RU168466U1 - Object position sensor made of magnetic material - Google Patents

Object position sensor made of magnetic material Download PDF

Info

Publication number
RU168466U1
RU168466U1 RU2016115589U RU2016115589U RU168466U1 RU 168466 U1 RU168466 U1 RU 168466U1 RU 2016115589 U RU2016115589 U RU 2016115589U RU 2016115589 U RU2016115589 U RU 2016115589U RU 168466 U1 RU168466 U1 RU 168466U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic circuit
magnetic material
magnetic
sensor
magnets
Prior art date
Application number
RU2016115589U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Владимирович Кобыляцкий
Original Assignee
Дмитрий Владимирович Кобыляцкий
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Владимирович Кобыляцкий filed Critical Дмитрий Владимирович Кобыляцкий
Priority to RU2016115589U priority Critical patent/RU168466U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU168466U1 publication Critical patent/RU168466U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/003Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области работы двигателя внутреннего сгорания, более конкретно к конструкции датчика для определения положения объекта из магнитного материала. Техническим результатом предлагаемого технического решения является уменьшение затрат на изготовление устройства за счёт формирования постоянного магнитного поля из нескольких небольших постоянных магнитов, расположенных должным образом на магнитопроводе, изготовленного из менее ценного магнитного материала. При вращении принимающей части распределительного вала в зоне чувствительного модуля 12 периодически появляется специальный выступ или специальная впадина. Чувствительный модуль 12 реагирует на обусловленное появлением вблизи него выступа или впадины изменение величины магнитного поля, создаваемого магнитами 3 чувствительного модуля 12. При этом, например, в момент попадания специального выступа в зону под чувствительным модулем 12 напряжение на выходе датчика становится равным входному напряжению. Далее такой электрический сигнал поступает на реле или на АЦП (аналогово-цифровой преобразователь) микроконтроллера, находящегося в блоке управления двигателем для дальнейшего регулирования угла опережения зажигания. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.The invention relates to the field of operation of an internal combustion engine, and more particularly, to the design of a sensor for determining the position of an object made of magnetic material. The technical result of the proposed technical solution is to reduce the cost of manufacturing the device due to the formation of a constant magnetic field from several small permanent magnets, properly located on a magnetic circuit made of less valuable magnetic material. When the receiving part of the camshaft rotates in the area of the sensing module 12, a special protrusion or a special cavity periodically appears. The sensitive module 12 responds to a change in the magnitude of the magnetic field created by the magnets 3 of the sensitive module 12 caused by the appearance of a protrusion or depression near it. In this case, for example, when a special protrusion enters the area under the sensitive module 12, the voltage at the output of the sensor becomes equal to the input voltage. Further, such an electrical signal is supplied to the relay or to the ADC (analog-to-digital converter) of the microcontroller located in the engine control unit for further regulation of the ignition timing. 3 s.p. f-ly, 4 ill.

Description

Область техникиTechnical field

Техническое решение относится к двигателям внутреннего сгорания, более конкретно к конструкции датчика для определения положения объекта из магнитного материала.The technical solution relates to internal combustion engines, and more particularly to the design of the sensor for determining the position of an object made of magnetic material.

Уровень техникиState of the art

Аналогом является датчик положения распредвала, который может служить датчиком положения объекта из магнитного материала. Данный аналог описан в заявке на изобретение РФ №20001014 62, дата публикации 10.11.2001.An analogue is the camshaft position sensor, which can serve as a sensor of the position of an object made of magnetic material. This analogue is described in the application for the invention of the Russian Federation No.20001014 62, publication date 10.11.2001.

Известное устройство содержит: корпус, микросхему Холла, постоянный магнит. Корпус выполнен цилиндрическим из немагнитного материала, например из пластика. Микросхема Холла выполнена магниточувствительной. Иными словами, микросхема Холла составлена из электронных компонентов, соединенных требуемым образом, с обеспечением изменения выходного напряжения в соответствии с изменением магнитного поля, в котором находится датчик положения распредвала. Микросхема Холла расположена на внутренней поверхности корпуса. Постоянный магнит имеет форму кольца с прямоугольным профилем поперечного сечения и расположен в корпусе.The known device contains: a housing, a Hall microcircuit, a permanent magnet. The housing is made cylindrical of a non-magnetic material, for example, plastic. The Hall microcircuit is magnetically sensitive. In other words, the Hall microcircuit is composed of electronic components connected in the required manner, providing a change in the output voltage in accordance with a change in the magnetic field in which the camshaft position sensor is located. The Hall microcircuit is located on the inner surface of the housing. The permanent magnet has the shape of a ring with a rectangular cross-sectional profile and is located in the housing.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является датчик положения зуба зубчатого колеса, который может служить датчиком положения распредвала. Указанный прототип описан в патенте РФ 2207575, дата публикации 27.06.2003.The closest technical solution (prototype) is the position sensor of the gear tooth, which can serve as a camshaft position sensor. The specified prototype is described in RF patent 2207575, publication date 06/27/2003.

