RU2006102833A - Бесконтактный программируемый датчик абсолютного углового положения в диапазоне 360 градусов - Google Patents

Claims (9)

1. Бесконтактный программируемый датчик абсолютного углового положения в диапазоне 360°, в котором магнитный ротор осуществляет вращение магнита в детектируемом угловом диапазоне относительно неподвижного статора - интегральной схемы (ИС) датчика магнитного поля на эффекте Холла, отличающийся тем, что вышеуказанный датчик абсолютного углового положения состоит из двух механически не взаимосвязанных и изолированных друг от друга частей с постоянным воздушным зазором в пространстве между ними, одной частью вышеуказанного датчика абсолютного углового положения является роторный узел, выполненный из материала, не проводящего магнитное поле, с магнитом, в процессе сборки по результатам выравнивания жестко установленным (запрессованным и вклеенным) в роторном узле, механически связанном с вращающимся валом детектируемого объекта (цели) посредством ориентирующей лыски или ориентирующего паза в установочной втулке ротора и имеющем возможность поворота с внешней стороны корпуса устройства на детектируемый в пределах полного механического диапазона устройства угол φ, другая часть вышеуказанного датчика абсолютного углового положения представляет собой статор - совокупность неподвижных механических и электронных частей, предоставляющих через контактный интерфейс информацию об угловом положении ротора с магнитом, ротор и статор вышеуказанного датчика абсолютного углового положения размещаются в пространстве таким образом, что легкая ось намагниченности и основание диаметрально намагниченного цилиндрического роторного магнита при его вращении параллельны лицевой поверхности ИС статора, представляющей собой программируемую в памяти EEPROM ИС двухосевого магнитного углового энкодера с аналоговым выходом, интерфейсом ШИМ или последовательным интерфейсом, формируемым по результатам оцифровки и цифровой обработки на интегрированных ступенях АЦП-ЦОС с использованием функции арктангенса сигналов интегрированного крестообразного массива планарных элементов Холла, чувствительных к градиенту компонентов рабочего магнитного поля, перпендикулярных лицевой поверхности вышеуказанной ИС, запаиваемой способом поверхностного монтажа на печатной плате с компонентами схемы вышеуказанного датчика абсолютного углового положения, вышеуказанный датчик магнитного поля - двухосевой угловой энкодер Холла допускает выбор формата и программирование после сборки всего устройства основных параметров его выходной передаточной характеристики - аналоговой, ШИМ или характеристики в последовательном формате - ограничивающих уровней выходного напряжения и точек калибровки или нулевого положения, направления вращения магнита или направления наклона передаточной характеристики, смещения и усиления (чувствительности) и (или) других параметров, разъем корпуса устройства содержит только функциональные выводы, используемые в дальнейшем процессе эксплуатации после программирования датчика, причем в процессе программирования устройства используются только функциональные выводы ИС.

2. Бесконтактный программируемый датчик абсолютного углового положения в диапазоне 360° по п.1, в котором допускается как аксиальное, так и радиальное расположение корпуса статора относительно ротора, а также аксиальный вариант расположения статора, снабженного внутренней втулкой под роторный узел с воздушным зазором между всеми статорными поверхностями и роторными поверхностями, примыкающими к вышеуказанным статорным поверхностям.

3. Бесконтактный программируемый датчик абсолютного углового положения в диапазоне 360° по п.1, в котором вышеуказанная ИС с массивом планарных элементов Холла, чувствительных к градиенту компонентов рабочего магнитного поля, перпендикулярных лицевой поверхности вышеуказанной ИС, снабжается интегрированным магнитоконцентрирующим (ИМК) диском (дисками), посредством которого (которых) при вращении дипольного магнита выполняется преобразование параллельных компонентов поля в перпендикулярные лицевой поверхности вышеуказанной ИС.

4. Бесконтактный программируемый датчик абсолютного углового положения в диапазоне 360° по п.1, в котором ИС статора представляет собой двухосевой угловой энкодер Холла с поддержкой двух- или многоточечной калибровки, с программируемой выходной передаточной характеристикой, допускающей выбор выходного формата, программирование основных и вспомогательных параметров индивидуальных участков выходной передаточной характеристики при многоточечной калибровке.

5. Бесконтактный программируемый датчик абсолютного углового положения в диапазоне 360° по п.1, в котором основание роторного диаметрально намагниченного цилиндрического постоянного магнита представляет собой круг или кольцо.

6. Бесконтактный программируемый датчик абсолютного углового положения в диапазоне 360° по п.1, в котором для выравнивания магнит жестко устанавливается (запрессовывается и (или) вклеивается) во втулке с пазами для индикации положения нулевой плоскости магнитной симметрии (полюсов магнита) или под отвертку, жестко устанавливаемой (вклеиваемой) в роторном узле по результатам выравнивания магнита.

7. Бесконтактный программируемый датчик абсолютного углового положения в диапазоне 360° по п.1, в котором для выравнивания магнита (индикации положения нулевой плоскости магнитной симметрии (полюсов магнита) и (или) под отвертку) выполняются пазы в теле магнита.

8. Бесконтактный программируемый датчик абсолютного углового положения в диапазоне 360° по п.1, в котором для визуального различения полюсов применяется покраска магнита.

9. Бесконтактный программируемый датчик абсолютного углового положения в диапазоне 360° по п.1, в котором для защиты вышеуказанного датчика Холла от обратного напряжения, перенапряжения, короткого замыкания выхода, импульсных помех по цепи питания и выхода, если эта защита не предусмотрена в интегральной схеме вышеуказанного интегрального датчика Холла, схема устройства, расположенная на плате датчика, содержит необходимые схемы защиты (стабилитрон, выпрямитель, конденсаторы фильтров и др.).