CN201311272Y - 无接触式高精度角度传感器 - Google Patents

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余凯
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Abstract

本实用新型涉及一种基于测量磁场方向的无接触式高精度角度传感器，尤其适用于在工业自动化仪表控制中要求对角位移实时精确采样的场合，其特点是，包括安装体(8)，一转轴(1)的一端伸入该安装体(8)内，该转轴(1)外表面通过一轴套(7)与安装体(8)内表面连接从而可绕转轴(1)旋转，在转轴(1)伸入安装体(8)内的一端固定有一对平行磁铁(3)从而构成一磁力线平行的均匀磁场，在该对磁铁(3)中间有一磁阻芯片(4)固定在安装体(8)内表面上。本实用新型的有益效果是该方案为无接触测量测量磁场方向，寿命长，可以克服基于测量磁场强度原理的磁敏电位器温度漂移缺陷。

Description

无接触式高精度角度传感器
技术领域
本实用新型涉及一种基于测量磁场方向的无接触式高精度角度传感器，尤其适用于在工业自动化仪表控制中要求对角位移实时精确采样的场合。
背景技术
目前，工业自动化仪表控制中对角位移采样通常采用如下两种方式：
1、基于Mystr(导电塑料材料)的导电塑料电位器
滑片在导电塑料薄膜上接触并滑动从而产生阻值变化。缺点：频繁动作后易造成导电塑料磨损，出现信号丢失；测量精度为相对值，在一定的测量角度下精度符合要求；要求高的加工及装配精度；对操作负载有较高要求；不易形成防爆结构；在冲击和振动的场合下对使用影响较大。
2、基于测量磁场强度原理的磁敏电位器
两个性能相同的串联半桥式SMR元件与转动永磁体或磁轭之间的无接触感应而形成的角度传感器，缺点：基于磁场强度测量使用环境温度范围窄，要求很高的装配精度，不可以承受传感器和磁铁之间间隙较大的变化及负载安装要求；不易形成防爆结构。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于测量磁场方向的无接触式高精度角度传感器，其能够克服环境温度、冲击、振动、加工精度等方面的影响，而且它对角度的测量是绝对测量，测量精度高，容易实现传感器的防爆结构，增强了传感器的适用性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种无接触式高精度角度传感器，其特别之处在于，包括安装体，一转轴的一端伸入该安装体内，该转轴外表面通过一轴套与安装体内表面连接从而可绕转轴旋转，在转轴伸入安装体内的一端固定有一对平行磁铁从而构成一磁力线平行的均匀磁场，在该对磁铁中间有一磁阻芯片固定在安装体内表面上，在磁阻芯片旁的安装体上固定有与磁阻芯片配套的电路板，该电路板通过导线和接线端子引出至安装体外。
其中在转轴伸出安装体处设有密封圈。
进一步的，其中在密封圈外还设有限位垫片。
本实用新型的有益效果是该方案为无接触测量测量磁场方向，寿命长，可以克服基于测量磁场强度原理的磁敏电位器温度漂移缺陷，可应用于较宽的温度范围(-40℃～+120℃)；可以承受传感器和磁铁之间间隙较大的变化及负载安装要求，并形成防爆结构。
附图说明
附图1为本实用新型的原理图；
附图2为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来对本实用新型作进一步详细的说明：
如图2所示，本实用新型包括安装体8，一转轴1的一端伸入该安装体8内，该转轴1外表面通过一轴套7与安装体8内表面连接从而可绕转轴1旋转，在转轴1伸入安装体8内的一端固定有一对平行磁铁3，从而构成一磁力线平行的均匀磁场，在该对磁铁3中间有一磁阻芯片4固定在安装体8内表面上，在磁阻芯片4旁的安装体8上固定有与磁阻芯片4配套的电路板9，该电路板9通过导线5和接线端子引出至安装体8外。
另外在转轴1伸出安装体8处设有密封圈6，在密封圈6外还设有限位垫片2。
如图1所示，本实用新型的工作原理是：
利用平行磁铁3，实现均匀磁场。均匀磁场使磁阻芯片4工作在饱和模式下。转轴1的旋转带动磁铁3旋转，通过饱和状态下的磁阻芯片4电阻值随旋转磁场变化的关系，将电阻变化转换成输出电压变化，实现对输出轴转角很高的测量精度。
如图2所示，根据连接要求，确定转轴1出轴形式，限位垫片2保证轴向间隙量，通过选择合适的安装体8、转轴1材料实现较好的隔磁效果，磁阻芯片4固定于两磁铁3中心位置，保证磁阻芯片4工作在磁饱和状态下。通过控制转轴1与轴套7配合间隙量、配合长度、粗糙度形成隔爆结构，通过电路安全设计可形成本安防爆结构。转轴1与安装体8之间形成隔爆面10，平行磁铁3装于隔磁效果良好的转轴1内，磁阻芯片4置于平行磁铁3中心，安装体8与传感器安装外壳可形成隔爆面10。

Claims (3)

1、一种无接触式高精度角度传感器，其特征在于：包括安装体(8)，一转轴(1)的一端伸入该安装体(8)内，该转轴(1)外表面通过一轴套(7)与安装体(8)内表面连接从而可绕转轴(1)旋转，在转轴(1)伸入安装体(8)内的一端固定有一对平行磁铁(3)从而构成一磁力线平行的均匀磁场，在该对磁铁(3)中间有一磁阻芯片(4)固定在安装体(8)内表面上，在磁阻芯片(4)旁的安装体(8)上固定有与磁阻芯片(4)配套的电路板(9)，该电路板(9)通过导线(5)和接线端子引出至安装体(8)外。
2、如权利要求1所述的无接触式高精度角度传感器，其特征在于：其中在转轴(1)伸出安装体(8)处设有密封圈(6)。
3、如权利要求2所述的无接触式高精度角度传感器，其特征在于：其中在密封圈(6)外还设有限位垫片(2)。
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