Известное устройство содержит: корпус, выполненный немагнитным в виде втулки с внутренней резьбой, магниточувствительный преобразователь, кольцевой постоянный магнит, магнитопровод, выполненный магнитомягким в виде цилиндра с резьбой. Постоянный магнит намагничен аксиально. Магнитопровод расположен внутри кольцеобразного постоянного магнита. Магниточувствительный преобразователь установлен со стороны торца магнитопровода. Магнитопровод может перемещаться внутри постоянного магнита вдоль его оси.The known device comprises: a housing made non-magnetic in the form of a sleeve with an internal thread, a magnetically sensitive transducer, an annular permanent magnet, a magnetic circuit made magnetically soft in the form of a cylinder with a thread. The permanent magnet is magnetized axially. The magnetic core is located inside an annular permanent magnet. The magnetosensitive transducer is installed on the side of the end of the magnetic circuit. The magnetic core can move inside a permanent magnet along its axis.

Все устройство располагается со стороны венца зубчатого колеса таким образом, что между полюсом постоянного магнита и преобразователем имеется зазор, в который входит зуб зубчатого колеса из магнитомягкого материала.The whole device is located on the side of the gear rim in such a way that there is a gap between the pole of the permanent magnet and the transducer, into which the gear tooth is made of soft magnetic material.

Недостатком известных технических решений является использование постоянного магнита кольцеобразной формы, изготовленного из редкоземельных металлов (Gd, Tb, Dy, Но, Er) или других ферромагнетиков (Fe, Со, Ni) и занимающего значительную часть полости корпуса, как следствие, имеющего значительный вес.A disadvantage of the known technical solutions is the use of a permanent ring-shaped magnet made of rare-earth metals (Gd, Tb, Dy, Ho, Er) or other ferromagnets (Fe, Co, Ni) and occupying a significant part of the body cavity, as a result, having significant weight.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является уменьшение веса устройства, а также затрат на изготовление устройства за счет формирования постоянного магнитного поля из нескольких, небольших постоянных магнитов, расположенных должным образом на магнитопроводе, изготовленного из менее ценного магнитного материала.The technical result of the proposed technical solution is to reduce the weight of the device, as well as the cost of manufacturing the device due to the formation of a constant magnetic field from several small permanent magnets located properly on the magnetic circuit made of less valuable magnetic material.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в датчике положения объекта из магнитного материала, содержащем корпус с внутренней полостью, который выполнен из немагнитного материала, и чувствительный модуль, причем чувствительный модуль содержит первую часть и вторую часть, держатель, которые выполнены из немагнитного материала, первого магнитопровода и второго магнитопровода, выполненных из магнитомягкого материала, по крайней мере один магнит, датчик Холла, при этом первый магнитопровод размещен, по крайней мере частично, в держателе с возможностью перемещения в нем, держатель прикреплен к первой части, с противоположной от держателя стороны первой части размещен второй магнитопровод, с противоположной от первой части стороны второго магнитопровода размещена вторая часть, с противоположной от второго магнитопровода стороны второй части размещен датчик Холла, а соответствующий магнит размещен в первой части с обеспечением касания им второго магнитопровода, чувствительный модуль размещен во внутренней полости датчиком Холла в сторону ее дна, в частном случае вторая часть с одной стороны снабжена пазом, в котором расположен датчик Холла, а с другой стороны - четвертым отверстием, в котором размещен второй магнитопровод, в другом частном случае полюса соответствующего магнита расположены один - со стороны второго магнитопровода, а другой - со стороны магнита, противоположной второму магнитопроводу, в третьем частном случае полюса соответствующих магнитов расположены подобно.The specified technical result is achieved due to the fact that in the position sensor of an object made of magnetic material containing a housing with an internal cavity, which is made of non-magnetic material, and a sensitive module, the sensitive module comprising a first part and a second part, a holder that are made of non-magnetic material , the first magnetic circuit and the second magnetic circuit made of soft magnetic material, at least one magnet, a Hall sensor, while the first magnetic circuit is placed for at least an hour typically, in the holder with the possibility of moving in it, the holder is attached to the first part, the second magnetic circuit is placed on the opposite side of the first part from the holder, the second magnetic circuit is located on the opposite side of the second magnetic circuit from the first magnetic circuit, and the Hall sensor is located on the opposite side of the second magnetic circuit and the corresponding magnet is placed in the first part to ensure that it touches the second magnetic circuit, the sensing module is placed in the internal cavity by the Hall sensor towards its bottom, in In this case, the second part is provided on one side with a groove in which the Hall sensor is located, and on the other hand, with a fourth hole in which the second magnetic circuit is located, in another particular case, the poles of the corresponding magnet are located one on the side of the second magnetic circuit, and the other on the side of the magnet opposite to the second magnetic circuit, in the third particular case, the poles of the respective magnets are located similarly.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Датчик положения объекта из магнитного материала поясняется чертежами (фиг. 1, 2, 3, 4), где на фиг. 1 показан сборочный чертеж устройства с наглядным представлением расположения элементов в нем; фиг. 2 показан изометрический вид с вырезом четверти корпуса и колпачка устройства, на фиг. 3 показан изометрический вид сборки чувствительного модуля и электрической платы, на фиг. 4 изображен изометрический вид сборки чувствительного модуля и электрической платы с простым разрезом.The position sensor of an object made of magnetic material is illustrated by drawings (FIGS. 1, 2, 3, 4), where in FIG. 1 shows an assembly drawing of a device with a visual representation of the arrangement of elements in it; FIG. 2 shows an isometric view with a cut-out of a quarter of the body and cap of the device, in FIG. 3 shows an isometric view of the assembly of the sensor module and the electric board; FIG. 4 is an isometric view of the assembly of the sensor module and the electrical board with a simple cut.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

