CN202747994U

CN202747994U - 一种新型霍尔式角位移传感器

Info

Publication number: CN202747994U
Application number: CN 201220387825
Authority: CN
Inventors: 俞志根; 王秀林
Original assignee: ZHEJIANG HUIREN ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG HUIREN ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2012-08-07
Filing date: 2012-08-07
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2022-08-07

Abstract

本实用新型涉及一种传感器，具体为一种新型霍尔式角位移传感器。由信号输入部分和信号处理部分构成，信号输入部分包括转轴、设置在转轴一端的扁圆形磁铁和带外螺纹的铜轴承，信号处理部分包括电路板和设置在电路板上的霍尔元件及其外围电路。本实用新型的角位移传感器采用了集成霍尔元件，可实现360度范围内无死角不接触测量角位移，寿命可达亿次以上，分辨力能达到0.09度以上，如果采用更高位的模数转换则可达到更高的分辨力；可输出多种信号形式，满足各种系统需要；通过编程可进行零位校准、模式转换和输出形式转换等多种功能。

Description

一种新型霍尔式角位移传感器

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，具体为一种新型霍尔式角位移传感器。

背景技术

角位移传感器广泛应用于机电一体化控制系统中的角度控制，在机械设备制造、化工过程控制、建筑设备、仪器仪表、医疗仪器生产等各种需要控制角度的场合。主要有电阻式、电容式、电感式、光电式、光栅式等许多种，目前市场上常用的是电阻式的角位移传感器，它技术成熟、价格便宜，但只能输出模拟信号、测量角度范围只有350°左右，由于电刷的存在，机械寿命只有几百万次，属于有接触式测量。

传统的导电塑料角位移传感器，是在绝缘基体上通过印刷或喷涂上一层导电塑料膜，两端焊上银电极，然后电刷在上面转动时通过设在壳体上的电极和电刷引线输出与电刷位移有关的模拟电压量作为角位移信号，虽然电路结构是简单的，但存在几方面的致命缺陷：一是只能获得350°左右的角度位置信息，无法实现360°全范围测量角位移；二是分辨力有限，虽然，理论输出电压是连续的，可实现无穷小的分辨力，但实际上由于电刷与电阻膜的触点有一定的大小，故分辨力是很有限的，一般只能达到0.5°左右；三是输出零位难校准，因为导电塑料膜比电刷要宽几倍，因此电刷在转动到零位时与银电极之间还有一定的距离，两者之间是有电阻的，故输出信号是不为零的，所以传感器的零点较难校准；四是电刷与导电塑料膜的摩擦导致使用寿命有限，国内一般只有2000万次左右，国外高的可达亿次，但价格就贵了；五是密封性能较差，由于无法把机械部分与电气部分隔开，故在环境恶劣的使用场合，灰尘和水气较易进入，影响传感器的输出精度，甚至损坏传感器。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种新型霍尔式角位移传感器的技术方案。

所述的一种新型霍尔式角位移传感器，由信号输入部分和信号处理部分构成，所述信号输入部分包括转轴、设置在转轴一端的扁圆形磁铁和带外螺纹的铜轴承，转轴与带外螺纹的铜轴承配合连接，铜轴承通过其外螺纹螺接配合在轴承透盖上，所述转轴上设置有环形槽，环形槽内卡接设置起限位作用的开口挡圈，设置扁圆形磁铁的转轴端处于轴承透盖内，转轴另一端位于铜轴承外连接被测机构；所述信号处理部分包括电路板和设置在电路板上的霍尔元件及其外围电路，电路板设置在轴承透盖与后盖连接处，电路板上设置霍尔元件及其外围电路，在设置霍尔元件相对一侧的电路板上设置信号输出接口，在电路板与扁圆形磁铁之间设置绝缘隔套，绝缘隔套将扁圆形磁铁和霍尔元件隔开。

所述的一种新型霍尔式角位移传感器，所述转轴与铜轴承之间设置尼龙轴套。

所述的一种新型霍尔式角位移传感器，所述扁圆形磁铁粘接在转轴末端的凹槽内。

所述的一种新型霍尔式角位移传感器，所述后盖与轴承透盖上均开设有设置霍尔元件输出接口的通孔。

所述的一种新型霍尔式角位移传感器，所述连接被测机构的转轴端设置为扁头结构或开设连接槽。

所述的一种新型霍尔式角位移传感器，所述后盖与轴承透盖、绝缘隔套与轴承透盖之间均粘接配合。

本实用新型的角位移传感器采用了集成霍尔元件，可实现360度范围内无死角不接触测量角位移，寿命可达亿次以上，分辨力能达到0.09度以上，如果采用更高位的模数转换则可达到更高的分辨力；可输出多种信号形式，满足各种系统需要；通过编程可进行零位校准、模式转换和输出形式转换等多种功能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是转轴第一种实施例的结构示意图；

