CN107438949B - 传感器铁芯和传感器 - Google Patents

传感器铁芯和传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN107438949B
CN107438949B CN201580069088.5A CN201580069088A CN107438949B CN 107438949 B CN107438949 B CN 107438949B CN 201580069088 A CN201580069088 A CN 201580069088A CN 107438949 B CN107438949 B CN 107438949B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
legs
core
head
bend
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201580069088.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107438949A (zh
Inventor
I·M·斯塔瑟斯
M·A·麦克雷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Super Pcs Co ltd
Original Assignee
Ultra Electronics Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ultra Electronics Ltd filed Critical Ultra Electronics Ltd
Publication of CN107438949A publication Critical patent/CN107438949A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107438949B publication Critical patent/CN107438949B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/10Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945Proximity switches
    • H03K17/95Proximity switches using a magnetic detector
    • H03K17/9505Constructional details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/10Composite arrangements of magnetic circuits
    • H01F3/14Constrictions; Gaps, e.g. air-gaps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于接近传感器的接近传感器铁芯。所述铁芯由高透磁率材料片制成,所述材料片的厚度小于所述材料片的宽度和长度。所述材料片被切割或成形,使其具有跨越该材料片的宽度延伸的头部,并且头部具有第一长度。第一腿部和第二腿部从头部的相同边缘延伸第二长度。第一腿部和第二腿部中的每一个跨越头部的宽度的一部分延伸。第一脚部和第二脚部从相应的第一腿部和第二腿部延伸第三长度。第一脚部和第二脚部具有与各个腿部相同的宽度。在基本设计中,材料片包括位于第一脚部和第二脚部中的每一个与相应的第一腿部和第二腿部之间的第一弯曲部,使得第一脚部和第二脚部基本上垂直于相应的第一腿部和第二腿部延伸。

