[實用新型]一種基于三軸霍爾技術的磁角位置傳感器

有效

• 申請號: 201220303867.0
• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN202693004U
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 時兆峰;苑景春;李晗;劉棟蘇;劉建豐;趙寶山;趙瑩
• 申請（專利權）人: 北京自動化控制設備研究所
• 主分類號: G01D5/12
• 分類號: G01D5/12
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術領域

本實用新型屬于測試測量技術領域，具體涉及一種基于三軸霍爾技術的磁角位置傳感器。

背景技術

軸角位置測量是各種導航系統、舵系統以及其他一些控制系統感知自身狀態的重要方法之一，現階段常見的有電位器式、光柵式角度傳感器等。傳統的電位器式角位置傳感器通過圓形電位器元件將機械旋轉角度轉換成電信號輸出，雖然結構簡單，但傳感器內部元件之間存在機械磨損，長時間使用可能會影響測量精度；光柵式角位置傳感器可進行連續測量，但是結構精密復雜，對使用的環境要求比較苛刻，有少許的灰塵進入光柵都會給傳感器帶來致命的破壞，抗振性也較差。這些角度測量裝置都無法保證在特定的惡劣環境下保證較高的測量精度。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題為：現有技術中的角度測量裝置無法在特定惡劣環境下實現高精度測量。

本實用新型的技術方案如下所述：

一種基于三軸霍爾技術的磁角位置傳感器，包括圓形磁鐵和處理電路，還包括轉軸，轉軸垂直固定于圓形磁鐵幾何中心，圓形磁鐵平行裝配在處理電路上方，轉軸帶動圓形磁鐵在處理電路表面上方旋轉。

所述處理電路支撐于底座內部，所述底座為上下端面開放、內側壁設有用于支撐處理電路的階梯的圓柱形底座。所述處理電路優選為MLX90316芯片。

所述圓形磁鐵內嵌于圓柱形磁鐵座開放的下端面；磁鐵座的頂端嵌入軸承內圈，使得軸承和磁鐵座成為一體，將其固定在軸座中；將轉軸安裝在磁鐵座頂端的軸孔中；轉軸下端面不與圓形磁鐵上端面相接觸，轉軸垂直固定于圓形磁鐵幾何中心；轉軸轉動時通過帶動磁鐵座轉動，間接帶動圓形磁鐵轉動。

所述磁鐵座通過軸承與軸座相連接，所述軸座支撐于所述底座上端面，使圓形磁鐵旋轉中心位于處理電路的芯片敏感區軸心上方，且圓形磁鐵與處理電路不相接觸。

所述轉軸與磁鐵座、磁鐵座與軸承內圈、軸承外圈與軸座、軸座和底座之間裝配均采用過盈配合。

作為優選技術方案，底座中設有四個卡槽，用于在水平方向固定處理電路；軸座不僅支撐于底座上端面，其還設有向下的壓板將處理電路卡在底座內側面的階梯上，用于在垂直方向固定處理電路。

本實用新型的有益效果為：

本實用新型的基于三軸霍爾技術的磁角位置傳感器實現接近于360度的旋轉角度測量，同時實現了磁角位置傳感器的小型化（不大于φ23mm×21.4mm），為各種運動控制系統提供高可靠性的旋轉角度參考，提高了市場競爭力。本實用新型的基于三軸霍爾技術的磁角位置傳感器實現了非接觸式測量無磨損，可靠性高，可工作于灰塵、油污、高溫等惡劣環境。

附圖說明

圖1為本實用新型的工作原理示意圖；

圖2為本實用新型的結構示意圖；

圖3為本實用新型的底座。

其中，1-軸座，2-底座，3-轉軸，4-磁鐵座，5-圓形磁鐵，6-軸承，7-處理電路。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型的基于三軸霍爾技術的磁角位置傳感器進行詳細說明。

一種基于三軸霍爾技術的磁角位置傳感器包括轉軸3、圓形磁鐵5和處理電路7。如圖1所示，轉軸3垂直固定于圓形磁鐵5幾何中心，圓形磁鐵5平行裝配在處理電路7上方，轉軸3帶動圓形磁鐵5在處理電路7表面上方旋轉。

如圖2所示，所述處理電路7支撐于底座2內部。本實施例中，所述處理電路7采用MLX90316芯片，所述底座2為上下端面開放、內側壁設有用于支撐處理電路7的階梯的圓柱形底座2。處理電路7連接外設電源和數字電壓表。

所述磁鐵座4通過軸承6與軸座1相連接，所述軸座1支撐于所述底座2上端面，使圓形磁鐵5旋轉中心位于處理電路7的芯片敏感區軸心上方，且圓形磁鐵5與處理電路7不相接觸。

所述轉軸3與磁鐵座4、磁鐵座4與軸承6內圈、軸承6外圈與軸座1、軸座1和底座2之間裝配均采用過盈配合。

作為優選實施方式，為避免圓形磁鐵5旋轉中心與處理電路7的芯片敏感區域的軸心偏離，導致處理電路7的敏感芯片處于非均勻磁場的作用下，底座2中設有四個卡槽，用于在水平方向固定處理電路7；此外，軸座1不僅支撐于底座2上端面，其還設有向下的壓板將處理電路7卡在底座2內側面的階梯上，用于在垂直方向固定處理電路7。上述技術方案保證了處理電路7與圓形磁鐵5表面平行且同心，最大程度上減小裝配過程中產生的機械偏移。