[實(shí)用新型]機(jī)械轉(zhuǎn)軸在線監(jiān)測(cè)的角位移傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720482723.9
• 申請(qǐng)日: 2017-05-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206847640U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃采倫;王安琪;曾照福;王靖;周博文;田勇軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01D5/12
• 分類(lèi)號(hào): G01D5/12
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種機(jī)械轉(zhuǎn)軸在線監(jiān)測(cè)的角位移傳感器，包括永久磁鐵（1）、磁敏元件與檢測(cè)電路板（2）、聯(lián)軸器及連接軸（3）、信號(hào)輸出插座（4）、傳感器底座（5）、傳感器上蓋（6）、半開(kāi)口彈性金屬卡環(huán)（7）、傳感器固定螺釘（8）、電路板固定螺釘（9）、磁鐵固定螺釘（10）；其特征是：所述傳感器由傳感器固定螺釘（8）固定于機(jī)械轉(zhuǎn)軸的被測(cè)位置殼體上，通過(guò)聯(lián)軸器及連接軸（3）與旋轉(zhuǎn)機(jī)械的被測(cè)轉(zhuǎn)軸連接，永久磁鐵（1）由磁鐵固定螺釘（10）固定于連接軸端并與經(jīng)半開(kāi)口彈性金屬卡環(huán)（7）徑向鎖緊且和傳感器底座（5）過(guò)盈裝配的連接軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，被測(cè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角位移信息經(jīng)由電路板固定螺釘（9）固定于傳感器底座（5）內(nèi)的磁敏元件與檢測(cè)電路板（2）檢測(cè)并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后通過(guò)固定于傳感器上蓋（6）內(nèi)的信號(hào)輸出插座（4）輸出；非接觸檢測(cè)角位移信息的磁敏元件、檢測(cè)電路均安裝在螺紋連接的傳感器上蓋與傳感器底座形成的圓柱形密封金屬殼體內(nèi)，可有效抑制旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)電磁干擾，使監(jiān)測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械轉(zhuǎn)軸在線監(jiān)測(cè)的角位移傳感器，其特征是：所述的磁敏元件與檢測(cè)電路板（2）由磁敏元件HX1、HX2、HY1、HY2，電阻R1~R11，電容C1~C4，雙運(yùn)放IC1，具有ADC和PWM功能的單片機(jī)IC2，輸出連接件JK1組成；磁敏元件HX1、HX2分別安裝在X方向的左、右，磁敏元件HY1、HY2分別安裝在Y方向的上、下，且其磁敏感點(diǎn)均勻分布在直徑為D1的參考圓周上用于對(duì)永久磁鐵（1）在電路板表面分布的磁場(chǎng)垂直向量進(jìn)行檢測(cè)；運(yùn)放IC1B、電阻R1~R4和運(yùn)放IC1A、電阻R5~R8組成的放大電路分別用于對(duì)X、Y方向的正交相關(guān)分量進(jìn)行差分放大，放大信號(hào)V_X1-X2、V_Y1-Y2經(jīng)電容C3、電阻R9和電容C4、電阻R10組成的低通濾波后分別送單片機(jī)IC2的兩個(gè)ADC輸入端；單片機(jī)IC2對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣、處理后計(jì)算得角度偏移：θ≈arctan(V_Y1-Y2/ V_X1-X2)，再將角度偏移θ轉(zhuǎn)換為PWM格式的數(shù)字信號(hào)通過(guò)連接件JK1輸出；R10為上拉電阻，電容C1解耦電容，C2旁路電容，磁敏元件優(yōu)選線性霍爾元件或磁敏電阻。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械轉(zhuǎn)軸在線監(jiān)測(cè)的角位移傳感器，其特征是：所述的永久磁鐵（1）是一個(gè)俯視時(shí)從左側(cè)到右側(cè)徑向磁化的雙極圓形磁鐵，直徑為D、厚度為H，磁性材料優(yōu)選稀土AlNiCo/SmCo5 或NdFeB；厚度H≥2.5mm，磁敏感點(diǎn)分布參考圓直徑D1≤直徑D≤磁鐵最大可旋轉(zhuǎn)參考圓直徑D2；安裝時(shí)，圓形磁鐵的中心軸線要對(duì)準(zhǔn)磁敏感點(diǎn)分布參考圓的圓心。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械轉(zhuǎn)軸在線監(jiān)測(cè)的角位移傳感器，其特征是：所述的聯(lián)軸器及連接軸（3）包括通過(guò)螺紋連接在一起的可調(diào)節(jié)聯(lián)軸器和連接軸兩部分，可調(diào)節(jié)聯(lián)軸器由連接機(jī)械轉(zhuǎn)軸的聯(lián)軸器輸入端（5-1）、通過(guò)螺紋與連接軸連接的聯(lián)軸器輸出端（5-2）、適應(yīng)不同大小被測(cè)軸的調(diào)節(jié)螺孔（5-3）、用于被測(cè)軸鎖緊的可伸縮夾片（5-4）組成，連接軸由一根整軸通過(guò)機(jī)加工出與可調(diào)節(jié)聯(lián)軸器連接的連接螺紋（5-5）、徑向固定連接軸于傳感器底座（5）的徑向固定卡口（5-6）、用于固定永久磁鐵（1）的磁鐵固定螺孔（5-7）而成。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械轉(zhuǎn)軸在線監(jiān)測(cè)的角位移傳感器，其特征是：所述的信號(hào)輸出插座（4）是一個(gè)通過(guò)外螺帽固定于傳感器上蓋（6）的金屬外殼五芯航空插座，五芯的信號(hào)定義分別是VCC、PWMA/MOSI、SCK、PWMB/MISO、GND，可通過(guò)五芯屏蔽電纜與監(jiān)測(cè)裝置或仿真器連接，用于信號(hào)輸出或內(nèi)部單片機(jī)的仿真、調(diào)試與編程，檢測(cè)信號(hào)輸出是一對(duì)互補(bǔ)的占空比與實(shí)時(shí)檢測(cè)角位移成正比的PWM波形。