Description

传感器铁芯和传感器
技术领域
本发明涉及一种用于传感器的传感器铁芯和传感器。特别地,本发明涉及一种用于接近传感器的传感器铁芯,该传感器铁芯用于产生感测目标的接近的磁场,并且本发明涉及包括这种传感器铁芯的传感器。
背景技术
接近传感器是用于检测物体(例如金属物体或含铁物体)的存在的装置。接近传感器中使用了多种工作原理,例如可变磁阻、涡流损耗、饱和铁芯和霍尔效应。
例如,饱和铁芯传感器包括由当暴露于一定磁通密度的磁场中时将会磁饱和的材料制成的铁芯。当磁性物体朝向铁芯组件移动时,达到一距离,在该距离处,物体的磁场将发现铁芯是最小的磁阻路径。结果,磁场的磁通进入铁芯,随着所述距离的减小,磁通密度增加并最终使铁芯饱和。铁芯的饱和导致线圈的阻抗减小。通过测量线圈阻抗的变化,可以检测磁性物体的存在。
图1和图2示出了现有技术的接近传感器的示例,图3示出了在图1和图2的接近传感器中使用的铁芯的示例。现在将描述图1至图3。
接近传感器100包括壳体,该壳体具有面向目标的前传感器表面104和从表面104以直角延伸出的四个侧壁106。侧壁106和前表面104在壳体102上形成中空的内部区域。感测区域200以基本上半球形的形状从面向目标的前传感器表面104延伸出来。
在该现有技术示例中,壳体102包括从相对的侧壁106向外延伸出的两个凸缘108。凸缘108具有孔110,以允许接近传感器100安装在支撑构件(未示出)上。壳体102可以由具有相当低的导电性的非磁性材料制成。设置有外部连接器140以实现与内部电气部件的外部连接。
铁芯120位于壳体102中,并用于产生感测目标所需的磁场。铁芯120优选由诸如软铁、铸铁、变压器钢或任何其它类似材料的高度可透磁材料构成。材料优选具有相对高的透磁率(例如超过10000)。在图1至图3所示的现有技术的接近传感器中,铁芯120包括基本平坦的矩形构件,该矩形构件在四个位置弯曲以形成具有头部220、两个腿部222和两个脚部224的形状。头部220垂直于两个腿部222,并且两个腿部垂直于两个脚部224。两个脚部224从相应的腿部相对地彼此平行且共面地延伸。
设置有线圈组件118(每个腿部和脚部具有一个线圈组件),电流通过线圈组件118,以与铁芯120结合产生磁场。
发明内容
但是,我们已经意识到需要具有改进的灵敏度和其它期望特性的替代铁芯设计和替代接近传感器。
因此,本发明提供了一种用于传感器的传感器铁芯,该传感器铁芯英语产生用于感测目标接近的磁场,所述铁芯包括:高相对透磁率的材料片,所述材料片的厚度小于所述材料片的宽度和长度,并且所述铁芯包括:头部,所述头部延伸跨越所述材料片的宽度,并具有第一长度;第一腿部和第二腿部,所述第一腿部和第二腿部从所述头部的第一边缘延伸第二长度,所述第一腿部和第二腿部中的每一个延伸跨越所述头部的宽度的一部分;以及第一脚部和第二脚部,所述第一脚部和第二脚部从相应的所述第一腿部和第二腿部延伸第三长度,所述第一脚部和第二脚部具有与相应的腿部相等的宽度,其中所述材料片包括位于所述第一脚部和第二脚部中每一个与相应的所述第一腿部和第二腿部之间的第一弯曲部,使得所述第一脚部和第二脚部基本上垂直于相应的所述第一腿部和第二腿部延伸。
通过使每个所述腿部从相同的边缘延伸,可以提供紧凑的传感器铁芯。
所述第一脚部和第二脚部可以基本上彼此平行地延伸并且彼此间隔开180°。
所述传感器铁芯还可以包括每个相应的所述第一弯曲部与相应的所述第一腿部和第二腿部之间的第二弯曲部,其中所述第一弯曲部为钝角,所述第二弯曲部为锐角,使得相应的所述第一腿部和第二腿部在相应的所述第一脚部和第二脚部之上并基本上垂直于相应的所述第一脚部和第二脚部延伸。这种设计提供了紧凑的铁芯设计。
所述第一弯曲部可以具有比相应的所述第一腿部或第二腿部的宽度窄的宽度,并且所述第一弯曲部具有第四长度。所述第一弯曲部可以由相应的所述第一脚部和第二脚部的切口部分形成。在该设计中,所述第一弯曲部从相应的所述第一脚部和第二脚部延伸,使得相应的所述第一腿部和第二腿部在相应的所述第一脚部和第二脚部之上并且基本上垂直于相应的所述第一脚部和第二脚部延伸。