На фигурах обозначены: корпус 1, первый магнитопровод 2, магнит 3, первая часть 4, срез 5, второй магнитопровод 6, вторая часть 7, паз 8, колпачок 9, первое отверстие 10, первая фаска 11, чувствительный модуль 12, шлиц 13, крепежное отверстие 14, разъем 15, второе отверстие 16, выемка 17, уступ 18, внутренняя полость 19, дно 20, электрическая плата 21, третье отверстие 22, вторая фаска 23, держатель 24, второй конец 25, первый конец 26, датчик Холла 27, четвертое отверстие 28.The figures indicate: housing 1, first magnetic circuit 2, magnet 3, first part 4, slice 5, second magnetic circuit 6, second part 7, groove 8, cap 9, first hole 10, first chamfer 11, sensitive module 12, slot 13, mounting hole 14, connector 15, second hole 16, recess 17, ledge 18, internal cavity 19, bottom 20, circuit board 21, third hole 22, second bevel 23, holder 24, second end 25, first end 26, Hall sensor 27 fourth hole 28.

Устройство состоит из корпуса 1 с колпачком 9, чувствительного модуля 12, электрической платы 21. Чувствительный модуль 12 представляет собой сборку из первой части 4, магнитов 3, первого магнитопровода 2, второго магнитопровода 6, второй части 7 и датчика Холла 27.The device consists of a housing 1 with a cap 9, a sensing module 12, an electric board 21. The sensing module 12 is an assembly of the first part 4, magnets 3, the first magnetic circuit 2, the second magnetic circuit 6, the second part 7 and the Hall sensor 27.

Корпус 1 датчика положения объекта из магнитного материала выполнен за одно с разъемом 15 или иначе. Корпус 1 изготовлен из пластика или другого немагнитного материала и имеет форму, образованную пересечением поверхностей первого или второго порядка. Корпус снабжен вторым отверстием 16 и крепежным отверстием 14, выполненным сквозным. Корпус 1 может быть снабжен стенками на своей поверхности для защиты проводников, подводимых к разъему 15, а также ребрами жесткости, обеспечивающими надежное крепление таких стенок к корпусу 1 (к торцевой стороне пластины). Корпус 1 и все устройство в целом обладает плоскостью симметрии - плоскостью, делящей объект на две равные зеркально симметричные половины. Корпус 1 имеет выемку 17, концентричную второму отверстию 16.The housing 1 of the position sensor of the object of magnetic material is made in one with the connector 15 or otherwise. The housing 1 is made of plastic or other non-magnetic material and has a shape formed by the intersection of surfaces of the first or second order. The housing is provided with a second hole 16 and a mounting hole 14 made through. The housing 1 can be provided with walls on its surface to protect the conductors supplied to the connector 15, as well as stiffeners, ensuring reliable fastening of such walls to the housing 1 (to the end side of the plate). Case 1 and the entire device as a whole has a plane of symmetry - a plane that divides the object into two equal mirror-symmetric halves. The housing 1 has a recess 17 concentric with the second hole 16.

Колпачок 9 выполнен, например, в форме цилиндра из того же материала, что и корпус 1 (под цилиндром понимают геометрическое тело круглого поперечного сечения, ограниченное цилиндрической поверхностью и двумя параллельными плоскостями, пересекающими ее перпендикулярно). На внешней цилиндрической поверхности колпачка 9, вблизи открытого края, выполнен уступ 18. В собранном виде открытый край колпачка 9 расположен в выемке 17 корпуса 1, уступ 18 упирается в край выемки 17. При этом второе отверстие 16 корпуса 1 и колпачок 9 образуют внутреннюю полость 19, ограниченную с одной стороны дном 20 колпачка 9. Крепление колпачка 9 осуществляют в расчете на силу трения соприкасающихся поверхностей в процессе сборки или иначе (защелки, дополнительная резьба, крепежные элементы, клей).The cap 9 is made, for example, in the form of a cylinder of the same material as the housing 1 (by a cylinder we mean a geometric body of circular cross section bounded by a cylindrical surface and two parallel planes intersecting it perpendicularly). On the outer cylindrical surface of the cap 9, near the open edge, a step 18 is made. Assembled, the open edge of the cap 9 is located in the recess 17 of the housing 1, the ledge 18 abuts against the edge of the recess 17. In this case, the second hole 16 of the housing 1 and the cap 9 form an internal cavity 19, limited on one side by the bottom 20 of the cap 9. The cap 9 is fastened based on the friction force of the contacting surfaces during assembly or otherwise (latches, additional threads, fasteners, glue).

Разъем 15 выполнен с обеспечением совместимости с принимающей частью, расположенной в транспортном средстве. Разъем 15 имеет, например, три штыревых контакта (вход электрического сигнала на датчик положения объекта из магнитного материала, выход электрического сигнала с датчика положения объекта из магнитного материала при его срабатывании на реле и логическое заземление или общий отрицательный потенциал "минус").The connector 15 is made to ensure compatibility with the receiving part located in the vehicle. Connector 15 has, for example, three pin contacts (input of an electrical signal to an object’s position sensor from magnetic material, output of an electric signal from an object’s position sensor from magnetic material when it is triggered by a relay and a logical ground or negative common potential).

Во внутренней полости 19 размещен чувствительный модуль 12. Чувствительный модуль 12 представляет собой сборку из датчика Холла 27, второй части 7, имеющей жесткое соединение с первой частью 4, второго магнитопровода 6, магнитов 3 и держателя 24, в котором расположен первый магнитопровод 2.A sensing module 12 is located in the inner cavity 19. The sensing module 12 is an assembly of a Hall sensor 27, a second part 7, which is rigidly connected to the first part 4, the second magnetic circuit 6, magnets 3 and the holder 24, in which the first magnetic circuit 2 is located.

