RU2284527C1 - Датчик для регистрации ферромагнитного объекта - Google Patents
Датчик для регистрации ферромагнитного объекта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2284527C1 RU2284527C1 RU2005101590/28A RU2005101590A RU2284527C1 RU 2284527 C1 RU2284527 C1 RU 2284527C1 RU 2005101590/28 A RU2005101590/28 A RU 2005101590/28A RU 2005101590 A RU2005101590 A RU 2005101590A RU 2284527 C1 RU2284527 C1 RU 2284527C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnet
- area
- microcircuit
- sensor
- microchip
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Inspection Of Paper Currency And Valuable Securities (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройствам, формирующим электрический сигнал при прохождении ферромагнитного объекта через зону чувствительности устройства, и может быть использовано в автомобилестроении. Датчик содержит магниточувствительную микросхему и постоянный магнит в виде втулки, который имеет распределение намагничивания в виде конуса с вершиной в области регистрации объекта, а микросхема расположена внутри отверстия магнита в зоне, где индукция магнитного поля не превышает порог чувствительности микросхемы. Отверстие магнита выполнено в виде усеченного конуса с вершиной, обращенной к зоне обнаружения объекта. В зоне расположения микросхемы находится вставка из магнитомягкого материала. Магнит выполнен изотропным из магнитопласта. Магнит имеет соосный с ним внешний магнитопровод. Техническим результатом является увеличение чувствительности датчика, точности измерения, а также повышение надежности работы и снижение стоимости и трудоемкости изготовления. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам, формирующим электрический сигнал при прохождении ферромагнитного объекта через зону чувствительности устройства, и может быть использовано, например, в автомобилестроении в системе управления двигателем внутреннего сгорания для измерения скорости вращения или в качестве датчика положения.
Известен «Датчик на эффекте Холла для определения фазы положения» (заявка на изобретение РФ №2000101462, G 01 P 3/42 от 17.01.2000, публикация 10.11.2001), содержащий корпус, постоянный кольцевой магнит, микросхему Холла, расположенную в одной из областей изменения направления магнитного поля постоянного магнита, а именно, между внутренней торцевой поверхностью корпуса и поверхностью магнита.
Магнит имеет аксиальное намагничивание и вследствие этого зона изменения направления магнитного поля расположена вне магнита.
Недостатком такого решения является наличие промежуточной прокладки между магнитом и микросхемой Холла, толщину которой необходимо индивидуально подбирать для каждого отдельного датчика вследствие разброса свойств постоянного магнита и расположения чувствительного элемента в микросхеме. Кроме того, применение подобной конструкции приводит к снижению чувствительности датчика из-за увеличения воздушного зазора между ферромагнитным объектом и постоянным магнитом, что требует применения более чувствительной и дорогостоящей микросхемы Холла или магнита с увеличенными размерами и стоимостью.
Известен также «Датчик для регистрации ферромагнитного объекта» (заявка на изобретение РФ №2002123676, G 01 Р 3/48 от 06.09.2002, публикация 10.06.2004), содержащий корпус, магниточувствительный узел, состоящий из постоянного кольцевого магнита прямоугольного профиля и микросхемы Холла, расположенный внутри корпуса датчика. Корпус датчика снабжен каркасом с пазом для фиксирования микросхемы Холла, связанной с электрическими выводами через печатную плату с радиоэлементами. Магнит с ферромагнитным сердечником жестко зафиксированы внутри каркаса в процессе его отливки.
Жесткая фиксация магниточувствительного узла в данной конструкции способствует повышению точности измерения местоположения ферромагнитного объекта.
Недостатком данного технического решения является то, что микросхема Холла находится между рабочим полюсом постоянного магнита и ферромагнитным объектом, что приводит к увеличению немагнитного зазора между магнитом и регистрируемым объектом. Большая величина зазора снижает чувствительность датчика. Кроме того, известное устройство предполагает индивидуальную настройку путем перемещения по резьбе ферромагнитного сердечника, что увеличивает трудоемкость изготовления датчика. В процессе заливки пластмассой существует вероятность изменения взаимного положения магнита и ферромагнитного сердечника, что нарушает настройку и требует дополнительного контроля.
Целью предлагаемого технического решения является увеличение точности и чувствительности датчика, а также повышение надежности работы, снижение стоимости и трудоемкости изготовления.