所述第一脚部和第二脚部的切口可以提供所述第一弯曲部,并且所述第一弯曲部在所述第一脚部和第二脚部的每一个的两个端部之间限定间隙。
所述第一腿部和第二腿部中的每一个的所述第一弯曲部和/或下部中的每一个适于接收缠绕在周围的相应的线圈,以在电流通过时产生磁场。
所述腿部的宽度沿着所述第二长度的至少一部分变窄。这可以提供用于接收围绕其缠绕的线圈的区域。
所述材料片可以包括位于所述第一腿部和第二腿部中的每一个与所述头部之间的第三弯曲部,使得所述头部沿着基本上垂直于相应的所述第一腿部和第二腿部的轴线延伸。这可以提供紧凑的铁芯设计。
所述头部可以大致平行于所述脚部延伸,并且所述头部延伸跨过所述脚部中的一个或两个的至少一部分。
所述传感器铁芯还可以包括位于每个相应的所述第三弯曲部与相应的所述第一腿部和第二腿之间的第四弯曲部,其中所述第三弯曲部为钝角,所述第四弯曲部为锐角,使得相应的所述第一腿部和第二腿部在所述头部之下并基本上垂直于所述头部延伸。
所述头部可以包括用于接收线圈绕线模或线筒的一个或多个开口。
本发明还提供了一种用于感测目标物接近的传感器,该传感器包括:具有扁平矩形传感器面、侧壁和盖子的壳体;以及位于所述壳体内部的如上所述的传感器铁芯,其中接近传感器铁芯的所述第一脚部和第二脚部与所述扁平矩形传感器面的内表面相邻并且布置成横向于所述矩形传感器面的较短尺寸延伸。
所述传感器可以包括围绕相应的所述第一腿部和第二腿部的相应第一弯曲部和/或下部缠绕的第一和第二多个线圈(a first and second plurality of coils)。
所述传感器还可以包括导电屏蔽件,所述导电屏蔽件设置为屏蔽所述壳体的除了所述矩形传感器面之外的一个或多个侧面。通过所述屏蔽件,可以降低接近传感器对从与传感器面不同的方向接近传感器的其他物体(例如金属物体)的敏感度。
上述传感器可以是接近传感器。
附图说明
现在将仅通过示例的方式并且参考附图来描述本发明,其中:
图1示出了现有技术的接近传感器;
图2以横截面图示出了图1的现有技术的接近传感器;
图3示出了图1的现有技术的接近传感器的铁芯;
图4a、图4b和图4c示出了根据本发明的第一种接近铁芯的设计;
图5示出了图4a的第一种接近铁芯设计,具有不同的脚部结构;
图6示出了根据本发明的第二种接近铁芯的设计;
图7示出了图6的第二种接近铁芯的设计,其中具有不同的脚部结构;
图8a和图8b示出了图6的第二种接近铁芯的设计,具有不同的头部结构;
图9a、图9b和图9c示出了图8的第二种接近铁芯的设计,具有不同的脚部结构;
图10示出了根据本发明的第三种接近铁芯的设计;
图11示出了图10的第三种接近铁芯的设计,其中具有不同的脚部结构;
图12a和图12b示出了图10的第三种接近铁芯的设计,具有不同的头部结构;
图13a、图13b和图13c示出了图12的第三种接近铁芯的设计,具有不同的脚部结构;
图14示出了具有屏蔽件的接近传感器;以及
图15以部分横截面图示出了图14的接近传感器。
具体实施方式
简而言之,我们描述了接近传感器的一些可选择的铁芯。基本设计包括由高透磁率材料片制成的铁芯,所述材料片的厚度小于所述材料片的宽度和长度。该材料片被切割或成形,使其具有跨越该材料片的宽度延伸的头部,并且该头部具有第一长度。第一腿部和第二腿部从头部的相同边缘延伸第二长度。第一腿部和第二腿部中的每一个跨越头部的宽度的一部分延伸(头部和腿部可以被描述为具有倒置的“U”形)。此外,第一脚部和第二脚部从相应的第一腿部和第二腿部延伸第三长度。第一脚部和第二脚部具有与各个腿部相同的宽度。在基本设计中,材料片包括第一脚部和第二脚部中的每一个与相应的第一腿部和第二腿部之间的第一弯曲部,使得第一脚部和第二脚部基本上垂直于相应的第一腿部和第二腿部延伸。可选择的设计包括头部位置或者第一弯曲部相对于脚部的位置的变化。
图4a示出了根据本发明的第一种接近铁芯的设计。铁芯(300)优选由具有高相对透磁率的单个材料片制成,该材料片被切割和/或弯曲或折叠以形成优选形状。可用于形成铁芯的一个示例性材料在本领域中称为HyMu“80”
