[發明專利]霍爾式直線小位移傳感器

無效

• 申請號: 201310142578.6
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103217093A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 劉榮先;崔守鷙
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

技術領域

本發明涉及一種傳感器，尤其是測量小距離的霍爾式直線傳感器的結構，屬于傳感器技術領域。

背景技術

隨著現代儀器、設備向智能化方向發展，在小距離的測量場合中，對測量的精確度、速度等都提出了新的要求。采用非電方法，如用尺測量長度、厚度，用游標卡尺測量孔的直徑等已不能滿足測量要求，更不能將測量的物理量即時轉變成電信號供儀器設備識別，所以采用電測法已成必然的發展趨勢。距離的電測法同傳感器技術和電子測量技術是密不可分的。傳感器生產企業和科研單位都進行了一些研究，但，仍然未能滿足市場對直線位移測量精度要求的需要。

發明內容

本發明的目的就是為滿足市場的需要，提供一種滿足測量小距離要求的霍爾直線小位移傳感器，實現測量范圍在0—4㎜，測量精度為0.01㎜的目標。該傳感器可用在碎紙機、打印機、復印機、印刷機、涂膠機等設備上測量紙張的厚度，達到自動化控制的目的。

本發明的目的是這樣實現的，霍爾式直線小位移傳感器，包括殼體和底板，殼體底部連接底板，其特征是，殼體的一側設有即插接口，殼體頂端設有圓形孔，殼體內腔緊貼即插接口處設有線路板，線路板與即插接口內的插針之間用導線相連，線路板上焊接霍爾元件，在殼體內腔中設有滑塊和測頭，滑塊和測頭為一體結構，測頭經殼體頂端圓形孔伸出殼體外，滑塊與霍爾元件相對一側設置磁鋼，磁鋼和霍爾元件之間設有間隙，所述滑塊與底板之間設置有復位彈簧。

所述滑塊與殼體內腔滑動配合。

所述霍爾元件為可編程式。

所述磁鋼為弧型結構。

霍爾式直線小位移傳感器的工作原理是，當被測件經過測頭時，測頭會感應出被測件的厚度而使彈簧壓縮產生位移變化，由于磁鋼和測頭為同一體，當測頭移動時，磁鋼就會隨之移動，因而磁場強度就會產生相應的變化，輸出電壓也會產生相應的變化，通過引線將電壓傳輸給系統的ECU，ECU綜合其他參數，發出指令控制指定工作。當被測件離開測頭時以后，復位彈簧使測頭恢復到初始狀態。

本發明結構合理簡單，滑塊與底板之間設置有復位彈簧，復位彈簧可保證測頭和滑塊的復位，磁鋼采用經有限元分析后特別設計的弧型結構，大大提高了傳感器的靈敏度，使對微小位移的測量成為可能，實現測量范圍0-4mm，測量精度0.01mm的目標。霍爾元件為可編程式，輸出電壓等參數可由程序進行修改，并可對溫度、磁場強度等進行補償，極大的提高了輸出曲線的線性度，同步度等參數。該傳感器可用在碎紙機、打印機、復印機、印刷機、涂膠機等設備上測量紙張的厚度，達到自動化控制的目的。

附圖說明

圖1為本發明的一種外形圖。

圖2為圖1的A-A剖示圖。

圖中：1測頭、2殼體、3線路板、4磁鋼、5霍爾元件、6導線、7即插接口、8插針、9底板、10復位彈簧。

具體實施方式

在殼體2的一側設置即插接口7，即插接口內的插針通過導線6與線路板3相連，線路板3上焊接一霍爾元件5。

在殼體2內腔配合一滑塊，滑塊與測頭1一體，測頭為圓柱型測頭，滑塊可在腔體內滑動，測頭1經殼體2頂端圓孔伸出殼體2。在滑塊與霍爾元件5相對一側設置磁鋼4，磁鋼4和霍爾元件之間保持一定間隙。所述滑塊與底板9之間設置復位彈簧10，復位彈簧可保證測頭1的復位。在傳感器工作時，測頭1檢測到被測件的微小位移，帶動滑塊及其上的磁鋼作直線移動，這時與滑塊相對的霍爾元件5檢測到磁場的微小變化，將其轉化成電信號，經線路板處理后作為測試信號輸出。霍爾元件為可編程式，輸出電壓等參數可由程序進行修改，并可對溫度、磁場強度等進行補償，極大的提高了輸出曲線的線性度，同步度等參數。磁鋼采用經有限元分析后特別設計的弧型結構，大大提高了傳感器的靈敏度，使對微小位移的測量成為可能，實現測量范圍0-4mm，測量精度0.01mm的目標。

霍爾式直線小位移傳感器可應用于碎紙機、打印機、復印機、涂膠機等多種儀器設備的自動化測量中。

傳統的碎紙機的刀片間的距離無法根據紙張的數目進行自動調節，無論放入紙張數目多少，其刀片的距離總是一定的，如果紙張多了，就會卡住。若將傳感器裝在碎紙機的相應部位，霍爾傳感器的測頭會隨著紙張的數目產生不同的微小變化，并通過輸出電壓的形式輸出，碎紙機的ECU將會根據檢測到的輸出電壓來控制刀片間的距離。

打印機、復印機、印刷機有時會出現一次進入2張紙或以上的現象，若將傳感器裝在打印機、復印機、印刷機進行前端進紙檢測，如一旦檢測到超過一張紙時，將會自動停機，進行處理，以減少設備的故障。

涂膠機是將膠涂在紙上的設備，其膠的厚度是有一定標準的，不能過厚也不能過薄，因此需要一套自動控制涂膠量的系統。將霍爾式直線小位移傳感器安裝在涂膠機出紙的位置，檢測涂上膠的不干膠紙的厚度，將其檢測到的厚度經傳感器轉換成電壓信號送給ECU，與ECU中的設定值進行比較，讓比較后的偏差信號控制涂膠量，從而保證不干膠紙的厚薄符合要求。