CN212458247U - 一种霍尔角度传感器 - Google Patents
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Abstract
一种霍尔角度传感器，包括霍尔传感器与磁钢，所述磁钢为截面为半圆形拼成圆形的圆柱磁钢，磁钢的磁场分布形式是，圆形截面的东西直径方向为N极，与东西直径方向垂直的方向为S极，磁钢能够绕轴旋转，霍尔传感器置于磁钢圆柱侧。本申请提供一种霍尔角度传感器，尤其是一种比较简明结构的霍尔角度传感器，为了解决线性角度测量问题，本申请在磁钢旋转时具有很好的转角度变化的线性磁场。而且所述磁钢的结构简明易制作。可以采用稀土制备本申请磁钢。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种霍尔角度传感器，通过磁路设计，与转动角度形成线性对应关系，再通过霍尔元件检测线性变化的磁场，转化为电信号，实现对角度的检测。
背景技术
霍尔角度传感器是一种利用霍尔效应原理的磁敏传感器，用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔角度传感器其工作原理是利用霍尔效应，将非电、非磁的物理量例如转动角度转变成电量来进行检测和控制，具有耐振动、抗干扰、精度高等优点。霍尔角度传感器上的旋转轴在转动时，带动旋转轴上的磁钢一起转动，在一定的角度范围内，磁钢的磁场强度成线性变化，通过霍尔元件检测出线性变化的磁场强度，经调理放大。输出电信号，即随转动角度输出呈线性变化的电信号，实现对转动角度的检测。
这种传感器可以实现角度的“无接触”检测，即测量电路与被测角度完全隔离，它们靠磁场进行耦合，检测电路的感应、输出电路是完全电隔离的。检测过程中，被测量的运动状态不受检测电路的影响，检测电路也不受被检量的影响。
现有的角度传感器比较复杂，如CN201910887182.1涉及角度传感器系统。磁场产生部产生与检测对象的角度相关的检测对象磁场。角度传感器包含第一磁传感器、第二磁传感器和运算器。第一磁传感器在第一检测位置上检测包含检测对象磁场的第一施加磁场，并且生成与检测对象的角度具有对应关系的第一检测信息。第二磁传感器在第二检测位置上检测包含检测对象磁场的第二施加磁场，并且生成与检测对象的角度具有对应关系的第二检测信息。运算器使用第一检测信息和第二检测信息生成角度检测值。第二检测位置上的检测对象磁场的强度相对于第一检测位置上的检测对象磁场的强度之比为1.65以上。
实用新型内容
本实用新型目的是，提供一种霍尔角度传感器，尤其是一种比较简明结构的霍尔角度传感器，为了解决线性角度测量问题而研制开发的。
本实用新型的技术方案是，一种霍尔角度传感器，包括霍尔传感器与磁钢，所述磁钢为截面为半圆形拼成圆形的圆柱磁钢，磁钢的磁场分布形式是，圆形截面的东西直径方向为N极，与东西直径方向垂直的方向为S极，磁钢能够绕轴旋转，霍尔传感器置于磁钢圆柱侧。
所述磁钢的结构为：两个截面为半圆形的圆柱(片)磁钢贴合合并而成，每个截面为半圆形的圆柱(片)磁钢的磁场方向为弦的方向上。NNSS贴合(胶合)后，则磁钢截面为圆形的圆柱(片)磁钢
传感器的工作过程为由霍尔元件检测随角度旋转成线性变化的磁场，因此设计出随旋转角度变化的线性磁场就相当重要。如图1所示的圆形磁钢，随磁钢的旋转，在旋转的一定角度内，磁钢所产生的磁场是成线性的且具有较好的线性度。
有益效果，本申请提供一种霍尔角度传感器，尤其是一种比较简明结构的霍尔角度传感器，为了解决线性角度测量问题，本申请在磁钢旋转时具有很好的转角度变化的线性磁场。而且所述磁钢的结构简明易制作。可以采用稀土或铁氧体永磁体制备本申请磁钢。
附图说明
图1所示的传感器的圆形磁钢及霍尔元件检测的结构示意图。图1A给出的磁钢旋转时H磁场强度，图1B为磁钢为截面为半圆柱拼成圆形的圆柱磁钢。
图2霍尔元件输出电压一般为毫伏级，所以实际使用时都采用运算放大器加以放大。
图3霍尔角度传感器的电路原理示意图。
图4传感器外形结构示意图。
图5一只半圆极磁钢的结构示意图。
具体实施方式
图1-3中，图1所示的传感器的圆形磁钢及霍尔元件检测的结构示意图中。
所述磁钢为截面为半圆形拼成圆形的圆柱磁钢(在垂直方向有两对磁极NS)，磁钢的磁场分布形式是，圆形截面的东西直径方向为N极，与东西直径方向垂直的方向为S极，磁钢能够绕轴旋转，霍尔传感器置于磁钢圆柱侧。旋转时H给出的磁场强度图1A，图1B为磁钢为截面为半圆形拼成圆形的圆柱磁钢。