Figure BDA0001324110000000061
(由Carpenter Steel Company制造),其为无定向的(unoriented)80%镍-铁-钼合金,该合金提供极高的初始透磁率以及具有最小磁滞损耗的最大透磁率。其他合适的材料包括坡莫合金(Permalloy)。
材料片具有厚度、宽度和长度。厚度优选为大约0.020″(0.51mm),其小于材料片的宽度和长度。
铁芯(300)包括头部(320)、两个腿部(322)和从各个腿部(322)延伸出的脚部(324)。头部(320)跨越材料片的宽度延伸,并且具有第一长度。每个腿部(322)从头部(320)的同一边缘延伸第二长度,并且第一腿部和第二腿部(322)中的每一个跨越头部(320)的宽度的一部分延伸。由于每个腿部延伸了头部(320)的宽度的一部分,所以在腿部(322)之间存在间隙。
第一脚部和第二脚部(324)中的每一个从相应的第一腿部和第二腿部(322)延伸第三长度。脚部(324)具有与对应的脚部(322)相同的宽度。
在每个腿部(322)和脚部(324)之间设置有第一弯曲部(326)。这样,相应的第一脚部和第二脚部(324)从相应的第一腿部和第二腿部(322)基本上垂直延伸。
当***到接近传感器装置(例如在图1和图2所示的装置中)时,脚部沿Z轴沿着传感器面(104)的至少一部分延伸。优选地,脚部(324)沿着传感器面(104)的实质长度(在z轴上)延伸。
为了产生磁场,第一线圈和第二线圈(未示出)围绕相应的第一腿部和第二腿部(322)中的每一个缠绕。这可以设置为线圈直接围绕铁芯的腿部(322)缠绕。或者,线圈围绕绕线模(formers)或载体预缠绕,腿部(322)延伸穿过所述绕线模或载体(参见例如图2的现有技术装置中提供的线圈)。优选地,线圈位于腿部(322)的下部(朝向脚部(324)),以便使得与头部(320)的磁通耦合最小化,这可能影响装置的灵敏度。
图4a所示铁芯设计的限制是必须在腿部(322)后面留下足够的间隙,以使得线圈可以被缠绕,并且使得铁芯和线圈放置在接近传感器装置中时,铁芯和线圈不会接触到装置壳体的内部。为了容纳线圈,脚部(324)可以被缩短,使得它们在传感器面(104)的一部分(在z轴上)之上延伸,而不是在传感器面(104)的相当长度之上延伸(在z轴上)。通过缩短脚部(324),将腿部远离装置壳体定位,使得线圈可以围绕其缠绕。
图4b和4c示出了图4a所示铁芯的可选择的变型。在图4b所示的铁芯中,铁芯包括头部(320)和腿部(322)之间的第三弯曲部(330)。在该布置中,头部(320)沿着基本上垂直于相应腿部(322)(在头部(320)下方延伸)的轴线延伸,并且基本上平行于脚部(324),并在脚部(324)中的一个或两个的至少一部分之上延伸。
通过这样的布置,铁芯可以安装在在y轴上较短的接近传感器装置封装中(见图1)。或者,相对于不具有相对于腿部(322)弯曲的头部(320)的其他设计,其允许较长的腿部(322),这可以帮助减少在头部(320)方向上的磁链。在该方向上的磁链可以降低接近传感器的灵敏度。
图4c所示铁芯基本上类似于图4b中的铁芯,只是头部(320)包括用于接收线圈绕线模或线筒的一个或多个开口(340),所述线圈绕线模或线筒沿着腿部(322)的部分长度或沿着腿部(322)的整体延伸穿过所述开口(340),使得所述线圈绕线模或线筒抵靠在脚部(324)上。
图5示出了图4a所示铁芯的可选择的变型。在图5所示的铁芯中,头部(320)和腿部(322)与图4a中相同。然而,在图5中,第一脚部和第二脚部(324)在彼此平行(parallel to)的方向上延伸,并且彼此间隔(apart from)大约180°。
