CN204065130U - 直轴与交轴磁阻不等的永磁旋转角加速度传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直轴与交轴磁阻不等的永磁旋转角加速度传感器，包括壳体、所述的壳体的中心设有一水平转轴，其特征在于：外定子铁心安装固定在壳体内，外定子的铁心绕组槽内设置有输出绕组，内定子铁心内嵌入永磁磁钢，杯形转子固定并安装在外定子铁心与内定子铁心的气隙间，杯形转子通过活动套与转轴固定连接，转轴通过两个轴承安装在壳体上，外定子的铁心绕组的轴线与内定子铁心内嵌入永磁磁钢的磁轴互相正交。本实用新型与整个全采用永磁磁钢的内定子结构相比，具有更高的灵敏度，且输出电动势与旋转加速度一一对应，精度高，而且，结构简单；由于传感器与传动系统同轴相联，旋转加速度信号获取直接。

Description

直轴与交轴磁阻不等的永磁旋转角加速度传感器

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，具体涉及一种直轴与交轴磁阻不等的永磁旋转角加速度传感器。

背景技术

旋转（角）加速度测量是机械量测量中的最常见测量之一，公知的永磁式旋转（角）加速度其内定子整体采用永磁磁钢，由于永磁磁钢磁阻很大，交轴直轴磁阻相等，而由旋转角加速度在杯形转子中所产生的感应电势大小有限，所以，该电势产生的电流而产生的磁通会很小，从而在输出绕组中产生的感应电势会很小，传感器的灵敏度很低。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种直轴与交轴磁阻不等的永磁旋转角加速度传感器，具有更高的灵敏度，即在同一旋转角加速度的情况下当输出绕组匝数不变时，输出绕组中能输出更大的感应电势。

一种直轴与交轴磁阻不等的永磁旋转角加速度传感器，包括壳体、底座、所述的壳体的中心设有一水平转轴，壳体固定在底座上，外定子铁心安装固定在壳体内，外定子的铁心绕组槽内设置有输出绕组，内定子铁心内嵌入永磁磁钢，杯形转子固定并安装在外定子铁心与内定子铁心的气隙间，杯形转子通过活动套与转轴固定连接，转轴通过两个轴承安装在壳体上，外定子的输出绕组的轴线（直轴）与内定子铁心内嵌入永磁磁钢的磁轴（交轴）互相正交。

另第二种形式:所述的永磁磁钢嵌入外定子铁心，输出绕组设置在外定子铁心内，外定子的输出绕组的轴线（直轴）与嵌入外定子铁心的永磁磁钢的磁轴（交轴）互相正交。定子铁心外设有非铁磁材料固定套，该套与底座固定。

另第三种形式:所述的永磁磁钢嵌入外定子铁心，输出绕组设置在内定子铁心内，内定子铁心的输出绕组的轴线（直轴）与嵌入外定子铁心的永磁磁钢的磁轴（交轴）互相正交。定子铁心外设有非铁磁材料固定套，该套与底座固定。

所述的转轴采用不锈钢材料制作，所述的壳体采用铁磁材料制作，定子铁心采用硅钢片，所述的输出绕组采用铜电磁线，所述的杯形转子绕组采用电阻率小的铜或铝。

有益效果：由于传感器的直轴、交轴磁阻不同，所以与整个全采用永磁磁钢的内定子结构相比，具有更高的灵敏度，且输出电动势与旋转（角）加速度一一对应，精度高，而且，结构简单；由于传感器与传动系统同轴相联，旋转（角）加速度信号获取直接，因此，使用方便。

附图说明

    图1为本实用新型的结构示意图；

    图2为实施例1的结构示意图；

    图3为实施例2的结构示意图；

    图4为实施例3的结构示意图。

具体实施方式

 实施例1，如图1、图2所示，一种直轴与交轴磁阻不等的永磁旋转角加速度传感器，包括壳体2、所述的壳体的中心设有一水平转轴1，外定子铁心3安装固定在壳体2内，外定子的铁心绕组槽内设置有输出绕组6，内定子铁心4内嵌入永磁磁钢7，杯形转子5固定并安装在外定子铁心与内定子铁心的气隙间，杯形转子通过活动套与转轴固定连接，转轴通过两个轴承安装在壳体上，外定子中的输出绕组的轴线（直轴）与内定子铁心内嵌入永磁磁钢的磁轴（交轴）互相正交。

实施例2，如图1、图3所示，一种直轴与交轴磁阻不等的永磁旋转角加速度传感器，包括壳体2、所述的壳体的中心设有一水平转轴1，外定子铁心3外设有非铁磁材料固定套8，该套安装固定在壳体2内，所述的永磁磁钢7嵌入外定子铁心3，输出绕组6设置在外定子铁心3内，外定子中的输出绕组的轴线（直轴）与嵌入外定子铁心的永磁磁钢的磁轴（交轴）互相正交，杯形转子固定并安装在外定子铁心与内定子铁心4的气隙间，杯形转子5通过活动套与转轴1固定连接，转轴1通过两个轴承安装在壳体2上。

