上到各自相邻的柱状铁芯与柱状铁芯连接端面中心点的最短长度相等，取消所有线圈（3），在开槽或断开点的两个截面之间安装全极性的线性霍尔传感器（7）代替线圈作为磁通量检测元件，所有全极性的线性霍尔传感器（7）的转换特性一致，全极性线性霍尔传感器在两个截面中安装的方向和放置的具体位置是：假设环状铁芯中出现一个沿环状铁芯周长方向的环形磁场且各段环状铁芯中的磁感应强度相同，环形磁场磁感应强度变化，所有的全极性线性霍尔传感器（7）输出端电压同时增大或者同时减小，并且输出电压相等，使用一个电源电路和信号处理电路，电源电路给各全极性线性霍尔传感器和信号处理电路供电，电源电路有一个对电源电路负极电压等于全极性线性霍尔传感器（7）在磁感应强度等于零时的输出电压的电压端子作为地线端子，将每个全极性线性霍尔传感器（7）的输出端子（8）对地线端子的电压，送入一个信号处理电路，进行电压求和，信号处理电路输出的电压之和对地线端子的电压，作为磁电传感器的输出（out），磁电传感器有磁性的柱状铁芯的磁场强度，应使在该柱状铁芯与相邻柱状铁芯使用铁磁质物质直接贴合连通并且叠加出现最大外部磁场干扰时，两柱状铁芯之间的开槽或断开的两个截面之间的磁感应强度不超过全极性线性霍尔传感器工作时的最大磁感应强度。

4.如权利要求3所述的磁电传感器，环状铁芯为平面环形，柱状铁芯与环状铁芯连接端面的中心等间隔分布在一个圆的圆周上，其特征是：取消环状铁芯（2），一个柱状铁芯上的任一点到以该点为参考点确定的屏蔽盒上的任一点的距离与其他柱状铁芯上对应的点到以该对应点为参考点确定的屏蔽盒上的对应点的距离相同。

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