[實用新型]巨磁傳感器及巨磁傳感器測速機構

無效

• 申請號: 200720078534.1
• 申請日: 2007-02-09
• 公開（公告）號: CN201007719Y
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 朱名日;蔣存波;李華
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01P3/487
• 分類號: G01P3/487
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司
• 代理人: 歐陽波

(一)技術領域

本實用新型涉及測速技術領域，具體為一種巨磁傳感器，及使用此種巨磁傳感器制作的非接觸式旋轉運動測速機構。

(二)技術背景

巨磁電阻(Giant?Magneto?Resistive)簡稱為GMR，是集磁性薄膜，半導體集成及納米技術為一體的高新技術產品，GMR在磁場作用下電阻效應大，一般巨磁電阻變化的幅度比通常磁性金屬與合金材料的磁阻數值約高十余倍。因此以GMR制作的傳感器和光電等傳感器相比，具有分辨率高、可靠性強、低速靜態檢測，響應快，檢測距離遠、頻帶寬、功耗小、體積小、能工作于惡劣環境等優點，近年來受人矚目，已問世的有GMR電流傳感器、GMR位移傳感器等。若將現有的GMR位移傳感器用于旋轉測速機構，一方面其分辨率不夠高，另外不能辨別轉動方向，固目前尚未有專用于旋轉測速機構的適當的巨磁傳感器。

在科研、生產活動中經常需要對機械設備運行狀態進行控制和調節，為此就需要各種類型旋轉運動的測速機構，比如，測速發電機、光柵編碼器、機械傳動指針式轉速測量儀、磁脈沖或光脈沖式轉速測試儀，AMR磁性編碼器等。這些測速裝置有接觸式也有非接觸式，各有其優缺點。就最常用的測速發電機、光柵編碼器、AMR磁性編碼器三者比較而言，測速發電機低速、高速特性均不好。光柵編碼器克服了測速發電機的缺點，但耐候性差，易受潮濕、長霉斑，因而影響精度。各向異性磁阻AMR(Anisotropic?MagnetoResistive)磁性編碼器能工作于惡劣環境，但美中不足的是AMR磁性編碼器的分辨率不高，目前國際上利用傳統AMR材料制作的磁傳感器，其磁場分辨率指標為40微高斯，故其磁鼓的磁極不得過窄，即有限的條件下，磁極對數不能太多。這樣，在相同尺度條件下AMR磁性編碼器就不如光柵編碼器輸出的脈沖數多，即精度較其低。

GMR材料比AMR材料磁電阻變化率大，靈敏度高，故研究人員目前正研發采用巨磁傳感器的、滿足環境條件惡劣的場合使用的、高精度高分辨率的巨磁測速機構。

(三)實用新型內容

本實用新型的目的是設計一種專用于旋轉測速機構的巨磁傳感器，其分辨率高，且能辨別轉動方向。

本實用新型的另一目的是設計一種使用本實用新型設計的巨磁傳感器的巨磁測速機構，用于在線同步跟蹤被檢測物體的旋轉速度。

本實用新型設計的巨磁傳感器包括絕緣基板和巨磁電阻，在基板平面上平行固定N組巨磁電阻柵條，N＝4、或6，每組有n條長3mm～5mm、寬0.015mm～0.03mm的巨磁電阻，n為4～24的整數，柵條中心距為0.1mm～0.5mm，每組柵條的寬度為2.5?mm～10.0mm。每個巨磁電阻的阻值為500Ω～1000Ω。將N組巨磁電阻柵條分為前后兩部分N₁和N₂，4組時第1、2組為N₁部分、第3、4組為N₂部分，6組時第1、2、3組為N₁部分、第4、5、6組為N₂部分；N₁部分的各組的各個巨磁電阻柵條的一端相互聯接、為該傳感器的輸入端a，N₂部分的各組的各個巨磁電阻柵條的一端相互聯接、為該傳感器的輸入端b；N₁部分各組依次與N₂部分各組的各條巨磁電阻柵條的另一端相聯后為傳感器的輸出端；即，4組時N₁部分的第1、2組分別與N₂部分的第3、4組的各個巨磁電阻柵條的另一端相聯為傳感器輸出端A和輸出端B，6組時N₁部分的第1、2、3組依次分別與N₂部分的第4、5、6組的各個巨磁電阻柵條的另一端相聯為傳感器輸出端A、B、C。

傳感器輸入端接直流電源，輸出端輸出變化的電壓接放大電路。本實用新型設計的巨磁傳感器測速機構，包括巨磁傳感器、磁鼓、微處理器電路模塊，其巨磁傳感器為上述本實用新型的巨磁傳感器，磁鼓直徑為28mm～35mm，徑向交錯均勻分布800對～1600對磁極。磁鼓轉軸經磁吸力聯軸器與待測物體的旋轉軸驅動連接，旋轉機械能量通過磁吸力連軸器傳遞給磁鼓。巨磁傳感器固定于磁鼓一側，其巨磁電阻柵條與磁鼓軸線平行，巨磁傳感器與磁鼓表面的距離為0.05mm～0.15mm。巨磁傳感器與放大電路連接，放大電路接入微處理器電路模塊。

本實用新型的巨磁傳感器測速機構同步檢測轉速的具體步驟如下：