CN202693004U - 一种基于三轴霍尔技术的磁角位置传感器 - Google Patents

一种基于三轴霍尔技术的磁角位置传感器 Download PDF

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苑景春
李晗
刘栋苏
刘建丰
赵宝山
赵莹
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Abstract

本实用新型属于测试测量技术领域，具体涉及一种基于三轴霍尔技术的磁角位置传感器。本实用新型包括转轴、轴承、圆形磁铁、磁铁座、轴座、底座和以敏感芯片为核心的处理电路。本实用新型解决了现有技术中的角度测量装置无法在特定恶劣环境下实现高精度测量的技术问题；提出了一种精度高、环境适应性强的非接触式磁角位置传感器，实现接近于360度的旋转角度测量，同时实现了磁角位置传感器的小型化，为各种运动控制***提供高可靠性的旋转角度参考，提高了市场竞争力。

Description

一种基于三轴霍尔技术的磁角位置传感器
技术领域
本实用新型属于测试测量技术领域，具体涉及一种基于三轴霍尔技术的磁角位置传感器。
背景技术
轴角位置测量是各种导航***、舵***以及其他一些控制***感知自身状态的重要方法之一，现阶段常见的有电位器式、光栅式角度传感器等。传统的电位器式角位置传感器通过圆形电位器元件将机械旋转角度转换成电信号输出，虽然结构简单，但传感器内部元件之间存在机械磨损，长时间使用可能会影响测量精度；光栅式角位置传感器可进行连续测量，但是结构精密复杂，对使用的环境要求比较苛刻，有少许的灰尘进入光栅都会给传感器带来致命的破坏，抗振性也较差。这些角度测量装置都无法保证在特定的恶劣环境下保证较高的测量精度。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题为：现有技术中的角度测量装置无法在特定恶劣环境下实现高精度测量。
本实用新型的技术方案如下所述：
一种基于三轴霍尔技术的磁角位置传感器，包括圆形磁铁和处理电路，还包括转轴，转轴垂直固定于圆形磁铁几何中心，圆形磁铁平行装配在处理电路上方，转轴带动圆形磁铁在处理电路表面上方旋转。
所述处理电路支撑于底座内部，所述底座为上下端面开放、内侧壁设有用于支撑处理电路的阶梯的圆柱形底座。所述处理电路优选为MLX90316芯片。
所述圆形磁铁内嵌于圆柱形磁铁座开放的下端面；磁铁座的顶端嵌入轴承内圈，使得轴承和磁铁座成为一体，将其固定在轴座中；将转轴安装在磁铁座顶端的轴孔中；转轴下端面不与圆形磁铁上端面相接触，转轴垂直固定于圆形磁铁几何中心；转轴转动时通过带动磁铁座转动，间接带动圆形磁铁转动。
所述磁铁座通过轴承与轴座相连接，所述轴座支撑于所述底座上端面，使圆形磁铁旋转中心位于处理电路的芯片敏感区轴心上方，且圆形磁铁与处理电路不相接触。
所述转轴与磁铁座、磁铁座与轴承内圈、轴承外圈与轴座、轴座和底座之间装配均采用过盈配合。
作为优选技术方案，底座中设有四个卡槽，用于在水平方向固定处理电路；轴座不仅支撑于底座上端面，其还设有向下的压板将处理电路卡在底座内侧面的阶梯上，用于在垂直方向固定处理电路。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型的基于三轴霍尔技术的磁角位置传感器实现接近于360度的旋转角度测量，同时实现了磁角位置传感器的小型化（不大于φ23mm×21.4mm），为各种运动控制***提供高可靠性的旋转角度参考，提高了市场竞争力。本实用新型的基于三轴霍尔技术的磁角位置传感器实现了非接触式测量无磨损，可靠性高，可工作于灰尘、油污、高温等恶劣环境。
附图说明
图1为本实用新型的工作原理示意图；
图2为本实用新型的结构示意图；
图3为本实用新型的底座。
其中，1-轴座，2-底座，3-转轴，4-磁铁座，5-圆形磁铁，6-轴承，7-处理电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的基于三轴霍尔技术的磁角位置传感器进行详细说明。
一种基于三轴霍尔技术的磁角位置传感器包括转轴3、圆形磁铁5和处理电路7。如图1所示，转轴3垂直固定于圆形磁铁5几何中心，圆形磁铁5平行装配在处理电路7上方，转轴3带动圆形磁铁5在处理电路7表面上方旋转。
如图2所示，所述处理电路7支撑于底座2内部。本实施例中，所述处理电路7采用MLX90316芯片，所述底座2为上下端面开放、内侧壁设有用于支撑处理电路7的阶梯的圆柱形底座2。处理电路7连接外设电源和数字电压表。
所述磁铁座4通过轴承6与轴座1相连接，所述轴座1支撑于所述底座2上端面，使圆形磁铁5旋转中心位于处理电路7的芯片敏感区轴心上方，且圆形磁铁5与处理电路7不相接触。
所述转轴3与磁铁座4、磁铁座4与轴承6内圈、轴承6外圈与轴座1、轴座1和底座2之间装配均采用过盈配合。
作为优选实施方式，为避免圆形磁铁5旋转中心与处理电路7的芯片敏感区域的轴心偏离，导致处理电路7的敏感芯片处于非均匀磁场的作用下，底座2中设有四个卡槽，用于在水平方向固定处理电路7；此外，轴座1不仅支撑于底座2上端面，其还设有向下的压板将处理电路7卡在底座2内侧面的阶梯上，用于在垂直方向固定处理电路7。上述技术方案保证了处理电路7与圆形磁铁5表面平行且同心，最大程度上减小装配过程中产生的机械偏移。