实施例3，如图1、图4所示，一种直轴与交轴磁阻不等的永磁旋转角加速度传感器，包括壳体2、所述的壳体的中心设有一水平转轴1，外定子铁心3外设有非铁磁材料固定套8，该套安装固定在壳体2内，所述的永磁磁钢7嵌入外定子铁心3，输出绕组6设置在内定子铁心4内，内定子铁心中的输出绕组的轴线（直轴）与嵌入外定子铁心的永磁磁钢的磁轴（交轴）互相正交。杯形转子固定并安装在外定子铁心与内定子铁心的气隙间，杯形转子5通过活动套与转轴1固定连接，转轴1通过两个轴承安装在壳体2上。 

其工作原理如下：以实例一为例，永磁励磁磁钢嵌于内定子铁心中，输出绕组嵌于外定子铁心中，且输出绕组的绕组轴线与永磁磁钢的磁场方向互相正交，两定子铁心间构成了气隙磁场，杯形转子绕组位于内外定子铁心间的气隙内与定子同心，杯形转子与传感器转轴联接可相对于定子作旋转运动。设输出绕组的轴线为直轴，则永磁磁钢轴线为交轴，磁力线通过内定子时，直轴方向的磁阻主要由内定子铁心的铁磁材料的磁阻决定，交轴方向的磁阻主要则由内定子中的永磁磁钢磁阻决定，所以，直轴的磁阻远小于交轴的磁阻。工作时，传感器转轴与被测系统的传动轴同轴联接。如被测系统的传动轴作恒转速运动，杯形转子也作恒转速运动，则杯形转子绕组中产生电势，此电势产生转子电流，转子电流产生磁场，此时，该磁场磁势幅值恒定，定子输出绕组电势为零；如被测系统的传动轴作非恒转速运动，即存在旋转（角）加速度，则杯形转子也作非恒转速运动，由于，励磁磁场恒定，则杯形转子绕组中产生的电势大小与系统的非恒转速运动的转速相对应，此电势产生转子电流，从而杯形转子中产生随时间变化的电流，该转子电流所产生磁场磁势幅值也随时间变化，该磁势幅值随时间变化的磁场与定子输出绕组交链，从而在定子输出绕组中产生输出电势，该输出电势与系统的转速变化相对应。而且，由于交轴磁阻远比直轴磁阻大，所以，输出绕组中产生的感应电动势与整个内定子都由永磁磁钢构成的情况相比，对应于同一输出绕组匝数、同一磁场强度、同一旋转角加速度，则直轴、交轴磁阻不同的结构能输出更大的输出电动势，即灵敏度提高。 

Claims (8)

1.直轴与交轴磁阻不等的永磁旋转角加速度传感器，其基本型：包括壳体、所述的壳体的中心设有一水平转轴，其特征在于：外定子铁心安装固定在壳体内，外定子的铁心绕组槽内设置有输出绕组，内定子铁心内嵌入永磁磁钢，杯形转子安装在外定子铁心与内定子铁心的气隙间，杯形转子通过活动套与转轴固定连接，转轴通过两个轴承安装在壳体上，外定子的输出绕组的轴线与内定子铁心内嵌入永磁磁钢的磁轴互相正交；输出绕组的内定子铁心为铁磁材料。 

2.根据权利要求1所述的直轴与交轴磁阻不等的永磁旋转角加速度传感器，其特征在于:所述的永磁磁钢嵌入外定子铁心，输出绕组设置在外定子铁心内，外定子铁心外设有非铁磁材料固定套，该套安装固定在壳体内，外定子的输出绕组的轴线与嵌入外定子铁心的永磁磁钢的磁轴互相正交。 

3.根据权利要求1所述的一种直轴与交轴磁阻不等的永磁旋转角加速度传感器，其特征在于:所述的永磁磁钢嵌入外定子铁心，输出绕组设置在内定子铁心内，外定子铁心外设有非铁磁材料固定套，该套安装固定在壳体内，内定子铁心的输出绕组的轴线与嵌入外定子铁心的永磁磁钢的磁轴互相正交。 

4.根据权利要求1所述的直轴与交轴磁阻不等的永磁旋转角加速度传感器，其特征在于:所述的转轴采用不锈钢材料制作。 

5.根据权利要求1所述的直轴与交轴磁阻不等的永磁旋转角加速度传感器，其特征在于:所述的壳体采用铁磁材料制作。 

6.根据权利要求1所述的直轴与交轴磁阻不等的永磁旋转角加速度传感器，其特征在于:定子铁心采用硅钢片。 

7.根据权利要求1所述的直轴与交轴磁阻不等的永磁旋转角加速度传感器，其特征在于:所述的输出绕组采用铜电磁线。 

8.根据权利要求1所述的直轴与交轴磁阻不等的永磁旋转角加速度传感器，其特征在于:所述的杯形转子绕组采用电阻率小的铜或铝。