Вторая часть 7 выполнена в форме диска из немагнитного материала, например из пластика. С одной стороны такого диска, в его центре, выполнено четвертое отверстие 28. Четвертое отверстие 28 может быть выполнено глухим. Диаметр четвертого отверстия 28 равен, например, двенадцати миллиметрам. С другой стороны второй части 7 выполнен паз 8, предназначенный для фиксации датчика Холла произвольной формы. Толщина второй части 7 может составлять три миллиметра, глубина четвертого отверстия 28 один миллиметр и глубина паза 8 - один миллиметр. С боковой стороны второй части 7 выполнен срез 5 по форме сегмента, в том числе снабженного выступами. Плоскость среза 5 перпендикулярна плоскости симметрии датчика положения объекта из магнитного материала. Паз 8 одной из своих меньших сторон обращен к срезу 5 или выходит в него. Размер и форма среза 5 соответствуют размеру электрической платы 21 (при ее наличии в устройстве). Диаметр второй части 7 может составлять пятнадцать миллиметров.The second part 7 is made in the form of a disk of non-magnetic material, such as plastic. On one side of such a disk, in its center, a fourth hole 28 is made. The fourth hole 28 can be blind. The diameter of the fourth hole 28 is, for example, twelve millimeters. On the other hand of the second part 7, a groove 8 is made for fixing a Hall sensor of arbitrary shape. The thickness of the second part 7 can be three millimeters, the depth of the fourth hole 28 is one millimeter and the depth of the groove 8 is one millimeter. On the side of the second part 7, a slice 5 is made in the shape of a segment, including a protrusion. The plane of cut 5 is perpendicular to the plane of symmetry of the position sensor of an object made of magnetic material. The groove 8 of one of its smaller sides faces the slice 5 or goes into it. The size and shape of the cut 5 correspond to the size of the electric board 21 (if available in the device). The diameter of the second part 7 may be fifteen millimeters.

В четвертом отверстии 28 размещен второй магнитопровод 6. Второй магнитопровод 6 изготовлен из магнитного материала, в частном случае из магнитомягкого материала, и может иметь форму шайбы с внешним диаметром двенадцать миллиметров и толщиной в один миллиметр. Магнитный материал - ферромагнитный материал, обладающий магнитной проницаемостью, значительно большей единицы, сильно притягиваемый магнитном и существенно изменяющий магнитное поле вокруг себя (определение магнитного материала - Большая политехническая энциклопедия, см. http://polytechnic_dictionary.academic.ru/1220/МАГНИТНЫЕ, дата обращения 18.04.2016) Магнитомягкий материал - материал с коэрцитивной силой по индукции не более 4 кА/м (определение приведено из ГОСТ 19693-74). К магнитомягким материалам относится пермаллой - сплав никеля и железа (Ni+Fe), кремнистая электротехническая сталь и др. В частности, для изготовления первого магнитопровода 2 и второго магнитопровода 6 применим материал Ст3 (сталь 3).A second magnetic circuit 6. is placed in the fourth hole 28. The second magnetic circuit 6 is made of magnetic material, in particular a soft magnetic material, and may be in the form of a washer with an external diameter of twelve millimeters and a thickness of one millimeter. Magnetic material is a ferromagnetic material with a magnetic permeability significantly greater than unity, strongly attracted by the magnetic field and significantly changing the magnetic field around it (definition of magnetic material - Big Polytechnic Encyclopedia, see http://polytechnic_dictionary.academic.ru/1220/MAGNETIC, date circulation 04/18/2016) Soft magnetic material - a material with a coercive force by induction of not more than 4 kA / m (the definition is given from GOST 19693-74). Soft magnetic materials include permalloy — an alloy of nickel and iron (Ni + Fe), silicon electrical steel, and others. In particular, for the manufacture of the first magnetic circuit 2 and the second magnetic circuit 6, material St3 (steel 3) is applicable.

На поверхности второй части 7, со стороны размещения второго магнитопровода 6, размещена первая часть 4. Первая часть 4 выполнена произвольной формы из немагнитного материала. При этом первая часть 4 размещена соосно второй части 7 и может быть вписана в круг того же диаметра, что и вторая часть 7 или иной. В первой части 4 выполнены сквозные первые отверстия 10. Первые отверстия 10 могут быть расположены круговым массивом в количестве нескольких, например, трех. Иными словами, центры таких первых отверстий 10 лежат на окружности, концентричной кромке диска (первой части 4), и составляют, например сто двадцать градусов между собой относительно центра первой части 4. Первые отверстия 10 могут быть смещены к боковой поверхности первой части 4 таким образом, что их внутренние поверхности будут пересекаться с боковой поверхностью первой части 4. На поверхности первой части 4, со стороны противоположной второй части 7, между первых отверстий 10 жестко прикреплен первым концом 26 держатель 24. Толщина первой части 4 может составлять три миллиметра, а ее диаметр пятнадцать миллиметров. На боковой поверхности первой части 4 выполнен срез 5, положение, форма и размер которого соответствует срезу 5 второй части 7.On the surface of the second part 7, from the placement side of the second magnetic circuit 6, the first part 4 is placed. The first part 4 is made of arbitrary shape from non-magnetic material. In this case, the first part 4 is placed coaxially with the second part 7 and can be inscribed in a circle of the same diameter as the second part 7 or otherwise. In the first part 4, through the first holes are made 10. The first holes 10 can be arranged in a circular array in the amount of several, for example, three. In other words, the centers of such first holes 10 lie on a circle, the concentric edge of the disk (first part 4), and are, for example, one hundred and twenty degrees between themselves relative to the center of the first part 4. The first holes 10 can be offset to the side surface of the first part 4 in this way so that their inner surfaces intersect with the lateral surface of the first part 4. On the surface of the first part 4, from the side opposite the second part 7, between the first holes 10, the holder 24 is rigidly attached to the first end 26. The thickness of the first hour and 4 may be three millimeter, and its fifteen millimeters in diameter. On the side surface of the first part 4, a slice 5 is made, the position, shape and size of which corresponds to a slice 5 of the second part 7.