在这种实施例中,与图4a所示铁芯设计的脚部(324)的长度相比,每个脚部(324)的长度减小。但是,由于脚部沿相反的方向延伸,可以看出,腿部(322)在脚部(324)的末端之间的中央从脚部(324)向上地并基本上垂直于脚部(324)地延伸。因此,与图4a所示设计相比,腿部(322)后面具有较大的间隙,在该间隔周围有较大的空间供线圈缠绕在腿部(322)上,而不会接触到装置壳体的内部。图5还可以包括图4b和4c所示铁芯设计的特征,即,图5所示铁芯设计的头部可以被弯曲成基本上垂直于腿部并平行于脚部,其中头部延伸跨过其中一个脚部的至少一部分。
图6示出了图4a和图5所示铁芯设计的可选择的变型。在该设计中,头部(320)以及第一腿部与第二腿部(322)的上部(邻近头部(320))基本上与图4a和图5相同,但是,在图6中,腿部(322)和脚部(324)之间的弯曲部不同。
图6中的铁芯设计包括在相应的脚部(324)的一端处以钝角(即,超过图4和图5中形成的第一弯曲部的90°)弯曲的第一弯曲部(326)。第一弯曲部(326)之后是位于第一弯曲部(326)与腿部(322)之间的第二弯曲部(332)。所述第二弯曲部(332)为锐角,使得从所述第二弯曲部向头部(320)延伸的腿部(322)垂直地远离脚部(324)延伸。通过第一弯曲部(326)和第二弯曲部(332),腿部(322)在脚部(324)之上延伸并垂直离开脚部(324)。因此,这种布置在腿部(322)之后提供间隙,以提供空间给线圈围绕腿部(322)缠绕,而不会在组装时接触接近装置的壳体。
图7示出了图6的铁芯的可选择的变型。在图7所示的铁芯中,头部(320)和腿部(322)与图6中的相同。但是,在图7中,第一腿部和第二脚部(324)在彼此平行的方向上延伸,并且彼此间隔大约180°。
图8a和图8b示出了图6铁芯的可选择的变型。在图8a所示的铁芯中,铁芯包括邻近头部(320)的第三弯曲部(330)和位于第三弯曲部(330)和腿部(322)之间的第四弯曲部(334)。在这种布置中,第三弯曲部(330)为钝角,第四弯曲部(334)为锐角。在该布置中,头部(320)沿着基本上垂直于相应腿部(322)(在头部(320)下方延伸)的轴线延伸,并且基本上平行于脚部(324),并且头部(320)延伸跨过一个或两个脚部(324)的至少一部分。
通过这样的布置,铁芯可以安装在在y轴上较短的接近传感器装置封装中(见图1)。或者,相对于不具有相对于腿部(322)弯曲的头部(320)的其他设计,其允许较长的腿部(322),这可以帮助减少在头部(320)方向上的磁链。在该方向上的磁链可以降低接近传感器的灵敏度。
图8b所示的铁芯基本上类似于图8a中的铁芯,只是头部(320)包括用于接收线圈绕线模或线筒的一个或多个开口(340),所述线圈绕线模或线筒沿着腿部(322)的部分长度或沿着腿部(322)的整体延伸穿过所述开口(340),使得所述线圈绕线模或线筒抵靠在脚部(324)上。
图8a和图8b所示布置的一种可选择的变型为仅包括位于头部(320)和腿部(322)之间的第三弯曲部(330),其中第三弯曲部使得头部(320)基本上垂直于腿部(322)延伸,并且基本上平行于脚部(324)。
图9a、图9b和图9c分别示出了图8a和8b所示铁芯的可选择的变型。在图9a所示的铁芯中,头部(320)和腿部(322)与图8a中相同。然而,在图9a中,第一脚部和第二脚部(324)在彼此平行的方向上延伸,并且彼此间隔大约180°。图9b与图8b的不同也是类似的。图9c是图9b的改进变型,其中一个腿部(322)从头部(320)的不同边缘延伸,以便线圈绕线模或线筒可以抵靠在脚部(324)的平坦部分上。
图10显示了可选择的铁芯设计。在图10中,头部(320)和上部的腿部(322)与图4中的相同。但是,在图10中,第一弯曲部(326)和脚部(324)与图4中的不同。
在图10中,第一弯曲部(326)由脚部(324)的切口部形成。在制造铁芯的过程中,脚部(324)被冲压(stamped)或切割以形成变窄部分(344)和两个叉部(332)。变窄部分(344)被弯曲以形成第一弯曲部(326),其被布置成使得腿部(322)在脚部(324)之上并垂直于脚部(324)延伸。
