[實用新型]無接觸式高精度角度傳感器

有效

• 申請號: 200820230049.6
• 申請日: 2008-12-15
• 公開（公告）號: CN201311272Y
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 黨李軍;余凱
• 申請（專利權）人: 銀川英奧特自控有限公司
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30;G01D5/16
• 代理公司: 寧夏專利服務中心
• 代理人: 趙明輝

技術領域

本實用新型涉及一種基于測量磁場方向的無接觸式高精度角度傳感器，尤其適用于在工業自動化儀表控制中要求對角位移實時精確采樣的場合。

背景技術

目前，工業自動化儀表控制中對角位移采樣通常采用如下兩種方式：

1、基于Mystr(導電塑料材料)的導電塑料電位器

滑片在導電塑料薄膜上接觸并滑動從而產生阻值變化。缺點：頻繁動作后易造成導電塑料磨損，出現信號丟失；測量精度為相對值，在一定的測量角度下精度符合要求；要求高的加工及裝配精度；對操作負載有較高要求；不易形成防爆結構；在沖擊和振動的場合下對使用影響較大。

2、基于測量磁場強度原理的磁敏電位器

兩個性能相同的串聯半橋式SMR元件與轉動永磁體或磁軛之間的無接觸感應而形成的角度傳感器，缺點：基于磁場強度測量使用環境溫度范圍窄，要求很高的裝配精度，不可以承受傳感器和磁鐵之間間隙較大的變化及負載安裝要求；不易形成防爆結構。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種基于測量磁場方向的無接觸式高精度角度傳感器，其能夠克服環境溫度、沖擊、振動、加工精度等方面的影響，而且它對角度的測量是絕對測量，測量精度高，容易實現傳感器的防爆結構，增強了傳感器的適用性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種無接觸式高精度角度傳感器，其特別之處在于，包括安裝體，一轉軸的一端伸入該安裝體內，該轉軸外表面通過一軸套與安裝體內表面連接從而可繞轉軸旋轉，在轉軸伸入安裝體內的一端固定有一對平行磁鐵從而構成一磁力線平行的均勻磁場，在該對磁鐵中間有一磁阻芯片固定在安裝體內表面上，在磁阻芯片旁的安裝體上固定有與磁阻芯片配套的電路板，該電路板通過導線和接線端子引出至安裝體外。

其中在轉軸伸出安裝體處設有密封圈。

進一步的，其中在密封圈外還設有限位墊片。

本實用新型的有益效果是該方案為無接觸測量測量磁場方向，壽命長，可以克服基于測量磁場強度原理的磁敏電位器溫度漂移缺陷，可應用于較寬的溫度范圍(-40℃～+120℃)；可以承受傳感器和磁鐵之間間隙較大的變化及負載安裝要求，并形成防爆結構。

附圖說明

附圖1為本實用新型的原理圖；

附圖2為本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖來對本實用新型作進一步詳細的說明：

如圖2所示，本實用新型包括安裝體8，一轉軸1的一端伸入該安裝體8內，該轉軸1外表面通過一軸套7與安裝體8內表面連接從而可繞轉軸1旋轉，在轉軸1伸入安裝體8內的一端固定有一對平行磁鐵3，從而構成一磁力線平行的均勻磁場，在該對磁鐵3中間有一磁阻芯片4固定在安裝體8內表面上，在磁阻芯片4旁的安裝體8上固定有與磁阻芯片4配套的電路板9，該電路板9通過導線5和接線端子引出至安裝體8外。

另外在轉軸1伸出安裝體8處設有密封圈6，在密封圈6外還設有限位墊片2。

如圖1所示，本實用新型的工作原理是：

利用平行磁鐵3，實現均勻磁場。均勻磁場使磁阻芯片4工作在飽和模式下。轉軸1的旋轉帶動磁鐵3旋轉，通過飽和狀態下的磁阻芯片4電阻值隨旋轉磁場變化的關系，將電阻變化轉換成輸出電壓變化，實現對輸出軸轉角很高的測量精度。

如圖2所示，根據連接要求，確定轉軸1出軸形式，限位墊片2保證軸向間隙量，通過選擇合適的安裝體8、轉軸1材料實現較好的隔磁效果，磁阻芯片4固定于兩磁鐵3中心位置，保證磁阻芯片4工作在磁飽和狀態下。通過控制轉軸1與軸套7配合間隙量、配合長度、粗糙度形成隔爆結構，通過電路安全設計可形成本安防爆結構。轉軸1與安裝體8之間形成隔爆面10，平行磁鐵3裝于隔磁效果良好的轉軸1內，磁阻芯片4置于平行磁鐵3中心，安裝體8與傳感器安裝外殼可形成隔爆面10。