В первых отверстиях 10 размещены магниты 3. Магниты 3 изготовлены из ферромагнетиков или из редкоземельных металлов. Магниты 3 выполнены в форме диска или цилиндра и намагничены аксиально. Размер магнитов 3 соответствует размеру первых отверстий 10. Магниты 3 в первых отверстиях 10 касаются второго магнитопровода 6.In the first holes 10 are placed magnets 3. Magnets 3 are made of ferromagnets or rare earth metals. The magnets 3 are made in the form of a disk or cylinder and are magnetized axially. The size of the magnets 3 corresponds to the size of the first holes 10. The magnets 3 in the first holes 10 touch the second magnetic circuit 6.

Держатель 24 имеет цилиндрическую или иную форму. Держатель 24 выполнен, например, в виде втулки и прикреплен к первой части 4 указанным выше образом в целом соосно с первой частью 4. В центре держателя 24, со стороны его второго конца 25, выполнено глухое или сквозное осевое третье отверстие 22 с резьбой, например, М 4,0×0,6. Третье отверстие 22 снабжено второй фаской 23. Третье отверстие 22 может быть выполнено сквозным (насквозь через держатель 24 и первую часть 4).The holder 24 has a cylindrical or other shape. The holder 24 is made, for example, in the form of a sleeve and is attached to the first part 4 in the above manner generally coaxial with the first part 4. In the center of the holder 24, from the side of its second end 25, a blind or through axial third threaded hole 22 is made, for example , M 4.0 × 0.6. The third hole 22 is provided with a second chamfer 23. The third hole 22 can be made through (through through the holder 24 and the first part 4).

Первый магнитопровод 2 представляет собой цилиндрический элемент из магнитного материала, в частном случае - магнитомягкого материала. На боковой поверхности выполнена резьба, например, М 4,0×0,6. Первый магнитопровод 2 с одного конца снабжен шлицом и с другого конца первой фаской 11.The first magnetic circuit 2 is a cylindrical element of magnetic material, in the particular case of soft magnetic material. A thread is made on the side surface, for example, M 4.0 × 0.6. The first magnetic circuit 2 is provided with a slot at one end and the first bevel 11 at the other end.

Датчик Холла 27 представляет собой транзистор, выполненный с возможностью изменения управляющего тока базы в зависимости от изменения магнитного поля и тем самым осуществления коллекторо-эмиттерной связи. Датчик Холла 27 расположен в пазе 8 второй части 7. Датчик Холла 27 имеет электрическое соединение с разъемом 15 (его штыревыми контактами).The Hall sensor 27 is a transistor made with the possibility of changing the control current of the base depending on the change in the magnetic field and thereby the implementation of collector-emitter communication. The Hall sensor 27 is located in the groove 8 of the second part 7. The Hall sensor 27 is electrically connected to the connector 15 (its pin contacts).

Электрическое соединение датчика Холла 27 могут осуществлять посредством плоских проводников, расположенных на электрической плате 21. Электрическая плата 21 может быть изготовлена из стеклотекстолита и содержать электронные компоненты для корректной работы датчика Холла 27, например резистор для нормализации управляющего тока базы. Электрическая плата 21 одним концом может быть жестко прикреплена к корпусу 1, а другим концом быть размещенной в срезе 5 первой части 4 и второй части 7.The electrical connection of the Hall sensor 27 can be carried out by means of flat conductors located on the electric board 21. The electric board 21 can be made of fiberglass and contain electronic components for the correct operation of the Hall sensor 27, for example, a resistor to normalize the control current of the base. The electric board 21 at one end can be rigidly attached to the housing 1, and the other end can be placed in the slice 5 of the first part 4 and the second part 7.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

В случае использования указанных выше элементов и средств полезная модель реализуется следующим образом. Формируют корпус 1 с разъемом 15, крепежным отверстием 14 и вторым отверстием 16. Примером реализации может служить изготовление литьем двух частей корпуса 1 из пластика и соединение их воедино в нагретом состоянии вместе с размещенными в требуемом месте разъема 15 штыревыми металлическими контактами. Штыревые контакты при этом своими концами размещены не только в разъеме 15, но и во втором отверстии 16 для возможности электромонтажа.In the case of using the above elements and means, the utility model is implemented as follows. A housing 1 is formed with a connector 15, a mounting hole 14 and a second hole 16. An example of this is the production of two parts of the housing 1 made of plastic by injection molding and their connection in a heated state together with metal pin contacts located in the required location of the connector 15. The pin contacts with their ends are placed not only in the connector 15, but also in the second hole 16 for the possibility of wiring.