Указанная цель достигается тем, что предлагаемый «Датчик для регистрации ферромагнитного объекта» содержит магниточувствительную микросхему и постоянный магнит в виде втулки с отверстием для микросхемы. Магнит имеет распределение намагничивания в виде конуса с вершиной в области регистрации объекта, а микросхема расположена внутри отверстия втулки в зоне, где индукция магнитного поля не превышает порог чувствительности микросхемы.
Кроме того, отверстие в магните может быть выполнено в виде усеченного конуса, обращенного вершиной к зоне обнаружения объекта, а в зоне расположения микросхемы может находиться тонкостенная вставка из магнитомягкого материала с низкой индукцией насыщения.
Намагничивание в виде конуса с вершиной в области регистрации объекта позволяет сместить зону нулевой индукции постоянного магнита внутрь магнита, максимально приблизив магнит к зоне регистрации ферромагнитного объекта, что обеспечивает повышение чувствительности датчика. Такой вид намагничивания обеспечивается многовитковым соленоидом, при этом магнит помещается на краю соленоида в зоне, где магнитное поле в осевом направлении изменяется пропорционально квадрату расстояния от соленоида. В этом случае магнитное поле имеет близкий к конусному характер распределения магнитных силовых линий [1].
У известного технического решения с повышением температуры вектор напряженности магнитного поля может изменяться независимо от наличия ферромагнитного объекта. Это связано с тем, что магнитные свойства магнита и магнитомягкого сердечника с ростом температуры изменяются по различным законам и ранее проведенная настройка может нарушиться. В предлагаемом техническом решении зона нечувствительности микросхемы (нулевая зона) не зависит от внешних факторов, что повышает надежность и точность работы датчика.
Отсутствие необходимости индивидуальной настройки и регулировки датчика, минимальное по сравнению с аналогами количество деталей приводит к снижению стоимости и трудоемкости изготовления датчика.
Наличие в отверстии втулки рядом с микросхемой тонкостенной вставки из магнитомягкого материала с низкой индукцией насыщения позволяет в случае необходимости снизить чувствительность и повысить надежность работы датчика, не изменяя существенно его конструкцию. Она может быть выполнена, например, в виде соосной с магнитом тонкостенной (0,1-0,5 мм) втулки из пермаллоя или другого сплава с индукцией насыщения менее 1 Тл. Вставка компенсирует незначительные флюктуации магнитной индукции от посторонних ферромагнитных объектов, не подлежащих регистрации, а при существенном изменении магнитного поля магнитная индукция вставки достигает насыщения и вставка перестает оказывать влияние на распределение магнитного поля.
Выполнение отверстия во втулке в виде усеченного конуса позволяет увеличить величину индукции магнитного поля в зоне регистрации объекта и тем самым повысить чувствительность датчика.
Изотропный магнитопласт как материал, из которого выполнен магнит, позволяет достичь максимальной однородности магнитов в партии и однородности и воспроизводимости магнитных свойств по сечению магнита. Это позволяет отказаться от индивидуальной настройки датчиков и снизить стоимость и трудоемкость.
Наличие внешнего магнитопровода, соосного с магнитом, позволяет в случае необходимости увеличить чувствительность датчика за счет замыкания в магнитопроводе магнитных полей рассеяния. Размеры датчика при этом несколько увеличиваются.
Для более точного размещения микросхемы отверстие во втулке может быть выполнено по форме и размерам микросхемы, что снизит трудоемкость сборки.
На фиг.1 представлена схема распределения намагничивания постоянного магнита, а на фиг.2 - конструктивная схема датчика.
Датчик для регистрации ферромагнитного объекта 1 содержит корпус-магнитопровод 2, магниточувствительный узел, состоящий из постоянного магнита в виде втулки 3 и микросхемы Холла 4, связанной с электрическими выводами 5, через печатную плату 6.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Датчик устанавливается перпендикулярно рабочей поверхности регистрируемого ферромагнитного объекта и при изменении магнитного поля, вызванного приближением или удалением ферромагнитного объекта, происходит срабатывание микросхемы Холла. Когда ферромагнитный объект расположен в зоне чувствительности датчика, индукция магнитного поля в точке позиционирования микросхемы Холла превышает значение ВOP (точка включения) и микросхема Холла находится в состоянии «включено». Когда в зоне чувствительности датчика отсутствует ферромагнитный объект, величина магнитной индукции в точке позиционирования микросхемы Холла становится ниже ВRP (точка выключения) и микросхема Холла переходит в состояние «выключено».
Источник информации
1. Д.Монтгомери, Получение сильных магнитных полей с помощью соленоидов., Москва, «Мир», 1971 г.
