[發明專利]通軸旋轉位置傳感器

有效

• 申請號: 201080051276.2
• 申請日: 2010-11-12
• 公開（公告）號: CN102597706A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: P·布萊克斯勒
• 申請（專利權）人: CTS公司
• 主分類號: G01D5/14
• 分類號: G01D5/14
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

相關申請的交叉引用

本申請要求享有在2009年11月13日提交的美國臨時申請No.61/281,132的申請日和公開內容的權益，該美國臨時申請通過引用被明確地包含在此，該美國臨時申請之中引用的所有參考文獻同樣通過引用被明確地包含在此。

技術領域

本發明涉及旋轉位置傳感器組件，更具體地，涉及使用霍爾效應傳感器的非接觸式旋轉位置傳感器組件。

背景技術

現有的用于檢測和測量物體的旋轉位置的非接觸式旋轉位置傳感器組件包括磁體和霍爾效應傳感器，所述霍爾效應傳感器適于感應二維平面中的磁體所產生的磁場的方向。使用這種霍爾效應傳感器來檢測旋轉位置傳感器的軸的角度或者位置變得日益普及，在所述旋轉位置傳感器中，磁體可被安裝在軸的一個末端表面，這就使得霍爾效應傳感器可以被安裝成與軸的中心線成同軸關系并位于軸的中心線的軸向位置上。

然而，這種布置在其中某個部件需要使用通軸并且不能在通軸的末端安裝磁體的應用中并不合適。現有的感應這樣的通軸傳感器的角度和位置的裝置和方法已證明包括各種限制，并且在某些應用中，這些裝置和方法要求使用有定制的磁場測量能力的定制的霍爾效應傳感器。

發明內容

本發明涉及旋轉位置傳感器組件，其包括：軸；磁體，位于所述軸上并且適于產生具有強度和方向的磁通量；傳感器，位于所述磁體的對面并與所述磁體隔開，且適于感應和測量由所述軸的旋轉位置的改變引起的由所述磁體產生的磁通量的方向的變化；磁極塊對（a?pair?of?magnet?polepieces），位于所述磁體的對面并與所述磁體隔開，以及位于所述傳感器相對的側面并與所述傳感器隔開，且適于引導磁通量穿過所述傳感器。

在一個實施例中，每個磁極塊包括位于所述傳感器的對面并與所述傳感器隔開的錐形末端，用于集中磁通量穿過所述傳感器。

此外，在一個實施例中，磁體是環形的并圍繞著所述軸，每個磁極塊呈弧形并遵循所述軸的輪廓彎曲，而且所述磁體、所述傳感器，和所述磁極塊全部以大體共面的關系定位。

另外，根據本發明，在所述軸相對于所述傳感器的旋轉的全范圍內，所述磁極塊對標準化（nominalize）了所述磁體產生的磁通量的強度。

通過下文對本發明的實施例、附圖和所附權利要求的詳細描述，本發明的其他優點和特征將變得更清晰。

附圖說明

在形成本說明書的一部分的附圖中，相似的數字在所有的圖上被用來表示相似的部件：

圖1是根據本發明的通軸旋轉位置傳感器組件的簡化、放大、分解透視圖；

圖2是當通軸位于它的零（0）度旋轉位置時，圖1的通軸旋轉位置傳感器組件的簡化、放大、俯視平面圖，并且描繪了由環形磁體產生并被引導穿過傳感器的磁場或磁通量；以及

圖3是當通軸位于它的九十（90）度旋轉位置時，圖1的通軸旋轉位置傳感器組件的簡化、放大、俯視平面圖，并且描繪了由環形磁體產生并由磁極塊引導穿過傳感器的磁場或磁通量。

具體實施方式

圖1-3描繪了根據本發明的通軸非接觸式旋轉位置傳感器組件10的簡化實施例，其包括至少下述關鍵元件：細長的、大體呈圓柱形的通軸12，適于耦合到需要測量其旋轉位置或角位置的部件（未示出）；環形磁體14，圍繞并耦合到通軸12的外部圓周表面16；霍爾效應傳感器集成電路芯片17，位于環形磁體14的外部圓周表面20的對面并與外部圓周表面20隔開，且與環形磁體14的水平橫截面軸大體共面；以及大體為弧形的磁極塊對22和24，位于環形磁體14的外表面20的對面并與外表面20隔開，且與環形磁體14的水平橫截面軸和霍爾效應傳感器17兩者大體共面。

在所示的實施例中，磁極塊22和24位于霍爾效應傳感器17的相對的側面并與霍爾效應傳感器17隔開，并且以使得相應的磁極塊22和24遵循環形磁體14和軸12的輪廓的形式彎曲。

特別地，在所示的實施例中，每個磁極塊22和24是一個大體扁平的、弧形的金屬板，其沿著它的全長具有大體不變的厚度和寬度。而且，在所示的實施例中，磁極塊22和24沿徑向相對成彼此互為鏡像，因而兩者都具有同樣的長度、厚度和寬度。更進一步，在所示的實施例中，每個弧形的磁極塊22和24圍繞磁體14和軸12的外周，從與傳感器17的相應的端面44和46隔開的一個點延伸到與傳感器17間隔九十度的點。盡管沒有在此處示出或描述，應理解，磁極塊22和24可以被安裝在傳感器組件支撐結構的表面，例如印刷電路板的表面（未示出）。