KR960008000Y1

KR960008000Y1 - Displacement sensor using magnetic effect

Info

Publication number: KR960008000Y1
Application number: KR2019930014328U
Authority: KR
Inventors: 신현정
Original assignee: 만도기계 주식회사; 정몽원
Priority date: 1993-07-29
Filing date: 1993-07-29
Publication date: 1996-09-20
Also published as: KR950004420U

Abstract

요약 없음No summary

Description

Displacement sensor using Hall element

제1도는 종래의 홀 소자를 이용한 변위센서를 나타낸 구조도1 is a structural diagram showing a displacement sensor using a conventional Hall element

제2도는 본 고안에 따른 홀 소자를 이용한 변위센서를 나타낸 구조도.2 is a structural diagram showing a displacement sensor using a Hall element according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

11 : 케이스12, 13 : 제1 및 제2 자석11: Case 12, 13: First and second magnet

14 : 지지체15 : 기판14 support 15 substrate

16 : 홀 소자17 : 링크16 Hall element 17 Link

본 고안은 홀 소자를 이용한 변위센서에 관한 것으로써, 특히 외부로 부터 자계의 영향을 받지않도록 하고 자속밀도를 항상 일정하게 유지하여 정확한 이동변위를 센싱하도록 한 홀 소자를 이용한 변위센서에 관한 것이다.The present invention relates to a displacement sensor using a Hall element, and more particularly, to a displacement sensor using a Hall element so as not to be affected by a magnetic field from the outside and to maintain a constant magnetic flux density so as to sense an accurate displacement.

일반적으로 변위센서는 짧은 거리의 이동변위를 측정하는데 사용되는 것으로, 예를 들면 자동차의 주행중 완충작용에 의해 변위되는 차의 높이 또는 자동차의 주행시 핸들축의 회전변위를 직선변위로 전환 시킨후 핸들축의 토오크등을 센싱하는 곳에 사용된다.In general, the displacement sensor is used to measure the displacement of a short distance, for example, the torque of the handle shaft after converting the height of the vehicle displaced by the buffering action of the vehicle or the rotational displacement of the handle shaft to linear displacement during driving of the vehicle. Used to sense the back.

이러한 변위센서중 홀 소자를 이용한 변위센서는 비접촉형 변위센서로서, 그 구조 및 원리는 제1도에 도시된 바와 같이, ㄷ 형상의 지지체(1) 양측 끝단에 내측을 향하여 직결로 제1 및 제2 자석(2)(3)이 설치되어 있고 제1 및 제2 자석(2)(3)은 소정의 간격을 유지하고 있으며, 마주보는 쪽의 극성은 서로 다른 극성이 오도록 설치되어 있다.The displacement sensor using the Hall element among these displacement sensors is a non-contact type displacement sensor, the structure and principle of which are directly connected inward toward both ends of the c-shaped support 1 as shown in FIG. Two magnets 2 and 3 are provided, and the first and second magnets 2 and 3 maintain a predetermined interval, and opposite polarities are provided so as to have different polarities.

상기 제1 및 제2 자석(2)(3)의 사이에는 홀 소자(4)가 위치되고, 이 홀 소자(4)는 기판(5)상에 설치된 것으로, 제1 및 제2 자석(2)(3) 사이에 형성되는 자속의 밀도에 의해 자체에 흐르는 전류 또는 전압이 변화되도록 되어 있다.The Hall element 4 is positioned between the first and second magnets 2 and 3, and the Hall element 4 is installed on the substrate 5, and the first and second magnets 2 The current or voltage flowing in itself is changed by the density of the magnetic fluxes formed between (3).

또한, 상기 지지체(1)의 일측에는 링크(6)가 연결된 것으로, 링크(6)는 센싱하고자 하는 부위와 연동하여 지지체(1)를 좌우 미세이동 시키게 된다.In addition, the link 6 is connected to one side of the support 1, and the link 6 moves the support 1 in left and right directions in conjunction with a portion to be sensed.

이와 같은 구성의 변위센서는 링크(5)가 센싱하고자 하는 부위와 연동하여 지지체(1)를 좌,우 이송시키게 되면, 이 지지체(1)에 설치된 제1 및 제2 자석(2)(3)도 좌, 우 미세이동하게 되므로, 양측자석(2)(3) 사이에 위치된 홀 소자(4)의 위치가 변위되는 것을 이용하여 이동변위를 센싱하게 된다. 즉, 링크(5)가 도면의 좌측으로 이동할 때는 홀 소자(4)가 제2 자석(3)의 N극과 가까워지고, 링크(5)가 도면의 우측으로 이동할 때에는 홀 소자(4)가 제1자석(2)의 S극과 가까워지게 되는 것으로, 제1 및 제2 자석(2)(3) 사이에 흐르는 자계가 N극에서 S극으로 흐르게 되고, N극에서 S극으로 갈수록 자속밀도는 점점 작아지게 되므로, 홀 소자(4)는 이동변위에 다른 자속밀도의 변화를 이와 대응하여 자체에 흐르는 전류 또는 전압값이 변화되는 것으로 감지하여 이동변위를 센싱하게 되는 것이다.When the displacement sensor having such a configuration transfers the support 1 to the left and right in association with a portion to be sensed by the link 5, the first and second magnets 2 and 3 installed on the support 1 are provided. Also, since the left and right micro-movement, the displacement of the Hall element 4 positioned between the two magnets 2 and 3 is shifted to sense the displacement. That is, when the link 5 moves to the left side of the drawing, the Hall element 4 approaches the N pole of the second magnet 3, and when the link 5 moves to the right side of the drawing, the Hall element 4 is removed. The magnetic pole flowing between the first and second magnets 2, 3 flows from the N pole to the S pole, and the magnetic flux density is closer from the N pole to the S pole. As it becomes smaller and smaller, the Hall element 4 senses a change in magnetic flux density that is different from the displacement, and senses that the current or voltage flowing through it changes, thereby sensing the displacement.