Claims (6)
1. Датчик для регистрации ферромагнитного объекта, содержащий магниточувствительную микросхему и постоянный магнит в виде втулки, отличающийся тем, что магнит имеет распределение намагничивания в виде конуса с вершиной в области регистрации объекта, а микросхема расположена внутри отверстия магнита в зоне, где индукция магнитного поля не превышает порог чувствительности микросхемы.
2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что в отверстии втулки рядом с микросхемой находится тонкостенная вставка из магнитомягкого материала.
3. Датчик по п.1, отличающийся тем, что отверстие в магните выполнено в виде усеченного конуса, обращенного вершиной к зоне обнаружения объекта.
4. Датчик по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала магнита используется изотропный магнитопласт.
5. Датчик по пп.1 и 4, отличающийся тем, что магнит имеет соосный с ним внешний магнитопровод.
6. Датчик по п.1, отличающийся тем, что отверстие в магните соответствует микросхеме по форме и размерам.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005101590/28A RU2284527C1 (ru) | 2005-01-24 | 2005-01-24 | Датчик для регистрации ферромагнитного объекта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005101590/28A RU2284527C1 (ru) | 2005-01-24 | 2005-01-24 | Датчик для регистрации ферромагнитного объекта |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005101590A RU2005101590A (ru) | 2006-07-10 |
RU2284527C1 true RU2284527C1 (ru) | 2006-09-27 |
Family
ID=36830219
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005101590/28A RU2284527C1 (ru) | 2005-01-24 | 2005-01-24 | Датчик для регистрации ферромагнитного объекта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2284527C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2554592C2 (ru) * | 2010-08-14 | 2015-06-27 | Микро-Эпсилон Месстехник Гмбх Унд Ко. Кг | Способ и устройство для регистрации магнитных полей |
RU177150U1 (ru) * | 2017-10-30 | 2018-02-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод "Автоприбор" | Датчик скорости |
RU182936U1 (ru) * | 2017-12-11 | 2018-09-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод "Автоприбор" | Датчик импульсов |
-
2005
- 2005-01-24 RU RU2005101590/28A patent/RU2284527C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2554592C2 (ru) * | 2010-08-14 | 2015-06-27 | Микро-Эпсилон Месстехник Гмбх Унд Ко. Кг | Способ и устройство для регистрации магнитных полей |
RU177150U1 (ru) * | 2017-10-30 | 2018-02-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод "Автоприбор" | Датчик скорости |
RU182936U1 (ru) * | 2017-12-11 | 2018-09-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод "Автоприбор" | Датчик импульсов |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005101590A (ru) | 2006-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8120351B2 (en) | Magnet sensor arrangement for sensing the movement of element moving in linear or rotary fashion | |
US5596272A (en) | Magnetic sensor with a beveled permanent magnet | |
US6806702B2 (en) | Magnetic angular position sensor apparatus | |
US6633157B1 (en) | Displacement detecting device | |
US20040017187A1 (en) | Magnetoresistive linear position sensor | |
US7521922B2 (en) | Linear position sensor | |
EP2728302B1 (en) | Proximity sensor | |
US20030107366A1 (en) | Sensor with off-axis magnet calibration | |
US20070120556A1 (en) | Magnetic position sensor for a mobile object with limited linear travel | |
JP6300506B2 (ja) | 可変磁気コレクタを使用する位置センサ | |
JP4367966B2 (ja) | 磁気式変位検出装置 | |
US6703830B2 (en) | Tunable magnetic device for use in a proximity sensor | |
RU2284527C1 (ru) | Датчик для регистрации ферромагнитного объекта | |
US6693425B2 (en) | Sensor having an electric coil and giant magnetoresistor for detecting defects in a component | |
JP6559629B2 (ja) | 外部浮遊磁場を補償する装置または磁場勾配が磁場センサに及ぼす影響を補償する装置 | |
US6639398B2 (en) | Magnetic sensor that concentrates magnetic flux in an air gap | |
US8203406B2 (en) | Magnetic having linear magnetic flux density | |
US20170102250A1 (en) | Magnetic field measuring device | |
US6404186B1 (en) | Position sensor with magnetic field sensor in working air gap | |
AU758221B2 (en) | Displacement measuring device | |
JP6483069B2 (ja) | キャリアを含むセンサデバイス | |
US7019607B2 (en) | Precision non-contact digital switch | |
RU2244309C2 (ru) | Датчик для регистрации ферромагнитного объекта | |
RU2265226C2 (ru) | Датчик положения ферромагнитного элемента | |
US20230013016A1 (en) | Valve having a position sensing means |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190125 |