MXPA06009102A - Sensor magnetico de posicion angular. - Google Patents

Abstract

Un sensor magnetico de posicion angular, montado entre dos elementos portadores (1, 2), que se pueden mover en rotacion en relacion mutua, alrededor de un eje de rotacion (X), el sensor comprende primeramente un cuerpo magnetico (3), que define una zona de trabajo (4), en la cual se extiende un campo magnetico, que tiene lineas de campo perpendiculares al eje de rotacion (X( y en segundo termino, un miembro detector que comprende al menos una sonda (5), que se extiende dentro de la zona de trabajo (4) del miembro magnetico (3), con el fin de proporcionar una senal (6) como una funcion de la orientacion angular de la sonda (5), con relacion a las lineas de campo en la zona de trabajo, en la cual el miembro magnetico comprende dos segmentos de iman paralelos y dos piezas de polo alargadas de material ferromagnetico, que se extienden perpendicularmente a los segmentos de iman y que cubren sus extremos.

Description

SENSOR MAGNÉTICO DE POSICIÓN ANGULAR La invención se refiere a un sensor magnético de posición angular, en particular para una válvula que regula el sistema de recirculación del gas de escape.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Tales válvulas comprenden dos elementos portadores, montados para moverse en rotación en relación mutua, por ejemplo, el cuerpo de válvula y el árbol de una válvula de mariposa que regula el flujo (o el árbol de control de la válvula) , junto con un sensor magnético de posición angular, montado entre los elementos portadores. El sensor comprende primeramente un miembro magnético, que define una zona de trabajo, en la cual se extiende un campo magnético, que tiene líneas del campo perpendiculares al eje de rotación, y en segundo término, un mimbro detector, que tiene al menos una sonda sensible al magnetismo, que se extiende en la zona de trabajo en un plano perpendicular al plano de las lineas del campo, con el fin de proporcionar una señal eléctrica que es función de la orientación angular de la sonda, con relación a las líneas de campo que intersecta. En general, es conveniente obtener censores que entreguen una señal lineal. Sin embargo, este requisito para la linealidad, significa que el miembro magnético debe tener una estructura que es compleja, tal que la señal resultante sea muy sensible a la sonda que se desplaza con relación a su posición nominal en la zona de trabajo.

OBJETO DE LA INVENCIÓN Un objeto de la invención es proporcionar un sensor magnético de la posición angular, que sea relativamente insensible a la colocación de la sonda con relación al miembro magnético.

BREVE COMPENDIO DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la invención, el miembro magnético comprende dos segmentos de imán paralelos y dos piezas de polo alargados de un material ferromagnétco, que se extiende perpendicularmente a los segmentos del imán y que cubren sus extremos . Tal configuración hace posible establecer, dentro de la zona de trabajo, un campo magnético casi uniforme, que tiene líneas del campo que se extienden desde una pieza de polo a la otra, perpendicularmente, de modo que las líneas de campo sean todas paralelas entre sí. De esta manera, cualquiera que sea la posición de la sonda en la zona de trabajo, la sonda íntersecta las líneas de campo que están todas en el mismo ángulo y que todas tienen la misma intensidad, de modo que la señal de la sonda sea independiente de la posición de esta sonda, dentro de la zona de trabajo. Las tolerancias del ensamble para las partes con las cuales el sensor se asocia, por lo tanto, no tienen influencia en la calidad con la cual la detección del ángulo sea realizada por el sensor. Además, el miembro magnético es particularmente sencillo de fabricar. En una variante de la modalidad de la invención, los segmentos de imán son imanes de barra. Estas barras luego cooperan con las piezas de polo, para formar un marco magnético que define la zona de trabajo. En otra variante de la modalidad de la invención los miembros magnéticos comprenden un imán, en forma de U, que tiene bridas que forman los segmentos de imán y una banda que forma un fondo para el miembro magnético. Así, el miembro magnético toma la forma de un disco y la base del imán contribuye a aumentar la intensidad del campo magnético en la zona de trabajo, . mejorando así la sensibilidad del sensor. De acuerdo con un aspecto particular de la invención, las piezas de polo tienen extremos que están biselados. Asi, los biseles acanalan las líneas de campo y las pérdidas magnéticas de límite en los extremos de las piezas de polo, haciendo así posible también aumentar la intensidad del campo magnético y mejora así la sensibilidad del sensor. De acuerdo con otro aspecto particular de la invención, el sensor se conecta a los dos elementos portadores, de tal manera que la sonda se mueve sobre un intervalo de detección para el cual la señal del detector es sustancialmente lineal. Así, una respuesta casi lineal se obtiene para el sensor, sin ser necesario proporcionar una configuración particular para las piezas de polo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención puede entenderse mejora la luz de la siguiente descripción, dada con referencia a las figuras de los dibujos acompañantes, en las cuales: la Figura 1 es una vista en perspectiva, con piezas separadas radialmente, de un sensor magnético de la posición angular, según la invención la Figura 2 es una vista en perspectiva del miembro magnético del sensor de la posición angular en una primera variante de la modalidad; la Figura 3 es una vista en perspectiva, con piezas separadas radialmente, del miembro magnético del sensor de la posición angular, en una segunda variante de la modalidad; la figura 4 es una vista de planta del primer miembro magnético, con las líneas de campo siendo ahí mostradas; y la Figura 5 es una gráfica que proyecta la variación en la señal desde un sensor de efecto may, como una formación de la posición angular relativa entre los dos elementos portadores en los cuales se monta el sensor.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Con referencia a la Figura 1, el sensor de la invención es para montarse en un miembro convencional en un dispositivo que comprende un primer elemento portador 1 y un segundo elemento portador 2, estos elementos se pueden mover en rotación relativa entre sí, alrededor de un eje de rotación X. El primer elemento portador está constituido, por ejemplo, por una placa 1 , asegurada al extremo del árbol 10 de control para controlar la posición de un miembro de mariposa, montado para su pivote dentro del cuerpo de una válvula, mientras el segundo elemento portador es una placa 2 asegurada al cuerpo de válvula .