그러나 상기와 같은 구조의 홀 소자를 이용한 변위센서는, 제1 및 제2 자석(2)(3)이 직렬로 설치되고 그 중간에 소정의 간격을 두어 홀 소자(4)가 설치됨으로써 변위센서의 크기가 매우 커지게 된다. 또한 자석을 이용한 것이므로 주변에 형성되는 자계의 영향을 받을 경우 제1 및 제2 자석(2)(3) 사이의 자속밀도 변화가 심하여 변위센싱이 정확하지 못하게 되는 문제점이 있었던 것이다.However, the displacement sensor using the Hall element of the above structure, the first and second magnets (2) (3) are provided in series and the Hall element (4) is provided at a predetermined interval in the middle of the displacement sensor The size becomes very large. In addition, since the magnet is used, the magnetic flux density change between the first and second magnets 2 and 3 is severe when the magnetic field is formed to be affected, so that displacement sensing is not accurate.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 2개의 자석을 병렬로 설치하고 그 사이에 홀 소자가 위치되도록 하여 센서의 크기를 작게 할 수 있으며, 자석과 자석 사이의 간격이 자석의 길이 방향에 대하여 다르게 하여 위치에 따라 자속밀도가 변화되는 것을 이용함으로서 정확한 센싱을 할 수 있는 홀 소자를 이용한 변위센서를 제공하는데 있다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, the purpose is to install the two magnets in parallel and the Hall element is located between them to reduce the size of the sensor, the distance between the magnet and the magnet It is to provide a displacement sensor using a Hall element that can be accurately sensed by using the magnetic flux density is changed according to the position by differently in the longitudinal direction of the magnet.

상기의 목적은 2개의 자석 사이에 홀 소자가 구비되고 홀 소자의 이동에 따른 자석의 자속밀도 변화를 이용하여 좌우 직선운동의 이동변위를 감지하도록 된 홀 소자를 이용한 변위센서에 있어서, 서로 다른 극이 마주보도록 하여 간격이 비례적으로 넓어지도록 소정의 각도로 경사지게 배치된 긴 막대형태의 제1 및 제2 자석과, 상기 제1 및 제2 자석의 배치상태가 유지되도록 일단을 고정하는 지지체와, 기판상에 구비되고 상기 제1 및 제2 자석 사이에 위치되어 자속 밀도의 변화를 감지함으로써 이동변위를 센싱하는 홀 소자와, 상기 자석 및 홀 소자를 수용하는 케이스와, 상기 케이스를 관통하느 일단이 기판과 연결되고 센싱하고자 하는 부위와 연동하여 홀 소자를 좌우 이동시키는 링크를 포함하여 됨을 특징으로 하는 홀 소자를 이용한 변위센서에 의해 달성될 수 있다.The above object is to provide a Hall element between two magnets and different poles in the displacement sensor using the Hall element to detect the displacement of the left and right linear motion by using the magnetic flux density change of the magnet according to the movement of the Hall element, First and second magnets in the form of long rods which are inclined at a predetermined angle so as to face each other so as to have a proportionally wider gap therebetween, and a support for fixing one end to maintain an arrangement state of the first and second magnets; A Hall element provided on the substrate and positioned between the first and second magnets to sense a change in magnetic flux density to sense a movement displacement, a case accommodating the magnet and the Hall element, and one end penetrating the case In the displacement sensor using a Hall element, characterized in that it comprises a link connected to the substrate and moving the Hall element left and right in conjunction with the portion to be sensed It can be achieved.

이하, 본 고안에 따른 변위센서를 첨부도면에 의해 상세하게 설명한다. 제2도는 본 고안에 따른 홀 소자를 이용한 변위센서를 나타낸 것으로, 케이스(11)내에 긴 막대형태의 제1 및 제2자석(12)(13)이 병렬로 구비된다. 싱기 제1 및 제2 자석(12)(13)은 일측의 간격이 가깝고 타측으로 갈수록 점점 멀어지는 간격을 유지하도록 소정의 경사각을 갖으며, 이러한 상태에서 제1 및 제2 자석(12)(13)의 일측이 지지체(14)에 부착되어 고정된다.Hereinafter, the displacement sensor according to the present invention will be described in detail by the accompanying drawings. Figure 2 shows a displacement sensor using a Hall element according to the present invention, the first and second magnets 12, 13 in the form of long rods are provided in parallel in the case (11). The first and second magnets 12 and 13 have a predetermined angle of inclination so as to maintain a distance between one side close to each other and further away from the other side, and in this state, the first and second magnets 12 and 13 One side of is attached to the support 14 is fixed.