Из пластика формируют первую часть 4 с первыми отверстиями 10, срезом 5 и держателем 24 и вторую часть 7 с пазом 8, срезом 5 и четвертым отверстием 28. Применим метод литья, используя пластик с последующей шлифовкой поверхностей полученных деталей. Требуемые отверстия, фаски и срезы могут быть выполнены сверлением и фрезерованием. Резьба держателя 24 может быть изготовлена с применением метчика - инструмента для нарезания внутренних резьб.The first part 4 with the first holes 10, cut 5 and the holder 24, and the second part 7 with the groove 8, cut 5 and the fourth hole 28 are formed from plastic. We apply the casting method using plastic with subsequent grinding of the surfaces of the parts obtained. The required holes, chamfers and cuts can be made by drilling and milling. The thread of the holder 24 can be made using a tap - a tool for cutting internal threads.

Колпачок 9 вместе с уступом 18 может быть изготовлен из пластика аналогично методом литья. Допустим вариант изготовления корпуса 1 и колпачка 9 как одного целого с предварительным помещением чувствительного модуля 12 во внутреннюю полость 19.The cap 9 together with the step 18 can be made of plastic similarly by casting. Suppose the manufacturing option of the housing 1 and the cap 9 as a whole with the preliminary placement of the sensing module 12 in the internal cavity 19.

Первый магнитопровод 2 с первой фаской 11 и второй магнитопровод 6 изготавливают из подходящего магнитного материала (Ст3), например, литьем с последующей шлифовкой. С одного торца первого магнитопровода 2 делают неглубокий шлиц 13 под отвертку, например, дисковой пилой по металлу. На боковой поверхности первого магнитопровода 2 формируют наружную резьбу плашкой - инструментом для нарезания наружных резьб.The first magnetic circuit 2 with the first chamfer 11 and the second magnetic circuit 6 are made of a suitable magnetic material (St3), for example, by casting followed by grinding. From one end of the first magnetic circuit 2, a shallow slot 13 is made for a screwdriver, for example, with a metal circular saw. On the lateral surface of the first magnetic circuit 2, an external thread is formed by a die - a tool for cutting external threads.

Из фольгированного стеклотекстолита (или другого подходящего материала) изготавливают электрическую плату 21. При этом форму электрической платы 21 выбирают таким образом, чтобы иметь возможность расположить ее во втором отверстии 16, в колпачке 9 и в срезе 5 чувствительного модуля 12. Формируют плоские проводники на поверхности электрической платы 21 для последующего соединения электронных компонентов с разъемом 15. Применим метод вытравливания хлорным железом лишнего проводящего материала (медной фольги) с поверхности электрической платы 21, предварительно защитив рисунок платы (будущие плоские проводники) лаком. Размещают электронные компоненты, включая датчик Холла 27, на электрической плате 21, осуществляют их крепление и электрическое соединение требуемым образом со штыревыми контактами разъема 15 методом пайки.An electric board 21 is made from foil-coated fiberglass (or other suitable material). In this case, the shape of the electric board 21 is chosen so that it can be positioned in the second hole 16, in the cap 9 and in the cut 5 of the sensing module 12. Flat conductors are formed on the surface an electric board 21 for subsequent connection of the electronic components with the connector 15. We apply the method of etching with chlorine iron excess conductive material (copper foil) from the surface of the electric board 21, having previously protected the board pattern (future flat conductors) with varnish. The electronic components, including the Hall sensor 27, are placed on the electric board 21, they are fastened and electrically connected in the required manner with the pin contacts of the connector 15 by soldering.

Допустимым методом (штамповкой или другим) изготавливают магниты 3 из подходящего материала (Ст3). При этом магниты 3 намагничивают аксиально - формируя два полюса с двух торцевых сторон каждого магнита 3.Acceptable method (stamping or other) make magnets 3 from a suitable material (St3). In this case, the magnets 3 magnetize axially - forming two poles from the two end faces of each magnet 3.

Выполняют сборку изготовленных элементов в строго установленном порядке (см. фиг. 1). Собирают чувствительный модуль 12, помещая второй магнитопровод 6 в четвертое отверстие 28, магниты 3 - в первые отверстия 10 и затем выполняя соосное соединение первой части 4 и второй части 7. Полученную промежуточную сборку чувствительного модуля 12 срезом 5 помещают на электрическую плату 21 таким образом, чтобы датчик Холла 27 оказался в пазе 8 и этот паз 8 был обращен в противоположную от второго отверстия 16 сторону.Assemble the manufactured elements in a strictly established manner (see Fig. 1). The sensitive module 12 is assembled by placing the second magnetic circuit 6 in the fourth hole 28, the magnets 3 in the first holes 10 and then coaxially connecting the first part 4 and the second part 7. The resulting intermediate assembly of the sensitive module 12 with a cut 5 is placed on the electric board 21 in such a way so that the Hall sensor 27 is in the groove 8 and this groove 8 is turned in the opposite direction from the second hole 16.

Выполняют осевое совмещение первого магнитопровода 2 и держателя 24 с помощью первой фаски 11 и второй фаски 23 соответственно и ввинчивают первый магнитопровод 2 в держатель 24 шлицом 13 кверху. Закрывают чувствительный модуль 12 колпачком 9.Perform the axial alignment of the first magnetic circuit 2 and the holder 24 with the first chamfer 11 and the second chamfer 23, respectively, and screw the first magnetic circuit 2 into the holder 24 with the slot 13 upward. Close the sensing module 12 with a cap 9.