在制造过程中,在脚部(324)被弯曲以形成第一弯曲部(326)之前,线圈可以套在(slipped over)脚部(324)和腿部(322)上。在这个过程中,线圈可以朝着头部(320)向上推,以允许足够的间隙以供脚部(324)弯曲以形成第一弯曲部(326)。
变窄部分(344)的尺寸可被设计成与腿部(322)向下延伸至第一弯曲部(326)的设计(如同上述设计)相比,可以更紧密地容纳线圈。
图11示出了图10的铁芯的可选择的变型。在图11所示的铁芯中,头部(320)和腿部(322)与图10中的相同。但是,在图11中,第一腿部和第二脚部(324)在彼此平行的方向上延伸,并且彼此间隔大约180°。
图12a和图12b示出了图10铁芯的可选择的变型。在图12a所示的铁芯中,铁芯包括邻近头部(320)的第三弯曲部(330)和位于第三弯曲部(330)和腿部(322)之间的第四弯曲部(334)。在这种布置中,第三弯曲部(330)为钝角,第四弯曲部(334)为锐角。在该结构中,头部(320)沿着基本上垂直于相应腿部(322)(在头部(320)下方延伸)的轴线延伸,并且基本上平行于脚部(324),并且延伸跨过一个或两个脚部(324)的至少一部分。
通过这样的布置,铁芯可以安装在在y轴上较短的接近传感器装置封装中(见图1)。或者,相对于不具有相对于腿部(322)弯曲的头部(320)的其他设计,其允许较长的腿部(322),这可以帮助减少在头部(320)方向上的磁链。在该方向上的磁链可以降低接近传感器的灵敏度。
图12b所示铁芯基本上类似于图12a中的铁芯,只是头部(320)包括用于接收线圈绕线模或线筒的一个或多个开口(340)。
图12a和图12b所示布置的可选择的变型为仅包括位于头部(320)和腿部(322)之间的第三弯曲部(330),其中第三弯曲部使得头部(320)基本上垂直于腿部(322)延伸,并且基本上平行于脚部(324)。
图13a、图13b和图13c分别示出了图12a和12b的铁芯的可选择的变型。在图13a所示的铁芯中,头部(320)和腿部(322)与图12a中相同。然而,在图13a中,第一脚部和第二脚部(324)在彼此平行的方向上延伸,并且彼此间隔大约180°。图13b与图12b的不同为相类似的。图13c是图13b的改进变型,其中一个腿部(322)从头部(320)的不同边缘延伸,以便线圈绕线模或线筒可以抵靠在脚部(324)的平坦部分上。
当铁芯(300)和线圈被安置在接近传感器装置的封装(例如,图1、图2、图14或图15所示的矩形或长方体封装)中时,可围绕铁芯(300)的部分设置屏蔽件(400),以便屏蔽铁芯(300)使其不受从非传感器面(104)的一侧接近或靠近接近传感器的金属物体的影响。除了传感器面(104)之外,屏蔽件(400)可以设置为跨过接近传感器的一个或多个面的整个或部分上。
在铁芯(300)和接近传感器装置的封装之间没有屏蔽件(400)的情况下,接近传感器可能会受到金属物体的影响,这可能产生从铁芯(300)的漏磁,会导致灵敏度降低。屏蔽件可以由导电金属形成,例如铝。实际上,屏蔽件作为由磁芯(300)产生的磁场中的短路线圈(shorted turn)。
在制造过程中,屏蔽件(400)可以被“调谐(tuned)”,即具有特定的特性,使得接近传感器装置的性能适合特定的应用。例如,可以在制造过程中设计和调整屏蔽件相对于铁芯(300)的尺寸、形状或位置,以调谐接近传感器的性能,使其匹配特定应用的期望特性。
在任意上述设计中,以下尺寸中的一个或多个可以组合或单独地应用:
●相对高透磁率材料片的厚度可以为0.02″(0.51mm)
●折叠或弯曲半径可以为1/16″(1.59mm)
●头部的总宽度可以为1″(25.4mm)
●腿部之间的间距可以为6/32″(4.76mm)
在任意上述铁芯设计中,沿着腿部的长度的全部或一部分,腿部的宽度可以窄于脚部的宽度。这是为了提供额外的空间以供线圈围绕腿部缠绕。
无疑,本领域技术人员还可以想到其他有效的替代方案。应当理解,本发明不限于所描述的实施例,并且包括对于本领域技术人员而言显而易见的,落入权利要求的范围内的修改。