El sensor magnético de posición angular comprende primeramente un miembro magnético 3, asegurado al primer elemento portador 1 y que define internamente una zona 4 de trabajo, en segundo término un miembro detector, que comprende una sonda 5 sensible al magnetismo, asegurada al segundo elemento portador 2. En forma de ejemplo, la sonda 5 es de tipo efecto may, o puede ser del tipo resistente al magnetismo . En la Figura 1, los elementos 1 y 2 se muestran antes del ensamble. Después del ensamble, la sonda 5 se extiende dentro de la zona 4 de trabajo. En una primera variante de la modalidad, mostrada en la Figura 2, el miembro magnético 3 está en la forma de un marco y comprende dos imanes de barra 6, dispuestos en paralelo para definir dos costados del marco, y dos piezas 7 de polo de material ferromagetico, dispuestas perpendicularmente a los imanes de barra 6 para definir los otros dos costados del marco. Las piezas 7 de polo cubren los extremos de los imanes de barra 6 y tienen bordes biselados 11 en las esquinas externas del marco. El marco magnético, formado de esta manera, define la zona 4 de trabajo en la cual un campo magnético se establece, que tiene líneas de campo que se dibujan con líneas de guiones en la Figura 4. En esta figura, se puede ve que las líneas de campo que escapan de los extremos de los imanes 6 de barra están acanalados por los biseles 11 de las piezas 7 de pollo, y luego se extienden de una pieza 7 de polo a la otra, en una dirección que es perpendicular ahí. El campo magnético en la zona 4 de trabajo presenta así líneas de campo que son paralelas y de intensidad que es casi constante sobre toda la zona 4 de trabajo. En otra variante de la modalidad, mostrada en la Figura 3, el miembro magnético tiene la forma de un disco, que comprende primeramente un imán en forma de U, 15, con bridas 6' y una banda 8, y en segundo término piezas 7 de polo, que se extienden para cubrir los extremos del imán 15 en forma de U. Las bridas 6' realizan un papel similar a los imanes de barra 6, en la variante anterior de la modalidad. Como en la modalidad anterior, las piezas de polo presentan borde biselados 11 en sus extremos, ellos también presentan un borde biselado 12 de fondo que siguen el perfil del imán 15, en forma de U . En esta variante de la modalidad, las líneas de campo son idénticas en apariencia a aquellas mostradas en la Figura 4. La única diferencia radica en el hecho que las lineas de campo adicionales escapan de los extremos de la banda 8 y transitan en los bordes biselaos 12 de las piezas 7 de polo, antes de extenderse de una pieza de polo a la otra paralela a las líneas de campo, que vienen de las bridas 6', contribuyendo así a aumentar la intensidad del campo magnético en la zona 4 de trabajo. El plano superior, que define el marco o el disco del miembro magnético 3, se dispone sustancialmente en forma perpendicular al eje de rotación X, así que las líneas de campo se extienden perpendicularmente al eje de rotación X. Cuando la sonda 5 está en la posición ensamblada, por lo tato, se extiende en la zona 4 de trabajo en un plano perpendicular al plano de las líneas de campo. El uso de un miembro magnético de la invención, que genera un campo uniforme presenta varias ventajas: tal miembro magnético es particularmente fácil de fabricar. Las partes que componen el miembro magnético 3 de la invención son simples en configuración y pueden pegarse entre sí o montarse con un soporte no magnético; además, cualquiera que sea la posición de la sonda 5, esta sonda 5 intersecta las líneas de campo que están todas en el mismo ángulo con relación a la sonda y que son todas de la misma intensidad, Tal sensor es si insensible al desalineamiento de los dos elementos rotatorios, o a la sonda 5 o el miembro magnético 3 se coloca fuera de centro con relación al eje de rotación X. Tal sensor se también insensible a variaciones en la extensión a la cual la sonda 5 penetra dentro de la zona 4 de trabajo, previniendo que la sonda 5 se sumerja completamente en el campo magnético que existe dentro de la zona 4 de trabajo. La Figura 5 muestra la señal de salida sinusoidal del sensor de efecto may, como una función del ángulo a de la sonda alrededor del eje X (véase la Figura 4) . La sonda 5 y el miembro magnético 3 se conectan preferiblemente al elemento portador de tal manera que durante el movimiento relativo del elemento portador, la sonda 5 pivotee con relación al miembro magnético 3 sobre el intervalo de trabajo de 35°, en cualquier costado de una posición para la cual el campo magnético medido por la sonda 5 es de cero. Sobre este intervalo, la señal S de la sonda 5 permanece sustancialmente lineal. la invención no se limita a las modalidades particulares antes descritas, sino cubre más generalmente cualquier variante dentro del ámbito de la invención, domo se define por las reivindicaciones. En particular, aunque las piezas 7 de polo, se muestran como siendo biseladas, haciendo así posible limitar las pérdidas magnéticas eliminando las zonas muertas en que las líneas de campo pasan sin ser útiles, las piezas 7 de polo pueden tener esquinas agudas.