Датчик положения объекта из магнитного материала может служить для определения положения распредвала с целью регулировки угла опережения зажигания. В этом случае в процессе работы датчика положения объекта из магнитного материала, датчик Холла 27 расположен в непосредственной близости от принимающей части распределительного вала. Принимающая часть может быть выполнена в виде зубчатого колеса с отсутствующим зубом в ряду зубьев или иной особенностью, влияющей на значение напряженности магнитного поля в месте расположения датчика Холла 27. В общем случае принимающая часть выполнена со специальной впадиной или со специальным выступом, и определяет положение (угол поворота относительно оси) этого распределительного вала. Датчик положения объекта из магнитного материала может быть закреплен на двигателе автомобиля с помощью крепежного отверстия 14 в своем корпусе 1 и соединительных элементов (болтов или другого типа). Разъем 15 датчика положения распредвала соединяют с блоком управления двигателем, расположенным в автомобиле, с целью управления его характеристиками, например моментом впрыска топлива, моментами открытия или закрытия клапанов и т.п.The position sensor of an object made of magnetic material can be used to determine the position of the camshaft in order to adjust the ignition timing. In this case, during operation of the position sensor of an object made of magnetic material, the Hall sensor 27 is located in close proximity to the receiving part of the camshaft. The receiving part can be made in the form of a gear wheel with a missing tooth in the row of teeth or another feature affecting the value of the magnetic field strength at the location of the Hall sensor 27. In general, the receiving part is made with a special cavity or with a special protrusion, and determines the position ( rotation angle relative to the axis) of this camshaft. The position sensor of an object made of magnetic material can be mounted on a car engine using a mounting hole 14 in its housing 1 and connecting elements (bolts or other type). The camshaft position sensor connector 15 is connected to the engine control unit located in the car in order to control its characteristics, for example, the moment of fuel injection, the moments of opening or closing of valves, etc.

За счет наличия резьбы на первом магнитопроводе 2 и возможности его перемещения в держателе 24 возможна настройка датчика положения распредвала на различные зазоры (расстояние до принимающей части распределительного вала) и геометрию принимающей части. Регулировка возможна без разбора датчика положения распредвала - с помощью подходящей отвертки через второе отверстие 16 в корпусе 1.Due to the presence of a thread on the first magnetic circuit 2 and the possibility of its movement in the holder 24, it is possible to adjust the camshaft position sensor to various gaps (distance to the receiving part of the camshaft) and the geometry of the receiving part. Adjustment is possible without dismantling the camshaft position sensor - using a suitable screwdriver through the second hole 16 in the housing 1.

При вращении принимающей части распределительного вала в зоне чувствительного модуля 12, периодически появляется специальный выступ или специальная впадина. Чувствительный модуль 12 реагирует на обусловленное появлением вблизи него выступа или впадины изменение величины магнитного поля, создаваемого магнитами 3 чувствительного модуля 12. При этом, например, в момент попадания специального выступа в зону под чувствительным модулем 12 напряжение на выходе датчика становится равным входному напряжению. Далее такой электрический сигнал поступает на реле или на АЦП (аналогово-цифровой преобразователь) микроконтроллера, находящегося в блоке управления двигателем для дальнейшего регулирования угла опережения зажигания.When the receiving part of the camshaft rotates in the area of the sensing module 12, a special protrusion or a special cavity periodically appears. The sensitive module 12 responds to a change in the magnitude of the magnetic field created by the magnets 3 of the sensitive module 12 caused by the appearance of a protrusion or depression near it. In this case, for example, when a special protrusion enters the area under the sensitive module 12, the voltage at the output of the sensor becomes equal to the input voltage. Further, such an electrical signal is supplied to the relay or to the ADC (analog-to-digital converter) of the microcontroller located in the engine control unit for further regulation of the ignition timing.

Таким образом, выполнение устройства описанным выше образом обеспечивает возможность изготовления датчика положения объекта из магнитного материала с применением меньшего количества дорогостоящих редкоземельных металлов (Gd, Tb, Dy, Но, Er) или других ферромагнетиков (Fe, Со, Ni) за счет использования магнитов 3 цилиндрической формы и небольшого размера (как следствие, имеющих уменьшенную массу), расположенных круговым массивом с касанием второго магнитопровода 6. Иными словами, выполнение устройства описанным выше образом обеспечивает уменьшение стоимости изготовления датчика положения объекта из магнитного материала без потерь его функциональности.Thus, the implementation of the device in the manner described above allows the manufacture of an object position sensor from magnetic material using fewer expensive rare-earth metals (Gd, Tb, Dy, Ho, Er) or other ferromagnets (Fe, Co, Ni) through the use of magnets 3 a cylindrical shape and small size (as a result, having a reduced mass) located in a circular array with a touch of the second magnetic circuit 6. In other words, the implementation of the device as described above provides the cost of manufacturing the position sensor of an object from magnetic material without losing its functionality.