Claims (15)

1.一种用于传感器的传感器铁芯,该传感器铁芯用于产生用于感测目标接近的磁场,所述铁芯包括:
高相对透磁率的材料片,所述材料片的厚度小于所述材料片的宽度和长度,并且所述铁芯包括:
头部,所述头部延伸跨过所述材料片的宽度,并且具有第一长度;
第一腿部和第二腿部,所述第一腿部和第二腿部从所述头部的第一边缘延伸第二长度,所述第一腿部和第二腿部中的每一个延伸跨越所述头部的宽度的一部分;以及
第一脚部和第二脚部,所述第一脚部和第二脚部从相应的所述第一腿部和第二腿部延伸第三长度,所述第一脚部和第二脚部具有与相应的腿部相等的宽度,
其中所述材料片包括位于所述第一脚部和第二脚部中的每一个与相应的所述第一腿部和第二腿部之间的第一弯曲部,使得所述第一脚部和第二脚部基本上垂直于相应的所述第一腿部和第二腿部延伸,并且所述第一脚部和所述第二脚部彼此沿相同的方向延伸。
2.根据权利要求1所述的传感器铁芯,其中,该传感器铁芯还包括每个相应的所述第一弯曲部与相应的所述第一腿部和第二腿部之间的第二弯曲部,其中所述第一弯曲部为钝角,所述第二弯曲部为锐角,使得相应的所述第一腿部和第二腿部在相应的所述第一脚部和第二脚部之上并基本上垂直于相应的所述第一脚部和第二脚部延伸。
3.根据权利要求1所述的传感器铁芯,其中,所述第一弯曲部具有比相应的所述第一腿部或第二腿部的宽度窄的宽度,并且所述第一弯曲部具有第四长度。
4.根据权利要求3所述的传感器铁芯,其中,所述第一弯曲部由相应的所述第一脚部和第二脚部的切口部分形成,所述第一弯曲部从相应的所述第一脚部和第二脚部延伸,使得相应的所述第一腿部和第二腿部在相应的所述第一脚部和第二脚部之上并且基本上垂直于相应的所述第一脚部和第二脚部延伸。
5.根据权利要求3所述的传感器铁芯,其中,所述第一脚部和第二脚部的切口提供所述第一弯曲部,并且所述第一弯曲部在所述第一脚部和第二脚部中的每一个的两个端部之间限定间隙。
6.根据权利要求1所述的传感器铁芯,其中,所述第一腿部和第二腿部中的每一个的所述第一弯曲部和/或下部中的每一个适于接收缠绕在周围的相应的线圈,以在电流通过时产生磁场。
7.根据权利要求1所述的传感器铁芯,其中,所述腿部的宽度沿着所述第二长度的至少一部分变窄。
8.根据权利要求1所述的传感器铁芯,其中,所述材料片包括位于所述第一腿部和第二腿部中的每一个与所述头部之间的第三弯曲部,使得所述头部沿着基本上垂直于相应的所述第一腿部和第二腿部的轴线延伸。
9.根据权利要求8所述的传感器铁芯,其中,所述头部基本上平行于所述脚部延伸,并且所述头部延伸跨过所述脚部中的一个或两个的至少一部分。
10.根据权利要求8所述的传感器铁芯,其中,所述传感器铁芯还包括位于每个相应的所述第三弯曲部与相应的所述第一腿部和第二腿之间的第四弯曲部,其中所述第三弯曲部为钝角,所述第四弯曲部为锐角,使得相应的所述第一腿部和第二腿部在所述头部之下并基本上垂直于所述头部延伸。
11.根据权利要求8所述的传感器铁芯,其中,所述头部包括用于接收线圈绕线模或线筒的一个或多个开口。
12.一种用于感测目标接近的传感器,所述传感器包括:
具有扁平矩形传感器面、侧壁和盖子的壳体;以及
根据权利要求1至11中任一项所述的传感器铁芯,所述传感器铁芯用于产生用于感测目标接近的磁场,所述传感器铁芯位于所述壳体内,
其中所述接近传感器铁芯的所述第一脚部和第二脚部与所述扁平矩形传感器面的内表面相邻,并且布置成横向于所述矩形传感器面的较短尺寸延伸。
13.根据权利要求12所述的传感器,其中,所述传感器包括围绕相应的所述第一腿部和第二腿部的相应第一弯曲部和/或下部缠绕的第一和第二多个线圈。
14.根据权利要求12所述的传感器,其中,所述传感器包括导电屏蔽件,所述导电屏蔽件设置为屏蔽所述壳体的除了所述矩形传感器面之外的一个或多个侧面。
15.根据权利要求12所述的传感器,其中,所述传感器为接近传感器。
CN201580069088.5A 2014-11-14 2015-11-13 传感器铁芯和传感器 Active CN107438949B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/542,305 2014-11-14
US14/542,305 US10007017B2 (en) 2014-11-14 2014-11-14 Sensor core and sensor
PCT/GB2015/053453 WO2016075482A1 (en) 2014-11-14 2015-11-13 Sensor core and sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107438949A CN107438949A (zh) 2017-12-05
CN107438949B true CN107438949B (zh) 2020-10-16

