[實用新型]一種基于GMR角度傳感器的高精度磁位移傳感器

有效

• 申請號: 202120804559.5
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN214893063U
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 張曄;姚遠;瞿曉瑞
• 申請（專利權）人: 常州馬克西姆電氣有限公司
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02
• 代理公司: 深圳至誠化育知識產權代理事務所(普通合伙) 44728
• 代理人: 劉英

本實用新型提出了一種基于GMR角度傳感器的高精度磁位移傳感器，其特征在于，包括電源及處理模塊，所述電源及處理模塊的一端固定設置有GMR傳感器陣列模塊，所述GMR傳感器陣列模塊表面套設有磁環，所述磁環與GMR傳感器陣列模塊表面之間間隔設置，所述GMR傳感器陣列模塊的寬度小于磁環的內徑，所述GMR傳感器陣列模包括若干傳感器，相鄰的兩個所述傳感器之間間隔設置，每個所述傳感器均與電源及處理模塊電性連接，所述磁環與外部被測部件固定連接，借此，本實用新型具有工作原理簡單可靠，易于制造的優點。

技術領域

本實用新型屬于傳感器技術領域，特別涉及一種基于GMR角度傳感器的高精度磁位移傳感器。

背景技術

目前，磁位移傳感器目前市場上廣泛用于石油、化工、水利、制藥、食品飲料等行業各種液罐的液位計量和控制。現有的磁位移傳感器大多根據磁致伸縮原理制造，具有高精度、長量程的特點。由于測量用的磁環和傳感器無接觸，不至于被磨損，因而使用壽命長、環境適應能力強、可靠性安全性高，可用于惡劣環境。它的行程最長可達3米，標稱精度為0.05％FS。

現有磁位移傳感器存在的問題：控制原理復雜，制造難度大；安裝受限，較高的安裝、維護要求；價格昂貴；量程越長，精度越低。

實用新型內容

本實用新型提出一種基于GMR角度傳感器的高精度磁位移傳感器，解決了現有技術中的問題。

本實用新型的技術方案是這樣實現的：一種基于GMR角度傳感器的高精度磁位移傳感器，包括電源及處理模塊，所述電源及處理模塊的一端固定設置有GMR傳感器陣列模塊，所述GMR傳感器陣列模塊表面套設有磁環，所述磁環與GMR傳感器陣列模塊表面之間間隔設置，所述GMR傳感器陣列模塊的寬度小于磁環的內徑，所述GMR傳感器陣列模包括若干傳感器，相鄰的兩個所述傳感器之間間隔設置，每個所述傳感器均與電源及處理模塊電性連接，所述磁環與外部被測部件固定連接。

本實用新型由電源及處理模塊、GMR傳感器陣列模塊和磁環組成。磁環套在GMR傳感器陣列模塊上并與被測部件固定連接。GMR傳感器陣列模塊上的N個傳感器通過SP I總線與電源及處理模塊上的CPU進行數據交換。當磁鐵在GMR傳感器上運動時，該傳感器會輸出0～360度的角度值。所以當磁環在GMR傳感器陣列模塊徑向移動時，因為磁環對陣列上每個傳感器的磁化方向不同，所以每個GMR傳感器輸出的角度值都是不同的，根據N個傳感器角度值的排列組合可以得到磁環相對于GMR傳感器陣列模塊的位置，也就是說GMR傳感器陣列模塊相當于帶刻度的尺，當磁環移動時，通過CPU收到的N個角度值就能計算出磁環對于GMR傳感器陣列模塊的相對位移值，也就間接地可以知道與磁環固定的負載的相對位移值。這種方法既可以用于絕對位移測量，也可以用于相對位移測量，因此具有工作原理簡單可靠，易于制造、極低的制造價格、通過調整傳感器排列和算法可實現不同測量精度的產品組合、理論上量程可以無限長的優點。

作為一種優選的實施方式，所述GMR傳感器陣列模塊的寬度小于電源及處理模塊的寬度，方便磁環在GMR傳感器陣列模塊上來回移動。

作為一種優選的實施方式，所述磁環的內徑小于電源及處理模塊的寬度，避免磁環從GMR傳感器陣列模塊經過電源及處理模塊是掉出的問題出現。

作為一種優選的實施方式，每個所述傳感器通過SPI總線與電源及處理模塊電性連接，所述磁環沿GMR傳感器陣列模塊的徑向方向移動，所以當磁環在GMR傳感器陣列模塊徑向移動時，因為磁環對陣列上每個傳感器的磁化方向不同，所以每個GMR傳感器輸出的角度值都是不同的，根據N個傳感器角度值的排列組合可以得到磁環相對于GMR傳感器陣列模塊的位置，也就是說GMR傳感器陣列模塊相當于帶刻度的尺，當磁環移動時，通過CPU收到的N個角度值就能計算出磁環對于GMR傳感器陣列模塊的相對位移值，也就間接地可以知道與磁環固定的負載的相對位移值。

采用了上述技術方案后，本實用新型的有益效果是：

①工作原理簡單可靠，易于制造；