Claims (4)

1. Датчик положения объекта из магнитного материала, содержащий корпус с внутренней полостью, который выполнен из немагнитного материала, и чувствительный модуль, причем чувствительный модуль содержит первую часть и вторую часть, держатель, которые выполнены из немагнитного материала, первого магнитопровода и второго магнитопровода, выполненных из магнитомягкого материала, по крайней мере один магнит, датчик Холла, при этом первый магнитопровод размещен, по крайней мере частично, в держателе с возможностью перемещения в нем, держатель прикреплен к первой части, с противоположной от держателя стороны первой части размещен второй магнитопровод, с противоположной от первой части стороны второго магнитопровода размещена вторая часть, с противоположной от второго магнитопровода стороны второй части размещен датчик Холла, а соответствующий магнит размещен в первой части с обеспечением касания им второго магнитопровода, чувствительный модуль размещен во внутренней полости датчиком Холла в сторону ее дна.1. The position sensor of an object made of magnetic material, comprising a housing with an internal cavity that is made of non-magnetic material, and a sensing module, the sensing module comprising a first part and a second part, a holder that are made of non-magnetic material, a first magnetic circuit and a second magnetic circuit, made of soft magnetic material, at least one magnet, a Hall sensor, while the first magnetic circuit is placed, at least partially, in the holder with the possibility of movement in it, the holder it is attached to the first part, the second magnetic circuit is located on the opposite side of the side of the first part, the second part is located on the opposite side of the second side of the second magnetic circuit, the Hall sensor is located on the opposite side of the second magnetic circuit and the corresponding magnet is placed in the first part them of the second magnetic circuit, the sensitive module is placed in the internal cavity by the Hall sensor in the direction of its bottom. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вторая часть с одной стороны снабжена пазом, в котором расположен датчик Холла, а с другой стороны - четвертым отверстием, в котором размещен второй магнитопровод.2. The device according to claim 1, characterized in that the second part is provided on one side with a groove in which the Hall sensor is located, and on the other hand, with a fourth hole in which the second magnetic circuit is located. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полюса соответствующего магнита расположены один - со стороны второго магнитопровода, а другой - со стороны магнита, противоположной второму магнитопроводу.3. The device according to claim 1, characterized in that the poles of the corresponding magnet are located one on the side of the second magnetic circuit and the other on the side of the magnet opposite to the second magnetic circuit. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что полюса соответствующих магнитов расположены подобно.4. The device according to p. 3, characterized in that the poles of the respective magnets are located similarly.
RU2016115589U 2016-04-21 2016-04-21 Object position sensor made of magnetic material RU168466U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016115589U RU168466U1 (en) 2016-04-21 2016-04-21 Object position sensor made of magnetic material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016115589U RU168466U1 (en) 2016-04-21 2016-04-21 Object position sensor made of magnetic material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU168466U1 true RU168466U1 (en) 2017-02-06

Family

ID=58450722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016115589U RU168466U1 (en) 2016-04-21 2016-04-21 Object position sensor made of magnetic material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU168466U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94017597A (en) * 1994-05-11 1996-05-10 С.М. Протопопов Position transducer
US6323643B1 (en) * 2000-03-08 2001-11-27 Cts Corporation Rotary position sensor having a semi-parabolic magnet
RU2207575C2 (en) * 2001-04-10 2003-06-27 ООО "НПП" Лантан-1" Pickup of position of tooth of gear-wheel
RU2298148C2 (en) * 2005-02-16 2007-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" Contactless sensor of the throttle plate position

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94017597A (en) * 1994-05-11 1996-05-10 С.М. Протопопов Position transducer
US6323643B1 (en) * 2000-03-08 2001-11-27 Cts Corporation Rotary position sensor having a semi-parabolic magnet
RU2207575C2 (en) * 2001-04-10 2003-06-27 ООО "НПП" Лантан-1" Pickup of position of tooth of gear-wheel
RU2298148C2 (en) * 2005-02-16 2007-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" Contactless sensor of the throttle plate position

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6593734B1 (en) Contactless position sensor with optimized magnetic volume and magneto sensitive probe
US6798193B2 (en) Calibrated, low-profile magnetic sensor
CN105765348B (en) The application of sensor device and magnetizing equipment and sensor device in motor vehicle controller
KR100472982B1 (en) Proximity switch, method for configuring proximity switch and proximity switch device
US5572120A (en) Magnetic position detector with a molded radiation shield
US4384252A (en) Cup shaped magnetic pickoff for use with a variable reluctance motion sensing system
US20150022198A1 (en) Method and Apparatus for Magnetic Sensor Producing a Changing Magnetic Field
WO1991011605A3 (en) Electromagnetically operated valve
JPH09329463A (en) Detector
US6703830B2 (en) Tunable magnetic device for use in a proximity sensor
US5418454A (en) Magnetic pickup sensor
JP2007331330A (en) Resin molded article and method for molding the same, rotation angle sensor, and throttle opening controller
WO2008087788A1 (en) Non-reversible circuit element and method of manufacturing it
RU168466U1 (en) Object position sensor made of magnetic material
JP2003344100A (en) Rotation detector and method for manufacturing the same
Elian et al. Integration of polymer bonded magnets into magnetic sensors
JPH08111328A (en) Ignition coil for internal combustion engine and manufacture thereof
DE202004002348U1 (en) Crank shaft angular position signaler has a Hall sensor element with an attached circuit housed in a sensor support such that the sensor is placed directly in front of a magnetic element
JPH05126512A (en) Angle detector
JP2004332603A (en) Rotation angle detection device, electronic control throttle valve device, manufacturing method for sensor detecting rotation angle of throttle valve stem, and internal combustion engine
CN103233969B (en) A kind of electronic anti-theft screw
DE102011081222B4 (en) sensor assembly
CN204215837U (en) A kind of Novel magnetic body of CMPS Camshaft Position Sensor
RU2244309C2 (en) Ferromagnetic object detector
CN108761173A (en) One kind being based on new-energy automobile inverter current detecting sensor