所述磁钢的结构为：两个截面为半圆形的圆柱磁钢贴合合并而成，每个截面为半圆形的圆柱磁钢的磁场方向为弦的方向上；NNSS贴合后，则磁钢截面为圆形的圆柱磁钢。
结构设计方案图：该传感器外形结构见下图4：全金属外壳1、轴承2、轴3、第二轴承4、检测及信号处理电路5。
在结构设计上，由于磁钢材料加工特性，在磁路设计时，将磁钢外形设计为半圆形，采用一对半圆极设计(图5)。在检测过程中，由于磁路设计为强磁场设计，霍尔元件始终处于强磁场中，且选用的是高灵敏度的霍尔元件，因此微小的距离变化均会引起输出较大的变化。针对这个问题，采用双轴承设计，同时采用将磁钢镶嵌在轴3中的设计，元器件组合单元固定在外壳上，这样保证了霍尔元件近磁钢、且与旋转轴三者相对固定。外壳材料采用金属材料，整体成型，在满足测量精度的条件下，提高了产品整体强度，同时提高了产品电磁兼容性。
利用本实用新型的霍尔角度传感器编制了详细规范，在第三方检测机构进行了鉴定试验，一次性通过了鉴定试验，并随用户整机产品进行了考核，满足了用户的需求。
Claims (2)
1.一种霍尔角度传感器，包括霍尔传感器与磁钢，其特征是，所述磁钢为截面为半圆形拼成圆形的圆柱磁钢，磁钢的磁场分布形式是，圆形截面的东西直径方向为N极，与东西直径方向垂直的方向为S极，磁钢能够绕轴旋转，霍尔传感器置于磁钢圆柱侧。
2.根据权利要求1所述的霍尔角度传感器，其特征是，所述磁钢的结构为：两个截面为半圆形的圆柱磁钢贴合合并而成，每个截面为半圆形的圆柱磁钢的磁场方向为弦的方向上；NNSS贴合后，则磁钢截面为圆形的圆柱磁钢。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202021137558.1U CN212458247U (zh) | 2020-06-18 | 2020-06-18 | 一种霍尔角度传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202021137558.1U CN212458247U (zh) | 2020-06-18 | 2020-06-18 | 一种霍尔角度传感器 |
Publications (1)
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| CN212458247U true CN212458247U (zh) | 2021-02-02 |
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Family Applications (1)
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| CN202021137558.1U Active CN212458247U (zh) | 2020-06-18 | 2020-06-18 | 一种霍尔角度传感器 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN212458247U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115096264A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-09-23 | 昆明理工大学 | 一种新型全向倾角传感器及其使用方法 |
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2020
- 2020-06-18 CN CN202021137558.1U patent/CN212458247U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115096264A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-09-23 | 昆明理工大学 | 一种新型全向倾角传感器及其使用方法 |
| CN115096264B (zh) * | 2022-07-25 | 2023-01-13 | 昆明理工大学 | 一种新型全向倾角传感器及其使用方法 |
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