또한, 상기 제1 및 제2 자석(12)(13)은 서로 다른 극이 마주보게 하여 자계가 형성되도록 한다. 상기와 같은 제1 및 제2 자석(12)(13) 사이에 기판(15)에 구비된 홀 소자(16)가 위치되고, 기판(15)은 일측이 링크(17)와 연결되며, 링크(17)의 타측은 케이스(11)의 외부로 노출되어 센싱하고자 하는 부위와 연동하도록 되어 있다.In addition, the first and second magnets 12 and 13 face different poles so that a magnetic field is formed. The Hall element 16 provided on the substrate 15 is positioned between the first and second magnets 12 and 13 as described above, and one side of the substrate 15 is connected to the link 17. The other side of 17 is exposed to the outside of the case 11 so as to interlock with a portion to be sensed.

이와 같은 구성의 본 고안은 링크(17)가 센싱하고자 하는 부위와 연동하여 좌, 우 미세이동하게 되면, 기판(15)상에 구비된 홀 소자(16)가 제1 및 제2 자석(12)(13) 사이에서 이들의 간격이 좁은쪽 또는 넓은쪽으로 이동하면서 제1 및 제2 자석(12)(13) 사이에 형성되는 자속밀도의 변화를 감지하여 이동변위를 센싱하게 된다. 즉, 제1 및 제2 자석(12)(13)이 경사지게 설치된 것이므로 도면에서 좌측은 간격이 좁아 이부분에서의 자속밀도가 높게 되고, 우측으로 갈수록 점점 간격이 넓어지면서 비례적으로 자속밀도가 낮아지게 된다. 따라서 홀 센서(16)가 좌우이동하게 되면, 자속밀도의 변화로 인해 자체에 흐르는 전류 및 전압값이 변화하게 되므로 이를 이용하여 이동변위의 센싱이 가능하게 되는 것이다.According to the present invention having the above configuration, when the link 17 moves in a left and right direction in cooperation with a portion to be sensed, the Hall element 16 provided on the substrate 15 may be the first and second magnets 12. The distance between these 13 moves toward the narrower side or the wider side to sense the change of magnetic flux density formed between the first and second magnets 12 and 13 to sense the displacement. That is, since the first and second magnets 12 and 13 are installed to be inclined in the drawing, the left side of the drawing has a narrow gap, so that the magnetic flux density becomes high at this portion, and the gap gradually widens toward the right side, and the magnetic flux density is proportionally low. You lose. Therefore, when the Hall sensor 16 is moved left and right, the current and voltage values flowing through the magnetic flux density is changed so that the displacement of the Hall sensor 16 can be sensed using this.

이와같은 본 고안의 홀 소자를 이용한 변위센서에 의하면, 제1 및 제2 자석이 병렬로 설치되고 그 사이에 홀 소자가 설치되므로 변위센서의 크기를 작게할 수 있다. 또한 제1 및 제2 자석이 경사지게 설치되어 간격이 다르게 됨으로써 각 위치 마다의 자속밀도가 비례적으로 일정하게 변화되므로 이동변위의 센싱을 정확하게 할 수 있으며, 자석은 케이스로 외부로 차단되고 자석이 길고 넓기 때문에 외부로 부터의 자계 영향을 비교적 적게 받아 센싱능률이 향상되는 효과가 있다.According to such a displacement sensor using the Hall element of the present invention, the size of the displacement sensor can be reduced because the first and second magnets are installed in parallel and the Hall element is installed therebetween. In addition, since the first and second magnets are inclined so that the intervals are different, the magnetic flux density of each position is proportionally changed, so that the sensing of the displacement can be accurately sensed. The magnets are blocked to the outside by the case and the magnets are long. Since it is wide, the sensing efficiency is improved by being relatively less affected by the external magnetic field.

Claims

In the displacement sensor using a Hall element provided with a Hall element between two magnets and detecting a displacement of left and right linear motion by using a change in magnetic flux density of the magnet according to the movement of the Hall element, different poles face each other. The arrangement state of the first and second magnets 12 and 13 in the form of long rods and the first and second magnets 12 and 13 arranged inclined at a predetermined angle so as to increase the spacing proportionally is maintained. Hall element which is fixed on the support 14 and the substrate 15 and positioned between the first and second magnets 12, 13 so as to sense the movement displacement by sensing the change in magnetic flux density 16, a case 11 accommodating the magnet and the hall element, and one end penetrates through the case 11 and is connected to the substrate 15 and interlocks with the portion to be sensed to right and left the hall element 16. Hall saw, characterized in that it comprises a link 17 for moving A displacement sensor using a.