Aunque el miembro detector, asociado con el miembro magnético, está constituido, en este ejemplo, por una simple sonda 5, este detector puede tener una pluralidad de sondas, que se sobreponen o que están desplazadas angularmente.

Claims (7)

1. REIVINDICACIONES 1. Un sensor magnético de posición angular, montado entre dos elementos portadores . , que se pueden mover en rotación con relación mutua, alrededor de un eje de rotación, el sensor comunica primeramente con un cuerpo magnético, que define una zona de trabajo, en la cual se extiende un campo magnético, que tiene líneas del campo perpendiculares al eje de rotación, y en segundo término, un miembro detector, que comprende al menos una sonda, que se extiende en la zona de trabajo del miembro magnético, con el fin de proporcionar una señal, como una función de la orientación angular de la sonda, relativa a las líneas de campo en la zona de trabajo, el sensor se caracteriza porque el miembro magnético comprende dos segmentos de imán paralelos, y dos piezas de polo alargadas de material ferromagnético, que se extienden perpendicularmente a los segmentos de imán y que cubren sus extremos.
2. 2. Un sensor, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los segmentos de imán son imanes de barra.
3. 3. Un sensor, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque las piezas de polo tienen extremos biselados .
4. 4. Un sensor, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el miembro magnético comprende un imán en forma de U, que tiene bridas las cuales forman los segmentos de imán y una banda, que forma un fondo para el miembro magnético.
5. 5. Un sensor, de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque las piezas de polo tienen bordes que están biselados, que siguen el perfil del imán en forma de U .
6. 6. Un sensor, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se conecta a los dos elementos portadores, de tal manera que la sonda se mueve sobre un intervalo de detección para el cual la señal del detector es sustancialmente lineal.
7. 7. Un sensor, de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el intervalo de trabajo se extiende sobre 35°, en cualquier costado de la posición en la cual el campo magnético medido por la sonda es de cero.