[實用新型]位置傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720217793.1
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN207021917U
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陶騁;汪洋洋;彭思達;吳小芳;付繼祥
• 申請（專利權(quán)）人: 賽卓電子科技（上海）有限公司
• 主分類號: H02P6/16
• 分類號: H02P6/16;H02K11/20
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種新型的電磁感應(yīng)式編碼器，特別涉及但不限于一種用于產(chǎn)生電機所需編碼信號的電磁感應(yīng)式位置傳感器。

背景技術(shù)

隨著電機在軍事、航天設(shè)備、汽車及醫(yī)療等行業(yè)的不斷應(yīng)用及推廣，行業(yè)在選擇電機時對其壽命、成本及惡劣環(huán)境下的表現(xiàn)有了更加苛刻的要求。而作為檢測及反饋電機位置的編碼器，在電機控制中啟到舉足輕重的作用，一款優(yōu)秀的編碼器很大程度上決定了電機的性能，目前電機編碼器方案主要包括：

光電編碼器

工作方式：一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器，是目前應(yīng)用最多的傳感器。一般由光柵盤和光電探測裝置組成，當光柵盤轉(zhuǎn)動時，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號。

缺陷：光柵盤易碎、易受到油污及粉塵等污染造成信號丟失.

霍爾磁傳感器

工作方式：霍爾傳感器被固定在定子上，當轉(zhuǎn)子磁鋼的S極和N極依次經(jīng)過霍爾傳感器時，霍爾傳感器輸出高低電平位置信號，再輸入到電機控制器內(nèi)進行換相。

缺陷：傳感器安裝形式復(fù)雜，在惡劣的電磁場工作環(huán)境下，霍爾傳感器易損害或燒毀。

磁旋轉(zhuǎn)編碼器

工作方式：該方案將一個圓形徑向充磁磁鐵固定在IC的上方或下方，磁鐵旋轉(zhuǎn)一周，IC得到一個周期為360度的正弦波信號，再通過后端信號處理得到方波。

缺陷：高溫下磁鐵退造成信號精度降低；磁鐵充磁技術(shù)要求高，特別是N、S極連接處充磁不均勻?qū)е抡也ㄐ盘柺д妫敵鲂盘柧冉档?；安裝精度要求高，防震性差；只能安裝在電機轉(zhuǎn)軸末端。

以上方案在可靠性、精度、輸出信號種類和安裝方式等方面均有不同程度的缺陷。因此，市場如今迫切需要一種新的位置傳感器，來克服現(xiàn)在方案所存在的缺陷。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實用新型目的在于提供一種解決上述方案在傳感器易損壞、信號分辨率、輸出形式和安裝方式等方面缺陷的位置傳感器。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種位置傳感器，包括：定子模塊，所述定子模塊包括激勵線圈及接收線圈；其中所述激勵線圈用于通過高頻周期性交流電壓和電流，在所述定子模塊區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生交變電磁場；所述接收線圈設(shè)置在所述激勵線圈產(chǎn)生的交變電磁場區(qū)域內(nèi)，并產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；轉(zhuǎn)子模塊，所述轉(zhuǎn)子模塊用于影響激所述激勵線圈和所述接收線圈之間的電磁耦合強度；處理電路，所述處理電路處理從所述接收線圈上得到的電壓信號輸出電機所需編碼信號。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子模塊包括金屬塊、金屬片或載具以及設(shè)置在所述載具上的導電件；其中所述載具為規(guī)則多邊形或扇環(huán)形，優(yōu)選為圓形。

優(yōu)選地，所述導電件為金屬、閉合多圈螺旋形金屬導線、閉合金屬導線或?qū)щ娔z。

優(yōu)選地，所述導電件為扇環(huán)形、閉合螺旋形、扇形或類正弦形。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子模塊的數(shù)量為一個或多個。

優(yōu)選地，所述激勵線圈由一圈或多圈金屬導線串聯(lián)而成，優(yōu)選為沿圓周方向繞制的金屬導線串聯(lián)而成。

優(yōu)選地，所述激勵線圈設(shè)置在所述接收線圈的外圈和/或內(nèi)圈；所述激勵線圈和所述接收線圈錯層設(shè)置。

優(yōu)選地，所述接收線圈包括一個或多個接收單元。

優(yōu)選地，所述接收單元包括一個或多個周期的扇環(huán)形、閉合螺旋形或類正弦形圖形。

優(yōu)選地，所述處理電路至少包括振蕩電路和信號計算電路；其中所述振蕩電路配合所述激勵線圈產(chǎn)生高頻周期性交流電壓和電流，所述信號計算電路用于處理接收線圈的耦合信號并輸出位置編碼信號；所述位置編碼信號為UVW、正交AB、線性模擬輸出、PWM或正余弦信號。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：

1)穩(wěn)固的傳感器結(jié)構(gòu)，采用機械強度高的材料(如金屬)更容易加固轉(zhuǎn)子模塊與電機轉(zhuǎn)軸之間的連接，在轉(zhuǎn)速過快的情況下因其本身材料的堅固也不會發(fā)生變形、碎裂的情況。

2)提高信號分辨率，定子模塊上的接收線圈具有一個或多個周期性重復(fù)的特定幾何圖形結(jié)構(gòu)特點，其幾何圖形包括扇形、閉合螺旋形和類正弦形。接收線圈重復(fù)周期越多，在被測量角度范圍內(nèi)得到的接收信號數(shù)量越多，輸出信號的分辨率越高，這樣做可以提高編碼信號精度，同時加快處理電路計算速度。

3)多種輸出信號形式，信號處理電路用于處理接收線圈上產(chǎn)生的電壓信號，通過解調(diào)、放大和處理后，最終輸出多種電機編碼信號，如UVW、正交AB、線性模擬輸出、PWM和正余弦信號等電機位置信號，多樣化的輸出形式可以滿足客戶不同應(yīng)用的需求。