Family

ID=54608908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580069088.5A Active CN107438949B (zh) 2014-11-14 2015-11-13 传感器铁芯和传感器

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10007017B2 (zh)
EP (1) EP3219012B1 (zh)
JP (1) JP6686018B2 (zh)
CN (1) CN107438949B (zh)
GB (1) GB2549623A (zh)
HK (1) HK1245519A1 (zh)
WO (1) WO2016075482A1 (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002098744A (ja) * 2000-09-25 2002-04-05 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 磁気センサ
CN1592847A (zh) * 2001-03-03 2005-03-09 好感新技术有限公司 具有双极信号输出的接近传感器的接近传感器***
EP0880035B1 (en) * 1997-05-21 2007-05-02 Sony Manufacturing Systems Corporation Magnetic metal sensor and method for detecting magnetic metal

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4219740A (en) 1979-01-12 1980-08-26 Eldec Corporation Proximity sensing system and inductance measuring technique
US4426616A (en) 1981-10-06 1984-01-17 Simmonds Precision Products, Inc. Capacitive measurement system
US4845429A (en) 1986-03-12 1989-07-04 Eldec Corporation Inductance divider sensor
US5285154A (en) 1991-10-15 1994-02-08 Eldec Corporation Saturable core proximity sensor aligned perpendicular to a magnet target having a plate and a non-magnetic metal housing
US5351004A (en) 1991-10-15 1994-09-27 Eldec Corporation Saturable core proximity sensor including a flux director and a magnetic target element
US5488566A (en) 1992-06-02 1996-01-30 Eldec Corporation Multi-coil impedance
US5331277A (en) 1992-08-07 1994-07-19 Eldec Corporation Inductive divider position sensor with fixed and variable impedance inductors
US5410488A (en) 1992-11-02 1995-04-25 Lorton Aerospace Company Proximity sensor gap measuring method and apparatus
EP0809194A3 (en) 1996-03-28 1998-10-07 Simmonds Precision Products Inc. Universal narrow band signal conditioner
JP3664289B2 (ja) * 1997-12-22 2005-06-22 ソニーマニュファクチュアリングシステムズ株式会社 磁性金属センサ
JP3971895B2 (ja) * 2000-02-10 2007-09-05 日本電産サンキョー株式会社 差動式磁気センサー装置
US6424145B1 (en) 2000-02-29 2002-07-23 Eldec Corporation Inductive proximity sensor for detecting ferromagnetic, non-permeable or magnet targets
US6690159B2 (en) 2000-09-28 2004-02-10 Eldec Corporation Position indicating system
JP2006126096A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Risou Keisoku Kk 回転センサ、回転検出方法、近接センサ及び物体検知方法
US7129701B2 (en) 2004-11-18 2006-10-31 Simmonds Precision Products, Inc. Method of inductive proximity sensing
US7271585B2 (en) 2004-12-01 2007-09-18 Simmonds Precision Products, Inc. Method of fabricating a multilayer wiring board proximity sensor
US7262595B2 (en) 2005-07-27 2007-08-28 Simmonds Precision Products, Inc. Segmented core for an inductive proximity sensor
JP2009080875A (ja) * 2007-09-25 2009-04-16 Toshiba Corp 磁気ヘッド及び磁気記録装置
FR2972795B1 (fr) * 2011-03-15 2013-10-11 Crouzet Automatismes Capteur inductif de proximite et procede de montage dudit capteur
US9576721B2 (en) * 2013-03-14 2017-02-21 Sumida Corporation Electronic component and method for manufacturing electronic component
US8970339B2 (en) * 2013-03-15 2015-03-03 General Electric Company Integrated magnetic assemblies and methods of assembling same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0880035B1 (en) * 1997-05-21 2007-05-02 Sony Manufacturing Systems Corporation Magnetic metal sensor and method for detecting magnetic metal
JP2002098744A (ja) * 2000-09-25 2002-04-05 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 磁気センサ
CN1592847A (zh) * 2001-03-03 2005-03-09 好感新技术有限公司 具有双极信号输出的接近传感器的接近传感器***

Also Published As

Publication number Publication date
CN107438949A (zh) 2017-12-05
GB2549623A (en) 2017-10-25
JP2017539054A (ja) 2017-12-28
EP3219012B1 (en) 2020-04-22
JP6686018B2 (ja) 2020-04-22
WO2016075482A1 (en) 2016-05-19
EP3219012A1 (en) 2017-09-20
GB201707545D0 (en) 2017-06-28
HK1245519A1 (zh) 2018-08-24
US20160139286A1 (en) 2016-05-19
US10007017B2 (en) 2018-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8963537B2 (en) Device for measuring a current flowing through an electric cable
EP2515125B1 (en) Current sensor with a magnetic core
JP2011510318A5 (zh)
US20140300350A1 (en) Electrical current transducer
US6788046B2 (en) Compensation current sensor
JP2011510318A (ja) 電流センサー
US9746500B2 (en) Electrical current sensing apparatus
KR940009681A (ko) 역학량센서
US20170234703A1 (en) Position sensor
JP2015025798A (ja) ドアハンドル用検出装置
US10989740B2 (en) Closed-loop current transducer
CN107438949B (zh) 传感器铁芯和传感器
US9514726B2 (en) Electromagnetic transducers and methods of making
JP2009156802A (ja) 電流センサ
JP4281974B1 (ja) 金属検出装置
JP4336724B2 (ja) 金属検出装置
JPH09210610A (ja) 外部磁気や金属等の影響防止の高周波励磁差動トランス
JP4450680B2 (ja) 磁気コア及びこれを利用した電流センサユニット
JP2011047942A (ja) 磁束検出装置および磁束検出装置の製造方法
JP2019027875A (ja) 磁気センサ及びこれを備える電流センサ
JP2016162894A (ja) 内燃機関用の点火コイル
EP1845538A2 (en) Magnetic element
JP2012002689A (ja) 電流センサ
JP2012255683A (ja) 変位量検出装置
JP2006302356A (ja) 磁気ヘッド

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230309

Address after: Gloucestershire

Patentee after: Super PCS Co.,Ltd.

Address before: The Middlesex County

Patentee before: ULTRA ELECTRONICS Ltd.