图3是转轴第二种实施例的结构示意图；

图4是转轴第三种实施例的结构示意图；

图中：1-霍尔元件,2-扁圆形磁铁,3-轴承透盖,4-铜轴承,5-开口挡圈,6-转轴,7-尼龙轴套,8-绝缘隔套,9-电路板,10-信号输出接口,11-后盖，12-环形槽。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型做进一步说明：

新型霍尔式角位移传感器，由信号输入部分和信号处理部分构成，信号输入部分包括转轴6、设置在转轴一端的扁圆形磁铁2和带外螺纹的铜轴承4，扁圆形磁铁2可粘接在转轴6末端的凹槽内，转轴6与带外螺纹的铜轴承4配合连接，可以在转轴6与铜轴承4之间设置尼龙轴套7，保证连接的可靠性，铜轴承4通过其外螺纹螺接配合在轴承透盖3上，在转轴6上设置有环形槽12，环形槽12内卡接设置起限位作用的开口挡圈5，设置扁圆形磁铁2的转轴端处于轴承透盖3内，转轴6另一端位于铜轴承4外连接被测机构，该连接被测机构的转轴端设置为扁头结构或开设连接槽，也可以直接过盈配合；信号处理部分包括电路板9和设置在电路板9上的霍尔元件1及其外围电路，霍尔元件1的输出精度非常重要，如用AS5040可输出10位数字信号，用AS5045则可输出12位精度的数字信号；电路板9设置在轴承透盖3与后盖11连接处，电路板9上设置霍尔元件1及其外围电路，在设置霍尔元件相对一侧的电路板上设置信号输出接口10，在电路板与扁圆形磁铁之间设置绝缘隔套8，绝缘隔套8将扁圆形磁铁2和霍尔元件1隔开。后盖与轴承透盖、绝缘隔套与轴承透盖之间均粘接配合，后盖、轴承透盖和绝缘隔套将电路板固定在一个密封的空间内，可很好地保护电路板不受外界电磁场的干扰，提高的传感器的抗干扰能力和运行稳定性。后盖与轴承透盖上均开设有设置霍尔元件输出接口的通孔，使传感器输出接口露出，便于接线。

本实用新型霍尔式角位移传感器的工作过程如下：被测角度量由被测机构通过转轴输入，转轴6带动扁圆形磁铁2一起旋转引起磁场转动，引起集成霍尔元件1内的霍尔片产生霍尔电势，霍尔电势经过集成霍尔元件内部电路的放大、整形、滤波和模数转换等处理，将角度的转动量变成数字电压信号通过电路板9上的信号输出接口10向外输出被测机构角度的变化信息，从而实现对转角的测量。

本实用新型与传统导电塑料角位移传感器的技术参数对比见下表。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims

1.一种新型霍尔式角位移传感器，其特征在于由信号输入部分和信号处理部分构成，所述信号输入部分包括转轴、设置在转轴一端的扁圆形磁铁和带外螺纹的铜轴承，转轴与带外螺纹的铜轴承配合连接，铜轴承通过其外螺纹螺接配合在轴承透盖上，所述转轴上设置有环形槽，环形槽内卡接设置起限位作用的开口挡圈，设置扁圆形磁铁的转轴端处于轴承透盖内，转轴另一端位于铜轴承外连接被测机构；所述信号处理部分包括电路板和设置在电路板上的霍尔元件及其外围电路，电路板设置在轴承透盖与后盖连接处，电路板上设置霍尔元件及其外围电路，在设置霍尔元件相对一侧的电路板上设置信号输出接口，在电路板与扁圆形磁铁之间设置绝缘隔套，绝缘隔套将扁圆形磁铁和霍尔元件隔开。

2.根据权利要求1所述的一种新型霍尔式角位移传感器，其特征在于所述转轴与铜轴承之间设置尼龙轴套。

3.根据权利要求1所述的一种新型霍尔式角位移传感器，其特征在于所述扁圆形磁铁粘接在转轴末端的凹槽内。

4.根据权利要求1所述的一种新型霍尔式角位移传感器，其特征在于所述后盖与轴承透盖上均开设有设置霍尔元件输出接口的通孔。

5.根据权利要求1所述的一种新型霍尔式角位移传感器，其特征在于所述连接被测机构的转轴端设置为扁头结构或开设连接槽。

6.根据权利要求1所述的一种新型霍尔式角位移传感器，其特征在于所述后盖与轴承透盖、绝缘隔套与轴承透盖之间均粘接配合。