Claims (7)

1.一种基于三轴霍尔技术的磁角位置传感器，包括圆形磁铁（5）和处理电路（7），其特征在于：还包括转轴（3），转轴（3）垂直固定于圆形磁铁（5）几何中心，圆形磁铁（5）平行装配在处理电路（7）上方，转轴（3）带动圆形磁铁（5）在处理电路（7）表面上方旋转。
2.根据权利要求1所述的基于三轴霍尔技术的磁角位置传感器，其特征在于：所述处理电路（7）支撑于底座（2）内部，所述底座（2）为上下端面开放、内侧壁设有用于支撑处理电路（7）的阶梯的圆柱形底座（2）。
3.根据权利要求1或2所述的基于三轴霍尔技术的磁角位置传感器，其特征在于：所述处理电路（7）为MLX90316芯片。
4.根据权利要求2所述的基于三轴霍尔技术的磁角位置传感器，其特征在于：所述圆形磁铁（5）内嵌于圆柱形磁铁座（4）开放的下端面；磁铁座（4）的顶端嵌入轴承（6）内圈，使得轴承（6）和磁铁座（4）成为一体，将其固定在轴座（1）中；将转轴（3）安装在磁铁座（4）顶端的轴孔中；转轴（3）下端面不与圆形磁铁（5）上端面相接触，转轴（3）垂直固定于圆形磁铁（5）几何中心；转轴（3）转动时通过带动磁铁座（4）转动，间接带动圆形磁铁（5）转动。
5.根据权利要求4所述的基于三轴霍尔技术的磁角位置传感器，其特征在于：所述磁铁座（4）通过轴承（6）与轴座（1）相连接，所述轴座（1）支撑于所述底座（2）上端面，使圆形磁铁（5）旋转中心位于处理电路（7）的芯片敏感区轴心上方，且圆形磁铁（5）与处理电路（7）不相接触。
6.根据权利要求5所述的基于三轴霍尔技术的磁角位置传感器，其特征在于：所述转轴（3）与磁铁座（4）、磁铁座（4）与轴承（6）内圈、轴承（6）外圈与轴座（1）、轴座（1）和底座（2）之间装配均采用过盈配合。
7.根据权利要求5所述的基于三轴霍尔技术的磁角位置传感器，其特征在于：底座（2）中设有四个卡槽，用于在水平方向固定处理电路（7）；轴座（1）不仅支撑于底座（2）上端面，其还设有向下的压板将处理电路（7）卡在底座（2）内侧面的阶梯上，用于在垂直方向固定处理电路（7）。
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